Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Для чего мочевина в дизельных двигателях


Мочевина для дизеля: что это?

Мочевина для дизельных силовых агрегатов представляет собой активный компонент, который принимает непосредственное участие в работе очищающих SCR-систем. Такие системы являются составным компонентом очищающего комплекса, который обеспечивает поддержание уровня токсичности отработавших газов дизельных двигателей в соответствии со стандартами Евро-4, Евро-5 и Евро-6.

Сама дизельная мочевина представляет собой жидкость-реагент, состоящий из деминерализованной воды и мочевины (водный раствор мочевины). Далее мы рассмотрим, зачем нужна и как работает мочевина в дизельных двигателях для очистки выхлопа.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое система EGR. Из этой статьи вы узнаете об устройстве и принципах работы системы рециркуляции отработавших газов.

Содержание статьи

Дизельный мотор и экология

По мере развития технологий к двигателям внутреннего сгорания стали выдвигаться все более жесткие нормы и требования касательно вредности выхлопных газов. Установка каталитических нейтрализаторов на бензиновые ДВС позволила достаточно эффективно решить данную проблему. Более того, инженерам удалось выполнить поставленную задачу без существенных конструктивных изменений самого двигателя и его топливной аппаратуры.

Катализатор устанавливается в выхлопную систему.  Корпус такого каталитического нейтрализатора имеет двойные стенки, между которыми находится специальная жаропрочная оболочка. Также внутри катализатора имеются особые «соты», которые могут быть изготовлены из керамики или металла. Указанные соты покрывают небольшим слоем вещества, которое вступает в химическую реакцию с отработавшими газами.  Другими словами, активное вещество на сотах представляет собой катализатор, который превращает вредные соединения в выхлопе путем их окисления в углекислый газ, азот и воду.

Сегодня широко используются катализаторы, которые имеют в своей основе три компонента: платину, палладий и родий.  Платина и палладий нейтрализуют угарный газ и углеводороды, в то время как родий эффективно взаимодействует с окислами азота. К преимуществам таких каталитических нейтрализаторов относят эффективность работы, простоту их изготовления, а также долгий срок службы.

Что касается дизельных двигателей, в списке токсичных компонентов в составе их отработавших газов (в отличие от бензинового агрегата) присутствует сажа. Также в значительной мере отмечено наличие оксида азота. Образование большого количества сажи возникает по причине индивидуальных особенностей процесса смесеобразования в моторах на солярке.

Хорошо известно, что сажа является вредным канцерогеном, который может спровоцировать образование раковых клеток. Стоит отметить, что попытки снизить количество сажи в выхлопных газах дизеля приводят к значительному увеличению содержания оксида азота, а снижение выбросов оксида азота означает резкое увеличение количества сажи.  Другими словами, уменьшение содержания одного токсичного компонента приводит к закономерному увеличению другого. Данная особенность затрагивает различные режимы работы дизельного двигателя.

Для борьбы с сажей дизельные автомобили оснастили сажевыми фильтрами. Работают такие фильтры по принципу специального уловителя. Частицы сажи оседают на сетке фильтра. Когда сетка забивается, система управления двигателем активирует процесс дожигания сажи, реализуя таким образом регенерацию сажевого фильтра и нормализацию его пропускной способности.

Использование мочевины для очистки выхлопа

Ужесточение экологических норм и стандартов подтолкнуло автопроизводителей к созданию еще более совершенных систем, которые сегодня активно используются на дизельных ДВС. Такие решения позволили добиться снижения количества оксида азота.

Одной из наиболее распространенных схем очистки является технология Bluetec. В такой системе применен целый комплекс очищающих выхлоп элементов:

  • сажевый фильтр;
  • окислительный катализатор;
  • жидкостная система для нейтрализации оксида азота;

Данное решение разработано и активно используется немецким автогигантом Mercedes-Benz на различных моделях коммерческих и легковых дизельных авто. Грузовики, оснащенные Bluetec, имеют отдельный бак, в который заливается активный реагент под названием AdВlue. Указанный реагент представляет собой раствор мочевины с водой (вода и аммиак). Специальное дозирующее устройство осуществляет автоматический впрыск раствора мочевины в выпускную систему дизельного авто, где происходит перемешивание отработавших газов и раствора мочевины для дизеля.

После смешивания мочевины с выхлопом указанная смесь попадает в нейтрализатор SCR (англ. selective catalytic reduction). Такой нейтрализатор отличается тем, что работает по избирательному принципу. Аммиак, который находится в составе мочевины для дизеля, вступает в реакцию с окислами азота под воздействием катализирующего слоя в нейтрализаторе и высокой температуры до 300 градусов по Цельсию. Результатом становится разложение окислов азота на азот и воду. Также в нейтрализаторе догорают и другие токсичные соединения. Похожая схема применяется и на легковых авто с указанной системой очистки.

Преимущества и недостатки дизельных нейтрализаторов с мочевиной

Периодический впрыск раствора мочевины в выпускной тракт является абсолютно безвредным для окружающей среды, так как мочевина представляет собой органический продукт. Система осуществляет самостоятельный подбор момента, скорости впрыска и количества подаваемой мочевины зависимо от режима работы ДВС, нагрузки на мотор и интенсивности образования выхлопных газов.

