موتور دیزل مدرن دستگاهی کارآمد با راندمان بالا است. اگر قبلاً موتورهای دیزلی روی ماشین آلات کشاورزی (تراکتور، کمباین و غیره) نصب می شد، اکنون اتومبیل های معمولی شهری به آنها مجهز شده اند. البته برخی از افراد دیزل را با دود سیاه ناشی از لوله اگزوز مرتبط می دانند. مدتی بود، اما اکنون سیستم اگزوز مدرن شده است و عملاً چنین عواقب ناخوشایندی وجود ندارد. بیایید به دیزل های دو زمانه و ویژگی های آنها نگاه کنیم.
برخی اطلاعات کلی
ویژگی کلیدی موتور دیزل افزایش راندمان آن است. این تا حد زیادی به دلیل سوخت است که 15٪ کارآمدتر است. اگر به سوخت در سطح مولکولی نگاه کنید، در اینجا یک زنجیره طولانی از کربن را می بینیم. به همین دلیل، راندمان خروجی سوخت دیزل کمی بیشتر از بنزین است.
اصل عملکرد یک دیزل کلاسیکموتور شامل تبدیل حرکات رفت و برگشتی مکانیسم میل لنگ (KShM) به کار مکانیکی است. تفاوت اصلی با موتور احتراق داخلی که با بنزین کار می کند در نحوه آماده سازی و احتراق مخلوط سوخت و هوا نهفته است.
در یک موتور دیزل، مخلوط مستقیماً در محفظه احتراق تشکیل می شود. بر این اساس، در حداکثر فشار، مخلوط مشتعل می شود. خوب یا بد است، کمی بعد متوجه خواهیم شد، اما حالا بیایید به جالب ترین آنها نگاه کنیم.
موتور دیزل دو زمانه
این نوع موتور در حال حاضر مانند موتورهای پیستونی دوار توزیع کمی دارد. این شامل یک توربین گاز است که برای تبدیل انرژی حرارتی به انرژی مکانیکی ضروری است و یک سوپرشارژر. اصل عملکرد دومی افزایش قدرت با افزایش فشار است. در نتیجه مصرف سوخت کاهش می یابد.
سیلندرهای موتور در حالت افقی مقابل یکدیگر قرار دارند. راستی چرا موتورهای دو زمانه به این نام خوانده می شوند؟ این به این دلیل است که سیلندرها فقط در یک چرخش میل لنگ کار می کنند. یعنی دو چرخه معلوم میشه.
چرخه کاری یک دیزل دو زمانه به شرح زیر است. هنگامی که پیستون به پایین ترین نقطه خود پایین می آید، سیلندر از هوا پر می شود. در یک نقطه خاص از زمان، دریچه اگزوز باز می شود و گازها از آن خارج می شوند. در همان زمان، هوا از طریق پنجره های پایینی وارد سیلندرها می شود.
اصل عملکرد موتور دیزل دو زمانه
قابل توجهاین واقعیت که در چنین موتورهای احتراق داخلی از دو نوع پاکسازی استفاده می شود: پنجره و شیار سوپاپ. هنگامی که از پنجره های سیلندر برای ورودی و اگزوز استفاده می شود، این یک سیستم پنجره است. اگر خروجی از طریق یک شیر مخصوص در سیلندر و ورودی از طریق پنجره ها تنظیم شود، سیستم شکاف سوپاپ. این روش تمیز کردن و تمیز کردن بهینه ترین است. این به این دلیل است که تمام هوا در سیلندر باقی نمی ماند. مقداری از آن فراتر از موتور است. به اصطلاح سیستم تمیز کردن یکبار مصرف، حذف بهینه محصولات احتراق از سیلندرها را تضمین می کند.
یک موتور دیزلی دو زمانه می تواند برای مدت طولانی کار کند. این به دلیل اعمال مکانیکی کمتر در داخل سیلندر است. بنابراین پیستون حرکت خود را از نقطه مرگ پایین شروع می کند. در این زمان، شیر ورودی و پنجره ها بسته می شوند. بنابراین، فرآیند فشرده سازی آغاز می شود. نازل در نقطه مرگ بالا قرار دارد. سوخت با هوای گرم مشتعل می شود. هنگامی که پیستون به سمت پایین حرکت می کند، محصول احتراق منبسط می شود.
