RSS

Friday, July 30, 2010

Silnik diesla

Opublikowane przez Krzysztof Lis dnia 21.05.2008 o godzinie 21:36

Silnik diesla (wysokoprężny) — silnik cieplny spalinowy o spalaniu wewnętrznym, w którym spalanie inicjowane jest po przekroczeniu krytycznego ciśnienia a jednocześnie temperatury zapłonu wzrastającej wraz z ciśnieniem, przy której następuje samozapłon paliwa. Ciśnienie maksymalne czynnika jest znacznie większe, niż w silnikach niskoprężnych (z zapłonem iskrowym), a do zapłonu paliwa nie jest wymagane żadne zewnętrzne źródło energii.

W powszechnie stosowanych silnikach paliwo wtryskiwane jest do komory wstępnej, komory wirowej lub bezpośrednio do cylindra. W silnikach z komorą wstępną i wirową stosuje się zwykle świece żarowe, których żarzenie (rozgrzane do czerwoności) wspomaga wystąpienie samozapłonu w zimnym silniku. Występuje tu bowiem silniejsze chłodzenie sprężanego powietrza od chłodnych ścianek cylindra i głowicy, niż w przypadku silnika z wtryskiem bezpośrednim. Nowoczesne rozwiązania konstrukcyjne (pompowtryskiwacze, system common-rail) takich świec zasadniczo nie wymagają.

Silnik diesla FIAT, multijet, pojemność 1300 ccm

Szesnastozaworowy nowoczesny silnik wysokoprężny o pojemności 1 300 cm3. Zdjęcie na licencji GNU FDL, pochodzi z serwisu Wikipedia.

Zasada działania silnika diesla

Ssanie
Do cylindra, w wyniku przesuwania się tłoka i wystąpienia dzięki temu podciśnienia, zasysane jest z otoczenia czyste powietrze. Suw ssania kończy się zamknięciem zaworu ssącego (silnik czterosuwowy) lub przesłonięciem kanału dolotowego (silnik dwusuwowy).

Sprężanie
Zassane do cylindra powietrze (o temperaturze zbliżonej do temperatury otoczenia) jest następnie sprężane w wyniku ruchu tłoka w stronę głowicy przy zamkniętych zaworach. Podczas sprężania rośnie intensywnie temperatura powietrza do bardzo wysokiej wartości.

Praca
Temperatura powietrza pod koniec sprężania jest tak wysoka, że możliwy jest zapłon gazowej mieszaniny paliwowo-powietrznej. Mieszanina ta powstaje w wyniku wtryśnięcia paliwa do przestrzeni nad tłokiem znajdującym się w pobliżu górnego martwego położenia. Paliwo wtryskiwane jest pod bardzo wysokim ciśnieniem, dzięki czemu uzyskuje się dobre rozpylenie paliwa. Bardzo małe krople paliwa otoczone gorącym powietrzem szybko odparowują, a pary paliwa, dzięki dużej turbulencji, dobrze mieszają się z powietrzem tworząc jednorodny gaz palny. Gaz ten ulega samozapłonowi wywołanemu wysoką temperaturą. W wyniku spalania silnie rośnie temperatura gazu. Spalanie rozpoczyna się, gdy tłok znajduje się w pobliżu górnego położenia zwrotnego tłoka. Początkowo, wraz ze wzrostem temperatury, rośnie także ciśnienie czynnika, lecz wzrost prędkości poruszania się tłoka powoduje, że ciśnienie zacznie maleć, a rosnąć będzie objętość właściwa gazu. Spalanie skończy się jeszcze w czasie ruchu tłoka w stronę wału korbowego.

Wydech
Gdy tłok znajduje się w pobliżu dolnego martwego położenia, następuje otwarcie zaworu wylotowego. Ponieważ ciśnienie gazu w cylindrze jest wyższe, od ciśnienia otoczenia, więc następuje wylot gazu do otoczenia. Zawór ten jest otwarty także podczas ruchu tłoka w kierunku głowicy, i prawie wszystkie gazy spalinowe zostają wydalone z cylindra.

Paliwa do silnika diesla

Paliwem spalanym w silniku wysokoprężnym jest zwykle olej napędowy lub (w przypadku wolnobieżnych silników wielkogabarytowych) mazut. Istotną cechą paliw dla silników wysokoprężnych jest liczba cetanowa, która świadczy o zdolności do samozapłonu. Paliwem alternatywnym do silników wysokoprężnych może być również zużyty lub świeży olej roślinny (np. olej rzepakowy), niestety, jego liczba cetanowa jest niska co jest istotną wadą. Znacznie lepsze są estry z olejów roślinnych (tzw. biodiesel). Zużycie tego paliwa jest wyższe o kilka procent, co wynika z mniejszej wartości opałowej niż oleju napędowego. Warto wspomnieć, że pierwszy silnik wysokoprężny, zbudowany przez Rudolfa Diesla zasilany był olejem arachidowym.