  • Главным плюсом от использования такой очистки является экологичность двигателя без необходимости снижать его мощность. Выхлоп дизеля после очистки  становится водой, азотом и углекислым газом. Окислы азота в катализаторе превращаются в инертный газ, который не представляет угрозы.
  • Также необходимо отметить полное соответствие нормам Евро и другим экостандартам в развитых странах, что означает свободное передвижение без штрафов и ограничений, а также снижение налогообложения.
  • Что касается расхода реагента и цены на дизельную мочевину, то для легковых автомобилей требуется в среднем 100-150 мл. мочевины для дизеля на 100 километров пути. Получается, 10 литров реагента хватит на 10 тыс. км пробега.  Грузовики закономерно расходуют больше раствора, что будет напрямую зависеть от объема ДВС. Большегрузные автомобили могут использовать на «сотню» около 1.5 литров мочевины и более, позволяя пройти на 20-литровой канистре всего 1000-1500 км.
  • Отметим, что канистра мочевины для дизеля обойдётся около 7-10 у.е. В продаже реагент представлен в виде готового раствора, который обычно фасуется в емкости по 20 литров. Мочевину для дизеля предлагают несколько компаний-производителей, доступен как искусственный продукт, так и органический.

Среди недостатков использования мочевины для дизеля стоит выделить дополнительные расходы на сам реагент, а также необходимость технического обслуживания аппаратуры, которая обеспечивает работу жидкостной системы очистки.

Еще одной особенностью является повышенная требовательность системы к качеству топлива, так как нейтрализаторы с впрыском мочевины предполагают нормальную работу только на низкосернистой солярке. Также необходимо отдельно учесть, что  раствор мочевины склонен замерзать при температурах около -12 градусов по Цельсию. С учетом данной особенности автомобили с подобными решениями можно без проблем эксплуатировать только в регионах с теплым и умеренным климатом.

Читайте также

Как работают дизельные двигатели?

Крис Вудфорд. Последнее обновление: 29 января 2020 г.

Вы когда-нибудь смотрели в изумлении, когда гигантский грузовик медленно ползет вверх по холму? Возможно нет! Такие вещи случаются каждый день. Но остановись и подумай момент о том, что происходит - как огромная, тяжелая нагрузка систематически поднял против подавляющей силы гравитации, используя не более чем несколько чашек грязной жидкости (другими словами, топлива) - и вы можете согласиться То, что ты видишь, довольно примечательно.Дизельные двигатели - это сила наших самых больших машин - грузовиков, поезда, корабли и подводные лодки. На первый взгляд, они похожи на обычные бензиновые (бензиновые) двигатели, но они генерируют больше энергии, более эффективно, работая немного по-другому. Давайте возьмем пристальный взгляд!

Фото: дизельные двигатели (как в этом железнодорожном локомотиве) идеально подходят для тяги тяжелых поездов. Это великолепно сохранившийся (и отлично отполированный!) Британский железнодорожный класс 55 («Deltic»), номер 55022, названный Royal Scots Grey 1960 года.Вот картинка из Дизельный двигатель Napier Deltic, который приводит его в действие.

Что такое дизельный двигатель?

Фото: типичный дизельный двигатель (из пожарной машины) производства Detroit Diesel Corporation (DDC). Фото Хуана Антуана Кинга любезно предоставлено ВМС США.

Как и бензиновый двигатель, дизельный двигатель - это тип внутреннего сгорания. двигатель. Горение это еще одно слово для горения, и внутреннее значит внутри, поэтому двигатель внутреннего сгорания просто тот, где топливо сгорает внутри главной части двигателя (цилиндры) где производится энергия.Это очень отличается от внешнего двигатель внутреннего сгорания, такой как те, которые используются старомодным паром локомотивы. В паровом двигателе есть большой пожар на одном конце котел, который нагревает воду для приготовления пара. Пар стекает долго трубы к цилиндру на противоположном конце котла, где он толкает поршень назад и вперед для перемещения колес. Это внешний сгорание, потому что огонь находится за пределами цилиндра (действительно, обычно 6-7 метров или 20-30 футов). В бензиновом или дизельном двигателе топливо горит внутри самих цилиндров.Отходы внутреннего сгорания гораздо меньше энергии, потому что тепло не должно течь откуда он производится в цилиндр: все происходит одинаково место. Вот почему двигатели внутреннего сгорания более эффективны чем двигатели внешнего сгорания (они производят больше энергии из тот же объем топлива).

Чем дизельный двигатель отличается от бензинового?

Бензиновые и дизельные двигатели работают как от внутреннего сгорания, но в немного по-другому.В бензиновом двигателе топливо и воздух впрыскивается в небольшие металлические цилиндры. Поршень сжимает (сжимает) смесь, что делает его взрывоопасным, и небольшая электрическая искра от свеча зажигания поджигает его. Это заставляет смесь взорваться, генерируя энергию, которая толкает поршень вниз по цилиндру и (через коленвал и шестерни) крутит колеса. Ты можешь читать подробнее об этом и посмотрите простую анимацию того, как это работает в нашем статья о автомобильных двигателях.

