Temperatura di esercizio del motore diesel: come raggiungerla e controllarla?
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Qual è la temperatura di esercizio dei motori diesel e quali sono le loro caratteristiche? Queste domande, e molte altre, saranno discusse di seguito.
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- 1 Caratteristiche del motore diesel
- 2 Vantaggi e svantaggi di un motore diesel
- 3 I parametri principali delle unità diesel
- 4 Fasi di combustione del carburante e natura dei gas di scarico
- 5 Temperatura di esercizio del motore in inverno: come avviare correttamente?
Caratteristiche del motore diesel
Quindi, prima di toccare qualsiasi parametro specifico, dovresti decidere cosa, in generale, è un motore diesel. La storia di questo tipo di motore inizia nel lontano 1824, quando un famoso fisico francese avanzò la teoria secondo cui è possibile riscaldare un corpo alla temperatura richiesta modificandone il volume. In altre parole, eseguendo una compressione rapida.
Tuttavia, questo principio ha trovato applicazione pratica diversi decenni dopo e nel 1897 è stato prodotto il primo motore diesel al mondo, il suo sviluppatore è l'ingegnere tedesco Rudolf Diesel. Pertanto, il principio di funzionamento di un tale motore è l'autoaccensione del carburante atomizzato che interagisce con l'aria riscaldata durante la compressione. La portata di un tale motore è piuttosto ampia, da auto standard, camion, macchine agricole e termina con carri armati e cantieri navali.
Vantaggi e svantaggi di un motore diesel
Ora alcune parole dovrebbero essere dette su tutti i pro ei contro di tali strutture. Cominciamo con gli aspetti positivi. I motori di questo tipo funzionano con quasi tutti i combustibili, quindi non vengono imposti requisiti seri alla qualità di quest'ultimo, inoltre, con un aumento della sua massa e del contenuto di atomi di carbonio, il potere calorifico del motore aumenta e, di conseguenza, la sua efficienza. La sua efficienza a volte supera il 50%.
Le auto con tali motori sono più "reattive", e tutto grazie all'alto valore di coppia ai bassi regimi.. Pertanto, una tale unità è accolta favorevolmente sui modelli di auto sportive, dove è impossibile non fare benzina dal cuore. A proposito, è stato questo fattore che ha contribuito all'uso diffuso di questo tipo di motore nei grandi camion. E la quantità di CO nei gas di scarico dei motori diesel è molto inferiore a quella dei motori a benzina, il che è anche un indubbio vantaggio. Inoltre, sono molto più economici, e anche prima il costo del carburante era molto più basso della benzina, anche se oggi i loro prezzi sono quasi uguali.
Per quanto riguarda le carenze, sono le seguenti. A causa del fatto che durante il processo di lavoro c'è un'enorme tensione meccanica, le parti del motore diesel devono essere più potenti e di alta qualità e, quindi, più costose. Inoltre, ciò influisce sulla potenza sviluppata e non dal lato migliore. L'aspetto ambientale della questione è oggi molto importante, quindi, al fine di ridurre le emissioni di scarico, la società è pronta a pagare per motori più puliti e sviluppare questa direzione nei laboratori di ricerca.
Un altro svantaggio significativo è la probabilità di solidificazione del carburante nella stagione fredda, quindi se vivi in una regione in cui prevalgono temperature abbastanza basse, un'auto diesel non è l'opzione migliore. È stato detto sopra che non ci sono requisiti seri per la qualità del carburante, ma questo vale solo per le impurità dell'olio, ma con le impurità meccaniche la situazione è molto più grave. Le parti dell'unità sono molto sensibili a tali additivi, inoltre si guastano rapidamente e le riparazioni sono piuttosto complicate e costose.
I parametri principali delle unità diesel
Prima di rispondere alla domanda, qual è la temperatura di esercizio di un motore diesel, vale la pena prestare un po' di attenzione ai suoi parametri principali. Questi includono il tipo di unità, a seconda del numero di cicli, possono esserci motori a quattro e due tempi. Di notevole importanza è anche il numero dei cilindri con la loro posizione e l'ordine di funzionamento. Anche la potenza del veicolo è notevolmente influenzata dalla coppia.
Consideriamo ora direttamente l'influenza del grado di compressione della miscela gas-carburante, che, di fatto, determina la temperatura di esercizio nei cilindri di un motore diesel. Come accennato all'inizio, il motore funziona accendendo i vapori del carburante quando interagiscono con l'aria calda. Pertanto, si verifica un'espansione volumetrica, il pistone si alza e, a sua volta, spinge l'albero motore.
Maggiore è la compressione (innalza anche la temperatura), più intenso è il processo sopra descritto e, di conseguenza, aumenta il valore del lavoro utile. La quantità di carburante rimane invariata.
Tuttavia, tieni presente che per un funzionamento più efficiente del motore, la miscela aria-carburante deve bruciare in modo uniforme e non esplodere. Se il rapporto di compressione è molto alto, ciò comporterà un risultato indesiderabile: un'accensione incontrollata. Inoltre, una tale situazione non solo contribuisce al funzionamento insufficientemente efficiente dell'unità, ma porta anche al surriscaldamento e alla maggiore usura degli elementi del gruppo pistone.
