Corsa di aspirazione: preparazione della miscela di aria-carburante
Durante la corsa di aspirazione, il pistone si sposta verso il basso, creando un vuoto nel cilindro e l'aria viene aspirata nel cilindro attraverso la valvola di aspirazione. I motori diesel utilizzano tipicamente un design della camera di combustione a "iniezione diretta" o "a vortice", con il primo che inietta il diesel direttamente nel cilindro e il secondo che promuove la miscelazione attraverso il vortice di aspirazione. I motori moderni sono inoltre dotati di turbocompressori, che utilizzano i gas di scarico per azionare una turbina che comprime l'aria aspirata, aumentando la densità dell'aria e quindi migliorando l'efficienza della combustione del carburante.
Corsa di compressione: preparazione chiave per la conversione dell'energia
Dopo la chiusura della valvola di aspirazione, il pistone si sposta verso l'alto, comprimendo l'aria nel cilindro. I motori diesel di solito hanno un rapporto di compressione compreso tra 16:1 e 22:1 (rispetto a circa 8:1-12:1 per i motori a benzina) e l'alta pressione aumenta la temperatura dell'aria oltre i 500 gradi, superando di gran lunga il punto di autoaccensione del diesel (circa 220 gradi). Questa fase pone requisiti elevati sui materiali del motore e sui processi di produzione, richiedendo blocchi motore ad alta-resistenza, fasce elastiche resistenti alle alte-temperature-e sistemi di raffreddamento precisi.
Colpo di potenza: rilascio di energia e potenza erogata
Quando il pistone si avvicina al punto morto superiore, l'iniettore spruzza il diesel nella camera di combustione sotto forma di nebbia, che si auto-si accende quando viene miscelato con l'aria ad alta-temperatura. I gas ad alta-temperatura e alta-pressione generati dalla combustione spingono il pistone verso il basso, azionando l'albero motore attraverso la biella, convertendo l'energia chimica in energia meccanica. In questa fase è necessario un controllo preciso dei tempi e della quantità di iniezione per evitare colpi o combustione incompleta. I motori moderni utilizzano un'unità di controllo elettronico (ECU) per monitorare la velocità, il carico e la temperatura del motore in tempo reale, regolando dinamicamente i parametri di iniezione. Ad esempio, i motori China 6 devono soddisfare gli standard sulle emissioni di particolato (PM) e ossido di azoto (NOx) e sono dotati di sistemi di post-trattamento di riduzione catalitica selettiva (SCR) e filtro antiparticolato diesel (DPF) per ottimizzare ulteriormente la combustione.
Corsa di scarico: scarico delle emissioni e preparazione per il ciclo successivo
Dopo la corsa di potenza, la valvola di scarico si apre e il pistone si muove verso l'alto per espellere i gas di scarico dal cilindro. Lo scarico contiene idrocarburi incombusti, monossido di carbonio e ossidi di azoto, che devono essere purificati tramite un convertitore catalitico a tre-vie o un sistema SCR. I motori moderni utilizzano anche la tecnologia di ricircolo dei gas di scarico (EGR) per reindirizzare parte dei gas di scarico nel sistema di aspirazione, abbassando la temperatura di combustione e riducendo la formazione di NOx.
