Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

В чем преимущество дизельного двигателя перед бензиновым


12 преимуществ дизельного двигателя - ЗА БАРАНКОЙ

Почему дизельный мотор лучше: Сравнение дизельных двигателей с бензиновыми

Задумывались ли вы почему экономные Европейцы чаще всего приобретают дизельные автомобили? Ведь уровень жизни и доходы населения в Европе позволяет людям не задумываться о топливе. Но несмотря на благосостояние, население Европы все равно чаще покупает автомобили с дизельными моторами. И причина здесь не только в экономии топлива. Европейцы из-за одной только экономии никогда бы не стали массово скупать дизельные автомобили. На самом деле популярность дизельных двигателей в Евросоюзе связана с рядом преимуществ, которые имеют дизельные транспортные средства по сравнению с их бензиновыми аналогами. Давайте узнаем какие-же, помимо экономии топлива, есть преимущества у дизельных двигателей.

 

1. Дизельные двигатели более экономичные

Как уже известно самое главное и существенное преимущество любого дизельного мотора по сравнению с бензиновыми аналогами это значительно меньший расход топлива. Низкий расход дизельного мотора связан с особенностью преобразования дизельного топлива в энергию. Так, например, дизельный силовой агрегат более эффективно сжигает топливо, что позволяет ему получать от одного объема соженного топлива около 45-50 процентов энергии. Бензиновый же мотор получает приблизительно 30 процентов энергии. То есть 70 процентов бензина сгорает впустую!!!

 

Кроме того, дизельные двигатели имеют более высокую степень сжатия чем бензиновые. Так как на степень сжатия влияет время воспламенения топлива, то соответственно, чем выше степень сжатия, тем двигатель имеет больший КПД.

 

Это интересно: На чем мы будем ездить в будущем

 

Также современные дизельные моторы более эффективны из-за отсутствия дроссельной заслонки на впускном коллекторе, которая как правило используется в бензиновых автомобилях. Это позволяет дизелям избегать потери энергии связанной с всасыванием воздуха, который необходим для воспламенения топлива в бензиновых двигателях. 

 

2. Дизельные двигатели надежнее чем бензиновые

За последние более чем 50 лет дизельные моторы зарекомендовали себя надежнее чем их бензиновые конкуренты. Главной особенностью дизельного мотора является отсутствие в дизельной машине системы зажигания, работающей от высокого напряжения. В итоге в дизельной машине отсутствуют радиочастотные помехи от линии высокого напряжения, которые часто становятся виновниками проблем с электроникой автомобиля.

 

Также считается что большинство внутренних компонентов дизельного двигателя имеют более долгий срок службы. И это действительно так, поскольку из-за более высокой степени сжатия компоненты дизельного силового агрегата изначально более долговечны.

 

Именно поэтому в мире очень много дизельных автомобилей с пробегом около 1 млн. километров и немного бензиновых с таким же пробегом.

 

Есть правда один минус дизельных моторов, который раньше не давал покоя поклонникам мощных автомобилей. Дело в том, что у дизельных двигателей старых поколений на каждый литр объема мотора была очень маленькая мощность. Но к счастью инженеры решили эту проблему с появлением на рынке турбин. В итоге почти все современные дизельные моторы оснащаются турбинами, которые позволили им сравняться по мощности (а порой даже превзойти) с бензиновыми аналогами. В том числе с развитием технологий в современных дизелях удалось минимизировать практически все недостатки, которые преследовали дизельные моторы долгое время. 

 

3. Дизельный двигатель автоматически сжигает топливо

 

Еще одно главное преимущество дизельных моторов в том, что дизельные автомобили автоматически сжигают топливо, фактически не затрачивая энергии для этого. Напомним, что несмотря на то что дизельный двигатель использует четырехтактный цикл (впуск, сжатие, сгорание и выхлоп) сжигание дизельного топлива происходит самопроизвольно внутри двигателя от большой степени сжатия. В бензиновых моторах для сжигания топлива нужны свечи зажигания, которые постоянно находятся под высоким напряжением чтобы выдавать искру воспламеняющая бензин в камере сгорания. 

 

В итоге в дизельных двигателях нет необходимости в свечах зажигания, в высоковольтных проводах и т.п. В итоге затраты на содержания автомобиля значительно снижаются по сравнению с бензиновыми автомобилями, в которых нужно периодически менять свечи зажигания, высоковольтные провода и связанные с ними компоненты. 

