Come funzionano i motori diesel a due tempi

-L'articolo How Diesel Engines Work descrive i motori diesel a quattro tempi che si trovano comunemente nelle automobili e nei camion. L'articolo Come funzionano i motori a due tempi descrive i piccoli motori a due tempi che si trovano in cose come motoseghe, ciclomotori e moto d'acqua. Si scopre che la tecnologia dei motori diesel è spesso combinata con un ciclo a due tempi negli enormi motori diesel che si trovano nelle locomotive, nelle grandi navi e negli impianti di generazione.

In questa edizione di, esploreremo la tecnologia diesel a due tempi e impareremo a conoscere gli enormi motori che la utilizzano!

- Se hai letto Come funzionano i motori a due tempi, hai imparato che una grande differenza tra i motori a due tempi e quelli a quattro tempi è la quantità di potenza che il motore può produrre. La candela si accende due volte più spesso in un motore a due tempi: una volta per ogni giro dell'albero motore, contro una volta ogni due giri in un motore a quattro tempi. Ciò significa che un motore a due tempi ha il potenziale per produrre il doppio della potenza come un motore a quattro tempi delle stesse dimensioni.

L'articolo sul motore a due tempi spiega anche che il ciclo del motore a benzina, in cui gas e aria vengono miscelati e compressi insieme, non è proprio una corrispondenza perfetta per l'approccio a due tempi. Il problema è che del carburante incombusto fuoriesce ogni volta che il cilindro viene ricaricato con la miscela aria-carburante. (Vedi Come funzionano i motori a due tempi per i dettagli.)

Si scopre che l'approccio diesel, che comprime solo aria e quindi inietta il carburante direttamente nell'aria compressa, si abbina molto meglio al ciclo a due tempi. Molti produttori di motori diesel di grandi dimensioni utilizzano quindi questo approccio per creare motori ad alta potenza.

La figura mostra il layout di un tipico motore diesel a due tempi:

Nella parte superiore del cilindro ci sono in genere due o quattro valvole di scarico che si aprono tutte contemporaneamente. C'è anche l'iniettore di carburante diesel (mostrato sopra in giallo). Il pistone è allungato, come in un motore a due tempi a benzina, in modo che possa fungere da valvola di aspirazione. Nella parte inferiore della corsa del pistone, il pistone scopre le porte per la presa d'aria. L'aria aspirata è pressurizzata da un turbocompressore o da un compressore (azzurro). Il basamento è sigillato e contiene olio come in un motore a quattro tempi.

Il ciclo diesel a due tempi va così:

1. Quando il pistone è al massimo della sua corsa, il cilindro contiene una carica di aria altamente compressa. Il carburante diesel viene spruzzato nel cilindro dall'iniettore e si accende immediatamente a causa del calore e della pressione all'interno del cilindro. Questo è lo stesso processo descritto in Come funzionano i motori diesel.
2. La pressione creata dalla combustione del carburante spinge il pistone verso il basso. Questo è il colpo di potenza.
3. Quando il pistone si avvicina al fondo della sua corsa, tutte le valvole di scarico si aprono. I gas di scarico fuoriescono dal cilindro, alleviando la pressione.
4. Quando il pistone tocca il fondo, scopre le porte di aspirazione dell'aria. L'aria pressurizzata riempie il cilindro, espellendo il resto dei gas di scarico.
5. Le valvole di scarico si chiudono e il pistone inizia a viaggiare indietro verso l'alto, ricoprendo le porte di aspirazione e comprimendo la carica fresca di aria. Questo è il corsa di compressione.
6. Quando il pistone si avvicina alla parte superiore del cilindro, il ciclo si ripete con il passaggio 1.

-Da questa descrizione si può vedere la grande differenza tra un motore diesel a due tempi e un benzina a due tempi: nella versione diesel, solo l'aria riempie il cilindro, piuttosto che gas e aria miscelati insieme. Ciò significa che un motore diesel a due tempi non soffre di nessuno dei problemi ambientali che affliggono un motore a due tempi a benzina. D'altra parte, un motore diesel a due tempi deve avere un turbocompressore o un compressore, e questo significa che non troverai mai un diesel a due tempi su una motosega - sarebbe semplicemente troppo costoso.

La linea di motori EMD della General Motors è tipica della razza diesel a due tempi. Questi motori furono introdotti negli anni '30 e alimentano un gran numero di locomotive diesel trovate negli Stati Uniti. Ci sono state tre serie successive nella linea EMD: la serie 567, la serie 645 e la serie 710. I numeri si riferiscono al numero di pollici cubi per cilindro, con un tipico motore a 16 cilindri (per una cilindrata totale dell'ordine di 10.000 pollici cubi!). Se consideri che un motore da 5 litri (305 pollici cubi) è considerato molto grande in un'automobile, puoi vedere che uno di questi motori EMD è enorme!

Di seguito sono riportate alcune delle specifiche per il motore EMD 645E3:

Diametro del cilindro: 9-1 / 16 pollici

Corsa del pistone - 10 pollici

Cilindrata per cilindro: 654 pollici cubi

Numero di cilindri: 16 o 20

Rapporto di compressione - 14,5: 1

Valvole di scarico per cilindro - 4

Peso del motore -

• 16 cilindri: 34.526 libbre / 15,661 kg
• 20 cilindri: 40.144 libbre / 18.209 kg (la coppa dell'olio da sola pesa più di una tonnellata!)

Velocità a vuoto - 315 giri al minuto (rpm)

Velocità massima - 900 giri / min

Una tipica valutazione di potenza per uno di questi motori è 4.300 CV!

Per ulteriori informazioni sui motori diesel a due tempi e altri motori, controlla i link nella pagina successiva!

articoli Correlati

• Come funzionano le locomotive diesel
• Come funzionano i motori diesel
• Come funzionano i motori a due tempi
• Come funzionano i motori delle automobili
• Come funziona la potenza
• Come funzionano i turbocompressori
• Come funziona Aptera Hybrid
• Se i motori diesel sono più efficienti, perché la maggior parte delle auto ha motori a benzina?
• Qual è la differenza tra un turbocompressore e un compressore sul motore di un'auto?

Altri ottimi link

• MAN B&W Diesel A / S
• General Motors Electro-Motive Division
• NC Transportation Museum: Mostre Diesel
• Foto EMD
• Foto di un iniettore EMD