Diagrami i pajisjes së motorit me naftë. Motori me naftë: avantazhet dhe disavantazhet

Ai u testua me sukses në të njëjtin vit. Diesel është i përfshirë në mënyrë aktive në shitjen e licencave për motorin e ri. Megjithë efikasitetin e lartë dhe lehtësinë e funksionimit në krahasim me një motor me avull, aplikimi praktik i një motori të tillë ishte i kufizuar: ishte inferior ndaj motorëve me avull të asaj kohe për sa i përket madhësisë dhe peshës.

Motorët e parë me naftë punonin me vajra bimore ose produkte të lehta të naftës. Është interesante se fillimisht ai ofroi pluhurin e qymyrit si lëndë djegëse ideale. Eksperimentet kanë treguar pamundësinë e përdorimit të pluhurit të qymyrit si lëndë djegëse, kryesisht për shkak të vetive të larta gërryese si të vetë pluhurit ashtu edhe të hirit që rezulton nga djegia; Probleme të mëdha kishte edhe me furnizimin me pluhur të cilindrave.

Parimi i funksionimit

Cikli me katër goditje

• Masa e parë. Hyrja... Korrespondon me rrotullimin 0 ° - 180 ° të boshtit të gungës. Përmes një valvule hyrëse të hapur ~ 345-355 °, ajri hyn në cilindër, në 190-210 ° valvula mbyllet. Të paktën deri në 10-15 ° të rrotullimit të boshtit të gungës, valvula e shkarkimit është njëkohësisht e hapur, koha e hapjes së përbashkët të valvulave quhet valvulat e mbivendosura .
• Masa e 2-të. Kompresimi... Korrespondon me rrotullimin 180 ° - 360 ° të boshtit të gungës. Pistoni, duke lëvizur në TDC (qendra e lartë e vdekur), ngjesh ajrin 16 (me shpejtësi të ulët) -25 (me shpejtësi të lartë) herë.
• Masa e 3-të. Goditje pune, zgjatim... Korrespondon me rrotullimin 360 ° - 540 ° të boshtit të gungës. Kur karburanti spërkatet në ajrin e nxehtë, fillon djegia e karburantit, domethënë avullimi i pjesshëm i tij, formimi i radikaleve të lira në shtresat sipërfaqësore të pikave dhe në avuj, në fund, ai ndizet dhe digjet kur hyn nga hunda. produktet e djegies, duke u zgjeruar, lëvizin pistonin poshtë. Injeksioni dhe, në përputhje me rrethanat, ndezja e karburantit ndodh pak më herët se momenti kur pistoni arrin në qendrën e vdekur për shkak të disa inertitetit të procesit të djegies. Dallimi nga koha e ndezjes në motorët me benzinë ​​është se vonesa është e nevojshme vetëm për shkak të pranisë së kohës së fillimit, e cila në secilin motor specifik me naftë është një vlerë konstante dhe nuk mund të ndryshohet gjatë funksionimit. Djegia e karburantit në një motor nafte kërkon një kohë të gjatë, për aq kohë sa zgjat furnizimi i një pjese të karburantit nga injektori. Si rezultat, procesi i punës zhvillohet me një presion relativisht konstant të gazit, për shkak të të cilit motori zhvillon një çift rrotullues të madh. Nga kjo rrjedhin dy përfundime të rëndësishme.
  • 1. Procesi i djegies në një motor nafte zgjat saktësisht aq sa duhet për të injektuar një pjesë të caktuar të karburantit, por jo më shumë se koha e goditjes së punës.
  • 2. Raporti karburant / ajër në cilindrin e naftës mund të ndryshojë ndjeshëm nga raporti stekiometrik, dhe është shumë e rëndësishme të sigurohet një tepricë ajri, pasi flaka e pishtarit zë një pjesë të vogël të vëllimit të dhomës së djegies dhe atmosfera në dhomë duhet të sigurojë përmbajtjen e nevojshme të oksigjenit deri në fund. Nëse kjo nuk ndodh, ka një lëshim masiv të hidrokarbureve të padjegura me blozë - "lokomotiva është" duke dhënë "një ari.).
• Masa e 4-të. Lirimi... Korrespondon me rrotullimin 540 ° - 720 ° të boshtit të gungës. Pistoni shkon lart, përmes valvulës së shkarkimit të hapur në 520-530 °, pistoni i shtyn gazrat e shkarkimit nga cilindri.

Ekzistojnë disa lloje të motorëve me naftë, në varësi të modelit të dhomës së djegies:

• Naftë me dhomë të pandarë: dhoma e djegies bëhet në piston, dhe karburanti injektohet në hapësirën mbi piston. Avantazhi kryesor është konsumi minimal i karburantit. Disavantazhi është rritja e zhurmës ("punë e vështirë"), veçanërisht kur punoni boshe. Aktualisht, po punohet intensivisht për të eliminuar këtë pengesë. Për shembull, në sistemin Common Rail, përdoret një para-injektim (shpesh me shumë faza) për të zvogëluar ngurtësinë e punës.
• Naftë me dhomë të ndarë: karburanti furnizohet në dhomën shtesë. Në shumicën e motorëve me naftë, një dhomë e tillë (quhet vorbull ose paradhoma) lidhet me cilindrin me një kanal të posaçëm, në mënyrë që, kur kompresohet, ajri që hyn në këtë dhomë të rrotullohet intensivisht. Kjo promovon përzierjen e mirë të karburantit të injektuar me ajrin dhe djegien më të plotë të karburantit. Kjo skemë është konsideruar prej kohësh optimale për motorët me naftë të lehtë dhe është përdorur gjerësisht në makinat e pasagjerëve. Megjithatë, për shkak të efikasitetit më të keq, gjatë dy dekadave të fundit, motorë të tillë me naftë janë zëvendësuar në mënyrë aktive nga motorë me një dhomë integrale dhe me sisteme furnizimi me karburant Common Rail.

Cikli me dy goditje

Pastrimi i një motori nafte me dy goditje: në fund - portat e pastrimit, valvula e shkarkimit në krye është e hapur

Përveç ciklit me katër goditje të përshkruar më sipër, një cikël me dy goditje mund të përdoret në një motor nafte.

Gjatë goditjes së punës, pistoni zbret, duke hapur portat e shkarkimit në murin e cilindrit, gazrat e shkarkimit dalin përmes tyre, portat e marrjes hapen njëkohësisht ose disi më vonë, cilindri fryhet me ajër të pastër nga ventilatori - kryhet blowdown , duke kombinuar goditjet e marrjes dhe shkarkimit. Kur pistoni ngrihet, të gjitha dritaret mbyllen. Nga momenti kur mbyllen portat e marrjes, fillon kompresimi. Pothuajse duke arritur TDC, karburanti spërkatet dhe ndizet nga hunda. Zgjerimi ndodh - pistoni zbret dhe hap përsëri të gjitha dritaret, etj.

Pastrimi është një hallkë e dobët e natyrshme në ciklin shtytje-tërheqje. Koha e pastrimit, në krahasim me goditjet e tjera, është e vogël dhe nuk mund të rritet, përndryshe efikasiteti i goditjes së punës do të ulet për shkak të shkurtimit të tij. Në një cikël me katër goditje, gjysma e ciklit ndahet për të njëjtat procese. Është gjithashtu e pamundur të ndash plotësisht shkarkimin nga ngarkesa e ajrit të pastër, kështu që një pjesë e ajrit humbet duke shkuar direkt në tubin e shkarkimit. Nëse ndryshimi i goditjeve sigurohet nga i njëjti piston, lind një problem që lidhet me simetrinë e hapjes dhe mbylljes së dritareve. Për shkëmbim më të mirë të gazit, është më e dobishme të jesh përpara hapjes dhe mbylljes së dritareve të shkarkimit. Pastaj shkarkimi, duke filluar më herët, do të zvogëlojë presionin e gazrave të mbetur në cilindër në fillim të pastrimit. Me dritaret e shkarkimit të mbyllura më parë dhe hyrjen e hapur - ende -, cilindri rimbushet me ajër, dhe nëse ventilatori siguron presion të tepërt, bëhet e mundur presioni.

Dritaret mund të përdoren si për shkarkimin e gazit ashtu edhe për marrjen e ajrit të pastër; fryrja e tillë quhet slot ose fryrje dritare. Nëse gazrat e shkarkimit shkarkohen përmes një valvule në kokën e cilindrit dhe portat përdoren vetëm për të sjellë ajër të pastër, pastrimi quhet i çarë. Ka motorë ku ka dy pistona që lëvizin në mënyrë të kundërt në secilin cilindër; çdo piston kontrollon dritaret e veta - një hyrje, tjetra prizë (sistemi Fairbanks-Morse - Junkers - Koreyvo: motorët me naftë të këtij sistemi të familjes D100 u përdorën në lokomotivat me naftë TE3, TE10, motorët e tankeve 4TPD, 5TD (F) ( T-64), 6TD (T -80UD), 6TD-2 (T-84), në aviacion - në bombarduesit Junkers (Jumo 204, Jumo 205).

