Дизель хөдөлгүүрийн механизмыг ойлгох хялбар аргууд
Дизель хөдөлгүүр нь төрөл бүрийн тээврийн хэрэгсэл болон үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжид өргөн хэрэглэгддэг дотоод шаталтын хөдөлгүүрийн нэг төрөл юм. Өндөр үр ашиг, бат бөх чанараараа алдартай дизель хөдөлгүүрүүд нь өндөр гүйцэтгэл, бат бөх чанар шаарддаг хэрэглээнд гол сонголт болдог. Гэсэн хэдий ч дизель хөдөлгүүрийн механикийг ойлгох нь олон хүнд төвөгтэй мэт санагдаж магадгүй юм. Тиймээс энэ нийтлэлд дизель хөдөлгүүр хэрхэн ажилладаг болон түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн талаар ойлгоход хялбар тайлбар өгөх болно.
1. Дизель хөдөлгүүр хэрхэн ажилладаг вэ
Дизель хөдөлгүүр зэрэг бүх дотоод шаталтын хөдөлгүүрүүд нь тодорхой термодинамик циклээр ажилладаг. Дизель хөдөлгүүрүүд нь бензин хөдөлгүүрт ашигладаг Отто циклээс ялгаатай Дизель циклээр ажилладаг. Дизель цикл нь дөрвөн үндсэн үе шатыг хамардаг: оролт, шахалт, шаталт, яндан.
– Оролтын хоолой: Энэ үе шатанд поршен доошоо хөдлөхөд цэвэр агаар нь оролтын хавхлагаар дамжин цилиндрт ордог. Бензин хөдөлгүүрээс ялгаатай нь энэ үе шатанд түлш-агаарын холимог байдаггүй.
– Шахалт: Поршен дээшээ хөдлөхөд цилиндр дэх агаар маш өндөр даралт болон температурт шахагддаг. Дизель хөдөлгүүрт шахалтын харьцаа нь бензин хөдөлгүүрээс хамаагүй өндөр бөгөөд ихэвчлэн 14:1-25:1 хооронд байдаг.
– Шаталт: Шахалтын үе шатанд поршень оргил үедээ хүрэхэд дизель түлшийг форсункоор дамжуулан цилиндрт шахдаг. Дараа нь энэ түлш нь өндөр шахалтын улмаас маш их халсан агаартай харилцан үйлчилж, шаталт аяндаа явагддаг. Бензин хөдөлгүүрт очлуур шиг хиймэл оч байдаггүй.
– Яндан: Үүссэн шаталтын хий нь поршенийг доош чиглүүлж, тахир голыг хөдөлгөх хүчийг үүсгэдэг. Дараа нь поршен дахин дээш хөдлөхөд яндангийн хий нь яндангийн хавхлагаар дамжин цилиндрээс түлхэгддэг.
2. Дизель хөдөлгүүрийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд
Дизель хөдөлгүүрийн механикийг бүрэн ойлгохын тулд түүний үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ойлгох нь чухал юм. Дизель хөдөлгүүрийн зарим гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд болон тэдгээрийн үүрэг:
– Цилиндрийн блок: Хөдөлгүүрийн гол хэсэг нь цилиндр, поршень болон янз бүрийн хөргөлтийн ус болон тосолгооны тосны сувгуудыг агуулдаг.
– Поршень: Цилиндр дотор дээш доош хөдөлдөг бөгөөд шаталтын энергийг механик хөдөлгөөн болгон хувиргах үүрэгтэй эд анги.
– Тахир гол (Тахир гол): Поршений шугаман хөдөлгөөнийг тээврийн хэрэгсэл эсвэл тоног төхөөрөмжийн дугуйг хөдөлгөдөг эргэлтийн хөдөлгөөн болгон хувиргадаг гол.
– Camshaft (Camshaft): Рокер гар (хөтлөгч гар)-аар шугаман хөдөлгөөн болж хувирдаг эргэлдэгч хөдөлгөөнөөр дамжуулан оролтын болон яндангийн хавхлагыг нээх, хаах ажиллагааг зохицуулах үүрэгтэй.
– Инжектор: Дизель түлшийг цилиндрт өндөр даралтаар шахаж, нарийн, шатамхай шүршигч үүсгэдэг эд анги.
– Турбо цэнэглэгч: Орчин үеийн олон дизель хөдөлгүүрүүд нь турбо цэнэглэгчээр тоноглогдсон байдаг бөгөөд энэ нь яндангийн хий ашиглан цилиндрт илүү их агаар шахаж, үр ашиг, хүчийг нэмэгдүүлдэг.
– Түлшний насос: Түлшийг савнаас форсунк руу өндөр даралттайгаар илгээдэг.
3. Дизель хөдөлгүүрийн үндсэн шинж чанарууд
Дизель хөдөлгүүрийг бензин хөдөлгүүрээс дизайн болон гүйцэтгэлийн хувьд ялгадаг хэд хэдэн шинж чанар байдаг:
– Дулааны үр ашиг: Дизель хөдөлгүүр нь бензин хөдөлгүүрээс илүү термодинамикийн үр ашигтай байдаг, учир нь өндөр шахалтын харьцаа нь илүү бүрэн шаталтыг бий болгодог.
