Όταν τραβάτε ένα αυτοκίνητο ή ένα φορτηγό σε ένα βενζινάδικο, ανεξάρτητα από το είδος καυσίμου που παίρνει το όχημα, δεν μπορείτε παρά να παρατηρήσετε ότι το καύσιμο ντίζελ είναι σχεδόν πάντα μια επιλογή. Εάν το δικό σας όχημα λειτουργεί με τυπική αμόλυβδη βενζίνη, ίσως αναρωτιέστε γιατί άλλοι δεν το κάνουν. Τι κάνει το καύσιμο ντίζελ ξεχωριστό; Εάν έχει ιδιότητες "ελίτ", γιατί δεν τα χρησιμοποιούν όλα τα αυτοκίνητα;
Αυτές οι ερωτήσεις οδηγούν σε έρευνες που αφορούν λιγότερο το ίδιο το καύσιμο ντίζελ και περισσότερο τον κινητήρα ντίζελ, και γιατί η ανάπτυξη της αντλίας εγχυτήρων ντίζελ στα τέλη του 1800 αντιπροσώπευε ένα τεχνολογικό άλμα προς τα εμπρός. Η κύρια ιδέα που πρέπει να θυμάστε καθώς διαβάζετε είναι ότι οι κινητήρες ντίζελ χρησιμοποιούν φυσική συμπίεση αντί για μια πραγματική σπινθήρα ανάφλεξης για να κάνουν το καύσιμο τους αρκετά ζεστό για να καεί.
Πώς διαφέρουν οι κινητήρες ντίζελ;
Το να ανάβεις κάτι στη φωτιά, να το βράζεις ή να το "κόβεις" σε φούρνο μικροκυμάτων είναι όλοι προφανείς τρόποι αύξησης της περιεκτικότητας σε θερμότητα αυτού του αντικειμένου. Αλλά δεν είναι τόσο διαισθητικό ότι η αύξηση της πίεσης ενός αερίου χωρίς να επιτρέπεται η είσοδος ή η έξοδος της θερμότητας μπορεί να αυξήσει δραματικά τη θερμοκρασία του θαλάμου.
Σε έναν κινητήρα ντίζελ, ο αέρας συμπιέζεται περίπου στο 1/15 έως το 1/20 του συνηθισμένου όγκου του λίγο πριν το καύσιμο ντίζελ εγχυθεί, ή αντληθεί, στον κινητήρα. Το μείγμα καυσίμου-αέρα γίνεται αρκετά ζεστό για να κάψει, οδηγώντας την επέκταση του κυλίνδρου (έμβολο) στον κινητήρα. Ακριβώς όπως κατά τη διάρκεια της φάσης συμπίεσης αέρα, δεν μεταφέρεται θερμότητα μέσα ή έξω από τον κινητήρα. που συμβαίνει μόνο κατά τη φάση εξάτμισης.
Η αντλία καυσίμου ντίζελ
Το σύστημα ψεκασμού καυσίμου σε έναν πετρελαιοκινητήρα αποτελείται από ένα αντλία εγχύσεων, μια γραμμή καυσίμου και ένα στόμιο (ονομάζεται επίσης εγχυτήρας). Όταν ο αέρας συμπιέζεται, η πίεση μέσα στον κύλινδρο αυξάνεται για λίγο σε 400 έως 600 λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα (κανονική ατμοσφαιρική η πίεση είναι μικρότερη από 15 psi), οδηγώντας τις εσωτερικές θερμοκρασίες στην περιοχή από 800 βαθμούς Φαρενάιτ έως 1.200 F (430 βαθμούς Κελσίου έως 650 C).
Ένας πετρελαιοκινητήρας διαθέτει τους ίδιους κύκλους και φυσική διάταξη με έναν βενζινοκινητήρα. Είναι η διαδικασία ανάφλεξης, όχι η δομή, που τα ξεχωρίζει. Σε γενικές γραμμές, είναι πιο αξιόπιστα, παράγουν περισσότερη ισχύ ανά κιλό καυσίμου και είναι πιο αποδοτικά συνολικά. Το πετρέλαιο ντίζελ ενέχει επίσης μικρότερο κίνδυνο πυρκαγιάς.
Οι κινητήρες ντίζελ έχουν μειονεκτήματα σε σύγκριση με τους συμβατικούς αντίστοιχους βενζίνης. Πρέπει να είναι πιο σκληρής κατασκευής λόγω των υψηλών πιέσεων που προκαλούνται κατά τη φάση συμπίεσης αέρα, η οποία παρουσιάζει τόσο μια μηχανική πρόκληση όσο και ένα ακριβότερο προϊόν. Επίσης, οι υψηλές πιέσεις μπορούν να κάνουν τους κινητήρες ντίζελ δύσκολο να ξεκινήσουν.
Ο κύκλος κινητήρα ντίζελ
Ο κινητήρας ντίζελ υποβάλλεται σε κύκλο τεσσάρων βημάτων για να ολοκληρώσει μια κίνηση συμπίεσης-επέκτασης ενός εμβόλου. Το πρώτο από αυτά είναι το βήμα συμπίεσης αέρα. επειδή η ίδια ποσότητα θερμότητας διατηρείται σε ένα χώρο που συρρικνώνεται γρήγορα, αυξάνει την πίεση και τη θερμοκρασία. Στη δεύτερη φάση (ανάφλεξη), η πίεση παραμένει σταθερή καθώς ο όγκος αρχίζει να αυξάνεται.
Κατά τη διάρκεια της τρίτης φάσης, που ονομάζεται power stroke, ο όγκος και η πίεση και οι δύο μειώνονται όπως και ο κινητήρας εργασία, τροφοδοτώντας τελικά το αυτοκίνητο. Τέλος, στη φάση εξάτμισης, ο όγκος παραμένει σταθερός στο υψηλότερο επίπεδο και, στη συνέχεια, ο κύκλος ξεκινά εκ νέου όταν ο αέρας εισέρχεται για συμπίεση στην πρώτη φάση.
Καύσιμο πετρελαίου
Το καύσιμο για κινητήρες ντίζελ είναι βαρύτερο από τη βενζίνη, επειδή παράγεται από τα υπολείμματα αργού πετρελαίου σε αντίθεση με τα πιο πτητικά υποπροϊόντα που οδηγούν στο σχηματισμό βενζίνης. Όπως το κανονικό αέριο, έρχεται σε μια σειρά από βαθμούς που μπορούν να προσαρμοστούν στις ανάγκες συγκεκριμένων κινητήρων.
Η χρήση λανθασμένου καυσίμου ντίζελ μπορεί να προκαλέσει λειτουργικά προβλήματα από το φτωχό ξεκινώντας από το "χτύπημα και το ping" έως την υπερβολικά καπνιστή εξάτμιση.