เครื่องยนต์ดีเซลสมัยใหม่เป็นอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพและมีประสิทธิภาพสูง หากเครื่องยนต์ดีเซลรุ่นก่อน ๆ ได้รับการติดตั้งในเครื่องจักรกลการเกษตร (รถแทรกเตอร์ รถรวม ฯลฯ) ตอนนี้รถยนต์ในเมืองทั่วไปจะติดตั้งไว้ด้วย แน่นอนว่าบางคนเชื่อมโยงดีเซลกับควันดำจากท่อไอเสีย บางครั้งมันก็เป็นเช่นนั้น แต่ตอนนี้ระบบไอเสียได้รับการปรับปรุงให้ทันสมัยและแทบไม่มีผลที่ไม่พึงประสงค์ดังกล่าว มาดูเครื่องยนต์ดีเซลสองจังหวะและคุณสมบัติกัน
ข้อมูลทั่วไปบางส่วน
คุณสมบัติหลักของเครื่องยนต์ดีเซลคือประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น สาเหตุส่วนใหญ่มาจากเชื้อเพลิง ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่า 15% ถ้าคุณดูที่เชื้อเพลิงในระดับโมเลกุล เราจะเห็นคาร์บอนเป็นสายยาว ด้วยเหตุนี้ ประสิทธิภาพการส่งออกของน้ำมันดีเซลจึงสูงกว่าน้ำมันเบนซินเล็กน้อย
หลักการทำงานของดีเซลคลาสสิคมอเตอร์ประกอบด้วยการแปลงการเคลื่อนที่แบบลูกสูบของกลไกข้อเหวี่ยง (KShM) ให้เป็นงานทางกล ความแตกต่างที่สำคัญจากเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้น้ำมันเบนซินนั้นอยู่ที่วิธีเตรียมและจุดส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศ
ในเครื่องยนต์ดีเซล ส่วนผสมจะเกิดขึ้นโดยตรงในห้องเผาไหม้ ดังนั้นที่ความดันสูงสุด ส่วนผสมจะติดไฟ จะดีจะร้าย ค่อยมาว่ากันทีหลัง แต่ตอนนี้เรามาดูสิ่งที่น่าสนใจที่สุดกันดีกว่า
เครื่องยนต์ดีเซลสองจังหวะ
ปัจจุบันมอเตอร์ประเภทนี้มีการกระจายตัวน้อยเหมือนเครื่องยนต์ลูกสูบแบบโรตารี่ ประกอบด้วยกังหันก๊าซซึ่งจำเป็นสำหรับการแปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงานกลและซูเปอร์ชาร์จเจอร์ หลักการทำงานของส่วนหลังคือการเพิ่มกำลังโดยการเพิ่มแรงดัน ส่งผลให้การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงลดลง
กระบอกสูบในเครื่องยนต์อยู่ตรงข้ามกันในตำแหน่งแนวนอน ที่จริงแล้วทำไมเครื่องยนต์สองจังหวะถึงตั้งชื่ออย่างนั้น? นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่ากระบอกสูบทำงานในการหมุนรอบเพลาข้อเหวี่ยงเพียงครั้งเดียว นั่นคือมันกลายเป็นสองรอบ
รอบการทำงานของดีเซลสองจังหวะมีดังนี้ เมื่อลูกสูบลงมาถึงจุดต่ำสุด กระบอกสูบจะเต็มไปด้วยอากาศ เมื่อถึงจุดหนึ่ง วาล์วไอเสียจะเปิดออกและก๊าซจะไหลออกมา ในเวลาเดียวกัน อากาศจะเข้าสู่กระบอกสูบผ่านทางหน้าต่างด้านล่าง
หลักการทำงานของเครื่องยนต์ดีเซลสองจังหวะ
