Đông cơ diesel là gì

Động cơ Diesel hay còn gọi là động cơ nén cháy (compression-ignition) hay động cơ CI, được đặt theo tên của Rudolf Diesel. Động cơ Diesel là một loại động cơ đốt trong, trong đó việc đánh lửa nhiên liệu được gây ra bởi nhiệt độ cao của không khí trong xi lanh do nén cơ học (nén đoạn nhiệt). Điều này trái ngược với các động cơ đánh lửa như động cơ xăng hay động cơ ga (sử dụng nhiên liệu khí) sử dụng bộ đánh lửa để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu-không khí.

Bạn đang xem: Đông cơ diesel là gì

- Động cơ diesel hoạt động bằng cách chỉ nén không khí. Điều này làm tăng nhiệt độ không khí bên trong xi lanh lên cao đến mức nhiên liệu diesel được phun vào buồng đốt tự bốc cháy. Với nhiên liệu được đưa vào không khí ngay trước khi đốt, sự phân tán của nhiên liệu không đồng đều; đây được gọi là hỗn hợp nhiên liệu-không khí không đồng nhất. Mô-men xoắn mà động cơ diesel tạo ra được điều khiển bằng cách điều khiển tỷ lệ nhiên liệu-không khí (λ); thay vì điều tiết khí nạp, động cơ diesel phụ thuộc vào việc thay đổi lượng nhiên liệu được phun và tỷ lệ nhiên liệu-không khí thường cao.

- Động cơ diesel có hiệu suất nhiệt cao nhất (hiệu suất động cơ) của bất kỳ động cơ đốt trong hoặc đốt ngoài thực tế nào do hệ số giãn nở rất cao và đốt cháy nghèo vốn có cho phép tản nhiệt bởi không khí dư thừa. Một sự mất mát hiệu suất nhỏ cũng được tránh so với động cơ xăng phun vô hướng hai thì vì nhiên liệu không cháy không có ở chụp xupap và do đó nhiên liệu không đi trực tiếp từ đầu vào ra ống xả. Động cơ diesel tốc độ thấp (như được sử dụng trong tàu và các ứng dụng khác trong đó trọng lượng tổng thể của động cơ tương đối không quan trọng) có thể đạt hiệu suất hiệu quả lên tới 55%.

- Động cơ diesel có thể được thiết kế theo chu kỳ hai thì hoặc bốn thì. Chúng ban đầu được sử dụng như là một sự thay thế hiệu quả hơn so với động cơ hơi nước cố định. Từ những năm 1910, chúng đã được sử dụng trong tàu ngầm và tàu thủy. Sau đó, nó còn được sử dụng trong đầu máy, xe tải, máy xây dựng và nhà máy điện. Vào những năm 1930, chúng dần bắt đầu được sử dụng trong một vài chiếc ô tô. Kể từ những năm 1970, việc sử dụng động cơ diesel trong các phương tiện trên đường và xe địa hình lớn hơn ở Mỹ đã tăng lên.

1. ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG DIESEL 4 KỲ

- Nén đánh lửa: Do nén gần như đoạn nhiệt, nhiên liệu bốc cháy mà không có bất kỳ thiết bị đánh lửa nào như bugi.

- Sự hình thành hỗn hợp bên trong buồng đốt: Không khí và nhiên liệu được trộn trong buồng đốt chứ không phải trong ống dẫn khí vào.

- Điều chỉnh tốc độ động cơ chỉ bằng chất lượng hỗn hợp: Thay vì điều tiết hỗn hợp nhiên liệu-không khí, lượng mô-men xoắn được tạo ra (dẫn đến chênh lệch tốc độ quay của trục khuỷu) chỉ được thiết lập bằng khối lượng nhiên liệu được phun, luôn luôn trộn với càng nhiều không khí càng tốt.

- Hỗn hợp nhiên liệu-không khí không đồng nhất: Sự phân tán không khí và nhiên liệu trong buồng đốt không đồng đều.

- Tỷ lệ không khí cao: Do luôn chạy với không khí nhiều nhất có thể và không phụ thuộc vào hỗn hợp chính xác của không khí và nhiên liệu, động cơ diesel có không khí tỷ lệ nhiên liệu nghèo hơn so với phép đo lường

*
Sơ đồ p-V cho chu trình diesel lý tưởng. Chu trình theo các số 1-4 theo chiều kim đồng hồ. Trục hoành là thể tích của xi lanh. Trong chu trình diesel, quá trình đốt cháy xảy ra ở áp suất gần như không đổi. Trên sơ đồ này, công được tạo ra cho mỗi chu kỳ tương ứng với diện tích trong vòng lặp.

