Skoda mea

Motorul Diesel

Reguli forum
Pe aceasta arie NU este permisa publicitatea !!!

Motorul Diesel

Mesajde Daniel » 07 Mar 2011, 19:17  •  [Post 1]

Este un motor cu ardere interna, cu aprindere prin compresie, in care combustibilul se detoneaza doar prin temperatura ridicata creata de comprimarea amestecului aer-carburant, si nu prin utilizarea unui dispozitiv auxiliar, asa cum ar fi bujia in cazul motorului pe benzina.
Numele motorului a fost dat dupa inginerul german Rudolf Diesel la sugestia sotiei sale Martha Diesel, care in 1895 il sfatuieste “Nenn ihn doch einfach Dieselmotor !” („Numeste-l pur si simplu motor Diesel !”), usurandu-i astfel lui Diesel cautarea denumirii motorului, pe care l-a inventat in 1892 si l-a patentat pe 23 februarie 1893.

Functionare
Comprimarea unui gaz duce la cresterea temperaturii sale, aceasta fiind metoda prin care se aprinde combustibilul in motoarele Diesel. Aerul este aspirat in cilindri si este comprimat de catre piston pana la un raport de 25:1, mai ridicat decat cel al motoarelor cu apindere prin scanteie. Spre sfarsitul cursei de compresie, motorina este pulverizata in camera de ardere prin intermediul unui injector. Motorina se aprinde la contactul cu aerul care a fost incalzit pana la o temperatura de circa 700-900 °C. Arderea combustibilului duce la cresterea temperaturii si presiunii, punand in mișcare pistonul. Biela transmite miscarea pistonului catre arborele cotit si transforma aceasta mișcarea liniara in mișcare de rotație.
La temperature scazute, motoarele Diesel pornesc mai greu deoarece masa masiva a metalului blocului motor absoarbe caldura produsa prin compresie, ingreunand aprinderea. Motoarele moderne folosesc dispozitive electrice de incalzire, denumite "bujii cu incandescenta", care incalzesc motorina, favorizand aprinderea ei. Alte motoare folosesc rezistente electrice dispuse in galeria de admisie, pentru a incalzi aerul. Sunt folosite și rezistențe electrice montate in blocul motor, tot pentru a ușura pornirea și a micșora uzura.
O componenta vitala a motoarelor Diesel este regulatorul de turatie – mecanic sau electronic, care regleaza turatia motorului prin dozarea corecta a motorinei injectate. Spre deosebire de motoarele cu aprindere prin scanteie (Otto), cantitatea de aer aspirata nu este controlata, fapt ce duce la supraturarea motorului. Regulatoarele mecanice se folosesc de diferite mecanisme in functie de sarcina si viteza. Regulatoarele motoarelor moderne comanda injectia şi limiteza turatia motorului prin intermediul unei unitati centrale de control (ECU), care primeşte permenent semnale de la senzori, dozand corect cantitatea de motorina injectata.
Controlul precis al timpilor de injectie este secretul reducerii consumului şi al emisiilor poluante. Timpii de injectie sunt masurati in unghiuri de rotatie ai arborelui cotit inainte de punctul mort superior. De exemplu, daca ECU initiaza injectia cu 10 grade inainte de punctul mort superior, vorbim despre un timp de injectie de 10 grade. Timpul optim de injectie este dat de constructia, viteza şi sarcina motorului respectiv. Avansand momentul injectiei (injectia are loc inainte ca pistonul sa ajunga la punctul mort superior) arderea este efiecienta, la presiune şi temperatura mare, dar cresc şi emisiile de oxizi de azot. La cealalata extrema, o injectie intarziata conduce la arderi incomplete şi emisii vizibile de particule de fum.

Motoarele din vechile generatii utilizau o pompa mecanica şi un mecanism cu supape antrenate de arborele cotit, de obicei prin intermediul unui lant sau curele. Aceste motoare foloseau injectoare simple, cu supapa si arc, care se deschideau/inchideau la o anumita presiune a combustibilului. Pompa consta dintr-un cilindru care comprima motorina si o supapa sub forma de disc care se rotea la jumatate din turatia arborelui cotit. Supapa avea o singura deschidere pe o parte, pentru combustibilul sub presiune si o alta pentru fiecare injector. Pe masura ce se rotea, discul supapei distribuia fiecarui injector o cantitate precisa de combustibil la mare presiune. Supapa injectorului era actionata de presiunea motorinei injectate atata timp cat discul se rotea in dreptul deschiderii fiecarui cilindru. Regimul motorului era controlat de un al treilea disc care se rotea doar cateva grade si era actionat de o parghie. Acest disc controla deschiderea prin care trecea combustibilul, controland astfel cantitatea de motorina injectata.

