diesel engine

Μετά το άρθρο που κάναμε για την ανάφλεξη της βενζίνης ήρθε και η σειρά του πετρελαίου. Επί της ευκαιρίας θα σου κάνω και μια μικρή εξομολόγηση. Όταν κάποιοι άνθρωποι μας μιλούσαν για πετρελαιοκινητήρες εμείς κοιτούσαμε να πιάσουμε Pokemon με το σταθερό τηλέφωνο. Ήταν σαν να θέλεις να μιλήσεις σε ένα σημερινό εικοσάρι για ατμομηχανές. Οι εφαρμογές του πετρελαίου περιοριζόταν στον Τιτανικό , τα βαριά μηχανήματα και στα λεωφορεία που έκανε βόλτες η Βουγιουκλάκη. Μπορεί βλέποντας την τότε σταρ να κάνει εκδρομούλες να μην σου φαίνονται τόσο άσχημα τα πράγματα αλλά πίστεψέ με εκεί μέσα και οι Sepultura να έπαιζαν δεν θα ενοχλούσαν κανέναν. Με την βοήθεια της εκπαιδευτικής τηλεόρασης θα δούμε την διαφορά πετρελαίου – βενζίνης.

Η μεγάλη διαφορά ανάμεσα στα δυο καύσιμα δεν είναι ο τρόπος που αναφλέγονται αλλά ο τρόπος που καίγονται. Το μεγάλο μειονέκτημα του πετρελαίου ήταν , είναι και θα είναι το λερωμένο δάκτυλο του κυρίου. Το μεγάλο πλεονέκτημα είναι ότι μπορούμε να του δώσουμε πολύ περισσότερη ενέργεια πριν το κάψουμε. Σε πιο απλά ελληνικά, να το συμπιέσουμε. Ο Ρούντολφ ο κινητήρας (γνωριζόμαστε από παλιά και τον φωνάζω με το μικρό του) είναι τετράχρονος και ισχύουν τα περί χρόνων, τα ίδια με το video που είδαμε για την βενζίνη. Το timing της ανάφλεξης όμως, δεν ρυθμίζεται από τον σπινθήρα, αλλά από τον χρόνο έναρξης του ψεκασμού. Αφού το έμβολο τελειώσει με τον χρόνο της συμπίεσης, ο αέρας εντός του θαλάμου καύσεως είναι αρκετά ζεστός για να προκαλέσει αυτανάφλεξη. Η προπορεία όμως δεν παίρνει τις τιμές της βενζίνης, που μπορεί να φτάσει ακόμα και 40 μοίρες πριν το ΑΝΣ (Άνω Νεκρό Σημείο). Σε γενικές γραμμές είναι 5 μοίρες πριν το ΑΝΣ, αλλά σε αυτό θα επανέλθω σε λίγο.

Το knocking είναι μια ζόρικη κατάσταση για τον κινητήρα. Ο πετρελαιοκινητήρας συνεχώς νοκάρει. Η αυτανάφλεξη είναι ιδιαίτερα βίαιη αλλά σε αυτή την περίπτωση, δεν συμβαίνει ανεξέλεγκτα και τυχαία, αλλά προκαλείται (δεν είναι κρουστική καύση). Δεν συμβαίνει στην επιφάνεια του εμβόλου στην πλευρά που είναι η βαλβίδα εξαγωγής που είναι και το σύνηθες για τον βενζινοκινητήρα, αλλά εκεί που κανονικά θα ήταν το μπουζί. Η αυτανάφλεξη είναι ο σπινθήρας που θα κάψει το μείγμα πετρελαίου. Προσφέρει και το χαρακτηριστικό κροτάλισμα. Μετά από την αυτανάφλεξη , το μέτωπο της φλόγας εξαπλώνεται σπρώχνοντας το έμβολο προς τα κάτω κάνοντας ”κανονική” καύση. Η μέγιστη πίεση εμφανίζεται 10 – 15  μοίρες μετά το ΑΝΣ, αλλά αυτό είναι το μισό μυστικό, τα άλλο μισό θα το δούμε τώρα με το timing του ψεκασμού.

