محرك الديزل الحديث هو جهاز فعال بكفاءة عالية. إذا تم تثبيت محركات الديزل في وقت سابق على الآلات الزراعية (الجرارات ، والجمعيات ، وما إلى ذلك) ، فقد تم تجهيز سيارات المدينة العادية بها الآن. بالطبع ، يربط بعض الأشخاص الديزل بالدخان الأسود من أنبوب العادم. كان الأمر كذلك لبعض الوقت ، ولكن الآن تم تحديث نظام العادم ، ولا توجد عمليا مثل هذه النتائج غير السارة. دعونا نلقي نظرة على محركات الديزل ثنائية الأشواط وميزاتها.
بعض المعلومات العامة
السمة الرئيسية لمحرك الديزل هي كفاءته المتزايدة. ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى الوقود ، وهو أكثر كفاءة بنسبة 15٪. إذا نظرت إلى الوقود على المستوى الجزيئي ، نرى هنا سلسلة طويلة من الكربون. نتيجة لهذا ، فإن كفاءة خرج وقود الديزل أعلى قليلاً من تلك الخاصة بالبنزين.
مبدأ تشغيل الديزل الكلاسيكييتكون المحرك من تحويل الحركات الترددية لآلية الكرنك (KShM) إلى عمل ميكانيكي. يكمن الاختلاف الرئيسي عن محرك الاحتراق الداخلي الذي يعمل بالبنزين في طريقة تحضير خليط الوقود والهواء وإشعاله.
في محرك الديزل ، يتكون الخليط مباشرة في غرفة الاحتراق. وفقًا لذلك ، عند أقصى ضغط ، يشتعل الخليط. سواء كان هذا جيدًا أو سيئًا ، سنكتشفه لاحقًا ، لكن الآن لنلقِ نظرة على الأكثر إثارة للاهتمام.
محرك ديزل ثنائي الأشواط
هذا النوع من المحركات له توزيع ضئيل حاليًا ، مثل محرك المكبس الدوار. يتكون من توربين غازي ضروري لتحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية وشاحن فائق. مبدأ تشغيل هذا الأخير هو زيادة الطاقة عن طريق زيادة الضغط. نتيجة لذلك ، يتم تقليل استهلاك الوقود.
الأسطوانات في المحرك متقابلة في وضع أفقي. في الواقع ، لماذا سميت المحركات ثنائية الشوط بهذا الاسم؟ هذا يرجع إلى حقيقة أن الأسطوانات تعمل في دورة واحدة فقط من العمود المرفقي. هذا هو ، اتضح دورتين.
دورة عمل الديزل ثنائي الأشواط هي كما يلي. عندما ينزل المكبس إلى أدنى نقطة له ، تمتلئ الأسطوانة بالهواء. في وقت معين ، ينفتح صمام العادم وتخرج الغازات من خلاله. في نفس الوقت يدخل الهواء الاسطوانات من خلال النوافذ السفلية.
مبدأ تشغيل محرك ديزل ثنائي الأشواط
ملحوظحقيقة أنه في محركات الاحتراق الداخلي هذه ، يتم استخدام نوعين من التطهير: النافذة وفتحة الصمام. عندما يتم استخدام نوافذ الأسطوانة في السحب والعادم ، فهذا نظام نوافذ. إذا تم ضبط المخرج من خلال صمام خاص في الأسطوانة ، والمدخل من خلال النوافذ ، ثم نظام فتحة الصمام. طريقة التطهير والتنظيف هذه هي الطريقة المثلى. هذا يرجع إلى حقيقة أنه لا يبقى كل الهواء في الاسطوانة. بعضها يتجاوز المحرك. يضمن ما يسمى بنظام التنظيف مرة واحدة الإزالة المثلى لمنتجات الاحتراق من الاسطوانات.
يمكن لمحرك ديزل ثنائي الأشواط أن يعمل لفترة طويلة. هذا بسبب العمل الميكانيكي الأقل داخل الاسطوانة. لذلك يبدأ المكبس حركته من المركز الميت السفلي. في هذا الوقت ، يتم إغلاق صمام السحب والنوافذ. لذلك ، تبدأ عملية الضغط. تقع الفوهة في أعلى المركز الميت. يشتعل الوقود بالهواء الساخن. عندما يتحرك المكبس لأسفل ، يتمدد منتج الاحتراق.