Motoarele moderne au o pompa de injectie care asigura presiunea necesara injectiei. Fiecare injector este actionat electro-magnetic prin intermediul ECU, fapt ce permite controlul precis al injectiei in funtie de turatie si sarcina, avand ca rezultat performante marite si un consum scazut. Design-ul simplificat al ansamblului pompa-injector a condus la constructia de motoare mai fiabile si silentioase.

in cazul motorului Diesel cu injectie indirecta, motorina nu este injectata direct in camera de ardere, ci intr-o pre-camera unde arderea este initiata si se extinde apoi in camera de ardere principala, antrenata de turbulenta creata. Sistemul permite o functionare linistita, si deoarece arderea este asistata de turbulenta, presiunea de injectie poate fi mai scazuta, deci sunt permise viteze de rotatie mari (pana la 4.000 rot/min.), mult mai potrivite autoturismelor.
Motoarele cu injectie indirecta au fost folosite pe scara mare in industria auto şi navala incepand din anii timpurii 1950 pana in anii 1980, cand injectia directa a progresat semnificativ. Motoarele cu injectie indirecta sunt mai ieftine si mai usor de construit pentru domeniile de activitate unde emisiile poluante nu sunt o prioritate. Chiar si in cazul noilor sisteme de injectie controlate electronic, motoarele cu injectie indirecta sunt incet inlocuite de cele dotate cu injectie directa, care sunt mult mai eficiente.
In perioada de dezvoltare a motoarelor Diesel din anii 1930, diferiti contructori au pus la punct propriile tipuri de precamere de ardere. Unii constructori aveau forme complexe. Altii utilizau un sistem mecanic de modificare a formei precamerei, in fuctie de conditiile de funtionare. Insa, cea mai folosita metoda a fost cea in forma de spirala, conceputa de Harry Ricardo ce folosea un design special pentru a crea turbulente. Majoritatea producatorilor europeni au folosit acest tip de precamere sau şi-au dezvoltat propriile modele (Mercedes Benz şi-a mentinut propriul design multi ani).

Motoarele moderne folosesc – in functie de varianta constructiva adoptata - una din urmatoarele metode de injectie directa :

- Injectia directa cu pompa-distribuitor.
Primele motoare Diesel cu injectie directa au folosit o pompa de injectie rotativa, cu injectoarele montate in partea superioara a camerei de ardere şi nu intr-o precamera. Exemple de vehicule dotate cu astfel de motoare sunt Ford Transit sau Rover Maestro, avand ambele motoare fabricate de Perkins. Problema acestor motoare era zgomotul excesiv şi emisiile de fum. Din aceasta cauza aceste motoare au fost la inceput montate doar pe vehicule comerciale – exceptia notabila fiind autoturismul Fiat Croma. Consumul era cu 15% pana la 20% mai scazut decat la un motor Diesel cu injectie indirecta, indeajuns sa compenseze, pentru unii, zgomotul produs.
Primul motor cu injectie directa de mica capacitate, produs in serie a fost conceput de grupul Rover. Motorul in 4 cilindrii, cu o capacitate de 2500 cmc, a fost folosit de Land Rover pe vehiculele sale din 1989, avand chiulasa din aluminiu, injectie Bosch in 2 trepte, bujii incandescente pentru pornire uşoara şi un mers lin şi economic.
Controlul electronic al pompei de injectie a trasformat radical acest tip de motor. Pionierul a fost grupul Volkswagen-Audi cu modelul Audi 100 TDI aparut in 1989. Presiunea de injectie era de circa 300 bari, dar momentul injectiei, cantitatea de motorina injectata şi turbocompresorul erau controlate electronic. Acest lucru a permis un nivel aceptabil de zgomot şi emisii poluante. Destul de rapid tehnologia a penetrat şi la vehiculele de masa precum Golf TDI. Aceste autovehicule erau mai economice şi mai puternice decat competitorii pe injectie indirecta.

- Injectia directa cu rampa comuna (common rail)
La vechile motoare Diesel o pompa-distribuitor asigura presiunea necesara la injectoare care erau simple duze prin care motorina era pulverizata in camera de ardere. La sistemele cu rampa comuna, distribuitorul este eliminat. O pompa de inalta presiune mentine motorina la o presiune constanta de 1800 bari intr-o rampa comuna, o conducta unica care alimenteza fiecare injector comandat electro-magnetic de mare precizie sau chiar injectoare piezo-electrice.
Majoritatea constructorilor europeni au in gama lor modele echipate cu motoare Diesel common rail, chiar şi la vehiculele comerciale. Si constructorii japonezi au dezvoltat şi ei motoare Diesel cu rampa comuna.