Дизельные двигатели

похожи, но проще.Во-первых, воздух допускается в цилиндр и поршень сжимает его, но гораздо больше, чем в бензиновый двигатель. В бензиновом двигателе топливно-воздушная смесь сжатый примерно до десятой части своего первоначального объема. Но в дизеле двигатель, воздух сжимается на что-нибудь от 14 до 25 раз. Если вы когда-нибудь накачивали велосипедную шину, вы почувствовали чем горячее в ваших руках, тем дольше вы его используете. Это потому что сжатие газа генерирует тепло. Представьте себе, сколько тепла генерируется путем нагнетания воздуха в 14–25 раз меньше пространства, чем обычно занимает.Так много тепла, как это бывает, что воздух становится действительно горячий - обычно не менее 500 ° C (1000 ° F), а иногда и очень горячее. Как только воздух сжат, туман топлива распыляется в цилиндр обычно (в современном двигателе) электронным система впрыска топлива, которая работает немного как сложный аэрозоль жестяная банка. (Количество впрыскиваемого топлива варьируется в зависимости от того, сколько энергии водитель хочет, чтобы двигатель работал.) Воздух настолько горячий, что топливо мгновенно воспламеняется и взрывается без искры подключи.Этот контролируемый взрыв заставляет поршень вытолкнуть цилиндр, производящий мощность, которая приводит в движение автомобиль или который двигатель установлен. Когда поршень возвращается в цилиндр, выхлопные газы выталкиваются через выпускной клапан и процесс повторяется сотни или тысячи раз минут!

Что делает дизельный двигатель более эффективным?

Дизельные двигатели в два раза эффективнее бензиновых двигателей - около 40 процентов эффективный, то есть.Проще говоря, это означает, что вы можете пойти гораздо дальше на том же количестве топлива (или получите больше миль за свои деньги). Есть несколько причин этот. Во-первых, они сжимают больше и работают при более высоких температурах. Фундаментальная теория о том, как работают тепловые двигатели, известный как правило Карно, говорит нам, что эффективность двигателя зависит на высоких и низких температурах, между которыми он работает. Дизельный двигатель с большим перепадом температур (более высокая температура или самая низкая температура) более эффективна.Во-вторых, отсутствие системы зажигания с зажиганием делает более простая конструкция, которая может легко сжать воздух намного больше - и это делает топливо более горячим и более полным, высвобождая больше энергии. Есть еще одна экономия эффективности слишком. В бензиновом двигателе, который не работает на полную мощность, вам нужно подавать больше топлива (или меньше воздуха) в цилиндр, чтобы он работал; дизельные двигатели не имеют этой проблемы, поэтому им нужно меньше топлива, когда они работают на меньшей мощности. Другим важным фактором является то, что дизельное топливо несет немного больше энергии на галлон, чем бензин потому что молекулы, из которых он сделан, имеют больше энергии, блокируя их атомы вместе (другими словами, дизель имеет более высокую плотность энергии, чем бензин).Дизель тоже лучше смазка, чем бензин, так дизельный двигатель будет естественно работать с меньшим трением.

Чем отличается дизельное топливо?

Дизель и бензин совсем разные. Вы будете знать это очень много, если вы когда-либо слышал страшные истории людей, которые заправили свою машину или грузовик с неправильным видом топлива! По сути, дизель является низкосортный, менее рафинированный продукт из нефти, полученный из более тяжелых углеводороды (молекулы построены из большего количества углерода и водорода атомов).Сырые дизельные двигатели, которым не хватает сложного впрыска топлива Теоретически, системы могут работать практически на любом углеводородном топливе, поэтому популярность биодизеля (вид биотоплива, сделанного, среди прочего, вещи, отработанные растительные масла). Изобретатель дизельного двигателя, Рудольф Дизель, успешно запустил свои ранние двигатели на арахисовом масле и думал, что его двигатель сделает людям одолжение, освободив их от зависимость от топлива, как уголь и бензин. Если бы он только знал!

Фото: смазка будет путешествовать: Джошуа и Кайя Тикелл, пара защитники окружающей среды, используйте этот трейлер (Green Grease Machine) для производства биодизельного топлива для своего фургона (прикрепленного к передней части) с использованием отработанного растительного масла, выбрасываемого ресторанами быстрого питания.Топливо стоит внушительные $ 0,80 за галлон. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено США. Министерство энергетики / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Преимущества и недостатки дизельных двигателей

Дизели - самые универсальные двигатели, работающие на топливе, на сегодняшний день, нашел во всем, от поездов и кранов до бульдозеров и подводные лодки. По сравнению с бензиновыми двигателями они проще, более эффективный и более экономичный. Они также безопаснее, потому что дизельное топливо меньше летучий и его пары менее взрывоопасны, чем бензин.В отличие от бензиновых двигателей, они особенно хороши для перемещать большие грузы на низких скоростях, поэтому они идеально подходят для использования в грузовые суда, грузовики, автобусы и локомотивы. Более высокое сжатие означает, что части дизельного двигателя должны выдерживать гораздо больше напряжения и деформации, чем в бензиновом двигателе. Поэтому дизельные двигатели должны быть сильнее и тяжелее и почему долго В то время они использовались только для питания больших транспортных средств и машин. Пока это может показаться недостатком, это означает, что дизельные двигатели, как правило, более Прочный и прослужит намного дольше, чем бензиновые двигатели.

