Moderní vznětový motor je efektivní zařízení s vysokou účinností. Pokud byly dřívější dieselové motory instalovány na zemědělské stroje (traktory, kombajny atd.), nyní jsou jimi vybaveny běžné městské vozy. Někteří lidé si samozřejmě diesel spojují s černým kouřem z výfuku. Nějakou dobu to bylo, ale nyní byl výfukový systém modernizován a prakticky neexistují žádné takové nepříjemné důsledky. Podívejme se na dvoutaktní diesely a jejich vlastnosti.
Některé obecné informace
Klíčovou vlastností vznětového motoru je jeho zvýšená účinnost. Je to způsobeno především palivem, které je o 15 % účinnější. Pokud se podíváte na palivo na molekulární úrovni, vidíme zde dlouhý řetězec uhlíků. Díky tomu je výstupní účinnost nafty mírně vyšší než u benzínu.
Princip fungování klasického dieseluMotor spočívá v přeměně vratných pohybů klikového mechanismu (KShM) na mechanickou práci. Klíčový rozdíl od spalovacího motoru na benzín spočívá ve způsobu přípravy a zapálení směsi paliva a vzduchu.
V dieselovém motoru se směs tvoří přímo ve spalovací komoře. V souladu s tím se při maximálním tlaku směs vznítí. Zda je to dobře nebo špatně, na to přijdeme o něco později, ale nyní se podívejme na to nejzajímavější.
Dvoutaktní dieselový motor
Tento typ motoru má v současnosti malou distribuci, jako motor s rotačními písty. Skládá se z plynové turbíny, která je nezbytná pro přeměnu tepelné energie na energii mechanickou, a kompresoru. Principem činnosti druhého je zvýšení výkonu zvýšením tlaku. Výsledkem je snížení spotřeby paliva.
Válce v motoru jsou proti sobě ve vodorovné poloze. Proč se vlastně dvoudobé motory tak jmenují? Je to dáno tím, že válce pracují jen na jednu otáčku klikového hřídele. To znamená, že to jsou dva cykly.
Zatěžovací cyklus dvoudobého dieselu je následující. Když píst klesne do nejnižšího bodu, válec se naplní vzduchem. V určitém okamžiku se výfukový ventil otevře a plyny jím vystupují. Zároveň vzduch vstupuje do válců spodními okny.
Princip činnosti dvoudobého vznětového motoru
Postřehnutelnéskutečnost, že v takovýchto spalovacích motorech se používají dva typy čištění: okno a ventilová drážka. Pokud jsou okna válců použita pro sání a výfuk, jedná se o okenní systém. Pokud je výstup nastaven přes speciální ventil ve válci a vstup přes okna, pak systém ventil-štěrbina. Tento způsob čištění a čištění je nejoptimálnější. To je způsobeno tím, že ne všechen vzduch zůstává ve válci. Některé z nich přesahují motor. Takzvaný průběžný čisticí systém zajišťuje optimální odvod spalin z válců.
Dvoutaktní dieselový motor může běžet poměrně dlouho. To je způsobeno menším mechanickým působením uvnitř válce. Píst tedy začíná svůj pohyb ze spodní úvrati. V tomto okamžiku jsou sací ventil a okna uzavřena. Proto začíná proces komprese. Tryska je umístěna v horní úvrati. Palivo se zapaluje horkým vzduchem. Když se píst pohybuje dolů, produkt spalování expanduje.
Pročištění ventilového slotu
Významného zvýšení účinnosti motoru lze dosáhnout pouze tehdy, když vzduch proudí podél osy válce. Pokud bylo u prvních dvoudobých motorů použito prstencové proplachování, které nedávalo správný výsledek, pak se v budoucnu používala pouze ventilová drážka. Díky tomuto systému bylo možné minimalizovat objem neprofouknutých ploch ve válci. Systém umožnil uzavření výfukového ventilu o něco dříve. Tento přístup výrazně snížil ztrátu čerstvého náboje a zlepšil boost. Dnes se proplachování s ventilovými štěrbinami používá na lodích a armádětechnika.
