Động cơ diesel, được đặt tên theo Rudolf Diesel, là động cơ đốt trong, trong đó nhiên liệu được đốt cháy do nhiệt độ tăng của không khí trong xi lanh do kết quả của quá trình nén cơ học; do đó, động cơ diesel được gọi là động cơ đánh lửa nén. Điều này trái ngược với các động cơ sử dụng bugi đánh lửa hỗn hợp nhiên liệu không khí, chẳng hạn như động cơ xăng hoặc động cơ khí.
Động cơ diesel hoạt động bằng cách chỉ nén không khí hoặc không khí cộng với khí cháy dư từ ống xả. Không khí được đưa vào buồng trong hành trình nạp và nén trong hành trình nén. Điều này làm tăng nhiệt độ không khí trong xi lanh đến mức nhiên liệu diesel phun vào buồng đốt sẽ bốc cháy.
Vì nhiên liệu được phun vào không khí ngay trước khi đốt cháy, sự phân bố của nhiên liệu không đồng đều; đây được gọi là hỗn hợp nhiên liệu không khí không đồng nhất. Mô-men xoắn được tạo ra bởi động cơ diesel được điều khiển bằng cách điều chỉnh tỷ lệ không khí-nhiên liệu (λ); Thay vì điều chỉnh lượng khí nạp, động cơ diesel dựa vào sự thay đổi lượng nhiên liệu phun vào và tỷ lệ nhiên liệu không khí thường cao.
Động cơ diesel có hiệu suất nhiệt (hiệu suất động cơ) cao nhất so với bất kỳ động cơ đốt trong hoặc động cơ đốt ngoài thực tế nào do tỷ lệ giãn nở rất cao và khả năng đốt cháy nạc vốn có của nó, cho phép tản nhiệt qua không khí thừa.
Cũng tránh được tổn thất hiệu suất nhỏ so với động cơ xăng không phun trực tiếp vì không có nhiên liệu chưa cháy hết trong quá trình chồng van và do đó không có nhiên liệu đi trực tiếp từ nạp / phun tới xả.
Động cơ diesel tốc độ thấp có thể đạt được hiệu suất hiệu quả lên đến 55%. Tua bin khí chu trình hỗn hợp là động cơ đốt trong hiệu quả hơn động cơ diesel, nhưng khối lượng và kích thước của nó khiến nó không phù hợp với xe cộ, tàu thủy hoặc máy bay.
Xe chạy dầu diesel cũng giống xe chạy xăng vì đều sử dụng động cơ đốt trong. Một điểm khác biệt là động cơ diesel có hệ thống phun đánh lửa bằng nén thay vì hệ thống đánh lửa bằng tia lửa điện được sử dụng bởi hầu hết các loại xe chạy xăng.
Trong hệ thống đánh lửa bằng nén, nhiên liệu điêzen được phun vào buồng đốt của động cơ và bốc cháy nhờ nhiệt độ cao đạt được khi khí được nén bởi pít-tông động cơ.
Không giống như hệ thống kiểm soát khí thải trên xe chạy xăng, nhiều xe chạy dầu có thêm các thành phần sau xử lý giúp giảm chất dạng hạt và phân hủy khí thải nitơ oxit (NOx) nguy hiểm thành nitơ và nước vô hại. Dầu diesel là nhiên liệu giao thông thông thường và một số lựa chọn nhiên liệu khác sử dụng các hệ thống và thành phần động cơ tương tự.
Hình ảnh động thể hiện bốn giai đoạn của động cơ diesel:nạp, nén, công suất và xả.
Giống như động cơ xăng, động cơ diesel thường hoạt động bằng cách lặp lại một chu kỳ gồm bốn giai đoạn hoặc hành trình trong đó piston chuyển động lên xuống hai lần trong suốt chu kỳ (nói cách khác, trục khuỷu quay hai lần).
Trong động cơ diesel hai kỳ, một chu trình hoàn chỉnh xảy ra với việc pít-tông di chuyển lên và xuống chỉ một lần. Thật khó hiểu, thực sự có ba giai đoạn trong một chu kỳ hai kỳ:
Động cơ hai thì nhỏ hơn và nhẹ hơn động cơ bốn thì và có xu hướng hiệu quả hơn vì chúng tạo ra điện một lần cho mỗi vòng quay (chứ không phải hai vòng một lần như động cơ bốn thì). Điều này có nghĩa là chúng yêu cầu làm mát và bôi trơn nhiều hơn và chịu mài mòn cao hơn.
Có ba nhóm kích thước cơ bản của động cơ diesel dựa trên công suất — nhỏ, trung bình và lớn.
