Ero sivun ”Dieselmoottori” versioiden välillä

608 merkkiä lisätty ,  7 vuotta sitten
Lähteitä puuttuu
({{viitteet}} lisätty)
(Lähteitä puuttuu)
{{Lähteetön}}
[[Kuva:Dieselmotor vs.jpg|thumb|250px|DM 12 - ensimmäisen sukupolven yksisylinterinen dieselmoottori (MAN, Augsburg, 1906, 12 hv)]]
'''Dieselmoottori''' on puristussytytteinen [[polttomoottori]], jonka keksi saksalainen [[Rudolf Diesel]]<ref name="yle">[http://yle.fi/uutiset/rudolf_dieselin_hamarasta_kuolemasta_100_vuotta__moottori_voi_edelleen_hyvin/6851735 Rudolf Dieselin hämärästä kuolemasta 100 vuotta] Yle</ref>. Diesel valmisti ensimmäisen toimivan dieselmoottorin vuonna 1897, ja sai sille patentin vuonna 1898. Dieselmoottorissa sylinteriin tuotu ilma puristetaan noin 1/16:aan alkuperäisestä tilavuudestaan. Puristuksen aikana ilman lämpötila kasvaa 700-900 celsiusasteeseen. Polttoaine syttyy tällöin itsestään, kun se ruiskutetaan kuuman ilman sekaan.
 
==Polttoaineet==
Dieselmoottori voi toimia monilla [[polttoaine]]illa, [[dieselöljy]]n tai [[polttoöljy]]n lisäksi erilaisilla teollisuusliuottimilla (yksi Suomessa tunnettu tällainen on LIAV), [[biodiesel]]illä, jota valmistetaan öljykasveista, raskaalla polttoöljyllä ja biodieseleillä.
 
Rudolf Diesel yritti ensin tehdä kivihiilipölyllä toimivaa moottoria mutta epäonnistumisten jälkeen hän keskittyi hyvin toimineeseen öljyä polttoaineena käyttävään moottoriin. <ref> [http://www.pistonheads.com/doc.asp?c=52&i=9773 Pistonheas.com]</ref> Dieselmoottori suunniteltiin toimimaan rypsiöljyn tapaisilla öljyillä, muun muassa maapähkinäöljyllä<ref name="yle"/>, ja se tunnettiin aluksi "öljymoottorina". Aluksi dieselmoottorit kävivätkin ainoastaan kasvirasvoilla. Huonolaatuinen polttoaine voi aiheuttaa ongelmia polttoainelaitteiden voitelussa ja syövyttää moottorin metalli- ja kumiosia.
 
==Dieselpalaminen==
 
===Syttyminen===
Polttoainesuihkun reuna-alueiden polttoaine höyrystyy ensimmäisenä. Polttoainehöyry ei kuitenkaan syty heti. Syttymisviive johtuu muun muassa kemiallisten reaktioiden äärellisestä nopeudesta. Syttyminen tapahtuu lopulta äkillisesti, mistä syntyy nopea paineennousu, joka on osasyy dieselmoottorin terävään käyntiääneen (nakutukseen). Palamisen nopeaa alkuvaihetta kutsutaan esisekoituspalamiseksi.
nopeudesta. Syttyminen tapahtuu lopulta äkillisesti, mistä syntyy nopea paineennousu, joka on osasyy dieselmoottorin terävään käyntiääneen (nakutukseen). Palamisen nopeaa alkuvaihetta kutsutaan esisekoituspalamiseksi.
 
===Sekoittumisen ohjaama palamisvaihe===
Esisekoituspalamisen jälkeen palamisnopeutta rajoittaa polttoainehöyryn ja ilman sekoittumisnopeus. Polttoainehöyry ei luonnollisesti voi syttyä ellei se sekoitu ilmaan ja muodosta syttymiskelpoista seosta. Sekoittumisnopeutta kasvattavat muun muassa ilman pyörteilyn, suuttimien reikien lukumäärän, moottorin käyntinopeuden ja ruiskutuspaineen ja suihkun nopeuden kasvattaminen.
syttymiskelpoista seosta. Sekoittumisnopeutta kasvattavat muun muassa ilman pyörteilyn, suuttimien reikien lukumäärän, moottorin käyntinopeuden ja ruiskutuspaineen ja suihkun nopeuden kasvattaminen.
 