 

4. Стоимость дизельного топлива сопоставима со стоимостью бензина или даже ниже

Несмотря на то что в нашей стране стоимость дизельного топлива находится на том же уровне, что и бензин, нужно отметить что во многих странах мира (в том числе и в странах Европы) стоимость дизельного топлива ниже, чем бензин. То есть помимо низкого расхода топлива владельцы дизельных автомобилей во многих странах тратят на топливо гораздо меньше чем владельцы бензиновых транспортных средств.

 

Смотрите также: Десять самых легких и простых автомобилей для обслуживания

 

Но даже с учетом того что в нашей стране солярка стоит также как бензин (или даже дороже) преимущество по эффективности дизельных автомобилей очевидно. Ведь запас хода на полном баке дизельного топлива намного больше чем в том же автомобиле оснащенном бензиновым силовым агрегатом. 

 

5. Более низкая стоимость владения

Кто-то может поспорить с этим преимуществом, так как в некоторых случаях стоимость технического обслуживания и ремонта дизельных автомобилей значительно превышает стоимость ТО бензиновых. И это действительно неоспоримый факт. Но в совокупности стоимость владения дизельным автомобилем значительно меньше бензинового аналога. Особенно на тех рынках где наблюдается повышенный спрос на дизельные машины. Дело в том, что в стоимости владения всегда нужно учитывать потерю рыночной стоимости автомобиля на подержанном рынке и естественный износ запчастей в процессе эксплуатации ТС. Как правило дизельные автомобили теряют в цене намного медленнее чем бензиновые аналоги. Также из-за более долговечных деталей двигателя дизельные автомобили имеют более долгий срок службы, что конечно позволяет тратить значительно меньше денег на ремонт автомобиля. 

 

Так что в долгосрочном периоде (от 5 лет и выше) владение дизельной машиной более выгодное чем бензиновой. Правда стоит отметить, что стоимость дизельных моделей как правило значительно выше бензиновых. Но если вы будете долго владеть автомобилем и будете проезжать 20 000-30 000 км в год, то эта переплата окупиться за счет экономии топлива. 

 

6. Дизельные автомобили более безопасные

На протяжении многих лет было доказано что дизельное топливо значительно безопаснее бензина по нескольким причинам. Во-первых, солярка меньше подвержена легкому воспламенению (возгоранию) по сравнению с бензином. Например, дизельное топливо как правило не воспламеняется при воздействии на него высокого источника тепла.

 

Смотрите также: Бензин или дизель: Что выгоднее

 

Во-вторых, дизельное топливо не выделяет опасных паров, как бензин. В итоге вероятность воспламенения паров, что может вызвать пожар автомобиля значительно ниже в дизельных транспортных средствах чем в бензиновых.

 

Все эти факторы делают дизельные автомобили намного безопаснее на дороге. Например, в случае ДТП. 

 

7. В выхлопе дизельного автомобиля меньше окиси углерода

Дизельные моторы производят гораздо меньше окиси углерода чем бензиновые аналоги. Это преимущество особо очевидно в неавтомобильных силовых установках, таких как например дизель-генераторах. Бензиновые установки более опасны так как из-за большой концентрации окиси углерода существует опасность для человека, который может отравиться угарными газами. Вот почему в подводных лодках, подземных шахтах всегда используются только дизельные силовые установки. Ведь при применении бензиновых силовых агрегатов существовала бы опасность для людей.

 

Тем не менее это не говорит о том, что вы можете безопасно находится долгое время в закрытом помещение при работающем дизельном автомобиле. Помните, что дизельный выхлоп все равно содержит окись углерода. Правда в гораздо меньших количествах чем производят бензиновые моторы.

 

Не забывайте про эффект накопления концентрации газов в закрытом помещение. Иначе существует опасность отравления угарными газами дизельного автомобиля. 

 

8. В дизельных двигателях турбина получает больше энергии

Мы живем в удивительное время, когда буквально на глазах в мире исчезают атмосферные двигатели. На их смену приходят турбо моторы, которые намного эффективней и мощней своих предшественников. Так что совсем скоро большинство автопроизводителей откажутся от обычных силовых агрегатов в пользу турбо технологий.

 

С самого начала появления турбин инженеры столкнулись с проблемой, связанной с питанием турбокомпрессора. Как правило крыльчатка турбины вращается за счет энергии получаемой от выхлопных газов автомобиля. Если же сравнивать бензиновые и дизельные автомобили, то турбины в дизельных моторах работают более эффективны, так как в дизельном автомобиле количество выхлопных газов гораздо больше. Именно поэтому турбокомпрессор дизельного мотора выдают максимальную мощность намного раньше бензиновых автомобилей. То есть уже на низких оборотах владельцы дизельных автомобилей начинают ощущать максимальную мощность и крутящий момент. 