پاکسازی شیار دریچه
افزایش قابل توجهی در راندمان موتور تنها زمانی حاصل می شود که هوا در امتداد محور سیلندر جریان داشته باشد. اگر در اولین موتورهای دو زمانه از پاکسازی حلقوی استفاده می شد که نتیجه مناسبی را به همراه نداشت، در آینده فقط از شکاف سوپاپ استفاده می شد. به لطف این سیستم، امکان به حداقل رساندن حجم نواحی دمیده نشده در سیلندر وجود داشت. این سیستم اجازه می دهد تا دریچه اگزوز کمی زودتر بسته شود. این رویکرد به طور قابل توجهی از دست دادن شارژ تازه را کاهش داد و تقویت را بهبود بخشید. امروزه پاکسازی شکاف دار در کشتی ها و ارتش استفاده می شودتکنیک.
مزایای دو زمانه
اولین موتور از این دست همزمان با دیزل کلاسیک ICE 4 زمانه به دنیا معرفی شد. نسبتاً اخیراً موتورهای بنزینی 2 زمانه ظاهر شده اند. ویژگی اصلی آن وزن کم است. در اینجا می توان در مورد کاهش وزن 40-50٪ در مقایسه با یک موتور دیزل کلاسیک با توربین صحبت کرد. یک ویژگی کاملاً مهم برای یک خودروی مدرن، زمانی که توسعه دهندگان در تلاش هستند تا وزن خودرو را تا حد ممکن کاهش دهند.
مزیت دیگر این است که موتور دیزل دو زمانه تا حدودی ساده تر از همتای خود است. قطعات کمتر تعمیر و نگهداری را تا حدودی آسان تر و ارزان تر می کند. اگر چه مورد دوم قابل بحث است، زیرا همه با این نوع موتور مواجه نشده اند. چنین واحد نیرو را می توان با حداقل تعداد ابزار بازسازی و تعمیر کرد. در واقع این یک نسخه ساده شده از موتور احتراق داخلی است. علاوه بر این، وجود سوپرشارژر به شما امکان می دهد تا میزان قابل توجهی در مصرف سوخت صرفه جویی کنید. به دلیل طراحی دو زمانه تقریباً 40 تا 50 درصد در سوخت دیزل صرفه جویی می شود. البته همه موتورها مزایا و معایب خود را دارند. در برخی موارد، معایب مهمتر هستند، زیرا استفاده گسترده را محدود می‌کنند.
درباره نقاط ضعف
دوباره، اگر تمام کاستی ها را در یک لیست فهرست کنید، یک موتور احتراق داخلی دوار به ذهنتان خطور می کند. واقعیت این است که در اینجا ارزش دارد معایب زیر را برجسته کنیم:
- هزینه نگهداری بالا؛
- کمبود قطعات یدکی؛
- قیمت بالا برای موتور.
نکته اول به دلیل نبود کارگاهی است که آماده تعمیر موتور دیزلی دو زمانه باشند. این کاملاً طبیعی و منطقی است، زیرا تولیدکنندگان زیادی موتورهای مشابه را به طور انبوه تولید نمی کنند، حتی کمتر آنها را روی اتومبیل ها نصب می کنند. در یک ایستگاه خدمات معمولی، چنین واحد برقی، اگر انجام شود، گران خواهد بود.
اما معمولاً منهای سوم بلافاصله رخ می دهد - قطعات یدکی لازم وجود ندارد. به طور دقیق تر، آنها هستند، اما فقط تحت دستور. می توانید یک ماه یا بیشتر منتظر آنها باشید. اگر در شهرهای بزرگ امکان تعمیر چنین موتور احتراق داخلی و یافتن قطعات یدکی وجود داشته باشد، در خارج از کشور بعید است این کار انجام شود. اینها مزایا و معایب این دیزل هستند. خوب، حالا اجازه دهید به چند جزئیات مهم دیگر نگاه کنیم.
