Kiedy widzisz te gigantyczne ciężarówki ciągnące ogromne ładunki na wzgórzu, może się wydawać, że jest to zadanie dla standardowego silnika, ale to, czego najczęściej nie rozumiemy, to ogromna moc, jaką generuje silnik Diesla, aby ten proces działał i aby praca została wykonana. Te silniki wysokoprężne są źródłem mocy niektórych z największych i najsilniejszych maszyn, takich jak ciężarówki, pociągi i statki.

Co to jest silnik wysokoprężny i jak działa?

Silnik wysokoprężny jest rodzajem silnika spalinowego, który umożliwia spalanie paliwa w centralnej części silnika poprzez wtryskiwanie gorącego, wysokociśnieniowego powietrza do komory lub cylindrów w celu wytworzenia mocy.

Standardowe silniki benzynowe, które mamy w naszych samochodach są również silnikami wewnętrznego spalania, w przeciwieństwie do tych z zewnętrznym spalaniem, które można znaleźć w staromodnych lokomotywach parowych; niemniej jednak, diesel jest potężniejszy.

Co więcej, znajdziesz również te silniki spalinowe, aby być bardziej wydajne, ponieważ nie marnują dużo energii, ponieważ ciepło po prostu pozostaje w jednym miejscu. Przekonasz się również, że twój silnik spalinowy wytwarza więcej mocy z tej samej objętości paliwa niż jakikolwiek inny silnik o spalaniu zewnętrznym.

Proces zrozumienia, jak działa silnik wysokoprężny można wyjaśnić w czterech prostych krokach:

Indukcja

To obejmuje proces zasysania powietrza, jak tłok porusza się w dół otworu i otwiera zawór wlotowy. Kluczowe jest, aby zrobić to, gdy ciśnienie powietrza wynosi około 1,7 do prawie 2,4 megapaskali. Dopiero wtedy powietrze może być zasysane do każdego z cylindrów.

Inne metody rozruchu zależą od wielkości silnika i podłączonego obciążenia. Mogą one obejmować użycie urządzeń pomocniczych, dopuszczenie podmuchów sprężonego powietrza do silnika uruchamianego powietrzem, dostarczenie prądu elektrycznego do elektrycznego silnika rozruchowego, oraz użycie małego silnika benzynowego sprzężonego z kołem zamachowym silnika.

Sprężanie

Jak zawór wlotowy zamyka się w dolnej części suwu, pozwoli to na uniesienie się tłoka i sprężenie zgromadzonego w nim powietrza. Silnik wysokoprężny nie wykorzystuje mieszanki paliwowo-powietrznej, lecz sprężone powietrze, co zapobiega problemom z zapłonem wstępnym, występującym najczęściej w silnikach o wysokim stopniu sprężania z zapłonem iskrowym. W silnikach wysokoprężnych można osiągnąć mocniejsze stopnie sprężania, a także wyższą teoretyczną sprawność cyklu

Zapłon

Jak paliwo jest wtryskiwane w górnej części suwu, wymusza ono ruch tłoka w dół, umożliwiając zapłon. Silnik Diesla zyskuje energię, gdy płonące paliwo jest rozpylane lub wtryskiwane do cylindra, w którym znajduje się gorące, sprężone powietrze. Aby jednak proces ten przebiegał prawidłowo, temperatura powietrza musi być wyższa niż temperatura, w której wtryskiwane paliwo może się zapalić. Pozwoli to na reakcję paliwa z tlenem zawartym w powietrzu i w konsekwencji na jego spalenie.

Jest to dodatkowo interesujące, aby zobaczyć, że te silniki wysokoprężne są również znane jako silniki z zapłonem samoczynnym, ponieważ ogrzewanie powietrza przez kompresję, a nie iskrę elektryczną jest tym, co powoduje inicjację spalania.

Wydech

Gdy tłok porusza się w górę, otworzy zawór wydechowy umożliwiając spalony gaz, aby wyjść. Turbosprężarka i chłodnica końcowa w silnikach wysokoprężnych poprawiły osiągi pod względem sprawności i mocy.

Jak silnik Diesla różni się od silników benzynowych?

Mimo że silnik Diesla i silnik benzynowy mają wiele podobnych głównych komponentów i oba pracują w cyklu czterosuwowym, istnieje kilka nieodłącznych różnic w sposobie zapłonu paliwa w obu tych silnikach oraz w sposobie regulacji mocy wyjściowej.

