Når du ser de gigantiske lastbiler, der trækker store læs op ad bakken, kan det virke som en opgave for en standardmotor, men det, vi oftest misforstår, er den enorme kraft, som en dieselmotor genererer for at få denne proces til at fungere og få arbejdet udført. Disse dieselmotorer er kraftkilden bag nogle af de største og stærkeste maskiner som lastbiler, tog og skibe.

Hvad er en dieselmotor, og hvordan fungerer den?

En dieselmotor er en type forbrændingsmotor, som gør det muligt at forbrænde brændstoffet inde i den centrale del af motoren ved at injicere varm luft under højt tryk ind i et kammer eller i cylindrene for at producere strøm.

De standard benzinmotorer, vi har i vores biler, er også forbrændingsmotorer, i modsætning til de motorer med ekstern forbrænding, der findes i gammeldags damplokomotiver; ikke desto mindre er en dieselmotor mere kraftfuld.

Dertil kommer, at du også vil opleve, at disse forbrændingsmotorer er mere effektive, da de ikke spilder en masse energi, da varmen bare bliver ét sted. Du vil også opdage, at din forbrændingsmotor producerer mere kraft fra den samme mængde brændstof end nogen anden forbrændingsmotor med ekstern forbrænding.

Processen for at forstå, hvordan en dieselmotor fungerer, kan forklares i fire enkle trin:

Induktion

Dette indebærer processen med at suge luft ind, når stemplet bevæger sig nedad i boringen og åbner indsugningsventilen. Nøglen er at gøre det, når lufttrykket er ca. 1,7 til næsten 2,4 megapascal. Det er først da, at luften kan suges ind i hver af cylindrene.

Andre startmetoder vil afhænge af motorens størrelse og den tilsluttede belastning. De kan omfatte anvendelse af hjælpeudstyr, tilførsel af trykluftstød til en luftaktiveret motor, tilførsel af elektrisk strøm til en elektrisk startmotor og anvendelse af en lille benzinmotor, der er gearet til motorens svinghjul.

Kompression

Når indsugningsventilen lukker i bunden af slaget, vil den lade stemplet stige og komprimere den luft, der er samlet indeni. En dieselmotor anvender ikke en luft-brændstofblanding, men komprimerer luft, hvilket forhindrer problemer med forantændelse, som oftest forekommer i motorer med gnisttænding med høj kompression. Der kan opnås kraftigere kompressionsforhold med dieselmotorer samt en højere teoretisk cyklusvirkningsgrad.

Tænding

Da brændstoffet sprøjtes ind i toppen af slaget, tvinger det derefter stemplet nedad, hvilket muliggør tænding. Dieselmotoren vil få energi, når det brændende brændstof sprøjtes eller sprøjtes ind i cylinderen, hvor der er varm, komprimeret luft til stede. For at denne proces kan fungere, skal lufttemperaturen imidlertid være højere end den temperatur, ved hvilken det indsprøjtede brændstof kan antændes. Dette vil gøre det muligt for brændstoffet at reagere med luftens ilt og dermed brænde.

Det er desuden interessant at se, at disse dieselmotorer også er kendt som motorer med kompressionstænding, fordi det er opvarmning af luften ved kompression snarere end en elektrisk gnist, der forårsager initieringen af forbrændingen.

Udstødning

Når stemplet bevæger sig opad, vil det åbne udstødningsventilen, så den forbrændte gas kan komme ud. En turbolader og en efterkøler i dieselmotorer har forbedret ydeevnen med hensyn til effektivitet og effekt.

Hvordan adskiller dieselmotoren sig fra benzin- og benzinmotorer?

Selv om en dieselmotor og en benzinmotor har mange ens hovedkomponenter og begge arbejder efter firetaktscyklusen, er der flere iboende forskelle i den måde, hvorpå brændstoffet antændes i begge disse motorer, og hvordan effektudbyttet reguleres.

Følgende er de vigtigste forskelle mellem de to:

Tænding

I en benzin- eller benzinmotor antændes brændstof- og luftblandingen ved hjælp af en gnist. Processen starter med at sprøjte brændstof og luft ind i små metalcylindre, og stempelkompressionen gør denne blanding eksplosiv. Den antændes følgelig ved hjælp af en elektrisk gnist, når tændrøret i motoren sætter ild til den. Denne brændstof- og luftblanding vil derefter eksplodere og generere nok kraft til at skubbe stemplet ned i cylinderen og starte køretøjet.

