Dieselmotorn, uppkallad efter Rudolf Diesel, är en förbränningsmotor i vilken bränslet antänds av den ökade temperaturen på luften i cylindern till följd av mekanisk kompression; alltså är dieselmotorn en så kallad kompressionständningsmotor. Detta i motsats till motorer som använder tändstiftständning av luft-bränsleblandningen, till exempel en bensinmotor eller en gasmotor.
Dieselmotorer fungerar genom att endast komprimera luft eller luft plus kvarvarande förbränningsgaser från avgaserna. Luft införs i kammaren under insugningsslaget och komprimeras under kompressionsslaget. Detta ökar lufttemperaturen i cylindern så mycket att finfördelat dieselbränsle som sprutas in i förbränningskammaren antänds.
Eftersom bränslet sprutas in i luften strax före förbränning är fördelningen av bränslet ojämn; detta kallas en heterogen luft-bränsleblandning. Vridmomentet som produceras av en dieselmotor styrs genom att manipulera luft-bränsleförhållandet (λ); Istället för att strypa insugningsluften förlitar sig dieselmotorn på en förändring av mängden bränsle som sprutas in, och luft-bränsleförhållandet är vanligtvis högt.
Dieselmotorn har den högsta termiska verkningsgraden (motoreffektiviteten) av alla praktiska interna eller externa förbränningsmotorer på grund av dess mycket höga expansionsförhållande och dess inneboende magra förbränning, som tillåter värmeavledning genom överskottsluften.
En liten effektivitetsförlust undviks också jämfört med bensinmotorer utan direktinsprutning eftersom det inte finns något oförbränt bränsle under ventilöverlappning och därför går inget bränsle direkt från insug/insprutning till avgas.
Lågvarviga dieselmotorer kan uppnå effektiva verkningsgrader på upp till 55 %. Den kombinerade gasturbinen är en förbränningsmotor som är mer effektiv än en dieselmotor, men dess massa och dimensioner gör den olämplig för fordon, vattenfarkoster eller flygplan.
Dieselfordon liknar bensinfordon eftersom de båda använder förbränningsmotorer. En skillnad är att dieselmotorer har ett kompressionständ insprutningssystem snarare än det gnisttända systemet som används av de flesta bensinfordon.
I ett kompressionständ system sprutas dieselbränslet in i motorns förbränningskammare och antänds av de höga temperaturer som uppnås när gasen komprimeras av motorkolven.
Till skillnad från utsläppskontrollsystemen på bensinfordon har många dieselfordon ytterligare efterbehandlingskomponenter som minskar partiklar och bryter ner farliga kväveoxidutsläpp (NOx) till ofarligt kväve och vatten. Diesel är vanligt transportbränsle, och flera andra bränslealternativ använder liknande motorsystem och komponenter.
Animation som visar de fyra stegen i en dieselmotor:insug, kompression, kraft och avgas.
Liksom en bensinmotor fungerar en dieselmotor normalt genom att upprepa en cykel på fyra steg eller slag under vilka kolven rör sig upp och ner två gånger under cykeln (med andra ord, vevaxeln roterar två gånger).
I en tvåtaktsdiesel sker hela cykeln med kolven som rör sig upp och ner bara en gång. Förvirrande nog finns det egentligen tre faser i en tvåtaktscykel:
Tvåtaktsmotorer är mindre och lättare än fyrtaktsmotorer och tenderar att vara effektivare eftersom de genererar elektricitet en gång per varv (snarare än vartannat varv som en fyrtaktsmotor). Det betyder att de kräver mer kylning och smörjning och utsätts för högre slitage.
Det finns tre grundläggande storleksgrupper av dieselmotorer baserade på effekt—små, medelstora och stora.
De små motorerna har effektvärden på mindre än 188 kilowatt eller 252 hästkrafter. Detta är den vanligaste typen av dieselmotorer. Dessa motorer används i bilar, lätta lastbilar och vissa jordbruks- och konstruktionsapplikationer och som små stationära elgeneratorer (som de på fritidsbåtar) och som mekaniska drivenheter. De är vanligtvis direktinsprutade, in-line, fyr- eller sexcylindriga motorer. Många är turboladdade med efterkylare.
Medelstora motorer har effektkapaciteter från 188 till 750 kilowatt, eller 252 till 1 006 hästkrafter. Majoriteten av dessa motorer används i tunga lastbilar. De är vanligtvis en direktinsprutad, in-line, sexcylindrig turboladdad och efterkyld motor. Vissa V-8- och V-12-motorer tillhör också denna storleksgrupp.
Stora dieselmotorer har en effekt på över 750 kilowatt. Dessa unika motorer används för marina, lokomotiv och mekaniska drivtillämpningar och för elkraftgenerering. I de flesta fall är de direktinsprutade, turboladdade och efterkylda system. De kan arbeta med så låga hastigheter som 500 varv per minut när tillförlitlighet och hållbarhet är avgörande.
Dieselmotorer används vanligtvis som mekaniska motorer, kraftgeneratorer och mobila enheter. De finner utbredd användning i lok, anläggningsutrustning, bilar och otaliga industriella tillämpningar. Deras område sträcker sig till nästan alla branscher och kan observeras dagligen om du skulle titta under huven på allt du passerar.
Industriella dieselmotorer och dieseldrivna generatorer har tillämpningar inom konstruktion, marin, gruvdrift, sjukhus, skogsbruk, telekommunikation, tunnelbana och jordbruk, för att bara nämna några. Kraftgenerering för primär eller standby reservkraft är den huvudsakliga tillämpningen av dagens dieselgeneratorer. Kolla in vår artikel om de olika typerna av motorer och generatorer och deras vanliga tillämpningar för fler exempel.
