Šiuolaikinis dyzelinis variklis yra efektyvus ir didelio efektyvumo įrenginys. Jei anksčiau dyzeliniai varikliai buvo montuojami ant žemės ūkio technikos (traktorių, kombainų ir kt.), tai dabar jais komplektuojami įprasti miesto automobiliai. Žinoma, kai kuriems žmonėms dyzelinas asocijuojasi su juodais dūmais iš išmetimo vamzdžio. Kurį laiką taip buvo, bet dabar išmetimo sistema modernizuota, ir tokių nemalonių pasekmių praktiškai nėra. Pažvelkime į dvitakčius dyzelinius variklius ir jų savybes.
Šiek tiek bendros informacijos
Pagrindinė dyzelinio variklio savybė – padidėjęs jo efektyvumas. Taip yra daugiausia dėl kuro, kuris yra 15% efektyvesnis. Jei pažvelgsite į kurą molekuliniu lygiu, čia matome ilgą anglies grandinę. Dėl šios priežasties dyzelinio kuro efektyvumas yra šiek tiek didesnis nei benzino.
Klasikinio dyzelinio variklio veikimo principasVariklis susideda iš švaistiklio mechanizmo (KShM) grįžtamojo judėjimo pavertimo mechaniniu darbu. Pagrindinis skirtumas nuo vidaus degimo variklio, varomo benzinu, yra degalų ir oro mišinio paruošimo ir uždegimo būdas.
Dyzeliniame variklyje mišinys susidaro tiesiai degimo kameroje. Atitinkamai, esant maksimaliam slėgiui, mišinys užsidega. Ar tai gerai, ar blogai, išsiaiškinsime šiek tiek vėliau, bet dabar pažvelkime į įdomiausius.
Dvitaktis dyzelinis variklis
Šio tipo varikliai šiuo metu mažai paskirstomi, kaip ir rotacinis stūmoklinis variklis. Jį sudaro dujų turbina, reikalinga šiluminei energijai paversti mechanine energija, ir kompresoriaus. Pastarojo veikimo principas yra padidinti galią didinant slėgį. Dėl to sumažėja degalų sąnaudos.
Variklio cilindrai yra vienas priešais kitą horizontalioje padėtyje. Tiesą sakant, kodėl dvitakčiai varikliai taip pavadinti? Taip yra dėl to, kad cilindrai dirba tik per vieną alkūninio veleno apsisukimą. Tai yra, pasirodo du ciklai.
Dvitakčio dyzelinio variklio darbo ciklas yra toks. Stūmokliui nusileidus iki žemiausio taško, cilindras prisipildo oro. Tam tikru momentu atsidaro išmetimo vožtuvas ir per jį išeina dujos. Tuo pačiu metu oras patenka į cilindrus per apatinius langus.
Dvitakčio dyzelinio variklio veikimo principas
Pastebimastai, kad tokiuose vidaus degimo varikliuose naudojami du prapūtimo tipai: langas ir vožtuvas-angas. Kai cilindrų langai naudojami įsiurbimui ir išmetimui, tai yra langų sistema. Jei išėjimas reguliuojamas per specialų vožtuvą cilindre, o įėjimas per langus, tada vožtuvų-angų sistema. Šis valymo ir valymo būdas yra pats optimaliausias. Taip yra dėl to, kad ne visas oras lieka cilindre. Dalis jo viršija variklį. Vadinamoji vienkartinio valymo sistema užtikrina optimalų degimo produktų pašalinimą iš cilindrų.
Dvitaktis dyzelinis variklis gali veikti gana ilgai. Taip yra dėl mažesnio mechaninio poveikio cilindro viduje. Taigi stūmoklis pradeda judėti iš apačios negyvojo taško. Šiuo metu įsiurbimo vožtuvas ir langai yra uždaryti. Todėl prasideda suspaudimo procesas. Antgalis yra viršutiniame negyvajame centre. Kuras užsidega karštu oru. Kai stūmoklis slenka žemyn, degimo produktas plečiasi.
Vožtuvo angos valymas
Žymiai padidinti variklio efektyvumą galima tik tada, kai oras teka išilgai cilindro ašies. Jei pirmuosiuose dvitakčiuose varikliuose buvo naudojamas žiedinis prapūtimas, kuris nedavė tinkamo rezultato, tada ateityje buvo naudojamas tik vožtuvo lizdas. Šios sistemos dėka buvo galima iki minimumo sumažinti nepučiamų vietų tūrį cilindre. Sistema leido išmetimo vožtuvui užsidaryti kiek anksčiau. Šis metodas žymiai sumažino naujo įkrovimo praradimą ir pagerino impulsą. Šiandien valymas su vožtuvų plyšiais naudojamas laivuose ir kariuomenėjetechnika.
