Vidaus degimo variklis (VDV) yra šiluminis variklis, kuriame kuras sudega tiesiogiai degimo kameroje, esančioje variklio viduje. Šis procesas yra esminis transporto priemonių veikimui.
Benzino Degimo Chemija
Pagrindiniai benzino komponentai yra angliavandeniliai, kuriuose yra anglies ir vandenilio atomai. Kai benzinas sprogsta ir dega, angliavandeniliai chemiškai reaguoja su įkvepiamu oru esančiu deguonimi.
- Vienas anglies atomas ir du deguonies atomai susijungia ir sudaro vieną anglies dioksido (CO₂) molekulę.
- Du vandenilio atomai ir vienas deguonies atomas sudaro vieną vandens (H₂O) molekulę.
Jei įkvepiamo oro nepakanka, deguonies atomų, susietų su anglies atomais, bus mažiau, todėl anglies dioksidas nesusidarys iki galo, o susidarys dalis anglies monoksido (CO). Sprogstamojo degimo procese dėl itin aukštos temperatūros ore esantys azoto atomai oksiduosis ir susidarys azoto oksidas (NO) ir azoto dioksidas (NO₂).
Variklio Dekarbonizacija: Problema ir Sprendimai
Kuo didesnė variklio rida, tuo daugiau anglies ir angliavandenilių nuosėdų susidaro ant daugelio variklio vidinių komponentų bei išmetimo sistemoje. Ši problema yra neišvengiama ir jos sprendimas - tik laiko klausimas. Anglies nuosėdos yra juodų dalelių sluoksnis, kuris nusėda ir kaupiasi įvairiose vidinėse variklio dalyse.
Anglies Nuosėdų Susidarymo Priežastys
Daugiausia anglies nuosėdų susirenka ant įsiurbimo vožtuvų, stūmoklių, stūmoklių žiedų, purkštukų paviršių, ant turbokompresoriaus, išmetamųjų dujų recirkuliacijos (EGR) sistemoje, įsiurbimo angoje. Šiandieniniai varikliai, nors ir gali daug efektyviau deginti oro ir kuro mišinį, yra itin jautrūs taršai dėl griežtėjančių emisijos standartų.
- EGR ir tiesioginis įpurškimas: Karbonizacijos problema iškilo su EGR atsiradimu, o ypač kai ši technologija buvo derinama su tiesioginiu įpurškimu. Tokiu būdu kuras transportuojamas tiesiai į cilindrą, vožtuvai nebesivalo, o EGR juos užkemša.
- Karterio ventiliacija: Kita bėda - karterio ventiliacija arba neveikiantis alyvos garų separatorius, kuris dalį alyvos garų išleidžia į įsiurbimo angą. Šie garai nusėda ir kaupiasi ant įsiurbimo vožtuvų, susimaišo su išmetamosiomis dujomis ir vėliau sukepa su oru.
Dekarbonizacijos Būdai
Anglies ir kitų nepilnai sudegusių medžiagų pašalinimo iš variklio vidinių komponentų procesas vadinamas dekarbonizacija. Susikaupusią anglį galima šalinti keliais būdais:
- Dekarbonizacija naudojant specialius priedus į degalus: Tai paprasčiausias ir prieinamiausias būdas. Į degalus pilami veiksmingi priedai, kurie kartu su didesniu greičiu palaipsniui degina susikaupusią anglį. Išmetamųjų teršalų kiekis paprastai sumažėja, variklio sūkiai stabilizuojasi, ir tolesnė karbonizacija sulėtėja. Tačiau dažnai neužtenka vieno bako su priedu, o tinkama variklio apkrova esant dideliam apsisukimų dažniui yra būtina, kad šie gaminiai būtų veiksmingi.
- Mechaninis valymas: Jis dažniausiai naudojamas komponentams, kuriuos galima lengvai išimti, išvalyti ir vėl sumontuoti, pavyzdžiui, EGR sistemai ir įsiurbimo dalims. Mechaninis nuosėdų pašalinimas reikalauja laiko ir nemažai pinigų. Atskiri užsikimšę komponentai (įsiurbimo dalys, EGR, DPF filtras arba purkštukai) turi būti išmontuoti ir kruopščiai išvalyti.
- Dekarbonizacija cheminėmis priemonėmis: Valymas atliekamas siurbiant, kai variklis veikia. Produktai suskaido anglį į lengvesnius angliavandenilius, kurie išeina per išmetimo sistemą. Kai kurie įperkami ir efektyvūs produktai yra saugūs varikliui ir nekenksmingi aplinkai. Šiuo metodu galima atlikti visą dekarbonizacijos procesą net savarankiškai, be brangios įrangos, naudojant oro kompresorių ir slėginį indą dozavimui. Visas procesas trunka apie dvi valandas varikliui veikiant tuščiąja eiga. Cheminė dekarbonizacija ypač tinka, jei variklyje yra susikaupę daugiau anglies nuosėdų.
Vandenilio dujų ir deguonies mišinys taip pat gali būti tiekiamas į variklį per įsiurbimą kaip dekarbonizacijos priemonė.
Rekomendacijos
Dekarbonizacija yra išties pigus būdas išlaikyti variklį švarų. Nuosekliai prižiūrint variklį, dekarbonizaciją reikėtų atlikti kas maždaug 50 000 km.
Dažnos Benzininio Variklio Problemos, Susijusios su Degimu
Benzininiai varikliai, nors ir patikimi, dažnai patiria įvairias problemas, kurios gali sukelti nemažai rūpesčių vairuotojams. Per 15 metų patirtį įsitikinta, kad dauguma benzininių variklių problemų kyla dėl netinkamos priežiūros.