Xem thêm: Download/ Tải Idm Silent 6 Free, Download Idm 6

- Kỳ nén:Piston chuyển dịch từ ĐCD ,đến ĐCT, các xupap hút và xả đều đóng, môi chất bên trong xilanh bi nén lại. Cuối kỳ nạp khi pittông còn ở tại ĐCD, áp suất môi chất bên trong xilanh pa còn nhỏ hơn pk. Đầu kỳ nén, pittông từ ĐCD đến ĐCT khi tới điểm áp suất bên trong xilanh mới đạt tới giá trị pk. Do đó, để hoàn thiện quá trình nạp người ta vẫn để xupap nạp tiếp tục mở (trước điểm a’). Việc đóng xupap nạp là nhằm để lợi dụng sự chênh áp giữa xilanh và đường ống nạp cũng như động năng của dòng khí đang lưu động trên đường ống nạp để nạp thêm môi chất mới vào xilanh. Sau khi đóng xupap nạp, chuyển động đi lên của pittông sẽ làm áp suất và nhiệt độ của môi chất tiếp tục tăng lên. Giá trị của áp suất cuối quá trình nén pc (tại điểm c) phụ thuộc vào tỷ số nén , độ kín của buồng đốt, mức độ tản nhiệt của thành vách xilanh và áp suất của môi chất ở đầu quá trình nén pa. Việc tự bốc cháy của hỗn hợp khí phải cần một thời gian nhất định, mặc dù rất ngắn. Muốn sử dụng tốt nhiệt lượng do nhiên liêu cháy sinh ra thì điểm bắt đầu và điểm kết thúc quá trình cháy phía ở lân cận ĐCT. Do đó việc phun nhiên liệu vào xilanh động cơ đều được thực hiện trước khi pittông đến ĐCT. Trên đồ thị công kỳ nén được thể hiện qua đường cong a-c.

- Kỳ cháy và giãn nở:Đầu kỳ cháy và giãn nở, hỗn hợp không khí-nhiên liệu được tạo ra ở cuối quá trình nén được bốc cháy nhanh. Do có một nhiệt lượng lớn được toả ra, làm nhiệt độ và áp suất môi chất tăng mạnh, mặt dù thể tích làm việc có tăng lên chút ít (đường c-z trên đồ thị công). Dưới tác dụng đẩy của lực do áp suất môi chất tạo ra, pittông tiếp tục đẩy xuống thực hiện quá trình giãn nở của môi chất trong xilanh. Trong quá trình giãn nở môi chất đẩy pittông sinh công, do đó kỳ cháy và giãn nở được gọi là hành trình công tác (sinh công). Trên đồ thị kỳ cháy và giãn nở được biểu diễn qua đường c-z-b.

- Kỳ thải:Kỳ thải trong kỳ này, động cơ thực hiện quá trình xả sạch khí thải ra khỏi xilanh. Piston chuyển dịch từ ĐCD đến ĐCT đẩy khí thải ra khỏi xilanh qua đường xupap thải đang mở vào đường ống thải, do áp suất bên trong xilanh ở cuối quá trình thải còn khá cao, nên xupap xả bắt đầu mở khi pittông còn cách ĐCD 430 góc quay của truc khuỷu. nhờ vậy, giảm được lực cản đối với pittông trong quá trình thải khí và nhờ sự chênh áp lớn tạo sự thoát khí dễ dàng từ xilanh ra đường ống thải, cải thiện được việc quét sạch khí thải ra khỏi xilanh động cơ. Trên đồ thị công, kỳ thải được thể hiện qua đường b-r. Kỳ thải kết thúc chu trình công tác, tiếp theo pittông sẽ lặp lại kỳ nạp theo trình tự chu trình công tác động cơ nói trên. Để thải sạch sản phẩm cháy ra khỏi xilanh, xupap xả không đóng tại vị trí ĐCT mà chậm hơn một chút, sau khi pittông qua khỏi ĐCT 170 góc quay trục khuỷu, nghĩa là khi đã bắt đầu kỳ một. Để giảm sức cản cho quá trình nạp, nghĩa là cửa nạp phải được mở dần trong khi pittông đi xuống trong kỳ một, xupap nạp cũng được mở sớm một chút trước khi pittông đến điểm chết trên 170 góc quay trục khuỷu. Như vậy vào cuối kỳ thải và đầu kỳ nạp cả hai xupap nạp và xả đều mở.