Perinteisesti pienissä nopeakäyntisissä dieselmoottoreissa valmistusteknisistä syistä on käytetty niin kutsuttuja tappisuuttimia, joissa on vain yksi reikä. Lisäksi nopeakäyntisissä moottoreissa palamiselle on vain vähän aikaa. Tällöin on ollut pakko käyttää riittävän sekoitusnopeuden saavuttamiseksi esi- tai pyörrekammiota, johon polttoaine ruiskutetetaan ja joka on pienen kanavan kautta yhteydessä pääpalotilaan. Haittapuolena olivat massiiviset lämpöhäviöt ja -kuormat. Nykyisin on mahdollista valmistaa pienemmin kustannuksin suoraruiskutustekniikan mahdollistavia reikäsuuttimia, joten pyörre- ja esikammiomoottorit ovat jäämässä historiaan.
suoraruiskutustekniikan mahdollistavia reikäsuuttimia, joten pyörre- ja esikammiomoottorit ovat jäämässä historiaan.
 
===Paikallinen ilmakerroin ja noen muodostus===
 
==Päästöt==
Dieselmoottorin [[pakokaasu]] sisältää tavallisesti [[Typpi|typpeä]], [[Happi|happea]], [[hiilidioksidi]]a, [[vesihöyry]]ä, typen oksideja, [[rikkidioksidi]]a, [[Noki|nokea]] ja [[hiilivety]]jä. [[Pakokaasu]]n koostumus riippuu mm.muun muassa polttoaineesta, kuormituksesta, moottorin kunnosta ja iästä. Haitallisimpina päästöinä pidetään yleensä typen oksideja, jotka aiheuttavat mm.esimerkiksi happamoitumista ja hengityselinoireita, ja nokea, joka sisältää [[syöpä]]ä aiheuttavia aineita eli [[Karsinogeeni|karsinogeeneja]]. Yleistäen maaöljypolttoaineet tuottavat enemmän haitallisia päästöjä kuin biopolttoaineet. Päästöjä voidaan vähentää esimerkiksi huolellisella palotapahtuman hallinnalla ja pakokaasujen jälkikäsittelylaitteilla kuten [[hiukkassuodatin|hiukkasloukulla]], hapetuskatalysaattorilla ja [[AdBlue|urearuiskutuksella]]. Suosittu menetelmä typen oksidien vähentämiseksi on [[pakokaasun takaisinkierrätys]], jossa osa pakokaasuista johdetaan imukanavaan.
 
==[[Ahdin|Ahtaminen]]==
Dieselmoottori soveltuu hyvin [[turbo]][[Ahdin|ahdettavaksi]]. Nykyisin suuri osa dieselmoottoreista on turboahdettu, koska tällä tavoin on helppo kasvattaa hyötysuhdetta ja moottorin tehoa. Ahtamattomat moottorit ovat yleensä pieniä nopeakäyntisiä moottoreita, joiden sovelluskohteessa tehoa ja hyötysuhdetta tärkeämpää on moottorin hinta.
 
==Sovelluksia==
Nopeakäyntisiä dieselmoottoreita (yli 10001&nbsp;000 kierrosta minuutissa) käytetään yleisesti työkoneiden, vetureiden, ajoneuvojen ja veneiden voimanlähteenä. OnMyös olemassailmailumoottoreita myöson nopeakäyntisiä ilmailumoottoreita. Keskinopeita moottoreita (200–1000200–1&nbsp;000 kierrosta minuutissa) käytetään mm.esimerkiksi laivoissa ja vetureissa. Hidaskäyntisiä moottoreita (alle 200 kierrosta minuutissa) käytetään laivoissa ja voimalaitoksissa.
 