تنظيف فتحة الصمام
لا يمكن تحقيق زيادة كبيرة في كفاءة المحرك إلا عندما يتدفق الهواء على طول محور الأسطوانة. إذا تم استخدام تطهير حلقي في المحركات ذات الشوطين الأول ، والذي لم يعط النتيجة الصحيحة ، فسيتم استخدام فتحة الصمام فقط في المستقبل. بفضل هذا النظام ، كان من الممكن تقليل حجم المناطق غير المنفوخة في الأسطوانة. سمح النظام لصمام العادم بالإغلاق قبل ذلك بقليل. هذا النهج قلل بشكل كبير من فقدان الشحن الجديد وتحسين التعزيز. اليوم ، يتم استخدام التطهير ذو الفتحة الصمامية على السفن والجيشتقنية
مزايا ثنائية الشوط
تم تقديم أول محرك من نوعه للعالم في نفس الوقت مع محرك الديزل الكلاسيكي رباعي الأشواط. في الآونة الأخيرة ، ظهرت محركات بنزين ثنائية الأشواط. السمة الرئيسية هي الوزن الخفيف. هنا يمكننا التحدث عن تخفيض الوزن بنسبة 40-50٪ مقارنة بمحرك ديزل تقليدي مع توربين. إنها خاصية مهمة جدًا لسيارة حديثة ، عندما يحاول المطورون تقليل وزن السيارة قدر الإمكان.
ميزة أخرى هي أن محرك الديزل ثنائي الأشواط أبسط إلى حد ما من نظيره. أجزاء أقل تجعل الصيانة أسهل إلى حد ما وأرخص تكلفة. على الرغم من أن هذا الأخير يمكن أن يجادل ، لأنه لم يواجه كل شخص هذا النوع من المحركات. يمكن إعادة بناء وحدة الطاقة هذه وإصلاحها بأقل عدد ممكن من الأدوات. في الواقع ، هذه نسخة مبسطة من محرك الاحتراق الداخلي. بالإضافة إلى ذلك ، يتيح لك وجود شاحن فائق توفير الوقود بشكل كبير. يتم توفير ما يقرب من 40-50٪ من وقود الديزل بسبب التصميم ثنائي الأشواط. بالطبع ، كل المحركات لها مزاياها وعيوبها. في بعض الحالات ، تكون العيوب أكثر أهمية ، لأنها تحد من الاستخدام الواسع.
على نقاط الضعف
مرة أخرى ، إذا قمت بإدراج جميع أوجه القصور في القائمة ، فسوف يتبادر إلى الذهن محرك احتراق داخلي دوار. والحقيقة أنه هنا يجدر إبراز العيوب التالية:
- تكلفة صيانة عالية
- نقص قطع الغيار ؛
- سعر مرتفع للمحرك.
النقطة الأولى هي عدم وجود ورش عمل حيث يكونون مستعدين لتولي إصلاح محرك ديزل ثنائي الأشواط. هذا أمر طبيعي ومنطقي تمامًا ، لأن العديد من الشركات المصنعة لا تنتج محركات متشابهة بكميات كبيرة ، بل يقوم عدد أقل بتثبيتها على السيارات. في محطة الخدمة العادية ، ستكون وحدة الطاقة هذه باهظة الثمن ، إذا كانت كذلك.
لكن عادة ما يحدث الطرح الثالث على الفور - لا توجد قطع غيار ضرورية. بتعبير أدق ، هم ، ولكن فقط تحت الطلب. يمكنك الانتظار لمدة شهر أو أكثر. إذا كان من الممكن في المدن الكبيرة إصلاح محرك الاحتراق الداخلي والعثور على قطع غيار ، فمن غير المرجح أن يتم ذلك في المناطق النائية. هذه هي إيجابيات وسلبيات هذا الديزل. حسنًا ، لنلقِ نظرة الآن على بعض التفاصيل الأكثر أهمية.