Dviejų taktų pranašumai
Pirmasis toks variklis pasauliui buvo pristatytas tuo pačiu metu kaip ir klasikinis dyzelinis 4 taktų ICE. Palyginti neseniai pasirodė 2 taktų benzininiai varikliai. Pagrindinis bruožas yra mažas svoris. Čia galima kalbėti apie 40-50% svorio sumažėjimą lyginant su klasikiniu dyzeliniu varikliu su turbina. Gana svarbi savybė šiuolaikiniam automobiliui, kai kūrėjai stengiasi kiek įmanoma sumažinti automobilio svorį.
Kitas privalumas yra tai, kad dvitaktis dyzelinis variklis yra šiek tiek paprastesnis nei jo analogas. Mažiau dalių techninė priežiūra tampa lengvesnė ir pigesnė. Nors dėl pastarojo galima ginčytis, nes ne visi yra susidūrę su tokio tipo varikliais. Tokį jėgos agregatą galima rekonstruoti ir taisyti naudojant minimalų skaičių įrankių. Tiesą sakant, tai yra supaprastinta vidaus degimo variklio versija. Be to, kompresoriaus buvimas leidžia žymiai sutaupyti degalų. Dėl dvitaktės konstrukcijos sutaupoma apie 40-50% dyzelinio kuro. Žinoma, visi varikliai turi savo privalumų ir trūkumų. Kai kuriais atvejais trūkumai yra svarbesni, nes jie riboja platų naudojimą.
Apie silpnybes
Vėlgi, jei visus trūkumus išvardinsite sąraše, tuomet į galvą ateis rotorinis vidaus degimo variklis. Faktas yra tas, kad čia verta pabrėžti šiuos trūkumus:
- didelės priežiūros išlaidos;
- atsarginių dalių trūkumas;
- didelė variklio kaina.
Pirmas taškas yra dėl to, kad trūksta dirbtuvių, kuriose būtų pasiruošta imtis dvitakčio dyzelinio variklio remonto. Tai gana natūralu ir logiška, nes nedaug gamintojų panašius variklius gamina masiškai, dar mažiau montuoja juos ant automobilių. Įprastoje degalinėje toks jėgos agregatas, jei taip, bus brangus.
Bet dažniausiai iš karto atsiranda trečias minusas – nėra reikalingų atsarginių dalių. Tiksliau, jie yra, bet tik pagal užsakymą. Galite jų laukti mėnesį ar ilgiau. Jei dideliuose miestuose bus galima suremontuoti tokį vidaus degimo variklį ir rasti atsarginių dalių, tai vargu ar tai bus padaryta užmiestyje. Tai yra šio dyzelino privalumai ir trūkumai. Na, o dabar pažvelkime į dar keletą svarbių detalių.
Šiek tiek apie tepimo sistemą
Kaip jau išsiaiškinome, šis dyzelinas turi savo stipriąsias ir silpnąsias puses. Itin svarbi detalė – tepimo sistema. Ji atsakinga už efektyvų besitrinančių dalių veikimą ir jų aušinimą, anglies nuosėdų nuplovimą. Visi jau seniai žinojo, kad šiems tikslams naudojama gamintojo rekomenduojama variklio alyva. Mūsų atveju viskas lygiai taip pat.
Norėčiau pasakyti keletą žodžių apie tepimo skysčio sunaudojimą. Nesitikėk čia sutaupyti. Taip yra dėl to, kad tepalas įpilamas tiesiai į degalus, kad būtų užtikrintas normalus besitrinančių dalių veikimas. Visiškai logiška, kad jis bus suvartotas labai greitai, be to, jį reikės reguliariai papildyti. Be to, nedidelis alyvos badas gali labai greitai sunaikinti dvitakčius dyzelinius variklius. Bent jaubent dydžiu anksčiau nei įprasti benzininiai vidaus degimo varikliai. Todėl tepimo sistema veikiau silpna nei stipri, ir to nereikėtų pamiršti.
Dėl ekologiškumo
Pastaraisiais metais inžinieriai nuolat stengiasi sumažinti išmetamųjų dujų sistemos į atmosferą išmetamų kenksmingų medžiagų kiekį. Ekologijos problema yra gana opi. Jei Europos šalyse aplinkosaugos standartai jau seniai įvesti, tai Rusijoje viskas daug blogiau. Kalbant apie dyzelinius variklius, jau gana ilgą laiką naudojami specialūs kietųjų dalelių filtrai ir mažai pelenų turinčios alyvos, kurios žymiai sumažina kenksmingų teršalų išmetimą į atmosferą.
Mūsų atveju buvo sakoma, kad aliejus dega kameroje. Tai jau didelis trūkumas aplinkosaugos požiūriu. Be to, dalis kuro ir oro mišinio neužsidega ir išsiveržia. Visa tai kartu su išmetimo sistema daro didelę žalą atmosferai. Todėl dvitakčiai dyzeliniai varikliai yra tinkamiausi naudoti karinėje įrangoje ir aviacijoje.
Aviacijos dyzelinas
Šių tipų varikliai plačiai naudojami skrydžių technologijoje. Dažniausiai naudojamas lengvuosiuose lėktuvuose. Didelė galia su mažais matmenimis – tapo lemiamais veiksniais renkantis jėgos agregatus orlaiviams. Be to, slėgio buvimas ir uždegimo trūkumas buvo tik į gerąją pusę. Vidaus degimo variklio veikimas nustoja veikti tiekiant kuro ir oro mišinį.
