Dieselmotoren. Der zuverlässigste Dieselmotor – was die Aggregate können

Im selben Jahr wurde es erfolgreich getestet. Diesel ist aktiv am Verkauf von Lizenzen für den neuen Motor beteiligt. Trotz des hohen Wirkungsgrades und der einfachen Bedienung im Vergleich zu einer Dampfmaschine war der praktische Einsatz einer solchen Maschine begrenzt: Sie war den damaligen Dampfmaschinen in Größe und Gewicht unterlegen.

Die ersten Dieselmotoren liefen mit Pflanzenölen oder leichten Erdölprodukten. Interessanterweise bot er zunächst Kohlenstaub als idealen Brennstoff an. Experimente haben gezeigt, dass die Verwendung von Kohlenstaub als Brennstoff nicht möglich ist, hauptsächlich aufgrund der hohen abrasiven Eigenschaften sowohl des Staubs selbst als auch der bei der Verbrennung entstehenden Asche; auch bei der Staubzufuhr zu den Zylindern gab es große Probleme.

Arbeitsprinzip

Viertaktzyklus

• 1. Maßnahme. Einlass... Entspricht 0° - 180° Kurbelwellendrehung. Durch ein offenes ~345-355° Einlassventil gelangt Luft in den Zylinder, das Ventil schließt bei 190-210°. Mindestens bis zu 10-15° Kurbelwellendrehung ist das Auslassventil gleichzeitig geöffnet, der Zeitpunkt des gemeinsamen Öffnens der Ventile wird genannt überlappende Ventile .
• 2. Maßnahme. Kompression... Entspricht 180° - 360° Kurbelwellendrehung. Der Kolben, der sich zum OT (oberer Totpunkt) bewegt, komprimiert die Luft 16 (bei niedriger Geschwindigkeit) -25 (bei hoher Geschwindigkeit) mal.
• 3. Maßnahme. Arbeitshub, Ausfahren... Entspricht 360° - 540° Kurbelwellendrehung. Beim Einsprühen von Kraftstoff in heiße Luft wird die Verbrennung des Kraftstoffs eingeleitet, d Verbrennungsprodukte, die sich ausdehnen, bewegen den Kolben nach unten. Die Einspritzung und dementsprechend die Zündung des Kraftstoffs erfolgt aufgrund einer gewissen Trägheit des Verbrennungsprozesses etwas früher als in dem Moment, in dem der Kolben den Totpunkt erreicht. Der Unterschied zum Zündzeitpunkt bei Ottomotoren besteht darin, dass die Verzögerung nur aufgrund des Vorhandenseins der Zündzeit erforderlich ist, die bei jedem spezifischen Dieselmotor einen konstanten Wert darstellt und während des Betriebs nicht geändert werden kann. Die Verbrennung von Kraftstoff in einem Dieselmotor dauert lange, solange die Zufuhr eines Teils des Kraftstoffs aus dem Injektor reicht. Dadurch findet der Arbeitsvorgang bei relativ konstantem Gasdruck statt, wodurch der Motor ein großes Drehmoment entwickelt. Daraus ergeben sich zwei wichtige Schlussfolgerungen.
  • 1. Der Verbrennungsprozess eines Dieselmotors dauert genau so lange, wie die Einspritzung einer bestimmten Kraftstoffmenge dauert, jedoch nicht länger als die Arbeitstaktzeit.
  • 2. Das Kraftstoff-Luft-Verhältnis im Dieselzylinder kann erheblich vom stöchiometrischen abweichen, und es ist sehr wichtig, einen Luftüberschuss bereitzustellen, da die Flamme des Brenners einen kleinen Teil des Volumens der Brennkammer und der Atmosphäre einnimmt die Kammer muss bis zuletzt den erforderlichen Sauerstoffgehalt bereitstellen. Geschieht dies nicht, kommt es zu einer massiven Freisetzung von unverbrannten Kohlenwasserstoffen mit Ruß – „die Lokomotive“ gibt „einen Bären“.
• 4. Maßnahme. Veröffentlichung... Entspricht 540° - 720° Kurbelwellendrehung. Der Kolben geht nach oben, durch das bei 520-530° geöffnete Auslassventil drückt der Kolben die Abgase aus dem Zylinder.

Je nach Bauart der Brennkammer gibt es verschiedene Arten von Dieselmotoren:

• Diesel mit ungetrennter Kammer: Der Brennraum wird im Kolben gebildet und der Kraftstoff wird in den Raum über dem Kolben eingespritzt. Der Hauptvorteil ist der minimale Kraftstoffverbrauch. Nachteilig ist die erhöhte Geräuschentwicklung ("harte Arbeit"), insbesondere im Leerlauf. Derzeit wird intensiv daran gearbeitet, diesen Mangel zu beheben. Im Common-Rail-System wird beispielsweise eine (oft mehrstufige) Voreinspritzung verwendet, um die Steifigkeit des Werkstücks zu reduzieren.
• Diesel mit geteilter Kammer: Kraftstoff wird der Zusatzkammer zugeführt. Bei den meisten Dieselmotoren ist eine solche Kammer (sogenannte Vortex- oder Vorkammer) durch einen speziellen Kanal mit dem Zylinder verbunden, so dass die in diese Kammer eintretende Luft beim Verdichten intensiv verwirbelt. Dies fördert eine gute Vermischung des eingespritzten Kraftstoffs mit der Luft und eine vollständigere Verbrennung des Kraftstoffs. Dieses Schema wurde lange Zeit als optimal für leichte Dieselmotoren angesehen und wurde häufig in Personenkraftwagen verwendet. Aufgrund der schlechtesten Effizienz wurden solche Dieselmotoren jedoch in den letzten zwei Jahrzehnten aktiv durch Motoren mit integrierter Kammer und mit Common-Rail-Kraftstoffversorgungssystemen ersetzt.

Zweitaktzyklus

Spülen eines Zweitakt-Dieselmotors: unten - Spülanschlüsse, das Auslassventil oben ist geöffnet

Zusätzlich zu dem oben beschriebenen Viertaktzyklus kann ein Zweitaktzyklus in einem Dieselmotor verwendet werden.

Während des Arbeitshubes geht der Kolben nach unten, öffnet die Auslasskanäle in der Zylinderwand, Abgase entweichen durch sie, die Einlasskanäle werden gleichzeitig oder etwas später geöffnet, der Zylinder wird mit Frischluft vom Gebläse geblasen - es wird durchgeführt säubern die Kombination von Einlass- und Auslasstakt. Beim Anheben des Kolbens sind alle Fenster geschlossen. Ab dem Moment, in dem die Einlasskanäle geschlossen sind, beginnt die Kompression. Fast den OT erreicht, wird Kraftstoff aus der Düse gesprüht und gezündet. Expansion tritt auf - der Kolben geht nach unten und öffnet alle Fenster wieder usw.

Das Spülen ist ein inhärentes schwaches Glied im Push-Pull-Zyklus. Die Spülzeit ist im Vergleich zu anderen Hüben klein und kann nicht erhöht werden, da sonst die Effizienz des Arbeitshubes durch die Verkürzung sinkt. Bei einem Viertaktzyklus wird die Hälfte des Zyklus denselben Prozessen zugeordnet. Es ist auch unmöglich, Abgas und Frischluftfüllung vollständig zu trennen, so dass ein Teil der Luft direkt in das Abgasrohr geht. Wenn die Hubänderung durch den gleichen Kolben erfolgt, entsteht ein Problem im Zusammenhang mit der Symmetrie des Öffnens und Schließens der Fenster. Für einen besseren Gasaustausch ist es vorteilhafter, dem Öffnen und Schließen der Auspufffenster voraus zu sein. Dann reduziert der früher beginnende Auspuff den Druck der Restgase im Zylinder zu Beginn der Spülung. Mit den zuvor geschlossenen Auslasskanälen und dem noch offenen Einlass wird der Zylinder wieder mit Luft gefüllt, und wenn das Gebläse einen Überdruck liefert, kann Druck aufgebaut werden.

Die Fenster können sowohl für die Abluft- als auch für die Frischluftzufuhr verwendet werden; ein solches Blasen wird als Schlitz- oder Fensterblasen bezeichnet. Wenn die Abgase über ein Ventil im Zylinderkopf abgeführt werden und die Kanäle nur zum Ansaugen von Frischluft verwendet werden, wird die Spülung als Ventilschlitzspülung bezeichnet. Es gibt Motoren, bei denen sich in jedem Zylinder zwei gegenläufig bewegende Kolben befinden; jeder Kolben steuert seine eigenen Fenster - ein Einlass, der andere Auslass (System Fairbanks-Morse - Junkers - Koreyvo: Dieselmotoren dieses Systems der D100-Familie wurden auf Diesellokomotiven TE3, TE10, Tenderlokomotiven 4TPD, 5TD (F) verwendet ( T-64), 6TD (T-80UD), 6TD-2 (T-84), in der Luftfahrt - auf Junkers-Bombern (Jumo 204, Jumo 205).

