Dieselmotor
Wikipedia
 |
Den här artikeln behöver språkvård. |
| Du kan hjälpa Wikipedia genom att förbättra texten. Se även Kategori:Språkvård för fler artiklar som behöver uppmärksamhet. |
Dieselmotor är en typ av kolvmotorprincip där bränsle, till skillnad mot till exempel bensinmotor, tillsätts först i kompressionsfasens slutskede, se fyrtaktsmotor. Motortypen uppfanns av Rudolf Diesel.
Innehåll |
[redigera] Teoretisk princip
Vid komprimeringen i en diselmotor ökar luftens temperatur så till den grad att bränslet självantänder när bränsleinsprutning under högt tryck påbörjas i kompressionstaktens slutskede. Förbränningen fortsätter tills bränsleinsprutning upphör. Under detta skede vänder kolven och kraft avges till vevaxeln via vevstaken på grund av tryckstegringen då förbränningsgaserna värmeutvidgas under förbrännigsskedet.
Dieselmotorn har därför till skillnad mot bland annat bensinmotor inga tändstift. Eftersom bränslet måste självantända av hög värme i förbränningsrummet när det tillsätts så är diselmotorer ofta försedda med glödstift för att underlätta starter när motorn är kall.
Dieselmotorn är en motorprincip uppkallad efter Rudolf Diesel som kan drivas av ett antal olika bränslen. En vanlig missuppfattning är dock att dieselmotor endast är en benämning på en motor som drivs med bränslet diesel.
I så kallade tändstiftmotorer där luft och bänsle komprimeras tillsammans och allt antänds på en gång av en gnista från tändstiftet bli förbränningen (tryckstegringen) häftigare och kortvarigare. Trots detta är benämningen explosionsmotor olämplig.
[redigera] Olika konstruktioner
Alla dieselmotorer har gemensamt att de har ett insprutningsmunstycke och spridare i varje cylinder, en högtryckspump och en förpump. Tryckregleringen måste vara exakt och därför återcirkulerar överskottsbränsle till bränsletanken från både pump och spridare. Bränslet behöver också vara väldigt rent och därför har man två bränslefilter, förfilter och finfilter. Det finns ofta en handpump för att kunna lufta systemet vid bränslestopp. Denna kan vara ersatt av en elektrisk pump på nyare motorer.
[redigera] Förkammardiesel
Förkammardiesel är den vanligaste konstruktionen av äldre motorer. Cylindern har en utbuktning i förbränningsrummet där bränslet sprutas in. Det är en konstruktion liknande tändkulemotorn.
[redigera] Direktinsprutning
Varje insprutningsmunstycke är förbundet med ett eget rör till insprutningspumpen. Pumpen styrs genom mekanisk förbindelse mellan svänghjulet och pumpen. Den är oftast av kolvtyp men även centrifugalpumpar förekommer, exempelvis på Volkswagen Jetta.
[redigera] Common Rail
Common Rail är den senaste insprutningstekniken som kombinerar en mekanisk högrtyckspump med elektriska datorstyrda insprutare. Man har endast ett bränslerör från första pumpen, som betjänar samtliga cylindrar. Insprutaren är en pump i sig och kan avge tryck upp till 1400 bar. Högre tryck ger bättre fördelning av bränslet och därmed bättre förbränning och mindre föroreningar.
[redigera] PD
PD eller Pumpdüse är en teknologi uppfunnen av Volkswagen som i stort liknar Common Rail. Den stora skillnaden är att insprutaren styrs av kamaxeln och ger ett väsentligt högre tryck. 2050 bar, 700 bar högre än deras motsvarande Common Rail. Nackdelen är att insprutningssystemet har högre ljudnivåer men Volkswagen anser att fördelarna överväger.
[redigera] Tvåtaktare
I USA är tvåtaktsdieslar vanligt i lokomotiv. Denna typen av motor finns även i det svenska T44. En diesel har fördelen mot en tvåtakts bensinmotor att den inte släpper ut oförbrännt bränsle i naturen tack vare direktinsprutning.
