อุณหภูมิและความดันในกระบอกสูบดีเซลมีผลต่อการทำงานของเครื่องยนต์อย่างไร

เครื่องยนต์ดีเซลเป็นเครื่องยนต์สันดาปที่แพร่หลายมากที่สุดเป็นอันดับสองรองจากหน่วยเบนซิน โครงสร้างเครื่องยนต์ดีเซลคล้ายคลึงกับน้ำมันเบนซินเนื่องจากมีกระบอกสูบแท่งลูกสูบเพลาข้อเหวี่ยง ฯลฯ ในเวลาเดียวกันรายละเอียดทั้งหมดมีขนาดใหญ่และหนักขึ้นเนื่องจากต้องทนทานต่อแรงกระแทกสูง

ความจริงก็คืออัตราส่วนการอัดในน้ำมันดีเซลสูงกว่าหน่วยในน้ำมันเบนซิน ถ้าเครื่องยนต์เฉลี่ยในเครื่องยนต์เบนซินมีตั้งแต่ 9 ถึง 11 ชิ้นแล้วในเครื่องยนต์ดีเซลมีอยู่แล้วมากถึง 20-24 ด้วยเหตุนี้เครื่องยนต์ดีเซลจึงหนักและใหญ่กว่าเครื่องยนต์เบนซิน

ข้อแตกต่างหลักคือวิธีการเตรียมการจัดหาและการเผาไหม้ของส่วนผสมน้ำมันเชื้อเพลิง ในเครื่องยนต์ส่วนใหญ่ที่ใช้น้ำมันเบนซินส่วนผสมที่ใช้ในการทำงานจะถูกสร้างขึ้นในท่อดูดและ "ดูด" ลงในกระบอกสูบ

หลังจากใส่เข้าไปในกระบอกสูบแล้วส่วนผสมที่ใช้ทำงานจะติดไฟในห้องเผาไหม้จากประกายไฟ ในเครื่องยนต์ดีเซลเชื้อเพลิงและอากาศจะได้รับการแยกจากกันในขณะที่ส่วนผสมจะติดไฟได้อย่างอิสระจากการบีบอัดและความร้อนอย่างฉับพลัน

ต่อไปเราจะพูดถึงสิ่งที่กระบวนการเกิดขึ้นในห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์ดีเซล,การจัดหาเชื้อเพลิงดีเซลเป็นอย่างไรการเกิดการสะสมและการเผาไหม้เกิดขึ้นได้อย่างไรรวมถึงแรงดันและอุณหภูมิในห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์ดีเซลด้วย

ห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์ดีเซลและคุณลักษณะของการทำงานของเครื่องยนต์ดังกล่าว

เพื่อเริ่มต้นด้วยการเผาไหม้ห้องเครื่องยนต์ดีเซลจะแตกต่างจากน้ำมันเบนซิน มีสองประเภทหลักของกล้อง:

  • ห้องเผาไหม้ไม่มีการแบ่งแยกของเครื่องยนต์ดีเซล
  • ห้องเผาไหม้ที่แบ่งออกจากเครื่องยนต์ดีเซล

ประเภทที่ไม่มีการแบ่งแยกเป็นกล้องขนาดเดียวซึ่งโดยปกติจะเป็นรูปทรงที่เรียบง่ายซึ่งสอดคล้องกับตำแหน่งของหัวฉีด ห้องดังกล่าวมักจะทำในด้านล่างของลูกสูบที่พวกเขายังสามารถผลิตส่วนหนึ่งในด้านล่างและบางส่วนในหัวถังไม่ค่อยเฉพาะในหัวของบล็อก

ประเภทของห้องเผาไหม้แบ่งออกเป็นสองส่วนแยกจากกันซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยช่องพิเศษ ช่องดังกล่าวอาจมาจากอย่างน้อยหนึ่งรายการ

หากพูดถึง pluses และ minuses ประเภทแรกจะช่วยให้เครื่องยนต์มีประสิทธิภาพดีที่สุด แต่อุณหภูมิในห้องเผาไหม้จะสูงกว่า นอกจากนี้แรงกระแทกยังเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ส่วนประสิทธิภาพการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงน้อยกว่า แต่การเผาไหม้เชื้อเพลิงที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นเช่นน้ำมันดีเซลจะน้อยกว่าสูบบุหรี่ ฯลฯ