Në një motor me dy goditje, goditjet e punës ndodhin dy herë më shpesh sesa në një motor me katër goditje, por për shkak të pranisë së pastrimit, një motor dizel me dy goditje është 1.6-1.7 herë më i fuqishëm se një motor me katër goditje të të njëjtin vëllim.

Aktualisht, motorët me naftë me dy goditje me shpejtësi të ulët përdoren gjerësisht në anijet e mëdha detare me një lëvizje të drejtpërdrejtë (pa ingranazhe) me helikë. Për shkak të dyfishimit të numrit të goditjeve të punës në të njëjtat rrotullime, cikli me dy goditje rezulton të jetë i favorshëm nëse është e pamundur të rritet shpejtësia, përveç kësaj, një motor nafte me dy goditje është teknikisht më i lehtë për t'u kthyer; motorë të tillë me naftë me shpejtësi të ulët kanë një kapacitet deri në 100,000 kf.

Për shkak të faktit se është e vështirë të organizohet fryrja e dhomës së vorbullës (ose paradhomave) në një cikël me dy goditje, motorët me naftë me dy goditje ndërtohen vetëm me dhoma me djegie të pandarë.

Opsionet e projektimit

Motorët me naftë me dy goditje të mesme dhe të rënda karakterizohen nga përdorimi i pistonëve të përbërë, të cilët përdorin një kokë çeliku dhe një skaj të duraluminit. Qëllimi kryesor i këtij ndërlikimi të dizajnit është të zvogëlojë masën totale të pistonit duke ruajtur rezistencën maksimale të mundshme të nxehtësisë së pjesës së poshtme. Shumë shpesh përdoren modele të ftohura me vaj.

Një grup i veçantë përfshin motorë me katër goditje që përmbajnë kryqe në dizajnin e tyre. Në motorët kryq, shufra lidhëse është ngjitur në kryq - një rrëshqitës i lidhur me piston me një shufër (kolla). Kryqëzimi funksionon përgjatë udhëzuesit të vet - kryq, pa ekspozim ndaj temperaturave të ngritura, duke eliminuar plotësisht efektin e forcave anësore në piston. Ky dizajn është tipik për motorët e mëdhenj detarë me goditje të gjatë, shpesh me veprim të dyfishtë, goditja e pistonit në to mund të arrijë 3 metra; Pistonët e trungut të kësaj madhësie do të ishin mbipeshë, bagazhet me një zonë të tillë fërkimi do të reduktonin ndjeshëm efikasitetin mekanik të një motori me naftë.

Motorë të kthyeshëm

Djegia e karburantit të injektuar në cilindrin e naftës ndodh gjatë injektimit. Për shkak të kësaj, një motor nafte jep çift rrotullues të lartë në rrotullime të ulëta, gjë që e bën një makinë me naftë më të përgjegjshme se një makinë me benzinë. Për këtë arsye dhe në funksion të efikasitetit më të lartë, shumica e kamionëve tani janë të pajisur me motorë dizel.... Për shembull, në Rusi në 2007, pothuajse të gjithë kamionët dhe autobusët ishin të pajisur me motorë nafte (kalimi përfundimtar i këtij segmenti të automjeteve nga motorët me benzinë ​​në motorët me naftë ishte planifikuar të përfundonte deri në vitin 2009). Ky është një avantazh edhe në motorët detarë, pasi çift rrotullimi i lartë në rpm të ulët e bën më të lehtë përdorimin e fuqisë së motorit në mënyrë efikase dhe efikasiteti më i lartë teorik (shih ciklin Carnot) rezulton në efikasitet më të lartë të karburantit.

Krahasuar me motorët me benzinë, shkarkimi i motorëve me naftë në përgjithësi përmban më pak monoksid karboni (CO), por tani, për shkak të përdorimit të konvertuesve katalitikë në motorët me benzinë, ky avantazh nuk është aq i dukshëm. Gazrat toksikë kryesorë që janë të pranishëm në shkarkime në sasi të dukshme janë hidrokarburet (HC ose CH), oksidet e azotit (oksidet) (NOx) dhe bloza (ose derivatet e saj) në formën e tymit të zi. Motorët me naftë të kamionëve dhe autobusëve, të cilët shpesh janë të vjetër dhe të parregulluar, ndotin më së shumti atmosferën në Rusi.

Një aspekt tjetër i rëndësishëm i sigurisë është se nafta është e paqëndrueshme (d.m.th. nuk avullohet lehtë) dhe kështu motorët me naftë kanë shumë më pak gjasa të marrin flakë, veçanërisht pasi ata nuk përdorin një sistem ndezës. Së bashku me efikasitetin e tyre të lartë të karburantit, kjo u bë arsyeja e përdorimit të gjerë të motorëve me naftë në tanke, pasi në operacionet e përditshme jo luftarake, rreziku i zjarrit në ndarjen e motorit për shkak të rrjedhjeve të karburantit u zvogëlua. Rreziku më i vogël nga zjarri i një motori me naftë në kushte luftarake është një mit, pasi kur forca të blinduara shpohet, predha ose fragmentet e saj kanë një temperaturë shumë më të lartë se pika e ndezjes së avujve të karburantit dizel dhe janë gjithashtu të afta të ndezin mjaft lehtë atë që rrjedh. karburant. Shpërthimi i një përzierjeje të avullit të karburantit dizel me ajrin në një rezervuar karburanti të shpuar është i krahasueshëm në pasojat e tij me një shpërthim municioni, në veçanti, në tanket T-34, ai çoi në këputje të shtresave të salduara dhe rrëzimin e pjesës së sipërme ballore. të bykut të blinduar. Nga ana tjetër, një motor nafte në ndërtimin e rezervuarëve është inferior ndaj një motori karburatori për sa i përket densitetit të fuqisë, dhe për këtë arsye në disa raste (fuqi e lartë me një vëllim të vogël të ndarjes së motorit) mund të jetë më e dobishme të përdoret një njësi fuqie karburatori ( megjithëse kjo është tipike për njësitë luftarake shumë të lehta).

Sigurisht, ka disavantazhe, ndër të cilat është trokitja karakteristike e një motori me naftë kur ai është në punë. Megjithatë, ato vërehen më së shumti nga pronarët e makinave me motorë nafte dhe janë praktikisht të padukshme për një të huaj.

Disavantazhet e dukshme të motorëve me naftë janë nevoja për të përdorur një startues me fuqi të lartë, turbullira dhe ngurtësim (depilim) i karburantit dizel veror në temperatura të ulëta, kompleksiteti dhe kostoja më e lartë e riparimit të pajisjeve të karburantit, pasi pompat me presion të lartë janë pajisje precize. Gjithashtu, motorët me naftë janë jashtëzakonisht të ndjeshëm ndaj ndotjes së karburantit me grimca mekanike dhe ujë. Riparimi i motorëve me naftë, si rregull, është shumë më i shtrenjtë se riparimi i motorëve me benzinë ​​të një klase të ngjashme. Fuqia litra e motorëve me naftë është gjithashtu, si rregull, inferiore ndaj motorëve me benzinë, megjithëse motorët me naftë kanë një çift rrotullues më të butë dhe më të lartë në zhvendosjen e tyre. Treguesit mjedisorë të motorëve me naftë ishin dukshëm inferiorë ndaj motorëve me benzinë ​​deri vonë. Në motorët klasikë me naftë me injeksion të kontrolluar mekanikisht, është e mundur të instaloni vetëm konvertues të gazit të shkarkimit oksidues që funksionojnë në temperatura të gazit të shkarkimit mbi 300 ° C, të cilët oksidojnë vetëm CO dhe CH në dioksid karboni (CO 2) dhe ujë të padëmshëm për njerëzit. Gjithashtu më herët, këta neutralizues dështuan për shkak të helmimit me përbërje squfuri (sasia e përbërjeve të squfurit në gazrat e shkarkimit varet drejtpërdrejt nga sasia e squfurit në karburantin dizel) dhe depozitimi i grimcave të blozës në sipërfaqen e katalizatorit. Situata filloi të ndryshojë vetëm vitet e fundit në lidhje me futjen e motorëve me naftë të të ashtuquajturit sistem hekurudhor të përbashkët. Në këtë lloj motori me naftë, injektimi i karburantit kryhet nga injektorë të kontrolluar elektronikisht. Impulsi elektrik i kontrollit furnizohet nga njësia e kontrollit elektronik, e cila merr sinjale nga një grup sensorësh. Sensorët monitorojnë parametra të ndryshëm të motorit që ndikojnë në kohëzgjatjen dhe kohën e pulsit të karburantit. Pra, për sa i përket kompleksitetit, një motor modern - dhe ekologjikisht i pastër sa një motor benzine - një motor dizel nuk është në asnjë mënyrë inferior ndaj homologut të tij të benzinës, dhe në një numër parametrash (kompleksiteti) e tejkalon ndjeshëm atë. Kështu, për shembull, nëse presioni i karburantit në injektorët e një motori konvencional me naftë me injeksion mekanik është nga 100 në 400 bar (përafërsisht e barabartë me "atmosferat"), atëherë në sistemet më të reja Common-rail është në rangun nga 1000 deri në 2500 bar, që sjell jo pak probleme. Gjithashtu, sistemi katalitik i motorëve me naftë të transportit modern është shumë më i ndërlikuar sesa motorët me benzinë, pasi katalizatori duhet të "të jetë në gjendje" të punojë në kushte të përbërjes së paqëndrueshme të gazrave të shkarkimit, dhe në disa raste futja e të ashtuquajturave "grimca filtri” (DPF - filtri i grimcave) është i nevojshëm. Një "filtër grimcash" është një strukturë e ngjashme me katalizatorin që instalohet midis kolektorit të shkarkimit të naftës dhe katalizatorit në rrjedhën e shkarkimit. Në filtrin e grimcave zhvillohet një temperaturë e lartë, në të cilën grimcat e blozës mund të oksidohen nga oksigjeni i mbetur në gazrat e shkarkimit. Sidoqoftë, një pjesë e blozës jo gjithmonë oksidohet dhe mbetet në "filtrin e grimcave", prandaj programi i njësisë së kontrollit e kalon periodikisht motorin në modalitetin "pastrimi i filtrit të grimcave" me të ashtuquajturin "pas injektimit", d.m.th. , duke injektuar një sasi shtesë karburanti në cilindra në fund të fazës së djegies në mënyrë që të rritet temperatura e gazrave dhe, në përputhje me rrethanat, të pastrohet filtri duke djegur blozën e grumbulluar. Standardi de fakto në hartimin e motorëve me naftë transporti është bërë prania e një turbocharger, dhe vitet e fundit - dhe një "intercooler" - një pajisje që ftoh ajrin. pas kompresim nga një turbocharger - në mënyrë që të merrni një të madhe masën ajri (oksigjeni) në dhomën e djegies me qarkullim të njëjtë të kolektorëve, dhe Mbushësi bëri të mundur rritjen e karakteristikave specifike të fuqisë së motorëve me naftë masive, pasi lejon që një sasi më e madhe ajri të kalojë nëpër cilindra gjatë ciklit të punës.