Selv om dieselmotorer følger en mere ligefrem proces, er de meget mere håndterbare. Tændingen i dieselmotorer kræver kun kompression af luft. Når på den ene side en benzinmotor har et typisk kompressionsforhold på 9:1, arbejder en dieselmotor med et kompressionsforhold på 20:1. Derfor kan kompressionerne alene antænde brændstoffet, når luften har en højere temperatur, uden at der er behov for en elektrisk gnist eller noget andet tændingssystem.

En nem måde at forstå denne proces på er at relatere den til, når du pumper dit cykeldæk. Du bemærker måske, at pumpen bliver varmere, jo længere du bruger den. Det viser, at komprimering af luft genererer varme. Så på samme måde komprimerer en dieselmotor varme på endnu mindre plads. Dette gør luften varm; den kan blive op til 500 °C og nogle gange endnu højere.

Dermed antændes brændstoffet, når det indsprøjtes, øjeblikkeligt og eksploderer uden brug af et tændrør, hvilket derimod er nødvendigt i en petroleumsmotor eller benzinmotor. Hele denne proces viser dieselmotorens styrke og effektivitet, og hvor vigtig den er blevet i forhold til andre motortyper, specielt dem, der arbejder på petroleum og benzin.

Luft pr. indsugning

En dieselmotor trækker altid den samme mængde luft, uanset motorens omdrejningstal, gennem en indsugningskanal, der kun åbnes og lukkes ved hjælp af en indsugningsventil. I en benzinmotor er der derimod tale om en varierende mængde luft, der trækkes ind. Det vil afhænge af, hvor meget gashåndtaget åbnes.

Motorens opbygning

Selv om du kan finde ud af, at en dieselmotor ser næsten ens ud som en benzin- eller benzinmotor og indeholder næsten lige store dele, har den en masse andre komponenter, som gør den mere holdbar end en benzin- eller benzinmotor.

Du vil opdage, at en dieselmotor normalt har tykkere vægge og flere afstivningsbaner sammenlignet med en benzinmotor. Dette giver den ekstra styrke og hjælper den til at modstå ekstra belastning.

En dieselmotor er normalt en mere kraftig blok med stærkere plejlstænger, stempler, lejehætter og krumtapaksler. Da formen af forbrændings- og hvirvelkamrene i en dieselmotor er anderledes end i en benzin- eller gasmotor, vil du opdage, at cylinderhovedets udformning for begge motorer også er forskellig.

Brændstof

Som det fremgår, fungerer en dieselmotor på dieselbrændstof, og benzinmotoren fungerer på benzin; det er dog nødvendigt at forstå, hvordan disse forskellige brændstoffer er kompatible med motorens funktion og gør dem mere effektive.

Dieselbrændstoffet er for det meste mindre raffineret, mere substantielt, mere tyktflydende og mindre flygtigt end benzin. For de af jer, der har set “derv” skrevet på en dieselpumpestation, er dette det brændstof, som I skal bruge til jeres køretøjer med dieselmotor.

Forholdet mellem dieselbrændstof og vand er også vigtigt at bemærke i dette tilfælde. Det kan stivne eller endog størkne, når det er koldt, da det kan observere mængder af vand, som kan fryse. Det kan håndtere omkring 50 eller 60 dele vand. Dette kan være en smule problematisk, da det kan forårsage frysning eller voksning af brændstofledninger og injektorer.

Hvis du nogensinde har set nogen blæse lamper på deres lastbil med dieselmotor om vinteren, må du forstå, at dette er grunden. Desuden bruger andre også visse tilsætningsstoffer for at undgå dette problem.

Mere vigtigt er det, at du vil opdage, at dieselbrændstof har en højere energitæthed end benzin og benzin. Denne større effekt på omkring 147.000 BTU, der i gennemsnit genereres af en gallon dieselbrændstof, betyder, at det kommer med en højere effekt, effektivitet og bedre kilometertal.

