Warum haben Dieselmotorkolben unterschiedliche Formen von Gasmotoren?

Benzin- und Dieselmotoren haben neben dem Kraftstofftyp viele Unterschiede. Im Vergleich zu Benzinmotoren ist ein Diesel typischerweise ein tieferes, dringendes Design, weshalb es in vielen industriellen und hochrangigen Meeresanwendungen häufig gegenüber Benzin bevorzugt wird. Sie haben auch einige Unterschiede in den Wartungsverfahren, erzeugen einen sehr charakteristischen Klang (mit einigen klingen wirklich unglaublich) und sie sind in der Regel mehr Kraftstoffeffizienter. Dies liegt daran, wie ein Dieselmotor funktioniert: Anstatt eine Zündkerze zu verwenden, entzündet sich ein Dieselmotor durch bloße Druckkraft. Grundsätzlich komprimiert ein Dieselmotor die Luft in der Brennkammer so sehr, dass beim Injizieren von Kraftstoff im Wesentlichen spontan entzündet wird. Aus diesem Grund benötigen Diesels beispielsweise keine Zündkerzen. Es bedeutet aber auch, dass das Mischen von Kraftstoff und Luft schwierig sein kann, weshalb Dieselmotoren speziell geformte Kolben haben.

Der Kolbenkopf eines Dieselmotors sieht aus, als hätte jemand eine Kugel aus der Spitze genommen. Dieser Hohlraum ist speziell geformt, damit der Kraftstoff mit der hochkomprimierten Luft gut vermischt wird. Andernfalls würde der Kraftstoff nicht gleichmäßig und vollständig brennen. Dieses Design ist als „Dish-Kolben“ bekannt, der durch seine konkave Form gekennzeichnet ist und hauptsächlich in Hochkompressionsanwendungen verwendet wird, einschließlich derselbisch. Die tatsächliche Form der Schale variiert je nach Motor, wobei einige ein „D“ bilden, während andere die Verbrennungskammer widerspiegeln. Ihre Funktion bleibt jedoch gleich: Sie erhöht das Volumen der Verbrennungskammer und ermöglicht ein kontrollierteres Verbrennen. Schauen wir uns genauer an, wie dies in einem Diesel geschieht.

In erster Linie arbeiten alle modernen Dieselmotoren nach dem Prinzip der Kompressionsneugung. Das heißt, der Kolben wendet so viel Druck und Wärme auf die umgebende Luft aus, dass sich der Kraftstoff selbst enttäuscht, wenn er in den Zylinder eintritt. Wie macht es das?

Der erste Schritt ist wie ein Benzinmotor – nämlich ein Diesel zieht Luft ein, indem er ein Vakuum in der Brennkammer erzeugt, während der Kolben nach unten reist. Diese Luft eilt hinein und wird dann während des Aufwärtsbewegers der Bewegung des Kolbens komprimiert, wie sie auf einen Schwamm nach unten drücken.

Hier unterscheidet sich jedoch der Prozess. Im Gegensatz zu einem Benzinmotor wird ein Diesel diese Luft wesentlich höher komprimieren. Nehmen Sie zum Beispiel einen 6,7-l-Cummins von Heavy Duty RAM-Pickup-dieser typische Diesel-LKW-Motor komprimiert die Luft mit einem Verhältnis von 19: 1. Im Vergleich dazu hat die gasbetriebene HEMI-Option im selben RAM nur ein Komprimierungsverhältnis von 10,9: 1. Diese Motoren erfordern ein so hohes Kompressionsverhältnis, da Derselkraftstoff weniger flüchtig als Benzin ist, sodass es schwieriger ist, unter den gleichen Bedingungen zu zünden.

Hier beginnt die Kolbenform ein. Die Luft füllt die Schüssel wie jede andere Flüssigkeit, wobei die Schüssel als Mittel zur Steuerung der Luft selbst wirkt. Wenn der Kolben aufsteigt, erzeugt er in diesem Umtauchkanal einen Luftwirbel, und der Kraftstoff wird zu bestimmten Zeiten und Orten in diesem Prozess injiziert. Da sich die Luft auf vorhersehbare Weise verhält, bedeutet dies, dass die Kraftstoffdüse eines Dieselmotors genau kalibriert werden kann, um ihren Effizienz zu maximieren, weshalb so viele Komprimierungsneuchter diese Entwurfsvorlage verwenden.