Bei einem Zweitaktmotor treten die Arbeitshübe doppelt so häufig auf wie bei einem Viertaktmotor, aber aufgrund der Spülung ist ein Zweitakt-Dieselmotor 1,6-1,7-mal stärker als ein Viertaktmotor der gleiches Volumen.

Derzeit werden auf großen Seeschiffen mit direktem (getriebelosem) Propellerantrieb häufig langsamlaufende Zweitakt-Dieselmotoren eingesetzt. Durch die Verdoppelung der Anzahl der Arbeitshübe bei gleichen Umdrehungen erweist sich der Zweitakt-Zyklus als vorteilhaft, wenn eine Drehzahlerhöhung nicht möglich ist, zudem ist der Zweitakt-Diesel technisch leichter reversierbar; solche langsam laufenden Dieselmotoren haben eine Leistung von bis zu 100.000 PS.

Da es schwierig ist, das Einblasen der Wirbelkammer (oder Vorkammern) in einem Zweitakt-Zyklus zu organisieren, werden Zweitakt-Dieselmotoren nur mit ungeteilten Brennräumen gebaut.

Gestaltungsmöglichkeiten

Mittelschwere und schwere Zweitakt-Dieselmotoren zeichnen sich durch die Verwendung von Verbundkolben aus, die einen Stahlkopf und einen Duraluminiummantel verwenden. Der Hauptzweck dieser komplizierten Konstruktion besteht darin, die Gesamtmasse des Kolbens zu reduzieren und gleichzeitig die maximal mögliche Hitzebeständigkeit des Bodens beizubehalten. Sehr häufig werden ölgekühlte Ausführungen verwendet.

Eine separate Gruppe umfasst Viertaktmotoren, die in ihrer Konstruktion Kreuzköpfe enthalten. Bei Kreuzkopfmotoren ist die Pleuelstange am Kreuzkopf befestigt - ein Schieber, der über eine Stange (Nudelholz) mit dem Kolben verbunden ist. Die Traverse arbeitet entlang einer eigenen Führung - der Traverse, ohne erhöhten Temperaturen ausgesetzt zu sein, wodurch die Wirkung von Seitenkräften auf den Kolben vollständig eliminiert wird. Diese Konstruktion ist typisch für große Langhub-Schiffsmotoren, oft doppelt wirkend, der Kolbenhub kann 3 Meter erreichen; Rumpfkolben dieser Größe wären übergewichtig, Rumpfkolben mit einer solchen Reibfläche würden den mechanischen Wirkungsgrad eines Dieselmotors deutlich verringern.

Reversible Motoren

Die Verbrennung des in den Dieselzylinder eingespritzten Kraftstoffs erfolgt während der Einspritzung. Aus diesem Grund liefert ein Dieselmotor ein hohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen, wodurch ein Dieselfahrzeug reaktionsschneller ist als ein benzinbetriebenes Fahrzeug. Aus diesem Grund und im Hinblick auf die höhere Effizienz sind die meisten Lkw heute mit Dieselmotoren ausgestattet.... In Russland beispielsweise waren 2007 fast alle Lkw und Busse mit Dieselmotoren ausgestattet (der endgültige Übergang dieses Fahrzeugsegments von Benzin- auf Dieselmotoren sollte bis 2009 abgeschlossen sein). Dies ist auch bei Schiffsmotoren ein Vorteil, da ein hohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen eine effizientere Nutzung der Motorleistung erleichtert und ein höherer theoretischer Wirkungsgrad (siehe Carnot-Zyklus) zu einer höheren Kraftstoffeffizienz führt.

Im Vergleich zu Ottomotoren enthalten Dieselmotorenabgase in der Regel weniger Kohlenmonoxid (CO), jedoch ist dieser Vorteil durch den Einsatz von Katalysatoren bei Ottomotoren heute nicht mehr so ​​stark ausgeprägt. Die wichtigsten giftigen Gase, die in nennenswerter Menge im Abgas vorhanden sind, sind Kohlenwasserstoffe (HC oder CH), Stickoxide (Oxide) (NOx) und Ruß (oder seine Derivate) in Form von schwarzem Rauch. Dieselmotoren von Lkw und Bussen, die oft alt und ungeregelt sind, verschmutzen die Atmosphäre in Russland am stärksten.

Ein weiterer wichtiger Sicherheitsaspekt ist, dass Diesel nicht flüchtig ist (d. h. nicht so leicht verdampft) und daher Dieselmotoren viel weniger feuergefährdet sind, zumal sie keine Zündanlage verwenden. Zusammen mit einer hohen Kraftstoffeffizienz wurde dies der Grund für den weit verbreiteten Einsatz von Dieselmotoren an Panzern, da im alltäglichen kampflosen Betrieb die Gefahr eines Brandes im Motorraum durch Kraftstofflecks reduziert wurde. Die geringere Brandgefahr eines Dieselmotors unter Kampfbedingungen ist ein Mythos, da das Projektil oder seine Fragmente beim Durchschlagen der Panzerung eine Temperatur haben, die viel höher ist als der Flammpunkt von Dieselkraftstoffdämpfen und auch in der Lage sind, das ausgetretene Material recht leicht zu entzünden Kraftstoff. Die Detonation eines Gemisches von Dieselkraftstoffdämpfen mit Luft in einem durchlöcherten Kraftstofftank ist in ihren Folgen vergleichbar mit der Explosion von Munition, insbesondere in T-34-Tanks, sie führte zum Aufreißen von Schweißnähten und zum Herausschlagen des oberen vorderen Teils von der gepanzerte Rumpf. Andererseits ist ein Dieselmotor im Tankbau in der Leistungsdichte einem Vergasermotor unterlegen, weshalb in manchen Fällen (hohe Leistung bei geringem Motorraumvolumen) der Einsatz eines Vergaseraggregats vorteilhafter sein kann ( obwohl dies typisch für zu leichte Kampfeinheiten ist).

Natürlich gibt es auch Nachteile, darunter das charakteristische Klopfen eines Dieselmotors während seines Betriebs. Sie werden jedoch hauptsächlich von Besitzern von Autos mit Dieselmotor wahrgenommen und sind für Außenstehende praktisch unsichtbar.

