Çfarë është nafta? Parimi i funksionimit, pajisja dhe karakteristikat teknike të motorit me naftë

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-02-19 18:27

Motorët me naftë janë shumë të zakonshëm në makinat e pasagjerëve. Shumë modele kanë të paktën një opsion në gamën e motorit. Dhe kjo pa marrë parasysh kamionët, autobusët dhe pajisjet e ndërtimit, ku ato përdoren kudo. Më pas, marrim parasysh se çfarë është një motor nafte, dizajni, parimi i funksionimit, veçoritë.

Përkufizim

Kjo njësi është një motor me djegie të brendshme reciproke, funksionimi i të cilit bazohet në vetëndezjen e karburantit të atomizuar nga ngrohja ose kompresimi.

Veçoritë e projektimit

Një motor me benzinë ka të njëjtat elemente strukturore si një motor dizel. Skema e funksionimit në tërësi është gjithashtu e ngjashme. Dallimi qëndron në proceset e formimit të përzierjes ajër-karburant dhe djegien e tij. Përveç kësaj, motorët me naftë janë pjesë më të qëndrueshme. Kjo është për shkak të rreth dyfishit të raportit të kompresimit të motorëve me benzinë (19-24 kundrejt 9-11).

Klasifikimi

Sipas dizajnit të dhomës së djegies, motorët me naftë ndahen në opsione me një dhomë të veçantë djegieje dhe me injeksion të drejtpërdrejtë.

Në të parënNë këtë rast, dhoma e djegies ndahet nga cilindri dhe lidhet me të nga një kanal. Kur kompresohet, ajri që hyn në dhomën e tipit vorbull përdredhet, gjë që përmirëson formimin e përzierjes dhe vetëndezjen, e cila fillon atje dhe vazhdon në dhomën kryesore. Motorët me naftë të këtij lloji ishin më parë të zakonshëm në makinat e pasagjerëve për faktin se ata dalloheshin nga një nivel më i ulët zhurme dhe një diapazon i madh rrotullimi nga opsionet e diskutuara më poshtë.

Në motorët me naftë me injeksion të drejtpërdrejtë, dhoma e djegies ndodhet në piston dhe karburanti furnizohet në hapësirën mbi piston. Ky dizajn u përdor fillimisht në motorët me shpejtësi të ulët me volum të lartë. Ata dalloheshin nga niveli i lartë i zhurmës dhe dridhjeve dhe konsumi i ulët i karburantit. Më vonë, me ardhjen e pompave të karburantit me presion të lartë të kontrolluar elektronikisht dhe optimizimin e procesit të djegies, projektuesit arritën funksionim të qëndrueshëm në një gamë deri në 4500 rpm. Përveç kësaj, rritja e efikasitetit, zvogëlimi i niveleve të zhurmës dhe dridhjeve. Ndër masat për të zvogëluar ngurtësinë e punës është një para-injeksion me shumë faza. Falë kësaj, motorët e këtij lloji janë përhapur në dy dekadat e fundit.

Sipas parimit të funksionimit, motorët me naftë ndahen në motorë me katër dhe dy goditje, si dhe motorë benzinë. Karakteristikat e tyre diskutohen më poshtë.

Parimi i funksionimit

Për të kuptuar se çfarë është një motor nafte dhe çfarë përcakton karakteristikat e tij funksionale, është e nevojshme të merret parasysh parimi i funksionimit. Klasifikimi i mësipërm i motorëve me djegie të brendshme pistoni bazohet në numrin e goditjeve të përfshira në ciklin e funksionimit, të cilat dallohen nga madhësia e këndit të rrotullimit të boshtit me gunga.

Prandaj, cikli i punës së motorëve me katër goditje përfshin 4 faza.