Výhody dvoutaktu
První takový motor byl světu představen ve stejnou dobu jako klasický vznětový čtyřtaktní ICE. Relativně nedávno se objevily 2-taktní benzínové motory. Klíčovou vlastností je nízká hmotnost. Zde můžeme hovořit o snížení hmotnosti o 40-50% oproti klasickému naftovému motoru s turbínou. Docela důležitá vlastnost pro moderní auto, kdy se vývojáři snaží co nejvíce snížit hmotnost vozu.
Další výhodou je, že dvoudobý vznětový motor je o něco jednodušší než jeho protějšek. Méně dílů usnadňuje a zlevňuje údržbu. I když o tom druhém lze polemizovat, protože ne každý se s tímto typem motoru setkal. Takovou pohonnou jednotku lze zrekonstruovat a opravit s minimálním počtem nástrojů. Ve skutečnosti se jedná o zjednodušenou verzi spalovacího motoru. Kromě toho vám přítomnost kompresoru umožňuje výrazně ušetřit palivo. Díky dvoutaktnímu provedení se ušetří přibližně 40–50 % nafty. Všechny motory mají samozřejmě svá pro a proti. V některých případech jsou důležitější nevýhody, protože omezují široké použití.
O slabinách
Pokud opět uvedete všechny nedostatky ve výčtu, vybaví se vám rotační spalovací motor. Faktem je, že zde stojí za to zdůraznit následující nevýhody:
- vysoké náklady na údržbu;
- nedostatek náhradních dílů;
- vysoká cena za motor.
První bod je způsoben nedostatkem dílen, kde by byli připraveni převzít opravu dvoudobého vznětového motoru. Je to zcela přirozené a logické, protože podobné motory nevyrábí mnoho výrobců sériově, ještě méně je jich montuje do automobilů. Na běžné čerpací stanici bude taková pohonná jednotka, pokud ano, drahá.
Třetí mínus se ale obvykle objeví okamžitě – nejsou potřebné náhradní díly. Přesněji jsou, ale pouze na objednávku. Můžete na ně čekat měsíc i déle. Pokud ve velkých městech bude možné takový spalovací motor opravit a najít náhradní díly, pak ve vnitrozemí to pravděpodobně nebude možné. To jsou klady a zápory tohoto dieselu. Nyní se podívejme na několik důležitých detailů.
Něco málo o mazacím systému
Jak jsme již zjistili, tento diesel má své silné a slabé stránky. Nesmírně důležitým detailem je systém mazání. Je zodpovědný za efektivní provoz třecích částí a jejich chlazení, smývání karbonových usazenin. Každý již dlouho ví, že pro tyto účely se používá motorový olej doporučený výrobcem. V našem případě je vše úplně stejné.
Rád bych řekl pár slov o spotřebě mazací kapaliny. Úspory zde nečekejte. To je způsobeno přidáním maziva přímo do paliva, aby bylo zajištěno normální fungování třecích částí. Je celkem logické, že se velmi rychle spotřebuje a bude potřeba ho pravidelně doplňovat. Navíc mírný nedostatek oleje může velmi rychle zničit dvoudobé dieselové motory. Alespoňminimálně o řád dříve než běžné benzinové spalovací motory. Proto je mazací systém spíše slabý než silný a na to by se nemělo zapomínat.
O šetrnosti k životnímu prostředí
V posledních letech se inženýři neustále snaží snižovat množství škodlivých látek vypouštěných výfukovým systémem do atmosféry. Otázka ekologie je poměrně akutní. Pokud jsou v evropských zemích již dlouho zavedeny ekologické normy, pak v Rusku je všechno mnohem horší. Co se týče vznětových motorů obecně, ty již delší dobu používají speciální filtry pevných částic a nízkopopelnaté oleje, které výrazně snižují škodlivé emise do atmosféry.
V našem případě se říkalo, že olej hoří v komoře. To už je z hlediska životního prostředí velká nevýhoda. Navíc se část směsi paliva a vzduchu nevznítí a praskne. To vše spolu s výfukovým systémem vážně poškozuje atmosféru. Dvoudobé dieselové motory jsou proto nejvhodnější pro použití ve vojenské technice a letectví.
Letecký diesel
Tyto typy motorů jsou široce používány v letové technice. Nejčastěji se používá na lehkých letadlech. Vysoký výkon s malými rozměry - se stal určujícím faktorem při výběru pohonných jednotek pro letadla. Navíc přítomnost přetlakování a chybějící zapalování hrály jen k lepšímu. Provoz spalovacího motoru se zastaví přívodem směsi paliva a vzduchu.