Die offensichtlichen Nachteile von Dieselmotoren sind die Notwendigkeit, einen Hochleistungsstarter zu verwenden, die Trübung und Verfestigung (Wachsen) von Sommerdiesel bei niedrigen Temperaturen, die Komplexität und die höheren Kosten der Reparatur von Kraftstoffanlagen, da Hochdruckpumpen Präzisionsgeräte sind. Außerdem sind Dieselmotoren extrem empfindlich gegenüber Kraftstoffverunreinigungen mit mechanischen Partikeln und Wasser. Die Reparatur von Dieselmotoren ist in der Regel viel teurer als die Reparatur von Benzinmotoren einer ähnlichen Klasse. Auch die Literleistung von Dieselmotoren ist in der Regel der von Ottomotoren unterlegen, obwohl Dieselmotoren im Hubraum ein ruhigeres und höheres Drehmoment aufweisen. Die Umweltkennzahlen von Dieselmotoren waren bis vor kurzem den Benzinmotoren deutlich unterlegen. Bei klassischen Dieselmotoren mit mechanisch gesteuerter Einspritzung können nur oxidierende Abgaskonverter eingebaut werden, die bei Abgastemperaturen über 300 °C arbeiten, die nur CO und CH zu für den Menschen ungefährlichen Kohlendioxid (CO 2) und Wasser oxidieren. Außerdem versagten diese Neutralisatoren früher aufgrund von Vergiftungen mit Schwefelverbindungen (die Menge an Schwefelverbindungen in den Abgasen hängt direkt von der Schwefelmenge im Dieselkraftstoff ab) und der Ablagerung von Rußpartikeln auf der Katalysatoroberfläche. Erst in den letzten Jahren begann sich die Situation im Zusammenhang mit der Einführung von Dieselmotoren des sogenannten Common-Rail-Systems zu ändern. Bei dieser Art von Dieselmotor erfolgt die Kraftstoffeinspritzung durch elektronisch gesteuerte Injektoren. Der elektrische Steuerimpuls wird von der elektronischen Steuereinheit geliefert, die Signale von einer Reihe von Sensoren empfängt. Sensoren überwachen verschiedene Motorparameter, die die Dauer und das Timing des Kraftstoffimpulses beeinflussen. Ein moderner – und umweltfreundlicher wie ein Benziner – ein Dieselmotor steht also hinsichtlich der Komplexität seinem Benziner-Pendant in nichts nach und übertrifft ihn in einer Reihe von Parametern (Komplexität) deutlich. Beträgt beispielsweise der Kraftstoffdruck in den Injektoren eines konventionellen Diesels mit mechanischer Einspritzung 100 bis 400 bar (entspricht in etwa "Atmosphären"), dann liegt er bei den neuesten Common-Rail-Systemen im Bereich von 1000 bis 2500 bar, was keine kleinen Probleme mit sich bringt. Außerdem ist das Katalysatorsystem moderner Transportdieselmotoren viel komplizierter als bei Benzinmotoren, da der Katalysator unter Bedingungen einer instabilen Zusammensetzung der Abgase und in einigen Fällen der Einführung des sogenannten "Partikels" funktionieren muss Filter" (DPF - Partikelfilter) erforderlich. Ein „Partikelfilter“ ist eine katalysatorartige Struktur, die zwischen dem Dieselabgaskrümmer und dem Katalysator im Abgasstrom eingebaut wird. Im Partikelfilter entsteht eine hohe Temperatur, bei der die Rußpartikel durch den Restsauerstoff in den Abgasen oxidiert werden können. Ein Teil des Rußes oxidiert jedoch nicht immer und verbleibt im "Partikelfilter", daher schaltet das Steuergeräteprogramm den Motor periodisch durch die sogenannte "Nacheinspritzung" in den Modus "Partikelfilterreinigung", das ist, am Ende der Verbrennungsphase eine zusätzliche Kraftstoffmenge in die Zylinder einzuspritzen, um die Temperatur der Gase zu erhöhen und dementsprechend den Filter durch Verbrennen des angesammelten Rußes zu reinigen. Der De-facto-Standard bei der Konstruktion von Transportdieselmotoren ist das Vorhandensein eines Turboladers und in den letzten Jahren - und eines "Ladeluftkühlers" - ein Gerät, das die Luft kühlt. nach Verdichtung durch einen Turbolader - um eine große zu bekommen Masse Luft (Sauerstoff) in der Brennkammer bei gleichem Durchsatz der Kollektoren, und Der Kompressor ermöglichte es, die spezifische Leistungscharakteristik von Massendieselmotoren zu erhöhen, da er während des Arbeitszyklus eine größere Luftmenge durch die Zylinder strömen lässt.

Grundsätzlich ähnelt der Aufbau eines Dieselmotors dem eines Ottomotors. Ähnliche Teile in einem Dieselmotor sind jedoch schwerer und widerstandsfähiger gegen hohe Kompressionsdrücke, die in einem Dieselmotor auftreten, insbesondere ist der Hon auf der Oberfläche des Zylinderspiegels gröber, aber die Härte der Zylinderblockwände ist höher. Die Kolbenböden hingegen sind speziell auf das Verbrennungsverhalten von Dieselmotoren ausgelegt und fast immer auf höhere Verdichtungsverhältnisse ausgelegt. Außerdem befinden sich die Kolbenböden bei einem Dieselmotor oberhalb (bei einem Autodiesel) der oberen Ebene des Zylinderblocks. Teilweise - bei älteren Dieseln - enthalten die Kolbenböden einen Brennraum ("Direkteinspritzung").

Anwendungen

Dieselmotoren werden zum Antrieb von stationären Kraftwerken, auf Schienen- (Diesellokomotiven, Diesellokomotiven, Dieselloks, Eisenbahnwaggons) und spurlosen (Pkw, Bussen, Lkw) Fahrzeugen, selbstfahrenden Maschinen und Mechanismen (Traktoren, Asphaltwalzen, Schaber, etc.) ), sowie im Schiffbau als Haupt- und Hilfsmotoren.

Mythen über Dieselmotoren

Diesel-Turbomotor

• Der Dieselmotor ist zu langsam.

Moderne Dieselmotoren mit Turboaufladung sind deutlich effizienter als ihre Vorgänger und übertreffen teilweise sogar ihre Benzin-Saugmotoren (ohne Turbolader) bei gleichem Hubraum. Das beweisen der Diesel-Prototyp Audi R10, der das 24-Stunden-Rennen von Le Mans gewonnen hat, und die neuen BMW-Motoren, die Saugmotoren (nicht aufgeladen) Benzinmotoren in nichts nachstehen und gleichzeitig enorme Drehmoment.

• Der Dieselmotor läuft zu laut.

Ein lauter Motorbetrieb weist auf unsachgemäßen Betrieb und mögliche Fehlfunktionen hin. Tatsächlich haben einige ältere Diesel mit Direkteinspritzung einen sehr harten Job. Mit dem Aufkommen von Hochdruckspeicher-Kraftstoffsystemen ("Common-Rail") konnten Dieselmotoren das Geräusch erheblich reduzieren, hauptsächlich aufgrund der Aufteilung eines Einspritzimpulses in mehrere (typischerweise - von 2 auf 5 Impulse).

• Der Dieselmotor ist deutlich sparsamer.

Der Hauptwirkungsgrad ist auf den höheren Wirkungsgrad des Dieselmotors zurückzuführen. Im Durchschnitt verbraucht ein moderner Dieselmotor bis zu 30 % weniger Kraftstoff. Die Lebensdauer eines Dieselmotors ist länger als die eines Benzinmotors und kann 400 bis 600.000 Kilometer erreichen. Ersatzteile für Dieselmotoren sind etwas teurer, auch die Reparaturkosten sind höher, insbesondere bei Kraftstoffanlagen. Aus den oben genannten Gründen sind die Betriebskosten eines Dieselmotors etwas geringer als die eines Ottomotors. Die Einsparungen gegenüber Benzinmotoren steigen proportional zur Leistung, was die Popularität von Dieselmotoren in Nutzfahrzeugen und schweren Nutzfahrzeugen bestimmt.

• Ein Dieselmotor kann nicht auf billigeres Gas als Kraftstoff umgerüstet werden.

Von den ersten Momenten des Baus von Dieselmotoren an wurde eine große Anzahl von ihnen gebaut und gebaut, um mit Gas unterschiedlicher Zusammensetzung zu arbeiten. Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten, Dieselmotoren auf Gas umzustellen. Die erste Methode besteht darin, dass den Zylindern ein mageres Luft-Gas-Gemisch zugeführt, komprimiert und mit einem kleinen Pilotstrahl Dieselkraftstoff gezündet wird. Ein auf diese Weise arbeitender Motor wird als Gas-Dieselmotor bezeichnet. Die zweite Methode besteht darin, einen Dieselmotor mit einer Verringerung des Verdichtungsverhältnisses umzubauen, ein Zündsystem zu installieren und tatsächlich einen Gasmotor auf seiner Basis anstelle eines Dieselmotors zu bauen.

Rekordhalter

Größter / stärkster Dieselmotor

Konfiguration - 14 Zylinder hintereinander

Arbeitsvolumen - 25 480 Liter

Zylinderdurchmesser - 960 mm

Kolbenhub - 2500 mm

Durchschnittlicher effektiver Druck - 1,96 MPa (19,2 kgf / cm²)

Leistung - 108.920 PS. bei 102 U/min. (Leistung pro Liter 4,3 PS)

Drehmoment - 7.571.221 Nm

Kraftstoffverbrauch - 13 724 Liter pro Stunde

Trockengewicht - 2300 Tonnen

Abmessungen - Länge 27 Meter, Höhe 13 Meter

Der größte Dieselmotor für einen Lkw

MTU 20V400 Entwickelt für die Installation auf einem BelAZ-7561-Muldenkipper.

Leistung - 3807 PS bei 1800 U/min. (Spezifischer Kraftstoffverbrauch bei Nennleistung 198 g/kWh)

Drehmoment - 15728 Nm

Größter / stärkster Seriendieselmotor für einen Serien-Pkw

Audi 6.0 V12 TDI seit 2008 im Audi Q7 verbaut.

Konfiguration - 12 Zylinder V-Form, Sturzwinkel 60 Grad.

Arbeitsvolumen - 5934 cm³

Zylinderdurchmesser - 83 mm

Kolbenhub - 91,4 mm

Kompressionsverhältnis - 16

Leistung - 500 PS bei 3750 U/min. (Leistung pro Liter - 84,3 PS)

Drehmoment - 1000 Nm im Bereich von 1750-3250 U/min.

Zunächst einmal ist der Wirkungsgrad eines Dieselmotors viel höher als der eines Benziners. Einfach ausgedrückt verbraucht dieser Motor viel weniger Kraftstoff. Den Designern ist es gelungen, ein ähnliches Ergebnis zu erzielen, indem sie ein einzigartiges Design schufen.