Në thelb, ndërtimi i një motori me naftë është i ngjashëm me atë të një motori me benzinë. Sidoqoftë, pjesët e ngjashme në një motor nafte janë më të rënda dhe më rezistente ndaj presioneve të larta të kompresimit që ndodhin në një motor nafte, në veçanti, grimca në sipërfaqen e pasqyrës së cilindrit është më e trashë, por ngurtësia e mureve të bllokut të cilindrit është më e lartë. Sidoqoftë, kokat e pistonit janë të dizajnuara posaçërisht për karakteristikat e djegies së motorëve me naftë dhe pothuajse gjithmonë janë të dizajnuara për raporte më të larta kompresimi. Për më tepër, kokat e pistonit në një motor nafte janë të vendosura sipër (për një naftë automobilistike) rrafshin e sipërm të bllokut të cilindrit. Në disa raste - në naftët më të vjetër - kokat e pistonit përmbajnë një dhomë djegieje ("injeksion direkt").

Aplikacionet

Motorët me naftë përdoren për të drejtuar termocentralet stacionare, në hekurudhë (lokomotiva me naftë, lokomotiva me naftë, trena me naftë, makina hekurudhore) dhe automjete pa binarët (makina, autobusë, kamionë), automjete vetëlëvizëse dhe mekanizma (traktorë, rula asfalti, kruese, etj.) ), si dhe në ndërtimin e anijeve si motorë kryesorë dhe ndihmës.

Mitet e motorëve me naftë

Motori me turbocharged nafte

• Motori me naftë është shumë i ngadaltë.

Motorët modernë me naftë me një sistem turbombushjeje janë shumë më efikas se paraardhësit e tyre, dhe ndonjëherë edhe i tejkalojnë homologët e tyre të aspiruar natyral me benzinë ​​(pa turbocharge) me të njëjtën zhvendosje. Kjo dëshmohet nga prototipi me naftë Audi R10, i cili fitoi garën 24-orëshe në Le Mans, dhe motorët e rinj BMW, të cilët nuk janë inferiorë në fuqi ndaj motorëve me benzinë ​​me aspirim natyral (pa turbocharged) dhe në të njëjtën kohë kanë shumë të mëdha. çift ​​rrotullues.

• Motori me naftë po punon shumë me zë të lartë.

Funksionimi me zë të lartë i motorit tregon funksionimin e gabuar dhe keqfunksionimet e mundshme. Në fakt, disa naftë më të vjetër me injeksion të drejtpërdrejtë kanë një punë vërtet të vështirë. Me ardhjen e sistemeve të karburantit të ruajtjes me presion të lartë ("Common-rail"), motorët me naftë kanë arritur të zvogëlojnë ndjeshëm zhurmën, kryesisht për shkak të ndarjes së një impulsi injektimi në disa (zakonisht - nga 2 në 5 pulse).

• Motori me naftë është shumë më ekonomik.

Efikasiteti kryesor është për shkak të efikasitetit më të lartë të motorit me naftë. Mesatarisht, një motor modern me naftë konsumon deri në 30% më pak karburant. Jeta e shërbimit të një motori me naftë është më e gjatë se një motor benzine dhe mund të arrijë 400-600 mijë kilometra. Pjesët e këmbimit për motorët me naftë janë disi më të shtrenjta, kostoja e riparimeve është gjithashtu më e lartë, veçanërisht për pajisjet e karburantit. Për arsyet e mësipërme, kostot e funksionimit të një motori me naftë janë pak më të ulëta se ato të një motori me benzinë. Kursimet në krahasim me motorët me benzinë ​​rriten në raport me fuqinë, gjë që përcakton popullaritetin e motorëve me naftë në automjetet komerciale dhe automjetet e rënda.

• Një motor nafte nuk mund të konvertohet për të përdorur gaz më të lirë si karburant.

Që në momentet e para të ndërtimit të motorëve me naftë, një numër i madh i tyre janë ndërtuar dhe po ndërtohen, të projektuar për të funksionuar me gaz me përbërje të ndryshme. Në thelb ekzistojnë dy mënyra për të kthyer motorët me naftë në gaz. Metoda e parë është që një përzierje e dobët ajër-gaz furnizohet në cilindra, ngjeshet dhe ndizet me një avion të vogël pilot të karburantit dizel. Një motor që funksionon në këtë mënyrë quhet motor me gaz-naftë. Metoda e dytë konsiston në konvertimin e një motori me naftë me një ulje të raportit të kompresimit, instalimin e një sistemi ndezës dhe, në fakt, ndërtimin e një motori me gaz në bazë të tij në vend të një motori nafte.

Mbajtësit e rekordeve

Motori më i madh/më i fuqishëm me naftë

Konfigurimi - 14 cilindra me radhë

Vëllimi i punës - 25 480 litra

Diametri i cilindrit - 960 mm

Goditje pistoni - 2500 mm

Presioni mesatar efektiv - 1,96 MPa (19,2 kgf / cm²)

Fuqia - 108.920 kf. në 102 rpm. (fuqi për litër 4,3 kf)

Çift rrotullues - 7,571,221 Nm

Konsumi i karburantit - 13 724 litra në orë

Pesha e thatë - 2300 ton

Dimensionet - gjatësia 27 metra, lartësia 13 metra

Motori më i madh me naftë për një kamion

MTU 20V400 projektuar për instalim në një kamion hale minierash BelAZ-7561.

Fuqia - 3807 kf në 1800 rpm. (Konsumi specifik i karburantit me fuqinë nominale 198 g / kW * h)

Çift rrotullues - 15728 Nm

Motori më i madh / më i fuqishëm me naftë i prodhuar në masë për një makinë pasagjerësh të prodhuar në masë

Audi 6.0 V12 TDI i instaluar në Audi Q7 që nga viti 2008.

Konfigurimi - 12 cilindra në formë V, këndi i kamerës 60 gradë.

Vëllimi i punës - 5934 cm³

Diametri i cilindrit - 83 mm

Goditje pistoni - 91.4 mm

Raporti i kompresimit - 16

Fuqia - 500 HP në 3750 rpm. (fuqi për litër - 84,3 kf)

Çift rrotullues - 1000 Nm në rangun prej 1750-3250 rpm.

Funksionimi i një motori me naftë në shekullin e kaluar është shoqëruar me një erë të pakëndshme, gjëmim dhe tym të zi të dendur që del nga oxhaku. Por në dekadën e fundit, teknologjia e naftës është zhvilluar me hapa të mëdhenj.

