dieselverbranding
De dieselmotor is een intermitterende zuigercilinder. Het werkt op ofwel een tweetakt of viertakt cyclus (zie figuur); echter, in tegenstelling tot de vonkontsteking benzine motor, de dieselmotor induceert alleen lucht in de verbrandingskamer op zijn inlaat beroerte. Dieselmotoren zijn meestal gebouwd met compressieverhoudingen in het bereik van 14: 1 tot 22: 1., Zowel tweetakt-als viertaktmotorontwerpen zijn te vinden bij motoren met boringen (cilinderdiameters) van minder dan 600 mm (24 inch). Motoren met een boring van meer dan 600 mm zijn bijna uitsluitend tweetaktcycli.
De Dieselmotor wint zijn energie door het verbranden van brandstof geïnjecteerd of gespoten in de samengeperste hete lucht lading in de cilinder. De lucht moet worden verwarmd tot een temperatuur die hoger is dan de temperatuur waarbij de geïnjecteerde brandstof kan ontbranden., Brandstof gespoten in lucht die een temperatuur hoger dan de “auto-ontsteking” temperatuur van de brandstof spontaan reageert met de zuurstof in de lucht en verbrandt. De luchttemperaturen liggen doorgaans boven 526 °C (979 °F); bij het opstarten van de motor wordt echter soms extra verwarming van de cilinders toegepast, aangezien de temperatuur van de lucht in de cilinders wordt bepaald door zowel de compressieverhouding van de motor als de huidige bedrijfstemperatuur., Dieselmotoren worden ook wel compressieontstekingsmotoren genoemd omdat de start van de verbranding berust op lucht die door compressie wordt verwarmd in plaats van op een elektrische vonk.
in een dieselmotor wordt brandstof ingebracht naarmate de zuiger het bovenste dode midden van zijn slag nadert. De brandstof wordt onder hoge druk in een voorverbrandingskamer of rechtstreeks in de verbrandingskamer van de zuigercilinder gebracht. Met uitzondering van kleine, snelle systemen gebruiken dieselmotoren directe injectie.
dieselmotorbrandstofinjectiesystemen zijn doorgaans ontworpen om injectiedrukken te leveren tussen 7 en 70 megapascal (1000 tot 10.000 pond per vierkante inch). Er zijn echter een paar hogere druk systemen.
nauwkeurige regeling van de brandstofinspuiting is van cruciaal belang voor de prestaties van een dieselmotor. Aangezien het gehele verbrandingsproces wordt geregeld door brandstofinjectie, moet de injectie beginnen bij de juiste zuigerstand (d.w. z. krukhoek). In eerste instantie wordt de brandstof verbrand in een bijna constant volume proces, terwijl de zuiger in de buurt van top dode centrum., Als de zuiger zich van deze positie verwijdert, wordt de brandstofinjectie voortgezet en verschijnt het verbrandingsproces als een bijna constant drukproces.
het verbrandingsproces in een dieselmotor is heterogeen – dat wil zeggen, de brandstof en de lucht worden niet voorgemengd voordat de verbranding begint. Snelle verdamping en het mengen van brandstof in de lucht is daarom van groot belang voor een grondige verbranding van de geïnjecteerde brandstof. Dit legt veel nadruk op injector nozzle ontwerp, vooral in direct-injectie motoren.
motorwerk wordt verkregen tijdens de krachtslag., De krachtslag omvat zowel het proces van constante druk tijdens de verbranding als de uitbreiding van de hete verbrandingsproducten nadat de brandstofinjectie is gestopt.
dieselmotoren zijn vaak Turbo en nakoeld. De toevoeging van een turbocompressor en nakoeler kan de prestaties van een dieselmotor verbeteren in termen van zowel vermogen als efficiëntie.
het meest opvallende kenmerk van de dieselmotor is zijn efficiëntie. Door het comprimeren van lucht in plaats van het gebruik van een lucht-brandstof mengsel, de dieselmotor wordt niet beperkt door de pre-ontsteking problemen die hoge compressie vonkontstekingsmotoren pest., Zo kunnen met dieselmotoren hogere compressieverhoudingen worden bereikt dan met vonkontstekingsvarianten; dienovereenkomstig kunnen vaak hogere theoretische cyclusrendementen worden gerealiseerd in vergelijking met deze laatste. Opgemerkt dient te worden dat Voor een bepaalde compressieverhouding het theoretische rendement van de motor met vonkontsteking groter is dan dat van de motor met compressieontsteking; in de praktijk is het echter mogelijk motoren met compressieontsteking te bedienen met een compressieverhouding die hoger is dan die welke met vonkontstekingsystemen kan worden bereikt., Bovendien zijn dieselmotoren niet afhankelijk van het smoren van het inlaatmengsel om het vermogen te regelen. Als zodanig is het stationair draaien en verminderde energie-efficiëntie van de diesel veel beter dan die van de vonkontstekingsmotor.
het belangrijkste nadeel van dieselmotoren is de emissie van luchtverontreinigende stoffen. Deze motoren lozen meestal hoge niveaus van fijn stof (roet), reactieve stikstofverbindingen (meestal aangeduid NOx), en geur in vergelijking met vonkontstekingsmotoren. In de categorie kleine motoren is de acceptatie door de consument dan ook laag.,
een dieselmotor wordt gestart door deze vanaf een externe energiebron te laten rijden totdat de omstandigheden zijn vastgesteld waaronder de motor op eigen kracht kan rijden. De eenvoudigste startmethode is om lucht van een hogedrukbron-ongeveer 1,7 tot bijna 2,4 megapascal—toe te laten aan elk van de cilinders op hun normale slag. De perslucht wordt voldoende verwarmd om de brandstof te ontsteken., Andere startmethoden omvatten hulpapparatuur en omvatten het toelaten van ontploffing van perslucht aan een lucht-geactiveerde motor die is afgestemd op het vliegwiel van een grote motor draaien; het leveren van elektrische stroom aan een elektrische startmotor, op dezelfde manier afgestemd op het vliegwiel van de motor; en het toepassen van een kleine benzinemotor die is afgestemd op het vliegwiel van de motor. De keuze van de meest geschikte startmethode hangt af van de fysieke grootte van de te starten motor, de aard van de aangesloten belasting en of de belasting tijdens het starten al dan niet kan worden losgekoppeld.