Dieselmoottori

Ottomoottorin ja dieselmoottorin erot

♦ Ilman ja polttoaineen seos

• Dieselmoottorissa ilmaa imetään niin paljon kuin saadaan ja siihen ruiskutetaan polttoaine
• Ottomoottorissa ilman ja polttoaineen suhde on 14.7
• Eli dieselmoottorissa seoksen suhde ei ole niin tärkeä kuin ottomoottorissa

♦ Seoksen muodostus

• Dieselmoottorissa ilma puristetaan ensin kokoon ja sitten ruiskutetaan polttoaine eli seos muodostetaan vasta sylinterissä
• Dieselmoottorissa polttoaiane ruiskutetaan aina puristustahdin aikana
• Ottomoottorissa seos muodostetaan sylinterin ulkopuolella imusarjassa
• Ottomoottorissa polttoaine imetään moottoriin imutahdin aikana 

♦ Sytytys

• Dieselmoottorissa sytytys tapahtuu, kun ilmaan suihkutettu polttoaine räjähtää ilman kuumuuden takia
• Ottomoottorissa sytytystulppa sytyttää seoksen

Dieselmoottorit voidaan jakaa karkeasti kahteen ryhmään; esikammio- ja suoraruiskutusmoottoreihin.

Esikammioruiskutusmenetelmä:

♦ Polttoneste ruiskutetaan esikammioon

♦ Osa polttonesteestä syttyy esikammiossa

♦ Loput polttonesteestä puhalletaan palotilaan

♦ Palaminen tapahtuu hitaasti

Hyötysuhde n. 35% (ottomoottorissa n. 27%)

+ Kevyempi ja kontaktimpi rakenne

+ Hiljaisempi moottorin ääni

+ Pehmeä käynti

- Alhaisempi huippupaine ->tehottomampi

Soveltuu pääasiassa Hyötyajoneuvoihin ja henkilöautoihin.

Suoraruiskutusmenetelmä:

Suoraruiskutus
Tognum: MTU & MTU Onsite Energy By-Nc-Sa

♦ Polttoneste ruiskutetaan suoraan palotilaan

♦ Polttoneste höyrystyy

♦ Palaminen alkaa koko seoksessa samanaikaisesti

Korkea hyötysuhde n. 45% (taloudellisuus, ympäristönsuojelu)

- Kova moottorin ääni

- Massiivinen rakenne

Soveltuu pääasiassa kuorma-autoihin, rakennuskoneisiin, maatalouskoneisiin ja laivojen moottoreihin.

Uudemmat suoraruiskutusmenetelmät:

♦ Jakajaruiskutuspumppu/Riviruiskutuspumppu jossa määränsäädin

♦ Jakajaruiskutuspumppu jossa magneettiventtiili

♦ Pumppusuuttimet (PDE, PLD)

♦ Varaajaruiskutusjärjestelmä Common-Rail (yhteispanineruiskutus)

Kierto

♦ Tulo: Polttonestesäiliöstä ruiskutusjärjestelmään 

♦ Paluu: Ruiskutusjärjestelmästä polttonestesäiliöön

♦ Kierto: Komponenttien jäähdytys ja voitelu

Polttonestekierron tehtävät:

♦ Polttonestesäiliö: polttonesteen varastointi
♦ Polttonestesuodatin: polttonesteen puhdistus
♦ Polttonesteen esilämmitysventtiili: Polttonesteen esilämmitys ettei se tuki kylmänä suodatinta
♦ Polttonesteen siirtopumppu: polttonesteen siirto polttonestesäiliöstä korkeapainepumpulle, voi olla sähköinen tankin sisällä tai mekaaninen nokka-akselin päässä
♦ Sähköinen pysäytysventtiili: polttonesteen saannin keskeytys
♦ Korkea painepumppu: polttonesteen korkeapaineen muodostaminen eli nostaa paineen ruiskutuspaineeseen
♦ Rail-putki: polttonesteen varaaminen korkeapaineisena
♦ Ruiskutussuutin: polttonesteen ruiskutus
♦ Rail-putken painetunnistin: polttonesteen paineen mittaus, moottori tietää kuinka kauan suutinta tulee pitää auki
♦ Paineensäätöventtiili. polttonesteen paineensäätö
♦ Polttonesteen jäähdytin: polttonesteen jäähdytys

