Despre Rudolf Diesel si modul de funcţionare a motorului diesel.

Era martie,… 18 martie,…mai exact era 18 martie 1858,

când, la Paris, se năştea cel al cărui nume este purtat astăzi de motoarele pe motorină: Diesel,… Rudolf Diesel, şi care a trăit până pe 29 septembrie 1913. Cam atât ar fi de spus despre el, dar este mult de spus despre invenţia lui (motorul diesel) pe care a patentat-o în 1892.

Rudolf Diesel a conceput motorul diesel ca o alternativă mai accesibilă pentru întreprinzătorii particulari având în vedere dimensiunile variabile şi costul scăzut al motorului şi al carburantului, faţă de motoarele cu aburi care aveau un randament foarte scăzut. Totul a pornit de la obsesia lui pentru a doua lege a termodinamicii şi maxima eficienţă a ciclului Carnot.

Începând din 1885, timp de 13 ani, Diesel a lucrat la motorul său, într-un laborator-magazin din Paris. La fabrica de maşini de la Augsburg, pe la sfârşitul lui 1896 şi începutul lui 1987, primul model al lui Diesel, un cilindru înalt de fier cu o volantă la bază, funcţiona autonom pentru prima dată. El cântărea 5 tone, producea 20 cp la 172 rpm şi opera la o eficienţă de 26.6%.

Rudolf Diesel a mai petrecut încă vreo 2 ani la perfecţionarea lui şi, la sfârşitul anului 1896, a prezentat un nou model cu o eficienţă mecanică (teoretică) de 75.6%, faţă de motoarele cu aburi care aveau o eficienţă de 10% sau mai puţin. Cu toate acestea producţia lor a mai fost întârziată încă un an, dar aceasta nu l-a împiedicat să devină milionar prin vânzarea drepturilor de comercializare a invenţiei lui.

După ce am înţeles cum a apărut, să înţelegem şi cum funcţionează, de aceea am ales cea mai simplă modalitate de explicare pentru început: animaţia.

Modul de funcţionare al motorului diesel

Motorul diesel funcţionează în 4 timpi şi anume:

Timpul 1-Admisia

Prin deschiderea supapei de admisie şi închiderea supapei de evacuare, pistonul deplasându-se de la punctul mort superior în punctul mort inferior, introduce aer în cilindru.

Timpul 2-Compresia

După închiderea supapelor, pistonul începe să se deplaseze dinspre punctul mort inferior înspre cel superior comprimând aerul din piston. La un anumit moment al compresiei, prin injector este introdus, în cilindru, combustibilul pulverizat.

Timpul 3-Arderea şi detenta

Amestecul de aer cu vapori de motorină, comprimat într-un timp foarte scurt, explodează, împingând pistonul din punctul mort superior în punctul mort inferior.

Timpul 4-Evacuarea

Supapa de evacuare se deschide, iar cea de admisie rămâne închisă şi, prin deplasarea pistonului din punctul mort inferior în cel superior, sunt evacuate gazele arse din cilindru.

Pe durata timpilor 1, 2 şi 4 mişcarea este transmisă de la arborele cotit la piston, iar pe durata timpului 3, mişcarea este transmisă de la piston la arborele cotit, fiind de fapt cea care generează funcţionarea motorului.

Pentru o mai bună înţelegere a modului de funcţionare a motorului diesel (motor cu aprindere prin compresie) vom explica mai amănunţit fenomenele care se petrec pe durata timpilor 2 şi 3. Combustibilul, introdus prin injectare în cilindru, se autoaprindere venind în contact cu aerul, comprimat în prealabil în cilindrul motorului, datorită temperaturii înalte realizate prin comprimare. Presiunea aerului comprimat este cuprinsă între 30 şi 60 at. şi temperatura 500°C şi 700°C, corespunzător unui raport volumetric de comprimare cuprins intre 12:1 şi 22:1. Introducerea (pulverizarea) combustibilului în cilindru se face cu ajutorul injectorului. Presiunea necesară pentru pulverizarea combustibilului se realizează cu o pompă de injecţie. Randamentul total (efectiv) al motorului diesel este cuprins între 0.28 şi 0.40. Motoarele diesel se folosesc în centrale termoelectrice, pe nave, locomotive, autovehicule etc.

Ciclul de funcţionare al motorului diesel

Trasând schema de funcţionare a motorului diesel, în sistemul de coordonate presiune (p) şi volum (v), observăm următoarele transformări, în funcţie de cei 4 timpi ai motorului:

Timpul 1- Aspiraţia

A›1 absorbţie izobară

(P₁=constant=presiunea atmosferică)

Timpul 2- Compresia

1›2 compresie adiabatică

(P₂ este de cca. 35-50 atm., iar temperatura de aproximativ 700-800°C )

Timpul 3- Arderea şi detenta

2›3 ardere izobară

(arderea este lentă, concomitent cu deplasarea pistonului, mărindu-se volumul de la V₂ la V₃)

3›4 detentă adiabatică

(este singurul timp, motor, când se efectuează lucru mecanic)

Timpul 4-Evacuarea

4›1 destindere izocoră

(momentul când se deschide supapa de evacuare, iar pistonul este în punctul mort inferior)

1›A evacuare izobară

(gazul este împins de piston afară, la P₁=constant=presiunea atmosferică)

Pagina de bază|Prima pagină||A doua pagină||A treia pagină|A patra pagină