Det forklarer også, hvorfor dieselbrændstof bruges til at drive vigtige transportkøretøjer som busser, lastbiler, tog, kraner, bygge- og landbrugsudstyr samt både, hvilket gør det afgørende for bygge-, transport- og landbrugsindustrien og dermed for hele økonomien.

Typer af dieselmotorer

Du vil opdage, at dieselmotorer findes i to forskellige typer: totakts- og firetaktsmotorer. Slaglængde henviser til stempelets funktion i motoren, og dette skelner grundlæggende mellem de to modeller.

Totakts

En totakts dieselmotor bruger slaglængde i to retninger for at gennemføre sin cyklus. Det første slag handler om kompression, når stemplet bevæger sig opad og resulterer i antændelse af det komprimerede brændstof. Det andet slag eller returløbet sker, når stemplet bevæger sig nedad en enkelt gang for at bringe nyt brændstof ind i cylinderen.

Totaktsmotoren følger normalt disse tre nødvendige trin:

1. Udstødning og indsugning: Når den friske luft kommer ind i cylinderen og skubber den gamle ud gennem ventilerne i toppen.
2. Kompression: Dette sker, når indsugnings- og udstødningsventilerne lukker, og stemplet bevæger sig opad for at komprimere og derefter som følge heraf opvarme luften. Brændstoffet tilsættes, når stemplet når toppen af cylinderen, og fører derefter til selvantændelse.
3. Kraft: Ved antændelse af luft- og brændstofblandingen bevæges stemplet nedad, og der sendes kraft til at starte hjulene.

Firetaktsmotorer

En firetaktsmotor kan være en del af både en dieselmotor og en benzin- eller benzinmotor. Den har et kompressionsslag og et udstødningsslag samt hver et returslag, hvilket gør den til en firetaktsmotor i alt.

Kompressionsslaget er involveret i at komprimere luft- og brændstofblandingen for at føre til antændelse, mens udstødningsslaget beskæftiger sig med at frigive forbrændte gasser. I dette tilfælde bevæger stemplet sig op og ned to gange.

Firetaktsmotoren omfatter fire hovedtrin:

1. Indtag: Dette består i at suge luft ind i cylinderen gennem indsugningsventilen, når stemplet bevæger sig nedad.
2. Kompression: Dette sker, når stemplet bevæger sig opad, hvorved indsugningsventilen lukkes og luften komprimeres for at opvarme den. Når der sprøjtes brændstof ind i denne, sker tændingen uden et tændrør.
3. Kraft: Med tændingen skubbes stemplet ned, og kraften sendes til hjulene.
4. Udstødning: Stemplet vender nu tilbage, og de forbrændte gasser skubbes langt ud gennem udløbsventilen.

Forskelle mellem de to typer

Selv om den væsentlige forskel mellem totaktsmotoren og firetaktsmotoren er antallet af slag, er det mere indlysende, at andre faktorer også adskiller disse to typer fra hinanden. Nogle af dem er nævnt nedenfor:

• Totaktsmotorer er både lettere og mindre end firetaktsmotorer.
• Totaktsmotorer er også mere effektive, fordi de producerer strøm én gang for hver omdrejning i stedet for én gang for hver anden omdrejning, som det er tilfældet med firetaktsmotorer. Selv om dette er et pluspunkt, betyder det også, at totaktsmotorer kan lide under mere betydeligt slid. Derfor kan de kræve mere køling og smøring.
• Du vil se, at størstedelen af dieselmotorer er en firetaktscyklus. Totaktsmotorer findes normalt i større motorer, f.eks. i motorer til skibe og scootere. På den anden side kan du opdage firetaktsmotorer, der almindeligvis anvendes i biler, lastbiler samt andre biler.
• Totaktsmotorer kræver lettere svinghjul, mens firetaktsmotorer kræver tunge svinghjul. Firetaktsmotoren er en mere afbalanceret kraft med én omdrejning for ét kraftslag, mens totaktsmotoren genererer en mere ubalanceret kraft med to omdrejninger for ét kraftslag.
• Smøring er generelt lettere for totaktsmotorer og mere kompliceret for firetaktsmotorer.
• Totaktsmotorer menes at være mere støjende end firetaktsmotorer. De udvikler også mere røg.
• Totaktsmotorer er meget billigere end firetaktsmotorer, som kan være dyrere på grund af ventil- og smøringsmekanismen samt en forholdsvis vanskeligere fremstilling.

