Három alapméretű csoport
A dízelmotorok három alapvető méretcsoportja van az energia alapján - kis, közepes és nagy. A kis motorok teljesítmény-output értéke kevesebb, mint 16 kilowatt. Ez a leggyakrabban előállított dízelmotor típusa. Ezeket a motorokat autókban, könnyű teherautókban, valamint néhány mezőgazdasági és építési alkalmazásban, valamint kis helyhez kötött villamosenergia-generátorként (például a Pleasure Craft-on) és a mechanikus meghajtókként használják. Ezek jellemzően közvetlen injekciós, line, négy- vagy hathengeres motorok. Sokan turbófeltöltöttek utóhűtőkkel.

A közepes motorok teljesítménykapacitása 188 és 750 kilowatt között van, vagyis 252-1006 lóerő. Ezeknek a motoroknak a többségét nagy teherbírású teherautókban használják. Ezek általában közvetlen befecskendezésű, line, hathengeres turbófeltöltésű és utóhűtésű motorok. Néhány V-8 és V-12 motor is tartozik ebbe a méretű csoportba.

A nagy dízelmotorok teljesítményértékelése meghaladja a 750 kilowattot. Ezeket az egyedi motorokat tengeri, mozdony- és mechanikus meghajtó alkalmazásokhoz, valamint az elektromos energiák előállításához használják. A legtöbb esetben közvetlen injekciós, turbófeltöltött és utóhűtéses rendszerek. Lehetnek működni, mint 500 fordulat / perc, ha a megbízhatóság és a tartósság kritikus jelentőségű.

Kétütemű és négyütemű motorok
Mint korábban megjegyeztük, a dízelmotorokat úgy tervezték, hogy két- vagy négyütemű cikluson működjenek. A tipikus négyütemű-ciklusú motorban a szívó- és kipufogószelepek, valamint az üzemanyag-befecskendező fúvóka a hengerfejben található (lásd az ábrát). Gyakran a kettős szelep -elrendezéseket - két szívószelepet és két kipufogószelepet - alkalmaznak.
A kétütemű ciklus használata kiküszöböli a motor kialakításában az egyik vagy mindkét szelep szükségességét. A hengerbélés portjain keresztül általában megsemmisülnek és szívó levegőt biztosítanak. A kipufogógáz a hengerfejben található szelepeken, akár a hengerbélés portjain keresztül lehet. A motor felépítését egyszerűsítik, ha egy port kialakítást használnak, ahelyett, hogy kipufogószelepeket igényelne.

Üzemanyag a dízelüzemekhez
A dízelmotorok üzemanyagként általában használt kőolajtermékek nehéz szénhidrogénekből álló desztillátumok, molekulánként legalább 12-16 szénatom. Ezeket a nehezebb desztillátumokat nyersolajból veszik, miután a benzinben alkalmazott ingatag részeket eltávolították. Ezen nehezebb desztillátumok forráspontjai 177 és 343 ° C (351–649 ° F) között vannak. Így a párolgási hőmérsékletük sokkal magasabb, mint a benziné, amely molekulánként kevesebb szénatom van.

A víz és az üledék az üzemanyagokban káros lehet a motor működésére; A tiszta üzemanyag elengedhetetlen a hatékony injekciós rendszerekhez. A magas szén-dioxid-maradékú üzemanyagokat a legjobban alacsony sebességű forgású motorok kezelhetik. Ugyanez vonatkozik a magas hamu- és kéntartalommal rendelkezőkre. A cetánszámot, amely meghatározza az üzemanyag gyújtási minőségét, az ASTM D613 „Standard vizsgálati módszer a cetánszámú dízelolaj számára”.

Dízelmotorok fejlesztése
Korai munka
Rudolf Diesel, a német mérnök úgy gondolta a motor ötletét, amely most a nevét viseli, miután egy eszközt keresett az Otto motor hatékonyságának növelésére (az első négyütemű ciklusú motor, amelyet a 19. századi német mérnök épített Nikolaus Otto). A Diesel rájött, hogy a benzinmotor elektromos gyújtási folyamata kiküszöbölhető, ha a dugattyú-hengeres eszköz kompressziós löket során a kompressziós hőmérsékleten nagyobb hőmérsékleten melegítheti a levegőt, mint egy adott üzemanyag automatikus jelzési hőmérséklete. Diesel ilyen ciklust javasolt az 1892 -es és 1893 -as szabadalmaiban.
Eredetileg akár porított szén, akár folyékony kőolajat javasoltak üzemanyagként. A Diesel fűrészporszén, a SAAR szénbányák mellékterméke, könnyen elérhető üzemanyagként. A sűrített levegőt a szénpor bevezetésére kellett használni a motorhengerbe; A szén -injekció sebességének ellenőrzése azonban nehéz volt, és miután a kísérleti motort egy robbanás megsemmisítette, a dízel folyékony kőolajra fordult. Folytatta az üzemanyag bevezetését a motorba sűrített levegővel.
Az első, a Diesel szabadalmaira épített kereskedelmi motort a St. Louis -ban, Mo. -ban telepítették, Adolphus Busch, a sörfőzde, aki látta a müncheni kiállításon, és a Diesel licencét vásárolt a motor gyártására és értékesítésére. az Egyesült Államokban és Kanadában. A motor évek óta sikeresen működött, és volt a Busch-Sulzer motor előfutára, amely az Egyesült Államok haditengerészetének számos tengeralattjárót hajtott végre az I. világháborúban. Grotonban, Conn.