Motoarele Diesel timpurii
Intentia lui Rudolph Diesel a fost aceea de a inlocui motorul cu aburi ca sursa primara de energie pentru industrie. Motoarele Diesel de la sfarşitul secolului XIX şi inceputul secolului XX foloseau aceeaşi forma şi dispunere ca motoarele cu aburi industriale: cilindri cu cursa mare, supape exterioare, chiulase pentru fiecare cilindru şi arbore cotit fara carter, cuplat la un volant enorm. Curand, vor aparea motoare mai mici, cu cilindri verticali, in timp ce majoritatea motoarelor industriale de marime mare şi medie aveau tot cilindri orizontali, şi intocmai ca motoarele cu aburi, aveau mai multi cilindri. Cele mai mari motoare Diesel timpurii erau replici ale celor cu aburi, cu lungimi impresionante, de cativa metri buni. Acestea functionau cu viteze foarte mici, in special datorita motorinei injectate cu ajutorul aerului comprimat, dar şi pentru ca trebuiau sa corespunda majoritatii utilajelor industriale construite pentru motoarele cu aburi, unde vitezele normale de operare se incadrau intre 100 si 300 rotatii pe minut. Motoarele erau pornite cu ajutorul aerului comprimat, care era introdus in cilindri şi rotea motorul, deşi cele mai mici puteau fi pornite şi manual.
In primele decenii ale secolului XX, cand marile motoare Diesel erau montate pe nave, acestea aveau forma motoarelor cu aburi, pistonul impingea o tija cuplata la o biela ce rotea arborele motor. Urmand modelul motoarelor cu aburi, s-au construit motoare cu dubla actiune, unde arderea avea loc in ambele parti ale pistonului pentru a mari puterea. Acestea aveau doua rinduri de supape si doua sisteme de injectie. Sistemul permitea, de asemenea, modificarea sensului de rotatie, prin modificarea timpilor de injectie. Prin urmare, motorul putea fi cuplat direct la axul elicei, fara a mai fi nevoie de o cutie de viteze. Deşi aveau o putere mare şi erau foarte eficiente, marea problema motoarelor cu dubla actiune era etanşietatea camerei inferioare de ardere şi a segmentilor. In anii 1930 s-a descoperit ca montarea turbocompresoarelor era o solutie mai uşoara şi eficienta.

Motoarele Diesel moderne
Majoritatea motoarelor Diesel sunt in 4 timpi, dar unele motoare mari funționeaza in 2 timpi, in principal cele de pe nave. Majoritatea locomotivelor moderne folosesc motoare Diesel in 2 timpi, cuplate la generatoare electrice ce acționeza motoare electrice, eliminand nevoia transmisiei. Pentru cresterea presiunii in cilindrii s-a folosit supra-alimentarea, mai ales la motoarele Diesel in doi timpi care au doua curse utile per rotatie a arborelului cotit.
In mod normal, cilindrii sunt multipli de doi, dar se pot folosi orice numar de cilindri, atat timp cat sunt eliminate vibratiile excesive. Cea mai folosita configuratie este cea de 6 cilindri in linie, dar sunt folositi şi 8 cilindri in V sau 4 in linie. Motoarele de capacitate mica (in special cele sub 5.000 cmc) au de obicei 4 (majoritatea lor) sau 6 cilindri, fiind folosite la autoturisme. Exista şi motoare cu 5 cilindri, un compromis intre functionarea lina a unuia de 6 cilindri şi dimensiunile reduse ale unuia de 4 cilindri. Motoarele Diesel pentru intrebuintari curente (barci, generatoare, pompe) au 4, 3 si 2 cilindrii sau un singur cilindru pentru capacitati mici.
Locul virtual de intalnire al prietenilor Skoda.
Avatar utilizator
Daniel
Site Admin
 
Mesaje: 3266
Membru din: 07 Feb 2011, 01:07

Motorul Diesel

Mesajde Marius Titulescu » 04 Noi 2016, 11:19  •  [Post 2]

Mersi de articol. Nu prea am valente tehnice, deci pana acum nu prea intelegeam diferenta dintre cel pe diesel si cel pe benzina.
_______________________________________
Marius
hale metalice
Marius Titulescu
 
Mesaje: 3
Membru din: 25 Feb 2016, 13:22

Motorul Diesel

Mesajde Liviu M » 10 Noi 2016, 16:01  •  [Post 3]

Completari :
Prin comprimare, aerul inmagazineaza energie, deci se incalzeste, iar motorina pulverizata sub forma de ceata se aprinde.
Arderea motorinei este mai lenta si la alta valoare in comparatie cu benzina, deci destinderea amestecului ars dureaza mai mult, de aici si valoarea diferita a fortei de torsiune la arbore (mai mare, un timp mai mare pistonul este impins cu o forta oarecum constanta).
Valoarea calorica a arderii este mai mare la motorina, motorul este mai cald.
Injectoarele fiind piese cu functionare mecanica, au dezavantajul uzurii prin frecare (scaderea etansarii supapei interioare, modificarea cursei duce la o alta valoare de deschidere a supapei, etc).
Duzele care genereaza "ceata" sunt supuse uzurii sau infundarii.
"Orice avantaj are dezavantajele sal ".
Liviu M
 
Mesaje: 139
Membru din: 07 Feb 2014, 10:12


Înapoi la Articole

Cine este conectat

Utilizatorii ce navighează pe acest forum: Niciun utilizator înregistrat şi 1 vizitator