Co to jest zapłon samoczynny?

Zapłon sprężony to proces spalania wewnętrznego, który polega na cieple wytworzonym z wysoko sprężonego powietrza do zapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej. W przeciwieństwie do układów z zapłonem iskrowym, silnik spalinowy z zapłonem samoczynnym nie wykorzystuje łuku świecy zapłonowej do zapłonu palnej mieszanki powietrza i paliwa w cylindrach. Ten typ układu zapłonowego wykorzystuje ekstremalne ciepło wytwarzane przez sprężanie powietrza do bardzo wysokich ciśnień, aby zapewnić zapłon niezbędny do zakończenia cyklu spalania. Paliwa stosowane w tych systemach to zazwyczaj gęste, oleiste produkty na bazie ropy naftowej. Silniki z tym układem zapłonowym mają kilka korzystnych cech, takich jak doskonała oszczędność paliwa, lepsza ciągła wysoka moc wyjściowa i lepsze osiągi w wilgotnym środowisku.

Konwencjonalne benzynowe silniki spalinowe wciągają mieszaninę paliwa i powietrza do cylindrów, gdzie jest sprężana i zapalana łukiem elektrycznym ze świecy zapłonowej. Silniki te generalnie charakteryzują się ciśnieniem przed zapłonem wynoszącym około 8 do 14 barów (200 psi). Silniki z zapłonem samoczynnym charakteryzują się znacznie wyższymi stopniami sprężania, które wytwarzają ciśnienie przed zapłonem sięgające nawet 40 barów (580 psi). Powietrze staje się gorące, gdy temperatury w tych silnikach w punkcie zapłonu są zwykle w zakresie 1,022 ° Fahrenheita (550 ° Celsjusza). To właśnie te wysokie temperatury powietrza zapewniają zapłon niezbędny do zakończenia cyklu spalania.

Paliwo stosowane w procesie zapłonu samoczynnego nie jest wstępnie mieszane z powietrzem przed wprowadzeniem do cylindra, jak ma to miejsce w układach o zapłonie iskrowym. Samo powietrze jest wciągane do cylindra na początku suwu sprężania, a paliwo wprowadzane jest dopiero w górnej części suwu. Na tym etapie powietrze w cylindrze zostało podgrzane przez sprężanie do punktu, w którym rozpylone paliwo paruje i zapala się, popychając tłok w dół i napędzając wał korbowy. Paliwo jest wprowadzane do cylindra przez system wtryskiwaczy, który rozprowadza je równomiernie w gorącym powietrzu pod ciśnieniem. Ten spray jest przeznaczony do wytwarzania kropelek o rozmiarze sprzyjającym równomiernemu odparowaniu i wydajnemu zapłonowi.

Paliwa do zapłonu samoczynnego są na ogół oleistymi produktami naftowymi o większej gęstości niż benzyna. Najpopularniejszym z nich jest olej napędowy, chociaż ten typ silnika może być napędzany różnymi paliwami destylowanymi z ropy naftowej, a nawet alkoholem i gazem ziemnym. W ostatnich latach dużą wagę przywiązuje się również do produkcji paliw do sprężania z produktów olejów roślinnych, takich jak ekstrakty z nasion soi i orzechów kokosowych. Paliwa te, znane również jako biodiesle, zazwyczaj wymagają pewnych modyfikacji istniejących silników, chociaż niektóre niedawno opracowane typy mogą być stosowane jako bezpośredni zamiennik w zwykłych silnikach wysokoprężnych.

Silniki oparte na sprężonych układach zapłonowych mają kilka wyraźnych zalet w porównaniu z ich bliźniakami z zapłonem iskrowym. Efektywność paliwowa jest z pewnością jednym z najważniejszych; silniki wysokoprężne zapewniają doskonałe parametry zużycia paliwa. Diesle są również znacznie bardziej wydajne przy niższych obrotach, zwłaszcza na wolnych obrotach. Silniki z zapłonem samoczynnym są również znacznie mniej podatne na awarie w wilgotnych środowiskach z powodu braku wysokonapięciowego układu elektrycznego wymaganego w silnikach benzynowych. Silniki wysokoprężne charakteryzują się również ogólnie lepszymi wartościami stałej mocy wyjściowej i zwykle trwają dłużej niż inne typy.