Wichtig! Das Funktionsprinzip eines Dieselmotors unterscheidet sich stark von einem Benzinmotor.

Natürlich verfügen moderne Ottomotoren über vielfältige technologische Innovationen. Es genügt, sich an die Direkteinspritzung zu erinnern. Trotzdem liegt der Wirkungsgrad eines Ottomotors bei etwa 30 Prozent. Bei einem Dieselmotor erreicht derselbe Parameter 40. Wenn wir uns an die Turboaufladung erinnern, kann der Wert 50% erreichen.

Kein Wunder, dass Dieselmotoren Europa nach und nach erobern. Teures Benzin ermutigt Käufer, sparsamere Autos zu kaufen. Hersteller verfolgen Änderungen der Verbraucherpräferenzen in Echtzeit und führen entsprechende Anpassungen in den Produktionsprozess ein.

Leider ist das Design des Dieselmotors nicht ohne Nachteile. Einer der wichtigsten ist das hohe Gewicht. Natürlich haben die Ingenieure bei der schrittweisen Gewichtsreduzierung des Motors einen langen Weg zurückgelegt, aber alles hat seine Grenzen.

Tatsache ist, dass bei der Konstruktion eines Dieselmotors alle Teile möglichst genau aufeinander abgestimmt sein müssen. Wenn bei Benzin-Pendants die Möglichkeit eines leichten Spiels erlaubt ist, dann ist hier alles anders. Infolgedessen wurden zu Beginn der Einführung der Technologie Dieselaggregate nur bei großen Maschinen installiert. Es genügt, sich an die gleichen Lastwagen vom Anfang des letzten Jahrhunderts zu erinnern.

Entstehungsgeschichte

Kaum vorstellbar, aber der erste funktionsfähige Dieselmotor wurde bereits im 19. Jahrhundert vom Ingenieur Rudolf Diesel konstruiert. Als Brennstoff wurde dann gewöhnliches Kerosin verwendet.

Mit der Entwicklung der Technologie begannen die Wissenschaftler zu experimentieren. Als Ergebnis, welche Art von Kraftstoffen wurden verwendet, um die besten Ergebnisse zu erzielen. Beispielsweise wurden die Motoren seit einiger Zeit mit Rapsöl und sogar mit Rohöl betankt. Natürlich konnte ein solcher Ansatz keine wirklich ernsthaften Errungenschaften hervorbringen.

Langjährige Forschungen führten Wissenschaftler auf die Idee, Heizöl und Dieselkraftstoff zu verwenden. Ihre geringen Kosten und ihre gute Entflammbarkeit ermöglichten eine ernsthafte Konkurrenz mit Benzin-Pendants.

Beachtung! Heizöl und Dieselkraftstoff werden ohne den Einsatz komplexer technologischer Verfahren hergestellt. Dies garantiert ihre niedrigen Preise. Tatsächlich sind sie ein Nebenprodukt der Ölraffination.

Anfangs waren die Kraftstoffeinspritzsysteme im Gerät von Dieselmotoren äußerst unvollkommen. Dies erlaubte nicht den Einsatz von Einheiten in Maschinen, die mit hohen Geschwindigkeiten arbeiteten.

Die ersten Exemplare von Autos mit Dieselmotoren erschienen in den 1920er Jahren. Es war Güterverkehr und öffentlicher Verkehr. Zuvor wurden Motoren dieser Klasse nur auf stationären Maschinen oder Schiffen eingesetzt.

Nur 15 Jahre später erschienen die ersten Maschinen, die von einem Dieselmotor angetrieben wurden. Trotzdem war der Dieselmotor als leistungsstark und detonationssicher in der Automobilindustrie lange Zeit nicht weit verbreitet. Tatsache ist, dass das Gerät zwar erhebliche Vorteile hatte, aber eine Reihe von Nachteilen wie erhöhte Geräuschentwicklung im Betrieb und hohes Gewicht aufwies.

Erst in den 70er Jahren, als die Ölpreise zu steigen begannen, änderte sich alles dramatisch. Automobilhersteller und Verbraucher haben ihren Blick gleichermaßen auf Autos in ihrem dieselbetriebenen Gerät gerichtet. Damals erschienen erstmals Kompaktdiesel.

Dieselmotor

Dieselmotorgerät

Die Konstruktion eines Dieselmotors besteht aus vier Hauptelementen:

• Zylinder,
• Kolben,
• Einspritzdüse,
• Einlass- und Auslassventil.

Jedes Strukturelement erfüllt seine eigene Aufgabe und hat seine eigenen Gestaltungsmerkmale. Im Laufe der Entwicklung wurde diese Technologie um viele Details ergänzt, die eine viel höhere Produktivität ermöglicht haben, hier die wichtigsten:

• brennstoffbrenner,
• Ladeluftkühler.

Jedes dieser Teile hat die Effizienz des Dieselmotors deutlich verbessert.

Arbeitsprinzip

Der Dieselmotor arbeitet durch Kompression. Durch diesen Vorgang gelangt Flüssigkeit unter Druck in die Brennkammer. Die Strömungselemente sind Injektordüsen.

Wichtig! Kraftstoff gelangt nur ins Innere, wenn die Luft die richtige Kompressionskraft und hohe Temperatur hat.

Die Luft muss heiß genug sein, damit sich der Kraftstoff entzündet... Bevor die Flüssigkeit ins Innere gelangt, passiert sie eine Reihe von Filtern, die Fremdpartikel auffangen, die das System beschädigen können.

Um das Prinzip eines Dieselmotors zu verstehen, müssen Sie den gesamten Prozess der Kraftstoffzufuhr und -zündung von Anfang bis Ende betrachten. Zunächst wird Luft durch das Einlassventil zugeführt. In diesem Fall bewegt sich der Kolben nach unten.

Einige Ansaugsysteme sind zusätzlich mit Klappen ausgestattet. Dank ihnen werden in der Struktur zwei Kanäle geschaffen, durch die Luft eintritt. Als Folge dieses Prozesses entsteht ein Wirbel von Luftmassen.

Beachtung! Die Einlassklappen können nur bei hohen Motordrehzahlen geöffnet werden.

Wenn der Kolben oben angekommen ist, Luft wird 20-mal komprimiert. Der Enddruck beträgt etwa 40 Kilogramm pro Quadratzentimeter. In diesem Fall erreicht die Temperatur 500 Grad.

Der Injektor spritzt Kraftstoff in einer genau festgelegten Menge in die Kammer ein. Die Zündung erfolgt ausschließlich aufgrund der hohen Temperatur. Diese Tatsache erklärt die Tatsache, dass sich im Gerät eines Dieselmotors keine Kerzen befinden. Außerdem fehlt die Zündanlage als solche.

Das Fehlen einer Drosselklappe ermöglicht die Entwicklung eines hohen Drehmoments. Aber die Drehzahl liegt auf einem konstant niedrigen Niveau. In einem Zyklus können mehrere Flüssigkeitsinjektionen durchgeführt werden.

Nach unten drückt der Kolben den Druck der expandierenden Gase. Das Ergebnis dieses Vorgangs ist, dass sich die Kurbelwelle dreht. Das Verbindungsglied in diesem Mikroprozess ist die Pleuelstange.

Am unteren Punkt angekommen, hebt sich der Kolben wieder an und drückt dabei die bereits Abgase aus. Sie kommen durch das Auslassventil heraus. Dieser Arbeitszyklus wird bei einem Dieselmotor immer wieder wiederholt.

Um den Rußanteil in den Gasen, die durch das Abgassystem austreten, zu reduzieren, gibt es einen speziellen Filter. Es kann die Umweltbelastung deutlich reduzieren.

Zusätzliche Knoten

So funktioniert die Turbine

Die Turbine in einem Dieselmotor kann die Gesamtleistung des Systems erheblich steigern. Zu dieser Entscheidung kamen die Automobilingenieure jedoch nicht sofort.

Der Anstoß zur Schaffung einer Turbine und deren Einführung in den Gesamtaufbau eines Dieselmotors war, dass der Kraftstoff hat keine Zeit, vollständig auszubrennen, während sich der Kolben zum Totpunkt bewegt.

Das Funktionsprinzip einer Turbine eines Dieselmotors besteht darin, dass dieses Strukturelement eine vollständige Verbrennung des Kraftstoffs ermöglicht. Dadurch erhöht sich die Leistung des Motors deutlich.

Die Turboladervorrichtung besteht aus folgenden Elementen:

• Zwei Gehäuse - eines ist an der Turbine, das andere am Verdichter befestigt.
• Die Lager unterstützen die Baugruppe.
• Die Schutzfunktion übernimmt ein Stahlgewebe.