قليلا عن نظام التزييت
كما اكتشفنا بالفعل ، فإن هذا الديزل له نقاط قوته وضعفه. أحد التفاصيل المهمة للغاية هو نظام التزييت. إنها مسؤولة عن التشغيل الفعال لأجزاء الاحتكاك وتبريدها وغسل رواسب الكربون. يعلم الجميع منذ فترة طويلة أنه لهذه الأغراض ، يتم استخدام زيت المحرك الموصى به من قبل الشركة المصنعة. في حالتنا ، كل شيء هو نفسه بالضبط.
أود أن أقول بضع كلمات عن استهلاك سائل التشحيم. لا تتوقع وفورات هنا. ويرجع ذلك إلى إضافة مادة التشحيم مباشرة إلى الوقود لضمان التشغيل الطبيعي لأجزاء الاحتكاك. من المنطقي تمامًا أنه سيتم استهلاكه بسرعة كبيرة ، وسيحتاج إلى إعادة ملئه بانتظام. علاوة على ذلك ، يمكن أن يؤدي تجويع طفيف في الزيت إلى تدمير محركات الديزل ثنائية الأشواط بسرعة كبيرة. على الأقلعلى الأقل ترتيب من حيث الحجم أبكر من محركات الاحتراق الداخلي للبنزين التقليدية. لذلك فإن نظام التزييت ضعيف إلى حد ما وليس قويًا ، وهذا لا ينبغي نسيانه.
في الصداقة البيئية
في السنوات الأخيرة ، حاول المهندسون باستمرار تقليل كمية المواد الضارة المنبعثة من نظام العادم في الغلاف الجوي. قضية البيئة حادة للغاية. إذا تم إدخال المعايير البيئية منذ فترة طويلة في الدول الأوروبية ، فكل شيء في روسيا أسوأ بكثير. بالنسبة لمحركات الديزل بشكل عام ، فقد تم استخدام مرشحات جسيمات خاصة وزيوت منخفضة الرماد لفترة طويلة ، مما يقلل بشكل كبير من الانبعاثات الضارة في الغلاف الجوي.
في حالتنا قيل ان الزيت يحترق في الغرفة. هذا بالفعل عيب كبير من وجهة نظر بيئية. بالإضافة إلى ذلك ، لا يشتعل جزء من خليط الوقود والهواء وينفجر. كل هذا ، إلى جانب نظام العادم ، يتسبب في أضرار جسيمة في الغلاف الجوي. لذلك ، فإن محركات الديزل ثنائية الأشواط هي الأنسب للاستخدام في المعدات العسكرية والطيران.
طيران ديزل
تستخدم هذه الأنواع من المحركات على نطاق واسع في تكنولوجيا الطيران. غالبا ما تستخدم على الطائرات الخفيفة. قوة عالية ذات أبعاد صغيرة - أصبحت العوامل المحددة عند اختيار وحدات الطاقة للطائرة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن وجود الضغط وعدم الاشتعال يلعبان للأفضل فقط. يتوقف تشغيل محرك الاحتراق الداخلي بتزويد خليط الوقود والهواء.
من الجدير بالذكر أن محرك الديزل البحري ثنائي الأشواط لا يخاف من السقوطدرجات الحرارة. علاوة على ذلك ، غالبًا ما يكون الصقيع الكبير بمثابة تبريد إضافي لمحرك الاحتراق الداخلي ، وهو أمر جيد جدًا. كل هذا ، إلى جانب استخدام وقود غير مكلف نسبيًا ، يجعل هذا الديزل شائعًا للغاية. صحيح أن التوزيع محدود بسبب تعقيد تركيب الضاغط وصيانته. بالإضافة إلى ذلك ، يجب إضافة مادة التشحيم إلى الوقود ، وهذا أيضًا ليس رخيصًا. بشكل عام ، هذا خيار ممتاز للطيران ، بسبب العوامل المذكورة أعلاه.