สังเกตได้ความจริงที่ว่าในเครื่องยนต์สันดาปภายในนั้นใช้การล้างสองประเภท: หน้าต่างและช่องวาล์ว เมื่อใช้หน้าต่างกระบอกสูบสำหรับไอดีและไอเสีย นี่คือระบบหน้าต่าง หากช่องระบายอากาศถูกปรับผ่านวาล์วพิเศษในกระบอกสูบและทางเข้าทางหน้าต่างแสดงว่าระบบวาล์วช่อง วิธีการล้างและทำความสะอาดนี้เป็นวิธีการที่เหมาะสมที่สุด นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าอากาศทั้งหมดยังคงอยู่ในกระบอกสูบ บางส่วนไปไกลกว่ามอเตอร์ ระบบทำความสะอาดครั้งเดียวที่เรียกว่าระบบช่วยทำให้มั่นใจได้ว่าสามารถกำจัดผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ออกจากกระบอกสูบได้ดีที่สุด
เครื่องดีเซลสองจังหวะวิ่งได้ค่อนข้างนาน นี่เป็นเพราะการกระทำทางกลน้อยลงภายในกระบอกสูบ ดังนั้นลูกสูบจึงเริ่มเคลื่อนที่จากจุดศูนย์กลางตายด้านล่าง ขณะนี้วาล์วไอดีและหน้าต่างปิดอยู่ ดังนั้น กระบวนการบีบอัดข้อมูลจึงเริ่มต้นขึ้น หัวฉีดตั้งอยู่ที่ศูนย์ตายบน เชื้อเพลิงถูกจุดด้วยลมร้อน เมื่อลูกสูบเคลื่อนลง ผลิตภัณฑ์การเผาไหม้จะขยายตัว
ล้างช่องวาล์ว
ประสิทธิภาพเครื่องยนต์ที่เพิ่มขึ้นอย่างมากสามารถทำได้เมื่ออากาศไหลไปตามแกนของกระบอกสูบเท่านั้น หากในมอเตอร์สองจังหวะแรกมีการใช้การกวาดล้างวงแหวนซึ่งไม่ได้ให้ผลลัพธ์ที่เหมาะสม จะใช้เฉพาะช่องวาล์วเท่านั้นในอนาคต ด้วยระบบนี้ ทำให้สามารถลดปริมาตรของพื้นที่ที่ไม่เป่าในกระบอกสูบให้เหลือน้อยที่สุด ระบบอนุญาตให้วาล์วไอเสียปิดเร็วขึ้นเล็กน้อย วิธีการนี้ช่วยลดการสูญเสียประจุใหม่ได้อย่างมากและการเพิ่มประสิทธิภาพที่ดีขึ้น ทุกวันนี้ การล้างด้วยวาล์วแบบ slotted ใช้กับเรือและการทหารเทคนิค
ข้อดีสองจังหวะ
เครื่องยนต์ดังกล่าวเครื่องแรกเปิดตัวสู่โลกพร้อมๆ กับ ICE ดีเซล 4 จังหวะคลาสสิก ค่อนข้างเร็ว ๆ นี้เครื่องยนต์เบนซิน 2 จังหวะปรากฏขึ้น คุณสมบัติที่สำคัญคือน้ำหนักเบา ในที่นี้ เราจะพูดถึงการลดน้ำหนักลงได้ 40-50% เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ดีเซลคลาสสิกที่มีเทอร์ไบน์ ค่อนข้างเป็นคุณลักษณะที่สำคัญสำหรับรถสมัยใหม่ เมื่อนักพัฒนาพยายามลดน้ำหนักของรถให้มากที่สุด
ข้อดีอีกอย่างคือเครื่องยนต์ดีเซลสองจังหวะค่อนข้างจะง่ายกว่าของคู่กัน ชิ้นส่วนที่น้อยลงทำให้การบำรุงรักษาค่อนข้างง่ายและถูกกว่า แม้ว่าคนหลังจะเถียงกันได้เพราะไม่ใช่ทุกคนที่เจอมอเตอร์ประเภทนี้ หน่วยพลังงานดังกล่าวสามารถสร้างและซ่อมแซมได้โดยใช้เครื่องมือขั้นต่ำ อันที่จริงนี่เป็นรุ่นที่เรียบง่ายของเครื่องยนต์สันดาปภายใน นอกจากนี้การมีซุปเปอร์ชาร์จเจอร์ช่วยให้คุณประหยัดเชื้อเพลิงได้อย่างมาก ประหยัดน้ำมันดีเซลได้ประมาณ 40-50% เนื่องจากการออกแบบสองจังหวะ แน่นอนว่ามอเตอร์ทั้งหมดมีข้อดีและข้อเสีย ในบางกรณี ข้อเสียมีความสำคัญมากกว่า เนื่องจากเป็นการจำกัดการใช้อย่างแพร่หลาย
