Dzisiaj jest 28 mar 2024, 13:26

Strefa czasowa UTC [letni]





Nowy temat Odpowiedz w temacie  [ Posty: 2 ] 
Autor Wiadomość

PostZamieszczono: 08 kwie 2012, 14:40 
Od stworzonego w roku 1893 przez Rudolfa Diesla prototypu do nowoczesnych silników z bezpośrednim wtryskiem paliwa prowadziła bardzo długa i ogromnie hałaśliwa, "rozklekotana" droga.

Technicy inżynierowie kłócą się ze sobą na wszelkie możliwe tematy, ale co do jednego są zgodni: nigdzie postęp techniczny nie jest tak wyraźny, jak w dziedzinie konstrulcji silników wysokprężnych. Jeszcze do niedawna "grzechotniki " (pogardliwie określenie na diesle) użytkowane były tylko przez taksówkarzy i ciężarowców, pozostawały w pogardzie jako ociężałe, głośne i śmierdzące. Dziś pod maskami luksusowych krążowników pracują ośmiocylindrowe diesle o fantastycznych osiągach.

Odgłosy pracy silnika wysokoprężnego odstraszały wielu klientów od nabycia samochodu z taką jednostką napędową. Szczególnie głośne klekotanie po rozruchu zimnego silnika uważane jest za dźwięk nieprzyjemny. Dziś kiedy proces spalania potrafimy kontrolować o wiele lepiej, klekotanie zredukowano do poziomu stłumionego postukiwania, które nawet wytrenowane ucho nie zawsze jest w stanie odróżnić od odgłosów pracy jednostki benzynowej.

A od takiej jednostki silnik wysokoprężny różni sie bardzo poważnie, choć oba - przynajmniej w samochodach osobowych - pracują na zasadzie czterosuwowej. Silnik benzynowy opiera swoje funkcjonowanie na dostarczaniu bardzo dokładnie odmierzonej mieszanki paliwowo-powietrzeniej, przy czym ma zupełnie oddzielny system system zapłonowy. W dieslu wystarczy dostarczyć do cylindra olej napędowy pod właściwym ciśnieniem i we właściwym momencie - reszta, to znaczy zapłon, odbywa się samoistnie.
Obrazek
Ssanie: przez otwarty zawór dolotowy wpada powietrze, zasysane do cylindra przez przemieszczający się w dół tłok.Sprężanie: podczas przemieszczania się tłoka do góry powietrze w cylindrze zostaje sprężone do 30-55 barów i rozgrzewa się do 700 stopni. Praca: do tak rozgrzanego powietrza wtryśnięte zostaje paliwo, które natychmiast zaczyna się spalać, powodując odepchnięcie tłoka w dół cylindra. Wydech: po wykonaniu suwu pracy tłok ponownie wraca do góry, wypychając spaliny przez otwarty zawór wydechowy. Dokładnie jak w silniku benzynowym.

Warunkiem zapłonu jest jednak uzyskanie przez sprężone cylindrze powietrze odpowiednio wysokiej temperatury. Osiąga się to przez silne ściskanie powietrza, określane tzw. stopniem sprężania, a więc stosunkiem objętości powietrza zasysanegoo do cylindra do jego objętosści po zakończeniu procesu sprężania. W silnikach wysokoprężnych z komorą wstępną stopień sprężania wynosi na przykład około 22:1, a więc powietrze zostaje ściśnięte 22-krotnie. Przesuwający się do góry tłok zmniejsza przestrzeń w cylindrze nad sobą do jednej dwudziestej drugiej początkowej objętości. W wyniku tego procesu powietrze w komorze spalania nad tłokiem w pozycji GMP sprężone jest pod cisnieniem od 30 do 55 barów.
Obrazek
Dysza wtryskiwacza (1) wtryskuje drobniutką mgłę paliwową do komory wstępnej (2). Paliwo wpada na rozżarzoną płytę rozbijającą (3), gdzie ulega kondensacji i zapłonowi. Płomień rozdzerza się poprzez kanał łączący (4) do właściwej komory spalania (5), gdzie naciska na denko tłoka. U góry po prawej stronie widoczna jest świeca żarowa (6), która przed rozruchem nagrzewa komorę wstępną.

