Τι είναι η ανάφλεξη με συμπίεση;

Η ανάφλεξη με συμπίεση είναι μια διαδικασία εσωτερικής καύσης που βασίζεται στη θερμότητα που παράγεται από τον πολύ συμπιεσμένο αέρα για να αναφλέξει ένα μίγμα καυσίμου/αέρα. Σε αντίθεση με τα συστήματα ανάφλεξης με σπινθήρα, ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης με ανάφλεξη με συμπίεση δεν βασίζεται στο τόξο ενός μπουζί για την ανάφλεξη του εύφλεκτου μείγματος αέρα και καυσίμου στους κυλίνδρους του. Αυτός ο τύπος συστήματος ανάφλεξης χρησιμοποιεί την ακραία θερμότητα που παράγεται από τη συμπίεση του αέρα σε πολύ υψηλές πιέσεις για να παρέχει την ανάφλεξη που απαιτείται για την ολοκλήρωση του κύκλου καύσης του. Τα καύσιμα που χρησιμοποιούνται σε αυτά τα συστήματα είναι συνήθως πυκνά, λιπαρά προϊόντα με βάση το πετρέλαιο. Οι κινητήρες με αυτό το σύστημα ανάφλεξης έχουν πολλά ευεργετικά χαρακτηριστικά, όπως εξαιρετική απόδοση καυσίμου, καλύτερη συνεχή υψηλή απόδοση ισχύος και βελτιωμένη απόδοση σε υγρά περιβάλλοντα.

Οι συμβατικοί κινητήρες εσωτερικής καύσης βενζίνης τραβούν ένα μείγμα καυσίμου και αέρα στους κυλίνδρους τους, όπου συμπιέζεται και αναφλέγεται από ένα ηλεκτρικό τόξο από ένα μπουζί. Αυτοί οι κινητήρες διαθέτουν γενικά πιέσεις προανάφλεξης περίπου 8 έως 14 bar (200 psi). Οι κινητήρες ανάφλεξης με συμπίεση διαθέτουν πολύ υψηλότερες αναλογίες συμπίεσης που παράγουν πιέσεις πριν την ανάφλεξη έως και 40 bar (580 psi). Ο αέρας θερμαίνεται όταν οι θερμοκρασίες σε αυτούς τους κινητήρες στο σημείο ανάφλεξης είναι τυπικά στην περιοχή των 1,022 ° Φαρενάιτ (550 ° Κελσίου). Είναι αυτές οι υψηλές θερμοκρασίες αέρα που παρέχουν την ανάφλεξη που απαιτείται για να ολοκληρωθεί ο κύκλος καύσης.

Το καύσιμο που χρησιμοποιείται στη διαδικασία ανάφλεξης με συμπίεση δεν προαναμιγνύεται με αέρα πριν από την εισαγωγή στον κύλινδρο, όπως συμβαίνει με τα συστήματα ανάφλεξης με σπινθήρα. Μόνος αέρας αναρροφάται στον κύλινδρο στην αρχή της διαδρομής συμπίεσης και το καύσιμο εισάγεται μόνο στο πάνω μέρος της διαδρομής. Σε αυτό το στάδιο, ο αέρας στον κύλινδρο θερμαίνεται με συμπίεση σε σημείο όπου το ψεκασμένο καύσιμο εξατμίζεται και αναφλέγεται, σπρώχνοντας το έμβολο προς τα κάτω και οδηγώντας τον στροφαλοφόρο άξονα κατά τη διαδικασία. Το καύσιμο εισάγεται στον κύλινδρο μέσω ενός συστήματος έγχυσης που το ψεκάζει ομοιόμορφα στον ζεστό αέρα υπό πίεση. Αυτό το σπρέι έχει σχεδιαστεί για να παράγει σταγονίδια μεγέθους που προάγουν την ομοιόμορφη εξάτμιση και την αποτελεσματική ανάφλεξη.

Τα καύσιμα ανάφλεξης με συμπίεση είναι γενικά ελαιώδη προϊόντα πετρελαίου με μεγαλύτερη πυκνότητα από τη βενζίνη. Το πιο συνηθισμένο από αυτά είναι το ντίζελ, αν και αυτός ο τύπος κινητήρα μπορεί να λειτουργήσει με μια ποικιλία καυσίμων που αποστάζονται από αργό πετρέλαιο ή ακόμη και αλκοόλ και φυσικό αέριο. Σημαντική προσοχή έχει δοθεί επίσης τα τελευταία χρόνια στην παραγωγή καυσίμων συμπίεσης από προϊόντα φυτικών ελαίων, όπως σόγια και εκχυλίσματα καρύδας. Γνωστά και ως βιοντίζελ, αυτά τα καύσιμα απαιτούν γενικά κάποια τροποποίηση στους υπάρχοντες κινητήρες αν και ορισμένοι πρόσφατα αναπτυγμένοι τύποι μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως άμεσο υποκατάστατο σε κανονικούς κινητήρες ντίζελ.

Οι κινητήρες που βασίζονται σε συστήματα ανάφλεξης με συμπίεση διαθέτουν αρκετά ξεχωριστά πλεονεκτήματα έναντι των αδελφών τους με ανάφλεξη με σπινθήρα. Η αποδοτικότητα καυσίμου είναι σίγουρα ένα από τα πιο σημαντικά. οι κινητήρες ντίζελ παράγουν εξαιρετικές τιμές κατανάλωσης καυσίμου. Τα ντίζελ είναι επίσης πολύ πιο αποτελεσματικά σε χαμηλότερες στροφές, ειδικά σε στροφές ρελαντί. Οι κινητήρες ανάφλεξης με συμπίεση είναι επίσης πολύ λιγότερο επιρρεπείς σε αστοχία σε υγρά περιβάλλοντα από την έλλειψη του ηλεκτρικού συστήματος υψηλής τάσης που απαιτείται στους κινητήρες βενζίνης. Οι κινητήρες ντίζελ διαθέτουν επίσης γενικά ανώτερες σταθερές τιμές ισχύος και συνήθως διαρκούν περισσότερο από άλλους τύπους.