Motorët janë bërë më të qetë, aroma e gazrave të shkarkimit pothuajse është zhdukur plotësisht dhe dëmi i shkaktuar në mjedis është reduktuar në zero. Megjithatë, parimi i funksionimit nuk ka ndryshuar.

Parimi i funksionimit të motorit me naftë

Dallimi midis një motori me naftë dhe një motori benzine është për faktin se përzierja e karburantit me ajrin nuk ndodh jashtë, por brenda cilindrit.

Përveç kësaj, përzierja ndizet vetë, pa një kandele. Dizajni i motorit përfshin:

1. Cilindri.
2. Valvulat e marrjes dhe shkarkimit.
3. Pistoni.
4. Injektor i karburantit.

Në këtë video do të mësoni se si funksionon një motor nafte. Ne shikojmë dhe marrim një shënim!

Ju mund të përshkruani parimin e funksionimit të motorit duke ekzaminuar veprimet e pistonit, valvulave dhe grykave gjatë çdo goditjeje. Zakonisht janë katër prej tyre.

goditje - marrja e karburantit

Pistoni ka dy pika të vdekura: sipërme (TDC) dhe të poshtme (BDC). Gjatë goditjes së parë, valvula e marrjes hapet dhe valvula e shkarkimit mbyllet. Në cilindër krijohet një vakum. Ajri nxiton nga brenda.

mundi - ngjeshje

Të gjitha valvulat janë të mbyllura. Pistoni lëviz nga BDC në TDC, duke kompresuar ajrin që hyri gjatë goditjes 1 deri në 5 MPa. Temperatura e saj rritet në 700 C.

Cikli - goditje pune (shtrirje)

Pistoni është në TDC. Pompa e karburantit me presion të lartë furnizon me karburant cilindrin përmes një injektori. Me spërkatje, përzihet me ajrin e nxehtë dhe ndizet spontanisht.

Gjatë djegies, temperatura rritet në 1800 C o, dhe presioni në 11 MPa. Pistoni fillon të lëvizë nga TDC në BDC, duke bërë punë të dobishme. Në fund të goditjes së punës, temperatura brenda cilindrit bie në 700-800 C o, dhe presioni bie në 300-500 kPa.

goditje - lëshim gazi

Valvula e hyrjes është e mbyllur, valvula e daljes është e hapur. Pistoni shtyn gazrat e shkarkimit përmes tij. Temperatura brenda bie në 500 C o, dhe presioni në 100 kPa.

Përparësitë e "naftës"

Në këtë video do t'ju tregohet se cilat janë ndryshimet dhe avantazhet e motorëve me naftë nga ato me benzinë.

Motorët që bëjnë punë të dobishme duke djegur karburantin dizel kanë disa përparësi ndaj pajisjeve me benzinë:

1. Reduktuar konsumin e karburantit me një të tretën.
2. Mungesa e sistemit të ndezjes.
3. Burimi motorik u rrit me një herë e gjysmë.
4. Stabiliteti i parametrave të kontrollit.
5. Efikasiteti mesatar është 40%, për motorët me turbocharged është mbi 50%.
6. Çift rrotullues i lartë.
7. Ngopje e ulët e gazrave të shkarkimit me dioksid karboni (më pak dëm për mjedisin).
8. Siguria nga zjarri për faktin se karburanti dizel nuk mund të ndizet spontanisht.

Ndër minuset e "naftës" bie në sy vështirësia e fillimit të ftohtë. Motori gjeneron dridhje të forta dhe zhurmë të madhe. Sidoqoftë, modelet moderne janë të lira nga këto disavantazhe.

Skema e funksionimit të nyjeve individuale

Dizajni i një motori modern me naftë përfshin komponentët e mëposhtëm:

1. Turbocharger (turbocharger, turbine).
2. Intercooler.
3. Djegësi i karburantit.

Le të shqyrtojmë skemat e nyjeve të përbëra.

Turbocharger

Pamje seksionale e një turbocharger

Përvoja ka treguar se karburanti nuk ka kohë të digjet në momentin kur pistoni kalon në qendër të vdekur. Prandaj, nëse e detyroni të digjet plotësisht, fuqia e motorit do të rritet në mënyrë dramatike.

Për ta bërë këtë, u krijua një turbocharger që siguron karburant nën presion të tepërt dhe kontribuon në djegien e tij të plotë. Dizajni i turbocharger përfshin:

• Dy këllëf (njëra për turbinën, tjetra për kompresorin);
• Strehimi i kushinetave me një bosht që lidh rotorin e turbinës dhe rrotën e kompresorit;
• Kushinetat - mbështetje për njësinë;
• Rrjetë mbrojtëse çeliku.

Skema e punës së saj është si më poshtë:

1. Kompresori tërheq ajrin nga atmosfera e jashtme;
2. Rotori i kompresorit, i drejtuar nga rotori i turbinës, e ngjesh atë;
3. Ajri i kompresuar ftohet nga një ndërftohës;
4. Ajri pastrohet nga një filtër dhe futet përmes kolektorit të marrjes së motorit, pas së cilës valvula e shkarkimit mbyllet. Do të hapet pas përfundimit të lëvizjes së punës;
5. Gazrat e shkarkimit që hyjnë përmes kolektorit të shkarkimit, kur kalojnë nëpër kanalin e ngushtimit të strehimit të turbinës, rrisin shpejtësinë dhe ndikojnë në rotor;
6. Shpejtësia e rrotullimit të turbinës rritet në rreth 1500 r / s, si rezultat i së cilës rotori i kompresorit është vendosur në rrotullim (ato janë të lidhur me një bosht);
7. Cikli përsëritet.

Ndërsa ajri ftohet, densiteti i tij rritet. Prandaj, më shumë prej tij futet në cilindrin e motorit. Një sasi e madhe ajri kontribuon në djegien e plotë të karburantit, gjë që rrit fuqinë e motorit me naftë. Në të njëjtën kohë, ndikimi negativ në mjedis zvogëlohet.

Lloji i ftohësit të motorit me naftë

Intercooler

Kur ajri është i ngjeshur, jo vetëm rritet densiteti i tij, por edhe temperatura. Nga njëra anë, marrja e një sasie të madhe të oksigjenit në cilindër ka një efekt pozitiv në djegien e karburantit. Nga ana tjetër, hyrja e ajrit të nxehtë kontribuon në shkatërrimin e shpejtë të strukturës.

Prandaj, nevojitet një pajisje që ul temperaturën e ajrit të kompresuar. Ky është intercooler. Parimi i funksionimit të ndërftohësit është ftohja e substancës së nxehtë me shkëmbim të ftohtë të nxehtësisë midis tyre.

Është e mundur të përdoren dy lloje të ftohësit:

• ajër-ajër... Radiatori i pajisjes transferon nxehtësinë e ajrit të nxehtë në atmosferë. Dizajni është jashtëzakonisht i thjeshtë, prandaj është i përhapur;
• Ajër-ujë... Së pari, gazrat e shkarkimit hyjnë në kompresor, më pas kalojnë përmes radiatorit të intercooler, i cili lahet me ujë. Pajisjet janë shumë efikase dhe kompakte. Por përveç kësaj, kërkohet një radiator për ujin ftohës dhe një pompë për qarkullimin e tij, një njësi kontrolli.

Nuk ka rëndësi se cilës lloj pajisjeje i përket intercooler.

Rezultati i punës është i pandryshuar: temperatura e ajrit të ngjeshur nga kompresori zvogëlohet nga radiatori.

Vetë intercooler mund të quhet një radiator ftohës, i përbërë nga tuba të bërë nga materiale me një koeficient të lartë të përçueshmërisë termike.

Grykë

Dizajni i një motori me naftë parashikon praninë e një ose më shumë injektorëve. Këto pjesë janë të dizajnuara për matjen dhe spërkatjen e karburantit.

Diagrami i funksionimit të një injektori të motorit me naftë

Me ndihmën e tyre, dhoma e djegies mbyllet. Injektorët modernë drejtohen nga një kamerë me bosht me gunga përmes një rubineti. Karburanti furnizohet dhe kullohet përmes kanaleve të vendosura në kokën e bllokut.

Dozimi i tij sigurohet nga një njësi kontrolli që dërgon sinjale në valvulat e mbylljes me veti elektromagnetike. Injektorët funksionojnë në një mënyrë impulse. Kjo do të thotë që karburanti është injektuar paraprakisht përpara injektimit kryesor.

Në të njëjtën kohë, funksionimi i motorit me naftë bëhet më i butë, dhe niveli i emetimeve toksike në atmosferë zvogëlohet.

Kështu, një motor nafte është një grup njësish të ndërlidhura.

Turbongarkuesi furnizon ajrin e kompresuar, të ftohur nga ndërftohësi, në dhomën e djegies. Furnizohet me karburant përmes një gryke. Nëse të paktën një nga njësitë dështon, motori nuk mund të funksionojë.