[redigera] För- och nackdelar jämfört med ottomotorn
- Fördelar:
- Använder ett billigare bränsle (dieselolja)
- Mindre koldioxid-utsläpp (CO2)
- Större vridmoment
- Högre verkningsgrad, vilket innebär lägre bränsleförbrukning
- Nackdelar:
- Högre partikelutsläpp, kräver dyra partikelfilter för att uppfylla nya miljökrav
- Högre tillverkningskostnader
- Om bränslet tar slut kan motorn inte startas på grund av att en dieselpump inte är självsugande
- Högre fordonsskatt i vissa länder, till exempel Sverige
- Lågt varvtalsregister (1100-1800 rpm mot upp till 6000 rpm för bensinmotorer)
- Högre kväveoxidutsläpp. Kväveoxidutsläpp ger bland annat astmabesvär och lungfunktionsnedsättning samt bidrar till ozonbildning (marknärna skadlig gas), övergödning och försurning.
[redigera] Användningsområden
Dieselmotorn används framför allt inom områden där krav ställs på bränsleeffektivitet och styrka (vridmoment), som till exempel inom sjöfarten och transportsektorn.
I många europeiska länder, till exempel Tyskland och Frankrike, är dieselmotorn vanlig i personbilar. I USA har den dock ännu inte rönt någon större popularitet inom detta användningsområde.
Ett användningsområde är diesellok.
Till 99% sitter det dieselmotorer i dagens lastbilar med effekter på mellan 200 och 660 hästkrafter. De vanligaste modellerna är raka sexcylindriga eller V8-motorer. Motorstyrkan beror på storleken hos cylindrarna. Storleken på en dieselmotors cylinder mäts i liter och en motor på tvåhundra hästkrafter ligger på runt sex liter medan en motor på sexhundra hästkrafter har en cylindervolym på runt sexton liter.
Till sjöss, på större fartyg, används dieselmotorer både för framdrivning och för generering av elektricitet. Stora dieselmotorer driver generatorer som i sin tur genererar ström för fartygets olika pumpar, kranar och andra elektriska maskiner. Dessa motorer håller alltid samma varvtal (konstant varvtal), vilket leder till att dessa är lättare att optimera. Till exempel kan man ta ut runt 900 hästkrafter ur en lastbilsmotor som bara kan leverera 600 hästkrafter om den sitter i en lastbil.
Dieselmotorer används delvis som framdrivningsmotorer, i första hand för bilfärjor, då rederiet vill ha en miljöprofil. För större fartyg är det vanligaste drivmedlet bunkerolja, även om motorerna liknar dieselmotorer tekniskt sett men är mycket större. Dessa motorer är extremt lågvarviga, ner till 150 rpm, med cylindrar stora som oljefat eller större. Inom nöjesbåtar blir diesel också mer och mer vanligt, efter att bensin gällt tidigare. Bunkerolja innehåller vanligtvis mer svavel som är starkt försurande.
Dieselmotorer används även i mobila nödgeneratorer. Stormen i början av 2005 orsakade att Sveriges mobilnät fick gå på dieselgeneratorer ett tag. Det finns dieselmotorer ner till 400cm³ för mindre maskiner och generatorer.
Sedan slutet av 1990-talet har dieselmotorn fått en allt större användning i personbilar. Detta tack vare dess bränsleeffektivitet. De europeiska biltillverkarna har arbetat på de nackdelar som motortypen hade tidigare. Tyngden och vibrationerna som främst beror på den högre kompressionen, som i sin tur kräver en kraftigare konstruktion än ottomotorn. Detta har kompenserats av nya material och tillverkningsmetoder, kombinerat med elektronikstyrning, och turbodrift.
Ford har tillsammans med franska PSA utvecklat en V6:a som finns i bland annat Jaguar S-type. Den har ett motorblock som är tillverkat med teknik utvecklad av svenska Sintercast, dubbla turboaggregat och Common Rail. Detta ger då en låg vikt, och en effekt på 206 hk vid en cylindervolym på 2,7 l.
[redigera] Alternativa bränsle
Rapsmetylester är en modern förnyelsebar bränsletyp som kan användas i dieselmotorer. Man kan även köra på förbrukad frityrolja om man renar ut vattnet. Kallstartsegenskaperna blir dock rent ut värdelösa så man behöver en liten tank med ren dieselolja för att starta, och sedan kan man byta till frityrolja. Det finns även bränsle som tillverkas av svartlut, en avfallsprodukt från pappersindustrin.