• Marrje. Ndodh kur boshti me gunga rrotullohet nga 0 në 180°. Në këtë rast, ajri kalon në cilindër përmes valvulës hyrëse të hapur në 345-355 °. Në të njëjtën kohë, gjatë rrotullimit të boshtit me gunga me 10-15 °, hapet valvula e shkarkimit, e cila quhet mbivendosje.
• Ngjeshje. Pistoni që lëviz lart në 180-360° ngjesh ajrin 16-25 herë (raporti i ngjeshjes) dhe valvula e marrjes mbyllet në fillim të goditjes (në 190-210°).
• Infarkt pune, zgjatje. Ndodh në 360-540°. Në fillim të goditjes, derisa pistoni të arrijë në pikën e sipërme të vdekur, karburanti injektohet në ajrin e nxehtë dhe ndizet. Kjo është një veçori e motorëve me naftë që i dallon ata nga motorët me benzinë, ku ndodh avancimi i ndezjes. Produktet e djegies që rezultojnë e shtyjnë pistonin poshtë. Në këtë rast, koha e djegies së karburantit është e barabartë me kohën e furnizimit të tij nga gryka dhe nuk zgjat më shumë se kohëzgjatja e goditjes së punës. Kjo do të thotë, gjatë procesit të punës, presioni i gazit është konstant, si rezultat i të cilit motorët me naftë zhvillojnë më shumë çift rrotullues. Gjithashtu një tipar i rëndësishëm i motorëve të tillë është nevoja për të siguruar ajër të tepërt në cilindër, pasi flaka zë një pjesë të vogël të dhomës së djegies. Kjo do të thotë, proporcioni i përzierjes ajër-karburant është i ndryshëm.
• Lëshim. Në 540-720° të rrotullimit të boshtit të gungës, valvula e shkarkimit është e hapur dhe pistoni lëviz lart për të zhvendosur gazrat e shkarkimit.

Cikli me dy goditje karakterizohet nga faza të shkurtuara dhe një proces i vetëm i shkëmbimit të gazit në cilindër (pastrimi) që ndodh midis fundit të goditjes dhe fillimit të ngjeshjes. Kur pistoni lëviz poshtë, produktet e djegies hiqen përmes valvulave të shkarkimit ose dritareve (në murin e cilindrit). Më vonë hapen dritaret e hyrjes për të hyrë në ajër të pastër. Ndërsa pistoni ngrihet, të gjitha dritaret mbyllen dhe fillon ngjeshja. Pak para se të arrihet TDC, karburanti injektohet dhe ndizet, fillon zgjerimi.

Për shkak të vështirësisë së pastrimit të dhomës së rrotullimit, motorët me dy goditje ofrohen vetëm me injeksion të drejtpërdrejtë.

Performanca e motorëve të tillë është 1.6-1.7 herë më e lartë se performanca e një motori me naftë të tipit me katër goditje. Rritja e tij sigurohet nga zbatimi dy herë më i shpeshtë i goditjeve të punës, por pjesërisht zvogëlohet për shkak të madhësisë dhe fryrjes së tyre më të vogël. Për shkak të numrit të dyfishtë të goditjeve, cikli me dy goditje është veçanërisht i rëndësishëm nëse është e pamundur të rritet shpejtësia.

Problemi kryesor me këta motorë është pastrimi për shkak të kohëzgjatjes së tij të shkurtër, e cila nuk mund të kompensohet pa ulur efikasitetin duke shkurtuar goditjen. Përveç kësaj, është e pamundur të ndahet ajri i shkarkimit dhe ajri i pastër, për shkak të të cilit një pjesë e këtij të fundit hiqet me gazrat e shkarkimit. Ky problem mund të zgjidhet duke siguruar dritare paraprake të shkarkimit. Në këtë rast, gazrat fillojnë të hiqen para pastrimit dhe pas mbylljes së daljes, cilindri plotësohet me ajër të pastër.

