combustion Diesel
le moteur diesel est un dispositif piston-cylindre à combustion intermittente. Il fonctionne sur un cycle à deux temps ou à quatre temps (voir figure); cependant, contrairement au moteur à essence à allumage commandé, le moteur diesel n’introduit que de l’air dans la chambre de combustion sur sa course d’admission. Les moteurs Diesel sont généralement construits avec des taux de compression compris entre 14:1 et 22:1., Les moteurs à deux temps et à quatre temps peuvent être trouvés parmi les moteurs dont les alésages (diamètres de cylindre) sont inférieurs à 600 mm (24 pouces). Les moteurs avec des alésages supérieurs à 600 mm sont presque exclusivement des systèmes à deux temps.
Encyclopædia Britannica, Inc.
le moteur diesel gagne son énergie en brûlant du carburant injecté ou pulvérisé dans la charge d’air chaud comprimé à l’intérieur du cylindre. L’air doit être chauffé à une température supérieure à celle à laquelle le carburant injecté peut s’enflammer., Le carburant pulvérisé dans l’air dont la température est supérieure à la température d ‘ « auto-inflammation” du carburant réagit spontanément avec l’oxygène de l’air et brûle. Les températures de l’Air sont généralement supérieures à 526 °C (979 °F); cependant, au démarrage du moteur, un chauffage supplémentaire des cylindres est parfois utilisé, car la température de l’air dans les cylindres est déterminée à la fois par le taux de compression du moteur et sa température de fonctionnement actuelle., Les moteurs Diesel sont parfois appelés moteurs à allumage par compression car l’amorçage de la combustion repose sur de l’air chauffé par compression plutôt que sur une étincelle électrique.
dans un moteur diesel, le carburant est introduit lorsque le piston s’approche du point mort supérieur de sa course. Le carburant est introduit sous haute pression soit dans une chambre de précombustion, soit directement dans la chambre de combustion piston-cylindre. À l’exception des petits systèmes à grande vitesse, les moteurs diesel utilisent l’injection directe.
les systèmes D’injection de carburant des moteurs Diesel sont généralement conçus pour fournir des pressions d’injection de l’ordre de 7 à 70 mégapascals (1 000 à 10 000 livres par pouce carré). Il existe cependant quelques systèmes à haute pression.
un contrôle Précis de l’injection de carburant est essentielle pour les performances d’un moteur diesel. Étant donné que tout le processus de combustion est contrôlé par injection de carburant, l’injection doit commencer à la position correcte du piston (c.-à-d., angle de manivelle). Au début, le carburant est brûlé dans un processus à volume presque constant tandis que le piston est près du point mort supérieur., Lorsque le piston s’éloigne de cette position, l’injection de carburant se poursuit et le processus de combustion apparaît alors comme un processus à pression presque constante.
le processus de combustion dans un moteur diesel est hétérogène—c’est-à-dire que le carburant et l’air ne sont pas prémélangés avant le début de la combustion. Par conséquent, une vaporisation et un mélange rapides du carburant dans l’air sont très importants pour une combustion complète du carburant injecté. Cela met beaucoup l’accent sur la conception des buses d’injecteur, en particulier dans les moteurs à injection directe.
Le Travail du moteur est obtenu pendant la course de puissance., La course de puissance comprend à la fois le processus à pression constante pendant la combustion et l’expansion des produits chauds de la combustion après l’arrêt de l’injection de carburant.
Les moteurs Diesel sont souvent turbocompressés et refroidis après refroidissement. Ajout d’un turbocompresseur et protège-courroie après refroidissement peut améliorer les performances d’un moteur diesel en termes de puissance et d’efficacité.
la caractéristique La plus remarquable du moteur diesel est son efficacité. En comprimant l’air plutôt qu’en utilisant un mélange air-carburant, le moteur diesel n’est pas limité par les problèmes de pré-allumage qui affligent les moteurs à allumage par étincelles à haute compression., Ainsi, des taux de compression plus élevés peuvent être obtenus avec des moteurs diesel qu’avec la variété à allumage commandé; en conséquence, des rendements de cycle théoriques plus élevés, par rapport à ces derniers, peuvent souvent être réalisés. Il convient de noter que pour un taux de compression donné, l’efficacité théorique du moteur à allumage par étincelles est supérieure à celle du moteur à allumage par compression; cependant, dans la pratique, il est possible de faire fonctionner les moteurs à allumage par compression à des taux de compression suffisamment élevés pour produire des rendements supérieurs à ceux atteints avec les systèmes à allumage par étincelles., De plus, les moteurs diesel ne dépendent pas de l’étranglement du mélange d’admission pour contrôler la puissance. En tant que tel, le rendement au ralenti et à puissance réduite du diesel est de loin supérieur à celui du moteur à allumage commandé.
le principal inconvénient des moteurs diesel est leur émission de polluants atmosphériques. Ces moteurs rejettent généralement des niveaux élevés de particules (suie), de composés azotés réactifs (communément appelés NOx) et d’odeurs par rapport aux moteurs à allumage commandé. Par conséquent, dans la catégorie des petits moteurs, l’acceptation des consommateurs est faible.,
un moteur diesel est démarré en le conduisant à partir d’une source d’alimentation externe jusqu’à ce que des conditions aient été établies dans lesquelles le moteur peut fonctionner par sa propre puissance. La méthode de démarrage la plus simple consiste à admettre de l’air provenant d’une source à haute pression-environ 1,7 à près de 2,4 mégapascals—dans chacun des cylindres à tour de rôle sur leur course de tir normale. L’air comprimé devient suffisamment chauffé pour enflammer le carburant., D’autres méthodes de démarrage impliquent un équipement auxiliaire et comprennent l’admission de jets d’air comprimé à un moteur activé par l’air destiné à faire tourner le volant d’un gros moteur; l’alimentation en courant électrique à un moteur de démarrage électrique, de même adapté au volant du moteur; et l’application d’un petit moteur à essence La sélection de la méthode de démarrage la plus appropriée dépend de la taille physique du moteur à démarrer, de la nature de la charge connectée et de la possibilité ou non de déconnecter la charge pendant le démarrage.