Dieselmoottori: Miten se toimii ja mitkä ovat sen edut?
Dieselmoottori on mäntäpolttomoottori, joka usein polttaa dieselpolttoainetta ja muuttaa lämpöenergian mekaaniseksi työksi. Lämpöenergiaa saadaan moottorissa muuttamalla polttoaine lämmöksi palamisen kautta.
Kun polttoainetta poltetaan, lämpötila ja paine moottorissa kasvavat. Työaineen lisääntynyt paine vaikuttaa moottorin mäntiin, jotka muuttavat tämän energian mekaaniseksi työksi.
Sisältö
Miten dieselmoottori toimii?
Dieselmoottori sytyttää polttoaineen ja ilman seoksen palamiskammion korkean paineilman lämpötilan kautta. Se on enimmäkseen rakennettu nelitahtiseksi, mutta se voidaan rakentaa myös kaksitahtiseksi.
Koska useimmat autot on varustettu nelitahtimoottoreilla, kuvataan neljän syklin dieselmoottorin toiminta. Nelitahtidieselmoottorin toimintaperiaate on hyvin samanlainen kuin bensiinimoottorin.
Nelitahtimoottori: miten se toimii ja mitkä ovat sen edut
Suurin ero on, että dieselmoottorilla sylintereihin imetään vain puhdasta ilmaa, johon polttoaine ruiskutetaan puristamisen ja kuumentamisen jälkeen. Tällainen seos syttyy sitten puristuslämmöllä, ei sytytystulpan kipinällä, kuten bensiinimoottorissa.
Nelitahti dieselmoottori:
1. Saanti
Imuoton aikana moottorin mäntä liikkuu yläkuolokohdasta alas alempaan kuolokohtaansa imuventtiilien ollessa auki. Männän yläpuolella oleva tila kasvaa, imuventtiilit ovat auki ja ilmanotto palotilaan on näin mahdollista.
2. Puristus
Puristusvaihe tapahtuu imuventtiilien sulkemisen jälkeen. Tässä vaiheessa mäntä etenee alakeskipisteestään ylöspäin yläkeskipisteeseensä puristaen siten ilmaa, joka kuumenee ja koska se ei voi laajentua, myös paine nousee.
Puristussuhde: Mikä vaikutus sillä on moottoriin?
Juuri ennen kuin mäntä saavuttaa yläkuolokohdan, polttoainetta (dieseliä) ruiskutetaan paineilmaan, joka sumuttuu, höyrystyy ja syttyy, jolloin syntyy laajenemista. Imu- ja poistoventtiilit ovat kiinni tämän vaiheen aikana.
3. Laajentaminen
Laajentumisen aikana mäntä liikkuu yläkuolokohdasta alas alakuolokohtaansa imu- ja pakoventtiilien ollessa kiinni. Seos sytytetään ja lämpöenergiaa vapautuu, mikä lisää painetta sylinterissä. Paine vaikuttaa mäntään työntäen sen alas alempaan kuolokohtaan. Tällä tavalla lämpöenergia muunnetaan mekaaniseksi työksi.
4. Pakokaasu
Viimeisessä vaiheessa pakoventtiilit ovat auki ja mäntä liikkuu alakuolokohtastaan ylöspäin yläkuolokohtaansa pakottaen pakokaasut ulos sylinteristä. Kuitenkin sylinterin tyhjennyksen parantamiseksi pakoventtiilit sulkeutuvat vasta, kun mäntä on saavuttanut yläkuolokohdan ja imuventtiilit ovat jo auki.
Nämä neljä jaksoa (vaihetta) tapahtuvat kahden kampiakselin kierroksen aikana ja toistuvat jatkuvasti.
Runaway diesel: Mitä tehdä, kun et voi sammuttaa moottoria?
Dieselmoottorityypit
Polttokammion suunnittelun ja polttoaineen ruiskutuspaikan mukaan erotamme dieselmoottorit:
- Suoraruiskutusmoottorit – polttoaineen ruiskutus ja kaikki palaminen tapahtuu yhdessä pääpolttokammiossa
- Epäsuoralla ruiskutuksella varustetut moottorit – polttoaineen ruiskutus ja palamisen alkuvaihe tapahtuu erikoistila, kammiossa, ja vasta sitten se siirretään pääpolttotilaan
Dieselmoottorin tehonsäätö
Dieselmoottorin tehoa säätelee polttokammioon ruiskutetun polttoaineen määrä suunnilleen samalla ilmamäärällä työjaksoa kohti.
Joten seoksen rikkaus eli seoksen laatu muuttuu. Vaihteleva määrä ruiskutuslaitteen syöttämää polttoainetta toteuttaa tehonsäädön.
Dieselmoottorin edut ja haitat
Dieselmoottorit ovat rakenteeltaan monimutkaisempia kuin bensiinimoottorit, mutta niiden suorituskyky on alhaisempi, mikä johtuu pääasiassa erilaisen polttoaineen palamisesta. Samaa tekniikkaa ja moottoritilavuutta käytettäessä bensiinimoottorin teho on aina suurempi. Dieselmoottoreiden etuna on kuitenkin pienempi kulutus ja pidempi käyttöikä.
Tekniikka on kuitenkin kehittynyt, ja lähes kaikki dieselmoottorit ovat nyt turbo- tai ahdettu. Yhdessä suoraruiskutustekniikan kanssa niiden korkea suorituskyky, alhainen polttoaineenkulutus ja pienemmät päästöt taataan.
Turboahdin: Mitkä ovat sen edut, ja mikä on turbon viive?
Nämä moottorit sopivat pitkiin ajoihin eivätkä lyhyisiin kaupunkiretkiin, sillä moottorin lämpenemiseen käyttölämpötilaan tarvittava aika on paljon pidempi kuin bensiinimoottorilla.