Pak më ndryshe nga homologët e benzinës. Dallimi kryesor mund të konsiderohet ndezja e përzierjes së karburantit-ajrit, e cila nuk ndodh nga një burim i jashtëm (shkëndija e ndezjes), por nga ngjeshja dhe ngrohja e fortë.

Me fjalë të tjera, karburanti ndizet spontanisht në një motor nafte. Në këtë rast, karburanti duhet të furnizohet nën presion jashtëzakonisht të lartë, pasi është e nevojshme të spërkatni karburantin në cilindrat e motorit me naftë sa më efikase të jetë e mundur. Në këtë artikull, ne do të flasim se cilat sisteme injeksioni për motorët me naftë përdoren në mënyrë aktive sot, dhe gjithashtu do të shqyrtojmë modelin dhe parimin e funksionimit të tyre.

Lexoni në këtë artikull

Si funksionon sistemi i karburantit të një motori me naftë

Siç u përmend më lart, një motor nafte vetë-ndez një përzierje pune të karburantit dhe ajrit. Në këtë rast, fillimisht vetëm ajri furnizohet në cilindër, pastaj ky ajër është i ngjeshur fort dhe nxehet nga kompresimi. Që të ndodhë një zjarr, ushqeni drejt fundit të goditjes së kompresimit.

Duke pasur parasysh se ajri është shumë i ngjeshur, karburanti duhet gjithashtu të injektohet në presion të lartë dhe të atomizohet në mënyrë efikase. Në motorë të ndryshëm me naftë, presioni i injektimit mund të ndryshojë, duke filluar nga një mesatare prej 100 atmosferash dhe duke përfunduar me një tregues mbresëlënës prej më shumë se 2 mijë atmosferash.

Për furnizimin më efikas të karburantit dhe kushte optimale për vetëndezjen e ngarkesës me djegie të plotë të mëvonshme të përzierjes, injektimi i karburantit kryhet përmes një injektori nafte.

Rezulton, pa marrë parasysh se çfarë lloji i sistemit të energjisë përdoret, ekzistojnë gjithmonë dy elementë kryesorë në motorët me naftë:

• pajisje për krijimin e presionit të lartë të karburantit;

Me fjalë të tjera, në shumë motorë me naftë, presioni krijohet (nga një pompë karburanti me presion të lartë), dhe karburanti dizel furnizohet në cilindra përmes injektorëve. Sa i përket ndryshimeve, në sisteme të ndryshme të furnizimit me karburant, pompa mund të ketë një ose një model tjetër, dhe vetë injektorët me naftë ndryshojnë gjithashtu në dizajnin e tyre.

Gjithashtu, sistemet e energjisë mund të ndryshojnë në vendndodhjen e disa elementeve përbërës, të kenë skema të ndryshme kontrolli, etj. Le të hedhim një vështrim më të afërt në sistemet e injektimit të motorëve me naftë.

Sistemet e fuqisë së motorëve me naftë: një përmbledhje

Nëse ndajmë sistemet e fuqisë së motorëve me naftë, të cilët janë më të përhapurit, mund të dallohen zgjidhjet e mëposhtme:

• Sistemi i energjisë, i cili bazohet në pompën e injektimit në linjë (pompë injeksioni në linjë);
• Sistemi i furnizimit me karburant, i cili ka një pompë injektimi të llojit të shpërndarjes;
• Zgjidhje me njësi injektorësh;
• Injeksion i karburantit të zakonshëm (akumulator me presion të lartë në hekurudhën e përbashkët).

Këto sisteme kanë gjithashtu një numër të madh nënspeciesh, dhe në secilin rast një ose një lloj tjetër është ai kryesor.

• Pra, le të fillojmë me skemën më të thjeshtë, e cila supozon praninë e një pompë karburanti në linjë. Pompa e injektimit në linjë është një zgjidhje e njohur dhe e provuar që është përdorur në motorët me naftë për më shumë se një duzinë vjet. Një pompë e tillë përdoret në mënyrë aktive në pajisje speciale, kamionë, autobusë, etj. Krahasuar me sistemet e tjera, pompa është mjaft e madhe në madhësi dhe peshë.

Me pak fjalë, pompat e injektimit në linjë bazohen në. Numri i tyre është i barabartë me numrin e cilindrave të motorit. Çifti i pistës është një cilindër që lëviz në një "xham" (mëngë). Kur lëvizni lart, karburanti është i ngjeshur. Pastaj, kur presioni arrin vlerën e kërkuar, hapet një valvul i veçantë.

Si rezultat, karburanti i para-ngjeshur hyn në injektor dhe më pas injektohet. Pasi pistoni fillon të lëvizë përsëri poshtë, hapet porta e hyrjes së karburantit. Nëpërmjet kanalit, karburanti mbush hapësirën mbi piston, pastaj cikli përsëritet. Në mënyrë që karburanti dizel të futet në çiftet e kutisë, ekziston gjithashtu një pompë e veçantë përforcuese në sistem.

Vetë kumbullat funksionojnë për shkak të faktit se ka një bosht me gunga në pajisjen e pompës. Ky bosht funksionon në mënyrë të ngjashme aty ku kamerat "shtyjnë" valvulën. Vetë boshti i pompës drejtohet nga motori, pasi pompa e injektimit është e lidhur me motorin me anë të një tufë të avancimit të injektimit. Tufa e specifikuar ju lejon të rregulloni funksionimin dhe rregulloni pompën e injektimit gjatë funksionimit të motorit.

• Sistemi i furnizimit me energji elektrike me një pompë shpërndarjeje nuk ndryshon shumë nga skema me një pompë injeksioni në linjë. Dizajni i pompës së injektimit të shpërndarjes është i ngjashëm me atë të linjës, ndërsa numri i çifteve të pistës është zvogëluar në të.

Me fjalë të tjera, nëse në një pompë të linjës nevojiten çifte për secilin cilindër, atëherë në një pompë shpërndarëse mjaftojnë 1 ose 2 çifte pistoni. Fakti është se një palë në këtë rast është e mjaftueshme për të furnizuar karburant në 2, 3 apo edhe 6 cilindra.

Kjo u bë e mundur për shkak të faktit se kumarxhi ishte në gjendje jo vetëm të lëvizte lart (ngjeshje) dhe poshtë (hyrje), por edhe të rrotullohej rreth boshtit. Ky rrotullim bëri të mundur realizimin e hapjes alternative të hapjeve të daljes përmes të cilave karburanti dizel furnizohet nën presion të lartë tek injektorët.

Zhvillimi i mëtejshëm i kësaj skeme çoi në shfaqjen e një pompë injeksioni rrotullues më moderne. Në një pompë të tillë, përdoret një rotor, në të cilin janë instaluar kunjat. Këto zhytës lëvizin drejt njëri-tjetrit dhe rotori rrotullohet. Kjo është mënyra se si karburanti dizel kompresohet dhe shpërndahet në cilindrat e motorit.

Avantazhi kryesor i pompës së shpërndarjes dhe varianteve të saj është pesha dhe kompaktësia e reduktuar. Në të njëjtën kohë, është më e vështirë të konfigurosh këtë pajisje. Për këtë arsye, përdoren gjithashtu qarqet elektronike të kontrollit dhe rregullimit.

• Sistemi i energjisë i tipit "pompë-injektor" është një qark ku fillimisht mungon një pompë e veçantë e karburantit me presion të lartë. Më konkretisht, pjesa e hundës dhe e pompës u kombinuan në një strehim. Ai bazohet në çiftin tashmë të njohur të pistës.

Zgjidhja ka një sërë avantazhesh ndaj sistemeve që përdorin një pompë karburanti me presion të lartë. Para së gjithash, furnizimi me karburant në cilindra individualë mund të rregullohet lehtësisht. Gjithashtu, nëse një injektor dështon, pjesa tjetër do të funksionojë.

Gjithashtu, përdorimi i injektorëve të njësisë ju lejon të heqni qafe një makinë të veçantë për pompën e injektimit. Pistarët në injektorin e njësisë drejtohen nga boshti me gunga e kohës, i cili është i instaluar në. Këto karakteristika lejuan që motorët me naftë me grykë pompe të përdoren gjerësisht jo vetëm në kamionë, por edhe në makina të mëdha pasagjerësh (për shembull, SUV me naftë).

• Sistemi Common Rail është një nga zgjidhjet më të avancuara të injektimit të karburantit. Gjithashtu, kjo skemë e fuqisë ju lejon të arrini efikasitet maksimal në të njëjtën kohë si të lartë. Në të njëjtën kohë, toksiciteti i gazrave të shkarkimit gjithashtu zvogëlohet.

Sistemi u zhvillua nga kompania gjermane Bosch në vitet '90. Duke marrë parasysh avantazhet e dukshme në një kohë të shkurtër, shumica dërrmuese e motorëve me djegie të brendshme me naftë në makinat e pasagjerëve dhe kamionët filluan të pajisen ekskluzivisht me Common Rail.