วิธีการเผาไหม้เชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ดีเซล

ตอนนี้ให้ดูที่กระบวนการเผาไหม้ตัวเอง เป็นที่รู้จักกันดีสำหรับการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงจำเป็นต้องใช้ออกซิเจนจำนวนหนึ่งรวมทั้งแหล่งที่จะทำให้ส่วนผสมลุกไหม้

ในดีเซลแทนการจุดประกายภายนอกแหล่งดังกล่าวเป็นอุณหภูมิสูงที่มีความร้อน

ความร้อนนี้เกิดจากการที่อากาศในกระบอกสูบถูกบีบอัดอย่างแน่นหนาและมีน้ำมันดีเซลอยู่ในช่วงสุดท้าย เนื่องจากอุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับการจุดระเบิดจะเพิ่มขึ้นเมื่อความดันเพิ่มขึ้นขณะที่อุณหภูมิการเผาไหม้ของน้ำมันเชื้อเพลิงในสภาวะดังกล่าวลดลง

กล่าวคือส่วนผสมของน้ำมันเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ดีเซลจะเกิดประกายไฟจากแรงดันและความร้อนสูง ในเวลาเดียวกันการทำงานปกติของมอเตอร์ขึ้นอยู่กับการฉีดที่ถูกต้องการบีบอัดที่มีคุณภาพสูงของส่วนผสมและความสมบูรณ์ของการเผาไหม้ค่าใช้จ่ายในถัง

ในตอนเริ่มต้นอากาศจะถูกนำเข้าสู่กระบอกอัดและอุ่น เชื้อเพลิงเพิ่มเติมถูกฉีดเข้าไปในห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์ดีเซลในระหว่างการฉีดจะถูกฉีดพ่น

เปลวไฟแผ่กระจายไปตามกระบอกสูบ หยุดการฉีดเชื้อเพลิงและเชื้อเพลิงยังคงเผาไหม้ จากนั้นกระบวนการจะทำซ้ำ

ที่สามารถมองเห็นแม้ว่าการให้อาหารและการเผาไหม้ของค่าใช้จ่ายในเครื่องยนต์ดีเซลดำเนินการในช่วงเวลาสั้น ๆ ของเวลาส่วนนี้สามารถแบ่งออกเป็นขั้นตอน:

  • ขั้นตอนแรกคือการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงก่อนที่จะมีการจุดระเบิด (ความล่าช้าของการจุดระเบิด) ในขั้นตอนนี้หัวฉีดจะใส่น้ำมันดีเซลและฉีดพ่น มีการสร้าง "หมอก" เชื้อเพลิงซึ่งกระจายอยู่ในอากาศที่บีบอัดและอุ่น

ในความเป็นจริงหมอกเป็นหยดน้ำมันเชื้อเพลิงที่เล็กที่สุด แต่ไม่ไวไฟ ความจริงก็คือก่อนที่น้ำมันเชื้อเพลิงจะต้องระเหย

หลังจากเกิดเหตุการณ์เช่นนี้จะมีการผสมน้ำมันเชื้อเพลิงดีเซลที่ระเหยไปกับอากาศและส่วนผสมจะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับการจุดระเบิดด้วยตนเอง โปรดทราบว่าความล่าช้าในการจุดระเบิดจะสั้น

  • ขั้นตอนที่สองคือการจุดระเบิดและการแพร่กระจายของหน้าเปลวไฟพร้อมกระบอกสูบ ประเด็นก็คือว่าหลังจากการเผาไหม้ปริมาณของไดรฟ์ทั้งหมดจะไม่เผาผลาญทันที แต่จุด "จุดประกาย" ของการจุดระเบิดจะปรากฏขึ้น พวกเขาอยู่ในสถานที่ที่มีคุณภาพดีที่สุดผสมกับอากาศและอุณหภูมิในห้องประมาณ 1700 เค