کمی در مورد سیستم روانکاری
همانطور که قبلاً فهمیدیم، این دیزل نقاط قوت و ضعف خود را دارد. یک جزئیات بسیار مهم سیستم روغن کاری است. این وظیفه عملکرد موثر قطعات مالشی و خنک کننده آنها، شستن رسوبات کربن را بر عهده دارد. همه مدتهاست می دانند که برای این اهداف از روغن موتور توصیه شده توسط سازنده استفاده می شود. در مورد ما، همه چیز دقیقاً یکسان است.
می خواهم چند کلمه در مورد مصرف مایع روان کننده بگویم. در اینجا انتظار پس انداز نداشته باشید. این به دلیل افزودن روان کننده به طور مستقیم به سوخت برای اطمینان از عملکرد طبیعی قطعات ساینده است. کاملاً منطقی است که خیلی سریع مصرف شود و باید مرتباً دوباره پر شود. علاوه بر این، گرسنگی خفیف نفت می تواند موتورهای دیزلی دو زمانه را خیلی سریع از بین ببرد. حداقلحداقل یک مرتبه زودتر از موتورهای احتراق داخلی بنزینی معمولی. بنابراین، سیستم روانکاری نسبتا ضعیف است تا قوی، و این را نباید فراموش کرد.
در مورد سازگاری با محیط زیست
در سال های اخیر، مهندسان به طور مداوم در تلاش بوده اند تا میزان مواد مضر منتشر شده از سیستم اگزوز را در جو کاهش دهند. موضوع اکولوژی کاملاً حاد است. اگر استانداردهای زیست محیطی مدت هاست در کشورهای اروپایی معرفی شده است، پس در روسیه همه چیز بسیار بدتر است. در مورد موتورهای دیزلی به طور کلی، آنها برای مدت طولانی از فیلترهای ذرات ویژه و روغن های کم خاکستر استفاده می کنند که به طور قابل توجهی انتشارات مضر در جو را کاهش می دهد.
در مورد ما گفته شد که روغن در محفظه می سوزد. این در حال حاضر یک نقطه ضعف بزرگ از نقطه نظر زیست محیطی است. علاوه بر این، بخشی از مخلوط سوخت و هوا مشتعل نمی شود و می شکند. همه اینها در کنار سیستم اگزوز باعث آسیب جدی به جو می شود. بنابراین، موتورهای دیزل دو زمانه برای استفاده در تجهیزات نظامی و هوانوردی مناسب‌ترین هستند.
دیزل هوانوردی
این نوع موتورها به طور گسترده در فناوری پرواز استفاده می شوند. اغلب در هواپیماهای سبک استفاده می شود. قدرت بالا با ابعاد کوچک - به عوامل تعیین کننده هنگام انتخاب واحدهای نیرو برای هواپیما تبدیل شد. علاوه بر این، وجود فشار و عدم احتراق فقط برای بهتر بازی می کرد. عملکرد موتور احتراق داخلی با عرضه مخلوط سوخت و هوا متوقف می شود.
شایان ذکر است که یک موتور دیزل دریایی دو زمانه از سقوط نمی ترسد.دما علاوه بر این، اغلب یک یخ زدگی بزرگ یک خنک کننده اضافی موتور احتراق داخلی است که بسیار خوب است. همه اینها در کنار استفاده از سوخت نسبتا ارزان قیمت باعث محبوبیت فوق العاده این دیزل شده است. درست است، توزیع به دلیل پیچیدگی نصب و نگهداری کمپرسور محدود شده است. علاوه بر این، روان کننده باید به سوخت اضافه شود، و این نیز ارزان نیست. به طور کلی، با توجه به عوامل فوق، این یک گزینه عالی برای حمل و نقل هوایی است.
