carguystv.com

carguystv

Hur en dieselmotor fungerar

Dieselmotorer har traditionellt setts som bullriga, illaluktande och underdrivna motorer som inte är särskilt användbara annat än i lastbilar, taxibilar och skåpbilar. Men i takt med att dieselmotorerna och deras insprutningssystem har blivit alltmer förfinade har situationen förändrats under 1980-talet. I Storbritannien såldes nästan 65 000 dieselbilar 1985 (cirka 3,5 procent av det totala antalet sålda bilar), jämfört med endast 5380 år 1980.

Den största fördelen med dieselmotorer jämfört med bensinmotorer är deras lägre driftskostnader. Detta är delvis ett resultat av den högre effektiviteten hos dieselmotorn med högt kompressionsförhållande och delvis på grund av det lägre priset på dieselbränsle - även om prisskillnaden varierar, så fördelen med att köra en dieselbil kommer att minska något om du bor i ett område med högt pris på dieselbränsle Serviceintervallen är ofta också längre, men många dieselmodeller kräver tätare oljebyten än sina bensinmodeller.

Ökad effekt

Dieselbilens största nackdel är dess lägre prestanda jämfört med bensinmotorer med motsvarande kapacitet. Ett sätt att kringgå problemet är att helt enkelt öka motorns storlek, men detta leder ofta till en betydande viktökning. Vissa tillverkare kompletterar sina motorer med turboaggregat för att göra dem konkurrenskraftiga i fråga om prestanda. Rover, Mercedes, Audi och VW är några av de tillverkare som tillverkar turbodieslar.

En dieselmotor fungerar annorlunda än en bensinmotor, även om de har samma viktiga komponenter och båda arbetar enligt fyrtaktscykeln . De viktigaste skillnaderna ligger i hur bränslet antänds och hur effekten regleras.

I en bensinmotor antänds bränsle/luftblandningen av en gnista . I en dieselmotor sker tändningen enbart genom komprimering av luften. Ett typiskt kompressionsförhållande för en dieselmotor är 20:1, jämfört med 9:1 för en bensinmotor. En sådan kompression värmer upp luften till en temperatur som är tillräckligt hög för att bränslet ska antändas spontant, utan att det behövs någon gnista och därmed inget tändsystem.

En bensinmotor suger in varierande mängder luft per sugslag, den exakta mängden beror på öppningen av spjället. En dieselmotor däremot drar alltid in samma mängd luft (vid varje varvtal) genom en inloppsledning utan strypning som endast öppnas och stängs av inloppsventilen (det finns varken en förgasare eller en spjällventil).

När kolven når slutet av sitt insugningsrörelse stängs inloppsventilen. Kolven, som bärs runt av kraften från de andra kolvarna och svänghjulets drivkraft, rör sig till toppen av cylindern och komprimerar luften till ungefär en tjugondel av dess ursprungliga volym .

När kolven når toppen av sin rörelse sprutas en exakt doserad mängd dieselbränsle in i förbränningskammaren . Värmen från kompressionen eldar omedelbart upp bränsle/luftblandningen och får den att brinna och expandera. Detta tvingar kolven nedåt och får vevaxeln att vrida sig .

När kolven rör sig uppåt i cylindern under utloppsslaget öppnas avgasventilen och låter de förbrända och expanderade gaserna strömma ner i avgasröret . I slutet av avgasrörelsen är cylindern redo för en ny luftladdning.

Motorns konstruktion

De viktigaste komponenterna i en dieselmotor ser ut som i en bensinmotor och utför samma uppgifter. Dieselmotordelarna måste dock vara mycket starkare än motsvarande delar för bensinmotorer på grund av de mycket högre belastningarna.

Väggarna i ett dieselmotorblock är normalt mycket tjockare än i ett block som är konstruerat för en bensinmotor, och de har fler förband för att ge extra styrka och absorbera spänningar. Förutom att vara starkare kan det kraftiga blocket också minska bullret mer effektivt.

Kolvar, vevstakar, vevaxlar och lagerhöljen måste vara starkare än deras motsvarigheter för bensinmotorer. Cylinderhuvudets utformning måste vara mycket annorlunda på grund av bränsleinsprutorna och även på grund av formen på förbrännings- och virvelkamrarna.