Фото: дизельные двигатели используются не только в транспортных средствах: эти огромные стационарные дизельные двигатели вырабатывают электроэнергию на электростанции на Остров Сан-Клементе. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено США. Министерство энергетики / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Загрязнение одно из самых больших недостатков дизельных двигателей: они шумят, и они производят много несгоревших частиц сажи, которые являются грязными и опасными для здоровья. В теории, дизели более эффективны, поэтому они следует использовать меньше топлива, производить меньше выбросов углекислого газа (CO2) и вносить меньший вклад в глобальное потепление.На практике есть спор о том, действительно ли это так. Некоторые лабораторные эксперименты показали средние выбросы дизельного топлива только немного ниже, чем у бензиновых двигателей, хотя производители настаивают на том, что если аналогичные дизельные и бензиновые автомобили по сравнению, дизели действительно выходят лучше. Другой Недавние исследования показывают, что даже новые дизельные автомобили очень загрязняющие. Как насчет выбросов CO2? По данным Британского общества автопроизводителей и трейдеры: «Дизельные автомобили внесли огромный вклад в сокращение выбросов CO2.С 2002 года покупатели, выбирающие дизельное топливо, сэкономили почти 3 миллиона тонн CO2 от попадания в атмосферу ". Дизельные двигатели, как правило, стоят дороже, чем бензиновые двигатели, хотя их более низкие эксплуатационные расходы и более длительный срок службы обычно компенсирует это. Несмотря на это, покупатели автомобилей больше не кажутся убежденными: с тех пор произошло значительное падение продаж скандал с выбросами Volkswagen в 2015 году, когда немецкий автопроизводитель исказил выбросы своих дизельных автомобилей, чтобы они казались меньше загрязняют окружающую среду.

Нет сомнений, что дизельные двигатели будут продолжать работать на тяжелых транспортных средствах - грузовиках, автобусы, корабли и железнодорожные локомотивы зависят от них, но их будущее в автомобилях и легких транспортных средствах становится все более неопределенным. Стремление к электромобилям дало мощный импульс для того, чтобы сделать бензиновые двигатели более легкими, экономичными и менее загрязняющими, и эти усовершенствованные газовые двигатели подрывают некоторые из очевидных преимуществ использования дизелей в автомобилях. В условиях растущей конкуренции между доступными электромобилями и улучшенными бензиновые автомобили, дизели могут оказаться выдавленными вообще.Опять же сами дизели постоянно развиваются; в 2011 году министерство энергетики США предсказало, что будущие двигатели могут повысить эффективность с сегодняшних 40 процентов до 60 процентов и более. Если это произойдет, дизель может остаться претендент на меньшие транспортные средства в течение многих лет, особенно если их выбросы сажи может быть правильно решена.

Кто изобрел дизельный двигатель?

Произведение: оригинальный двигатель внутреннего сгорания Рудольфа Дизеля, который он нарисовал в своем патенте 1895 года.Цилиндр (1) находится сверху. 2) «Плунжер» (как его называл дизель) крепится кривошипом и шатуном (3) к маховику (4). Шестерня, приводимая в движение маховиком (5), прикреплена к центробежному регулятору (6), который поддерживает постоянную частоту вращения двигателя (отключение подачи топлива, если двигатель работает слишком быстро, затем его включение, когда двигатель снова замедляется). Иллюстрации любезно предоставлены Управлением по патентам и товарным знакам США (цвета и нумерация добавлены нами для упрощения объяснения). Вы можете прочитать больше в Патент США № 542846: «Способ и устройство для преобразования тепла в работу» Рудольфа Дизеля.

Не удивительно, что это был немецкий инженер Рудольф Дизель (1858–1913). Вот вкратце история:

  • 1861: французский инженер Альфонс Бо де Рош (1815–1893) излагает основную теорию четырехтактного двигателя и подает патент на эту идею 16 февраля 1862 года, но ему не удается собрать работающую машину.
  • 1876: немецкий инженер Николаус Отто (1832–1891) создает первый успешный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания.
  • 1878: шотландец Дугальд Клерк (1854–1932) разрабатывает двухтактный двигатель.
  • 1880: в возрасте 22 лет, Рудольф Дизель переходит на работу к инженеру-холодильнику Карлу фону Линде (1842–1934), где он изучает термодинамику (науку о том, как движется тепло) и как работают двигатели.
  • 1890: Дизель выясняет, как сделать улучшенное внутреннее сгорание двигатель использует более высокое давление и температуру, для чего не требуется свеча зажигания.
  • 1892: Дизель начинает патентовать свои идеи, чтобы другие не могли ими воспользоваться.
  • 1893: Дизель строит огромный, стационарный двигатель, который работает целую минуту под своей собственной власть, 17 февраля 1894 г.
  • 1895: патент на дизельное топливо выдан в США 16 июля 1895 года.
  • 1898: с помощью Дизеля, первый коммерческий двигатель построен в завод в Сент-Луисе, штат Миссури, США, Адольф Буш (1839–1913), пивовар пива Budweiser.
  • 1899: На дизельном заводе в Аугсбурге начинается производство дизельных двигателей. Дизель начинает лицензировать свои идеи другим фирмам и вскоре становится очень богатый
  • 1903: Petit Pierre, один из первых дизельных кораблей, начинает работу над каналом Марн-Рейн во Франции.
  • 1912: MS Selandia, первый океанский дизельный корабль, совершает свой первый рейс.
  • 1913: Дизель умирает при загадочных обстоятельствах, по-видимому, падая за борт с корабля Дрезден во время путешествия из Лондона, Англия, в Германию. Ходят слухи, что он был убит или совершил самоубийство, но ничего не происходит доказана.
  • 1931: Clessie Cummins, основатель Cummins Engine Co., строящий один из первых успешных автомобилей с дизельным двигателем и демонстрирующий его эффективность, перевозя его из Индианаполиса в Нью-Йорк всего за 1 доллар.39 топлива.
  • 1931: Caterpillar совершил революцию в сельском хозяйстве, представив Diesel Sixty, первый дизельный гусеничный трактор на базе популярного Caterpillar Sixty.
  • 1936: Mercedes представляет 260D, один из первых серийных легковых автомобилей с дизельным двигателем, и это остается в производстве до 1940 года. В течение следующих четырех десятилетий Mercedes продает почти два миллиона автомобилей с дизельным двигателем.
  • 1939: General Motors представляет свой мощный дизель-электрический локомотив EMD FT и отправляет первый (номер 103) в путешествие на протяжении года, чтобы продемонстрировать свою ценность.Несомненно, это доказывает превосходство дизельного двигателя.
  • 1970-е годы: глобальный топливный кризис вызывает новый интерес к использованию небольших, эффективных дизельных двигателей в автомобилях.
  • 1987: Всемирно известный корабль Королевы Елизаветы 2 (QE2) оснащен девятью дизель-электрическими двигателями (каждый размером с двухэтажный автобус), что делает его самым мощным торговым судном с дизельным двигателем в то время.
  • 2000: Peugeot представляет первый в мире фильтр частиц (PF) для дизельных двигателей на своей модели 607, утверждая, что выброс сажи на 99 процентов ниже.
  • 2015: Volkswagen погрузился в огромный глобальный скандал после систематического обмана на тестах на выбросы дизельного двигателя. Продажи дизельных автомобилей резко упали впервые за многие годы.
  • 2017: Volvo становится первым крупным производителем автомобилей, который отказался от бензиновых и дизельных двигателей, объявив, что все новые автомобили будут гибридами или полностью электрическими с 2019 года.
.