Përveç kësaj, kurduke përdorur një cilindër, ka vështirësi me sinkronizmin e hapjes / mbylljes së dritareve, prandaj ka motorë (PDP) në të cilët secili cilindër ka dy pistona që lëvizin në të njëjtin plan. Njëri prej tyre kontrollon marrjen, tjetri kontrollon shkarkimin.

Sipas mekanizmit të zbatimit, spastrimi ndahet në me vrima (dritare) dhe me valvula. Në rastin e parë, dritaret shërbejnë si hapje hyrëse dhe daljeje. Opsioni i dytë përfshin përdorimin e tyre si porta të marrjes dhe valvula në kokën e cilindrit shërben si një dalje.

Zakonisht naftët me dy goditje përdoren në automjete të rënda si anije, lokomotiva me naftë, tanke.

Sistemi i karburantit

Pajisja e karburantit të motorëve me naftë është shumë më e ndërlikuar se ajo e motorëve me benzinë. Kjo për shkak të kërkesave të larta për saktësinë e furnizimit me karburant për sa i përket kohës, sasisë dhe presionit. Përbërësit kryesorë të sistemit të karburantit - pompë injektimi, injektorë, filtër.

Sistemi i furnizimit me karburant të kontrolluar nga kompjuteri (Common-Rail) përdoret gjerësisht. Ajo e derdh atë në dy të shtëna. E para prej tyre është e vogël, e cila shërben për rritjen e temperaturës në dhomën e djegies (para injektimit), e cila redukton zhurmën dhe dridhjet. Përveç kësaj, ky sistem rrit çift rrotullues në shpejtësi të ulëta me 25%, zvogëlon konsumin e karburantit me 20% dhe përmbajtjen e blozës në gazrat e shkarkimit.

Turbocharging

Turbinat përdoren gjerësisht në motorët me naftë. Kjo është për shkak të presionit më të lartë (1,5-2) të gazrave të shkarkimit, të cilatrrotulloni turbinën, e cila shmang vonesën e turbos duke siguruar nxitje nga rpm më të ulëta.

Fillim i ftohtë

Mund të gjeni shumë komente që dizel nuk fillon në temperatura të ulëta. Vështirësia e ndezjes së motorëve të tillë në kushte të ftohta është për faktin se kjo kërkon më shumë energji. Për të lehtësuar procesin, ato janë të pajisura me një parangrohës. Kjo pajisje përfaqësohet nga priza ndriçimi të vendosura në dhomat e djegies, të cilat, kur ndezja ndizet, ngrohin ajrin në to dhe punojnë edhe 15-25 sekonda pas ndezjes për të siguruar qëndrueshmërinë e motorit të ftohtë. Falë kësaj, motorët me naftë fillojnë në temperatura -30 … -25 ° С.

Veçoritë e shërbimit

Për të siguruar qëndrueshmëri në funksionim, duhet të dini se çfarë është motori me naftë dhe si ta mirëmbani atë. Prevalenca relativisht e ulët e motorëve në shqyrtim në krahasim me motorët me benzinë shpjegohet, ndër të tjera, me mirëmbajtje më komplekse.

Së pari, kjo ka të bëjë me sistemin e karburantit me kompleksitet të lartë. Për shkak të kësaj, motorët me naftë janë jashtëzakonisht të ndjeshëm ndaj përmbajtjes së ujit dhe grimcave mekanike në karburant, dhe riparimi i tij është më i shtrenjtë, si dhe motori në tërësi, në krahasim me benzinën e të njëjtit nivel.

Në rastin e një turbine, kërkesat për cilësinë e vajit të motorit janë gjithashtu të larta. Burimi i tij është zakonisht 150 mijë km, dhe kostoja është e lartë.

Në çdo rast, motorët me naftë duhet të ndërrohen më shpesh vaji sesa motorët me benzinë (2 herë sipas standardeve evropiane).