Der gesamte Zyklus einer dieselmotorischen Turbine besteht aus folgenden Phasen:

1. Mit einem Kompressor wird Luft angesaugt.
2. Verbunden ist der Rotor, der durch den Turbinenrotor in Bewegung gesetzt wird.
3. Ein Ladeluftkühler kühlt die Luft.
4. Die Luft passiert mehrere Filter und tritt durch den Ansaugkrümmer ein. Am Ende dieser Aktion schließt das Ventil. Das Öffnen erfolgt am Ende des Arbeitshubes.
5. Abgase strömen durch die Turbine eines Dieselmotors, wodurch Druck auf den Rotor ausgeübt wird.
6. In diesem Stadium kann die Drehzahl der Turbine eines Dieselmotors etwa 1500 Umdrehungen pro Sekunde erreichen. Dadurch dreht sich der Verdichterrotor durch die Welle.

Dieser Zyklus wiederholt sich immer und immer wieder. Durch den Einsatz einer Turbine wird die Leistung des Dieselmotors gesteigert.

Wichtig! Kühlung erhöht die Dichte der Luft.

Durch die Erhöhung der Luftdichte kann dem Inneren des Motors eine viel größere Luftmenge zugeführt werden. Die Durchflusserhöhung sorgt dafür, dass der Kraftstoff im System vollständig ausgebrannt wird.

Ladeluftkühler und Düse

Bei der Kompression steigt nicht nur die Dichte der Luft, sondern auch ihre Temperatur. Leider wirkt sich dies stark auf die Langlebigkeit eines Dieselmotors aus. Daher haben Wissenschaftler ein Gerät wie einen Ladeluftkühler entwickelt. Es reduziert effektiv die Luftstromtemperatur.

Wichtig! Der Ladeluftkühler arbeitet, indem er die Luft durch Wärmeaustausch kühlt.

Das Gerät kann eine oder zwei Düsen haben. Ihre Aufgabe ist es, den Kraftstoff zu zerstäuben und zu dosieren. Das Funktionsprinzip eines Diesel-Injektors wird durch einen Nocken realisiert, der sich von der Nockenwelle wegbewegt.

Beachtung! Diesel-Injektoren sind gepulst.

Ergebnisse

Durch den Einsatz neuer Technologien und zusätzlicher Komponenten erreicht der Dieselmotor eine erstaunliche Effizienz bei der Verbrennung von Kraftstoff. Diese Zahl erreicht 40-50 Prozent. Das ist fast doppelt so viel wie beim Benziner-Pendant.

Derzeit bevorzugen viele Autoenthusiasten Dieselmotoren. Beratungsagentur J.D. PowerAsiaPacific führte Recherchen durch. Demnach wird ein Viertel aller Neuwagen mit Dieselmotoren produziert. Und das ist noch nicht alles, Tendenz steigend.

In den 2000er Jahren fuhr nur eines von zehn Autos mit einem Dieselmotor. Und in Zukunft wird dieser Wert nach Expertenmeinung jährlich um 1-2% wachsen. Dafür gibt es viele Gründe: die ständig steigenden Kraftstoffpreise und die strengere Kontrolle von Umweltstandards. Ein weiterer Pluspunkt ist die Möglichkeit der Betankung mit Biodiesel, die angesichts knapper werdender Ölreserven immer dringlicher wird.

Vor- und Nachteile eines Dieselmotors

Lassen Sie uns hervorheben, warum ein Dieselmotor besser ist als seine Benzingenossen:

• Rentabilität. Der Kraftstoffbedarf ist um 30–40 % geringer.
• Lebenszeit. Es ist langlebig, im Durchschnitt wird es Ihnen doppelt so viel leisten wie ein Benzinäquivalent.
• Treibstoffpreise. Dieselkraftstoff ist im ganzen Land viel billiger als Benzin.
• Einfachheit. Es hat kein Zündsystem, was viele Probleme beseitigt. Die Zuverlässigkeit ist höher.
• Umweltfreundlichkeit. Die Kohlendioxidemissionen sind sehr gering.

Kohl nannte die Vorteile, dann müssen noch die Nachteile gesagt werden.

• Zuverlässigkeit. Kraftstoff von schlechter Qualität zerstört schnell die Einspritzdüsen.
• Technischer Service. Kostet etwa 20 % mehr.
• Kompfort. Das Geräusch des Motors beim Starten ist sehr unangenehm und dauert länger zum Aufwärmen.
• Bequemlichkeit. Wenn Sie ein Schaltgetriebe verwenden, müssen Sie häufiger schalten.

Die meisten Russen, die das Wort Diesel hören, erinnern sich an den Geruch von Dieselkraftstoff im Bus sowie an Jeans und Uhren der gleichnamigen Marke. In Europa ist dieses Wort mit dem Nachnamen des deutschen Erfinders verbunden. Und es ist ein Symbol für ein zuverlässiges, preiswertes Auto.

In unserem Land ist es nicht so beliebt, wahrscheinlich wegen des Klimas. Und von den Motoren der über eine Million Menschen, für die die 90er so berühmt waren, hat man in den letzten Jahren fast nichts gehört. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass es für große Konzerne einfach unrentabel geworden ist, zuverlässige und langlebige Motoren zu produzieren.

Bewertung der besten Dieselmotoren

Betrachtet man die Bewertungen der großen Autohäuser der Welt, kann man zu dem Schluss kommen, dass die besten Dieselmotoren für Pkw keine reduzierten Kopien von Lkw-Einheiten mehr sind, sondern ein vollwertiges Produkt. Das ist nur der langlebige 1.9 TDI-Motor des bekannten Volkswagen Konzerns.

Derzeit gilt es laut Experten als das ausgewogenste sowohl in Bezug auf Kraft als auch Dynamik.

Es kommt in verschiedenen Modifikationen heraus, kollidiert nicht mit lokalem Kraftstoff und läuft in guten Händen etwa 500.000 Kilometer. Natürlich hängt viel von den richtigen Wartungs- und Betriebsbedingungen ab, dennoch verdient dieses Modell Aufmerksamkeit.

Wir werden die brandneuen Autos der Passat-Baureihe nicht ignorieren. Sie sind jetzt mit BlueMotion-Trimmmotoren ausgestattet. Die Ingenieure haben großartige Arbeit geleistet, sie haben es geschafft, den Kraftstoffverbrauch zu senken, während sich die Leistung nicht änderte und zwischen 90 und 120 (PS) schwankte.

Jetzt gibt er nur noch 3,3 Liter aus. für 100km. Dies erreichten sie, indem sie die Turbine aufrüsteten und den Druck in den Brennkammern erhöhten. Und sie begannen auch, die Umwelt viel weniger zu verschmutzen, was unter den heutigen Bedingungen wichtig ist.

Auch die Motoren von Mercedes und Nissan können wir nicht ignorieren - dies sind die zuverlässigsten Motoren, etwas niedriger in unserer Bewertung werden wir Subaru-Motoren platzieren. Aber nicht nur die Japaner und die Deutschen haben zum Beispiel gute Dieselmotoren, auch die Amerikaner haben einen guten Motor der Firma Ford. Bringen wir Opel auf den nächsten Schritt. Wir werden damit aufhören, da es zu viele Beschwerden über Renault-Motoren gibt und VAZ-Motoren eine separate Diskussion darüber verdienen.

Was kann einen Motorschaden verursachen?

Wie alles in unserer Welt ist die Zuverlässigkeit eines Dieselmotors ein relativer Begriff. Es ist erwähnenswert, dass Turbinen-Dieselmotoren nicht so zuverlässig sind wie atmosphärische Motoren, da die Turbine häufig ausfällt. Neben der Montage gibt es viele Faktoren, die die Arbeit beeinflussen. Derselbe Verbrennungsmotor verhält sich unter verschiedenen Bedingungen unterschiedlich.

Wie bereits erwähnt, sind Dieselmotoren stark von der Qualität des Kraftstoffs abhängig. Dieselkraftstoff von zweifelhafter Qualität kann Ihren Motor schon nach dem ersten Tanken merklich verschleißen. Die Quintessenz ist, dass veraltete sowjetische Motoren mit solchem ​​Kraftstoff problemlos umgehen können und neue Autopannen garantiert sind. Vor allem, wenn irgendwie Wasser im Kraftstoff ist.

Dies ist auf die Bildung von Schwefelsäure zurückzuführen, die sich negativ auf alle Teile des Autos auswirkt. Es entsteht durch die Reaktion von Schwefel mit Wasser, dessen Katalysator die hohe Temperatur in Verbrennungsmotoren ist.