A dízelmotor az I. világháború alatt a tengeralattjárók elsődleges erőművé vált az üzemanyag felhasználásában, hanem a háborús körülmények között is megbízhatónak bizonyult. A dízelüzemanyagot, amely kevésbé ingatag, mint a benzin, biztonságosabban tárolták és kezelik.
A háború végén sok dízelüzemű férfi békeidő -állást keresett. A gyártók elkezdték adaptálni a dízelokat a békeidőgazdasághoz. Az egyik módosítás az úgynevezett félidős, amely kétütemű cikluson működött alacsonyabb kompressziós nyomáson, és forró izzót vagy csövet használt az üzemanyag-töltés meggyújtásához. Ezek a változások eredményeként a motor kevésbé drága az építés és karbantartáshoz.

Üzemanyag-befecskendezési technológia
A teljes dízelolaj egyik kifogásolható tulajdonsága a nagynyomású, injekciós légkompresszor szükségessége volt. Nemcsak az energiára volt szükség a légkompresszor vezetéséhez, hanem egy hűtési hatás is, amely késleltetett gyújtás történt, amikor a sűrített levegő, jellemzően 6,9 megapascals (1000 font / négyzet hüvelyk), hirtelen kibővült a hengerbe, amely körülbelül 3,4 nyomáson volt. 4 megapascal -ig (493–580 font / négyzet hüvelyk). A Dieselnek nagynyomású levegőre volt szüksége, amellyel a porított szén bevezetése a hengerbe; Amikor a folyékony kőolaj helyettesítette a porított szént üzemanyagként, szivattyút lehet készíteni a nagynyomású légkompresszor helyett.

Számos módon lehetne használni a szivattyút. Angliában a Vickers Company az úgynevezett közös rail-módszert használt, amelyben egy szivattyúkumulátor nyomás alatt tartotta az üzemanyagot a motor hosszában futó csőben, az egyes hengerekhez vezetve. Ebből a sínből (vagy cső) üzemanyag-ellátási vonalból az injekciós szelepek sorozata az egyes hengerek üzemanyag-töltését a ciklus jobb pontján. Egy másik módszer, amelyet CAM-operált bunkó vagy dugattyús típusú szivattyúk alkalmaztak, hogy egy pillanatra nagynyomású üzemanyagot szállítsanak az egyes hengerek befecskendező szelepéhez a megfelelő időben.

Az injekciós légkompresszor kiküszöbölése egy lépés volt a helyes irányba, de volt egy újabb probléma, amelyet meg kell oldani: a motor kipufogógáza túlzott mennyiségű füstöt tartalmazott, még a motor lóerő -besorolása mellett is, és annak ellenére, hogy ott van elegendő levegő volt a hengerben az üzemanyag -töltés elégetéséhez anélkül, hogy elszíneződött kipufogógáz hagyná, amely általában túlterhelt. A mérnökök végül rájöttek, hogy a probléma az volt, hogy a motorhengerbe felrobbant pillanatra nagynyomású injekciós levegő hatékonyabban diffundálta az üzemanyag-töltést, mint a helyettesítő mechanikus üzemanyag-fúvókák, aminek eredményeként a légkompresszor nélkül az üzemanyagnak az üzemanyagnak az üzemanyagnak az üzemanyagnak az üzemanyagnak az üzemanyagnak az üzemanyagnak kellett lennie. Keresse meg az oxigénatomokat az égési folyamat befejezéséhez, és mivel az oxigén a levegőnek csak 20 % -át teszi ki, mindegyik üzemanyag -atomnak csak egy esélye volt az öt oxigén atomjával. Ennek eredményeként az üzemanyag nem megfelelő égése volt.

Az üzemanyag-injekciós fúvóka szokásos kialakítása kúpos permetezés formájában vezette be az üzemanyagot a hengerbe, a fúvókából sugárzó gőzzel, nem pedig patakban vagy sugárhajtású. Nagyon keveset lehet tenni az üzemanyag alaposabb elterjesztése érdekében. A továbbfejlesztett keverést úgy kellett elvégezni, hogy további mozgást adnak a levegőbe, leggyakrabban indukcióval előállított levegő kavarogásokkal vagy a levegő sugárirányú mozgásával, amelyet Squish, vagy mindkettő a dugattyú külső széléről a középpont felé. Különböző módszereket alkalmaztak ennek az örvénynek a létrehozásához. A legjobb eredményeket nyilvánvalóan akkor kapják meg, amikor a légkörzet határozottan kapcsolatba lép az üzemanyag-befecskendezés arányával. A levegő hatékony felhasználása a hengeren belül olyan forgási sebességet igényel, amely miatt a beillesztett levegő folyamatosan mozog az egyik spray -ről a másikra az injekciós időszak alatt, a ciklusok közötti szélsőséges süllyedés nélkül.