 

9. Дизельные моторы без дополнительных модификаций могут работать на синтетическом топливе

Еще одно главное преимущество дизельных двигателей- это возможность работать на синтетическом топливе, без каких-либо существенных изменений в конструкции силового агрегата. Бензиновые же двигатели также могут работать на альтернативном топливе. Но для этого необходимы значительные изменения в конструкции силового агрегата. Иначе бензиновый двигатель работающий на альтернативном топливе быстро выйдет из строя. 

 

В настоящий момент мировая промышленность экспериментирует с биобутанолом, который отлично подходит в виде синтетического биотоплива для бензиновых автомобилей. Этот вид топлива возможно не будет причинять бензиновым автомобилям никого вреда без проведения каких-либо изменений в конструкции двигателя. 

 

Смотрите также: Развенчание мифов об альтернативных видах топлива

 

Но несмотря на это дизельные моторы уже сегодня могут работать без доработок на многих видах альтернативного топлива. Так что преимущество очевидно. 

 

10. Дизельные двигатели меньше нагреваются

Дизельные силовые агрегаты всегда работают на более низких температурах по сравнению со своими бензиновыми аналогами. Дело в том, что из-за более эффективного сжигания топлива дизельные моторы меньше вырабатывают тепла, получаемого при воспламенении топлива. Например, дизельный мотор использует примерно на 40 процентов меньше топлива, для того чтобы выработать ту же мощность, которую вырабатывает того же объема бензиновый двигатель. Именно поэтому дизельный мотор выделяет гораздо меньше тепла в результате воспламенения топлива.

 

Главная причина почему дизельному двигателю для производства энергии необходимо меньше топлива, это более высокая степень сжатия, а также особенность впрыска топлива в камеру сгорания.

 

В отличие от бензиновых двигателей в дизелях топливо не впрыскивается до тех пор, пока поршень не будет находится в верхней части такта сжатия.

 

Также из-за особенностей дизельного топлива которому требуется высокая степень сжатия для воспламенения, в дизельных моторах топливо меньше подвержено самопроизвольному воспламенению. 

 

11. Дизельные двигатели более долговечны

Когда дизельные двигатели впервые появились в автомобилях они быстро продемонстрировали удивительную особенность. Так по сравнению с бензиновыми, дизельные моторы имеют большой срок службы эксплуатации. Как мы уже сказали из-за особенностей работы дизельные моторы при проектировании и сборке требуют использования более крепких деталей. Также дизельное топливо имеет превосходные смазывающие свойства по сравнению с бензином. В итоге ресурс дизельных моторов как правило в два раза превышает бензиновые. Правда для того чтобы дизельный силовой агрегат прошел ровно в два раза больше бензинового аналога, необходимо соответствующее регулярное техническое обслуживание, которое как правило стоит дороже чем для бензиновых автомобилей. Но если вы собираетесь использовать дизельную машину долгое время, то переплата за ТО окупится большим ресурсом силового агрегата. 

 

12. В дизельных двигателях при низких оборотах крутящий момент больше чем в бензиновых

По сравнению с бензиновыми двигателями, дизели умеют производит гораздо больше крутящего момента на низких оборотах. Вот почему в грузовых автомобилях как правило используют дизельные моторы. Благодаря доступному максимальному крутящему моменту на низких оборотах автомобиля становится не только экономичным, но и способен на низких оборотах брать на себя большую нагрузку.

 

Из-за этого большинство сельскохозяйственной, строительной, коммунальной и т.п. техники как правило оснащаются дизельными моторами.

 

Бензиновые двигатели как правило имеют небольшой крутящий момент по сравнению с дизельными автомобилями. Правда бензиновые моторы имеют всегда больше мощность. Но современные технологии и использование в дизельных двигателях турбин позволило автопроизводителям фактически сравнять дизельные автомобили по мощности с бензиновыми конкурентами. В итоге в большинстве случаев современные дизельные автомобили стали более предпочтительнее чем бензиновые аналоги, даже для тех, кто любит мощные модели. 

Источник

дизельных двигателей против бензиновых двигателей

Теоретически дизельные и бензиновые двигатели очень похожи. Оба двигателя внутреннего сгорания предназначены для преобразования химической энергии, имеющейся в топливе, в механическую энергию. Эта механическая энергия перемещает поршни вверх и вниз внутри цилиндров. Поршни соединены с коленчатым валом, и движение поршней вверх и вниз, известное как линейное движение, создает вращательное движение, необходимое для вращения колес автомобиля вперед.