Następujące są najważniejsze różnice między nimi:

Zapłon

W silniku benzynowym lub benzynowym, mieszanka paliwa i powietrza jest zapalana przez iskrę. Proces rozpoczyna się od wtrysku paliwa i powietrza do małych metalowych cylindrów, a sprężanie tłoka powoduje, że mieszanka ta staje się wybuchowa. W konsekwencji zapala się ona poprzez iskrę elektryczną, kiedy świeca zapłonowa w silniku podpala ją. Ta mieszanka paliwa i powietrza będzie następnie eksplodować, generując wystarczającą moc, aby popchnąć tłok w dół na cylindrze i uruchomić pojazd.

Ale chociaż silniki wysokoprężne mogą podążać za bardziej prostym procesem, są one znacznie łatwiejsze do opanowania. Zapłon w silniku wysokoprężnym wymaga jedynie sprężenia powietrza. Kiedy z jednej strony silnik benzynowy ma typowy stopień sprężania 9:1, silnik wysokoprężny pracuje na stopniu sprężania 20:1. Hence, compressions alone can ignite the fuel when the air is at a higher temperature, without the need of an electric spark or any other ignition system.

An easy way to understand this process is to relate it to when you are pumping your bicycle tire. Możesz zauważyć, że pompka staje się coraz gorętsza, im dłużej z niej korzystasz. To pokazuje, że sprężanie powietrza generuje ciepło. W ten sam sposób silnik Diesla kompresuje ciepło w jeszcze mniejszej przestrzeni. To powoduje, że powietrze jest gorące; może osiągnąć temperaturę 500°C, a czasami nawet wyższą.

Więc, kiedy paliwo jest wtryskiwane, zapala się natychmiast i wybucha bez potrzeby użycia świecy zapłonowej, która, z drugiej strony, jest wymagana w silniku naftowym lub benzynowym. Cały ten proces świadczy o sile i wydajności silnika wysokoprężnego oraz o tym, jak ważny stał się w porównaniu z innymi rodzajami silników, zwłaszcza tymi, które pracują na ropie naftowej i benzynie.

Powietrze na ssanie

Silnik wysokoprężny zawsze pobiera taką samą ilość powietrza, bez względu na prędkość obrotową silnika, przez przewód wlotowy, który otwiera się i zamyka tylko za pomocą zaworu wlotowego. Natomiast w silniku benzynowym ilość zasysanego powietrza jest zmienna. Będzie to zależało od stopnia otwarcia przepustnicy.

Konstrukcja silnika

Mimo że silnik wysokoprężny wygląda prawie tak samo jak silnik benzynowy lub benzynowy i zawiera prawie takie same części, ma on wiele innych elementów, co czyni go bardziej trwałym niż silnik benzynowy lub benzynowy.

Zobaczysz, że silnik wysokoprężny ma zazwyczaj grubsze ściany i więcej wstęg stężenia w porównaniu do silnika benzynowego. To pozwala mu na dodatkową siłę i pomaga mu w znoszeniu dodatkowego stresu.

Silnik wysokoprężny jest zazwyczaj bardziej ciężki blok, z mocniejszymi korbowody, tłoki, pokrywy łożysk i wały korbowe. Ponieważ kształt komór spalania i zawirowań w silniku wysokoprężnym jest inny niż w benzynowym lub gazowym, można zauważyć, że projekt głowicy cylindra dla obu jest również inny.

Paliwo

Jak widać, silnik wysokoprężny pracuje na oleju napędowym, a silnik benzynowy pracuje na benzynie; jednak konieczne jest zrozumienie, w jaki sposób te różne paliwa są kompatybilne z działaniem ich silników i czynią je bardziej wydajnymi.

Olej napędowy jest przeważnie mniej rafinowany, bardziej treściwy, bardziej lepki, mniej lotny niż benzyna. Dla tych z was, którzy widzieli „derv” napisane na stacji pomp oleju napędowego, jest to paliwo dla Ciebie do korzystania z pojazdów z silnikiem diesla.

Związek między olejem napędowym i wody jest również istotne, aby zauważyć w tym przypadku. Może on sztywnieć, a nawet zestalać się, gdy jest zimno, ponieważ może obserwować ilości wody, które mogą zamarznąć. Może on obsługiwać około 50 lub 60 części wody. To może być trochę problematyczne, ponieważ może to spowodować zamarzanie lub woskowanie przewodów paliwowych i wtryskiwaczy.

Jeśli kiedykolwiek widział ktoś dmuchanie lamp na ich diesel-silnik ciężarówki podczas zimy, musisz zrozumieć, to jest dlaczego. Ponadto, inni również używać niektórych dodatków, aby uniknąć tego problemu.

Co ważniejsze, można znaleźć, że olej napędowy ma większą gęstość energii niż benzyny i benzyny. Ta większa moc około 147.000 BTU generowane przez jeden galon oleju napędowego, średnio, oznacza, że pochodzi z większą moc, wydajność i lepszy przebieg.