– Бага эргэлттэй үед өндөр эргүүлэх хүч: Дизель хөдөлгүүр нь бага эргэлттэй үед илүү өндөр эргүүлэх хүч үүсгэдэг тул хүнд даацын болон хүнд даацын тээврийн хэрэгсэлд тохиромжтой.
– Бат бөх чанар ба тэсвэрлэлт: Дизель хөдөлгүүрийн эд ангиудыг ерөнхийдөө өндөр даралтыг тэсвэрлэхээр илүү бат бөх болгодог тул дизель хөдөлгүүрүүд илүү бат бөх байх хандлагатай байдаг.
– Түлшний зарцуулалт: Дизель түлш нь бензинээс илүү хэмнэлттэй, ялангуяа өндөр ачаалалтай болон хол зайд ашиглах үед.
4. Дизель хөдөлгүүрийн нийтлэг бэрхшээл ба асуудлууд
Дизель хөдөлгүүрүүд нь мэдэгдэхүйц давуу талуудтай боловч анхаарах ёстой зарим бэрхшээлүүдтэй байдаг:
– Ялгаралт: Дизель хөдөлгүүр нь NOx (азотын исэл) болон тоосонцор (тортог) ялгаруулдаг бөгөөд энэ нь каталитик хөрвүүлэгч болон DPF (Дизель тоосонцрын шүүлтүүр) зэрэг илүү нарийн төвөгтэй ялгаруулалтын цэвэрлэгээний систем шаарддаг.
– Засвар үйлчилгээний зардал: Илүү бат бөх боловч дизель хөдөлгүүрүүд нь тусгай засвар үйлчилгээ шаарддаг бөгөөд энэ нь илүү үнэтэй байж болно, ялангуяа маш өндөр даралттай ажилладаг түлшний системийн хувьд.
– Хүйтэн орчинд ажиллах: Дизель хөдөлгүүрүүд маш бага температурт ажиллахад бэрхшээлтэй тулгардаг тул асаах процессыг хөнгөвчлөхийн тулд гэрэл асаагч залгуур гэх мэт нэмэлт халаалтын систем шаардлагатай болдог.
5. Дизель хөдөлгүүрийн технологийн инноваци
Технологи хөгжихийн хэрээр дизель хөдөлгүүрүүд нь гүйцэтгэлийг сайжруулах, түлшний хэмнэлтийг сайжруулах, ялгарлыг бууруулахын тулд янз бүрийн шинэчлэлүүдийг хийсээр байна. Хамгийн сүүлийн үеийн технологиудын зарим нь:
– Common Rail Injection: Уламжлалт шахах системээс илүү нарийвчлалтай, үр ашигтай түлш хуваарилах зорилгоор өндөр даралтын төмөр зам ашигладаг түлш шахах систем.
– Турбо цэнэглэлт болон супер цэнэглэлт: Турбо цэнэглэгч болон супер цэнэглэгчийн технологийг ашиглах нь цилиндрт агаар орох хэмжээг нэмэгдүүлэхийн тулд утааны хийг ашиглан хүчийг нэмэгдүүлээд зогсохгүй түлшний үр ашгийг нэмэгдүүлдэг.
– Сонгомол каталитик бууралт (SCR): Яндангийн хий рүү шүршиж, дараа нь азот болон ус болгон хувиргадаг AdBlue (мочевин) шингэнийг ашиглан NOx ялгарлыг бууруулах технологи.
– Хувьсах геометрийн турбочаржер (VGT): Хөдөлгүүрийн одоогийн хэрэгцээнд үндэслэн турбочаржерээр дамжин өнгөрөх яндангийн хийн урсгалыг тохируулж (нэмэх эсвэл бууруулах), үр ашиг болон хариу үйлдлийг сайжруулдаг хувьсах геометртэй турбочаржер систем.
Дизель хөдөлгүүр хэрхэн ажилладаг, түүний механизмыг ойлгох нь зөвхөн техникийн ойлголт өгөхөөс гадна одоо байгаа болон хөгжиж буй технологийг үнэлэх боломжийг олгодог. Эхэндээ энэ нь төвөгтэй мэт санагдаж болох ч бүрэлдэхүүн хэсэг бүр болон түүний ажиллах зарчмуудыг судалснаар хэн ч дизель хөдөлгүүр хэрхэн үр ашигтай, тогтвортой ажилладагийн мөн чанарыг ойлгож чадна. Автомашин эсвэл хүнд үйлдвэрт сонирхолтой хүмүүсийн хувьд энэхүү мэдлэг нь үнэлж баршгүй бөгөөд дизель хөдөлгүүрийн ашиглалт, засвар үйлчилгээг оновчтой болгох үндэс суурь болж чадна.
