Vznětový motor, pojmenovaný po Rudolfu Dieselovi, je spalovací motor, u kterého dochází ke vznícení paliva zvýšenou teplotou vzduchu ve válci v důsledku mechanické komprese; vznětový motor je tedy tak zvaný vznětový motor. To je na rozdíl od motorů, které používají zapalování směsi vzduch-palivo zapalovací svíčkou, jako je benzínový motor nebo plynový motor.
Vznětové motory pracují tak, že stlačují pouze vzduch nebo vzduch plus zbytkové spaliny z výfuku. Vzduch je přiváděn do komory během sacího zdvihu a stlačován během kompresního zdvihu. To zvýší teplotu vzduchu ve válci natolik, že se vznítí atomizovaná nafta vstřikovaná do spalovací komory.
Vzhledem k tomu, že palivo je vstřikováno do vzduchu těsně před spalováním, je distribuce paliva nerovnoměrná; toto se nazývá heterogenní směs vzduchu a paliva. Točivý moment produkovaný dieselovým motorem je řízen manipulací poměru vzduch-palivo (λ); Namísto škrcení nasávaného vzduchu se vznětový motor spoléhá na změnu množství vstřikovaného paliva a poměr vzduch-palivo je obvykle vysoký.
Dieselový motor má nejvyšší tepelnou účinnost (účinnost motoru) ze všech praktických motorů s vnitřním nebo vnějším spalováním díky velmi vysokému expanznímu poměru a přirozenému spalování chudé směsi, které umožňuje odvod tepla přebytečným vzduchem.
Ve srovnání s benzínovými motory bez přímého vstřikování je také zabráněno malé ztrátě účinnosti, protože při překrytí ventilů nedochází k žádnému nespálenému palivu, a tudíž žádné palivo neprochází přímo ze sání/vstřikování do výfuku.
Nízkootáčkové dieselové motory mohou dosáhnout efektivní účinnosti až 55 %. Plynová turbína s kombinovaným cyklem je spalovací motor, který je účinnější než dieselový motor, ale kvůli své hmotnosti a rozměrům není vhodný pro vozidla, plavidla nebo letadla.
Dieselová vozidla jsou podobná benzinovým vozidlům, protože obě používají spalovací motory. Jeden rozdíl je v tom, že dieselové motory mají kompresní vstřikovací systém spíše než zážehový systém používaný většinou benzínových vozidel.
V systému zapalovaném kompresí je nafta vstřikována do spalovací komory motoru a zapálena vysokými teplotami dosaženými při stlačování plynu pístem motoru.
Na rozdíl od systémů řízení emisí u benzínových vozidel má mnoho dieselových vozidel další komponenty pro následné zpracování, které snižují pevné částice a rozkládají nebezpečné emise oxidů dusíku (NOx) na neškodný dusík a vodu. Nafta je běžné palivo pro dopravu a několik dalších druhů paliva používá podobné systémy a součásti motoru.
Animace zobrazující čtyři fáze vznětového motoru:sání, komprese, výkon a výfuk.
Stejně jako benzínový motor, i dieselový motor normálně funguje tak, že se opakuje cyklus čtyř fází nebo zdvihů, během kterých se píst během cyklu dvakrát pohybuje nahoru a dolů (jinými slovy, klikový hřídel se otáčí dvakrát).
U dvoudobého dieselu se celý cyklus odehrává tak, že se píst pohybuje nahoru a dolů pouze jednou. Je matoucí, že dvoutaktní cyklus má ve skutečnosti tři fáze:
Dvoudobé motory jsou menší a lehčí než čtyřdobé motory a bývají účinnější, protože generují elektřinu jednou za otáčku (spíše než jednou za dvě otáčky jako čtyřdobý motor). To znamená, že vyžadují více chlazení a mazání a podléhají vyššímu opotřebení.
Existují tři základní velikostní skupiny vznětových motorů podle výkonu – malé, střední a velké.