افزایش بار حرارتی
ویژگی های کلیدی این موتور را بررسی کردیم. به عنوان مثال، اکنون می دانید وزن موتور چقدر است و چه نقاط قوت و ضعفی دارد. اما من می خواهم چند ویژگی طراحی دیگر واحد قدرت را در نظر بگیرم. به طور خاص، ما در مورد سیستم خنک کننده صحبت خواهیم کرد. واقعیت این است که یک موتور دیزلی دو زمانه نسبت به موتور 4 زمانه بار حرارتی بیشتری دارد. این به دلیل افزایش فرکانس پیستون است. به نظر می رسد که درجه حرارت در محفظه به طور قابل توجهی افزایش می یابد. برای کاهش آن نیاز به خنک کننده کارآمد است. اگر در مورد هوانوردی صحبت می کنیم، پس همه چیز روشن است. سرعت های بالا و جریان های هوای نزدیک کار خود را انجام می دهند. همین امر در مورد عملیات در یخبندان های شدید، زمانی که دمای پایین محیط تنها یک مزیت است، صدق می کند.
در موارد دیگر، خنک کننده مایع مورد نیاز است. معمولاً این یک سیستم کلاسیک است. تنها چیزی که ارزش توجه دارد، قابلیت سرویس دهی همه سیستم ها است. گرمای بیش از حد، حتی به صورت لحظه ای، می تواند باعث پارگی یا مشکلات دیگر شود. در هر صورت امکان چنین نتیجه ای ضروری استاستثناء.
منبع دیزل
منبع برنامه ریزی شده این موتور سزاوار توجه ویژه است. واقعیت این است که خود موتور دیزل نسبت به واحد قدرت بنزینی کارایی کمتری دارد. این به دلیل استفاده از نوعی سوخت است. رسوبات کربن را در محفظه احتراق و انژکتورها باقی می گذارد. همه اینها به طور قابل توجهی عمر سرویس را کاهش می دهد. در مورد موتورهای دیزلی دو زمانه، خیلی به شرایط عملیاتی و نگهداری به موقع بستگی دارد. اگر روغن به موقع تعویض شود و موتور بیش از حد گرم نشود، 200000 کیلومتر می تواند کار کند. برای وسایل نقلیه زرهی، این منبع بسیار کمتر است و به حدود 100000 کیلومتر می رسد.
جزئیات مهم
دیزل دو زمانه مدرن با سیستم سوخت پیشرفته مشخص می شود. موتور بی صدا و روان کار می کند. اما همیشه چنین نیست. پمپ تزریق مکانیکی ویژگی های خاص خود را داشت. به طور خاص، یک خط جداگانه به هر نازل رفت. اگرچه این رویکرد دارای نقاط ضعفی بود، اما به دلیل قابلیت اطمینان و قابلیت نگهداری بالا مشهور بود. بعداً پمپ های تزریق بهبود یافتند و بسیار پیچیده تر شدند. سیستم Common Rail ظاهر شد. در ریل سوخت چنین طرحی فشاری حدود 2 هزار کیلوگرم بر سانتی متر مربع حفظ شد. انژکتورها نسبت به کیفیت سوخت حساس تر شده اند. سوخت بد منجر به شکست سریع آنها شد.
خلاصه
به طور کلی، دیزل های دو زمانه توسعه و بهبود خواهند یافت. و همچنین موتورهای احتراق داخلی پیستونی دوار، آنها ناتمام در نظر گرفته می شوند. با این حال، در آینده نزدیکآنها جایگاه خود را در صنعت خودرو اشغال خواهند کرد. در حال حاضر آنها در هوانوردی و در کشتی های بزرگ صنعتی و نظامی استفاده می شوند. این یک موتور قابل اعتماد و نسبتاً بی تکلف است که با نگهداری مناسب، به درستی کار می کند. در عین حال او بدون مشکل نیست. مثلا بحث خنک کاری و روغن کاری حاد است. مهمتر از آن بحث اکولوژی است. یک سیستم فیلتراسیون پیچیده برای دستیابی به استانداردهای زیست محیطی مورد نیاز است. به همین دلیل ساده، تولید انبوه، استفاده از چنین موتورهایی بر روی انواع خودروها دشوار است و هنوز امکان پذیر نیست. اما بهبود سیستم تصفیه گازهای خروجی می تواند این مشکل را حل کند و منجر به این واقعیت شود که موتورهای دو زمانه به طور گسترده مورد استفاده قرار خواهند گرفت.
