Betriebstemperatur des Dieselmotors - wie erreichen und kontrollieren?
Inhalt
Wie hoch ist die Betriebstemperatur von Dieselmotoren und welche Eigenschaften haben sie? Diese und viele andere Fragen werden im Folgenden erörtert.
Inhalt
- 1 Merkmale des Dieselmotors
- 2 Vor- und Nachteile eines Dieselmotors
- 3 Die wichtigsten Parameter von Dieselaggregaten
- 4 Verbrennungsphasen des Kraftstoffs und die Art der Abgase
- 5 Motorbetriebstemperatur im Winter – wie startet man richtig?
Merkmale des Dieselmotors
Bevor Sie also auf bestimmte Parameter eingehen, sollten Sie entscheiden, was im Allgemeinen ein Dieselmotor ist. Die Geschichte dieser Art von Motoren beginnt im Jahr 1824, als ein berühmter französischer Physiker die Theorie aufstellte, dass es möglich sei, einen Körper durch Änderung seines Volumens auf die erforderliche Temperatur zu erhitzen. Mit anderen Worten, durch eine schnelle Komprimierung.
Dieses Prinzip fand jedoch mehrere Jahrzehnte später praktische Anwendung und 1897 wurde der weltweit erste Dieselmotor hergestellt, dessen Entwickler der deutsche Ingenieur Rudolf Diesel ist. Das Funktionsprinzip eines solchen Motors besteht somit in der Selbstentzündung von zerstäubtem Kraftstoff in Wechselwirkung mit der bei der Kompression erhitzten Luft. Der Anwendungsbereich eines solchen Motors ist recht umfangreich und reicht von Standardautos, Lastwagen, Landmaschinen bis hin zu Panzern und dem Schiffbau.
Vor- und Nachteile eines Dieselmotors
Nun sollten noch ein paar Worte zu allen Vor- und Nachteilen solcher Strukturen gesagt werden. Beginnen wir mit den positiven Aspekten. Motoren dieses Typs werden mit nahezu jedem Kraftstoff betrieben, sodass keine ernsthaften Anforderungen an dessen Qualität gestellt werden. Darüber hinaus steigt mit zunehmender Masse und Gehalt an Kohlenstoffatomen der Heizwert des Motors und damit auch sein Effizienz. Sein Wirkungsgrad übersteigt manchmal 50 %.
Autos mit solchen Motoren reagieren schneller, und das alles dank des hohen Drehmomentwerts bei niedrigen Drehzahlen.. Daher ist eine solche Einheit bei Sportwagenmodellen willkommen, bei denen es unmöglich ist, nicht aus dem Herzen zu tanken. Dieser Faktor trug übrigens zur weiten Verbreitung dieses Motortyps in großen Lastkraftwagen bei. Und der CO-Gehalt in den Abgasen von Dieselmotoren ist viel geringer als bei Benzinmotoren, was zweifellos auch ein Vorteil ist. Darüber hinaus sind sie viel sparsamer und schon früher waren die Kraftstoffkosten viel niedriger als die von Benzin, obwohl ihre Preise heute nahezu gleich sind.
Die Mängel sind wie folgt. Aufgrund der Tatsache, dass während des Arbeitsprozesses eine enorme mechanische Spannung entsteht, müssen Dieselmotorteile leistungsstärker und hochwertiger und damit teurer sein. Darüber hinaus wirkt sich dies auf die entwickelte Leistung aus, und zwar nicht von der besten Seite. Der Umweltaspekt des Themas ist heute sehr wichtig. Um die Abgasemissionen zu reduzieren, ist die Gesellschaft daher bereit, für sauberere Motoren zu zahlen und diesen Bereich in Forschungslabors zu entwickeln.
Ein weiterer wesentlicher Nachteil ist die Wahrscheinlichkeit einer Verfestigung des Kraftstoffs in der kalten Jahreszeit. Wenn Sie also in einer Region leben, in der relativ niedrige Temperaturen vorherrschen, ist ein Dieselauto nicht die beste Option. Oben wurde gesagt, dass es keine ernsthaften Anforderungen an die Qualität des Kraftstoffs gibt, dies gilt jedoch nur für Ölverunreinigungen, bei mechanischen Verunreinigungen ist die Situation jedoch viel ernster. Geräteteile reagieren sehr empfindlich auf solche Zusätze, außerdem versagen sie schnell und Reparaturen sind recht aufwändig und teuer.