จุดอ่อน
อีกครั้ง หากคุณระบุข้อบกพร่องทั้งหมดในรายการ เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบโรตารี่จะนึกถึง ความจริงก็คือที่นี่ควรเน้นข้อเสียต่อไปนี้:
- ค่าบำรุงรักษาสูง
- ขาดอะไหล่;
- เครื่องยนต์ราคาสูง
จุดแรกเกิดจากการขาดการประชุมเชิงปฏิบัติการที่พวกเขาพร้อมที่จะซ่อมแซมเครื่องยนต์ดีเซลสองจังหวะ สิ่งนี้ค่อนข้างเป็นธรรมชาติและสมเหตุสมผล เนื่องจากผู้ผลิตไม่กี่รายที่ผลิตมอเตอร์ที่คล้ายกันจำนวนมาก จึงมีการติดตั้งบนรถยนต์น้อยลง ที่สถานีบริการปกติ ถ้าจ่ายไฟแบบนี้จะแพง
แต่โดยปกติการหักที่สามจะเกิดขึ้นทันที - ไม่มีอะไหล่ที่จำเป็น แม่นยำกว่านั้น แต่อยู่ภายใต้คำสั่งเท่านั้น คุณสามารถรอพวกเขาเป็นเวลาหนึ่งเดือนหรือมากกว่านั้น หากในเมืองใหญ่สามารถซ่อมแซมเครื่องยนต์สันดาปภายในและหาอะไหล่ได้ ไม่น่าจะเป็นไปได้ในชนบทห่างไกล นี่คือข้อดีและข้อเสียของดีเซลนี้ ทีนี้ มาดูรายละเอียดที่สำคัญอีกสองสามข้อกัน
เล็กน้อยเกี่ยวกับระบบหล่อลื่น
อย่างที่เราทราบกันดีอยู่แล้ว ดีเซลรุ่นนี้มีจุดแข็งและจุดอ่อนในตัวของมันเอง รายละเอียดที่สำคัญอย่างยิ่งคือระบบหล่อลื่น มีหน้าที่รับผิดชอบการทำงานอย่างมีประสิทธิภาพของชิ้นส่วนที่ถูและการระบายความร้อนของชิ้นส่วนเหล่านั้น โดยล้างคราบคาร์บอนที่สะสมอยู่ ทุกคนทราบมานานแล้วว่าเพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ น้ำมันเครื่องที่ผู้ผลิตแนะนำถูกนำมาใช้ ในกรณีของเรา ทุกอย่างเหมือนกันหมด
ฉันอยากจะพูดสองสามคำเกี่ยวกับการบริโภคของเหลวหล่อลื่น อย่าคาดหวังเงินออมที่นี่ เนื่องจากมีการเติมสารหล่อลื่นลงในน้ำมันเชื้อเพลิงโดยตรงเพื่อให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนที่สึกกร่อนทำงานเป็นปกติ มันค่อนข้างสมเหตุสมผลที่จะบริโภคอย่างรวดเร็วและจะต้องเติมเต็มอย่างสม่ำเสมอ นอกจากนี้ ความอดอยากของน้ำมันเพียงเล็กน้อยสามารถทำลายเครื่องยนต์ดีเซลสองจังหวะได้อย่างรวดเร็ว อย่างน้อยอย่างน้อยก็มีลำดับความสำคัญเร็วกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้น้ำมันเบนซินทั่วไป ดังนั้นระบบหล่อลื่นจึงค่อนข้างอ่อนแอกว่าแข็งแกร่ง และไม่ควรลืม
เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วิศวกรได้พยายามลดปริมาณสารอันตรายที่ปล่อยออกจากระบบไอเสียสู่ชั้นบรรยากาศอย่างต่อเนื่อง ประเด็นด้านนิเวศวิทยาค่อนข้างรุนแรง หากมีการแนะนำมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมในประเทศแถบยุโรปมาเป็นเวลานานแล้วในรัสเซียทุกอย่างก็แย่ลงมาก สำหรับเครื่องยนต์ดีเซลโดยทั่วไปนั้น ใช้ตัวกรองอนุภาคพิเศษและน้ำมันขี้เถ้าต่ำมาเป็นเวลานาน ซึ่งช่วยลดการปล่อยมลพิษสู่ชั้นบรรยากาศได้อย่างมาก
