Silnik typu diesel: podstawy

Wielu kierowców, którzy zdecydowali się na samochód wyposażony w silnik diesla, dobrze zdają sobie sprawę z jego zalet i cech szczególnych. Niemniej jednak osoby, które dopiero zaczynają mieć styczność z tego rodzaju silnikami, mogą posiadać dużą ilość pytań. W naszym artykule postaramy się z nim uporać.

Silnik typu diesel: historia

Silnika typu diesel został stworzony w 1824 roku, kiedy to francuski fizyk i matematyk Sadi Carnot teoretyzował, że maszyna cieplna jest w stanie być efektywniejsza wtedy, kiedy znajdujący się w jej wnętrzu czynnik roboczy zostanie rozgrzany poprzez gwałtowną kompresję do własnej temperatury zapłonu. Dana zasada została później wykorzystana do wynalezienia pierwszego silnika typu diesel.

Na przełomie lat różnorodni naukowcy pracowali nad konstrukcją silnika typu diesel, wśród których byli Herbert Akroyd-Stuart oraz Gustav Trinkler. Niemniej jednak dopiero w 1887 roku Rudolf Diesel zdołał skonstruować jego pierwszy praktycznie wykonalny i skuteczny prototyp.

Wynalazca początkowo uważał, że najlepszym paliwem dla jego silnika będzie pył węglowy, jednak poprzez swoje właściwości ścierne oraz komplikacje wynikające z dostarczania danego paliwa do cylindrów musiał ostatecznie zrezygnować z danego pomysłu. Z drugiej strony wynalazek silnika typu diesel bardzo dobrze pracował na oleju roślinnym oraz lekkich olejach.

Silniki typu diesel były od tamtego czasu stale ulepszane i uaktualniane. Wiele nowoczesnych samochodów osobowych oraz większość samochodów użytkowych jest wyposażona w dane silniki, które są niezawodne i wyjątkowo wydajne.

Zasada działania

Samochody pasażerskie są obecnie w większości wyposażone w silniki 4-suwowe. Ich cykl roboczy obejmuje 4 etapy:

1. Ssania, odpowiadający skrętowi wału korbowego od 0° do 180°. Na tym etapie powietrze jest zasysane do cylindra poprzez otwarty zawór.
2. Sprężania: W trakcie tego etapu wał korbowy skręca się o od 180 do 360°. Tłok powoduje spężenie znajdującego się w komorze powietrza o 16-25 razy oraz wzrost temperatury do 700–900 °C.
3. Rozprężania: Na tym etapie odpowiadający wał korbowy skręca się o 360–540°, paliwa ulega wtryskowi i zapłonowi. Powoduje to ruch tłoka w dół.
4. Wydechu: Z tego powodu, że wał korbowy skręca się o 540–720°, względnie do swojej pozycji początkowej, tłok porusza się w górę, a gazy spalinowe ulegają wydobyciu przez wydech.

W silnikach typu diesel paliwo jest dostarczane poprzez pompę wtryskową. Istnieje wiele różnorodnych rodzajów pomp paliwowych, które są wykorzystywane w nowoczesnych samochodach:

• In-Line. Posiadają one pary tłoków równej liczbie znajdujących się w silniku cylindrów. Wał rozrządu połączony z wałem korbowym porusza tłokami, które tym samym otwierają i zamykają otwory zasysania. W rezultacie podczas otwierania zaworu wtryskowego tworzy się ciśnienie, a paliwo dochodzi do odpowiedniego wtryskiwacza. Dane pompy są wysoce niezawodne, jednak montowane są zazwyczaj w samochodach dostawczych: producenci zaprzestali montować pompy typu in-line w samochodach pasażerskich od 2000 roku.
• Dystrybucyjna. Ich budowa cechuje się jednym lub dwoma tłokami, które wykonują ruchy obrotowe i posuwisto-zwrotne, rozprowadzając paliwo pomiędzy wszystkimi cylindrami. Zapewnia to bardziej równomierną dystrybucję paliwa, jednakże większe zużycie części. Z tego powodu pompy dystrybucyjne są zazwyczaj montowane w samochodach pasażerskich.
• Pompy wysokociśnieniowe. Są one wykorzystywane w układzie paliwowym Common Rail i służą wpompowaniu paliwa do listwy paliwowej, w której zachowywane jest ciągle wysokie ciśnienie, niezależnie od trybu silnika. Korzystanie z tego systemu pozwala na zwiększenie momentu obrotowego silnika o 25% przy niższych obrotach oraz zmniejszenie zużycia paliwa o 20%.
• Pompowtryskiwacze. Pompowtryskiwacz z funkcją sprężania i wtryskiwania współpracuje z każdym cylindrem. Korzystanie z tego układu pozwala na zmniejszenie zużycia paliwa samochodu oraz toksyczności spalin, gdyż proces wtryskiwania zachodzi samodzielnie w 3 etapach. Wtrysk wstępny zapewnia gładkie spalanie, podczas gdy wtrysk wtórny ułatwia regenerację filtra sadzy.