Các động cơ nhỏ có giá trị công suất đầu ra dưới 188 kilowatt hoặc 252 mã lực. Đây là loại động cơ diesel được sản xuất phổ biến nhất. Những động cơ này được sử dụng trong ô tô, xe tải nhẹ và một số ứng dụng nông nghiệp và xây dựng, đồng thời làm máy phát điện cố định loại nhỏ (chẳng hạn như động cơ chế tạo đồ nghề) và làm ổ đĩa cơ khí. Chúng thường là động cơ phun xăng trực tiếp, thẳng hàng, bốn hoặc sáu xi-lanh. Nhiều loại được tăng áp với bộ làm mát sau.
Động cơ trung bình có công suất từ 188 đến 750 kilowatt, hoặc 252 đến 1.006 mã lực. Phần lớn các động cơ này được sử dụng trong xe tải hạng nặng. Chúng thường là động cơ phun xăng trực tiếp, thẳng hàng, tăng áp sáu xi-lanh và làm mát sau. Một số động cơ V-8 và V-12 cũng thuộc nhóm cỡ này.
Động cơ diesel lớn có xếp hạng công suất vượt quá 750 kilowatt. Những động cơ độc đáo này được sử dụng cho các ứng dụng truyền động hàng hải, đầu máy và cơ khí và để phát điện. Trong hầu hết các trường hợp, chúng là hệ thống phun xăng trực tiếp, tăng áp và làm mát sau. Chúng có thể hoạt động với tốc độ thấp nhất là 500 vòng / phút khi độ tin cậy và độ bền là rất quan trọng.
Động cơ Điêzen thường được dùng làm động cơ cơ khí, máy phát điện, truyền động cơ động. Chúng được sử dụng rộng rãi trong đầu máy xe lửa, thiết bị xây dựng, ô tô và vô số ứng dụng công nghiệp. Phạm vi của họ mở rộng đến hầu hết các ngành và có thể được quan sát hàng ngày nếu bạn quan sát kỹ mọi thứ bạn đi qua.
Động cơ diesel công nghiệp và máy phát điện chạy bằng diesel có các ứng dụng xây dựng, hàng hải, khai thác mỏ, bệnh viện, lâm nghiệp, viễn thông, hầm lò và nông nghiệp. Sản xuất điện cho nguồn dự phòng chính hoặc dự phòng là ứng dụng chính của máy phát điện diesel ngày nay. Xem bài viết của chúng tôi về các loại động cơ và máy phát điện khác nhau và các ứng dụng phổ biến của chúng để biết thêm ví dụ.
Động cơ diesel hiệu quả hơn và được ưa chuộng hơn nhiều so với động cơ xăng do những lý do sau:
Động cơ diesel, bất kỳ động cơ đốt trong nào trong đó không khí được nén đến nhiệt độ đủ cao để đốt cháy nhiên liệu diesel phun vào xi lanh, nơi quá trình đốt cháy và giãn nở kích hoạt piston.
Cũng như động cơ xăng, động cơ diesel được khởi động bằng cách quay với một động cơ điện, bắt đầu chu trình nén-đánh lửa. Tuy nhiên, khi nguội, động cơ diesel rất khó khởi động, đơn giản là vì. nén không khí không dẫn đến nhiệt độ đủ cao để đốt cháy nhiên liệu.
Xăng và dầu diesel đến từ dầu thô, từ sâu trong lòng đất. Dầu thô được tinh chế để làm xăng (ở Mỹ loại dầu này được gọi là xăng) hoặc dầu diesel. Hầu hết các hình thức vận tải đều sử dụng xăng hoặc dầu diesel để cung cấp năng lượng cho động cơ của chúng - từ máy cắt cỏ, ô tô, xe buýt và xe máy đến tàu lớn và máy bay.
Các thành phần chính trong động cơ diesel:
Về mặt khái niệm, động cơ diesel hoạt động bằng cách nén không khí đến áp suất / nhiệt độ cao và sau đó bơm một lượng nhỏ nhiên liệu vào khí nén nóng này. Nhiệt độ cao làm bay hơi một lượng nhỏ nhiên liệu phun vào có độ nguyên tử hóa cao.
Động cơ diesel đôi khi được gọi là động cơ đánh lửa do nén vì sự khởi động của quá trình đốt cháy phụ thuộc vào không khí được đốt nóng bằng lực nén chứ không phải là tia lửa điện. Trong động cơ diesel, nhiên liệu được đưa vào khi pít-tông tiếp cận tâm điểm chết trên cùng của hành trình.
Có hai loại động cơ diesel:hai kỳ và bốn kỳ. Hầu hết các động cơ diesel thường sử dụng chu trình bốn kỳ, với một số động cơ lớn hơn hoạt động theo chu trình hai kỳ.
Động cơ diesel lấy không khí, nén nó và sau đó phun nhiên liệu vào khí nén. Nhiệt của không khí nén đốt cháy nhiên liệu một cách tự nhiên. Động cơ diesel không có bugi.