Die wichtigsten Parameter von Dieselaggregaten
Bevor Sie die Frage beantworten, wie hoch die Betriebstemperatur eines Dieselmotors ist, sollten Sie ein wenig auf seine Hauptparameter achten. Dazu gehört die Art des Aggregats, je nach Taktzahl kann es sich um Vier- und Zweitaktmotoren handeln. Von erheblicher Bedeutung ist auch die Anzahl der Zylinder sowie deren Standort und Betriebsreihenfolge. Auch die Leistung des Fahrzeugs wird maßgeblich vom Drehmoment beeinflusst.
Betrachten wir nun direkt den Einfluss des Kompressionsgrades des Gas-Kraftstoff-Gemisches, der tatsächlich die Betriebstemperatur in den Zylindern eines Dieselmotors bestimmt. Wie eingangs erwähnt, entzündet der Motor Kraftstoffdämpfe, wenn diese mit heißer Luft interagieren. Dadurch kommt es zu einer Volumenausdehnung, der Kolben hebt sich und drückt wiederum auf die Kurbelwelle.
Je stärker die Kompression ist (auch die Temperatur steigt), desto intensiver läuft der oben beschriebene Prozess ab und damit steigt der Wert der Nutzarbeit. Die Kraftstoffmenge bleibt unverändert.
Beachten Sie jedoch, dass für den effizientesten Betrieb des Motors das Luft-Kraftstoff-Gemisch gleichmäßig verbrennen muss und nicht explodieren darf. Wenn Sie das Verdichtungsverhältnis sehr hoch einstellen, führt dies zu einem unerwünschten Ergebnis – einer unkontrollierten Zündung. Darüber hinaus trägt eine solche Situation nicht nur zu einem unzureichend effizienten Betrieb des Geräts bei, sondern führt auch zu Überhitzung und erhöhtem Verschleiß der Elemente der Kolbengruppe.
Verbrennungsphasen des Kraftstoffs und die Art der Abgase
Wie läuft die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches bei Dieselmotoren ab und wie hoch ist die Temperatur in der Kammer? Somit kann der gesamte Prozess des Motorbetriebs in vier Hauptphasen unterteilt werden. In der ersten Stufe wird Kraftstoff unter hohem Druck in den Brennraum eingespritzt, was den Beginn des gesamten Prozesses darstellt. Das gut versprühte Gemisch entzündet sich dann spontan (zweite Phase) und brennt. Zwar vermischt sich der Brennstoff in seinem gesamten Volumen bei weitem nicht immer gut genug mit der Luft, es gibt auch Zonen mit ungleichmäßiger Struktur, die mit einiger Verzögerung zu brennen beginnen. In diesem Stadium ist es wahrscheinlich, dass eine Schockwelle auftritt, die jedoch nicht schlimm ist, da sie nicht zur Detonation führt. Die Temperatur in der Brennkammer erreicht 1700 K.
In der dritten Phase bilden sich aus der Rohmischung Tröpfchen, die bei erhöhter Temperatur zu Ruß werden. Dieser Vorgang wiederum führt zu einer hohen Belastung der Abgase. In diesem Zeitraum steigt die Temperatur noch stärker um bis zu 500 K und erreicht einen Wert von 2200 K, während der Druck im Gegenteil allmählich abnimmt.
In der letzten Stufe verbrennen die Reste des Kraftstoffgemisches, so dass es nicht in die Abgase gelangt und die Atmosphäre und die Straßen erheblich verschmutzt. Dieses Stadium ist durch einen Sauerstoffmangel gekennzeichnet, der darauf zurückzuführen ist, dass der größte Teil davon bereits in den vorherigen Phasen ausgebrannt ist. Wenn wir die gesamte aufgewendete Energiemenge berechnen, sind es etwa 95 %, während die restlichen 5 % durch unvollständige Verbrennung des Brennstoffs verloren gehen.