3. HIỆU SUẤT ĐỘNG CƠ DIESEL

- Do tỷ số nén cao, động cơ diesel có hiệu suất cao và việc không có van tiết lưu có nghĩa là tổn thất trao đổi điện tích khá thấp, dẫn đến mức tiêu thụ nhiên liệu cụ thể thấp, đặc biệt là trong các tình huống tải trung bình và thấp. Điều này làm cho động cơ diesel rất kinh tế. Mặc dù động cơ diesel có hiệu suất lý thuyết là 75%, nhưng trong thực tế, nó thấp hơn nhiều.

- Ngày nay với công nghệ phát triển, nhiều hãng lớn đã cải tiến hiệu suất động cơ diesel bằng việc lắp thêm turbo tăng áp, với những đông cơ tiên tiến của G7 hiệu suất có thể lên tới 90%, nhưng động cơ Trung Quốc chỉ cho hiệu suất dưới 50%

4. ƯU ĐIỂM CHÍNH CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL

* Động cơ diesel có một số lợi thế so với động cơ hoạt động trên các nguyên tắc khác:

- Động cơ diesel có hiệu suất cao nhất trong tất cả các động cơ đốt.

+ Động cơ diesel phun nhiên liệu trực tiếp vào buồng đốt, không bị hạn chế khí nạp ngoài bộ lọc khí và hệ thống ống khí vào và không có chân không đường ống vào để thêm tải ký sinh và tổn thất bơm do pít-tông bị kéo xuống so với chân không của hệ thống hút. Làm đầy xi lanh với không khí trong khí quyển được hỗ trợ và hiệu suất thể tích được tăng lên vì lý do tương tự.+ Mặc dù hiệu quả nhiên liệu (khối lượng đốt cháy với mỗi đơn vị năng lượng được tạo ra) của động cơ diesel giảm ở mức tải thấp hơn, nhưng nó không giảm nhanh như động cơ xăng hoặc tua bin thông thường. Điều này có nghĩa cho phép động cơ diesel hoạt động liên tục trong nhiều giờ liền ưu việt hơn động cơ xăng

- Động cơ diesel có thể đốt cháy một số lượng rất lớn loại nhiên liệu, bao gồm một số loại dầu nhiên liệu, có lợi thế hơn nhiên liệu như xăng. Những ưu điểm này bao gồm:+ Chi phí nhiên liệu thấp, vì dầu nhiên liệu tương đối rẻ+ Đặc tính bôi trơn tốt+ Mật độ năng lượng cao+ Nguy cơ bắt lửa thấp, vì chúng không tạo thành hơi dễ cháy+ Diesel sinh học là một loại nhiên liệu không dựa trên dầu mỏ (thông qua transesterification) có thể chạy trực tiếp trong nhiều động cơ diesel, trong khi động cơ xăng cần điều chỉnh để chạy nhiên liệu tổng hợp hoặc sử dụng chúng làm phụ gia cho xăng (ví dụ: ethanol được thêm vào gasohol).

- Động cơ diesel có hành vi thải khí thải rất tốt. Khí thải chứa lượng tối thiểu carbon monoxide và Hiđrôcacbon. Động cơ diesel phun trực tiếp phát ra lượng nitơ oxit như động cơ chu trình Otto. Tuy nhiên, động cơ được bơm vào buồng xoáy và buồng đốt trước, phát ra nitơ oxit ít hơn khoảng 50% so với động cơ chu trình Otto khi chạy đầy tải. So với động cơ chu trình Otto, động cơ diesel phát thải các chất ô nhiễm ít hơn 10 lần và carbon dioxide ít hơn 3 lần.

- Chúng không có hệ thống đánh lửa điện cao áp, dẫn đến độ tin cậy cao và dễ dàng thích nghi với môi trường ẩm ướt. Việc không có cuộn dây, dây bugi, v.v., cũng giúp loại bỏ nguồn phát xạ tần số vô tuyến có thể gây nhiễu cho các thiết bị dẫn đường và liên lạc, đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng hàng hải và máy bay, và để ngăn chặn nhiễu với kính viễn vọng vô tuyến. (Vì lý do này, chỉ các phương tiện chạy bằng diesel mới được phép ở các khu vực của Vùng yên lặng vô tuyến điện quốc gia.)

- Động cơ diesel có thể chấp nhận áp suất tăng áp hoặc tăng áp tua bin mà không có bất kỳ giới hạn tự nhiên nào, chỉ bị giới hạn bởi thiết kế và giới hạn vận hành của các bộ phận động cơ, chẳng hạn như áp suất, tốc độ và tải. Điều này không giống như động cơ xăng, chắc chắn sẽ phát nổ ở áp suất cao hơn nếu điều chỉnh động cơ và/hoặc điều chỉnh chỉ số octan nhiên liệu không được thực hiện để bù vào.