Động cơ diesel cung cấp nhiều công suất hơn ở số vòng quay động cơ thấp hơn so với động cơ xăng tương đương. Điều này làm cho động cơ diesel cảm thấy phù hợp hơn với các chuyến đi xa lộ dài hơn vì chúng không hoạt động mạnh như động cơ xăng để tạo ra cùng một hiệu suất. Điều này cũng giúp làm cho ô tô chạy bằng động cơ diesel phù hợp hơn để kéo.
Khi nói đến hiệu suất, động cơ diesel cung cấp hiệu suất cao hơn bằng cách sử dụng ít hơn 15-20% nhiên liệu so với động cơ xăng. Mô-men xoắn cấp thấp của động cơ diesel mang lại trải nghiệm lái xe trên đường cao tốc tốt hơn nhiều. Tuy nhiên, giá của hiệu suất này là cao hơn so với biến thể xăng của cùng một chiếc xe.
Nhiên liệu diesel được tạo ra từ dầu thô và sinh khối. Hầu hết nhiên liệu diesel được sản xuất và tiêu thụ ở Hoa Kỳ được tinh chế từ dầu thô tại các nhà máy lọc dầu. Các nhà máy lọc dầu của Hoa Kỳ sản xuất trung bình từ 11 đến 12 gallon nhiên liệu diesel từ mỗi thùng dầu thô 42 gallon (Hoa Kỳ).
Động cơ diesel vẫn hiệu quả hơn động cơ xăng, nhưng ít hơn đối với những người chủ yếu lái xe trong thành phố. Xe động cơ diesel cũng có nhiều mô-men xoắn hơn, giúp tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn cùng với khả năng tăng tốc ấn tượng hơn.
Động cơ diesel, được đặt tên theo Rudolf Diesel, là động cơ đốt trong, trong đó nhiên liệu bốc cháy là do nhiệt độ tăng cao của không khí trong xylanh do nén cơ học; do đó, động cơ diesel được gọi là động cơ đánh lửa nén (động cơ CI).
Nhiên liệu diesel là thuật ngữ chung cho loại dầu nhiên liệu chưng cất được bán để sử dụng cho các phương tiện cơ giới sử dụng động cơ đánh lửa nén được đặt theo tên của nhà phát minh, kỹ sư người Đức Rudolf Diesel. Ông được cấp bằng sáng chế cho thiết kế ban đầu của mình vào năm 1892. Nhiên liệu diesel được tinh chế từ dầu thô và từ vật liệu sinh khối.
Ba nhóm kích thước cơ bản. Có ba nhóm kích thước cơ bản của động cơ diesel dựa trên công suất — nhỏ, trung bình và lớn.
Động cơ diesel cao cấp có số cetan cao hơn, độ bôi trơn tốt hơn và bao gồm chất tẩy rửa cung cấp khả năng làm sạch kim phun so với động cơ diesel tiêu chuẩn số 2. Cetane đo độ trễ đánh lửa của nhiên liệu. Cetan cao hơn tương đương với thời gian trễ ngắn hơn và chất lượng đánh lửa tốt hơn để khởi động nhanh hơn và ít ô nhiễm hơn.
Nhiên liệu diesel thường đắt hơn. Phục vụ có thể đắt hơn, mặc dù bạn không cần phải làm điều đó thường xuyên. Xe chạy bằng động cơ diesel tạo ra nhiều NO2 hơn. Động cơ diesel có thể ồn hơn một chút.
Khi nói đến hiệu suất, động cơ diesel cung cấp hiệu suất cao hơn bằng cách sử dụng ít hơn 15-20% nhiên liệu so với động cơ xăng. Mô-men xoắn cấp thấp của động cơ diesel mang lại trải nghiệm lái xe trên đường cao tốc tốt hơn nhiều. Tuy nhiên, giá của hiệu suất này là cao hơn so với biến thể xăng của cùng một chiếc xe.
Vào những năm 1890, Rudolf Diesel đã phát minh ra động cơ đốt trong, đánh lửa nén, hiệu quả mang tên ông.
Diesel had the intention of developing an internal combustion engine and worked on the idea for several years, which led to his introduction of a prototype in 1893 and the first diesel engine production model in 1897.
Gasoline rose to prominence in 1892 while diesel took a little longer with some sources pointing to 1893 when it was first used and recognized as a fuel source. So, with that in mind, gasoline was technically the first, as it gained popularity and commercial success faster than its diesel counterpart.
Rudolf Diesel’s first compression ignition engines ran on peanut oil at the World Exposition in Paris.
The first true car engine is typically credited to Karl Benz. After years of being obsessed with bicycles and technology, Benz developed what’s taken to be the first gasoline-powered automobile in 1885. The engine in question was a single-cylinder four-stroke contraption.
Phần đó của động cơ được gọi là gì và nó hoạt động như thế nào?
HEMI là gì? Nó hoạt động như thế nào?
Bộ tăng áp là gì và nó hoạt động như thế nào?
Động cơ ô tô là gì? | Động cơ ô tô hoạt động như thế nào?