Fasi di combustione del carburante e natura dei gas di scarico
Come viene eseguito il processo di combustione della miscela aria-carburante nei motori diesel e qual è la temperatura nella camera? Quindi, l'intero processo di funzionamento del motore può essere suddiviso in quattro fasi principali. Nella prima fase, il carburante viene iniettato nella camera di combustione, che avviene ad alta pressione, che è l'inizio dell'intero processo. La miscela ben spruzzata poi si accende spontaneamente (seconda fase) e brucia. È vero, il carburante nel suo intero volume è tutt'altro che sempre miscelato abbastanza bene con l'aria, ci sono anche zone che hanno una struttura irregolare, iniziano a bruciare con un certo ritardo. In questa fase è probabile che si verifichi un'onda d'urto, ma non è terribile, poiché non porta alla detonazione. La temperatura nella camera di combustione raggiunge i 1700 K.
Durante la terza fase, dalla miscela grezza si formano delle goccioline che a temperature elevate si trasformano in fuliggine. Questo processo, a sua volta, porta ad un elevato grado di inquinamento dei gas di scarico. Durante questo periodo la temperatura aumenta ancora di ben 500 K e raggiunge un valore di 2200 K, mentre la pressione, al contrario, diminuisce gradualmente.
Nell'ultima fase, i resti della miscela di carburante si bruciano in modo che non esca come parte dei gas di scarico, inquinando in modo significativo l'atmosfera e le strade. Questa fase è caratterizzata da una mancanza di ossigeno, ciò è dovuto al fatto che la maggior parte di esso si è già bruciato nelle fasi precedenti. Se calcoliamo l'intera quantità di energia spesa, sarà di circa il 95%, mentre il restante 5% viene perso a causa della combustione incompleta del carburante.
Regolando il rapporto di compressione, o meglio portandolo al valore massimo consentito, è possibile ridurre leggermente i consumi. In questo caso, la temperatura dei gas di scarico del motore diesel sarà compresa tra 600 e 700 °C. Ma in motori a carburatore simili, il suo valore può arrivare fino a 1100 ° C. Pertanto, si scopre che nel secondo caso si perde molto più calore e sembra che ci siano più gas di scarico.
Temperatura di esercizio del motore in inverno: come avviare correttamente?
Sicuramente non solo i proprietari di veicoli con motore diesel sanno che l'auto dovrebbe essere riscaldata per diversi minuti prima di mettersi alla guida, questo è particolarmente vero nella stagione fredda. Quindi, diamo un'occhiata alle caratteristiche di questo processo. I pistoni sono i primi ad essere riscaldati, e solo dopo il blocco cilindri. Pertanto, le dilatazioni termiche di queste parti sono diverse e l'olio che non si è riscaldato alla temperatura desiderata ha una consistenza densa e non scorre nella quantità richiesta. Pertanto, se inizi a fare benzina su un'auto non sufficientemente riscaldata, ciò influirà negativamente sulla guarnizione in gomma situata tra le parti sopra e gli elementi del motore.
Tuttavia, anche il riscaldamento eccessivamente lungo del motore è pericoloso, perché in questo momento tutte le parti funzionano, per così dire, per usura. E, di conseguenza, la loro durata è ridotta. Come eseguire correttamente questa procedura? Innanzitutto è necessario portare la temperatura del liquido a 50°C al minimo e poi mettersi in movimento, ma solo a marcia bassa, non superiore a 2500 giri/min. Dopo che l'olio si è riscaldato fino al segno quando la temperatura di esercizio è di 80 ° C, è possibile aggiungere il regime del motore.
• il sistema di raffreddamento è difettoso;
• la compressione nei cilindri è bassa.
Se la centrale diesel non si è riscaldata alla temperatura di esercizio, il carburante diesel non si brucia completamente durante la guida sotto carico, di conseguenza si formano depositi di carbonio, gli iniettori di carburante si intasano, il filtro antiparticolato si guasta rapidamente, vari elementi del diesel il motore si usura e questo non è un elenco completo delle conseguenze.
Ad esempio, se gli iniettori di carburante si intasano, il gasolio non verrà spruzzato, ma nella migliore delle ipotesi verrà versato nelle camere di combustione, rispettivamente, il carburante non può bruciarsi completamente, si formano depositi di carbonio prima sui pistoni e successivamente a causa del surriscaldamento del la superficie potrebbe semplicemente bruciarsi. Se la valvola di scarico si brucia, la compressione nel cilindro diminuirà, la pressione di compressione non sarà sufficiente per accendere la miscela di carburante. Di conseguenza, la temperatura di esercizio per un tale motore sarà esclusa, l'avvio sarà lo stesso
Tutti questi metodi aiuteranno a salvare il motore se funziona ancora in inverno, ma cosa succede se si rifiuta di rispondere alle tue azioni? È difficile consigliare qualcosa già sul fatto del problema, è più facile prevenirlo. Ciò è stato reso possibile grazie a una nuova invenzione dei produttori di carburanti: additivi che aiutano la composizione, non la cera. Oltre alla possibilità di aggiungerli tu stesso, puoi acquistare carburante diesel già pronto con le proporzioni ottimali di questi additivi. Nella maggior parte delle regioni con basse temperature invernali, compare nelle stazioni di servizio già nelle prime leggere gelate, spesso indicate come DT-Arktika.