Зачем разрабатывать бензиновый авиационный двигатель, а не дизельный?

Вес двигателя

:

Настоящая проблема дизельных двигателей в том, что они НЕ легкие. Дизельные двигатели, способные производить +/- 100 л.с., весят +/- 100 кг [220 фунтов] и более. (Не дайте себя обмануть цифрами веса дизельного двигателя, которые не включают в себя все необходимое для работы двигателя, такие как: охлаждающие и смазочные жидкости, трубопроводы, шланги, радиаторы, турбо и интеркулер, генератор переменного тока, топливный насос (ы) воздух / масло сепаратор - сапуны, боксы для смешивания воздуха, выхлопная система, катушки зажигания / жгуты, кабели и т. д.!) Скорее всего, крепление дизельного двигателя будет тяжелее, чем необходимо для бензинового двигателя.

Это увеличение общей массы двигателя по сравнению с бензиновым двигателем означает пропорционально уменьшенную полезную нагрузку для самолета, на котором они установлены. По сравнению с двигателем ULPower дизель с такой же выходной мощностью, готовый к работе, весит +/- 30 кг [66 фунтов] больше.

Тяжелое топливо:

Почему вы думаете, что дизельное топливо также называют "тяжелым топливом"? Потому что 100 литров [26,4 галлона США] дизельного топлива весят на 19 кг [42 фунта] больше, чем 100 литров бензина.

Люди склонны считать, что дизельные двигатели в автомобилях гораздо более экономичны, чем бензиновые, поскольку они потребляют значительно меньше (по объему) топлива.Типичный показатель для экономичного бензинового двигателя составляет 8 литров / 100 км (30 миль / галлон США), в то время как дизель, производящий сопоставимую мощность, будет потреблять 6 литров / 100 км (39 миль / галлон США).

В коммерческих и военных самолетах расход топлива обычно выражается в фунтах / час. Используя вышеприведенные показатели расхода топлива, 8 литров / час бензина будет составлять 12,7 фунтов / час; 6 литров / час дизельного топлива будет 12,2 фунтов / час. В то время как потребление топлива уменьшается на 25%, потребление топлива уменьшается на 4% по весу.Компрессионные двигатели более экономичны, поскольку в них обычно используются более жидкие смеси, а степень сжатия намного выше. Оба фактора делают дизельные двигатели более экономичными, чем бензиновые. Поскольку разница в расходе топлива по массе топлива практически одинакова, это также показывает, что удельное содержание энергии (на единицу веса) большинства углеводородных топлив очень похоже.

Более высокий удельный вес дизельного топлива, безусловно, не является преимуществом для самолета, оснащенного дизельным двигателем.Каждый производитель планера делает все возможное, чтобы увеличить доступную полезную нагрузку своего самолета за счет уменьшения веса планера. Сверхлегкие производители радуются, когда могут заявить о снижении массы своей конструкции на 15 кг без снижения факторов безопасности.

Самолет с дизельным двигателем с полной загрузкой топлива в 100 литров имеет пониженную грузоподъемность для пассажиров +/- 50 кг [110 фунтов] !! по сравнению с тем же самолетом, оснащенным ULPower двигателем .(Примечание: керосин имеет удельный вес, который лежит между бензином и дизельным топливом, поэтому его «весовой штраф меньше».)

