29. Dizel-motor s vrtložnom komorom Vrtložnu komoru primjenjuje velik broj proizvođača dizelovih motora za osobna vozila. Komora je gotovo kuglasta, postavljena je sa strane i spojena tangencijalnim kanalom usmjerenim prema srediti klipa. U komoru je ugrađena mlaznica za ubrizgavanje goriva. Volumen vrtložne komore iznosi 50% od prostora za izgaranje. Gorivo se ubrizgava u vrtložne komore u smjeru okretanja zračnog vrtloga jer se pokazalo da kinetička energija mlaza goriva nije beznačajna u odnosu prema energiji zračnog vrtloga. Za dobro izgaranje treba uskladiti oblik komore, položaj brizgaljke i položaj mlaznice. Omjer kompresije se kreće većinom od 18:1 do 24:1. Dizel-motor s izgravnim ubrizgavanjem goriva Sl. 30. sporohodni dizel-motor Sl. 31. dizel za cestovna vozila 6-8 mlazeva i nema vrtloga u cilindru 4-8 mlazeva, intenzivan vrtlog u cilindru Pri izravnom ubrizgavanju gorivo se ubrizgava neposredno u kompresijski prostor cilindra u nekoliko mlazeva, mješa sa zrakom i izgara. Prostor za izgaranje u sustavu izravnog ubrizgavanja je jednostavan, gubitak topline je malen, a postignut je dobar toplinski učinak. Visokim tlakom ubrizgavanja gorivo se pretvara u maglu, a velika brzina ubrizgavanja izaziva vrtloge, pa se tako gorivo dobro pomješa sa zrakom. Visok tlak ubrizgavanja nepovoljno utječe na pogonski mehanizam. Usporedba motora s komorom i izravnim ubrizgavanjem Prednosti motora s komorom: - motor nije osjetljiv na kvalitetu goriva - porast tlaka i najveći tlak su niski, pa je i rad motora tiši - niži tlakovi ubrizgavanja manje opterečuju pumpu za ubrizgavanje, visokotlačne cjevovode i brizgaljke - brizgaljka je izvedena kao brizgaljka s čepom ( jedan mlaz i čep koji prolazi kroz rupicu) a ta se sama čisti i nema opasnosti od začepljenja. - kod nenabijenih motora punjenje cilindra je bolje jer usisavani zrak nemora imati vrtlog. Nedostaci motora s komorom: - veća specifična potrošnja goriva uzrokovana gubicima prestrujavanja između komore i glavnog prostora izgaranja u cilindru kao i većim toplinskim gubicima - velika toplinska opterečenja na izlazu iz komore u cilindar i na klipu u kojega velikom brzinom udaraju vrući zapaljeni plinovi - potrebni su posebni uređaji za hladan start (žarnica) a i stupanj kompresije mora biti nešto veći. 2.6. Sistem napajanja kod dizel – motora Sl. 32. Sistem napajanja kod dizel-motora Zadatak sistema napajanja dizel-motora je da dizelsko gorivo dovede u radni prostor cilindra. Niskotlačna pumpa prvo povlači gorivo iz rezervoara (isti kao i na benzinskim motorima, samo je dodan povratni vod) koje dolazi u taložnik, gdje se talože veče čestice nečistoće i voda. Nakon toga pumpa potiskuje gorivo prvo kroz grubi, pa zatim i kroz fini filter u viskokotlačnu pumpu. U visokotlačnoj pumpi se ostvari visoki tlak, pa se zbog toga gorivo kroz mlaznicu potisne u prostor za izgaranje, a višak goriva se vraća povratnim vodom u rezervoar. Niskotlačna pumpa Sl. 33. Niskotlačna pumpa za dovod goriva iz rezervoara do pumpe visokog tlaka Niskotlačnu pumpu pogoni ekscentar koji potiskuje potiskivač koji preko vretena potiskuje klip. Pri tom gibanju sabija se opruga, otvara tlačni ventil i gorivo pomoću cijevi dolazi u pumpu visokog tlaka. Nakon toga opruga vraća klip i potiskivač, a podtlak ispod klipa usisava dizel-gorivo iz rezervoara kroz usisni ventil. Visokotlačna pumpa Postoji mnogo raznih tipova uređaja i konstrukcija visokotlačnih pumpi. Možemo ih razvrstati u dvije skupine: 1. pumpe koje u određenom trenutku direktno tlače gorivo u brizgaljku. Te pumpe moraju biti precizno regulirane i usklađene s brizgaljkom otvorenog ili zatvorenog tipa, a otvaranje brizgaljke može biti mehaničko ili hidraulično. 