Indem Sie das Verdichtungsverhältnis anpassen bzw. auf den maximal zulässigen Wert bringen, können Sie den Kraftstoffverbrauch leicht senken. In diesem Fall liegt die Temperatur der Abgase des Dieselmotors im Bereich von 600 bis 700 °C. Bei ähnlichen Vergasermotoren kann der Wert jedoch bis zu 1100 °C erreichen. Daher stellt sich heraus, dass im zweiten Fall viel mehr Wärme verloren geht und es anscheinend mehr Abgase gibt.
Motorbetriebstemperatur im Winter – wie startet man richtig?
Sicherlich wissen nicht nur Besitzer von Fahrzeugen mit Dieselmotor, dass das Auto vor Fahrtantritt einige Minuten warmgefahren werden sollte, dies gilt insbesondere in der kalten Jahreszeit. Schauen wir uns also die Merkmale dieses Prozesses an. Zuerst werden die Kolben erhitzt und erst dann der Zylinderblock. Daher sind die Wärmeausdehnungen dieser Teile unterschiedlich und das Öl, das sich nicht auf die gewünschte Temperatur erwärmt hat, hat eine dicke Konsistenz und fließt nicht in der erforderlichen Menge. Wenn Sie also bei einem nicht ausreichend aufgewärmten Auto mit dem Gasgeben beginnen, wirkt sich dies negativ auf die Gummidichtung aus, die sich zwischen den oben genannten Teilen und Motorelementen befindet.
Allerdings ist auch ein zu langes Aufwärmen des Motors gefährlich, denn zu diesem Zeitpunkt arbeiten alle Teile sozusagen auf Verschleiß. Und dadurch verringert sich ihre Lebensdauer. Wie führt man diesen Vorgang richtig durch? Zunächst ist es notwendig, die Temperatur der Flüssigkeit im Leerlauf auf 50 °C zu bringen und dann mit der Bewegung zu beginnen, jedoch nur in einem niedrigen Gang, der 2500 U/min nicht überschreitet. Nachdem sich das Öl bei einer Betriebstemperatur von 80 °C bis zur Markierung erwärmt hat, können Sie die Motordrehzahl erhöhen.
• das Kühlsystem ist defekt;
• Die Kompression in den Zylindern ist gering.
Wenn sich das Dieselkraftwerk nicht auf Betriebstemperatur erwärmt hat, verbrennt der Dieselkraftstoff beim Fahren unter Last nicht vollständig, es bilden sich Kohlenstoffablagerungen, Einspritzdüsen verstopfen, der Partikelfilter fällt schnell aus, verschiedene Elemente des Diesels Motorverschleiß und dies ist keine vollständige Liste der Folgen.
Wenn beispielsweise die Einspritzdüsen verstopfen, wird Dieselkraftstoff nicht versprüht, sondern bestenfalls in die Brennräume geschüttet bzw. der Kraftstoff kann nicht vollständig ausbrennen, es bilden sich zunächst Kohlenstoffablagerungen an den Kolben und später durch Überhitzung , die Oberfläche kann einfach ausbrennen. Wenn das Auslassventil durchbrennt, sinkt die Kompression im Zylinder, der Kompressionsdruck reicht nicht aus, um das Kraftstoffgemisch zu zünden. Dementsprechend wird die Betriebstemperatur für einen solchen Motor ausgeschlossen, der Start ist derselbe
Alle diese Methoden helfen, den Motor zu schonen, wenn er im Winter noch funktioniert. Was aber, wenn er nicht auf Ihre Aktionen reagiert? Es ist schwierig, bereits über das Problem Bescheid zu geben, es ist einfacher, es zu verhindern. Möglich wurde dies durch eine neue Erfindung der Kraftstoffhersteller – Additive, die dazu beitragen, dass die Zusammensetzung nicht wächst. Neben der Möglichkeit, diese selbst hinzuzufügen, können Sie auch fertigen Dieselkraftstoff mit den optimalen Anteilen dieser Additive erwerben. In den meisten Regionen mit niedrigen Wintertemperaturen tritt sie bereits bei den ersten leichten Frösten an Tankstellen auf, oft auch als DT-Arktika bezeichnet.