Dieselmotorn är mycket effektivare och att föredra jämfört med bensinmotor på grund av följande skäl:
Dieselmotor, vilken förbränningsmotor som helst i vilken luft komprimeras till en tillräckligt hög temperatur för att antända dieselbränsle som sprutas in i cylindern, där förbränning och expansion påverkar en kolv.
Precis som med bensinmotorer startas dieselmotorer genom att de vrids med en elmotor, som startar kompressionständningscykeln. När det är kallt är dieselmotorer svårstartade, helt enkelt pga. komprimering av luften leder inte till en temperatur som är tillräckligt hög för att antända bränslet.
Bensin och diesel kommer från råolja, som kommer från djupa underjordiska. Råolja raffineras för att göra bensin (i Amerika kallas detta bensin) eller diesel. De flesta transportformer använder antingen bensin eller diesel för att driva sina motorer – från gräsklippare, bilar, bussar och motorcyklar till stora fartyg och flygplan.
Huvudkomponenterna i en dieselmotor:
Konceptuellt fungerar dieselmotorer genom att komprimera luft till högt tryck/temperatur och sedan spruta in en liten mängd bränsle i denna heta komprimerade luft. Den höga temperaturen gör att den lilla mängden mycket finfördelat insprutat bränsle avdunstar.
Dieselmotorer kallas ibland motorer med kompressionständning eftersom initiering av förbränning är beroende av luft som värms upp genom kompression snarare än på en elektrisk gnista. I en dieselmotor tillförs bränsle när kolven närmar sig den övre dödpunkten av dess slag.
Det finns två klasser av dieselmotorer:tvåtakts- och fyrtaktsmotorer. De flesta dieselmotorer använder i allmänhet fyrtaktscykeln, med några större motorer som arbetar på tvåtaktscykeln.
En dieselmotor tar luft, komprimerar den och sprutar sedan in bränsle i den komprimerade luften. Värmen från den komprimerade luften antänder bränslet spontant. En dieselmotor innehåller inget tändstift.
Diesel ger mer kraft vid lägre motorvarv än deras bensinmotsvarighet. Detta gör att diesel känns mer lämpad för längre motorvägsresor eftersom de inte jobbar lika hårt som bensinmotorer för att producera samma prestanda. Detta bidrar också till att göra dieselbilar bättre lämpade för bogsering.
När det kommer till effektivitet ger dieselmotorer mer effektivitet genom att använda 15-20% mindre bränsle jämfört med bensinmotorer. Det låga vridmomentet hos dieselmotorer ger en mycket bättre körupplevelse på motorväg. Priset för denna effektivitet är dock en högre premie jämfört med bensinvarianten av samma bil.
Diesel är tillverkat av råolja och biomassa. Det mesta av dieselbränslet som produceras och konsumeras i USA raffineras från råolja vid petroleumraffinaderier. Amerikanska petroleumraffinaderier producerar i genomsnitt 11 till 12 gallons dieselbränsle från varje 42-gallon (USA) fat råolja.
Dieselmotorer är fortfarande effektivare än gasmotorer, men mindre för dem som mest ägnar sig åt stadskörning. Dieselbilar har också mer vridmoment, vilket resulterar i bättre bränsleekonomi tillsammans med mer imponerande acceleration.
Dieselmotorn, uppkallad efter Rudolf Diesel, är en förbränningsmotor där antändning av bränslet orsakas av den förhöjda temperaturen på luften i cylindern på grund av mekanisk kompression; alltså är dieselmotorn en så kallad kompressionständningsmotor (CI-motor).
Dieselbränsle är den gemensamma termen för destillatbränsleolja som säljs för användning i motorfordon som använder kompressionständningsmotorn uppkallad efter dess uppfinnare, den tyske ingenjören Rudolf Diesel. Han patenterade sin ursprungliga design 1892. Dieselbränsle raffineras från råolja och från biomassamaterial.
Tre grundstorleksgrupper. Det finns tre grundläggande storleksgrupper av dieselmotorer baserade på effekt—små, medelstora och stora.
En premiumdiesel har ett högre cetantal, bättre smörjförmåga och innehåller rengöringsmedel som ger insprutningsrengöring jämfört med standard #2 diesel. Cetan mäter ett bränsles tändningsfördröjning. Högre cetan är lika med en kortare fördröjning och bättre tändningskvalitet för snabbare start och mindre föroreningar.
Diesel kostar vanligtvis mer. Service kan vara dyrare, även om du inte behöver göra det så ofta. Dieselbilar producerar mycket mer NO2. Dieselmotorer kan vara något bullrigare.
När det kommer till effektivitet ger dieselmotorer mer effektivitet genom att använda 15-20% mindre bränsle jämfört med bensinmotorer. Det låga vridmomentet hos dieselmotorer ger en mycket bättre körupplevelse på motorväg. Priset för denna effektivitet är dock en högre premie jämfört med bensinvarianten av samma bil.
På 1890-talet uppfann Rudolf Diesel en effektiv förbränningsmotor med kompressionständning som bär hans namn.
Diesel had the intention of developing an internal combustion engine and worked on the idea for several years, which led to his introduction of a prototype in 1893 and the first diesel engine production model in 1897.
Gasoline rose to prominence in 1892 while diesel took a little longer with some sources pointing to 1893 when it was first used and recognized as a fuel source. So, with that in mind, gasoline was technically the first, as it gained popularity and commercial success faster than its diesel counterpart.
Rudolf Diesel’s first compression ignition engines ran on peanut oil at the World Exposition in Paris.
The first true car engine is typically credited to Karl Benz. After years of being obsessed with bicycles and technology, Benz developed what’s taken to be the first gasoline-powered automobile in 1885. The engine in question was a single-cylinder four-stroke contraption.
