Dieselmotoren Verbrennungszyklen und Kraftstoffmerkmale erklärt

Dieselmotoren versorgen unsere schwersten Maschinen - von Lkw bis zu Seefahrzeugen - mit bemerkenswerter Treibstoffeffizienz.Diese Fähigkeit beruht auf ausgeklügelten thermodynamischen Prinzipien und Präzisionstechnik, die Dieseltechnologie von herkömmlichen Benzinmotoren unterscheiden.

Im Gegensatz zu Benzinmotoren mit Funkenzündung arbeiten Dieselmotoren nach dem Prinzip der Kompressionszündung.Dann Spritze Kraftstoff ein, der bei Berührung mit der überhitzten Luft spontan verbrennt.Dieselmotoren verwenden in der Regel leichten oder schweren Dieselkraftstoff und führen ihren Kraftzyklus durch vier verschiedene Phasen.

Der Verbrennungsprozess des Diesels folgt folgender genauen Reihenfolge:

• Aufnahme:Der Kolben fällt ab, während sich das Einlassventil öffnet und die Umgebungsluft einzieht.
• Kompressionsschlag:Mit geschlossenen Ventilen komprimiert der aufsteigende Kolben die Luft auf 1/12 - 1/24 seines ursprünglichen Volumens und erzeugt Temperaturen von mehr als 500 ° C (932 ° F).
• Stromschlag:In der Nähe der oberen Toten Mitte spritzen hochdruckende Spritzinjektoren Diesel in die Verbrennungskammer, wodurch der Kolben mit enormer Kraft nach unten getrieben wird.
• Auspuffschlag:Der aufsteigende Kolben schleudert Verbrennungsnebenprodukte durch das offene Abgasventil und bereitet sich auf den nächsten Zyklus vor.

Dieseleffizienz beruht auf diesen extremen Kompressionsmerkmalen:

• Kompressionsverhältnis:Von 12:1 bis 24:1 (gegenüber 8:1-12:1 für Benzin), was eine höhere thermische Effizienz ermöglicht
• Kompressionstemperatur:500-600 °C (932-1,112 °F) - deutlich über der Selbstzündungsschwelle von Diesel
• Zylinderdruck:35-45 bar (500-650 psi), die eine robuste Motorkonstruktion erfordern

Die meisten modernen Dieselmotoren verwenden Viertaktzyklus, aber Zweitakt-Dieselmotoren bieten eine höhere Leistungsdichte für Schiffs- und Lokomotivanwendungen.Zwei-Takt-Konstruktionen bringen Kraftstoffeffizienz aufs Spiel und stellen größere Herausforderungen bei der Emissionskontrolle dar.

Eine falsche Injektionszeit oder eine schlechte Atomisation kann zu einer verzögerten Zündung führen, was zu Druckwellen führt, die den charakteristischen Dieselstoß erzeugen.Moderne Common-Rail-Einspritzsysteme mit präziser elektronischer Steuerung haben dieses Problem weitgehend gelindert.

Dieselkraftstoffqualität wird nicht durch die Oktanzahl, sondern durch die Cetanzahl (CN) gemessen.Cetan zeigt die Zündbereitschaft an - höhere Werte (mindestens 45 für Straßendiesel) sorgen für einen reibungsloseren Kaltstart und eine gleichbleibende Verbrennung.

Der Dieselmotor hat einen um 30-40% höheren thermischen Wirkungsgrad als Benzinmotoren, was ihn für schwere Geräte unerlässlich macht.

• Hochdruck-Injektion auf der gemeinsamen Schiene (2.000+ bar/29.000+ psi)
• Systeme zur Rückführung von Abgasen (EGR)
• Dieselpartikelfilter (DPF)
• Selektive katalytische Reduktion (SCR) mit Harnstoffinjektion

Trotz der Elektrifizierungstrends werden Dieselmotoren für den Güterverkehr, den Schiffsantrieb und die industrielle Energieerzeugung von entscheidender Bedeutung bleiben.Hybride Integration, und alternative Kraftstoffe sorgen für die anhaltende Bedeutung von Diesel in einer kohlenstofffreien Welt.