Så fungerar diesel med tvåtaktsmotorer

-Artikeln How Diesel Engines Work beskriver fyrtakters dieselmotorer som vanligtvis finns i bilar och lastbilar. Artikeln How Two-stroke Engines Work beskriver de små tvåtaktsmotorer som finns i saker som motorsåg, mopeder och vattenskoter. Det visar sig att dieselmotortekniken ofta kombineras med en tvåtaktscykel i de enorma dieselmotorerna som finns i lok, stora fartyg och genereringsanläggningar..

I den här utgåvan av kommer vi att utforska två-takts-teknologi och lära oss om de enorma motorerna som använder den!

- Om du läste hur tvåtaktsmotorer fungerar, lärde du dig att en stor skillnad mellan tvåtakts- och fyrtaktsmotorer är mängden kraft som motorn kan producera. Tändstiftet skjuter dubbelt så ofta i en tvåtaktsmotor - en gång per varv i vevaxeln, kontra en gång för två varv i en fyrtaktsmotor. Detta innebär att en tvåtaktsmotor har potential att producera dubbelt så mycket kraft som en fyrtaktsmotor av samma storlek.

Tvåtaktsmotorartikeln förklarar också att bensinmotorcykeln, där gas och luft blandas och komprimeras tillsammans, inte riktigt är en perfekt matchning för tvåtaktsstrategin. Problemet är att en del oförbränt bränsle läcker ut varje gång cylindern laddas upp med luft-bränsleblandningen. (Se Hur Tvåtaktsmotorer fungerar för mer information.)

Det visar sig att dieselinflygningen, som bara komprimerar luft och sedan injicerar bränslet direkt i tryckluften, är en mycket bättre matchning med tvåtaktscykeln. Många tillverkare av stora dieselmotorer använder därför detta tillvägagångssätt för att skapa högeffektsmotorer.

Figuren visar utformningen av en typisk tvåtakts dieselmotor:

Överst på cylindern finns typiskt två eller fyra avgasventiler som alla öppnar samtidigt. Det finns också dieselbränsleinsprutaren (visas ovan med gult). Kolven är långsträckt, som i en bensin-tvåtaktsmotor, så att den kan fungera som insugningsventilen. Längst ner på kolvens rörelse, avslöjar kolven portarna för luftintag. Inloppsluften trycksätts med en turboladdare eller en superladdare (ljusblå). Vevhuset är tätat och innehåller olja som i en fyrtaktsmotor.

De tvåtakts dieselcykel går så här:

1. När kolven är på toppen av sin rörelse innehåller cylindern en laddning av mycket komprimerad luft. Dieselbränsle sprutas in i cylindern av injektorn och tänds omedelbart på grund av värmen och trycket inuti cylindern. Detta är samma process som beskrivs i How Diesel Engines Work.
2. Trycket som skapas genom förbränningen av bränslet driver kolven nedåt. Det här är kraftslag.
3. När kolven närmar sig botten av sitt slag öppnar alla avgasventiler. Avgaserna rusar ut ur cylindern och avlastar trycket.
4. När kolven bottnar ut, upptäcker den luftintagportarna. Tryckluft fyller cylindern och tvingar bort resten av avgaserna.
5. Avgasventilerna stängs och kolven börjar färdas tillbaka uppåt, täcker inloppsportarna igen och komprimerar den nya laddningen av luft. Det här är komprimeringsslag.
6. När kolven närmar sig toppen av cylindern upprepas cykeln med steg 1.

-Från denna beskrivning kan du se den stora skillnaden mellan en tvåtaktsmotor och en tvåtaktsmotor med bensin: I dieselversionen fyller bara luften cylindern snarare än gas och luft blandad. Detta innebär att en tvåtaktsmotor med diesel lider av inga av de miljöproblem som plågar en bensin-tvåtaktsmotor. Å andra sidan måste en tvåtaktsmotor med diesel ha en turboladdare eller en superladdare, och det betyder att du aldrig hittar en tvåtakts diesel på en motorsåg - det skulle helt enkelt vara för dyrt.

General Motors EMD-motorlinje är typisk för tvåtaktsdieseln. Dessa motorer introducerades på 1930-talet och driver ett stort antal diesellokomotiv i USA. Det har funnits tre på varandra följande serie i EMD-linjen: 567-serien, 645-serien och 710-serien. Siffrorna avser antalet kubik tum per cylinder, med en typisk motor med 16 cylindrar (för en total förskjutning i storleksordningen 10.000 kubik tum!). När du tänker på att en 5-liters (305 kubik tum) motor anses vara mycket stor i en bil, kan du se att en av dessa EMD-motorer är massiv!

Här är några specifikationer för EMD 645E3-motorn:

Cylinderdiameter - 9-1 / 16 tum

Kolvslag - 10 tum

Förskjutning per cylinder - 654 kubik tum

Antal cylindrar - 16 eller 20

Kompressionsförhållande - 14,5: 1

Avgasventiler per cylinder - 4

Motorns vikt -

• 16 cylindrar: 34 566 kilo
• 20 cylindrar: 18 149 kilo (18 209 kg) (Oljespannan väger bara över ett ton!)

Tomgångshastighet - 315 varv per minut (varv / minut)

Full hastighet - 900 rpm

En typisk hästkraftsklass för en av dessa motorer är 4.300 hk!

För mer information om dieseltaktaktorn och andra motorer, kolla in länkarna på nästa sida!

relaterade artiklar

• Hur Diesellokomotiv fungerar
• Hur dieselmotorer fungerar
• Hur tvåtaktsmotorer fungerar
• Hur bilmotorer fungerar
• Hur hästkrafter fungerar
• Hur turboladdare fungerar
• Hur fungerar Aptera-hybriden
• Om dieselmotorer är mer effektiva, varför har de flesta bilar bensinmotorer?
• Vad är skillnaden mellan en turboladdare och en superladdare på en bils motor?

Fler bra länkar

• MAN B&W Diesel A / S
• General Motors El-Motive Division
• NC Transportation Museum: Diesel Exhibits
• EMD-bilder
• Foto av en EMD-injektor