Пояснение циклов сгорания дизельных двигателей и характеристик топлива

Дизельные двигатели питают наши самые тяжелые машины - от грузовиков дальнего следования до морских судов - с замечательной экономичностью.Эта способность обусловлена сложными термодинамическими принципами и точным проектированием, которые отличают дизельную технологию от обычных бензиновых двигателей.

В отличие от бензиновых двигателей с искровым зажиганием, дизельные двигатели работают по принципу сжатия.затем вводить топливо, которое самопроизвольно сгорает при контакте с перегретым воздухомДизельные двигатели обычно используют легкое или тяжелое дизельное топливо и завершают свой силовой цикл через четыре различных фазы.

Процесс сжигания дизельного топлива следует следующей точной последовательности:

• Приемный удар:Спускный клапан остается закрытым, а поршень опускается, когда впускный клапан открывается, втягивая воздух.
• Компрессионный удар:С закрытыми клапанами восходящий поршень сжимает воздух до 1/12-1/24 от его первоначального объема, генерируя температуру, превышающую 500 ° C (932 ° F).
• Силовой удар:Ближе к верхнему мертвому центру высокоточные топливные инжекторы вносили дизельное топливо в камеру сгорания.
• Выпускный ход:Поднимающийся поршень выделяет побочные продукты сгорания через открытый выхлопный клапан, готовясь к следующему циклу.

Эффективность дизельного двигателя обусловлена такими характеристиками чрезвычайного сжатия:

• Соотношение сжатия:В диапазоне от 12:1 до 24:1 (против 8:1-12:1 для бензина), что позволяет повысить тепловую эффективность
• Температура сжатия:500-600°C (932-1,112°F) - значительно выше порога самовоспламенения дизельного топлива
• Давление цилиндра:35-45 бар (500-650 psi), требующие надежной конструкции двигателя

Большинство современных дизельных двигателей используют четырехтактные циклы, но двухтактные дизельные двигатели обеспечивают более высокую плотность мощности для морских и локомотивных применений.Двухтактные конструкции жертвуют эффективностью использования топлива и представляют большие проблемы контроля выбросов.

Неправильное время впрыска топлива или плохая атомизация могут вызвать задержку зажигания, что приводит к волнам давления, которые создают характерный удар дизеля.Современные системы впрыска на общих рельсах с точным электронным управлением в значительной степени смягчили эту проблему.

Качество дизельного топлива измеряется не октановым числом, а цетановым числом (CN).Цетан указывает на готовность к зажиганию - более высокие значения (минимум 45 для дорожного дизельного топлива) обеспечивают более плавный холодный старт и постоянное сжигание.

Дизельный двигатель имеет на 30-40% большую тепловую эффективность по сравнению с бензиновыми двигателями, что делает его незаменимым для тяжелого оборудования.

• Впрыск общего рельса высокого давления (2000+ бар/29,000+ psi)
• Системы рециркуляции выхлопных газов (EGR)
• Дизельные фильтры твердых частиц (DPF)
• Селективная каталитическая редукция (SCR) с инъекцией мочевины

Несмотря на тенденции электрификации, дизельные двигатели останутся жизненно важными для грузового транспорта, судоходства и производства промышленной энергии.гибридная интеграция, и альтернативные виды топлива гарантируют сохранение значимости дизельного топлива в мире, охваченном декарбонизацией.