ในกรณีของเรา ว่ากันว่าน้ำมันไหม้ในห้อง นี่เป็นข้อเสียเปรียบอย่างมากจากมุมมองด้านสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ส่วนหนึ่งของส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศไม่ติดไฟและแตกออก ทั้งหมดนี้ควบคู่ไปกับระบบไอเสียทำให้เกิดความเสียหายอย่างร้ายแรงต่อบรรยากาศ ดังนั้นเครื่องยนต์ดีเซลสองจังหวะจึงเหมาะสมที่สุดที่จะใช้ในอุปกรณ์ทางทหารและการบิน
ดีเซลการบิน
มอเตอร์ประเภทนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีการบิน ส่วนใหญ่มักใช้กับเครื่องบินเบา กำลังสูงที่มีขนาดเล็ก - กลายเป็นปัจจัยกำหนดเมื่อเลือกหน่วยกำลังสำหรับเครื่องบิน นอกจากนี้การปรากฏตัวของแรงดันและการขาดการจุดระเบิดเล่นได้ดีขึ้นเท่านั้น การทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในจะหยุดด้วยการจ่ายส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศ
เป็นที่น่าสังเกตว่าเครื่องยนต์ดีเซลเรือเดินทะเลสองจังหวะไม่กลัวตกอุณหภูมิ นอกจากนี้บ่อยครั้งที่น้ำค้างแข็งขนาดใหญ่เป็นการระบายความร้อนเพิ่มเติมของเครื่องยนต์สันดาปภายในซึ่งดีมาก ทั้งหมดนี้ควบคู่ไปกับการใช้เชื้อเพลิงที่มีราคาไม่แพงนัก ทำให้ดีเซลรุ่นนี้ได้รับความนิยมอย่างมาก จริงอยู่ การกระจายถูกจำกัดด้วยความซับซ้อนในการติดตั้งและบำรุงรักษาคอมเพรสเซอร์ นอกจากนี้ต้องเติมน้ำมันหล่อลื่นลงในน้ำมันเชื้อเพลิงและนี่ก็ไม่ถูกเช่นกัน โดยทั่วไปแล้ว นี่เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการบิน เนื่องจากปัจจัยข้างต้น
เพิ่มภาระความร้อน
เราตรวจสอบคุณสมบัติหลักของมอเตอร์นี้แล้ว ตัวอย่างเช่น ตอนนี้คุณรู้แล้วว่าเครื่องยนต์มีน้ำหนักเท่าไร และมีจุดแข็งและจุดอ่อนอย่างไร แต่ฉันต้องการพิจารณาคุณสมบัติการออกแบบเพิ่มเติมอีกสองสามประการของหน่วยพลังงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเราจะพูดถึงระบบระบายความร้อน ความจริงก็คือเครื่องยนต์ดีเซลสองจังหวะจะโหลดความร้อนมากกว่าเครื่องยนต์ 4 จังหวะ นี่เป็นเพราะความถี่ที่เพิ่มขึ้นของลูกสูบ ปรากฎว่าอุณหภูมิในห้องเพิ่มขึ้นอย่างมาก จำเป็นต้องระบายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อลด หากเรากำลังพูดถึงการบินทุกอย่างชัดเจน ความเร็วสูงและกระแสลมที่ไหลเข้ามาทำหน้าที่ของมัน เช่นเดียวกับการทำงานในสภาพน้ำค้างแข็งรุนแรง เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมต่ำเป็นเพียงบวก