Polttonesteen siirtopumppu

♦ Polttonesteen siirtopumppu on hammaspyöräpumppu

♦ Nokka-akseli käyttää polttonesteen siirtopumppua

♦ Ylipaineventtiili rajoittaa polttonesteen matalapaineen 3.5 baariin

Korkeapainepumpun rakenne

♦ Korkeapainepumppu on säteismäntäpumppu

♦ Toimintatapa:

• Polttoneste imetään
• Polttonesteeseen muodostetaan paine
• Polttoneste siirretään Rail-putkeen

Polttonesteen korkeapaine

♦ Polttonesteen korkeapaine määräytyy moottorin kierroksien mukaan; alhaisilla kierroksilla ei tarvitse paineen olla kuin 200 bar

Suuttimien rakenne

♦ Polttonesteen ruiskutus tapahtuu suuttimien avulla

♦ Injektorit saavat toimintaansa hydraulisen tehostuksen

♦ Polttonestepaine toimii voimanlähteenä

♦ Lepotila

• Lepotilassa suutinneula sulkee suuttimen
• Polttonestettä ei pääse tippumaan palotilaan

♦ Suutin avautuu

• Magneettiventtiili avaa yhteyden venttiiliohjaustilan ja paluukierron välille
• Suutinneula työnnetään takaisin
• Ruiskutus tapahtuu

♦ Suutin sulkeutuu

• Kuulaistukkaventtiili sulkee yhteyden paluukiertoon
• Venttiilienohjaustilaan muodostuu jälleen paine
• Suutinneula työntyy eteenpäin ja ruiskutus päättyy

Ohivuotomittaus

Viime viikolla minä, Janna ja Milla  harjoittelimme Toyotan moottoriin ohivuotomittauksen tekemistä millä siis määritetään moottorin mekaaninen kunto. Teimme opetusvideon työstä mikä onkin tuossa alapuolella. Minusta työ oli aika helppo ja yksinkertainen.

Moottorinohjauksen muistiinpanot

Moottorin ohjainlaite vastaanottaa signaaleita antureilta. Tietojen perusteella ohjainlaite käyttää moottorin käyttölaitteita, esim. suihkutusjärjestelmää ja sytytysjärjestelmää. Signaaleiden kierto ei lopu.

Suihkutusjärjestelmä säätää suihkutushetkeä ja polttoaineen määrää.

Sytytysjärjestelmä sovittaa sytytysjännitteen ja sytytyksen syötettyyn seokseen.

Moottorin ohjainlaitteen suorittamat tehtävät:

• Käyttötilanteen mittaaminen ja säätösuureiden ohjaaminen
• Sovitus kuormitustilanteisiin (osakuormitus, täyskuormitus)
• Sovitus käyttötilanteisiin (esim.kylmäkäynnistys)
• Sovitus ulkoisiin olosuhteisiin (lämpötila, ilmanpaine)
• Kuljettajan viestittämän kuormituspyynnön muuttamainen toiminnoiksi
• Esiintyvien vikojen diagnoosi ja tallennus

Moottorinohjainlaite tarvitsee nämä tiedot:

• Sisään imettävän ilman massa (kuumakalvo-ilmamassanmittain tai imusarjan painetunnistin + imuilman lämpötila mittaus)
• Kuljettajan antama kuormitustoive (kaasupoljin)
• Kaasuläpän asentosignaali
• Nokka- ja kampiakselin asentosignaali
• Polttoaine seoksen happimäärä (Lambda-tunnistimen signaali)
• Sytytyshetken oikea ajoitus (nakutustunnistin)

Kuumakalvo-ilmamassamittain laskee ilmamassan vaikuttavan jännitteen avulla ja mittaa ilman lämpötilaa.

Kampiakselin asema-anturi mittaa moottorin kierroslukua sekä optimoi suihkutushetken, suihkutushetken ja suihkutuksen keston.

Nokka-akselin Hall-anturi synkronoi suihkutushetken ja sytytyshetken kaasunvaihtotyöhön.

Moottorin käyttölaitteet:

• Kaasuläpän säädinosa säätää moottorin sisään imettävän ilman määrää

- Mitä suurempi ilmamäärä, sitä enemmän bensiiniä lisätään.

• Polttoaineen suihkutusventtiili suihkuttaa oikean määrän bensiiniä

- Suhkutushetken ja sytytyshetken synkronointi

• Sytytyspuola ja -tulppa

- Mitä korkeampi kierrosluku, sitä aiempi sytytyshetki (ennen yläkuolokohtaa)