การเผาไหม้เริ่มต้นดังกล่าวนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิและความดันในถัง เป็นผลให้น้ำมันเชื้อเพลิงซึ่งยังไม่ได้ติดไฟระเหยและระเหยด้วยอากาศ ณ จุดนี้ในความเป็นจริงมีการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ของส่วนผสมในถังที่มีการเพิ่มความคมชัดในความดัน

  • ขั้นตอนที่สามกำลังจะมาถึงปีเชื้อเพลิงไหม้โดยตรง หัวฉีดหัวฉีดยังคงฉีดดีเซลน้ำมันเชื้อเพลิงทันทีกะพริบเมื่อสัมผัสกับเปลวไฟในห้องเผาไหม้ เปลวไฟที่จุดนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพแพร่กระจายทั่วทั้งปริมาตรความดันจะเพิ่มขึ้นด้วยเช่นกัน

ขณะนี้อยู่ในขั้นตอนนี้แรงดันจากเชื้อเพลิงที่เผาไหม้จะผลักดันลูกสูบด้วยแรงที่ดีทำให้เครื่องยนต์ทำงานได้ดี สำหรับอุณหภูมิตัวบ่งชี้จะเพิ่มขึ้นเป็น 2200 K.

  • ขั้นตอนสุดท้ายที่สี่คือช่วงเวลาที่เชื้อเพลิงยังคงอยู่ในถัง ขณะนี้ลูกสูบกำลังเคลื่อนที่ลงไปแล้วซึ่งหมายความว่าความดันและอุณหภูมิลดลง

ดังที่สามารถเห็นได้ความดันในห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์ดีเซลมีบทบาทสำคัญในการทำให้เกิดการจุดระเบิดด้วยตนเอง สำหรับการฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงจำเป็นต้องมีการจัดหาน้ำมันดีเซลในเวลาที่เหมาะสมในปริมาณที่เหมาะสมและฉีดพ่นด้วยคุณภาพ

หากเกิดความผิดพลาดขึ้นการแพร่กระจายของเปลวไฟจะถูกรบกวนอุณหภูมิในห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์ดีเซลจะเพิ่มขึ้นมีความเสี่ยงที่จะเกิดการระเบิดน้ำมันจะไม่เผาผลาญออกมาเต็มรูปแบบเป็นต้น

ปัญหาที่เกิดขึ้นบ่อยๆของเครื่องยนต์ดีเซล: เวลาในการฉีดและการบีบอัด

หากการบีบอัดของส่วนผสมในกระบอกสูบไม่เพียงพอจะได้ยินเสียงและโลหะเคาะในขณะที่เครื่องยนต์กำลังทำงานอยู่ ความจริงก็คือในกรณีนี้ส่วนผสมต้องใช้เวลามากขึ้นในการอุ่นเครื่องกับอุณหภูมิการจุดระเบิด

ปรากฎว่าการลดการบีบอัดของเครื่องยนต์ดีเซลช่วยเพิ่มเวลาในการสตาร์ทเครื่องยนต์

ในกรณีนี้ในถังของส่วนผสมที่ไม่มีการเผาไหม้จะมีความจำเป็นมากกว่า ดังนั้นในขณะที่เกิดการเผาไหม้ของค่าใช้จ่ายดังกล่าวขั้นตอนการเผาไหม้จึงมีลักษณะระเบิดได้ความดันจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วคลื่นช็อกและการระเบิดจะปรากฏขึ้นการทำลาย GPG และทำให้เกิดความเครียดอย่างมากต่อชิ้นส่วนยานยนต์

นอกจากนี้การลดการบีบอัดทำให้น้ำมันดีเซลเริ่มสูบบุหรี่ ไอเสียอาจเป็นสีดำหรือสีเทาอมเทา ในกรณีที่มีควันสีขาวจากท่อไอเสียน้ำมันดีเซลจะติดไฟได้ไม่ถูกต้องในขณะที่ลูกสูบถึง TDC

จากนั้นลูกสูบจะลดลงอุณหภูมิและความดันจะลดลงอีกไม่มีเงื่อนไขสำหรับการเผาไหม้ ปรากฎว่าน้ำมันแสงอาทิตย์ที่ยังไม่เผาไหม้ระเหยและเข้าสู่ระบบไอเสีย