Дешевле топлива?:

Многие люди видят главное преимущество дизеля в использовании более дешевого топлива. Однако разница в стоимости для населения дизельного топлива, Jet A1 и бензина является исключительно вопросом государственных налогов и имеет мало общего с затратами на производство. Например, во многих европейских странах, в Германии и Швейцарии, цена на дизельное топливо такая же, как на неэтилированный бензин.По мере того, как общественность все больше и больше будет переходить на дизельные автомобили и самолеты, правительства будут увеличивать налоги на дизельное топливо, чтобы компенсировать снижение доходов от снижения продаж бензина. В Бельгии 3/4 новых купленных автомобилей являются дизельными, потому что это топливо (раньше) было на 30% дешевле. Европейский союз рассчитывает, что стоимость всех видов топлива для конечного потребителя будет зависеть от его удельного энергопотребления, а не от вида топлива.

Дизель дороже купить:

Другая проблема заключается в том, что аэродизельные двигатели значительно дороже, чем бензиновые двигатели с одинаковой мощностью.Производители дизельного топлива говорят своим потенциальным клиентам, что увеличение стоимости легко компенсируется более низкой стоимостью топлива, что отчасти объясняется лучшей топливной эффективностью дизельного двигателя. Когда вы услышите этот аргумент, рассмотрите два момента;

  1. Как долго будет сохраняться это ценовое преимущество?
  2. Будет ли владелец летать достаточно часов, чтобы более низкий расход / стоимость топлива был больше, чем доплата за дизельную электростанцию?

Средний летчик-любитель летает менее 50 часов в год, а многие - менее 30 часов.Если предположить, что дизельная мощность всегда будет иметь преимущество в расходе топлива по сравнению с бензином, то экономия на дизельных двигателях не будет иметь большого значения для общей стоимости полета в течение года для пилота этого типа при подсчете стоимости покупки, технического обслуживания. , страховка, сбор в ангар и посадку и т. д. Однако очень важно иметь возможность иметь запас в 50 кг [110 фунтов] дополнительной полезной нагрузки при каждом взлете (если вы используете наш двигатель вместо дизеля). Преимущество, и не только для рекреационного пилота.Это преимущество в весе может легко означать разницу в том, что вы можете лететь в пути за один раз или делать промежуточную посадку на пути к заправке, если это возможно.

Экологические проблемы:

В выбросах выхлопных газов дизельных двигателей доля очень мелких углеродных частиц составляет 0,2-0,5% от общего количества. Это потенциальная будущая проблема для авиационных дизельных электростанций, потому что экологические группы уже жалуются на (небольшое) количество частиц сажи, производимых дизельными двигателями.Поскольку количество дизельных двигателей выглядит так, как будто оно будет резко увеличиваться в ближайшем будущем, экстракторы сажевых частиц в конечном итоге станут обязательными. Некоторые производители дизельных автомобилей предлагают в качестве опций экстракторы сажи, другие же включают их в стандартную комплектацию, поскольку знают, что это станет обязательным условием. Если / когда фильтры с сажевыми частицами станут обязательными на воздушных судах, недостаток веса, связанный с дизельной мощностью, еще больше увеличится ..... Фильтры сажи, вероятно, также будут означать дополнительную (незначительную) потерю мощности.Бензиновые двигатели не имеют этой проблемы.

В статье New Scientist (2 ноября 2002 г.), в которой цитируется исследование, опубликованное в Журнале геофизических исследований, говорится, что «Бензиновые двигатели могут быть не такими вредными для планеты, как их более эффективные дизельные аналоги. Комплексная климатическая модель показывает, что сажа Производимые дизельными двигателями будут нагревать климат в течение следующего столетия больше, чем дополнительный углекислый газ, выделяемый бензиновыми транспортными средствами ».

Меры предосторожности:

Дизельное топливо, купленное на автозаправочных станциях, может создать дополнительную проблему для пользователей самолетов.Чтобы предотвратить застывание парафина в дизельном топливе в очень холодную погоду, необходимо добавлять добавки. В холодном климате это делается автоматически на нефтеперерабатывающих заводах. Однако летом вы можете легко заправляться дизельным топливом на вашей местной автозаправочной станции без присадок и летать в очень холодных условиях, что может привести к блокировке топливопроводов. Даже с присадками топливопроводы все равно должны быть хорошо экранированы или даже нагреты, чтобы защитить их от закупорки, поскольку открытая секция может стать источником проблем из-за охлаждения ветром.Чтобы воздушные суда работали в холодных погодных условиях, бензиновым двигателям требуется несколько дополнительных мер предосторожности, и поэтому они являются еще одним источником потенциальных проблем для пилота.

Импульсы сильного крутящего момента:

Проблема импульса крутящего момента является общей для всех поршневых двигателей, но гораздо более выражена и является гораздо более серьезной проблемой для дизельных двигателей. В системах с дизельным двигателем проблемы усугубляются использованием легких двигателей - типа, которые находят применение в авиации.Этот факт заставил EASA (Европейское агентство по безопасности полетов) добавить в свои правила консультативный материал, в котором обращается внимание на необходимость уделять внимание разрушительному воздействию импульса крутящего момента.

Неизбежный факт возвратно-поступательной работы двигателя заключается в том, что он создает импульсы крутящего момента, которые на мгновение ускоряют или замедляют нормальную работу коленчатого вала. Это обусловлено порядком обжига, углом обжига и количеством цилиндров. Поскольку в дизельном двигателе не используется искровое зажигание, и вместо этого необходимо обеспечить высокое сжатие газа для зажигания топлива (до трех раз больше, чем у бензиновых двигателей с искровым зажиганием), импульсы больше, чем в двигателях с искровым зажиганием.Некоторая степень пропуска зажигания также может вызывать «скачки давления», потому что зажигание не всегда происходит именно тогда, когда это необходимо, и топливо не сгорает полностью при каждом такте зажигания.