Malé motory mají hodnoty výkonu necelých 188 kilowattů nebo 252 koní. Jedná se o nejběžněji vyráběný typ dieselového motoru. Tyto motory se používají v automobilech, lehkých nákladních automobilech a některých zemědělských a stavebních aplikacích a jako malé stacionární generátory elektrické energie (například na rekreačních plavidlech) a jako mechanické pohony. Obvykle se jedná o motory s přímým vstřikováním, řadové, čtyř nebo šestiválcové motory. Mnohé jsou přeplňovány turbodmychadlem s dochlazovačem.
Střední motory mají výkon v rozmezí od 188 do 750 kilowattů nebo 252 až 1 006 koňských sil. Většina těchto motorů se používá v těžkých nákladních vozidlech. Obvykle se jedná o motory s přímým vstřikováním, řadové, šestiválcové přeplňované a dochlazované motory. Do této velikostní skupiny patří také některé motory V-8 a V-12.
Velké dieselové motory mají jmenovitý výkon přesahující 750 kilowattů. Tyto jedinečné motory se používají pro námořní, lokomotivní a mechanické pohony a pro výrobu elektrické energie. Ve většině případů se jedná o systémy s přímým vstřikováním, přeplňováním a dochlazováním. Mohou pracovat až při 500 otáčkách za minutu, pokud jsou spolehlivost a životnost kritické.
Dieselové motory se běžně používají jako mechanické motory, generátory energie a mobilní pohony. Široké uplatnění nacházejí v lokomotivách, stavebních zařízeních, automobilech a nesčetných průmyslových aplikacích. Jejich říše zasahuje téměř do všech průmyslových odvětví a lze je denně pozorovat, pokud se podíváte pod pokličku všeho, co míjíte.
Průmyslové dieselové motory a dieselové generátory mají konstrukční, námořní, důlní, nemocniční, lesnické, telekomunikační, podzemní a zemědělské aplikace, abychom jmenovali alespoň některé. Výroba energie pro primární nebo záložní záložní napájení je hlavní aplikací dnešních dieselových generátorů. Další příklady naleznete v našem článku o různých typech motorů a generátorů a jejich běžných aplikacích.
Vznětový motor je mnohem účinnější a výhodnější než benzínový motor z následujících důvodů:
Dieselový motor, jakýkoli spalovací motor, ve kterém je vzduch stlačen na dostatečně vysokou teplotu, aby zapálil naftu vstřikovanou do válce, kde spalování a expanze aktivují píst.
Stejně jako u zážehových motorů se i naftové motory spouštějí roztáčením elektromotorem, který zahajuje cyklus komprese a zapalování. Za studena se však vznětové motory obtížně startují, jednoduše proto. stlačování vzduchu nevede k teplotě, která je dostatečně vysoká k zapálení paliva.
Benzín a nafta pocházejí z ropy, která pochází z hlubokého podzemí. Surová ropa se rafinuje na benzín (v Americe se tomu říká benzín) nebo naftu. Většina druhů dopravy používá k pohonu svých motorů buď benzín, nebo naftu – od sekaček na trávu, přes auta, autobusy a motorky až po velké lodě a letadla.
Hlavní součásti vznětového motoru:
Koncepčně vznětové motory fungují tak, že stlačují vzduch na vysoký tlak/teplotu a pak do tohoto horkého stlačeného vzduchu vstřikují malé množství paliva. Vysoká teplota způsobuje odpařování malého množství vysoce atomizovaného vstřikovaného paliva.
Dieselové motory se někdy nazývají vznětové motory, protože zahájení spalování se spoléhá na vzduch ohřívaný kompresí spíše než na elektrickou jiskru. U vznětového motoru se palivo zavádí, když se píst blíží k horní úvrati svého zdvihu.
Existují dvě třídy dieselových motorů:dvoudobé a čtyřdobé. Většina dieselových motorů obecně používá čtyřdobý cyklus, některé větší motory pracují ve dvoudobém cyklu.
