Dizelski Motor: Motor s unutrašnjim sagorijevanjem

Kao pogonsko gorivo koristi dizel i radi prema Dieselovim ciklusom. Izumio ga je 1892. godine njemački inženjer Rudolf Diesel po kojem je i dobio naziv.

Dizelski motor je karakterističan po tome što nema svjećice niti karburatora a u cilindru se komprimira čist zrak, koji usljed visokog stepena kompresije postiže tako visoku temperaturu i pritisak da nakon ubrizgavanja goriva u cilindar motora dolazi do njegovog samozapaljenja. Pritisak i temperature u cilindru su veći nego kod benzinskih motora, kao i stepen iskorištenja motora. Sporohodni dizel motori koji se koriste na brodovima, mogu imati stepen iskorištenja i do 50% veći.

Dizel motori se proizvode u dvotaktnim i četverotaktnim verzijama. Ovi motori su se prvobitno koristili kod stacionarbih parnih mašina zbog svoje efikasnosti.Od 1910. godine se koristi u podmornicama i brodovima da bi tek 1930-tih godina počeo da se koristi kod automobila. Od 1970. godine korištenje dizel motora kod automobila u SAD je znatno porastao. U 2007. godini oko 50 posto svih novih automobila prodanih u Evropi su sa ugrađenim dizel motorom.

 

 

• 1862. dodina: Nicholas Immel razvija svoj motor na ugalj, po principu rada sličan dizelskom motoru.
• 23.02.1892. godine: Rudolf Diesel dobiva patent za usavršeni prototip dizel motora pod nazivom "Arbeitsverfahren und für Ausführungsart Verbrennungsmaschinen".
• 1893. godine: 10. augusta Rudolf Diesel proizvodi prvu radnu verziju svog motora.
• 1896. godine: Hornsby proizvodi traktore i lokomotive s dizel motorom
• 1897. godine: Winton Motor Carriage Company proizvodi prvi automobil u SAD s dizel motorom
• 1898. godine: Rudolf Diesel poboljšava svoj motor, te ga takvog patentira. Burmeister & Wain (B & W, Danska) kupuje prava izrade dizelskog motora.
• 1899. godine: Diesel prodava licencu proizvođačima Kruppu i Sulzeru, koji postaju poznati proizvođači.
• 1904. godine: Francuska gradi prvu podmornicu s dizelskim motorom.
• 1905. godine: Po prvi put su proizvedena četiri turbopunjača za dizelske motore i međuhladnjak stlačenog zraka (tvrtka Büchl iz Švicarske), kao i prvi superpunjač (tvrtka Creux iz Francuske)
• 1912. godine: Izgrađen je prvi brod s dizelskim motorom (MS Selandia).
• 1914. godine: Njemačke podmornice (U-Boat) se pokreću dizelskim motorima proizvođača "MAN".
• 1924. godine: Pojavljuju se prvi kamioni s dizelskim motorom.
• 1930. godine: Caterpillar počeo ugrađivati dizelske motore u svoje traktore.
• 1933. godine: Citroën proizvodi Rosalie, prvi putnički auto s dizelskim motorom.
• 1934. godine: Prvi tenk opremljen s dizelskim motorom, poljski 7TP.
• 1936. godine: Hindenburg se pokreće dizelskim motorom.
• 1937. godine: Sovjetski savez je odlučio ugrađivati dizelske motore u svoje tenkove T-34, koji su se smatrali kao najbolji tenkovi iz Drugog svjetskog rata.
• 1938. godine: Prvi turbo dizelski motor Saurer.
• 1953. godine: Mercedes u maloj seriji započeo sa proizvodnjom kamiona sa turbo dizelskim motorom
• 1954. godine: Volvo započeo masovnu proizvodnju kamiona sa turbo dizelskim motorom
• 1960. godine: Dizelski pogon parne turbine
• 1973. godine: DAF proizveo dizelski motor sa zračnim hlađenjem
• 1980. godine: Mercedes proizveo prvi putnički automobil sa turbo dizelskim motorom (Mercedes 300 SD)
• 2004. godine: U Zapadnoj Evropi, udio putničkih automobila s dizelskim motorom prvi put prešao 50%

 

Dizelski motor je po principu rada i sastavnim dijelovima vrlo sličan benzinskom motoru. Obe vrste motora mogu biti izvedene kao dvotaktni i kao četverotaktni motor. Jedina prava razlika između ova dva tipa je u sistemu ubrizgavanja goriva i njegovog paljenja, koji se potpuno razlikuju kod ova dva tipa motora.