2. pumpe koje potiskuju gorivo u sakupljač – kod njih nije potrebno ni precizno vremensko reguliranje ni precizno reguliranje količine goriva. Prva vrsta pumpe se najviše upotrebljava kod automobila, traktora, lokomotiva i ostalih brzohodnim motora. Sl. 34. Element klipne pumpe 1- cilindar; 2- klip; 3- jezičak; 4- čahura; 5- zubna letva; 6- opruga; 7- podizač s valjkom; 8- brijeg; 9- ulazni otvor; 10- tlačni prostor; 11- tlačni ventil; 12- zubni segment. Dizel gorivo se tlači u elementima pumpe ( Sl. XXX) visokog tlaka kojih ima onoliko koliko ima i cilindara. Element pumpe je sklop cilindra i klipa. Klip se kreće u cilindru zbog djelovanja podizača, i brijega na vratilu. Pogon bregastog vratila izvodi se preko zupčanika razvodnog mehanizma motora. Bregasto vratilo, bregovi i podizači podmazuju se uljem iz kučišta pumpe. Kada klip dođe blizu donjeg krajnjeg položaja, oba otvora na cilindru su otvorena i cilindar se ispuni gorivom koje dolazi iz niskotlačne pumpe. U povratnom hodu klip vrača dio goriva iz cilindra u cijev iz koje je došlo, sve dok se na cilindru ne pokriju dovodni kanali. Od tog trenutka gorivo se tlači kroz tlačni ventil i tlačnu cijev u brizgaljku. Ubrizgavanje goriva počinje kada je brid klipa pokrio ulazne otvore na cilindru, a završava u trenutku kada kosi brid na klip naiđe na desni ulazni otvor na cilindru, jer je tada prostor iznad klipa u cilindru spojen s dovodnim otvorom goriva ispod klipapreko uzdužnog knala u klipu. U tom položaju klipa uspostavlja se spoj između tlačnog i ulaznog prostora, i gorivo se vraća u dovodni prostor. Kada kosi brid klipa oslobodi desni dovodni otvor, padne tlak u cilindru pumpe. Tlak u tlačnom vodu i opruga tlačnog ventila vračaju tlačni ventil za sjedište, pa je tlačni cjevovod prema cilindru sisaljke zatvoren. Tlačni ventil ima važnu ulogu jer znatno smanjuje tlak u tlačnom cjevovodu i tako brže prekida ubrizgavanje na kraju tlačenja. Na taj način se izbjegava kapanje goriva iz brizgaljke u prostor za izgaranje goriva. Prednost visokotlačnih pumpi je u tome što se dijelovi sisaljke lako zamjenjuju kad jedna od njih prestane raditi. Brizgaljka – mlaznica Sl. 35. Presjek brizgaljke Zadatak brizgaljke je da dobro rasprši mlaz goriva i da mlaz goriva usmjeri u cijeli volumen komore za izgaranje uz što bolje mješanje goriva sa zrakom po cijeloj komori. Konstrukcijom konusa brizgaljke može se utjecati na stupanj raspršivanja prema potrebama raznih konstrukcija cilindara. Prodornost mlaza goriva zavisi od oblika otvora brizgaljke, od promjera tog otvora i od tlaka goriva. Brizgaljke mogu biti otvorenog i zatvoreno tipa. Osnovna značajka otvorene brizgaljke je u tome što nema ventila između visokotlačne sisaljke i ubrizgača, kojim se u komoru dovodi gorivo. Brizgaljke otvorenog tipa zahtjevaju veliku točnost dimenzija i obrade, jer otvor na brizgaljci određuje količinu ubrizganog goriva i oblik mlaza večinom svog promjera i svojom dužinom. Prodiranje izgorijelih plinova iz cilindra u sustav tlačnog uređaja kroz otvorenu brizgaljku spriječava samo neka vrsta povratnog ventila. Otvorena brizgaljka jednostavne je konstrukcije, pouzdana u radu i jeftina, ali se ipak manje upotrebljava zbog raznih nedostataka (loše raspršivanje, nepotpuno izgaranje, curenje goriva kroz brizgaljku i dr.) Brizgaljka zatvorenog tipa se danas najviše upotrebljava kod dizel-motora s mehaničkim i hidrauličnim ubrizgavanjem. Sastoji se najčešće od igle smještene u otvoru brizgaljke ili na njemu. Ta igla potisnuta oprugom, najčešće se pokreće hidrauličnim tlakom goriva, a također i mehanički. Brizgaljka zatvorenog tipa s iglom prekida vezu između sisaljke, odnosno cjevovoda, i prostora u cilindru kad prestaje ubrizgavanje goriva u cilindar. Opruga koja djeluje na iglu zahtjeva posebnu pažnju, jer se od nje zahtjeva velika i točno određena sila koja se nemjenja u toku rada motora. Reguliranje rada motora Za vrijeme rada motora javljaju se sile u cilindrima koje su vrlo promjenjive. Zbog neprestane promjene tih sila ni koljenasto vratilo se nemože okretati jednolikom brzinom. To je najviše izraženo kod četverotaktnih motora, jer u dva okrata vratila imaju jedan koristan takt. Nejednoličan rad nepovoljno djeluje na strojeve koje pokreću. Da se taj nedostatak ukloni moraju se motori opremiti zamašnjacima i regulatorima. Regulator može biti centrifugalan, pneumatski ili hidrauličan. Najviše se upotrebljava centrifugalan regulator, jer veoma dobro reagira na promjene opterečenja i broja okretaja vratila. Podešavanjem zategnutosti opruge mogu se unaprijed odrediti granice broja okreta u kojima će regulator održavati rad motora, odnosno maksimalni i minimalni broj okreta. Zadatak regulatora je da spriječi prekid rada motora pri najmanjem broju okretaja, a isto tako i prekoračenjenajvišeg dopuštenog broja okreta. Stalan broj okreta naročito je potreban kod motora namjenjenih za pogon strojeva (npr. elektrogeneratora).