Motorul diesel - principiul motorului Diesel, comparatie intre motorul cu benzina si motorul Diesel, solutii pentru optimizarea functionarii motorului

Motorul diesel

1.1.          Principiul motorului Diesel.

Diferit de motorul cu benzina unde aprinderea este comandata, motorul Diesel functioneaza datorita aprinderii spontane a carburantului in timp ce este injectat in camera de ardere. Pentru aceasta, mai multe conditii sunt necesare:

Temperatura aerului in momentul injectiei trebuie sa fie de aproximativ 600° C (400° C minimum). Aceasta temperatura este atinsa prin comprimarea aerului admis in motor.

Motorina este injectata sub presiune inalta (de la 130 la mai mult de 1000 bars) pentru a obtine o pulverizare care sa permita arderea completa a carburantului.

Exemplu de motor F9Qt.

1.2.          Ciclul mixt.

Pentru motoarele Diesel rapide, se utilizeaza un ciclu care permite arderea in doi timp: o parte se face la volum constant, cealalta se face la presiune constanta (ciclul lui Sabathé).

1.2.1.     Temperatura la sfarsitul compresiei.

Compresia aerului admis trebuie sa permita obtinerea temperaturii necesare la finele compresiei odata cu inceperea injectarii de carburant.

Mai multi factori influenteaza aceasta temperatura:

Presiunea la sfarsitul compresiei. Trebuie sa fie de 20 bari minimum cu o diferenta de maximum 4 bari intre cilindrii. Rapoartele volumetrice utilizate sunt de aproximativ 15/1 pentru motoarele cu injectie directa la 22/1 pentru motoarele cu injectie indirecta.

Temperatura aerului admis. In anumite cazuri de functionare este necesara incalzirea aerului admis (pre-postincalzire).

Suprafata de schimb de caldura intre camera de ardere si exterior (motoarele cu injectie directa au un raport volumetric mai scazut).

1.2.2.     Fazele de ardere

Carburantul patrunde in camera, fiind pulverizat prin injector. Fiecare particula de motorina intra in contact cu aerul supraincalzit.

Fiecare molecula de carburant gazos incepe sa se amestece cu aerul, fazele de ardere fiind urmatoarele:

Oxidarea motorinei si formarea de peroxizi. Particulele fine de carburant care se formeaza in momentul injectiei se oxideaza prin contact cu oxigenul din aerul comprimat pentru a forma peroxizi

Descompunerea peroxizilor. Separarea moleculelor de motorina si oxigenarea provoaca zgomotul caracteristic motorului diesel.

Referat: Ferastrau circular cu masa mobila Referat: Criterii pentru aprecierea rezistentei la foc

Cracarea. Caldura degajata realizeaza o cracare a picaturilor ramase in stare initiala. Continutul in carbon a moleculelor de carburant este puternic diminuat prin aceasta cracare si antreneaza o diminuare a vitezei de ardere.

1.3.          Comparatie intre motorul cu benzina si motorul Diesel.

1.4.          Solutii pentru optimizarea functionarii motorului

1.4.1.     Injectia directa / injectia indirecta.

Exista doua tipuri de motoare Diesel :

1.4.2.     Gestionarea dozajului.

Parametrii fundamentali pentru gestionarea dozajului de carburant sunt turatia si sarcina motorului. In anumite cazuri, se considera si alti parametri.

Gestionarea electronica permite integrarea mai multor parametri si deci obtinerea unui debit injectat mai precis:

Viteza vehiculului: permite calculul raportului angajat(optimizarea performantelor).

Temperatura motorinei: Permite calculul masei volumice de motorina (emisiile de fum).

Debitul de aer : Permite calculul masei de aer admis in motor (dozaj).

Presiune atmosferica: Permite corectia altimetrica.

Temperatura apei : Permite calculul debitului la pornire (suprasarcina)

Stare decodor : Interdictie debit si antidemaraj activ.

Constrangerile cu privire la depoluare si exigentele clientilor face imposibila gestionarea mecanica asa cum a fost realizata pana in prezent.

Sinoptica gestionarii dozajului.

1.4.3.     Gestionarea inceputului de injectie (avansul).

Avansul la injectie este necesar pentru compensarea intarzierilor:

Intarzierea injectiei: timpii care se scurg intre debutul injectiei la pompa si debutul injectiei la injector (timpi constanti).

Intarzierea arderii: timpii necesari pentru aprinderea motorinei (timpi variabili).

Este necesar sa se compenseze aceste intarzieri incepand injectia la pompa inaintea Punctului Mort Superior al motorului.

Sinoptica avansului.

Evolutia avansului trebuie, in principal, sa tina cont de viteza motorului, deoarece pentru o aceiasi intarziere, unghiul efectuat de arborele cotit variaza in functie de regim.

In functie de aplicatie, alti parametrii pot fi considerati cum ar fi:

Sarcina motor Corectiile sunt necesare in functie de principiul de pompaj. La pompele rotative cu pistoane radiale se constata o variatie naturala a avansului in functie de sarcina care trebuie sa fie considerata pentru evitarea emisiilor de fum si a zgomotelor de motor. Adica, inceputul injectiei este variabil deoarece galetii ataca inelul cu came in functie de cantitatea de motorina (sarcina) care patrunde intre cele doua pistoane plonjoare.

Temperatura apa In cazul functionarii la rece, intarzierea arderii este mai importanta, fiind necesara o compensare printr-o corectie a avansului.

Temperatura aer Temperatura aerului are o influenta directa asupra temperaturii sfarsitului de compresie si deci intarzierea arderii.

Presiune atmosferica Daca presiunea de admisie scade, presiunea la sfarsitul compresiei scade. Temperatura la sfarsitul de compresiei devine mai mica si intarzierea arderii creste.

Viteza vehicul Permite calculul raportului de cutie pentru a efectua corectiile in scopul ameliorarii performantelor si a usurintei de a conduce.

Informatie debut injectie: La un Common Rail calculatorul comanda direct inceputul deschiderii injectoarelor in functie de pozitia cilindrilor.

Atunci cand la o pompa rotativa avansul este gestionat electronic, calculatorul defineste avansul real la transmiterea informatiei PMH motor si informatiei