Obwohl der überschüssige Schwefelgehalt auch ohne Wasser die Lebensdauer des Öls erheblich verkürzt. Aufgrund des Eindringens von Kurbelgehäusegasen. Und auch Schwefel ruiniert schnell deinen Partikelfilter. Es ist zu beachten, dass bei Zweifeln über den Kraftstoff das Öl doppelt so oft gewechselt werden muss, um das Vertrauen in den Betrieb des Autos zu gewährleisten.

Nach einfachen Regeln wird Ihnen auch nicht der erfolgreichste Motor lange Zeit treue Dienste leisten. Sie müssen möglichst nur hochwertiges Motoröl derselben Marke verwenden, den Austausch rechtzeitig vornehmen und Ihr Gerät natürlich nicht überhitzen - lassen Sie den Motor nicht mit erhöhter Last laufen.

"Ewige" Motoren

Kehren wir zu den bereits oben erwähnten legendären Millionen-Plus-Motoren zurück. Es gibt die Meinung, dass es früher Motoren gab, die bis zu 1 Million Kilometer fahren konnten, und das auf diesen Straßen, ohne größere Reparaturen. Einer davon war der Mercedes-Benz M102. Er kam, um den M115 zu ersetzen. Der M102 ist leichter, aber gleichzeitig leistungsstärker geworden.

Dies erreichte er durch dünnere Wände, wodurch die Kurbelwelle tiefer abgesenkt werden konnte. Die zylindrischen Köpfe wurden in Kreuzform gefertigt, an denen V-förmige Ventile aufgehängt sind, der Antrieb erfolgt über den zentralen Kipphebel der Nockenwelle.

Der Motor selbst wurde in den 80er Jahren des letzten Jahrhunderts in zwei Baugruppen hergestellt. Beide Konfigurationen wurden in die W123-Autofamilie eingebaut.

Nach 4 Jahren erschien eine neue Familie - W124 und der Motor wurde verbessert. Gummilager wurden ersetzt. Es wurde mit einem Öldrucksensor, einem Keilrippenriemen, einer Kurbelwelle und leichten Pleueln ausgestattet, außerdem wurde der Ölfilter ausgetauscht.

Die Vergaserversion war die letzte in der Geschichte der Marke.

Erwähnenswert ist auch der 2,5-Liter-Dieselmotor von Toyota. Dieser Motor galt als sehr gut und konnte seine Millionen ablaufen. Aber natürlich mit einer Generalüberholung, denn die Zylinder verschleißen viel schneller. Die Lebensdauer der Zylinder beträgt ungefähr 300-400.000 km.

Erinnern wir uns an VAZ-Motoren. Obwohl die Verarbeitungsqualität dieser Autos schlecht ist, aber sehr gute Motoren an den Bünden sind, möchte ich die 8-Ventil-Verbrennungsmotoren hervorheben. Für den VAZ-2112 gilt es als durchaus üblich, 200-300.000 Kilometer zu laufen, wonach größere Reparaturen durchgeführt werden müssen.

Und VAZ-21083 kann mit dem richtigen Ansatz und rechtzeitigem Ölwechsel noch länger halten - bis zu 400.000 km. Aber der 16-Ventil-Motor geht sehr schnell kaputt. Zusammenfassend ist das gesamte VAZ-Produkt eine Lotterie. Heirat ist sehr verbreitet.

Es ist schwierig, etwas eindeutig über Renault-Motoren zu sagen - es gibt gute Modelle in der Reihe der Aggregate und es gibt ehrlich gesagt schwache. Als zuverlässigster Dieselmotor gilt ein 8-Ventil-K7J-Motor mit 1,4 Liter Volumen und ein K7M mit 1,6 Liter Volumen. Sie sind einfach und gut ausgeführt, daher brechen sie selten.

Sie haben einen Zahnriemenantrieb (Gasverteilungsmechanismus), das Ventil ist mit Schrauben verstellbar. K7M - verwendet in RenaultSymbol / Sandero / Logan / Clio Autos. Der oben erwähnte VAZ verwendet Lada Largus in seinem Auto. Alles in allem sieht der K7J gut aus, bis auf die Leistung - für einen mittelgroßen Pkw reicht er nicht aus.

Im Durchschnitt kann der sparsamste Motor ohne größere Reparaturen bis zu 400.000 km fahren.

Die Motoren der Firma Renault zeichnen sich nicht durch hohe Zuverlässigkeit aus - dies sind Dieselmotoren mit 1,5 Litern, 1,9 Litern und 2,2 Litern. Bei ihnen treten oft Probleme auf. Unter Last fängt die Kurbelwelle an zu klopfen, und wenn das gleiche mit den Pleuellagern passiert, ist dies definitiv eine Generalüberholung. Dieser Dieselmotor wird von Renault nicht viel laufen können, und die Überholung muss nach 130-150 Tausend Kilometern erfolgen.

Größte und kleinste Motoren

Sie fragen sich nur, welcher Dieselmotor der beste ist? Der Wartsila-Sulzer RTA96 ist der bisher stärkste Dieselmotor. Seine Größe ist vergleichbar mit einem dreistöckigen Haus.

Dieser Zweitaktmotor wiegt 2.300 Tonnen. Hat zwei Modifikationen - 6 und 14-Zylinder und 108.920 PS. Dieser Motor ist für große Handelsschiffe ausgelegt. Die neueste Version des Motors wird 6.280 Liter Kraftstoff pro Stunde verbrennen.

Und der kleinste Dieselmotor passt auf einen Finger. In naher Zukunft sind in Europa und den USA mikroskopisch kleine Motoren unterwegs, die mit Kohlenwasserstoff-Treibstoff betrieben und von einem winzigen Generator angetrieben werden.

Ausgabe

Aus dem Obigen können wir sehen, dass es genug Probleme gibt. Es ist durchaus möglich, einen Autofahrer zu verstehen, der zum Sparen kein Risiko eingehen will. Bei ordnungsgemäßem Betrieb funktioniert der Motor jedoch sehr lange.

Es sind Fälle bekannt, in denen solche Motoren selbst mit minderwertigem Kraftstoff jeweils 1–1,2 Millionen km zurückgelegt haben.

Das heißt, wenn Sie ein Auto benötigen, das für eine lange Lebensdauer ausgelegt ist, sollten Sie sich die Dieseloption gut überlegen. Vergessen Sie auch nicht die Effizienz. Alle 100 Kilometer sparen Sie etwa 30 % Kraftstoff, was die höheren Kosten von Pkw rechtfertigt.

Definition.

Dieselmotor- Kolben-Verbrennungsmotor mit Dieselkraftstoff. Der Kraftstoff entzündet sich durch die starke Kompression der Luft im Zylinder.

Geschichte.

1890 schlug Rudolph Diesel vor, dass bei einer Erhöhung des Drucks in den Zylindern der Wirkungsgrad des Motors deutlich steigen würde (Theorie der „wirtschaftlichen Wärmekraftmaschine“). Nachdem er am 23. Februar 1893 ein Patent für seine Erfindung erhalten hatte, gelang es ihm, seine Ideen zu verwirklichen. Das erste funktionierende Modell des Motors wurde erst Anfang 1897 zusammengebaut und bestand am 28. Januar erfolgreich alle Tests und Tests.

Das Patent, das Rudolf Diesel am 23. Februar 1893 für seine Erfindung erhielt.

Als Brennstoff wollte Rudolf Diesel Kohlenstaub verwenden, die Versuche zeigten jedoch, dass dieser aufgrund seiner hohen abrasiven Eigenschaften für diese Aufgabe völlig ungeeignet ist. Asche aus der Staubverbrennung verschleißt den Motor und macht ihn außer Betrieb. Außerdem erwies sich die Staubzufuhr zu den Motorzylindern als nicht praktikabel. Trotz dieser Rückschläge wurde es jedoch möglich, Schwerölfraktionen als Brennstoff zu verwenden. Obwohl Rudolf Diesel als erster die Verwendung der Luftkompression als Zündsystem patentieren ließ, gab es vor ihm Leute, die ähnliche Ideen äußerten. Das war Ackroyd Steward, aber aus irgendeinem unbekannten Grund war er nicht in der Lage, ein Patent zu erhalten.

Die Idee von Ackroyd Steward bestand darin, den in einen Behälter eingespritzten Kraftstoff mit Druckluft zu entzünden. Um den Motor zu starten, war es notwendig, den Behälter mit einer Lampe zu beheizen, aber nach dem Starten wurde der Motor ohne weitere Wärmezufuhr gehalten. Der Hauptfehler in Stewarts Theorie besteht darin, dass er die Leistungsvorteile eines hohen Kompressionsverhältnisses nicht einmal berücksichtigt hat. Er hat es sich zur Aufgabe gemacht, Zündkerzen aus dem Motor zu entfernen. Deshalb ist heute jeder bekannt“ Dieselmotoren„Dieselkraftstoff“, „Dieselmotor“ und einfach „Diesel“, aber fast niemand kennt Ackroyd Steward.