Dizajni i përgjithshëm i pajisjes bazohet në një të ashtuquajtur akumulator me presion të lartë. Për ta thënë thjesht, karburanti është nën presion të vazhdueshëm, pas së cilës furnizohet në grykë. Sa i përket akumulatorit të presionit, ky akumulator është në fakt një linjë karburanti, ku karburanti pompohet duke përdorur një pompë të veçantë injektimi.

Sistemi Common Rail i ngjan pjesërisht një motori me injeksion benzine, i cili ka një hekurudhë karburanti me injektorë. Benzina pompohet në hekurudhë (shinë karburanti) nën presion të ulët nga pompa e karburantit nga rezervuari. Në një motor nafte, presioni është shumë më i lartë, karburanti pompohet nga pompa e karburantit me presion të lartë.

Për faktin se presioni në akumulator është konstant, u bë i mundur realizimi i injektimit të karburantit të shpejtë dhe "me shumë shtresa" përmes injektorëve. Sistemet moderne në motorët Common Rail lejojnë injektorët të bëjnë deri në 9 injeksione me matje.

Si rezultat, një motor nafte me një sistem të tillë energjie është ekonomik, efikas, funksionon butësisht, në heshtje dhe fleksibël. Gjithashtu, përdorimi i një akumulatori presioni bëri të mundur që dizajni i pompës së injektimit në motorët me naftë të bëhet më i thjeshtë.

Shtojmë se injeksioni me precizion të lartë në motorët Common Rail është plotësisht elektronik, pasi një njësi e veçantë kontrolli monitoron funksionimin e sistemit. Sistemi përdor një grup sensorësh që lejojnë kontrolluesin të përcaktojë me saktësi se sa karburant dizel duhet të furnizohet në cilindra dhe në cilin moment.

Le të përmbledhim

Siç mund ta shihni, secili nga sistemet e konsideruara të fuqisë së motorit me naftë ka avantazhet dhe disavantazhet e veta. Nëse flasim për zgjidhjet më të thjeshta me pompën e injektimit në linjë, përparësia e tyre kryesore mund të konsiderohet mundësia e riparimit dhe disponueshmëria e shërbimit.

Në qarqet me injektorë njësi, duhet të mbahet mend se këta elementë janë të ndjeshëm ndaj cilësisë së karburantit dhe pastërtisë së tij. Hyrja edhe e grimcave më të vogla mund të dëmtojë injektorin e njësisë, si rezultat i të cilit një element i shtrenjtë do të duhet të zëvendësohet.

Në lidhje me sistemet Common Rail, disavantazhi kryesor nuk është vetëm kostoja e lartë fillestare e zgjidhjeve të tilla, por edhe kompleksiteti dhe kostoja e lartë e riparimit dhe mirëmbajtjes pasuese. Për këtë arsye, cilësia e karburantit dhe gjendja e filtrave të karburantit duhet të monitorohet vazhdimisht, si dhe mirëmbajtja e planifikuar duhet të kryhet në kohën e duhur.

Lexoni gjithashtu

Llojet e injektorëve me naftë në sisteme të ndryshme të furnizimit me karburant me presion të lartë. Parimi i funksionimit, metodat e kontrollit të injektorit, tiparet e projektimit.

Teknologjia e naftës ka evoluar me shpejtësi gjatë dhjetë viteve të fundit. Shumica e makinave moderne që prodhohen në Evropë prodhohen me motorë dizel. Sigurisht, parimi i funksionimit të kësaj pajisjeje nuk ka ndryshuar. Sidoqoftë, një motor modern me naftë punon shumë më i qetë. Është bërë më miqësore me mjedisin. Në të kaluarën e largët, gjatë funksionimit të pajisjes kishte zhurmë të forta, tym të zi të dendur dhe një erë të pakëndshme. Pra, cili është parimi i punës së një motori me naftë?

Si funksionon një motor nafte?

Parimi i funksionimit të një motori me naftë është si më poshtë: në cilindër

ajri i pastër thithet kur pistoni lëviz poshtë. Dhe kur e lëvizni valvulën lart, ajo nxehet. Duhet të theksohet se temperatura gjatë funksionimit të një motori me naftë mund të jetë nga 700 në 900 °. Kjo arrihet me kompresim të fortë. Kur pistoni lëviz në qendrën e vdekur, karburanti dizel injektohet në dhomën e djegies me një presion mjaft të lartë. Në kontakt me ajrin e nxehtë, karburanti ndizet. Si rezultat, presioni në cilindër rritet ndërsa karburanti vetëndezues zgjerohet. Kjo është ajo që shkakton shumë zhurmë gjatë funksionimit të njësisë.

Avantazhet dhe disavantazhet

Ky parim i funksionimit të një motori me naftë lejon përdorimin e një përzierjeje të dobët. Karburanti për pajisje të tilla është relativisht i lirë. Kjo i bën motorët me naftë jo modest dhe ekonomikë. Vlen të përmendet se, ndryshe nga njësitë e benzinës, njësi të tilla kanë një çift rrotullues të madh, dhe efikasiteti është 10% më i lartë. Nga të këqijat

një motor nafte duhet të përfshijë një nivel të rritur zhurme, dridhje, fuqi të ulët për njësi vëllimi, kompleksitetin e fillimit të ftohtë. Modelet më moderne janë praktikisht të lira nga disavantazhe të tilla.

Pajisja dhe veçoritë e disa nyjeve

Duke pasur parasysh parimin e funksionimit të një motori me naftë, pjesët për njësi të tilla janë përmirësuar ndjeshëm, pasi ato duhet të përballojnë ngarkesa të larta. Ndër pjesët kryesore të njësisë është pistoni. Forma e pjesës së poshtme të saj varet nga lloji i dhomës së djegies që mund të ndërtohet në fund të valvulës. Në një pistoni për një motor nafte, koka e cilindrit zakonisht zgjat nga maja e bllokut të cilindrit. Nuk ka asnjë sistem të njohur ndezjeje në njësitë e këtij lloji. Edhe pse përdorin edhe qirinj.

Turbinë

Fuqia që mund të zhvillojë një motor varet nga sasia e karburantit dhe ajrit që furnizohet me të. Për të rritur aftësitë e njësisë, është e nevojshme të rritet përmbajtja e përbërësve të listuar. Që më shumë karburant të hyjë në dhomën e djegies, niveli i ajrit duhet të rritet.

bie në cilindër. Për këtë, përdoren pajisje shtesë. Parimi i funksionimit të një turbine me naftë është mjaft i thjeshtë. Pjesa lejon që të injektohet më shumë ajër. Kjo rrit vëllimin e karburantit të djegur, gjë që rrit ndjeshëm sasinë e energjisë së çliruar.

Dhomat e djegies

Disa lloje të dhomave të djegies mund të përdoren në motorët me naftë: të ndarë dhe jo të ndarë. Lloji i parë u përdor në inxhinierinë e dritës, por kohët e fundit ai u zëvendësua nga një më i thjeshtë. Në të vërtetë, kur përdorni ndarje të ndara, karburanti u injektua në dhomën e djegies, e cila ndodhej në kokën e cilindrit, dhe jo në zgavrën e pistonit. Detaje të ngjashme kryheshin gjithashtu në mënyra të ndryshme dhe vareshin nga proceset e formimit të përzierjes: dhoma e vorbullës ose paradhoma.

Në rastin e fundit, karburanti injektohet në ndarjen paraprake, e cila

komunikohet nga valvola të vogla ose vrima me cilindër. Në këtë rast, karburanti përzihet me ajrin, duke goditur muret. Karburanti që ndizet vetë hyn në dhomën kryesore, ku tashmë digjet plotësisht. Sa i përket procesit të djegies së dhomës së vorbullës, ai, si në rastin e parë, fillon në një ndarje të veçantë, e cila është një sferë e zbrazët. Gjatë goditjes së kompresimit, ajri hyn në dhomë përmes kanaleve lidhëse. Ai rrotullohet në të dhe formon një vorbull. Si rezultat, përzierja e djegshme e injektuar në ndarje përzihet mirë me ajrin. Kjo strukturë e dhomave të djegies ka disa disavantazhe. Së pari, konsumohet më shumë karburant, pasi ka humbje të mëdha për shkak të vëllimit të ndarjeve. Së dyti, ka humbje të konsiderueshme kur ajri rrjedh në dhomën shtesë nga cilindri, si dhe në procesin e kundërt: lëvizjen e karburantit në cilindër. Vlen të përmendet se një parim i ngjashëm i funksionimit të një motori me naftë përdoret rrallë, pasi karakteristikat e fillimit të njësisë përkeqësohen.