To również wyjaśnia, dlaczego olej napędowy jest używany do zasilania podstawowych pojazdów transportowych, takich jak autobusy, ciężarówki, pociągi, dźwigi, sprzęt budowlany i rolniczy, a także łodzie, co czyni go krytycznym dla budownictwa, transportu i rolnictwa, a w konsekwencji całej gospodarki.

Typy silników wysokoprężnych

Zobaczysz, że silniki wysokoprężne występują w dwóch różnych typach: dwusuwowe i czterosuwowe. Skok odnosi się do działania tłoka w silniku, i to zasadniczo odróżnia te dwa modele.

Dwusuw

Dwusuwowy silnik Diesla wykorzystuje skok w dwóch kierunkach, aby zakończyć swój cykl. Pierwszy suw dotyczy sprężania, kiedy tłok porusza się w górę i powoduje zapłon sprężonego paliwa. Drugi suw lub suw powrotny ma miejsce, gdy tłok porusza się w dół tylko raz, aby wprowadzić nowe paliwo do cylindra.

Silnik dwusuwowy zazwyczaj wykonuje następujące trzy niezbędne kroki:

1. Wydech i wlot: kiedy świeże powietrze wchodzi do cylindra wypychając stare przez zawory na górze.
2. Kompresja: ma miejsce, kiedy zawory wlotowe i wylotowe zamykają się, a tłok porusza się w górę, aby skompresować, a następnie w konsekwencji podgrzać powietrze. Paliwo jest dodawane, gdy tłok osiąga szczyt cylindra, a następnie prowadzi do spontanicznego zapłonu.
3. Moc: wraz z zapłonem mieszanki powietrza i paliwa, tłok zostanie przesunięty w dół, a moc zostanie wysłana do uruchomienia kół.

Silniki czterosuwowe

Silnik czterosuwowy może być częścią zarówno silnika wysokoprężnego, jak i benzynowego lub benzynowego. Ma jeden suw sprężania i jeden suw wydechu, jak również każdy z nich ma suw powrotny, co czyni go w sumie silnikiem czterosuwowym.

Suw sprężania jest zaangażowany w sprężanie mieszanki powietrza i paliwa w celu doprowadzenia do zapłonu, podczas gdy suw wydechu zajmuje się uwalnianiem spalonych gazów. Tłok, w tym przypadku, porusza się w górę i w dół dwa razy.

Silnik czterosuwowy obejmuje cztery główne etapy:

1. Wlot: polega na wciąganiu powietrza do cylindra przez zawór wlotowy, gdy tłok porusza się w dół.
2. Sprężanie: ma miejsce, gdy tłok porusza się w górę, zamykając zawór wlotowy i sprężając powietrze w celu jego ogrzania. Ponieważ do tego wtryskiwane jest paliwo, zapłon ma miejsce bez świecy zapłonowej.
3. Moc: z zapłonem, tłok jest popychany w dół, a moc jest wysyłana do kół.
4. Wydech: tłok powraca, a spalone gazy są wypychane przez zawór wylotowy.

Różnice pomiędzy dwoma typami

Chociaż istotną różnicą pomiędzy silnikiem dwusuwowym a silnikiem czterosuwowym jest liczba suwów, bardziej oczywiste jest, że inne czynniki również odróżniają te dwa typy od siebie. Niektóre z nich są wymienione poniżej:

• Silniki dwusuwowe są lżejsze, jak również mniejsze w porównaniu do czterosuwowych.
• Silniki dwusuwowe są również bardziej wydajne, ponieważ wytwarzają moc raz na każdy obrót, a nie raz na każde dwa obroty, jak w przypadku czterosuwowych. Chociaż jest to zaleta, oznacza to również, że silniki dwusuwowe mogą podlegać większemu zużyciu. Stąd, mogą wymagać więcej chłodzenia i smarowania.
• Zobaczysz, że większość silników wysokoprężnych to silniki czterosuwowe. Dwusuwowe są zwykle spotykane w większych silnikach, takich jak te dla statków i skuterów. Z drugiej strony, można odkryć czterosuwowe używane powszechnie w samochodach osobowych, ciężarowych oraz innych pojazdach samochodowych.
• Silniki dwusuwowe wymagają lżejszego koła zamachowego, natomiast czterosuwowe wymagają ciężkiego koła zamachowego. Czterosuw jest bardziej zrównoważoną siłą z jednym obrotem na jeden suw mocy, a dwusuw generuje bardziej niezrównoważoną siłę z dwoma obrotami na jeden suw mocy.
• Smarowanie jest ogólnie łatwiejsze dla silników dwusuwowych i bardziej skomplikowane dla czterosuwowych.
• Sądzi się, że silniki dwusuwowe są głośniejsze niż czterosuwowe. Generują one również więcej dymu.
• Silniki dwusuwowe są znacznie tańsze od czterosuwowych, które mogą być droższe ze względu na mechanizm zaworów i smarowania, jak również porównywalną trudność w produkcji.