Οι αντλίες πετρελαίου ήταν κανονικές αντλίες , όνομα και πράμα. Ήταν ξεχωριστές περίπλοκες κατασκευές, άσε που μύριζαν κιόλας. Στους μικρούς κινητήρες  είχαν μέσα κάτι σαν εκκεντροφόρο με όσα έκκεντρα όσα και τα μπεκ για να ανεβάζουν την πίεση του καυσίμου. Στους μεγαλύτερους ήταν σαν μικροί κινητήρες με έμβολα για να σπρώχνουν ακόμα μεγαλύτερες ποσότητες. Ο χρονισμός γινότανε όπως και του κινητήρα ψάχνοντας για ΑΝΣ κ.ο.κ. . Μην με ρωτάς παραπάνω γιατί  την αμαρτία μου στην εξομολογήθηκα, έπαιζα Pokemon stay.

Στάδια ψεκασμού

Αν θέλεις σπινθήρα (αυτανάφλεξη) 5 μοίρες πριν το ΑΝΣ , πρέπει να ξεκινήσεις να ψεκάζεις νωρίτερα. Κάπου στις 20 μοίρες πριν. Ο ψεκασμός του πετρελαίου χωρίζεται σε τρία στάδια. Το πρώτο στάδιο από τις -20 μοίρες έως τις -5 μοίρες ονομάζεται στάδιο καθυστέρησης αναφλέξεως. Αυτό το στάδιο , ασχέτως στροφών, διαρκεί 5ms και είναι ο λόγος που στροφάρουν περίπου μέχρι τις 5,000 σ.α.λ. Είναι ο χρόνος που χρειάζεται το καύσιμο για να ανακατευτεί με τον αέρα, για αυτό και η τεράστια σημασία των μπεκ υψηλής πίεσης. Χρειάζονται για να χωρίζουν την ποσότητα του πετρελαίου σε μικρά σταγονίδια, σαν ατμός, για καλύτερη ποιότητα καύσης.

Το δεύτερο στάδιο  από τις -5 μοίρες έως τις +5 μοίρες ονομάζεται στάδιο ανεξέλεγκτης καύσης. Υπάρχει περίπτωση η αυτανάφλεξη να ”ανέβει” στο επόμενο σκαλί και να γίνει κρουστική;  Ναι υπάρχει ! Η κρουστική καύση ορίζεται ως ένα τρέμουλο στο διάγραμμα της πίεσης. Στο εύρος που εμφανίζεται, η κυματομορφή της πίεσης μοιάζει σαν ηχογράφηση mp3 τραγουδιού. Η καύση που βαφτίσαμε ”καταστρεπτική” έχει πολύ απότομη αύξηση της πίεσης, πολύ μεγαλύτερη από αυτή που έχει ο κινητήρας υπό ομαλές συνθήκες , και εμφανίζεται πριν το ΑΝΣ, δεν έχει τρέμουλο στο διάγραμμα. Στον πετρελαιοκινητήρα η αυτανάφλεξη προκαλεί βίαιη και απότομη αύξηση της πίεσης και υπό πολύ σπάνιες συνθήκες, μπορεί να προκαλέσει κρουστική καύση, αν στο πρώτο στάδιο της προέγχυσης τα έχεις κάνει χάλια. Είναι πιο πιθανό να πιάσεις τον Πικατσού με σταθερό τηλέφωνο παρά να προκαλέσεις κρουστική καύση, αλλά σαν πιθανότητα υπάρχει.