Импульсы крутящего момента вводят гармонические возбуждающие силы, которые не являются частью плавной выходной мощности двигателя и не увеличивают полезную выходную мощность. Однако они могут достигать десятикратного превышения нормального рабочего крутящего момента двигателя, поэтому они могут существенно увеличивать общий крутящий момент, передаваемый через систему, а также степень износа и повреждений, возникающих в результате этого.

Явление импульса крутящего момента может легко ухудшить взаимосвязь между двигателем и приводным оборудованием с точки зрения крутильной вибрации и резонанса, которые могут усилить эту вибрацию до разрушительного уровня.

Использование гребных винтов, изготовленных из материалов, которые нелегко поглощают импульсы крутящего момента поршневых бензиновых двигателей, часто вызывало серьезные проблемы. Импульсы крутящего момента привели к катастрофическому выходу из строя лопастей или стопорных ступиц. Поскольку дизельные двигатели генерируют гораздо более сильные импульсы крутящего момента, чем бензиновые двигатели, если только производитель дизельных двигателей не предпринял особые меры предосторожности для ограничения импульсов крутящего момента до уровней, сопоставимых с бензиновыми двигателями, многие пропеллеры, которые в настоящее время хорошо работают на бензиновых двигателях, не подойдут для дизельных двигателей. Приведенный в действие самолет.

Часть вышеприведенного текста была извлечена из:
ulpower.com/lovejoy-inc.com/Articles/article-newtwiststodieselvibration.htm

Более крупные (более тяжелые) батареи:

Поскольку у дизельных двигателей степень сжатия намного выше, чем у бензиновых двигателей, электрическая мощность, необходимая для запуска дизеля, также значительно выше. Обычно это означает, что необходимо установить более высокую (и более тяжелую) батарею, чтобы иметь достаточный запас мощности, чтобы обеспечить запуск дизеля, особенно в холодную погоду, а стартер также должен быть более мощным и тяжелым, чем двигатель. что требуется для двигателя с искровым зажиганием.Ни один производитель двигателя не учитывает вес стартерной батареи в эксплуатационном весе двигателя.

Более безопасное топливо ?:

В заключение отметим, что у дизельного топлива и топлива Jet A1 есть одно преимущество, которое останется всегда - оно не взрывается и не сгорает так же легко, как бензин в случае аварии. Существуют способы изготовления топливных баков для бензина, чтобы взрывы не происходили, но дизельное топливо является более безопасным топливом, чтобы иметь его на борту в случае аварии.

Сначала сделайте свои собственные расчеты:

До тех пор, пока дизельные двигатели тяжелее и дороже бензиновых двигателей с одинаковой выходной мощностью, мы считаем, что почти все пилоты легкого самолета для отдыха мало что могут выиграть от увеличения расходов на покупку дизельной электростанции для своего самолета.Немногие сертифицированные самолеты, которые предлагают опцию поршневых дизельных электростанций, имеют только предельную грузоподъемность по сравнению с тем же самолетом, использующим традиционные бензиновые поршневые двигатели.

Если вы примете во внимание все аспекты, касающиеся полета, а не только коэффициент расхода топлива / стоимость , мы искренне верим, что наш бензиновый двигатель ULPower имеет реальное конкурентное преимущество по сравнению с любым дизельным двигателем с такой же номинальной мощностью для Подавляющее большинство владельцев / операторов VLA, Sport, экспериментальных и сверхлегких самолетов.

Пять мифов о дизельных двигателях

Аргоннский инженер-механик Стив Чиатти (Steve Ciatti) разбирается с некоторыми из наиболее устойчивых мифов, касающихся технологии дизельных двигателей. Предоставлено: Аргоннская национальная лаборатория.

(PhysOrg.com) - Дизельные двигатели, давно прилегающие к грузовым автомобилям и судам, вызывают все больший интерес к своей топливной эффективности и уменьшенным выбросам углекислого газа по сравнению с бензиновыми двигателями. Аргоннский инженер-механик Стив Чиатти (Steve Ciatti) разбирается с некоторыми из самых стойких мифов, связанных с технологией.

Миф № 1: Дизель загрязнен.

«У всех нас есть это изображение грузовиков, извергающих грязный черный дым», - сказал Чиатти. Этот дым представляет собой твердые частицы из дизельного выхлопа: сажа и небольшое количество других химических веществ, выделяемых двигателем.

Но требования к выбросам EPA значительно ужесточились, и дизельные двигатели теперь должны соответствовать тем же критериям, что и бензиновые двигатели.Они делают это, добавляя дизельный сажевый фильтр (DPF), который удаляет видимый дым. «DPF очень эффективны», сказал Ciatti. «Они удаляют 95 с лишним процентов массы дыма».

Дым, попавший в керамическую матрицу, накапливается до тех пор, пока компьютер автомобиля не решит, что пришло время очистить его в процессе, называемом «циклом регенерации».

Во время работы небольшое количество дополнительного топлива добавляется в камеры сгорания в двигателе; полученное тепло и кислород активируют катализатор в DPF, чтобы сжечь накопившуюся сажу.Это приводит к небольшому штрафу за расход топлива.

«Видимый дым практически исчез, согласно правилам 2007-2010 годов», - сказал Чиатти. «Если вы покупаете дизельный автомобиль с 2007 года или позже, он не более грязный, чем автомобиль с бензиновым двигателем».

