A dízelmotor működési elve és technológiai fejlődése
A dízelmotor belső égésű motor, amelynek működési elvét a német Rudolf Diesel szabadalmaztatta 1893. február 23-án. A dízelmotor szerkezetében hasonlít a nála ismertebb mechanizmusú benzinmotor (Otto-motor) felépítéséhez, hiszen alapvetően mindkettő henger(ek)ből, dugattyú(k)ból, főtengelyből, vezérműből és szelepekből áll.
A fő különbség, hogy a dízelnél a tüzelőanyag (leginkább gázolaj) gyújtószikra segítsége nélkül, a legalább hússzoros kompresszió (légsűrítés) miatti felmelegedés hatására öngyulladással ég el és végez munkát a hengerben. A dízelmotor tiszta levegőt szív be és azt sűríti össze. A nagy nyomás miatt a levegő felmelegszik, majd az adagolószivattyú dízelolajat fecskendez be, amely magas hőmérsékleten külön gyújtóberendezés nélkül meggyullad.
Működési ciklusok
A folyamat négy ütemben zajlik:
- Szívás: A szívószelep nyitva van, a dugattyú lefelé mozog, és a levegőszűrőn keresztül megtisztított levegő áramlik a hengerbe.
- Sűrítés: Mindkét szelep zárva van, a dugattyú összenyomja a levegőt, amely a nagy nyomás hatására felmelegszik.
- Munkavégzés: A befecskendezett üzemanyag az öngyulladást követően elég, a keletkező gázok pedig lefelé nyomják a dugattyút.
- Kipufogás: A dugattyú alsó holtponthoz érkezve megkezdi a felfelé mozgást, és eltávolítja az égéstermékeket a hengerből.
How Diesel Engine Actually Works? (Animation)
A Common Rail technológia jelentősége
A dízelmotorok az 1990-es évek közepéig háttérbe szorultak, ekkor hozott áttörést a common rail (közös nyomócsöves) technológia elterjedése. Ezzel a dízelmotorok a benzinmotorok egyenrangú társává váltak. A rendszer lényege, hogy a nyomáslétrehozás teljesen el van választva a befecskendezéstől. A közös nagynyomású tároló (rail) az összes befecskendező szelepet nagy nyomás alatt látja el üzemanyaggal.
A Common Rail rendszer előnyei:
- Magasabb teljesítmény és nyomaték
- Alacsonyabb üzemanyag-fogyasztás
- Csendesebb működés
- Jobb emissziós értékek
| Jellemző | Hagyományos dízel | Common Rail dízel |
|---|---|---|
| Befecskendezési nyomás | Alacsonyabb/változó | Magas (akár 2500+ bar) |
| Vezérlés | Mechanikus | Elektronikus/Piezo |
| Fogyasztás | Magasabb | Optimalizált |
Károsanyag-kibocsátás és kezelés
A dízelmotor a benzinessel ellentétben jelentős mennyiségű kormot és nitrogén-oxidot (NOx) bocsát ki. A koromkibocsátás a lokálisan dús égésre vezethető vissza, míg a nitrogén-oxidokat a magas égési hőmérséklet okozza.
A kibocsátás csökkentésére a mai motorokban komplex rendszerek működnek:
- EGR (kipufogógáz-visszavezetés): A gázok egy részét visszavezetik az égéstérbe a hőmérséklet csökkentése érdekében.
- DPF (részecskeszűrő): Kiszűri a kipufogógázból a koromrészecskéket.
- SCR (szelektív katalitikus redukció): AdBlue folyadék hozzáadásával alakítja át a nitrogén-oxidokat ártalmatlan nitrogénné és vízzé.
A motor felépítése jelentősen robusztusabb, mint a benzinmotoroké, mivel el kell viselnie az öngyulladásos égés lökésszerű terhelését. Ezért a csapágyak, a hengerfejtömítés és a főtengely anyaga is a nagyobb igénybevételre van méretezve.