Wybierz z działu mechanika / Zasilanie / Zapłon Samoczynny 
   Hamulce
   Silnik
   .Shot BOX
   Chłodzenie
   Dźwignik śrubowy
   EXTRA
   Proces technologiczny
   Smarowanie
   Sterowanie
   Urzadzenia automatyki
   Zasilanie
      Rodzaje Wtrysków
      Zapłon Iskrowy
      Zapłon Samoczynny
   Zawieszenie


 

Silnik o zapłonie samoczynnym

Silnik o zapłonie samoczynnym (ZS) – silnik cieplny spalinowy tłokowy o spalaniu wewnętrznym, w którym ciśnienie maksymalne czynnika jest znacznie większe, niż w silnikach niskoprężnych (z zapłonem iskrowym), a do zapłonu paliwa nie jest wymagane żadne zewnętrzne źródło energii, ma miejsce zapłon samoczynny.

Silnik o zapłonie samoczynnym znany jest także pod nazwą: silnik wysokoprężny lub silnik Diesla.


Zasada działania

Ssanie

Do cylindra, w wyniku przesuwania się tłoka i wystąpienia dzięki temu podciśnienia, zasysane jest z otoczenia czyste powietrze. Suw ssania kończy się zamknięciem zaworu ssącego (silnik czterosuwowy) lub przesłonięciem kanału dolotowego (silnik dwusuwowy).

Sprężanie

Zassane do cylindra powietrze (o temperaturze zbliżonej do temperatury otoczenia) jest następnie sprężane w wyniku ruchu tłoka w stronę głowicy przy zamkniętych zaworach. Podczas sprężania rośnie intensywnie temperatura powietrza do bardzo wysokiej wartości.

Praca (ekspansja)

Temperatura powietrza pod koniec sprężania jest tak wysoka, że możliwy jest zapłon wtryśniętej dawki paliwa do przestrzeni nad tłokiem znajdującym się w pobliżu górnego martwego położenia. Paliwo wtryskiwane jest pod wysokim ciśnieniem ( zob.hydrauliczny system wtrysku paliwa), dzięki czemu uzyskuje się dobre rozpylenie paliwa. Bardzo małe krople paliwa otoczone gorącym powietrzem szybko odparowują, a pary paliwa, dzięki dużej turbulencji, dobrze mieszają się z powietrzem tworząc jednorodny gaz palny. Gaz ten ulega samozapłonowi wywołanemu wysoką temperaturą. W wyniku spalania silnie rośnie temperatura gazu. Spalanie rozpoczyna się, gdy tłok znajduje się w pobliżu górnego położenia zwrotnego tłoka. Jest to początek ekspansji czynnika roboczego i wykonywania pracy. Początkowo, wraz ze wzrostem temperatury, rośnie także ciśnienie czynnika, lecz wzrost prędkości poruszania się tłoka powoduje, że ciśnienie zaczyna maleć, a rośnie objętość właściwa gazu. Spalanie skończy się jeszcze w czasie ruchu tłoka w stronę DMP.

Wydech

Gdy tłok znajduje się w pobliżu dolnego martwego położenia, następuje otwarcie zaworu wylotowego. Ponieważ ciśnienie gazu w cylindrze jest wyższe od ciśnienia otoczenia, następuje wylot gazu do otoczenia. Zawór ten jest otwarty także podczas ruchu tłoka w kierunku głowicy i prawie wszystkie gazy spalinowe zostają wydalone z cylindra.

Rozwiązania konstrukcyjne

W powszechnie stosowanych silnikach paliwo wtryskiwane jest do komory wstępnej, komory wirowej lub bezpośrednio do cylindra. W silnikach z komorą wstępną i wirową stosuje się zwykle świece żarowe, których żarzenie (rozgrzane do czerwoności) wspomaga wystąpienie samozapłonu w zimnym silniku. Występuje tu bowiem silniejsze chłodzenie sprężanego powietrza od chłodnych ścianek cylindra i głowicy, niż w przypadku silnika z wtryskiem bezpośrednim. Zasilanie paliwem odbywa sie poprzez układ hydraulicznego systemu wtrysku paliwa. Są to pompy sekcyjne, pompy rozdzielaczowe i nowoczesne rozwiązania konstrukcyjne (pompowtryskiwacze, system common rail) - te ostatnie konstrukcje świec żarowych zasadniczo nie wymagają.

Paliwa

Paliwem spalanym w silniku wysokoprężnym jest zwykle olej napędowy lub (w przypadku wolnobieżnych silników wielkogabarytowych) mazut. Istotną cechą paliw dla silników wysokoprężnych jest liczba cetanowa, która świadczy o zdolności do samozapłonu. Paliwem alternatywnym do silników wysokoprężnych może być również zużyty lub świeży olej roślinny (np. olej rzepakowy)), niestety, jego liczba cetanowa jest niska co jest istotną wadą. Znacznie lepsze są estry olejów roślinnych (tzw. biodiesel). Zużycie tego paliwa jest wyższe o kilka procent, co wynika z mniejszej wartości opałowej niż oleju napędowego. Warto wspomnieć, że pierwszy silnik wysokoprężny, zbudowany przez Rudolfa Diesla zasilany był olejem arachidowym.

Parametry charakterystyczne

  • Stopień sprężania - od 14 do 23,
  • Ciśnienie sprężania - od 30 do 45 barów,
  • Ciśnienie spalania - od 50 do 80 barów,
  • Ciśnienie wtrysku paliwa - od 120 do 2000 barów.

Wady i zalety

Wady

  • Większa emisja tlenków azotu NOx w porównaniu do silników z zapłonem iskrowym, wyposażonych w trójfunkcyjny katalizator spalin,
  • Emisja cząstek stałych jeśli silnik nie jest wyposażony w odpowiedni filtr,
  • Większe koszty produkcji, w porównaniu z silnikami benzynowymi,
  • Większy hałas i ciężar, niż silników benzynowych o tej samej mocy,
  • Ograniczona maksymalna prędkość obrotowa spowodowana zwłoką zapłonu,
  • Większe wymagania co do własności olejów silnikowych.

Zalety

  • Większa sprawność konwersji energii chemicznej paliwa, a dzięki temu mniejsze zużycie paliwa i emisja dwutlenku węgla,
  • Większa niezawodność pracy silnika,
  • Większa żywotność silników.

 

BUDOWA

 
Copyright ©2 by janek Najlepsze Fora dyskusyjne - Top ListaTOP Lista Stron InternetowychTopLista For - najlepsze fora w sieci - dodaj swoje forum do top listy
Kreator Stron www