1 Principio de funcionamiento del motor diésel
El principio de funcionamiento del motor diésel es básicamente el mismo que el del motor de gasolina. También tiene cuatro tiempos y funciona mediante el movimiento alternativo del pistón. . La principal diferencia radica en el método de formación y el método de ignición de la mezcla combustible. La Tabla 10-6 muestra las diferencias entre motores diesel y motores de gasolina. El motor diésel no tiene carburador y solo entra aire al cilindro a través de la válvula de admisión durante la carrera de admisión. Dado que la relación de compresión de un motor diésel es mayor que la de un motor de gasolina, la temperatura del gas a alta presión resultante es mayor.
Al final de la carrera de compresión, el combustible se inyecta directamente en el cilindro a través del inyector de combustible. El aire a alta presión se mezcla con el combustible inyectado, lo que hace que el combustible se encienda espontáneamente a alta temperatura y alta presión. Este proceso requiere una alta presión. La velocidad de inyección de combustible y la velocidad de mezcla de combustible y aire determinan juntas la velocidad de combustión del combustible. Para evitar que entre demasiado combustible al mismo tiempo, lo que provocaría una presión excesiva en el cilindro, se puede inyectar combustible continuamente durante la carrera de potencia.
El motor de gasolina cambia la potencia del motor a través de la posición de la válvula del acelerador. En el estado de ralentí, la válvula del acelerador está cerrada y solo una pequeña cantidad de aire ingresa al cilindro cuando la potencia de salida es mayor; entra más aire a través de la válvula de mariposa. La cantidad de aire que ingresa al motor diesel permanece sin cambios bajo diferentes condiciones de potencia. Determina la velocidad y la potencia de salida del motor controlando la cantidad de inyección de combustible.
En un motor diésel, después de inyectar el combustible en la cámara de combustión, no se puede mezclar completamente con el aire. El estado de combustión en el centro del cilindro es rico y el área de combustión no puede alcanzar el. pared del cilindro. Cuando el motor diésel funciona a plena carga, el área rica en combustible en la cámara de combustión es grande y el exceso de combustible es grande, lo que producirá una gran cantidad de humo negro.
Los motores diésel se dividen en tipos de inyección directa y premezclados según diferentes estructuras. El inyector central de un motor diésel de inyección directa inyecta combustible directamente en la cámara de combustión. La mezcla de aire y combustible en la cámara de combustión es insuficiente y existen zonas de combustión rica y pobre. El motor diésel premezclado es un motor diésel de inyección indirecta. El combustible no se inyecta directamente en el cilindro maestro, sino que se agrega un cilindro premezclado delante del cilindro maestro. El combustible se quema primero aquí y el gas quemado ingresa al cilindro maestro a través. el orificio de conexión. Este método de trabajo aumenta la turbulencia de la mezcla de gases, lo que hace que el combustible y el aire se mezclen más completamente. No hay un área de combustión excesivamente rica y se reduce la formación de partículas de humo negro. La mayoría de los motores diésel de servicio liviano utilizan el tipo premezclado. Sin embargo, cuando el gas se expande y entra al cilindro a través del orificio de conexión, perderá parte de la energía y reducirá la eficiencia del motor.
2 Formación de contaminantes en los gases de escape de los motores diésel
Los componentes nocivos de los gases de escape de los motores diésel incluyen principalmente CO, HC, NOx, sulfuros, partículas (o partículas), olor, etc. Dado que la mezcla promedio de aire y combustible utilizada por un motor diésel es mayor que la relación teórica de aire y combustible, sus emisiones de CO y HC son significativamente menores que las de un motor de gasolina. Las emisiones de NO de un motor diésel son casi las mismas que las de un motor diésel. de un motor de gasolina, mientras que las emisiones de partículas y gases molestos son mucho mayores que las de un motor de gasolina. En el caso de los motores de gasolina, las pruebas han demostrado que las emisiones de partículas de los motores diésel pueden ser hasta 10 veces mayores que las de los motores de gasolina. Las características de emisiones de los motores diésel están estrechamente relacionadas con la forma de la cámara de combustión. En particular, las emisiones de los motores diésel de inyección directa y de inyección indirecta son bastante diferentes. Los NO, CO, HC y el humo de los motores diésel con cámara de combustión de turbulencia son generalmente más bajos que los de los motores diésel de inyección directa. En particular, la concentración de emisiones de NOx es generalmente de 1/3 a 1/2 menor que la de los motores diésel de inyección directa.
Los resultados de las pruebas en motores diésel con cámaras de combustión de inyección directa y cámaras de combustión de vórtice con la misma estructura pero diferentes formas de cámara de combustión muestran que los NO, CO, HC y humo de los motores diésel de inyección directa son más altos que los de cámaras de vórtice, especialmente La diferencia entre NO, CO y humo con carga alta y CO y HC con carga baja es muy obvia. Sin embargo, la tasa de consumo de combustible de los motores diésel con cámara de vórtice es mayor que la de los motores diésel de inyección directa.