Der erste Dieselmotoren waren groß und schwer und wurden daher fast 30 Jahre lang ausschließlich in stationären Mechanismen und Kraftwerken von Seeschiffen verwendet. Auch der Weg in die Automobilindustrie war ihnen versperrt, weil die damaligen Kraftstoffeinspritzsysteme nicht an schnelllaufende Motoren angepasst waren.

Das Foto zeigt einen der ersten Dieselmotoren. Es war eine sperrige stationäre Struktur mit einem Zylinder.

In den 1920er Jahren verbesserte der deutsche Ingenieur Robert Bosch die noch heute weit verbreitete eingebaute Hochdruck-Kraftstoffpumpe. Die Verwendung des Hydrauliksystems als Kompressor und Kraftstoffeinspritzung machte einen separaten Luftkompressor und ein erhöhtes Motordrehmoment überflüssig. Aber schon damals dominierten günstige und leichte Elektrozündungsmotoren den Pkw-Markt, während Dieselmotoren nur in öffentlichen Verkehrsmitteln und Lastkraftwagen installiert.

"Diesel" an die Massen!

Ein Wendepunkt in der Geschichte Dieselmotoren waren die Ereignisse der 70er Jahre. Nach einem stark gestiegenen Benzinpreis interessierten sich weltweite Hersteller von Kleinwagen für den Einsatz von Dieselmotoren.

Über die Zweckmäßigkeit der Verwendung Dieselmotoren Auch Ökologen kamen ins Gespräch. Die Abgase von Dieselmotoren sind weniger giftig und verschmutzen die Atmosphäre nicht.

Eisenbahntransport und Seeschiffe.

Neben Pkw und Lkw sind auch Lokomotiven mit einem Dieselmotor ausgestattet. Dieselzüge sind aufgrund ihrer Autonomie auf nicht elektrifizierten Streckenabschnitten unersetzlich. Zweitakt-Dieselmotoren bis 100.000 PS auf großen Seeschiffen verwendet.

Das Funktionsprinzip eines Dieselmotors.

Viertaktzyklus.

Im ersten Takt des Motors wird Luft durch das geöffnete Einlassventil des Zylinders angesaugt. Der Kolben geht runter.

Beim zweiten Takt erwärmt sich die Luft mit einer starken (ca. 17-fachen) Kompression im Zylinder. Der Kolben hebt sich.

Beim dritten Hub wird der Kolben abgesenkt, Kraftstoff wird durch die Injektordüse in den Brennraum eingespritzt. Der Kraftstoff vermischt sich gleichmäßig mit Luft und bildet ein selbstzündendes Gemisch. Die durch die Verbrennung des Kraftstoffs erzeugte Energie treibt den Kolben an.

Der vierte Takt ist der letzte. Der Kolben hebt sich und Abgase entweichen durch das Auslassventil.

Dieselmotoren unterscheiden sich in der Gestaltung der Brennkammer:

Ungeteilte Brennkammer: der Brennraum befindet sich im Kolben und Kraftstoff wird in den über dem Kolben befindlichen Raum eingespritzt. Der Hauptvorteil des Designs ist der reduzierte Kraftstoffverbrauch, aber es muss Rumpeln und Lärm aushalten. Derzeit widmen Designer der Lösung dieses Problems große Aufmerksamkeit.

Geteilte Brennkammer: der Brennstoff tritt in eine separate Kammer (eine sogenannte Wirbelkammer) ein. Bei Dieselmotoren besteht meist eine Verbindung zwischen Wirbelkammer und Zylinder über einen speziellen Kanal. In diese Kammer eintretende Luft verwirbelt, was zu einer intensiveren Vermischung des Kraftstoffs mit Sauerstoff beiträgt. Früher war ein solches System in der Automobilindustrie beliebt, wird jedoch aufgrund seiner Ineffizienz nach und nach durch eine Konstruktion mit ungeteiltem Brennraum ersetzt.

Zweitaktzyklus.

Neben dem 4-Takt-Zyklus gibt es auch einen Zweitakt-Zyklus.

Zu Beginn des ersten Hubes befindet sich der mit Luft gefüllte Zylinder unten (Totpunkt). Wenn sich der Kolben nach oben bewegt, wird Luft komprimiert. Wenn sich der Kolben dem oberen Totpunkt nähert, wird Kraftstoff eingespritzt und entzündet sich spontan. Durch die Expansion der Verbrennungsprodukte verrichtet der Kolben Arbeit und geht nach unten. Am unteren Totpunkt wird der Zylinder von den Verbrennungsprodukten ausgeblasen und saubere Luft tritt ein. Damit ist der Zyklus abgeschlossen.

Der Entlüftungsvorgang erfolgt über spezielle Ausblasfenster, die je nach Kolbenstellung schließen oder öffnen. Diese Art des Blasens wird als Schlitzblasen bezeichnet. Eine Alternative dazu ist ein Schlitzventil. Die Ventile darin dienen nur zum Entfernen von Abgasen und die Fenster zum Ansaugen von sauberer Luft.

Da bei einem Zweitaktzyklus die Frequenz des Arbeitshubs doppelt so häufig ist, kann von einer doppelt so hohen Leistung ausgegangen werden. In der Praxis ist dies jedoch nicht der Fall. Die maximale Leistungssteigerung im Verhältnis zum Viertakter 1,6-1,7-fach.

Über den korrekten Betrieb des Dieselmotors sowie über seine Reparatur können Sie.

Dieselmotoren für Autos sind unterschiedlich, und es geht nicht nur um das Volumen und die Anzahl der Zylinder. Lassen Sie uns also einen kurzen Blick auf den modernen Markt werfen und herausfinden, welcher der Motoren am zuverlässigsten ist.

Wem gaben die Bewertungen die Führung?

Die Russen verbinden mit dem Wort „Diesel“ immer dasselbe: den Geruch von Dieselkraftstoff aus einem Personenbus, schwarze Abgase eines vorbeifahrenden Lastwagens, Vintage-Jeans und eine Uhr der gleichnamigen Marke. Dennoch ist das vom Nachnamen des deutschen Erfinders abgeleitete Wort für die Mehrheit der Europäer gleichbedeutend mit einem zuverlässigen, preiswerten und leistungsstarken „Herz“ des Autos. In unserem Land ist seine Popularität nicht so hoch, anscheinend aufgrund der Wetterbedingungen und des Wissens, dass Dieselkraftstoff in der Kälte eindickt.

Zuverlässigkeitsbewertungen, insbesondere für Autos, sind eine undankbare Arbeit. Wie viele Meinungen, so viele Listen, in denen der Compiler einfach seine Meinung zu einem bestimmten Thema ausdrückt. Aus diesem Grund möchten wir Sie darauf aufmerksam machen, dass die nachfolgende Bewertung keine unbestreitbare Wahrheit vorgibt, sondern lediglich ein Versuch ist, die Daten, das Wissen und (teilweise) die persönliche Sichtweise des Erstellers zu systematisieren.

Auf der Suche nach einer Antwort auf die Frage, welcher Dieselmotor im Pkw-Gesamtsatz den Spitzenplatz einnimmt, werden Sie vielleicht feststellen, dass einige Bewertungen die besten Produkte der Mercedes- und BMW-Konzerne nennen. Die Situation in der Welt der Automobilindustrie ist heute jedoch etwas anders, versuchen wir es herauszufinden.

Wie die Bewertungen der großen Autohäuser der Welt zeigen, sind die Zeiten vorbei, in denen Dieselmotoren von Pkw kleinere Kopien von Aggregaten waren, die in schweren Lkw eingebaut waren. Besonders erfolgreich bei der Produktion solcher Motoren war der bekannte Volkswagen Konzern, der den 1.9 TDI-Motor entwickelte. Heute steht er an erster Stelle und gilt als der ausgewogenste in Sachen Dynamik und Kraft.

Dank modernster technischer Lösungen, insbesondere einer modernisierten Turbine und einer Druckerhöhung in den Brennkammern, konnten einzigartige Umwelteigenschaften nicht nur erreicht, sondern auch reduziert werden. Außerdem blieb die Leistung auf dem gleichen Niveau (90-120 PS). Die neuesten Autos der Passat-Baureihe sind jetzt mit dem leistungsstärksten Motor (BlueMotion-Ausstattung) ausgestattet. Der Kraftstoffverbrauch beträgt 3,3 Liter pro 100 km.