เช่นเดียวกับการฉีดน้ำมันดีเซลจะสายเกินไป กล่าวอีกนัยหนึ่งการบีบอัดในกระบอกสูบเป็นเรื่องปกติ แต่แหล่งจ่ายเชื้อเพลิงที่มีความล่าช้าส่งผลให้ลูกสูบลดลงแล้วไม่มีแรงอัดและความดันที่จำเป็นสำหรับการจุดระเบิดเอง

หากไอเสียเป็นสีดำแสดงว่าหัวฉีด "เท" นั่นคือปริมาณน้ำมันเชื้อเพลิงจะเกิดขึ้นในปริมาณมากเกินความจำเป็น ในคำพูดง่ายๆมีน้ำมันเชื้อเพลิงดีเซลจำนวนมาก แต่ออกซิเจนไม่เพียงพอสำหรับปริมาณเชื้อเพลิงดังกล่าว

ออกซิเจนที่มีอยู่ช่วยให้ส่วนต่างๆของเชื้อเพลิงเผาไหม้ได้และส่วนที่เหลือยังไม่เผากลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นที่ประจักษ์เป็นควันดำลักษณะพิเศษจากท่อไอเสีย

นอกจากนี้เรายังแนะนำให้อ่านบทความเกี่ยวกับอัตราการบีบอัดของเครื่องยนต์ จากบทความนี้คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับพารามิเตอร์นี้โดยอ้างอิงกับเครื่องยนต์สันดาปภายในและคุณลักษณะของการทำงาน

ข้อควรระวังอีกประการหนึ่งก็คือปัญหาที่คล้ายคลึงกันอาจเกิดจากการจัดหาอากาศไม่เพียงพอ (ตัวอย่างเช่นตัวกรองอากาศอุดตัน) ระบบการบรรจุอากาศเครื่องยนต์ ฯลฯ

ดังนั้นหากกระบวนการก่อตัวของส่วนผสมเกิดการรบกวนปกติจะมีผลต่อการเผาไหม้ทันทีและประสิทธิภาพการเผาไหม้ที่ตามมาของค่าเชื้อเพลิงในกระบอกสูบ

อะไรในที่สุด

ในแง่ของสิ่งที่กล่าวมาข้างต้นเป็นที่ชัดเจนว่าดีเซลโดยเฉพาะอย่างยิ่งต้องฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงที่มีความแม่นยำสูง นี้ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพอายุการใช้งานของเครื่องยนต์อัตราการเป็นพิษของก๊าซไอเสียและพารามิเตอร์ที่สำคัญอื่น ๆ

นอกจากนี้เรายังแนะนำให้อ่านบทความเกี่ยวกับสาเหตุที่เครื่องยนต์สามารถเพิ่มการบีบอัดได้ จากบทความนี้คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับสาเหตุหลักของการเบี่ยงเบนจากบรรทัดฐานและวิธีการซ่อมแซม

ด้วยเหตุนี้หัวฉีดดีเซลสำหรับมอเตอร์ประเภทใหม่นี้สามารถให้การฉีดแบบหลายขั้นตอน (phased) (หลายรูปแบบ) โดยให้เชื้อเพลิงดีเซลถึง 10 ครั้งต่อหนึ่งจังหวะของมอเตอร์

ในที่สุดเราทราบว่าวันนี้ปั๊มฉีดแบบปกติกับ injectors เครื่องกลจะถูกแทนที่โดยหัวเทียนปั๊มหรือระบบ Common Rail เพื่อให้บรรลุประสิทธิภาพสูงสุดของการฉีดเชื้อเพลิงในทุกขั้นตอนของการจัดหาเชื้อเพลิงไปยังห้องเผาไหม้

โซลูชั่นที่คล้ายกันร่วมกับเทอร์โบชาร์จเจอร์ช่วยให้เครื่องยนต์ดีเซลรุ่นใหม่สามารถแข่งขันได้อย่างมั่นใจในตลาดด้วยเครื่องยนต์เบนซิน,ในขณะที่ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงสูงยังคงเป็นประโยชน์หลักของเครื่องยนต์ดีเซล