Dhomat e djegies së pandarë

Në një motor me injeksion të drejtpërdrejtë, dhoma e djegies ka formën e një zgavër. Një dhomë e tillë djegieje është ndërtuar direkt në fund

pistoni. Në këtë rast, karburanti injektohet direkt në cilindër. Megjithë thjeshtësinë e dizajnit, një sistem i tillë ka edhe disavantazhe. Motorët me naftë të këtij lloji janë pothuajse të pamundur për t'u përdorur nëse makina ka një zhvendosje të vogël. Kur shpejtoni në një automjet të tillë, vërehet një rritje e nivelit të zhurmës, si dhe një rritje e dridhjeve.

Zhvillime të reja

Sot, më shpesh përdoren sisteme elektronike që kontrollojnë sasinë e karburantit që hyn në dhomën e djegies. Kjo bëri të mundur uljen e nivelit të zhurmës si dhe dridhjeve të njësisë gjatë funksionimit. Sot, po zhvillohen motorë krejtësisht të rinj me naftë, në hartimin e të cilëve përdoret injeksion i drejtpërdrejtë i një përzierjeje të djegshme.

Historia e motorit me naftë fillon pothuajse me shpikjen e motorit me benzinë. Nikolaus August Otto shpiku dhe patentoi motorin me benzinë ​​në 1876, i cili përdorte parimin e djegies me katër goditje, i njohur gjithashtu në perëndim si " Cikli Otto"Dhe ky është një parakusht themelor për shumicën e motorëve të makinave sot. Megjithatë, në ditët e para, motori me benzinë ​​ishte jashtëzakonisht joefikas në funksionimin e tij, kështu që në ato ditë motori me avull përdorej gjerësisht për të transportuar gjithçka që duhej të transportohej. gjëja për të dy motorët ishte se ata përdorën me efikasitet vetëm rreth 10 përqind të karburantit që shkonte në këta lloj motorësh, pjesa tjetër thjesht shndërrohej në nxehtësi të padobishme dhe benzina dilte me shkarkimin e padjegur.

Motorri me naftë Porsche Cayenne S viti i modelit 2013

Tashmë 2 vjet më vonë - në 1878 - Rudolf Diesel, ndërsa vizitonte një shkollë të mesme politeknike në Gjermani (ekuivalenti i një universiteti inxhinierik në Rusi), mësoi për efikasitetin e ulët të motorëve me benzinë ​​dhe avull. Ky informacion shqetësues e frymëzoi atë të krijonte një motor që mund të funksiononte me efikasitet më të lartë dhe ai ia kushtoi pjesën më të madhe të kohës zhvillimit të një teknologjie të tillë që do të na lejonte të përdorim burimet natyrore të planetit tonë në mënyrë shumë më efikase. Dhe së fundi, vetëm në vitin 1892 Diesel mori një patentë për atë që ne sot e quajmë motor dizel.

Rudolph Diesel dhe motori me naftë i shpikur prej tij

Por nëse motorët me naftë punojnë me kaq efikasitet, pse të mos i përdorim më shpesh? Pse të mos i përdorim ato në fund? Ju mund të shihni fjalët "naftë", "naftë" dhe të mendoni për kamionë të mëdhenj që nxjerrin tym të zi dhe të tymosur nga gypi i gjatë i fundit kur motorët janë në punë dhe bëjnë një zhurmë mjaft të madhe bubullimash. Ky imazh negativ i kamionëve me naftë e bëri dizelin më pak tërheqës për shoferët e zakonshëm në vendin tonë, megjithëse dizeli është i shkëlqyeshëm për transportimin e sasive të mëdha në distanca të gjata, pothuajse kurrë nuk ka qenë zgjidhja më e mirë për makinat e pasagjerëve. Sidoqoftë, sot situata ka filluar të ndryshojë, madje edhe versionet e ngarkuara të makinave të pasagjerëve dhe herë pas here edhe makinat sportive janë të pajisura me motorë nafte, pasi teknologjitë moderne kanë përmirësuar ndjeshëm motorin me naftë, duke e bërë atë shumë më të pastër (më miqësor me mjedisin) dhe më pak të zhurmshëm. .

Dhe ky është një motor nafte i një anijeje të madhe me një kapacitet prej rreth 10,000 kuaj fuqi

Për të shpjeguar se si funksionon një motor me naftë, ne do të mbështetemi në atë që ju tashmë e dini se si funksionon një motor me katër kohë me benzinë. Prandaj, nëse nuk e keni bërë tashmë këtë, ndoshta do të jetë më mirë të lexoni fillimisht për të fituar disa njohuri dhe bazat mbi bazat e motorit me djegie të brendshme.

Naftë kundër benzinës

Në teori, motorët me naftë dhe benzinë ​​janë shumë të ngjashëm. Ata janë të dy motorë me djegie të brendshme të krijuar për të kthyer energjinë kimike të karburantit në energji mekanike të disponueshme për lëvizjen e mëtejshme të makinës. Kjo energji mekanike fitohet duke lëvizur pistonët lart e poshtë brenda cilindrave. Pistonët janë të lidhur me boshtin e gungës përmes shufrave lidhëse, dhe vetë boshti me gunga ka një formë zigzag - rezulton se lëvizja lineare e pistonëve krijon lëvizjen rrotulluese të boshtit të nevojshëm për të rrotulluar rrotat e makinës dhe për ta vendosur atë (auto ) në lëvizje.

Duke vepruar kështu, si motorët me naftë ashtu edhe ato me benzinë ​​e shndërrojnë karburantin në energji mekanike përmes një sërë shpërthimesh të vogla që i shtyjnë pistonët jashtë, duke shkaktuar lëvizjen e tyre. Dallimi kryesor midis një motori me naftë dhe një motori me benzinë ​​është ajo që provokon këto shpërthime. Në një motor benzine, karburanti përzihet me ajrin, ngjeshet nga pistonët dhe ndizet nga shkëndija që vjen nga kandelat. Sidoqoftë, në një motor nafte, ajri fillimisht kompresohet nga pistoni dhe vetëm atëherë karburanti injektohet. Ndërsa ajri nxehet kur ngjeshet, karburanti ndizet.

Si funksionon një motor nafte?

Animacioni më poshtë tregon se si funksionon motori me naftë, në veprim - gjithashtu 4 cikle pune. Mund ta krahasoni me një animacion me motor benzine dhe të shihni ndryshimet.

Motori me naftë përdor një cikël djegieje me katër goditje:

1. Goditja e marrjes- kur valvula e marrjes hapet, duke lënë ajër. Në këtë kohë, pistoni lëviz poshtë, duke thithur ajër.
2. Cikli i kompresimit- pistoni lëviz lart dhe ngjesh ajrin, i cili nuk ka ku të shkojë, pasi valvula e marrjes është mbyllur.
3. Goditja e ndezjes- Kur pistoni arrin majën (qendra e sipërme e vdekur, TDC), karburanti injektohet në kohën e duhur dhe ndizet, duke e shtyrë pistonin me forcë poshtë.
4. Goditje e gazit të shkarkimit- pistoni lëviz përsëri lart, duke shtyrë gazrat e shkarkimit të krijuar nga djegia e përzierjes karburant-ajër nga valvula e shkarkimit.

Këtu janë të 4 ciklet e motorëve me naftë, por edhe më të thjeshta:

Duhet mbajtur mend se një motor nafte, ndryshe nga një motor benzine, nuk ka priza, dhe gjithashtu fut ajrin në cilindra së pari, dhe më pas karburantin dizel (përzierja karburant-ajër është furnizuar tashmë në cilindrat e një motori benzine) . Është nxehtësia e ajrit të kompresuar që ndez karburantin në një motor nafte.

Një pikë interesante: gjatë funksionimit të saj, përzierja e karburantit-ajrit në një motor nafte kompresohet shumë më tepër sesa në një motor benzine - nëse një motor benzine ngjesh karburantin dhe ajrin në një raport 8: 1 me 12: 1, një motor nafte kompreson ajrin në një raport prej 14: 1 deri në më shumë se 25: 1.

Injektor (ët) në naftë

Një ndryshim i madh midis një motori me naftë dhe një motori me benzinë ​​është procesi i injektimit të karburantit. Shumica e motorëve të makinave përdorin një injektor për këtë (ose, në raste të rralla tashmë sot, një karburator). Injektori injekton karburantin pak përpara goditjes së marrjes (jashtë cilindrit). Karburatori përzien ajrin dhe karburantin shumë kohë përpara se ajri të hyjë në cilindër. Prandaj, në një motor makine, i gjithë karburanti ngarkohet në cilindër gjatë goditjes së marrjes dhe më pas kompresohet nga pistoni. Kompresimi i përzierjes ajër-karburant kufizon raportin e kompresimit të motorit - nëse ngjeshni shumë ajër, përzierja karburant-ajër do të ndizet spontanisht dhe do të shkatërrojë motorin, pasi goditja e ndezjes fillon përpara se pistoni të arrijë pikën e sipërme.