Dieselsieger des Automarktes

Den zweiten Platz belegt eine Modifikation des Motors mit drei Turbinen, die der deutschen Firma BMW gehört. Erstmals wurde dieses Gerät vor kurzem vorgestellt. Er hat 6 Zylinder und kann mit einem Volumen von 3,0 Litern ein Fassungsvermögen von 381 Litern entwickeln. mit. Diese Motoren sind mit den neuesten Autos der 5. und 7. Serie sowie schweren Frequenzweichen mit den Indizes X5 und X6 ausgestattet. Cabrios mit der Seriennummer 6 sind mit seiner Modifikation ausgestattet, es hat zwar zwei Turbinen, wodurch die Leistung auf 313 PS reduziert wird. mit.

Vor nicht allzu langer Zeit wurden potenziellen Käufern Autos präsentiert, deren Motoren vier Turbinen haben und mit einem Drehmoment von 800 Nm die Leistung im Bereich von 390 bis 406 PS liegen wird. mit.

Auto mit Vier-Turbinen-Motor

Den dritten Platz in unserer Bewertung belegte das amerikanische Unternehmen für Industriedieselmotoren Cummins, das einen Supermotor im Auftrag der bekannten Firma Dodge auf den Markt brachte. Fairerweise ist anzumerken, dass ausländische Hersteller Dieselmotoren nicht allzu viel Aufmerksamkeit schenkten und es vorzogen, Benzinmotoren zu entwickeln. Die in letzter Zeit zunehmende Nachfrage nach Autos mit Aggregaten, die Dieselkraftstoff verbrauchen, zwang sie jedoch, auf die Produktion von Dieselmotoren zu achten.

Das Modell erwies sich als recht leistungsstark (240-275 PS), aber in dem Versuch, eine "Diesel" -Nische auf dem Markt zu besetzen, betrogen und gaben die Amerikaner den italienischen Konzern Fiat für ihre Entwicklung aus. Das Modell eines solchen Motors war mit einem Maserati Ghibli ausgestattet, aber aufgrund der Krise wurde die Produktion an staatliche Industrielle übergeben.

Dieser Motor wurde nicht nur als der umweltfreundlichste, sondern auch als der innovativste anerkannt: Bei seiner Herstellung wurden Metalle aus der Raumfahrtindustrie und Filter zur Plasmareinigung von Kraftstoffen verwendet. Dass der Motor nur den dritten Platz belegte, ist ein "Verdienst" eines engen Fokus. Es wird nur bei Sportwagen und Dodge Ram Pickups verbaut. In puncto Effizienz kann er seinen Konkurrenten einen Strich durch die Rechnung machen: Der Verbrauch beträgt nur 8,5 Liter auf 100 Kilometer.

Wer liegt nicht weit hinter den Top 3?

Die Koreaner, die vor 20 Jahren in den Weltautomobilmarkt eingestiegen sind, haben es nicht nur geschafft, einen würdigen Platz einzunehmen, sondern sich auch im Ranking der japanischen Giganten "zu bewegen". Nach einem weiten Weg „vom Wasserkocher bis zum Mining Truck“ wollen sie auch nicht auf ihre Vorteile verzichten, was eine steigende Nachfrage nach Pkw mit Dieselmotor verspricht.

Wie immer handelten asiatische Hersteller sehr schlau: Um die Produktion nicht zu überholen und mit Europäern und Amerikanern in der Kraft der Aggregate zu konkurrieren, gelang es ihnen, einen 1,7-Liter-Motor zu entwickeln, der 110-136 Liter produzieren kann. mit. Beeilen Sie sich nicht, verächtlich die Nase zu rümpfen! Mit solch bescheidenen (im Vergleich zu Produkten anderer Hersteller) Daten hat der Hyundai-Dieselmotor ein so unglaubliches Drehmoment, dass er Benzinaggregaten mit einer Leistung von 150-170 PS in der Dynamik nicht nachsteht. mit.

Es muss gesagt werden, dass das für den europäischen Markt gelieferte Fahrzeug Hyundai i40 mit einer solchen Einheit ausgestattet ist. In Korea haben Dieselmotoren irgendwie keine breite Anwendung gefunden (oder die Welle der "Mode" ist dort noch nicht angekommen) und werden daher immer noch nur in Exportfahrzeugen eingebaut. Vor kurzem erschien die gleiche Einheit auf dem Crossover mit dem ix35-Index, und jetzt ist sie mit so beliebten Autos wie Grandeur und Sonata ausgestattet. Der Kraftstoffverbrauch ist jedoch höher als bei der Konkurrenz, aber die Koreaner versuchen nicht, jemanden zu überraschen. Ihre Aufgabe ist es, zuverlässige „Arbeitspferde“ mit einem durchschnittlichen Kraftstoffverbrauch, in diesem Fall 5,5 Liter auf 100 km, bereitzustellen.

Nachdem der japanische Konzern Toyota genügend Kraft aus Autos „herausgepresst“ und sich auf dem Markt erobert hat, hat er keinen Sinn mehr, jemandem etwas zu beweisen. Das Konzept, auf das sich die Hersteller alle Mühe gegeben haben, ist Ökologie und Ökonomie bei ausreichender Leistung. Und es ist ihnen gelungen. Bei der Entwicklung des Motors für ihren Kleinwagen namens Urban Cruiser dachten sie, dass die Bewohner von Ballungsräumen nicht nur bequem in der Stadt unterwegs sind, sondern auch in ihren Köpfen keinen "Rechner" einschalten würden, der die Kraftstoffkosten berechnet.

Einer der kleinsten Dieselaggregate ist heute ein 1,4-Liter-Motor mit einem Hubraum von nur 90 Litern. mit. Dies ist der fünfte Platz in unserem Ranking. Solche Parameter stören jedoch nicht die Drehmomenterzeugung, was das "Ziehen" des Allradfahrzeugs erleichtert. Der Verbrauch an Dieselkraftstoff liegt je nach Verkehrsart zwischen 4 und 6 Liter pro 100 km.

Welches ist also das zuverlässigste?

Diese Frage ist etwas naiv, da dieser Parameter von vielen Faktoren abhängt, einschließlich des Fahrstils. Wenn Sie sich jedoch für das Beste aus der obigen Liste entscheiden, wird den Amerikanern Cummins mit einem Dodge-Motor die Zuverlässigkeitspriorität eingeräumt.

Und es geht nicht um Leistung oder Kraftstoffverbrauch pro 100 km. Höchstwahrscheinlich spielen die bei der Produktion verwendeten Materialien eine Rolle. Der Zylinderblock besteht aus kohlenstoffreichem Gusseisen, das nicht nur hohem Druck, sondern auch hohen Temperaturbedingungen standhält. Und seine Kolben bestehen aus einer speziellen Aluminiumlegierung, die in Teilen von Raumfahrzeugen verwendet wird. Damit halten sie sowohl dem Dauerbetrieb unter extremen Bedingungen stand, als auch einem starken Lastanstieg beim Wechsel des Drehzahlmodus.

Außerdem ist der Motor mit einem Common-Rail-Einspritzsystem ausgestattet, das trotz einer eher kapriziösen Einstellung zur Qualität des Dieselkraftstoffs nicht nur den Verbrauch erheblich spart, sondern auch einen entscheidenden Beitrag zur Reduzierung der Motorgeräusche leistet. Es sind diese Motoren, die sowohl bei Sportwagen als auch bei Geländefahrzeugen eingesetzt werden. Das heißt, es sind genau solche Exemplare der Automobilindustrie, deren Betrieb unter extremen Bedingungen stattfindet und vom Motor nicht nur unübertroffene Leistung, sondern auch tadellose Zuverlässigkeit erfordert.

Wenn wir über die Bewertung von Autos sprechen, die für russische Straßen geeignet sind, ist es am besten, auf Muster der japanischen Produktion zu achten. Es wird nicht unbedingt Toyota sein (an dessen Motor übrigens kein russischer Autoliebhaber Beschwerden hat).

Für unsere riesigen Weiten reichen Mazda, Honda, Nissan oder der neu belebte Datsun aus. Subaru hat sich im Einsatz sehr gut bewährt.

Tatsache ist, dass europäische Autos mit Dieselmotor sehr empfindlich auf unseren Dieselkraftstoff reagieren, dessen Reinigungsqualität zu wünschen übrig lässt. Wie zahlreiche Bewertungen von Autobesitzern zeigen, sind japanische Autos bei der Verwendung von Dieselkraftstoff weniger anfällig für Störungen, dank zahlreicher Reinigungsgeräte, elektronischer Geräte und eingebauter Vorwärmer, die das Einfrieren von Dieselkraftstoff bei niedrigen Temperaturen verhindern.