Dieselmotor: hoe werkt het en wat zijn de voordelen ervan?
Een dieselmotor is een zuigerverbrandingsmotor die vaak dieselbrandstof verbrandt en thermische energie omzet in mechanisch werk. Thermische energie wordt in de motor verkregen door brandstof door verbranding in warmte om te zetten.
Wanneer brandstof wordt verbrand, nemen de temperatuur en de druk in de motor toe. De verhoogde druk van de werksubstantie werkt op de zuigers van de motor, die deze energie omzetten in mechanische arbeid.
Inhoud
Hoe werkt een dieselmotor?
De dieselmotor ontsteekt het mengsel van brandstof en lucht door de hoge temperatuur van de perslucht in de verbrandingskamer. Hij is meestal uitgevoerd als viertakt, maar kan ook als tweetakt worden uitgevoerd.
Omdat de meeste auto's zijn uitgerust met viertaktmotoren, zullen we de functie van een dieselmotor met vier cycli beschrijven. Het werkingsprincipe van een viertaktdieselmotor lijkt sterk op dat van een benzinemotor.
Viertaktmotor: hoe het werkt en wat zijn de voordelen ervan
Het belangrijkste verschil is dat bij een dieselmotor alleen schone lucht in de cilinders wordt gezogen, waarin brandstof wordt geïnjecteerd nadat deze is gecomprimeerd en verwarmd. Zo’n mengsel wordt dan ontstoken door compressiewarmte, en niet door een vonk uit een bougie, zoals bij een benzinemotor.
Viertaktdieselmotor:
1. Intake
Tijdens de inlaat beweegt de motorzuiger van het bovenste dode punt naar het onderste dode punt terwijl de inlaatkleppen open zijn. De ruimte boven de zuiger wordt dus groter, de inlaatkleppen zijn open en luchtinlaat in de verbrandingskamer wordt dus mogelijk gemaakt.
2. Compressie
De compressiefase vindt plaats nadat de inlaatkleppen zijn gesloten. Tijdens deze fase beweegt de zuiger zich van het onderste middelpunt naar boven naar het bovenste middelpunt, waardoor de lucht, die hierdoor wordt verwarmd, wordt gecomprimeerd en omdat deze niet kan uitzetten, stijgt ook de druk.
Compressieverhouding: welk effect heeft het op de motor?
Net voordat de zuiger het bovenste dode punt bereikt, wordt brandstof (diesel) in de perslucht geïnjecteerd, die vernevelt, verdampt en ontbrandt, waardoor uitzetting ontstaat. Tijdens deze fase zijn de inlaat- en uitlaatkleppen gesloten.
3. Uitbreiding
Tijdens het uitzetten beweegt de zuiger van het bovenste dode punt naar het onderste dode punt, terwijl de inlaat- en uitlaatkleppen gesloten zijn. Het mengsel wordt ontstoken en er komt warmte-energie vrij, waardoor de druk in de cilinder toeneemt. De druk werkt op de zuiger en duwt deze naar het onderste dode punt. Op deze manier wordt thermische energie omgezet in mechanische arbeid.
4. Uitlaat
Tijdens de laatste fase zijn de uitlaatkleppen open en beweegt de zuiger van zijn onderste dode punt naar boven naar zijn bovenste dode punt, waardoor de uitlaatgassen uit de cilinder worden geperst. Om het legen van de cilinders te verbeteren, sluiten de uitlaatkleppen echter pas nadat de zuiger het bovenste dode punt heeft bereikt en de inlaatkleppen al open zijn.
Deze vier cycli (fasen) vinden plaats tijdens twee krukasomwentelingen en worden voortdurend herhaald.
Runaway diesel: wat te doen als u de motor niet kunt uitschakelen?
Types dieselmotoren
Afhankelijk van het ontwerp van de verbrandingskamer en de plaats van brandstofinjectie onderscheiden we dieselmotoren:
- Motoren met directe injectie - brandstofinjectie en alle verbranding vindt plaats in één hoofdverbrandingskamer
- Motoren met indirecte injectie - brandstofinjectie en de beginfase van de verbranding vinden plaats in een speciale ruimte, in de kamer, en pas daarna wordt het overgebracht naar de hoofdverbrandingsruimte
Vermogensregeling dieselmotor
Het vermogen van de dieselmotor wordt geregeld door de hoeveelheid brandstof die in de verbrandingskamer wordt geïnjecteerd met ongeveer hetzelfde luchtvolume per werkcyclus.
Dus de rijkdom, dat wil zeggen de kwaliteit van het mengsel, verandert. Een variabele hoeveelheid brandstof die het injectieapparaat levert, zorgt voor vermogensregeling.
Voor- en nadelen van een dieselmotor
Dieselmotoren zijn structureel complexer dan benzinemotoren, maar hun prestaties zijn lager, vooral door de verbranding van een andere brandstof. Bij gebruik van dezelfde technologie en hetzelfde motorvolume is het vermogen van een benzinemotor altijd hoger. Het voordeel van dieselmotoren is echter een lager verbruik en een langere levensduur.
De technologie is echter vooruitgegaan en bijna alle dieselmotoren hebben nu een turbo- of supercharger. Gecombineerd met directe injectietechnologie zijn hun hoge prestaties, laag brandstofverbruik en minder geproduceerde emissies gegarandeerd.
Turbocompressor: wat zijn de voordelen en wat is turbovertraging?
Deze motoren zijn geschikt voor lange ritten en niet voor korte stadswandelingen, omdat de tijd die nodig is om de motor op bedrijfstemperatuur te brengen veel langer is dan bij een benzinemotor.