5 kluczowych zalet silników typu diesel

1. Zużywają średnio o 30% mniej paliwa w porównaniu do silników benzynowych. Staje się tak dzięki znajdującemu się wewnątrz komory spalania wysokiego ciśnienia, konstrukcji silnika, jego zasadom działania, a także dużej liczbie innych czynników. Poza tym w większości krajów silniki typu diesel kosztują dużo mniej niż silniki benzynowe.
2. W silnikach typu diesel paliwo ulega stałemu spaleniu zaraz po jego pojawieniu się w jego wnętrzu, zapewniając wysoki moment obrotowy przy niskich obrotach silnika. Polepsza to właściwości trakcyjne samochodu, jego dynamikę oraz właściwości jezdne.
3. Posiadają wyższą wydajność sięgającą do 50%.
4. Dzięki świecom żarowym oraz podgrzewanym wtryskiwaczom silniki typu diesel bardzo gładko odpalają się, niezależnie od temperatury otoczenia.
5. Starczają prawie na dwukrotnie dłuższy okres niż silniki benzynowe.

Silniki typu diesel: 9 zasad działania od ekspertów AutoDoc

Postępuj zgodnie z tymi prostymi zasadami w celu uniknięcia częstych napraw silnika oraz układu paliwowego:

1. W odpowiednim czasie wymieniaj filtr paliwa oraz separator wody. Elementy silnika typu diesel są bardzo wrażliwe na cząstki mechaniczne i wodę. Z względu na ich skomplikowaną konstrukcję wtryskiwacze i pompa bardzo łatwo ulegają zatkaniu, podczas gdy zawarta w paliwie siarka miesza się z wodą i przeistacza w kwas siarkowy, który ma bardzo niekorzystny wpływ na elementy silnika.
2. Upewnij się, że zatankowałeś wysokiej jakości paliwo. Duża zawartość siarki w kiepskiej jakości paliwach znacząco skraca żywotność i wydajność oleju silnikowego, a także może spowodować uszkodzenie filtru cząstek stałych.
3. Unikaj jazdy na wysokich obrotach: wytwarza to dodatkowe obciążenie na silnik.
4. Zawsze miej pewność, że Twoje paliwo odpowiada temperaturze otoczenia. Olej napędowy zawiera parafinę, która zamarza w bardzo niskich temperaturach. Z tego powodu w czasie zimy zaleca się korzystanie z paliwa przeznaczonego na zimę (dla temperatur od -25 °C do 0 °C) lub sztucznego paliwa, które zachowuje swoją lepkość w temperaturze od -35°C do 0°C. Stacje paliwowe zazwyczaj wskazują dany zakres temperatur, w jakich można stosować paliwo.
5. Ostrożnie dobieraj dodatki do oleju napędowego. Jeśli jeździsz autem po obszarach, na których panuje surowy klimat, dobrym wyborem dla Twojego samochodu będzie formuła do silnika typu diesel z antyżelem. Istnieją także dodatki pozwalające na zwiększenie momentu obrotowego silnika oraz pojemności poprzez zwiększenie wydajności mieszanki powietrzno-paliwowej, jak i również środki czyszczące silnik i przewody paliwowe.
6. Zastąp jazdę miejską wycieczkami na łono natury, aby silnik mógł od czasu do czasu chodzić na obrotach rzędu 2,500. Przy takim trybie jazdy sadza i zwęglone osady wypalają się, zmniejszając ryzyko zatkania się wtryskiwaczy, przyklejenia się pierścienia tłokowego, a także zabrudzenia reaktora katalitycznego.
7. Silnik z turbodoładowaniem nie powinien być gaszony zaraz po zatrzymaniu samochodu; pozwól pracować mu przez 2-5 minut na biegu jałowym, dzięki czemu turbina jest w stanie ochłonąć.
8. Zawsze kupuj olej silnikowy zalecany przez producenta Twojego samochodu i nigdy nie mieszaj go ze smarami o różnorodnej lepkości.
9. Gładko gaś silnik, aby uniknąć uszkodzenia tulei wewnątrz turbiny.

Podsumowanie

Nowoczesne silniku typu diesel są ekonomiczne i potężne. Pomimo różnych stereotypów są one przyjazne dla środowiska i bezgłośne. Samochody wyposażone w silniki typu diesel będą idealnie pasowały do jazdy na łonie natury; są wygodne dla większych grup, rodzin, a także nie zepsują się mimo częstych jazd. Są one niezawodne do jazdy w terenie, przez co są poszukiwane przez zwolenników wędkowania, polowania i aktywności na świeżym powietrzu. Niemniej jednak jeśli zawsze interesowałeś się sportowymi autami lub jesteś przyzwyczajony do nagłego przyspieszania lub hamowania podczas jazdy, samochody posiadające silnik typu diesel nie będą dla Ciebie odpowiednie: agresywny styl jazdy zbyt mocno obciąży silnik.

Naprawa silnika typu diesel jest kosztowna. Niemniej jednak postępując zgodnie z wymienionymi powyżej wskazówkami konieczność naprawy silnika nie będzie zbyt częsta.

Przydatny filmik na ten temat:

Jak przedłużyć żywotność silnika