ในกรณีอื่นๆ จำเป็นต้องระบายความร้อนด้วยของเหลว โดยปกตินี่คือระบบคลาสสิก สิ่งเดียวที่ควรค่าแก่การใส่ใจคือความสามารถในการให้บริการของทุกระบบ ความร้อนสูงเกินไปแม้เพียงชั่วขณะ อาจทำให้เกิดการติดขัดหรือปัญหาอื่นๆ ในกรณีใด ๆ ความเป็นไปได้ของผลลัพธ์ดังกล่าวเป็นสิ่งจำเป็นไม่รวม
ทรัพยากรดีเซล
ทรัพยากรที่วางแผนไว้ของมอเตอร์นี้สมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ ความจริงก็คือตัวเครื่องยนต์ดีเซลเองนั้นทำงานได้น้อยกว่าหน่วยกำลังของน้ำมันเบนซิน ทั้งนี้เนื่องมาจากการใช้เชื้อเพลิงชนิดหนึ่ง โดยทิ้งคราบคาร์บอนไว้ในห้องเผาไหม้และหัวฉีด ทั้งหมดนี้ช่วยลดอายุการใช้งานได้อย่างมาก สำหรับเครื่องยนต์ดีเซลสองจังหวะนั้น มากขึ้นอยู่กับสภาพการทำงานและการบำรุงรักษาตามกำหนดเวลา หากเปลี่ยนน้ำมันเครื่องตรงเวลาและเครื่องยนต์ไม่ร้อนเกินไป 200,000 กิโลเมตรก็สามารถทำงานได้ สำหรับรถหุ้มเกราะ ทรัพยากรจะน้อยกว่ามากและมีจำนวนประมาณ 100,000 กิโลเมตร
รายละเอียดสำคัญ
ดีเซลสองจังหวะสมัยใหม่โดดเด่นด้วยระบบเชื้อเพลิงขั้นสูง มอเตอร์ทำงานเงียบและราบรื่น แต่มันก็ไม่เป็นเช่นนั้นเสมอไป ปั๊มฉีดทางกลมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หัวฉีดแต่ละเส้นแยกกัน แม้ว่าวิธีการนี้มีจุดอ่อน แต่ก็มีชื่อเสียงในด้านความน่าเชื่อถือและความสามารถในการบำรุงรักษาสูง ต่อมา ปั๊มฉีดได้รับการปรับปรุงและมีความซับซ้อนมากขึ้น ระบบคอมมอนเรลปรากฏขึ้น ในรางเชื้อเพลิงของแผนดังกล่าว รักษาแรงดันไว้ที่ประมาณ 2,000 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร หัวฉีดมีความไวต่อคุณภาพเชื้อเพลิงมากขึ้น เชื้อเพลิงไม่ดีนำไปสู่ความล้มเหลวอย่างรวดเร็ว
สรุป
โดยทั่วไปดีเซลสองจังหวะจะพัฒนาและปรับปรุง เช่นเดียวกับเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบลูกสูบโรตารี ถือว่ายังไม่เสร็จ อย่างไรก็ตาม ในอนาคตอันใกล้นี้พวกเขาจะครอบครองเฉพาะในอุตสาหกรรมยานยนต์ ทุกวันนี้มีการใช้ในการบินและบนเรืออุตสาหกรรมและการทหารขนาดใหญ่ นี่เป็นมอเตอร์ที่เชื่อถือได้และไม่โอ้อวดซึ่งเมื่อบำรุงรักษาอย่างเหมาะสมก็จะทำงานได้อย่างถูกต้อง ในขณะเดียวกันเขาก็ไม่มีปัญหา ตัวอย่างเช่น ปัญหาเรื่องความเย็นและการหล่อลื่นนั้นรุนแรง ที่สำคัญกว่านั้นคือประเด็นทางนิเวศวิทยา จำเป็นต้องมีระบบการกรองที่ซับซ้อนเพื่อให้ได้มาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อม ด้วยเหตุผลง่ายๆ นี้ การผลิตจำนวนมาก การใช้มอเตอร์ดังกล่าวกับรถยนต์ทุกประเภทจึงเป็นเรื่องยากและยังไม่สามารถทำได้ แต่การปรับปรุงระบบบำบัดไอเสียสามารถแก้ปัญหานี้ได้และนำไปสู่การใช้เครื่องยนต์สองจังหวะอย่างแพร่หลาย