Përdorimi i motorëve me naftë injeksion i drejtpërdrejtë i karburantit- Karburanti dizel injektohet direkt në cilindër pasi ajri të ketë hyrë në cilindër. Injektor ose, më saktë, injektorët e karburantit në një motor nafte, ai është komponenti më kompleks dhe, duhet theksuar, subjekt i një sasie të madhe eksperimentesh - në secilin motor të veçantë, injektori mund të vendoset në vende shumë të ndryshme dhe ndonjëherë të papritura. Injektori duhet të jetë në gjendje të përballojë temperaturën dhe presionin që krijohet brenda cilindrit dhe gjithashtu duhet të jetë në gjendje të japë karburant në formën e një mjegull të imët. Përhapja e kësaj mjegull në mënyrë të barabartë në të gjithë cilindrin është një problem i madh, prandaj një numër motorësh me naftë përdorin valvola speciale të induksionit, dhoma para djegies ose pajisje të tjera për të krijuar rrotullim ajri në dhomën e djegies ose për të përmirësuar procesin e ndezjes dhe djegies.

Funksionimi i injektorit të karburantit

Disa motorë me naftë përmbajnë një kandele. Kur motori me naftë është i ftohtë, procesi i kompresimit mund të mos e ngrejë ajrin e kompresuar në një temperaturë mjaft të lartë për të ndezur karburantin. E veçanta Fishë shkëlqimi në një motor nafte, është në thelb një tel për ngrohjen elektrike (imagjinoni telat e nxehtë që keni parë në një thotë dolli) që ngroh dhomën e djegies dhe në këtë mënyrë rrit temperaturën e ajrit kur motori është i ftohtë në mënyrë që motori të mund të fillojë.

Të gjitha funksionet në një motor modern me naftë kontrollohen nga një kompjuter dhe një grup i sofistikuar sensorësh që matin pothuajse gjithçka, nga shpejtësia e boshtit të gungës deri te sistemi i ftohjes së motorit dhe temperatura e vajit dhe madje edhe pozicioni i motorit në lidhje me horizontin. Prizat e ndriçimit përdoren rrallë sot në motorë më të fuqishëm. Në vend të kësaj, përdoren teknologji të tjera, më e zakonshme prej të cilave është kompresimi më i fortë i ajrit (për më shumë nxehtësi) dhe më vonë injektimi i karburantit.

Megjithatë, në një numër motorësh me naftë, nuk është e mundur të zgjidhet problemi i fillimit të motit të ftohtë në mënyrën e mësipërme. Përveç kësaj, ka motorë që nuk kanë një teknologji kaq të avancuar të kontrollit kompjuterik. Prandaj, përdorimi i prizave të ndezjes për dy rastet e mësipërme zgjidh problemin e fillimit të ftohtë.

Nafte

Çdo lëndë djegëse e ka origjinën nga nafta bruto, e cila nxirret natyrshëm nga toka. Nafta e papërpunuar më pas përpunohet në rafineri dhe mund të ndahet në disa lëndë djegëse të ndryshme, duke përfshirë benzinën, karburantin e avionëve, vajgurin dhe, natyrisht, karburantin dizel (karburant dizel).

Nëse keni provuar ndonjëherë të krahasoni naftën dhe benzinën, atëherë e dini se ato janë shumë të ndryshme. Edhe aroma e tyre është shumë e ndryshme. Karburanti dizel është më i rëndë dhe më i trashë. Ai avullon shumë më ngadalë se benzina, dhe pika e tij e vlimit është në fakt më e lartë se pika e vlimit të ujit. Ndoshta keni dëgjuar shpesh se karburanti dizel quhet "karburant dizel" - kjo për shkak se është shumë i yndyrshëm (ekziston një substancë e tillë - naftë, dhe shpesh krahasohej me karburantin dizel në të kaluarën).

Karburanti dizel avullon më ngadalë sepse është më i rëndë. Ai përmban më shumë atome karboni në zinxhirë të gjatë sesa benzina (benzina, si rregull, ka formulën kimike C9H20 (por mund të ketë një tjetër në varësi të markës, numrit të oktanit, etj.), ndërsa karburanti dizel, si rregull, karakterizohet nga formulën C14H30). Duhet më pak kohë dhe më pak hapa përpunimi për të krijuar karburant dizel, dhe për këtë arsye duhet të jetë më i lirë se benzina. Por vitet e fundit, megjithatë, kërkesa për naftë është rritur për disa arsye të ndryshme, duke përfshirë rritjen e industrializimit dhe ndërtimit në vendin tonë, dhe për këtë arsye sot dizel është më i shtrenjtë se benzina.

Karburanti dizel ka një të ashtuquajtur të lartë dendësia e energjisë sesa benzina. Mesatarisht, 1 gallon (3.8 L) naftë përmban rreth 155x10 6 xhaulë energji, ndërsa 1 gallon benzinë ​​përmban 132 x 10 6 xhaul. Kjo, e kombinuar me rritjen e efikasitetit të motorëve me naftë për shkak të raportit më të lartë të kompresimit, shpjegon pse motorët me naftë konsumojnë shumë më pak karburant sesa motorët e tyre ekuivalent me benzinë.

Karburanti dizel përdoret për të fuqizuar një gamë të gjerë automjetesh dhe pajisje të tjera. Këtu, para së gjithash, duhet të përfshini, natyrisht, kamionët me naftë, të cilët i shihni duke lundruar në autostradë, por nafta ndihmon gjithashtu në lëvizjen e varkave, autobusëve shkollorë, trenave, vinçave, pajisjeve bujqësore dhe traktorëve, gjeneratorëve të energjisë elektrike dhe shumë. shumë pajisje të tjera. Mendoni se sa e rëndësishme është nafta për ekonominë - pa efiçencën e lartë të naftës, industria e ndërtimit dhe bizneset bujqësore do të vuanin investimet e nevojshme në lëndë djegëse që janë efikase dhe efikase në energji. Rreth 94 për qind e ngarkesave në botë - qofshin të transportuara me kamionë, trena apo anije - transportohen në pikat e fundit duke përdorur naftë.

Përmirësimi i motorit me naftë dhe karburantit me naftë

Nga pikëpamja mjedisore, nafta ka të mirat dhe të këqijat. Plus - nafta lëshon sasi shumë të vogla të monoksidit të karbonit, hidrokarbureve dhe dioksidit të karbonit - emetimet që mbi të gjitha çojnë në ngrohjen globale. Ana negative është se sasi të mëdha të komponimeve të azotit dhe grimcave (blozë) lirohen kur diesel digjet, duke çuar në shi acid, smog dhe shëndet të dobët.

Gjatë krizës së madhe të naftës në vitet 1970, kompanitë evropiane të makinave filluan të reklamonin motorët me naftë për përdorim komercial si një alternativë ndaj benzinës. Sidoqoftë, ata që i provuan ishin të zhgënjyer - motorët ishin shumë të zhurmshëm dhe kur konsumatorët me naftë inspektonin makinat e tyre, mund t'i gjenin të mbuluara me blozë të zezë - e njëjta blozë përgjegjëse për smogun në qytetet e mëdha.

Megjithatë, gjatë 30-40 viteve të fundit, janë bërë përmirësime të jashtëzakonshme në performancën e motorit me naftë dhe pastërtinë e karburantit dizel. Pajisjet e injektimit të drejtpërdrejtë tani kontrollohen nga kompjuterë të avancuar që kontrollojnë djegien e karburantit, duke përmirësuar efikasitetin e reduktimit të emetimeve. Lëndët djegëse me naftë të rafinuar shumë më mirë, si Diesel Ultra Low Sulfur (ULSD) reduktojnë emetimet. Dhe përmirësimi i motorëve për t'i bërë ata të pajtueshëm me karburantet e pastra bëhet një detyrë e thjeshtë. Teknologji të tjera, të tilla si filtrat e grimcave dhe konvertuesit katalitikë, djegin blozën dhe reduktojnë emetimet e grimcave, monoksidit të karbonit dhe hidrokarbureve deri në 90 përqind. Duke përmirësuar vazhdimisht standardet për karburantet e pastra, Bashkimi Evropian do të shtyjë gjithashtu industrinë e automobilave të punojë më shumë për të reduktuar emetimet.

Ju gjithashtu mund të keni dëgjuar një term si " bionaftë"A është e njëjtë me naftën? Bionaftë është një alternativë ose shtesë për naftën që mund të përdoret në motorët me naftë me pak ose aspak përmirësim të vetë motorëve. Megjithatë, siç sugjeron emri, bionaftë nuk prodhohet nga nafta, por vjen nga tek ne nga vajrat bimore ose yndyrat shtazore që janë ndryshuar kimikisht.Një fakt interesant: Vetë Rudolf Diesel fillimisht e konsideronte vajin vegjetal si lëndë djegëse për shpikjen e tij.

Bionaftë mund të përdoret ose në kombinim me karburantin konvencional dizel ose tërësisht më vete. Mund të lexoni më shumë rreth karburanteve alternative