===[[Polttomoottorivoimalaitos|Dieselvoimalaitos]]===
Erityinen dieselmoottorin käyttökohde on sähköntuotannossa, mikä johtuenjohtuu suurien ja hitaasti käyvien kaksitahtikoneiden pitkästä iästä, edullisesta hankintahinnasta ja monipuolisesta valikoimasta polttoaineita. Tavallisin polttoaine on maakaasu, harvinaisempi hiilipöly:, hiilijoka jauhetaansaadaan jauhamalla hiili pölyksi, ja se syötetään moottoriin seoksena esilämmitetyn ilman kanssa seoksena. Dieselvoimalaitokset tuottavat sähkön lisäksi ylijäämälämpöä, jota hyödynnetään yleisesti kaukolämmössä sekä polttoaineen ja imuilman esilämmitykseen. Dieselkoneen pakokaasuilla voidaan lämmittää höyrykattilaa, jolla edelleen käytetään höyrykonetta tai höyryturbiinia. Parhaimmillaan dieselvoimaloiden [[hyötysuhde]] on jopa 60 prosenttia, ja ne kilpailevat tavanomaisten hiilivoimalaitosten kanssa.
 
===Laivakäyttö===
Laivojen voimanlähteenä käytetään lähes poikkeuksetta dieselmoottoreita, koska ne muuntavat polttoaineen työksi tehokkaimmin ja taloudellisimmin työksi. VainKaasu- ja höyryturbiineja käytetään vain erikoistapauksissa, kuten sota-aluksissa ja nopeakulkuisissa matkustaja-aluksissa, käytetään kaasu- ja höyryturbiineja. Erityisaluksissa, kuten [[jäänmurtaja|jäänmurtajissa]], on jo pitkään käytetty [[dieselsähköinen voimansiirto|dieselsähköistä voimansiirtoa]]. Tämä käyttötapa on yleistynyt myös risteilyaluksissa sekä aluksissa, joille nopea ja monipuolinen tehonsäätely on tärkeää (lyhyitä matkoja ajavat lautat, tutkimus- ja ruoppausalukset yms.) Dieselsähköisen voimansiirron etuna on, että moottori voi käydä koko ajan optimaalisella kierrosluvulla, ja samalla voidaan luopua erillisistä sähköä tuottavista apukoneista (mahdollista hätägeneraattoria lukuun ottamatta). Lisäksi erityisesti risteilyaluskäytössä melun ja värinöiden väheneminen on merkittäviä valintaperuste.
 
===Raideliikenne===
 
[[Kuva:MGO_V16_BSHR.jpg|thumb|250px|Dv12-veturin päädieselmoottori, Tampella-MGO V16 BSHR.]]
Veturidieselmoottorit ovat yleensä kokoisekseen sekä tehokkaita että toisaalta mahdollisimman kestäviä. Moottorit ovat tyypillisesti korkeasti turboahdettuja ja ahtoilmanjäähdyttimin varustettuja nelitahtikoneita. Merkittävä poikkeus tähän on GM, joka on valmistanut vuodesta 1939 alkaen menestyksekkäästi kaksitahtisia veturidieselmoottoreita, joita on käytetty paitsieri Yhdysvalloissa,puolilla myös eurooppalaisvetureissa sekä myös muissa maanosissamaailmaa.
 
Suomessa merkittävää dieselkalustoa on ollut vuodesta 1952, jolloin liikenteeseen tulivat ensimmäiset raskaat ja linjaliikenteeseen soveltuvat moottorivaunut ja moottoriveturit tulivat liikenteeseen. Samoihin aikoihin alkoi tunnettujen paikallisliikenteen moottorivaunujen, ns.eli lättähattujen[[Lättähattu|lättähattu]]jen valmistus ja käyttö. Höyryvetureiden hallitsema linjaliikenne siirtyi dieselvetureille n. vv.noin 1960–1973. Tämän jälkeen on Suomen tärkeimpiä ratoja sähköistetty, jolloinja puolestaan sähköveturitlinjaliikenteessä ovat siirtyneetpääradoilla valta-asemaan linjaliikenteessäovat pääradoillatulleet sähköveturit.
 