Za zmínku stojí, že dvoudobý lodní dieselový motor se nebojí páduteploty. Navíc za velkou námrazu je často dodatečné chlazení spalovacího motoru, což je velmi dobré. To vše spolu s použitím relativně levného paliva dělá tento diesel extrémně populární. Pravda, distribuce je omezena složitostí instalace a údržby kompresoru. Navíc se do paliva musí přidávat mazivo a to také není levné. Obecně se jedná o vynikající volbu pro letectví díky výše uvedeným faktorům.
Zvýšené tepelné zatížení
Zkontrolovali jsme klíčové vlastnosti tohoto motoru. Nyní například víte, kolik motor váží a jaké jsou jeho silné a slabé stránky. Rád bych ale zvážil ještě pár designových vlastností pohonné jednotky. Zejména budeme hovořit o chladicím systému. Dvoutaktní naftový motor je totiž více tepelně zatížený než 4taktní. To je způsobeno zvýšenou frekvencí pístu. Ukazuje se, že teplota v komoře se výrazně zvyšuje. K jeho snížení je zapotřebí účinné chlazení. Pokud se bavíme o letectví, pak je vše jasné. Vysoké rychlosti a proudění vzduchu dělají své. Totéž platí pro provoz ve velkých mrazech, kdy jsou nízké okolní teploty pouze výhodou.
V ostatních případech je vyžadováno chlazení kapalinou. Obvykle se jedná o klasický systém. Jediná věc, která stojí za pozornost, je provozuschopnost všech systémů. Přehřátí, byť jen chvilkové, může způsobit zaseknutí nebo jiné problémy. V každém případě je možnost takového výsledku nezbytnávyloučit.
Naftový zdroj
Plánovaný zdroj tohoto motoru si zaslouží zvláštní pozornost. Faktem je, že samotný dieselový motor je méně životaschopný než benzínová pohonná jednotka. To je způsobeno použitím určitého druhu paliva. Zanechává uhlíkové usazeniny ve spalovací komoře a vstřikovačích. To vše výrazně snižuje životnost. Co se týče dvoudobých dieselových motorů, hodně záleží na provozních podmínkách a včasné údržbě. Pokud se olej vymění včas a motor se nepřehřeje, může fungovat 200 000 kilometrů. U obrněných vozidel je zdroj mnohem menší a činí asi 100 000 kilometrů.
Důležité podrobnosti
Moderní dvoutaktní diesel se vyznačuje pokročilým palivovým systémem. Motor běží tiše a plynule. Ale nebylo tomu tak vždy. Mechanické vstřikovací čerpadlo mělo své vlastní charakteristiky. Zejména ke každé trysce šla samostatná linka. I když měl tento přístup slabiny, byl pověstný svou spolehlivostí a vysokou udržovatelností. Později byla vstřikovací čerpadla zdokonalena a stala se mnohem komplikovanější. Objevil se systém Common Rail. V palivové kolejnici takového plánu byl udržován tlak asi 2 tisíce kilogramů na centimetr čtvereční. Vstřikovače se staly citlivějšími na kvalitu paliva. Špatné palivo vedlo k jejich rychlému selhání.
Summarize
Obecně se dvoutaktní diesely budou vyvíjet a zlepšovat. Stejně jako spalovací motory s rotačním pístem jsou považovány za nedokončené. Nicméně v blízké budoucnostizaujmou své místo v automobilovém průmyslu. Již dnes se používají v letectví a na velkých průmyslových a vojenských lodích. Jedná se o spolehlivý a relativně nenáročný motor, který při správné údržbě bude správně fungovat. Přitom není bezproblémový. Akutní je například otázka chlazení a mazání. Ještě důležitější je otázka ekologie. K dosažení ekologických standardů je zapotřebí komplexní filtrační systém. Z tohoto prostého důvodu je sériová výroba, použití takových motorů na všech typech automobilů obtížné a zatím nemožné. Zlepšení systému úpravy výfukových plynů však může tento problém vyřešit a vést k tomu, že dvoutaktní motory budou široce používány.
