Các chu kỳ đốt và đặc điểm nhiên liệu của động cơ diesel được giải thích

Động cơ diesel cung cấp năng lượng cho các máy móc nặng nhất của chúng ta - từ xe tải đường dài đến tàu biển - với hiệu quả nhiên liệu đáng chú ý.Khả năng này xuất phát từ các nguyên tắc nhiệt động lực học tinh vi và kỹ thuật chính xác phân biệt công nghệ diesel với động cơ xăng thông thường.

Không giống như động cơ xăng đốt tia lửa, động cơ diesel hoạt động theo nguyên tắc đốt nén.sau đó tiêm nhiên liệu tự phát khi tiếp xúc với không khí nóng quáCác động cơ diesel thường sử dụng nhiên liệu diesel nhẹ hoặc nặng và hoàn thành chu kỳ điện của họ thông qua bốn giai đoạn riêng biệt.

Quá trình đốt diesel theo trình tự chính xác này:

• Động cơ hấp thụ:Piston đi xuống trong khi van hút mở ra, hút không khí xung quanh.
• Động lực nén:Với van đóng lại, piston tăng áp khí đến 1/12-1/24 khối lượng ban đầu của nó, tạo ra nhiệt độ vượt quá 500 ° C (932 ° F).
• Động lực:Gần trung tâm chết phía trên, các máy phun nhiên liệu áp suất cao sẽ phóng xạ dầu diesel vào buồng đốt, nhiên liệu sẽ bốc cháy ngay lập tức, đẩy pít xuống dưới với một lực lớn.
• Động cơ xả:Piston tăng thải các sản phẩm phụ đốt thông qua van xả mở, chuẩn bị cho chu kỳ tiếp theo.

Hiệu quả của động cơ diesel bắt nguồn từ các đặc điểm nén cực đoan này:

• Tỷ lệ nén:Từ 12:1 đến 24:1 (so với 8:1-12:1 cho xăng), cho phép hiệu quả nhiệt cao hơn
• Nhiệt độ nén:500-600 °C (932-1,112 °F) - cao hơn rất nhiều so với ngưỡng tự phát của dầu diesel
• Áp suất xi lanh:35-45 bar (500-650 psi) đòi hỏi cấu trúc động cơ mạnh mẽ

Hầu hết các động cơ diesel hiện đại sử dụng chu kỳ bốn nhịp, nhưng động cơ diesel hai nhịp cung cấp mật độ công suất cao hơn cho các ứng dụng tàu và động cơ.Thiết kế hai nhịp là sự hy sinh hiệu quả nhiên liệu và đặt ra những thách thức kiểm soát khí thải lớn hơn.

Thời gian tiêm nhiên liệu không đúng hoặc phân tử kém có thể gây ra sự khởi phát chậm, dẫn đến sóng áp suất tạo ra tiếng đập diesel đặc trưng.Các hệ thống tiêm đường ray chung hiện đại với điều khiển điện tử chính xác đã giảm thiểu vấn đề này.

Chất lượng nhiên liệu diesel được đo bằng số cetane (CN) thay vì chỉ số octane.Cetane cho thấy sự sẵn sàng đốt cháy - các giá trị cao hơn (tối thiểu 45 cho diesel đường bộ) đảm bảo khởi động lạnh mượt mà hơn và đốt cháy nhất quán.

Tiến bộ công nghệ gần đây giải quyết những nhược điểm truyền thống:

• Tiêm đường ray chung áp suất cao (2,000+ bar/29,000+ psi)
• Hệ thống tái lưu thông khí thải (EGR)
• Bộ lọc hạt diesel (DPF)
• Phân giảm xúc tác chọn lọc (SCR) bằng tiêm urê

Mặc dù xu hướng điện hóa, động cơ diesel sẽ vẫn rất quan trọng cho vận chuyển hàng hóa, động cơ đẩy biển và sản xuất điện công nghiệp.hội nhập lai, và nhiên liệu thay thế đảm bảo sự liên quan của diesel trong một thế giới giảm carbon.