Как дизельные, так и бензиновые двигатели преобразуют топливо в энергию посредством серии небольших взрывов или возгораний. Основное различие между дизелем и бензином заключается в том, как происходят эти взрывы. В бензиновом двигателе топливо смешивается с воздухом, сжимается поршнями и зажигается искрами от свечей зажигания. Однако в дизельном двигателе сначала сжимается воздух, а затем впрыскивается топливо. Поскольку воздух нагревается при сжатии, топливо воспламеняется.

Следующая анимация показывает цикл дизеля в действии.Вы можете сравнить его с анимацией бензинового двигателя, чтобы увидеть различия.

Дизельный двигатель использует четырехтактный цикл сгорания точно так же, как бензиновый двигатель. Четыре удара:

  1. Ход впуска - Впускной клапан открывается, впуская воздух и опуская поршень.
  2. Ход сжатия - поршень движется вверх и сжимает воздух.
  3. Ход сгорания - Когда поршень достигает вершины, топливо впрыскивается в нужный момент и зажигается, заставляя поршень снова опуститься.
  4. Ход выхлопа - поршень движется назад к вершине, выталкивая выхлоп, созданный в результате сгорания, из выпускного клапана.

Помните, что дизельный двигатель не имеет свечи зажигания, что он всасывает воздух и сжимает его, а затем впрыскивает топливо непосредственно в камеру сгорания (прямой впрыск). Именно тепло сжатого воздуха зажигает топливо в дизельном двигателе. В следующем разделе мы рассмотрим процесс впрыска дизеля.

,

Газ против Дизеля | Преимущества и недостатки бензиновых и дизельных двигателей

КПД двигателя

Дизельные двигатели

по многим причинам способны значительно экономить топливо, чем бензиновые. Дизельный двигатель нередко потребляет на 10-30% меньше топлива, чем сопоставимый бензиновый двигатель, и эффективность использования топлива не снижается так быстро в дизельных двигателях при сценариях вождения с высокой нагрузкой.

Высокая тепловая эффективность

Самое большое преимущество дизельного двигателя - это, возможно, его относительно высокая тепловая эффективность.Тепловая эффективность процесса показывает, насколько эффективно двигатель может преобразовывать тепловую энергию от сгорания в полезную механическую энергию. Основным фактором, если не самой важной характеристикой дизельного двигателя, является его относительно высокая степень сжатия.

Хотя коэффициенты сжатия варьируются в зависимости от конструкции двигателя (например, в непрямых дизельных двигателях обычно используются более высокие коэффициенты сжатия, чем в двигателях с непосредственным впрыском), дизельный двигатель обычно использует степень сжатия в диапазоне от 16: 1 до 22: 1.Напротив, типичный бензиновый двигатель будет демонстрировать степень сжатия в диапазоне от 9: 1 до 12: 1, что связано с тем, что бензиновый двигатель подвержен детонации (преждевременное воспламенение топлива во время такта сжатия). Детонация не является проблемой в дизельных двигателях, поскольку они не сжимают воздух и топливо в виде смеси - топливо не впрыскивается в двигатель до тех пор, пока не требуется зажигание, поэтому высокие коэффициенты сжатия практичны и достижимы в дизельных двигателях.

Более высокие степени сжатия приводят к более высокой степени расширения газов во время рабочего такта, которая преобразует большее количество тепловой энергии в механическую энергию, чем сопоставимый двигатель с более низкой степенью сжатия.Результатом являются относительно низкие температуры выхлопных газов, что выражается в более высоком тепловом КПД, поскольку больше тепла, выделяемого при сгорании, расходуется на перемещение поршня вниз.

Энергосодержание дизельного топлива против бензина

Дизельное топливо содержит на 10% больше потенциальной энергии на единицу объема, чем бензин. Следующая таблица значений предоставлена ​​Центром данных по альтернативным видам топлива Министерства энергетики США:

Бензин (E10)

этанол (E100)

Дизельное топливо (ULSD)

B100 Биодизель

Нижняя теплотворная способность

112 000 - 116 000 БТЕ / галлон

76 000 БТЕ / галлон

128 500 БТЕ / галлон

119 500 БТЕ / галлон

Более высокая теплотворная способность

120 000 - 124 000 БТЕ / галлон

84 500 БТЕ / галлон

138 500 БТЕ / галлон

128 000 БТЕ / галлон

Обратите внимание, что "более низкие" и "более высокие" значения нагрева представляют собой измерения содержания энергии с немного отличающимися параметрами испытаний.В любом случае, дизельное топливо имеет значительно более высокое содержание энергии, чем бензин; согласно этим значениям, галлон дизельного топлива содержит 113% энергии, содержащейся в галлоне бензина (на 13% больше). Теоретически это приводит к большей экономии топлива, поскольку каждый галлон дизельного топлива способен производить больше полезной механической энергии, чем галлон бензина.