Jednocześnie zachodzi tu efekt znany każdemu, kto choć raz próbował napompować dętkę rowerową - pompka silnie sie nagrzewa. W silniku dieslowskim tłok i cylinder stanowią bardzo dokładny odpowiednik pompki. Nagrzewają się, bo temperatura sprężonego powietrza gwałtownie rośnie - do co najmniej 550 stopni, najczęściej jednak około 700. Jednakże do rozruchu zimnego diesla, to jest do uzyskania w jego cylindrach odpowiedniej temperatury, wykorzystuje się podgrzewanie. Do celu tego służy montowany w komorze spalania lub w kanale dolotowym element zwany świecą żarową. Typowe dzisiejsze silniki wysokoprężne mają świece żarowe, które w czasie poniżej czterech sekund nagrzewaj powietrze do 850 stopni - co sprawia, że tak typowe dla "grzechotników" długotrwałe poranne odpalanie w zimie należy już tylko do zamierzchłej historii.

No więc doszliśmy już do sytuacji, gdy w cylindrze znajduje się bardzo sprężone i nagrzane powietrze. W tym momencie wtryśnięte zostaje paliwo, które natychmiast się zapala i uwalnia swą energię, przez co tłok w ramach suwu pracy zostaje odepchnięty w dół cylindra. Ale zarówno wtrysk paliwa, jak i jego zapłon muszą nastąpić we właściwym do tego momencie, dokładnie tak samo jak w silniku benzynowym. Fachowcy mówią tu o początku wtrysku, a dokładność ustalenia tego momentu wynosi jeden stopień obrotu wału korbowego.

Ogromną wagę ma także ciśnienie, pod jakim wtryśnięte zostaje paliwo. Nie wystarczy bowiem po prostu dostarczyć paliwo do cylindra - gdziekolwiek - ono musi tam wpaść z określoną, dużą energią. Inaczej płomień pojawiłby się jak w zapalniczce na końcu wtryskiwacza. I mówilibyśmy o paleniu się paliwa, a nie o jego spalaniu wybuchowym. Dlatego też olej napędowy musi wpaść do cylindra w postaci mgły - i rozproszyć się po całej komorze spalania.

Aby uzyskać prawidłowy proces spalania w silniku wysokoprężnym z komorą wstępną lub wirową, ciśnienie wtrysku musi wynosić co najmniej 125 barów. W silnikach z wtryskiwaczem bezpośrednim wartość ta sięga dziś nawet i ponad 2000 barów. Brzmi to niepokojąco, ale za tymi ogromnymi ciśnieniami kryje się bardzo istotny fakt: im wyższe ciśnienie wtrysku tym wyższa jakość wydalanych spalin. A to dlatego, że pod wysokim ciśnieniem łatwiej jest rozpylić paliwo na drobniejsze kropelki. Dlatego już chyba jest wszystko jasne: im mniejsze są kropelki, tymi łatwiej się spalają i mniej resztek po procesie spalania pozostawiają w komorze i w spalinach.

Ale dopieto dziesięć lat temu pojawiły się systemy wtryskowe, które umożliwiły powstanie silników klasy TDI, CDI, HDI czy JTD. Przedtem silnikowcy-wspomagali się trikiem o nazwie komora pomocnicza. W silnikach do samochodówo osobowych zastosowanie znalazły jej dwa rodzaje: komora wstępne i komora wirowa. Oba te typy miały to samo zadanie: spowodować zapłon oleju napędowego w małej ograniczonej przestrzeni, a potem poprzez kanaly łączące przenieść proces spalania wybuchowego do właściwej komory spalania ponad denkiem tłoka w GMP.
Obrazek
Ale zamieszanie! W silnikach z komorą wirową dysz (1) wtryskuje paliwo do komory (2) w której sprężone powietrze powoduje swego rodzaju tornado, przez co paliwo ulega intensywnemu mieszaniu się z powietrzem, w trakcie czego dochodzi do zapłonu. Poprzez kanał łączący (3) płomień wpada do komory spalania (4). Także i tu jej obecność jest konieczna: świeca żarowa (5).