Parametry silnika diesla

  • Stopień sprężania – od 12 do 25,
  • Ciśnienie sprężania – od 30 do 50 barów,
  • Ciśnienie spalania – od 50 do 80 barów,
  • Ciśnienie wtrysku paliwa – od 80 do 220 barów.

Wady i zalety silnika diesla

  • Większa emisja tlenków azotu NOx w porównaniu do silników z zapłonem iskrowym i trójdrożnym katalizatorem spalin,
  • Emisja cząstek stałych jeśli silnik nie jest wyposażony w filtr cząstek stałych,
  • Większe koszty produkcji silników niż silników benzynowych,
  • Większy hałas i ciężar, niż silników benzynowych o tej samej mocy,
  • Ograniczona maksymalna prędkość obrotowa spowodowana opóźnieniem zapłonu,
  • Większe wymagania co do własności własności olejów silnikowych.
  • Większa sprawność konwersji energii chemicznej paliwa, a dzięki temu mniejsze zużycie paliwa i emisja dwutlenku węgla,
  • Możliwość zastosowania łatwiejszego w produkcji i tańszego paliwa,
  • Większa niezawodność pracy silnika,
  • Większa żywotność silnika.

Artykuł ten jest na licencji GNU Free Documentation License. Został napisany w oparciu o artykuł „Silnik wysokoprężny” z serwisu Wikipedia.

Pokrewne tematy:

  1. Silnik wszystkopaliwowy Jeden z czytelników witryny przesłał do mnie wiadomość na temat wymyślonego przez siebie silnika...
  2. Turbosprężarka Turbosprężarka to napędzana spalinami sprężarka stosowana do doładowania silników spalinowych. Służy do podnoszenia mocy...
  3. Holzgas a LPG – porównanie Zarówno holzgas jak i LPG są gazowymi paliwami, którymi można zasilać silniki spalinowe. Różnią...
  4. Wykorzystanie gazu drzewnego do zasilania silników Dowolny czterosuwowy silnik zamiast benzyny czy oleju napędowego może pracować na holzgas. Dotyczy to...
  5. Liczba cetanowa Liczba cetanowa – liczba określająca jakość paliwa silnikowego do silników z zapłonem samoczynnym (diesla)...

Jeśli ten artykuł Cię zainteresował i chcesz być powiadamiany o nowościach w serwisie, zasubskrybuj kanał RSS bloga albo zapisz się na newsletter.

Wpis z kategorii pojęcia, technika silnikowa

Oznaczony hasłami:

  • Pawel napisał dnia 13. Wrzesień 2008 o godzinie 23:17:

    zgodze sie co do wszystkich podanych zalet silnika diesla prucz jednej o Możliwośći zastosowania łatwiejszego w produkcji i tańszego paliwa, owszem jeszcze jakiś czas temu była to potężna zaleta diesla lecz na chwile obecna nie ma ona uzasadnienia gdyz oleje napędowe bywaja droższe od bezyny i jak tu muwić o zastosowaniu tańszego paliwa?????????????????????????

  • Mateusz napisał dnia 5. Listopad 2008 o godzinie 13:28:

    Olej napędowy jest tańszy w produkcji. Inna sprawa że rafinerie nie nadążają z dostosowaniem swoich mocy przeróbczych pod coraz większą liczbę samochodów z silnikiem diesla. I to jest powód dla którego ceny ON i benzyny są praktycznie na jednym poziomie. Jednak w przyszłości należy sie spodziewać spadku cen ON.

  • mariusz napisał dnia 9. Listopad 2008 o godzinie 0:28:

    do swojego dieselka (audi) leję co tłuste i tanie, i tak już od 5 lat.
    bardzo mądry silnik -DIESEL-

  • Adam-przyszły driver napisał dnia 13. Styczeń 2009 o godzinie 9:26:

    Diesel jest bardzo praktyczny i ma o wiele większy moment obrotowy niż benzyniaki…również funkcja Overboost jest bardzo przydatna szczególnie przy holu przyczepy powyżej 1200 kg…ale Diesel ma też swoje słabe strony…paliwo jest wtryskane z prędkością rzędu 200-250 metrów na sekundę…ale przy niskiej temperaturze te właściwości się zmiejszają…nie raz było ja musiałem z suszarką ogrzewać blok silnika aby samochód wogóle rozszczepiał paliwo na drobiny…to samo dotyczy się baku…przy -20C dosłownie zamarzł olej napędowy…ale nie ma się co martwić teraz baki są podgrzewane a można stosować grzałkę silnika tak jak w skandynawii (te strzałki mają również funkcję ładowania akumulatorów)…

  • Adam-przyszły driver napisał dnia 13. Styczeń 2009 o godzinie 9:28:

    jakby co to ja mam tylko 15 lat ale będę mechanikiem rajdowym ale jak się uda to może i kierowcą…nie myślcie że jestem jakimś mechanikiem…interesuję się samochodami ale nie tak jak moi koledzy czyli o stary jak te Ferrari 360 Modena zasuwa!!!

  • Krzysztof Lis napisał dnia 13. Styczeń 2009 o godzinie 9:38:

    @Paweł: olej napędowy przez długi czas był tańszy. Teraz jest porównywalny z benzyną nie dlatego, że jego produkcja jest droższa, tylko dlatego, że popyt jest większy, niż do tej pory. Ludzie nakupowali mnóstwo diesli, a oprócz osobówek na tym paliwie pracują także ciężarówki, lokomotywy spalinowe, domowe kotły olejowe…

    @Adam: zamarzanie baku czy filtra paliwa to bardziej wina samego paliwa, niż silnika. ;)

  • andrzej napisał dnia 9. Marzec 2009 o godzinie 18:40:

    Jak można porównywać dwie konstrukcje z różnych okresów? nie można stwierdzić że emisja NOx jest wyższa- co to za porównanie? Możemy również w takim razie stwierdzić że emisja NOx diesle jest generalnie wyższa niż w obecnych silnika ZI w konstrukcji do roku 89. Filtr PM jest montowany obowiązkowo w nowych konstrukcjach silników sam. osobowych. W wadach i zaletach niema mowy o momencie i jego elastyczności co jest cechą wyróżniającą silniki diesla. Silniki DI faktycznie miały problem z wysokimi obrotami ale są konstrukcje (tzw. HSDI) które przekraczające 4 tys.obr. Wtrysk w silnikach nie jest nad tłokiem lecz do komory spalania,w silnikach DI które obecnie dominują na rynkach paliwo jest wtryskiwane do komory która znajduje się w tłoku. Dla przykładu omegowy kształt komory spalania w Audi A3 w tłoku -radzę sprawdzić. 220 barów? pompowtryski osiągają 200 MPa czyli 2000 barów! Co oznacza „krytyczne ciśnienie”? Mówimy o temperaturze zapłonu, które morze wystąpić przy określonym ciśnieniu! Np przy ciśnieniu atmosferycznym podpalane( czy też ogrzewane) paliwo też zapali się. To nie prawda że rozwiązania CR czy pompowtryskiwaczami (zazwyczaj system UIS w sam. osobowych) nie wymagają świec żarowych. Każdy posiada- osobiście nie znam modelu który ich nie ma!
    I jeszcze jedno-wyższa sprawność silnika ZS niż silnika ZI!
    Uwaga do kolegi Adama- faktycznie prędkość wtrysku maleje wraz z wzrostem lepkości tylko że…. jest to uwzględnione i komputer sam dobiera sobie dawkę wtrysku. A to o czym piszesz to raczej jest efekt wytrącania się parafiny i oznacza że użyłeś kompletnie niewłaściwego paliwa.
    Pozdrawiam

  • tomasz napisał dnia 15. Marzec 2009 o godzinie 11:35:

    czesc .nie mama doswiadczenia z silnikami jak wiekszosc z was chcialbym zadac moze glupie pytanie ale ja sobie na nie moge odpowiedziec czy filt oleju jest ten sam do silnikow zwyklych na paliwo i do disla czy jest jakas roznica .DZieki za pomoc nara

  • andrzej napisał dnia 17. Marzec 2009 o godzinie 4:03:

    Nie zależy od typu silnika lecz od ilości oleju-innymi słowy od mocy i obciążenia i jeszcze inaczej mówiąc od klasy oraz lepkości olejów. Tej samej lepkości można użyć do ZI jak do ZS (np 15 w 40) będące w tej samej klasie (CA). Jeśli się mylę proszę mnie poprawić dając konkretny przykład

  • Piotrek-ldz napisał dnia 12. Maj 2009 o godzinie 11:21:

    Tomasz, filtr kupuje sie do konkretnej marki, modelu i typu silnika i samochodu. Jezeli mas zna mysli filtr oleju w komorze silnika a nie oleju napędowego ON. czyli de facto filtru paliwa.
    A ogólnie to mam diesla 1.9 TDI i musze powiedzieć, że i dynamika [także w dolnych zakresach prędkości] i moment pedu przy wiekszych predkościach są niezłe. A mój samochód ma juz 11 lat. Nawet nie chce wiedzieć jak jeżdżą Golfy 6 generacji. Ja z diesla jestem bardzo zadowolony bo mi spala 5l/100km a to przy cenach diesla najlepsza po gazie alternatywa. Faktem jest jednak to że diesel nie lubi zimna i bywało już, że pożyczałem akumulatorki od innych. Uwaga cenna rada: jeżeli w czasie zimna rozładujecie akumulator [zoatwaicie właczone swiatła w słoneczny zimowy dzień] to moga byc problemy z rozruchem przez kabelki. Bardzo istotna jest powierzchnia styku – nie mogłem uwierzyć jak bardzo to wpływa na możlwośc rozruchu. No ale człowiek się uczy.
    Pozdrawiam wsyztskich użytkowników „traktorów” :) :)

  • Kamila :P napisał dnia 30. Lipiec 2009 o godzinie 21:10:

    Witam. Ja też mam małe pytanko, niedawno zakupiłam diesla 1.9 TDI i dopiero uczę się z nim obchodzić. Doradzono mi, (po odpaleniu) aby silnik pochodził z minutę, a dopiero później mogę ruszać w trasę. Tak się zastanawiam czy tak naprawdę się robi i czy to w ogóle ma jakiś wpływ na silnik. Tak samo jest przy zgaszaniu auta? ponoć nie wolno gasić od razu, tak jak przy benzynie. Pozdr

  • Marco napisał dnia 30. Lipiec 2009 o godzinie 22:11:

    Witaj Kamilo. Nie musisz zbytnio czekać z ruszeniem, możesz jechać od razu, z tym że poki silnik nie osiagnie optymalnej temperatury pracy staraj sie zbytnio nie zwiększać obrotów tzn. nie przekraczać 2500 obr/min. Co do odczekiwania kilku minut przed zgaszeniem to też ma to sens tylko wtedy gdy silnik przed chwilą pracował pod dużym obciązeniem (na wys. obrotach)i ma to na celu ostudzenie rozgrzanej turbiny i jej wyhamowanie z duzych obrotów.
    Pozdrawiam, Fan D TD TDI :)

  • Valdi napisał dnia 17. Listopad 2009 o godzinie 23:43:

    Może ktoś mi pomoże i doradzi co mam robić , mam fiata stilo 1,9 jtd i problem który się pojawia regularnie w czasie jazdy ,, silnik nagle słabnie i dłuższą chwile nie może wejść na obroty nie mówiąc już o jeżdzie, bywa ze ratunkiem jest mocne przegazowanie w miejscu na luzie i czasem silnik zaskakuje

  • Paweł napisał dnia 4. Grudzień 2009 o godzinie 19:27:

    Nie znam JTD, ale podejrzewam że to kłopot z EGR (tak jest w dCi).

  • Bazant napisał dnia 29. Grudzień 2009 o godzinie 14:01:

    Na mój nos to kolektor ssący z niesprawnym systemem ruchomych klap wirowych lub/i EGR.

  • anaba napisał dnia 22. Styczeń 2010 o godzinie 20:33:

    Ja zawsze jeździłem dieslem i nie chce innego silnika, tylko jednostki na pompie mechanicznej. Co nalejesz to pojedzie. Co do problemów z paliwem zimą do starszych silników można dolewać benzyny, nawet producent to zaleca do 30% przy -20′C.

  • Gaz drzewny napisał dnia 25. Kwiecień 2010 o godzinie 10:51:

    [...] drzewny może służyć do zasilania silników spalinowych o zapłonie iskrowym i samoczynnym (z małymi zastrzeżeniami).Gaz generatorowy stracił na znaczeniu w momencie odkrycia ropy [...]

Pozostaw komentarz

Jeśli chcesz zadać jakieś pytanie albo rozpocząć dyskusję niezbyt związaną z tematem tego wpisu, zajrzyj lepiej na forum. Jeśli chcesz tylko skomentować ten wpis, śmiało wypełniaj poniższy formularz.

Komentarze mogą pojawiać się na stronie z opóźnieniem.

URL trackbacku dla tego wpisu: http://www.drewnozamiastbenzyny.pl/silnik-diesla/trackback/

home | top