การ พัฒนา วิศวกรรม เพิ่ม ประสิทธิภาพ เครื่อง ไดเซล

ทําไม รถ ได เซล จึง สามารถ เดิน ทาง ได้ ยาว กว่า โดย ใช้ น้ํามัน น้อย?เป็นพื้นฐานทางทฤษฎีในการออกแบบเครื่องยนต์ดีเซลหมุนเวียนนี้มีผลกระทบโดยตรงต่อประหยัดเชื้อเพลิงและประสิทธิภาพการปล่อยก๊าซและสํารวจการปรับปรุงทางวิศวกรรมเชิงปฏิบัติการ ที่เปิดเผยความลับเบื้องหลังการเผาไหม้ที่ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ดีเซล.

วงจรดีเซล หรือเรียกอีกชื่อว่าวงจรเผาไหม้แรงดันคงที่ เป็นแบบปฏิบัติงานที่เหมาะสมสําหรับเครื่องยนต์ดีเซล 4 ทรัคความแตกต่างที่สําคัญของมันจากวงจร Otto ของเครื่องยนต์เบนซินอยู่ที่วิธีการจุดไฟขณะที่เครื่องยนต์เบนซินใช้สปริงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเครื่องยนต์ดีเซลพึ่งพาความร้อนที่ผลิตจากอัตราการดันสูง เพื่อจุดไฟไฟของเชื้อเพลิงดีเซลที่ฉีดฉีดเอง (จุดไฟด้วยการดัน).

การทํางานของเครื่องยนต์ดีเซลสี่จังหวะ ประกอบด้วยสี่ระยะ:

• การดึงดูด:พิสตองเคลื่อนไหวลงกับวาล์วสูบเปิด ดึงอากาศเข้าไปในกระบอก
• การกดกระแทก:พิสตันเคลื่อนย้ายขึ้น สับสนอากาศ และเพิ่มอุณหภูมิและความดันอย่างรวดเร็ว
• ความแรงแรง:ใกล้ศูนย์กลางที่ตายสูงแรงดันสูง ใส่เชื้อเพลิงในรูปของหมอกบางในอากาศร้อนสร้างการเผาไหม้โดยตัวเองที่ขับพิสตันลงในกระบวนการความดันประมาณคงที่.
• การขับเคลื่อนของอากาศออก:พิสตันเคลื่อนย้ายขึ้นไปพร้อมกับวาล์วไอ้น้ําออกเปิด ออกก๊าซเผาไหม้

วิศวกรวิเคราะห์วงจรการเผาไหม้ โดยใช้แผนภูมิปริมาณแรงดัน (PV) โดยที่พื้นที่ปิดแสดงผลงานในแต่ละวงจรพื้นที่ที่ใหญ่กว่าแสดงให้เห็นถึงการผลิตพลังงานที่สูงขึ้นและประสิทธิภาพทางความร้อนที่สูงขึ้นสําหรับการนําน้ํามันเข้าเดียวกัน.

วงจรดีเซลที่เหมาะสมประกอบด้วย 4 กระบวนการ

• การบดอัดอัดอัดการดันอากาศอย่างรวดเร็วเพิ่มอุณหภูมิโดยไม่ต้องแลกเปลี่ยนความร้อน
• การเผาไหม้แรงดันคง:การฉีดเชื้อเพลิงและการเผาไหม้เกิดขึ้นในความดันคงที่ระหว่างการเคลื่อนย้ายพิสตัน
• การขยายตัวแบบอาเดียบัต:ก๊าซที่มีอุณหภูมิสูงขยายตัวเพื่อทํางานโดยไม่ต้องแลกเปลี่ยนความร้อน
• การปฏิเสธความร้อนในปริมาณคงที่:ก๊าซออกเย็นที่ปริมาณคงที่

ประสิทธิภาพทางความร้อนของวงจรเท่ากับ 1 ลบอัตราส่วนของความร้อนที่ถูกปฏิเสธ (Q2) กับความร้อนที่เพิ่มขึ้น (Q1) แสดงว่าการลดการสูญเสียความร้อนให้น้อยที่สุดจะเพิ่มประสิทธิภาพ

เครื่องยนต์ดีเซลที่ใช้จริง ไม่สามารถเผาไหม้ได้อย่างสมบูรณ์แบบ ด้วยความดันคงที่ การฉีดเชื้อเพลิงและการผสมผสานวิศวกรนําในการจําลองพฤติกรรมนี้ โดยใช้วงจร Sabathé.

ความช้าในการจุดไฟอาจทําให้เกิดการเผาไหม้ครั้งแรกอย่างฉับพลัน ("ดีเซลค็อก") โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภาระที่ต่ําวิศวกร ลด ปัญหา นี้ ผ่าน กลยุทธ์ การ สูบ ที่ ดี ที่สุด และ การ ออกแบบ ห้องเผาไหม้ เพื่อ ลด เสียง และ การ ส่ง ออก.

แม้ว่าจะมีปัญหา, เครื่องยนต์ดีเซลให้ประสิทธิภาพความร้อนที่สูงขึ้นด้วยอัตราการบดสูง, การเผาไหม้ที่ลดลง, และการสูญเสียการปั๊มที่ลดลงจากการดําเนินงานที่ไม่ใช้น้ํามันการควบคุมการปล่อยออกไซด์ไนโตรเจน (NOx) และอนุภาค (PM) ยังคงมีความยุ่งยากทางเทคนิค.

เครื่องยนต์ดีเซลที่ทันสมัยมีเทคโนโลยีเพิ่มประสิทธิภาพหลายอย่าง:

• การปรับปรุงห้องเผาไหม้:การปรับปรุงรูปร่างเพิ่มความสามารถในการผสมผสานอากาศและเชื้อเพลิง เพื่อการเผาไหม้อย่างสมบูรณ์แบบ
• การฉีดกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการการกําหนดเวลา การจัดส่งน้ํามัน จํานวน และการควบคุมความดัน
• เครื่องชาร์จเทอร์โบแบบกณิตศาสตร์แปร:ความดันที่สามารถปรับได้ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการเข้าอากาศ
• ระบบควบคุมการปล่อยระดับสูง:เครื่องกรองอนุภาคดีเซล (DPF) และระบบการลดกระตุ้นคัดเลือก (SCR) ลดปนเปื้อน

การพัฒนาในอนาคตจะเน้นในเทคโนโลยีการเผาไหม้ที่สะอาดกว่า น้ํามันทดแทน และการผสมพันธุ์เพื่อรักษาความเกี่ยวข้องของเครื่องยนต์ดีเซลในการใช้งานทางพาณิชย์และอุตสาหกรรม

วงจรดีเซลยังคงเป็นพื้นฐานในการเข้าใจการทํางานของเครื่องยนต์ดีเซล การเปรียบเทียบมันกับวงจรออโต้ทําให้เห็นถึงข้อดีด้านประสิทธิภาพและความท้าทายทางเทคนิคของดีเซลการปรับปรุงด้านวิศวกรรมอย่างต่อเนื่อง ทําให้เครื่องยนต์ที่ใช้ได้ใกล้ชิดกับการทํางานในวัฏจักรที่สมบูรณ์แบบในขณะที่ตอบสนองความต้องการการปล่อยก๊าซที่เข้มงวดการประกันความสําคัญของเทคโนโลยีดีเซลในด้านการขนส่งและเครื่องจักร