Oversigt over dieselmotorens historie

Den blev startet af Rudolf Diesel, en tysk ingeniør, som fik ideen til dieselmotoren, og derfor er dieselmotoren opkaldt efter ham. Diesel var den, der indså, at kompressionsslag kunne erstatte den elektroniske tændingsproces i den eksisterende benzinmotor. Han foreslog denne cyklus i sine patenter fra 1892 og 1893. Den startede som en firetaktsmotor.

I begyndelsen blev der foreslået enten pulveriseret kul eller flydende petroleum som brændstof. Den første industrimotor, der blev udviklet på grundlag af Diesels patenter, blev etableret i St. Louis, Mo. af Adolphus Busch, og blev forløberen for Busch-Sulzer-motoren. Som var ansvarlig for at drive mange amerikanske ubåde under Første Verdenskrig.

Spå et senere tidspunkt blev hjemvendte soldater fra krigstiden, som havde betjent typer af dieselmotorer, taget til sig af fabrikanter, som ønskede at udvikle totaktsdieselen. Dette gjorde dieselmotorer billigere og nemmere at fremstille.

Senere blev brændstofindsprøjtningsteknologien også indført for at imødekomme det voksende behov for en luftkompressor med højtryksindsprøjtning. Den startede som en pumpe, der blev lavet til at erstatte højtryksluftkompressoren.

Der var imidlertid en anden forbedring, der skulle foretages. Motorens udstødning indeholdt en ekstrem mængde røg, hvilket førte til en ukorrekt forbrænding af brændstoffet. Så der blev indført en brændstofindsprøjtningsdyse til at sprøjte brændstof ind i cylinderen.

I 1914 bidrog William T. Price, som var en ung amerikansk ingeniør, også til dieselmotoren ved at arbejde på en motor, der havde brug for et lavere kompressionsforhold og ingen varme pærer. Han havde succes og søgte derfor også om patenter. Der skulle dog stadig gøres meget for at bringe dieselmotoren frem til den form, der er i brug i dag.

På den tid blev totaktsmotorer almindeligvis brugt til at producere elektricitet, drive vandpumpningsanlæg og motorbåde, trawlere og slæbebåde.

I begyndelsen af 1920’erne gik General Electric og Ingersoll-Rand sammen om at bygge et diesel-elektrisk lokomotiv. Succesen var så stor, at lokomotivet resulterede i ordrer fra næsten alle industrier, herunder fabrikker, miner og jernbaner. Nu anvendes de i tunge entreprenørmaskiner, kraftige landbrugstraktorer og de fleste store lastbiler og busser.

Og selv om der er ulemper ved at bruge en lastbil med dieselmotor, f.eks. en mere betydelig udeladelse af forurenende stoffer i luften, er dens opfindelse stadig et gennembrud, som har bidraget enormt til flere industrier i verden, især transport, byggeri og landbrug.

Det er derfor af største vigtighed at vide, hvordan denne proces blev indledt, og de forskellige typer af diesellastbilmotorer, der findes i dag.

Når det kommer til at få din dieselmotor repareret, skal du gå efter en etableret dieselreparationsservice, hvis teknikere kan reparere din lastvogns dieselmotor effektivt og til din fulde tilfredshed.

Ved STP Diesel tror vi på at finde & reparation af den grundlæggende årsag til fejl, ikke kun symptomet. Forebyggelse af gentagne reparationer er et af vores grundlæggende principper; at være i stand til også at identificere forebyggende reparationer er nøglen til at holde din lastbil på vejen.

Bedre viden om, hvordan en dieselmotor fungerer, og hvordan den adskiller sig fra andre motortyper som f.eks. benzin- og benzinmotorer, giver et klarere billede af, hvordan vi har udviklet os teknologisk set.

Så næste gang du ser en stor lastbil med dieselmotor køre forbi din bil og trække sin store last, så værdsæt forskellene og forstå den mere betydningsfulde mekanik, der arbejder bag kørslen af den.

STP Diesel servicerer i øjeblikket det større Houston-område, herunder The Woodlands, Spring, Conroe, Tomball, Magnolia, Baytown, Sugar Land og Katy.