زيادة الحمل الحراري
قمنا بمراجعة الميزات الرئيسية لهذا المحرك. على سبيل المثال ، أنت الآن تعرف مقدار وزن المحرك وما هي نقاط قوته وضعفه. لكني أود التفكير في بعض ميزات التصميم الإضافية لوحدة الطاقة. على وجه الخصوص ، سوف نتحدث عن نظام التبريد. الحقيقة هي أن محرك الديزل ثنائي الأشواط يكون محملاً بالحرارة أكثر من محرك رباعي الأشواط. هذا يرجع إلى زيادة وتيرة المكبس. اتضح أن درجة الحرارة في الغرفة تزداد بشكل كبير. مطلوب تبريد فعال لتقليله. إذا كنا نتحدث عن الطيران ، فكل شيء واضح. السرعات العالية وتدفقات الهواء القادمة تؤدي وظيفتها. الأمر نفسه ينطبق على التشغيل في الصقيع الشديد ، عندما تكون درجات الحرارة المحيطة المنخفضة مجرد علامة زائد.
في حالات أخرى ، يلزم تبريد سائل. عادة هذا نظام كلاسيكي. الشيء الوحيد الذي يستحق الانتباه إليه هو قابلية تشغيل جميع الأنظمة. يمكن أن يؤدي ارتفاع درجة الحرارة ، حتى ولو مؤقتًا ، إلى حدوث تشويش أو مشاكل أخرى. في أي حال ، فإن إمكانية حدوث مثل هذه النتيجة ضروريةاستبعاد.
مورد ديزل
المورد المخطط لهذا المحرك يستحق اهتماما خاصا. الحقيقة هي أن محرك الديزل نفسه أقل قابلية للتطبيق من وحدة الطاقة التي تعمل بالبنزين. هذا بسبب استخدام نوع من الوقود. يترك رواسب الكربون في غرفة الاحتراق والحقن. كل هذا يقلل بشكل كبير من عمر الخدمة. بالنسبة لمحركات الديزل ثنائية الأشواط ، يعتمد الكثير على ظروف التشغيل والصيانة في الوقت المناسب. إذا تم تغيير الزيت في الوقت المحدد ، ولم يسخن المحرك ، فيمكن أن يعمل 200000 كيلومتر. بالنسبة للمدرعات ، فإن المورد أقل بكثير ويصل إلى حوالي 100000 كيلومتر.
تفاصيل مهمة
يتميز الديزل الحديث ثنائي الأشواط بنظام وقود متقدم. المحرك يعمل بهدوء وسلاسة. ولكنها لم تكن كذلك دائما. مضخة الحقن الميكانيكية لها خصائصها الخاصة. على وجه الخصوص ، ذهب خط منفصل لكل فوهة. على الرغم من أن هذا النهج كان به نقاط ضعف ، إلا أنه اشتهر بموثوقيته وقابليته العالية للصيانة. في وقت لاحق ، تم تحسين مضخات الحقن وأصبحت أكثر تعقيدًا. ظهر نظام السكك الحديدية المشتركة. في سكة الوقود لمثل هذه الخطة ، تم الحفاظ على ضغط يبلغ حوالي ألفي كيلوغرام لكل سنتيمتر مربع. أصبحت الحاقنات أكثر حساسية لجودة الوقود. أدى الوقود السيئ إلى فشلهم السريع.
تلخيص
بشكل عام ، سوف تتطور محركات الديزل ثنائية الأشواط وتتحسن. بالإضافة إلى محركات الاحتراق الداخلي ذات المكبس الدوار ، فإنها تعتبر غير مكتملة. ومع ذلك ، في المستقبل القريبسوف يحتلون مكانتهم في صناعة السيارات. يتم استخدامها اليوم بالفعل في الطيران وعلى السفن الصناعية والعسكرية الكبيرة. هذا محرك موثوق به وبسيط نسبيًا ، مع الصيانة المناسبة ، سيعمل بشكل صحيح. في الوقت نفسه ، لا يخلو من المشاكل. على سبيل المثال ، تعتبر مسألة التبريد والتشحيم حادة. الأهم من ذلك هو قضية البيئة. هناك حاجة إلى نظام ترشيح معقد لتحقيق المعايير البيئية. لهذا السبب البسيط ، الإنتاج الضخم ، فإن استخدام مثل هذه المحركات على جميع أنواع السيارات أمر صعب وغير ممكن بعد. لكن تحسين نظام معالجة غاز العادم يمكن أن يحل هذه المشكلة ويؤدي إلى حقيقة أن المحركات ثنائية الشوط ستستخدم على نطاق واسع.