===Ajoneuvokäyttö===
Dieselautot ovat kasvattaneet suosiotaan Euroopassa pienen kulutuksen ja parempien vääntöominaisuuksien vuoksi. Suomessa ja Ruotsissa dieselkäyttöisten osuus on pysynyt pienenä, koska verotus näissä maissa verotus suosii bensiinikäyttöisiä autoja.
 
Dieselautoissa käytetään polttoaineena pääsääntöisesti dieselöljyä. Suomessa autoissa ei saa käyttää dieselöljyä tai bensiiniä lievemmin verotettuja polttoaineita, kuten kevyttä polttoöljyä. Lievemmin verotettujen polttoaineiden käytöstä on maksettava sanktiona [[polttoainemaksu]]<ref>[http://www.trafi.fi/tieliikenne/verotus/polttoainemaksu/polttoainemaksun_maksaminen Polttoainemaksun maksaminen, Trafi]</ref>. Traktorilla voidaan käyttää sanktioitua polttonetta maksamalla 5 euroa päivältä.<ref>[http://www.trafi.fi/tieliikenne/verotus/polttoainemaksu Trafi]</ref> joka on autoilla 330–1 &nbsp;500 euroa/päivä ja muilla ajoneuvoilla 100–670 euroa/päivä [http://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/2003/20031280]. <!-- SE ON PER **PÄIVÄ**, ÄLKÖÖN KUKAAN MENKÖ TÄTÄ ENÄÄ SÖRKKIMÄÄN-->Polttoöljyä saa käyttää esimerkiksi työkoneissa, paikallismoottoreissa, generaattoreissa ja lämmöntuotannossa. Veneissä polttoöljyä ei saa enää käyttää <ref>[http://www.venelehti.fi/ajankohtaista/polttooljytankkeja-ei-tarvitse.aspx Venelehti]</ref>.
 
Dieselmoottorilla varustettuja moottoripyöriä käytetään mm. Intiassa, jossa välimatkat ovat pitkiä ja polttoaineen myyntipaikat harvassa. Dieselkäyttöinen moottoripyörä on hyvin taloudellinen: polttoaineen kulutus on luokkaa 1 l/100 km, jolloin jo 10 litran tankillisella pystyy ajamaan 1&nbsp;000 km. Dieselkäyttöisen moottoripyörän suorituskyky on yleensä vaatimaton bensiinikäyttöiseen verrattuna, mistä syystä dieselkäyttöiset moottoripyörät ovat harvinaisia Euroopassa.
 
===Ilmailukäyttö===
[[Kuva:Junkers Jumo 205.jpg|thumb|250px|Junkers Jumo 205 -ilmailudieselmoottori.]]
Dieselmoottorin jäykkyysvaatimukset ovat yleensä johtaneet ottomoottoria huomattavasti raskaampaan rakenteeseen, jolloin teho-painosuhde on jäänyt ilmailukäyttöön liian alhaiseksi. Viime vuosina dieselmoottoreita on kuitenkin alettu valmistaa kevytmetalliseoksista, ja painoa on voitu vähentää merkittävästi. Tunnetuin ilmailudieselmoottorien valmistaja on Thielert-konserni.
 
* [[Volvo]]
* [[Wärtsilä]] (aikaisemmin [[Sulzer]])
 
==Lähteet==
{{viitteet}}
 
==Aiheesta muualla==
{{Commonscat|Diesel}}
Dieselmoottorien valmistajia:
* [http://www.wartsila.com Wärtsilä]
* [http://www.sisudiesel.com Sisudiesel]
* [http://www.manbw.com MAN B&W Diesel Group] {{en}}
 
{{Commonscat|Diesel}}
{{Metatieto}}
 
==Lähteet==
{{viitteet}}
[[Luokka:1800-luvun keksinnöt]]
[[Luokka:Polttomoottorit]]
3 017

muokkausta