Injektion

Direktinsprutning innebär att bränslet sprutas direkt in i förbränningskammaren i toppen av kolvkransen. Kammarformen är bättre, men det är svårare att få bränslet att blanda sig ordentligt med luften och brinna utan att det uppstår den hårda, karakteristiska "knackningen" som kännetecknar dieselmotorer.
För att en förbränningsmotor ska fungera smidigt och effektivt måste bränslet och luften blandas ordentligt. Problemen med att blanda bränsle och luft är särskilt stora i en dieselmotor, där luften och bränslet tillförs vid olika tidpunkter under cykeln och måste blandas inne i cylindrarna.

Det finns två huvudmetoder: direktinsprutning och indirekt insprutning. Traditionellt har indirekt insprutning använts eftersom det är det enklaste sättet att skapa turbulens så att den injicerade bränslesprayen blandas väl med den högt komprimerade luften i förbränningskammaren.

I en motor med indirekt insprutning finns det en liten spiralformad virvelkammare (även kallad förförbränningskammare) i vilken injektorn sprutar in bränslet innan det når själva huvudförbränningskammaren. Virvelkammaren skapar turbulens i bränslet så att det blandas bättre med luften i förbränningskammaren.

Nackdelen med detta system är att virvelkammaren i praktiken blir en del av förbränningskammaren. Detta innebär att förbränningskammaren som helhet är oregelbundet formad, vilket orsakar förbränningsproblem och försvårar effektiviteten.

Direktinsprutning

En motor med direktinsprutning har ingen virvelkammare som bränslet sprutas in i - bränslet går istället direkt in i förbränningskammaren. Ingenjörerna måste vara mycket noga med utformningen av förbränningskammaren i kolvkronan för att se till att den skapar tillräckligt med turbulens.

Hastighetsreglering

En dieselmotor är inte strypstyrd som en bensinmotor, så mängden luft som sugs in vid ett visst varvtal är alltid densamma. Motorvarvtalet regleras enbart av mängden bränsle som sprutas in i förbränningskammaren - med mer bränsle i kammaren blir förbränningen hårdare och mer kraft produceras.

Gaspedalen är kopplad till doseringsenheten i motorns insprutningssystem i stället för till spjällspjället som i en bensinmotor.

För att stoppa en dieselmotor måste man fortfarande vrida av tändningsnyckeln, men i stället för att stänga av gnistorna stänger man en elektrisk solenoid som stänger av bränsletillförseln till injektorpumpen i bränslemätnings- och fördelningsenheten. Motorn behöver då bara använda en liten mängd bränsle innan den stannar. I själva verket stannar dieselmotorer snabbare än bensinmotorer eftersom den mycket högre kompressionen har en större bromsande effekt på motorn.

Att starta en dieselmotor

Precis som för bensinmotorer startas dieselmotorer genom att de vrides med en elmotor , vilket startar kompressions- och tändningscykeln. När det är kallt är dieselmotorer dock svåra att starta, helt enkelt för att komprimeringen av luften inte leder till en temperatur som är tillräckligt hög för att bränslet ska kunna antändas.

För att komma runt problemet monterar tillverkarna glödlampor . Detta är små elektriska värmare som drivs av bilens batteri och som sätts på några sekunder innan man försöker starta motorn.

Dieselbränsle

Det bränsle som används i dieselmotorer skiljer sig mycket från bensin. Det är något mindre raffinerat, vilket resulterar i en tyngre, mer viskös och mindre flyktig vätska . Dessa fysiska egenskaper leder ofta till att den kallas "dieselolja" eller "eldningsolja". På dieselpumpar på garageplatser kallas den ofta för "derv", en förkortning för dieselmotoriserade vägfordon.

Dieselbränsle kan börja stelna något eller till och med stelna vid mycket kallt väder. Detta förvärras av att det kan absorbera mycket små mängder vatten som kan frysa. Alla bränslen absorberar små mängder vatten från atmosfären och läckage till underjordiska lagringstankar är ganska vanligt. Dieselbränsle kan hantera en vattenhalt på upp till 50 eller 60 miljondelar utan problem - för att sätta detta i perspektiv är det ungefär en kvarts mugg full av vatten per tio gallon bränsle.

Eventuell frysning eller "vaxning" kan blockera bränsleledningar och injektorer och hindra motorn från att fungera. Det är därför som man i mycket kallt väder ibland ser människor som leker med blåslampor på sina lastbilars bränsleledningar.