A dízelmotor működése és műszaki jellemzői
A dízelmotor belső égésű motor, amelynek működési elvét a német Rudolf Diesel szabadalmaztatta 1893-ban. A dízelmotor szerkezetében hasonlít a nála ismertebb mechanizmusú Otto-motor, avagy benzinmotor felépítéséhez, hiszen alapvetően mindkettő henger(ek)ből, dugattyú(k)ból, főtengelyből, vezérműből és szelepekből áll. A fő különbség, hogy a dízelnél a tüzelőanyag gyújtószikra segítsége nélkül, a legalább hússzoros kompresszió miatti felmelegedés hatására öngyulladással ég el és végez munkát a hengerben.
A négyütemű dízelmotor működési elve
A dízelmotor tiszta levegőt szív be, és azt sűríti össze. A négyütemű dízelmotor működése ütemekre bontható:
- 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 felfelé mozog, és az előbb beszívott levegőt nagy mértékben összesűríti. A nagy nyomás miatt a levegő felhevül.
- Munkavégzés: A sűrített, forró levegőbe az injektor megfelelő időben és mennyiségben gázolajat fecskendez be. A diesel üzemanyag a porlasztás után azonnal elpárolog, létre jön a gyulladásra képes keverék, amely az öngyulladás következtében meggyullad.
- Kipufogás: A kipufogószelep kinyit, és a felfelé mozgó dugattyú kifújja az égéstermékeket a hangtompító dobon keresztül a szabadba.
A diesel motor működése
Keverékképzés és szabályozás
A dízelmotorok belső keverékképzésű motorok. Mivel a hengerekbe szívott levegő mennyisége állandó, a dízelmotor fordulatszámát az injektor által befecskendezett mennyiséggel tudják szabályozni; ez az úgynevezett minőségszabályozás elve. A befecskendezett tüzelőanyag égése a gyulladási késedelem után beindul. Minél nagyobb a gyulladási késedelem, annál több tüzelőanyag jut az égéstérbe az égés kezdete előtt, ami kemény égési zajt és mechanikai túlterhelést eredményezhet. A korszerű motoroknál az égési folyamat optimalizálására kettős vagy többszöri befecskendezést alkalmaznak.
A Common Rail rendszer jelentősége
A dízelmotorok az elmúlt 20 évben komoly fejlődésen mentek keresztül, melyben kulcsszerepet játszott a Common Rail (közös nyomócsöves) rendszer bevezetése. Ennél a rendszernél az előállított nyomás csak kismértékben függvénye a fordulatszámnak, és akár a 2000-2500 bar értéket is elérheti. A rendszer fő elemei a motor által hajtott nagynyomású szivattyú, amely a tüzelőanyagot egy közös gyűjtőcsőbe juttatja, ahonnan elektromos szabályzású porlasztók végzik a befecskendezést.
| Jellemző | Dízelmotor |
|---|---|
| Gyújtás módja | Öngyulladás (kompresszió) |
| Szabályozás | Minőségszabályozás (befecskendezett mennyiség) |
| Kompresszióviszony | Magas (ε=16-24) |
A kétütemű dízelmotor sajátosságai
A kétütemű dízelmotor egyszerű szerkezetű és kevesebb mozgó alkatrésszel rendelkezik. A kétütemű dieselek előnye, hogy a levegőt a dugattyú mozgása okozta csekély túlnyomásnál nagyobb nyomással juttatjuk a hengerbe, így a henger öblítése tökéletes. A Roote-fúvókkal elősűrített levegő a dugattyú felső élével vezérelt réseken keresztül beáramlik a hengerbe. A kipufogás szelepeken át történik. Bár a kétütemű motor fajlagos tüzelőanyag- és kenőolaj-fogyasztása nagyobb lehet, energiafelhasználása és hatásfoka igen kedvező.
Fogyasztás optimalizálása Punto 2-nél
Károsanyag-kibocsátás és kezelés
A dízelmotor a benzinessel ellentétben jelentős mennyiségű kormot és nitrogén-oxidot bocsát ki. A magas koromkibocsátás a lokálisan dús égésre, a nitrogén-oxid kibocsátás pedig a lokálisan magas hőmérsékletre vezethető vissza. A károsanyagok csökkentésére számos technológia létezik:
- Kipufogógáz-visszavezetés (EGR): Csökkenti az égési csúcshőmérsékletet.
- Diesel részecskeszűrő (DPF): Kiszűri a koromrészecskéket a kipufogógázból.
- SCR katalizátor (AdBlue): Az AdBlue folyadék hozzáadásával redukálja a nitrogén-oxidokat.
- Oxidációs katalizátor: Elégeti az el nem égett szénhidrogéneket és a szén-monoxidot.