Peamised diiselmootorite tüübid

Kolm põhisuuruste rühma
Diiselmootoreid on võimsuse alusel kolm põhisuuruste rühma – väike, keskmine ja suur.Väikeste mootorite väljundvõimsus on alla 16 kilovati.See on kõige sagedamini toodetud diiselmootori tüüp.Neid mootoreid kasutatakse autodes, kergveokites ning mõnedes põllumajandus- ja ehitusrakendustes ning väikeste statsionaarsete elektrigeneraatoritena (nt lõbusõidulaevadel) ja mehaaniliste ajamitena.Tavaliselt on need otsesissepritsega, rea-, nelja- või kuuesilindrilised mootorid.Paljud on turboülelaaduriga järeljahutitega.

Keskmiste mootorite võimsus on vahemikus 188–750 kilovatti või 252–1006 hobujõudu.Enamikku neist mootoritest kasutatakse raskeveokites.Tavaliselt on need otsesissepritsega, reas, kuuesilindrilised turbo- ja järeljahutusega mootorid.Sellesse suurusgruppi kuuluvad ka mõned V-8 ja V-12 mootorid.

Suurte diiselmootorite võimsus on üle 750 kilovatti.Neid unikaalseid mootoreid kasutatakse laevade, vedurite ja mehaaniliste ajamite jaoks ning elektrienergia tootmiseks.Enamasti on need otsesissepritsega, turboülelaaduriga ja järeljahutusega süsteemid.Need võivad töötada kuni 500 pööret minutis, kui töökindlus ja vastupidavus on kriitilise tähtsusega.

Kahe- ja neljataktilised mootorid
Nagu varem märgitud, on diiselmootorid mõeldud töötama kas kahe- või neljataktilises tsüklis.Tüüpilise neljataktilise mootori puhul asuvad sisse- ja väljalaskeklapid ning kütuse sissepritseotsik silindripeas (vt joonist).Sageli kasutatakse kahe ventiili paigutust - kahte sisselaske- ja kahte väljalaskeventiili.
Kahetaktilise tsükli kasutamine võib kõrvaldada vajaduse ühe või mõlema ventiili järele mootori konstruktsioonis.Puhastus- ja sisselaskeõhk tagatakse tavaliselt silindri vooderdis olevate avade kaudu.Heitgaas võib toimuda kas silindripeas asuvate ventiilide või silindri vooderdis olevate avade kaudu.Mootori ehitus on lihtsustatud, kui kasutatakse väljalaskeklappe vajava pordi asemel.

Kütus diislitele
Diiselmootorite kütusena tavaliselt kasutatavad naftasaadused on rasketest süsivesinikest koosnevad destillaadid, milles molekuli kohta on vähemalt 12–16 süsinikuaatomit.Need raskemad destillaadid võetakse toornaftast pärast bensiinis kasutatavate lenduvate osade eemaldamist.Nende raskemate destillaatide keemistemperatuurid on vahemikus 177–343 °C (351–649 °F).Seega on nende aurustumistemperatuur palju kõrgem kui bensiinil, mille süsinikuaatomeid on molekuli kohta vähem.

Vesi ja sete kütustes võivad kahjustada mootori tööd;puhas kütus on tõhusate sissepritsesüsteemide jaoks hädavajalik.Kõrge süsinikusisaldusega kütustega saab kõige paremini hakkama madalatel pööretel töötavate mootoritega.Sama kehtib ka suure tuha- ja väävlisisaldusega toodete kohta.Tsetaaniarv, mis määrab kütuse süttimiskvaliteedi, määratakse ASTM D613 "Dislikütuse kütteõli tsetaaniarvu standardne katsemeetod" abil.

Diiselmootorite arendamine
Varajane töö
Saksa insener Rudolf Diesel mõtles välja mootori idee, mis nüüd kannab tema nime pärast seda, kui ta oli otsinud seadet Otto mootori (esimene neljataktiline mootor, mille ehitas 19. sajandi saksa insener) tõhusust suurendama. Nikolaus Otto).Diisel mõistis, et bensiinimootori elektrilise süüteprotsessi saab kõrvaldada, kui kolb-silindri seadme survetakti ajal võib kompressioon soojendada õhku temperatuurini, mis on kõrgem kui antud kütuse isesüttimistemperatuur.Diesel pakkus sellise tsikli välja oma 1892. ja 1893. aasta patentides.
Algselt pakuti kütusena kas söepulbrit või vedelat naftat.Diisel nägi kergesti kättesaadava kütusena Saari söekaevanduste kõrvalsaadust pulbrilist kivisütt.Söetolmu mootori silindrisse viimiseks taheti kasutada suruõhku;aga söe sissepritse kiiruse kontrollimine oli keeruline ja pärast katsemootori plahvatus hävitamist muutus diisel vedelaks naftaks.Ta jätkas kütuse sisestamist suruõhuga mootorisse.
Esimese diisli patentidele ehitatud kommertsmootori paigaldas St. Louisis Mo.-s õlletootja Adolphus Busch, kes oli seda Müncheni näitusel väljapanekul näinud ja ostnud Dieselilt litsentsi mootori tootmiseks ja müügiks. Ameerika Ühendriikides ja Kanadas.Mootor töötas edukalt aastaid ja oli Busch-Sulzeri mootori eelkäija, mis toitis I maailmasõjas paljusid USA mereväe allveelaevu. Teine samal eesmärgil kasutatud diiselmootor oli Nelseco, mille ehitas New London Ship and Engine Company. Grotonis, Conn.