Podsumowanie historii silników wysokoprężnych

Zaczął Rudolf Diesel, niemiecki inżynier, który wpadł na pomysł silnika wysokoprężnego, stąd też nazwa silnika wysokoprężnego pochodzi od jego nazwiska. Diesel był tym, który zdał sobie sprawę, że suw sprężania może zastąpić proces zapłonu elektronicznego w istniejącym silniku benzynowym. Zaproponował ten cykl w swoich patentach z 1892 i 1893 roku. Początkowo był to silnik czterosuwowy.

Na początku jako paliwo proponowano sproszkowany węgiel lub płynną ropę naftową. Louis, Mo., przez Adolphusa Buscha, i stał się prekursorem silnika Buscha-Sulzera. Który był odpowiedzialny za zasilanie wielu amerykańskich okrętów podwodnych w I wojnie światowej.

Później, powracający w czasie wojny żołnierze, którzy obsługiwali typy diesli, byli zabierani przez producentów, którzy chcieli rozwijać dwusuwowe diesle. Dzięki temu silniki wysokoprężne stały się tańsze i łatwiejsze w produkcji.

Później wprowadzono również technologię wtrysku paliwa, aby zaspokoić rosnące zapotrzebowanie na sprężarkę powietrza z wtryskiem pod wysokim ciśnieniem. Zaczęło się od pompy wykonanej w celu zastąpienia wysokociśnieniowej sprężarki powietrza.

Jednakże było jeszcze jedno ulepszenie, które należało wprowadzić. Z wydechu silnika wydobywały się bardzo duże ilości dymu, co prowadziło do niewłaściwego spalania paliwa. Tak więc, dysza wtrysku paliwa został wprowadzony do wtrysku paliwa do cylindra.

W 1914 roku, William T. Price, który był młody amerykański inżynier, również przyczynił się do silnika wysokoprężnego, pracując nad silnikiem, który potrzebował niższy stopień sprężania i nie gorące żarówki. Odniósł sukces i w związku z tym również złożył wniosek o patent. Jednak wiele jeszcze trzeba było zrobić, aby doprowadzić silnik wysokoprężny do formy, która jest używana dzisiaj.

W tym czasie silniki dwusuwowe były powszechnie używane do produkcji energii elektrycznej, uruchamiania zakładów pompowania wody oraz łodzi motorowych, trawlerów i holowników.

W początkach lat dwudziestych XX wieku General Electric i Ingersoll-Rand współpracowały przy budowie lokomotywy spalinowo-elektrycznej. Sukces był taki, że lokomotywa spowodowało zamówień z prawie każdej branży, w tym fabryk, kopalń i kolei. Obecnie są one stosowane w ciężkich maszynach budowlanych, ciągnikach rolniczych o dużej mocy oraz w większości dużych ciężarówek i autobusów.

Choć istnieją wady korzystania z ciężarówki z silnikiem diesla, takie jak bardziej znaczące pominięcie zanieczyszczeń w powietrzu, jego wynalazek jest nadal przełomem, który w ogromnym stopniu przyczynił się do kilku branż na świecie, głównie transportu, budownictwa i rolnictwa.

W związku z tym, jest to najwyższej wagi, aby wiedzieć, jak ten proces został zainicjowany, a różne rodzaje silników Diesla samochodów ciężarowych, które istnieją obecnie.

Jeśli chodzi o uzyskanie naprawy silnika wysokoprężnego, idź do ustalonego oleju napędowego usługi naprawy, których technicy mogą naprawić silnik wysokoprężny samochodu ciężarowego skutecznie i najlepiej z Twojej satysfakcji.

Na STP Diesel, wierzymy w znalezienie & naprawy głównej przyczyny awarii, a nie tylko objaw. Zapobieganie powtarzającym się naprawom jest jednym z naszych podstawowych założeń; zdolność do identyfikacji napraw zapobiegawczych jest kluczem do utrzymania Twojego pojazdu na drodze.

Większa wiedza na temat działania silnika wysokoprężnego i jego różnic w stosunku do innych typów silników, takich jak te produkowane przez benzynę i benzynę, daje jaśniejszy obraz tego, jak technologicznie ewoluowaliśmy.

Więc, następnym razem, gdy zobaczysz dużą ciężarówkę z silnikiem diesla jadącą obok twojego samochodu, ciągnącą swój duży ładunek, doceń różnice i zrozum bardziej znaczące mechaniki, które działają za jego prowadzeniem.

STP Diesel obecnie obsługuje większy obszar Houston, w tym The Woodlands, Spring, Conroe, Tomball, Magnolia, Baytown, Sugar Land i Katy.