Patentarea motorului Diesel o descoperire a inginerului german Rudolf Diesel

Motorul diesel este un motor cu combustie interna; mai exact este un motor cu aprindere prin compresie, in care combustibilul se detoneaza doar prin temperatura ridicata creata de comprimarea amestecului aer-carburant, si nu prin utilizarea unui dispozitiv auxiliar, asa cum ar fi bujia in cazul motorului pe benzina.

Motorul opereaza utilizand ciclul diesel.

Cum functioneaza motorul diesel

Comprimarea unui gaz conduce la cresterea temperaturii sale, aceasta fiind metoda prin care se aprinde combustibilul in motoarele diesel. Aerul este aspirat in cilindri și este comprimat de catre piston pana la un raport de 25:1, mai ridicat decat cel al motoarelor cu apindere prin scanteie. Spre sfarșitul cursei de compresie, motorina este pulverizata in camera de ardere prin intermediul unui injector. Motorina se aprinde la contactul cu aerul care a fost incalzit pana la o temperatura de circa 700-900°C (1300–1650°F). Arderea combustibilului duce la cresterea temperaturii si presiunii, punand in mișcare pistonul. Biela transmite forța pistonului catre arborele cotit, transformand mișcarea liniara in mișcare de rotație. Aspirarea aerului in cilindri se face prin intermediul supapelor, dispuse la capatul cilindrului. Pentru marirea puterii, majoritatea motoarelor diesel moderne sunt supraalimentate cu scopul de a mari cantitatea de aer introdusa in cilindri. Folosirea unui racitor intermediar pentru aerul introdus in cilindri crește densitatea aerului și conduce la un randament mai bun.

Atunci cand afara este frig, motoarele diesel pornesc mai greu deoarece masa masiva a metalului blocului motor {format din cilindri si chiulasa) absoarbe caldura produsa prin compresie, impiedicand aprinderea. Unele motoare folosesc dispozitive electrice de incalzire, denumite bujii cu incandescența, ajutand la aprinderea motorinei la pornirea motorului diesel. Alte motoare folosesc rezistente electrice dispuse in galeria de admisie, pentru a incalzi aerul. Sunt folosite și rezistențe electrice montate in blocul motor, tot pentru a ușura pornirea și a micșora uzura. Motorina are un grad mare de viscozitate, mai ales la temperature scazute, ducand la formarea de cristale in combustibil, in special in filtre, impiedicand astfel alimentarea corecta a motorului. Montarea de mici dispozitive electrice care sa incalzeasca motorina, mai ales in zona rezervorului si a filtrelor a rezolvat aceasta problema. De asemenea, sistemul de injectie al multor motoare trimite inapoi in rezervor motorina deja incalzita, care nu a fost injectata, prevenind astfel cristalizarea combustibilului din rezervor. In prezent, folosirea aditivilor moderni a rezolvat si aceasta problema.

O componenta vitala a motoarelor diesel este regulatorul de turatie – mecanic sau electronic, care regleaza turatia motorului prin dozarea corecta a motorinei injectate. Spre deosebire de motoarele cu aprindere prin scanteie (Otto), cantitatea de aer aspirata nu este controlata, fapt ce duce la supraturarea motorului. Regulatoarele mecanice se folosesc de diferite mecanisme in functie de sarcina si viteza. Regulatoarele motoarelor moderne, controlate electronic comanda injectia si limiteza turatia motorului prin intermediul unei unitati centrale de control care primeste permenent semnale de la senzori, dozand corect cantitatea de motorina injectata.

Controlul precis al timpilor de injectie este secretul reducerii consumului si al emisiilor poluante. Timpii de injectie sunt masurati in unghiuri de rotatie ai arborelui cotit inainte de punctul mort superior. De exemplu, daca unitatea centrala de control initiaza injectia cu 10 grade inainte de punctul mort superior, vorbim despre un timp de injectie de 10 grade. Timpul optim de injectie este dat de construtia, viteza si sarcina motorului respectiv.

Avansand momentul injectiei (injectia are loc inainte ca pistonul sa ajunga la punctul mort superior) arderea este efiecienta, la presiune si temperatura mare, dar cresc si emisiile de oxizi de azot. La cealalata extrema, o injectie intarziata conduce la arderi incomplete si emisii vizibile de particule de fum.