Dieselový motor odebírá vzduch, stlačuje jej a poté do stlačeného vzduchu vstřikuje palivo. Teplo stlačeného vzduchu samovolně zapálí palivo. Dieselový motor neobsahuje zapalovací svíčku.
Diesel poskytuje větší výkon při nižších otáčkách motoru než jejich ekvivalent zážehového. Díky tomu se vznětové motory lépe hodí na delší cesty po dálnicích, protože nepracují tak tvrdě jako benzínové motory, aby dosáhly stejného výkonu. To také přispívá k tomu, že se dieselová auta lépe hodí pro tažení.
Pokud jde o účinnost, vznětové motory poskytují vyšší účinnost tím, že spotřebují o 15–20 % méně paliva ve srovnání se zážehovými motory. Nízký točivý moment vznětových motorů poskytuje mnohem lepší zážitek z jízdy na dálnici. Cena této účinnosti je však vyšší prémií ve srovnání s benzínovou variantou stejného vozu.
Motorová nafta se vyrábí z ropy a biomasy. Většina motorové nafty vyrobené a spotřebované ve Spojených státech se rafinuje ze surové ropy v ropných rafinériích. Americké ropné rafinérie produkují v průměru 11 až 12 galonů nafty z každého 42galonového (amerického) barelu ropy.
Vznětové motory jsou stále účinnější než motory na plyn, ale méně pro ty, kteří se věnují převážně městskému provozu. Dieselové vozy mají také vyšší točivý moment, což vede k lepší spotřebě paliva spolu s působivějším zrychlením.
Dieselový motor, pojmenovaný po Rudolfu Dieselovi, je spalovací motor, u kterého je vznícení paliva způsobeno zvýšenou teplotou vzduchu ve válci v důsledku mechanické komprese; vznětový motor je tedy tzv. vznětový motor (CI motor).
Motorová nafta je obecný termín pro destilátový topný olej prodávaný pro použití v motorových vozidlech, která používají vznětový motor pojmenovaný po svém vynálezci, německém inženýrovi Rudolfu Dieselovi. Svůj původní design si nechal patentovat v roce 1892. Motorová nafta se rafinuje ze surové ropy az materiálů z biomasy.
Tři základní velikostní skupiny. Existují tři základní velikostní skupiny vznětových motorů podle výkonu – malé, střední a velké.
Prémiová nafta má vyšší cetanové číslo, lepší mazivost a obsahuje detergenty, které zajišťují schopnost čištění vstřikovačů oproti standardní naftě č. 2. Cetan měří zpoždění vznícení paliva. Vyšší cetan se rovná kratšímu zpoždění a lepší kvalitě zapalování pro rychlejší starty a menší znečištění.
Nafta obvykle stojí více. Servis může být dražší, i když to nemusíte dělat tak často. Dieselová auta produkují mnohem více NO2. Vznětové motory mohou být o něco hlučnější.
Pokud jde o účinnost, vznětové motory poskytují vyšší účinnost tím, že spotřebují o 15–20 % méně paliva ve srovnání se zážehovými motory. Nízký točivý moment vznětových motorů poskytuje mnohem lepší zážitek z jízdy na dálnici. Cena této účinnosti je však vyšší prémií ve srovnání s benzínovou variantou stejného vozu.
V 90. letech 19. století vynalezl Rudolf Diesel účinný vznětový spalovací motor, který nese jeho jméno.
Diesel had the intention of developing an internal combustion engine and worked on the idea for several years, which led to his introduction of a prototype in 1893 and the first diesel engine production model in 1897.
Gasoline rose to prominence in 1892 while diesel took a little longer with some sources pointing to 1893 when it was first used and recognized as a fuel source. So, with that in mind, gasoline was technically the first, as it gained popularity and commercial success faster than its diesel counterpart.
Rudolf Diesel’s first compression ignition engines ran on peanut oil at the World Exposition in Paris.
The first true car engine is typically credited to Karl Benz. After years of being obsessed with bicycles and technology, Benz developed what’s taken to be the first gasoline-powered automobile in 1885. The engine in question was a single-cylinder four-stroke contraption.