Το τρίτο στάδιο από τις 5 μοίρες έως και τις 40 μοίρες ονομάζεται στάδιο ελεγχόμενης καύσης. Ότι καύσιμο έχουμε ψεκάσει ως τώρα, ήταν για την δημιουργία του ”σπινθήρα” δηλαδή της αυτανάφλεξης. Η βιαιότητα της αυτανάφλεξης σταματά στις 5 μοίρες και τώρα συνεχίζουμε να ψεκάζουμε έχοντας πλέον ομαλή καύση. Σχεδόν αμέσως μετά, εμφανίζεται και η μέγιστη πίεση γιατί φτάνει και το μέτωπο της φλόγας πάνω στο έμβολο. Τα πλεονεκτήματα της ομαλής καύσης είναι δύο. Πρώτον μεγάλη ροπή. Θεωρητικά εκεί που θέλεις την μέγιστη πίεση είναι 90 μοίρες μετά το ΑΝΣ. Ροπή ισούται με απόσταση επί την δύναμη και από αυτή, ο κινητήρας Diesel έχει πολύ παραπάνω από της βενζίνης λόγω της αρχικής συμπίεσης. Δύναμη είναι η μέγιστη πίεση, απόσταση είναι το μισό της διαδρομής του εμβόλου. Αν έχεις διαδρομή 90 mm, η μέγιστη απόσταση είναι 45 mm η οποία εμφανίζεται λόγω της κίνησης του συστήματος διωστήρα – στροφάλου στις 90 μοίρες. Βέβαια αν φτιάξεις τέτοιο κινητήρα, θα πρέπει να τον ονομάσεις τουλούμπα αλλά νομίζω το έπιασες το νόημα. Εν αντιθέσει με την βενζίνη που ότι μείγμα κάναμε πριν την ανάφλεξη με αυτό θα πορευτούμε , τα μπεκ στο πετρέλαιο συνεχίζουν να ψεκάζουν χαρίζοντας του μία πιο ”γεμάτη” λειτουργία.

Σημείωση: Όσο αποσυμπιέζεις μια ΜΕΚ τόσο λιγότερο αποδοτική την κάνεις, είναι σαν να της αφαιρείς ενέργεια. Αυτός είναι και ο λόγος που οι βελτιωτές θέλουν μέγιστη πίεση (πειράζοντας το αβάνς) νωρίτερα, γιατί το μείγμα είναι περισσότερο συμπιεσμένο. Θεωρητικά, αν η μέγιστη πίεση ήταν κάτι το στιγμιαίο και την εφάρμοζες ακριβώς στο ΑΝΣ, το αποτέλεσμα θα ήταν … τίποτα. Θα έσπρωχνες τον στρόφαλο προς τα κάτω αφού δεν θα είχες βραχίονα για να προκαλέσεις περιστροφική κίνηση. Οπότε το που ακριβώς θα εφαρμοστεί η μέγιστη πίεση είναι μια χρυσή τομή. Πρακτικά μετά τις 20 μοίρες έχει μεγαλώσει τόσο πολύ ο θάλαμος καύσης που δεν συμφέρει από άποψη δύναμης, θα πρέπει να πας  και σε τεράστιες καταναλώσεις. Νωρίτερα από τις 10 μοίρες οι καταπονήσεις είναι πολύ μεγάλες.

Δεύτερον. Είναι η χαρά της ”Ναούμε ρέισιγκ”, όχι που θα μου ξέφευγε και σήμερα. Πρόβλημα με κρουστική ή “καταστρεπτική” καύση επί της ουσίας δεν έχουμε και το αποτέλεσμα είναι back to the future. Μετατρέπουν σύγχρονους common rail κινητήρες (για το common rail θα κάνουμε ξεχωριστό άρθρο) σε τσιμινιέρες περασμένων ετών. Φυσικά να ξεκαθαρίσω για άλλη μια φορά ότι υπάρχουν και σοβαροί επαγγελματίες, δεν είναι όλοι το ίδιο. Το ξέρω ότι ήρθε η ώρα να κάνουμε ένα διάλειμμα οπότε σήμερα στο Cine Autoblog θα δούμε το pre-sequel της ταινίας του 1989 ”Αγάπη μου συρρίκνωσα τα παιδιά”. Πρόκειται για ένα ντοκιμαντέρ για τους πετρελαιοκινητήρες με τίτλο ”Αγάπη μου συρρίκνωσα τον μηχανικό”.