Kod benzinskih motora, smjesa goriva i zraka se stvara izvan cilindra te se tokom ciklusa usisavanja smjesa ubacuje u cilindar i komprimira. Pri samom završetku takta komprimiranja, svjećica iskrom vrši paljenje komprimirane smjese zraka i goriva. Za razliku od ovog procesa, kod dizelskih motora u cilindar se tokom prvog takta usisava samo zrak koji se tokom takta sabijanja komprimira na veći stepen kompresije pri čemu temperatura tako sabijenog zraka raste i do temperature od 700 do 900 stepeni C) dok je pritisak veći od pritiska sabijene smese u slučaju benzinskog motora. Na kraju drugog takta gorivo se ubacuje u cilindar uz pomoć pumpe visokog pritiska, i uređaja koji gorivo raspršuje na sitne kapljice. Sitne kapljice goriva se uslijed visoke temperature okoline samozapaljuju i tako proizvode energiju unutar cilindra čime otpočinje takt širenja (ekspanzije).

Osnovne razlike između benzinskog i Dizel procesa su u krajnjem pritisku kompresije koji je znatno veći kod dizel procesa, a time i u temperaturi na kraju takta kompresije. Osim toga vrijeme sagorijevanja kod benzinskog procesa je kraće, jer je smjesa već napravljena izvan cilindra, te se ne troši vrijeme na stvaranje smjese, a i gorivo za benzinske motore lakše sagorijeva od goriva za dizelske motore usljed drugačijeg sastava.

Teoretski, ovaj proces možemo opisati na sljedeći način:

1-1' :klip se kreće ka GMT, tjerajući zaostale ispušne plinove iz cilindra
1'-1 :klip se kreće od GMT ka DMT, stvarajući podpritisak u cilindru, koji omogućava usisavanje zraka u cilindar
1-2 :adijabatska kompresija zraka u cilindru koja traje sve dok klip ne stigne do GMT
2 :ubrizgavanje goriva u cilindar
2-3 :izgaranje goriva u cilindru po izobari, klip se kreće od GMT ka DMT
3-4 :adijabatska ekspanzija plinova u cilindru
4-1 :izduvavanje izduvnih plinova po izohori

Dizelski motori imaju nekoliko prednosti u odnosu na druge motore s unutrašnjim sagorijevanjem:

• manja potošnja goriva za isti obavljeni rad usljed više temperature na kojoj se obavlja sagorijevanje i zbog boljeg ekspanzionog omjera
• ne zahtijevaju visok napon električnog sistema paljenja, što rezultira visokom pouzdanosti i jednostavnijem prilagođavanju vlažnim uslovima. Nepostojanje zavojnice, svjećica itd. također eliminiše izvor emitovanja frekvencija koje mogu ometati navigacijsku i komunikacijsku opremu, što je posebno važno u morskim i avionskim aplikacijama.
• životni vijek dizelskog motora općenito je oko dva puta duži u odnosu na benzinski motor zbog povećane čvrstoće dijelova koji se koriste kod ovih motora. Osim toga, dizelsko gorivo ima bolje osobine podmazivanja od benzina što utiče na vijek trajanja motora.
• dizelsko gorivo se destilira direktno iz nafte što utiče na nižu cijenu ovog goriva.
• biodizel se lahko sintetizira pa se može direktno koristiti kao pogonsko gorivo u mnogim dizelskih motorima, dok bi u slučaju benzinskih motora bilo potrebno prilagođavanje motora.

Postoji više podjela dizelskih motora a najvažnije su podjele prema veličini i broju radnih taktova.

Prema veličini dizelski motori se dijele na:

• male – do 188 kW izlazne snage
• srednje
• velike.

Prema broju radnih taktova imamo:

• dvotaktne
• četverotaktne.

• Benzinski motor
• Stirlingov motor