Dieselmotoren Verbrandingscycli en brandstofkenmerken uitgelegd

Dieselmotoren voorzien onze zwaarste machines van energie - van vrachtwagens voor lange afstanden tot zeeschepen - met een opmerkelijk goed brandstofverbruik.Deze mogelijkheid is het gevolg van geavanceerde thermodynamische principes en precisie-engineering die dieseltechnologie onderscheiden van conventionele benzinemotoren.

In tegenstelling tot benzinemotoren met vonkontsteking werken dieselmotoren op compressieontstekingsprincipes.Vervolgens wordt brandstof geïnjecteerd die spontaan verbrandt bij contact met de oververhitte lucht.Dieselmotoren gebruiken meestal lichte of zware dieselbrandstof en voltooien hun krachtcyclus door vier verschillende fasen.

Het dieselverbrandingsproces volgt deze precieze volgorde:

• Inlaatslag:De zuiger daalt naar beneden terwijl de inlaatklep opengaat, waardoor de omgevingslucht wordt ingevoerd.
• Compressie slag:Met gesloten kleppen comprimeert de stijgende zuiger de lucht tot 1/12-1/24 van zijn oorspronkelijke volume, waardoor temperaturen van meer dan 500 °C (932 °F) worden gegenereerd.
• Stroomversnelling:In de buurt van het bovenste dode middel verdampen hogedrukbrandstofinjectoren diesel in de verbrandingskamer.
• Uitlaatslag:De stijgende zuiger stoot verbrandingsbijproducten uit door de open uitlaatklep, en bereidt zich voor op de volgende cyclus.

Het rendement van de dieselauto is afkomstig van deze extreme compressie-eigenschappen:

• Compressieverhouding:In de reeks van 12:1 tot 24:1 (tegenover 8:1-12:1 voor benzine), waardoor een hoger thermisch rendement mogelijk is
• Compressie temperatuur:500-600°C (932-1,112°F) - ruim boven de automatische ontstekingsdrempel van diesel
• Cylinderdruk:35-45 bar (500-650 psi) die een robuuste motorconstructie vereisen

De meeste moderne dieselmotoren maken gebruik van viertaktcycli, maar twee-takt dieselmotoren bieden een hogere vermogendichtheid voor maritieme en locomotieve toepassingen.twee-taktontwerpen brengen brandstofefficiëntie op het spel en stellen grotere uitdagingen voor bij het beheersen van emissies.

Onjuiste brandstofinspuiting of slechte atomisatie kunnen vertraagde ontsteking veroorzaken, wat leidt tot drukgolven die de kenmerkende dieselklop veroorzaken.Moderne common-rail-inspuitsystemen met nauwkeurige elektronische besturing hebben dit probleem grotendeels verzacht.

De kwaliteit van dieselbrandstof wordt gemeten aan de hand van het cetanenummer (CN) in plaats van het octanenpercentage.Cetane geeft aan dat de brandstof klaar is - hogere waarden (minimaal 45 voor wegdiesel) zorgen voor een soepelere koude start en een consistente verbranding.

De dieselmotor heeft een 30-40% hoger warmte-efficiëntie ten opzichte van benzine-motoren, waardoor deze onmisbaar is voor zware apparatuur.

• Hoogdruk common-rail injectie (2.000+ bar/29.000+ psi)
• Systemen voor de recirculatie van uitlaatgassen
• Dieseldeeltjesfilters (DPF)
• Selectieve katalytische reductie (SCR) met ureuminspuiting

Ondanks de trend van elektrificatie blijven dieselmotoren van vitaal belang voor het goederenvervoer, de scheepvaart en de industriële energieopwekking.hybride integratie, en alternatieve brandstoffen zorgen voor de voortzetting van de relevantie van diesel in een koolstofvrije wereld.