Siç ishtevuri në dukje se këta motorë kanë probleme me fillimin e ftohtë kur nafta nuk fillon në temperatura të ulëta. Në disa raste, kjo shkaktohet nga përdorimi i karburantit të gabuar (në varësi të stinës, në motorë të tillë përdoren lloje të ndryshme, pasi karburanti gjatë verës ngrin në temperatura të ulëta).

Performanca

Përveç kësaj, shumë njerëzve nuk u pëlqejnë cilësitë e tilla të motorëve me naftë si fuqia më e ulët dhe diapazoni i shpejtësisë së funksionimit, nivelet më të larta të zhurmës dhe dridhjeve.

Një motor me benzinë zakonisht tejkalon një motor të ngjashëm me naftë për sa i përket performancës, duke përfshirë kapacitetin e litrave. Motori i tipit në fjalë në të njëjtën kohë ka një kurbë çift rrotullues më të lartë dhe të barabartë. Një raport më i lartë i kompresimit, i cili siguron më shumë çift rrotullues, detyron përdorimin e pjesëve më të forta. Meqenëse ato janë më të rënda, fuqia zvogëlohet. Përveç kësaj, kjo ndikon në masën e motorit, dhe rrjedhimisht edhe në makinë.

Diapazoni i vogël i shpejtësive të funksionimit është për shkak të ndezjes më të gjatë të karburantit, si rezultat i së cilës nuk ka kohë të digjet me shpejtësi të lartë.

Rritja e niveleve të zhurmës dhe dridhjeve shkaktojnë një rritje të mprehtë të presionit në cilindër gjatë ndezjes.

Përparësitë kryesore të motorëve me naftë konsiderohen tërheqje më e lartë, efikasitet dhe mirëdashësi mjedisore.

Traksioni, domethënë çift rrotullimi i lartë me shpejtësi të ulët, shpjegohet me djegien e karburantit ndërsa injektohet. Kjo siguron reagim më të madh dhe e bën më të lehtë përdorimin me efikasitet të energjisë.

Ekonomia drejtohet nga të dyjakonsumi i ulët, dhe fakti që karburanti dizel është më i lirë. Përveç kësaj, është e mundur të përdoren vajra të rëndë të shkallës së ulët për shkak të mungesës së kërkesave strikte për paqëndrueshmëri. Dhe sa më i rëndë të jetë karburanti, aq më i lartë është efikasiteti i motorit. Së fundi, naftët punojnë me përzierje të dobëta në krahasim me motorët me benzinë dhe me një raport të lartë kompresimi. Kjo e fundit siguron më pak humbje të nxehtësisë me gazrat e shkarkimit, domethënë efikasitet më të madh. Të gjitha këto masa zvogëlojnë konsumin e karburantit. Nafta, falë kësaj, e shpenzon 30-40% më pak.

Mirësjellja mjedisore e motorëve me naftë shpjegohet me faktin se gazrat e tyre të shkarkimit kanë një përmbajtje më të ulët të monoksidit të karbonit. Kjo arrihet duke përdorur sisteme të sofistikuara pastrimi, falë të cilave motori me benzinë tashmë plotëson të njëjtat standarde mjedisore si një motor dizel. Ky lloj motori më parë ishte dukshëm inferior ndaj benzinës në këtë drejtim.

Aplikacion

Siç është e qartë se çfarë është një motor nafte dhe cilat janë karakteristikat e tij, motorë të tillë janë më të përshtatshëm për rastet kur nevojitet tërheqje e lartë në rrotullime të ulëta. Prandaj, ato janë të pajisura pothuajse me të gjithë autobusët, kamionët dhe pajisjet e ndërtimit. Sa i përket automjeteve private, ndër to parametra të tillë janë më të rëndësishëm për SUV-të. Për shkak të efikasitetit të lartë, modelet urbane janë të pajisura edhe me këta motorë. Përveç kësaj, ato janë më të përshtatshme për t'u menaxhuar në kushte të tilla. Për këtë dëshmojnë makinat e testimit me naftë.