Verta pažymėti, kad dvitaktis jūrinis dyzelinis variklis nebijo kritimotemperatūros. Be to, dažnai didelis šalnas yra papildomas vidaus degimo variklio aušinimas, o tai yra labai gerai. Visa tai kartu su palyginti nebrangių degalų naudojimu daro šį dyzeliną itin populiarų. Tiesa, paskirstymą riboja kompresoriaus įrengimo ir priežiūros sudėtingumas. Be to, į degalus reikia įpilti tepalo, o tai taip pat nėra pigu. Apskritai tai yra puikus pasirinkimas aviacijai dėl pirmiau minėtų veiksnių.
Padidinta šiluminė apkrova
Peržiūrėjome pagrindines šio variklio savybes. Pavyzdžiui, dabar žinote, kiek variklis sveria ir kokios jo stipriosios bei silpnosios pusės. Tačiau norėčiau apsvarstyti dar keletą maitinimo bloko dizaino ypatybių. Visų pirma, mes kalbėsime apie aušinimo sistemą. Faktas yra tas, kad dvitaktis dyzelinis variklis yra labiau apkraunamas šilumos nei 4 taktų. Taip yra dėl padidėjusio stūmoklio dažnio. Pasirodo, temperatūra kameroje gerokai pakyla. Norint jį sumažinti, reikalingas efektyvus aušinimas. Jei kalbame apie aviaciją, tada viskas aišku. Didelis greitis ir artėjantys oro srautai atlieka savo darbą. Tas pats pasakytina ir apie darbą esant dideliam šalčiui, kai žema aplinkos temperatūra yra tik pliusas.
Kitais atvejais reikalingas aušinimas skysčiu. Paprastai tai yra klasikinė sistema. Vienintelis dalykas, į kurį verta atkreipti dėmesį, yra visų sistemų tinkamumas naudoti. Perkaitimas, net ir trumpam, gali sukelti strigimą ar kitų problemų. Bet kokiu atveju tokio rezultato galimybė yra būtinaneįtraukti.
Dyzelino ištekliai
Suplanuotas šio variklio išteklius nusipelno ypatingo dėmesio. Faktas yra tas, kad pats dyzelinis variklis yra mažiau gyvybingas nei benzininis jėgos agregatas. Taip yra dėl tam tikro kuro naudojimo. Jis palieka anglies nuosėdas degimo kameroje ir purkštukuose. Visa tai žymiai sumažina tarnavimo laiką. Kalbant apie dvitakčius dyzelinius variklius, daug kas priklauso nuo eksploatavimo sąlygų ir savalaikės priežiūros. Jei alyva pakeičiama laiku, o variklis neperkaista, gali nuvažiuoti 200 000 kilometrų. Šarvuotų transporto priemonių ištekliai yra daug mažesni ir sudaro apie 100 000 kilometrų.
Svarbi informacija
Šiuolaikinis dvitaktis dyzelinas pasižymi pažangia degalų sistema. Variklis dirba tyliai ir sklandžiai. Bet taip buvo ne visada. Mechaninis įpurškimo siurblys turėjo savo ypatybes. Visų pirma, kiekvienam purkštukui buvo skirta atskira linija. Nors šis metodas turėjo trūkumų, jis garsėjo savo patikimumu ir aukštu techniniu aptarnavimu. Vėliau įpurškimo siurbliai buvo patobulinti ir tapo daug sudėtingesni. Atsirado „Common Rail“sistema. Tokio plano kuro bėgyje buvo išlaikytas apie 2 tūkstančių kilogramų slėgis kvadratiniame centimetre. Purkštukai tapo jautresni degalų kokybei. Dėl blogo kuro jie greitai sugedo.
Apibendrinti
Apskritai dvitakčiai dyzeliniai varikliai vystysis ir tobulės. Kaip ir sukamieji stūmokliniai vidaus degimo varikliai, jie laikomi nebaigtais. Tačiau artimiausiu metujie užims savo nišą automobilių pramonėje. Jau šiandien jie naudojami aviacijoje ir dideliuose pramoniniuose bei kariniuose laivuose. Tai patikimas ir palyginti nepretenzingas variklis, kuris tinkamai prižiūrimas veiks tinkamai. Tuo pačiu metu jis nėra be problemų. Pavyzdžiui, aušinimo ir tepimo problema yra opi. Dar svarbesnis yra ekologijos klausimas. Norint pasiekti aplinkosaugos standartus, reikalinga sudėtinga filtravimo sistema. Dėl šios paprastos priežasties masinė gamyba, tokių variklių naudojimas visų tipų automobiliuose yra sunkus ir kol kas neįmanomas. Tačiau patobulinus išmetamųjų dujų apdorojimo sistemą, ši problema gali būti išspręsta ir dvitakčiai varikliai bus plačiai naudojami.