Diiselmootorist sai I maailmasõja ajal allveelaevade peamine elektrijaam. See ei olnud mitte ainult ökonoomne kütuse kasutamisel, vaid osutus töökindlaks ka sõjatingimustes.Diislikütust, mis oli vähem lenduv kui bensiin, hoiti ja käideldi ohutumalt.
Sõja lõpus otsisid paljud diiselmootoriga sõitnud mehed rahuajal tööd.Tootjad hakkasid diiselmootoreid rahuaja majanduse jaoks kohandama.Üks modifikatsioon oli nn pooldiisli väljatöötamine, mis töötas kahetaktilise tsükliga madalamal surverõhul ja kasutas kütusepaagi süütamiseks kuuma pirni või toru.Nende muudatuste tulemusel oli mootori ehitamine ja hooldamine odavam.

Kütuse sissepritse tehnoloogia
Täisdiisli üks taunitav omadus oli kõrgsurve sissepritsega õhukompressori vajadus.Õhukompressori käitamiseks ei vajatud mitte ainult energiat, vaid ka jahutusefekti, mis viivitas süttimist, kui suruõhk, tavaliselt 6,9 megapaskali (1000 naela ruuttolli kohta), paisus ootamatult silindrisse, mille rõhk oli umbes 3,4 kuni 4 megapaskalit (493 kuni 580 naela ruuttolli kohta).Diisel oli vajanud kõrgsurveõhku, millega söepulbrit silindrisse viia;kui vedelnafta asendas kütusena pulbrilise kivisöe, sai kõrgsurveõhukompressori asemele teha pumba.

Pumpa saab kasutada mitmel viisil.Inglismaal kasutas Vickers Company niinimetatud ühisanum-meetodit, mille puhul pumpade aku hoidis kütust rõhu all torus, mis kulges kogu mootori pikkuses koos juhtmetega igasse silindrisse.Sellelt rööpa (või toru) kütusetoitetorustikult juhivad sissepritseventiilid igasse silindrisse kütust selle tsükli õiges punktis.Teine meetod kasutas nukk- või kolb-tüüpi tõmbluspumpasid, et juhtida kütust hetkeliselt kõrge rõhu all iga silindri sissepritseventiilile õigel ajal.

Sissepritseõhukompressori kõrvaldamine oli samm õiges suunas, kuid lahendamist ootas veel üks probleem: mootori heitgaasid sisaldasid liigselt suitsu, isegi mootori hobujõuvõimsuse piires ja kuigi oli silindris piisavalt õhku, et põletada kütust, ilma et oleks jätnud värvi muutnud heitgaasi, mis tavaliselt viitas ülekoormusele.Insenerid mõistsid lõpuks, et probleem seisnes selles, et hetkeliselt mootori silindrisse plahvatav kõrgsurve sissepritseõhk hajutas kütuse laengut tõhusamalt, kui seda teha suutsid mehaanilised kütusedüüsid, mistõttu pidi kütus ilma õhukompressorita. põlemisprotsessi lõpuleviimiseks otsige hapnikuaatomeid ja kuna hapnik moodustab ainult 20 protsenti õhust, oli igal kütuseaatomil ainult üks võimalus viiest hapnikuaatomiga kokku puutuda.Tulemuseks oli kütuse ebaõige põlemine.

Kütuse sissepritsedüüsi tavapärane konstruktsioon viis kütust silindrisse koonusepihustuse kujul, kusjuures aur kiirgas düüsist, mitte joana või joana.Kütuse põhjalikumaks hajutamiseks sai teha väga vähe.Parem segamine tuli saavutada õhule täiendava liikumise andmisega, enamasti induktsiooni tekitatud õhupööriste või õhu radiaalse liikumisega, mida nimetatakse squishiks või mõlemaks, kolvi välisservast keskkoha suunas.Selle keerise ja pritsi tekitamiseks on kasutatud erinevaid meetodeid.Parimad tulemused saavutatakse ilmselt siis, kui õhukeerisel on kindel seos kütuse sissepritse kiirusega.Õhu tõhus kasutamine silindris nõuab pöörlemiskiirust, mis sunnib kinnijäänud õhku sissepritseperioodi jooksul pidevalt ühest pihustist teise liikuma, ilma et tsüklite vahel tekiks äärmuslik vajumine.


Postitusaeg: august 05-2021

Saada meile oma sõnum:

Kirjutage oma sõnum siia ja saatke see meile