Uždegimo ir Kuro Sistema
Uždegimo sistema - benzininio variklio širdis. Uždegimo žvakės gali būti visiškai apsinešusios anglimi, dėl ko variklis gesta. Priklausomai nuo automobilio modelio ir žvakių tipo, jas rekomenduojama keisti kas 30 000-100 000 km.
Kuro sistema tiekia benziną į variklį. Kuro filtro užsikimšimas - viena dažniausių problemų, galinti sumažinti variklio galią. Kokybiški kuro priedai gali padėti išvalyti kuro sistemą ir pagerinti variklio darbą, ypač senesniuose automobiliuose.
Anglies Nuosėdos Degimo Kamerose
Degimo kameros yra vieta, kur vyksta kuro degimas. Viena dažniausių problemų - anglies nuosėdos ant vožtuvų ir degimo kameroje. Šaltu oru benzinas prasčiau garuoja, todėl uždegimo procesas tampa sudėtingesnis.
Kuro Maišymasis su Variklio Alyva
Riba tarp degalų ir variklio alyvos yra labai plona, ją paprastai apibrėžia trys stūmoklio žiedai. Tačiau degalai gali susimaišyti su alyva, nors jie turėtų degti cilindre.
Priežastys:
- Cilindrų nesandarumas: Variklio cilindrai nėra visiškai sandarūs. Kai variklis šaltas, kompresiją gali sumažinti didesni tarpai tarp neįšilusių metalinių komponentų.
- Prisodrintas mišinys: Paleidus variklį, jis dažnai veikia prisodrintu mišiniu. Degalai, kurie kondensuojasi ant šaltų cilindrų sienelių, gali patekti į tepimo sistemą.
- Purkštukų gedimai: Jei sugenda purkštukai, į cilindrus patenkančių degalų kiekis gali būti per didelis, ir degalai gali nuplauti alyvos plėvelę nuo cilindrų.
- Tiesioginis įpurškimas: Šiandien daugelyje variklių yra tiesioginis įpurškimas. Didelio slėgio benzinas tiekiamas tiesiai į cilindrus, todėl jo lašeliai lengvai liečiasi su šaltomis cilindrų sienelėmis ir ant jų kondensuojasi.
- DPF regeneracija (dyzeliniuose varikliuose): Šiuolaikiniuose dyzeliniuose varikliuose degalai į alyvą patenka daugiausia dėl DPF regeneravimo procedūros ir padidėjusių degalų porcijų šio proceso metu. Dėl to kyla alyvos lygis, ko negalima ignoruoti.
Pasekmės:
Degalų kondensacija ant cilindrų sienelių nuplauna alyvos plėvelę, todėl gali atsirasti įbrėžimų ant cilindrų sienelių ir pagreitėti stūmoklių žiedų susidėvėjimas. Patekę į alyvą degalai sumažina jos klampumą, o tai reiškia, kad alyvos plėvelė tampa jautresnė nutekėjimui arba apkrovoms. Sumažėjusios tepimo savybės pagreitina įvairių variklio komponentų dėvėjimąsi. Blogiausias įmanomas scenarijus - benzino ir alyvos susimaišymas.
Natūralus garavimas: teoriškai pats variklis turėtų išvalyti alyvą nuo degalų - dėl temperatūros jų garai per prapūtimo sistemą patenka į degimo kameras. Tačiau tai ne visada pakankama.
Prevencija ir Priežiūra
- Reguliariai keiskite alyvą ir filtrus: Alyvos keitimas - pigiausia variklio apsauga. Nevažinėkite su tuščiu kuro baku, nes kuro siurblys aušinamas kuru.
- Atkreipkite dėmesį į variklio garsus: Neįprasti garsai dažnai signalizuoja apie artėjančias problemas.
- Šaltas oras: Šaltu oru benzinas prasčiau garuoja, todėl uždegimo procesas tampa sudėtingesnis. Taip pat akumuliatorius šaltyje praranda dalį savo galios, kas apsunkina variklio paleidimą.
Benzininio Variklio Istorijos Gairės
Naudoti tinkamas benzininis variklis buvo sukurtas tik po ilgo tobulinimo proceso.
- 1880-ieji: Vokiečių inžinierius Gottlieb Wilhelm Daimler, dirbęs Otto firmoje, pasiūlė sukurti kompaktinį benzininį variklį, kurį būtų galima naudoti transporto priemonėse. Jo užduotis kartu su Wilhelmu Maybachu buvo sukurti variklį, kuriam nereikėtų dujų generatoriaus, kuris būtų lengvas, kompaktiškas, bet kartu pakankamai galingas. Daimleris siekė padidinti galią, didindamas veleno apsukų skaičių, o tam reikėjo užtikrinti reikiamą degaus mišinio uždegimo dažnį.
- Karbiuratoriaus revoliucija: Pirmųjų benzininių variklių skystojo kuro garinimo procesas buvo labai primityvus. Tikrąją revoliuciją variklių raidoje sukėlė karbiuratoriaus sukūrimas. Jo kūrėju laikomas vengrų inžinierius Donát Bánki. 1893 metais jis patentavo karbiuratorių su purkštuku, kuris yra visų šiuolaikinių karbiuratorių pirmtakas. Skirtingai nuo savo pirmtakų, Bánki siūlė ne garinti benziną, o jį smulkiai išpurkšti ore. Tai užtikrino tolygų benzino pasklidimą cilindre, o garavimas vyko pačiame cilindre dėl šilumos, atsirandančios suslegiant mišinį. Benzinas buvo įsiurbiamas oro srautu per dozuojamąjį purkštuką, o mišinio sudėties vienodumas buvo užtikrinamas palaikant karbiuratoriuje pastovų benzino lygį.
tags: #degimo #procesas #benziniame #variklyje