И в невидимом диапазоне - дизельные двигатели фактически выделяют меньше углекислого газа, чем бензиновые двигатели.

Миф № 2: Дизельные двигатели не запускаются зимой.

«Современные технологии холодного запуска очень эффективны», - сказал Чиатти.«Современные дизельные двигатели запускаются в холодную погоду без особых усилий».

Проблема в том, что дизель желеет при низких температурах. Ниже примерно 40 ° F некоторые углеводороды в дизельном топливе превращаются в гелеобразный. «Поскольку двигатель зависит от аэрозольного топлива, вам не нужно пупырчатое топливо», - объяснил Чиатти.

Часто это исправляется свечами накаливания, которые нагреваются аккумулятором и помогают подогревать топливо, чтобы оно могло испариться.

Низкие температуры не являются проблемой для бензиновых двигателей, потому что бензин гораздо более огнеопасен, чем дизель.Даже при комнатной температуре и давлении бензин частично испаряется. «Бросьте спичку в лужу бензина, и спичка никогда не ударится даже о поверхность жидкости; она зажжет слой пара над бассейном», - сказал Чиатти. «Вот почему с бензином нужно обращаться очень осторожно с любым источником возгорания. Дизель не такой изменчивый; если вы бросите эту спичку в бассейн дизельного топлива, он погаснет».

Свечи накаливания и другие средства, однако, эффективно испаряют дизельное топливо, чтобы подготовить его к сжиганию.

Миф № 3: Дизельные машины не работают хорошо.

Поскольку дизельные двигатели по-прежнему наиболее распространены в грузовиках, многие люди предполагают, что автомобили с дизельным двигателем будут вести себя так же, как грузовик: медленно и вяло. «Но имейте в виду, что этот грузовик, вероятно, перевозит около 50 тонн», - сказал Чиатти. «На самом деле, в некоторой степени, некоторые люди, которые ездят на дизелях, обнаруживают, что они работают лучше, чем бензиновые двигатели».

Это связано с тем, что дизельные двигатели получают максимальную мощность, когда обороты двигателя в минуту (об / мин) низкие, то есть на скоростях ниже 65 миль в час, где происходит большая часть движения.Бензиновые двигатели, напротив, достигают максимальной мощности, работая на очень высокой и быстрой скорости; автомобиль с бензиновым двигателем достигает своей максимальной мощности только с педалью акселератора в пол и двигателем, работающим на 5000 об / мин.

«Производительность дизельного автомобиля намного выше, чем воспринимаемая мощность, потому что вы получаете всю эту мощность на скоростях, на которых вы фактически водите автомобиль», - сказал Чиатти. «У вас больше силы тяги и ускорения на этих скоростях».

Миф № 4: Вы не можете найти дизель в насосе.

дизельные пикапы и автомобили достаточно популярны, чтобы рынок заинтересовался; На большинстве заправочных станций теперь есть автомобильные дизельные насосы.

«Я сам ездил на дизельном автомобиле в течение 10 лет. С одной стороны, я могу рассчитывать, сколько раз мне действительно пришлось искать насос», - сказал Чиатти.

Миф № 5: Дизельное топливо дороже, чем бензин.

Хотя цены на дизельное топливо в Чикаголанде, как правило, выше, чем на бензин, в большинстве районов страны цены на дизельное топливо и бензин сопоставимы.Сегодня Иллинойс облагает налогом дизельное топливо по более высоким ставкам, чем бензин.

«Дизельное топливо не дороже в производстве, чем бензин», объяснил Чиатти. «Его цена обычно связана с местной налоговой структурой».

Бонус: одна вещь, которую вы можете не знать о дизеле!

Дизельные двигатели действительно работают лучше на больших высотах, чем бензиновые двигатели.

Почему? Бензиновые двигатели работают при очень специфическом соотношении топлива и воздуха. На больших высотах воздух тоньше - буквально: на кубический фут приходится меньше молекул воздуха.Таким образом, в горах бензиновые двигатели должны добавлять меньше топлива, чтобы поддерживать идеальное соотношение, что влияет на производительность.

«Но дизельный двигатель работает на обедненном топливе; вам не нужно поддерживать идеальное соотношение», - сказал Чиатти. Дизельные двигатели имеют турбокомпрессоры, которые представляют собой насосы, приводимые в движение выхлопными газами. Они добавляют больше воздуха в камеру сгорания, и больше воздуха означает, что можно добавить больше топлива. На высоте он может втягивать больше воздуха и топлива, и, таким образом, получает больше мощности, чем бензиновые двигатели. Турбокомпрессоры не используют дополнительную энергию; они расходуют термодинамически «свободную» энергию, которая будет потеряна в виде выхлопных газов, если не будет использована.

"Управляй дизельным двигателем на высоте, и ты увидишь, как другие машины борются, пока ты проносишься мимо", - сказал Чиатти. «Эффект очень заметен».


Комбинирование бензиновых и дизельных двигателей может дать лучшее из обоих миров
Предоставлено Аргоннская национальная лаборатория

Цитирование : Пять мифов о дизельных двигателях (2011, 14 июня) извлечено 13 июля 2020 г. с https: // физ.орг / Новости / 2011-06-мифы-diesel.html

Этот документ защищен авторским правом. Кроме честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет Часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Содержание предоставлено исключительно в информационных целях.

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.