Komora wstępna - domena Mercedesa - miała wielkie zalety w dziedzinie wyrównywania pracy silnika i podnoszenia jakości wydalanych spalin, za to silniki z komorą wirową były o wiele żwawsze. Niemniej takie "chodzenie opłotami" w dziedzinie wywoływania i prowadzenia procesu spalania kosztowało straty mocy i zwiększenie zużycia paliwa. I właśnie dlatego dziś konstruktorzy skupili sie na silnikach z wtryskiem bezpośrednim
Obrazek
Działanie bezpośrednie: silnika TDI & Co. dysza (1) wtryskuje paliwo bezpośrednio do komory spalania (2), która znajduje się w specjalnym zagłębieniu w denku tłoka. Także i taki silnik ma świece żarowe, ale w temperaturach powyżej zera zaskakuje bez ich pomocy.

Pod względem zużucia paliwa mają one ponadtrzydziestoprocentową przewagę nad równie mocnymi jednostkami benzynowymi, pod względem osiąganego momentu obrotowego nawet po przejściiu na zasilanie wtryskiem bezpośrednim również w silnikach benzynowych. Bo także i wówczas do uzyskania odpowiedniego składu mieszanki paliwowo-powietrznej silnik benzynowy będzie musiał mieć przepustnicę, która w większości sytuacji roboczych powoduje straty. Diesel natomiast może sobie zasyać powietrze wedle uznania - albo nawet wspomagać się turbodoładowaniem. Bo tu im więcej wpadnie powietrza do cylindra, tym lepiej dla pracy silnika.

Ostatnim więc argumentem przeciwko silnikom wysokoprężnym jest problem sadzy. Od początku ery katalizatorów naukowcy podejrzewają diesle o wytwarzanie rakotwórczych substancji. Kiedyś podejrzenia dotyczyły wielkich cząstek węglowych (sadzy); dziś gdy zawartość sadzy w spalinach nowoczesnych diesli oscyluje wokół granicy mierzalności, rakotwórcze mają być cząstki stałe mikroskopijne. Dyskusja ta zapewne straci rację bytu dopiero z wprowadzeniem na rynek filtrów cząstek stałych - takich jaki zastosowano w najnowszym silniku wysokoprężnym HDi Peugeota, gdzie w modelu 607 jednostka o pojemności 2,2 litra w układzie wydechowym otrzymała swego radzaju zbiorniko-dopalacz. Najpierw cząstki stałe są tu gromadzone, a potem - cyklicznie - spalane jednorazowo.


Na górę
   
Odpowiedz z cytatem  
 

Offline
PostZamieszczono: 30 mar 2017, 23:57 

Rejestracja: 08 mar 2017, 20:06
Posty: 35
Miejscowość: radom
dzięki za poruszenie tego tematu chyba tylko ja sie tym interesuje


Na górę
 Wyświetl profil   
Odpowiedz z cytatem  
 
Wyświetl posty nie starsze niż:  Sortuj wg  
Nowy temat Odpowiedz w temacie  [ Posty: 2 ] 


Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 1 gość


Możesz tworzyć nowe tematy
Możesz odpowiadać w tematach
Nie możesz zmieniać swoich postów
Nie możesz usuwać swoich postów
Nie możesz dodawać załączników

Szukaj:
Przejdź do:  


cron
                                                                           stat4u Powered by phpBB © 2007 phpBB3 Group • regeneracja turbinnaprawa turbin
Dokumenty i regulaminy | Polityka prywatności | Polityka cookies