Air-Fuel-Ratio

Процесс сгорания дизеля является гибким в том смысле, что дизельный двигатель может работать в спектре соотношений воздух-топливо и не обязательно ограничен его стехиометрическим соотношением, как бензиновые двигатели.Основным фактором является то, что дизельные двигатели не имеют свечей зажигания, которые бы быстро загрязнялись от загрязнения сажей, если бы двигатель работал на богатой воздушно-топливной смеси. Что еще более важно [в целях эффективности], дизельный двигатель может работать с относительно скудным отношением воздух-топливо без каких-либо непреодолимых проблем. Напротив, бензиновый двигатель будет иметь тенденцию загрязнять свечи зажигания, когда эксплуатируется чрезмерно богато, и температуры сгорания будут иметь тенденцию достигать значительных пределов при работе чрезмерно обедненного.Способность управлять относительно бедной смесью приводит к уменьшенному расходу топлива в условиях низкой нагрузки, то есть при движении по ровным дорогам.

Утилизация тепла
Дизельные двигатели с турбонаддувом

(безнаддувные двигатели давно не используются для дорожных работ) способны преобразовывать отходящее тепло, генерируемое двигателем, в полезную механическую мощность. Горячие выхлопные газы, выходящие из камеры сгорания, направляются в корпус турбины турбокомпрессора, где тепловая энергия выхлопных газов преобразуется в механическую энергию посредством термодинамического процесса через колесо турбины.Получаемое в результате восстановление ненужной энергии способствует повышению эффективности двигателя и повышению общего потенциала производительности. Это позволяет дизельным двигателям с меньшим рабочим объемом демонстрировать рабочие характеристики значительно большего двигателя без помех, связанных с двигателем с большим рабочим объемом.

Долголетие

Дизельные двигатели

отличаются высокой прочностью, отчасти потому, что они предназначены для преодоления давления в цилиндрах, связанного с высокими степенями сжатия и принудительной индукцией.Они также обычно имеют квадратную форму (длинный ход, небольшое отверстие), для чего требуется поршневой узел с большей массой для противодействия высоким напряжениям. Дизельные двигатели также работают на низких оборотах двигателя с красной линией, обычно в диапазоне от 3000 до 3500 об / мин, что способствует снижению износа в течение срока службы двигателя. Эти факторы способствуют увеличению срока службы дизельных двигателей, который значительно выше, чем у любого сопоставимого бензинового двигателя массового производства. Нередко дизельные автомобили и пикапы преодолевают расстояние в 500 000 миль, прежде чем требовать капитального ремонта.Кроме того, весьма распространено, когда дизельные двигатели в приложениях для тяжелых грузовиков (тракторных прицепов) превышают 1 000 000 миль, прежде чем требовать капитального ремонта. Снижение мощности двигателя заключается в том, что дизельные двигатели, как правило, значительно тяжелее бензиновых двигателей.

Крутящий момент на низких оборотах

Дизельное топливо не только содержит больше энергии, чем бензин, но и обладает совершенно другими свойствами, чем бензин. Одним из основных отличий является то, как быстро происходит сгорание и, более конкретно, скорость расширения выхлопных газов.Бензин сгорает и быстро расширяется при воспламенении, в то время как дизельное топливо сгорает гораздо медленнее. Можно утверждать, что различие приравнивается к быстрому удару поршня с большой силой против медленного толкания поршня вниз с большой силой. Как сравнительно большая длина хода двигателя, так и характеристики сгорания дизельных двигателей способствуют их щедрому номинальному крутящему моменту, хотя и за счет высокой мощности в минуту.

Стоимость владения

Стоимость владения является интересной темой в отношении соответствующих различий между бензиновыми и дизельными двигателями.Есть много факторов, которые должны быть приняты во внимание, включая использование транспортного средства, покупную цену, предполагаемый срок службы двигателя, эксплуатационные расходы и расходы на топливо. Во многих случаях автомобили с дизельным двигателем являются экономичной альтернативой бензиновым транспортным средствам. Аналогичным образом, во многих случаях бензиновый автомобиль представляет собой более экономичный вариант при оценке общей стоимости владения и эксплуатации в течение срока полезного использования транспортного средства.

Что касается грузовых автомобилей, дизельные двигатели в значительной степени предпочтительнее из-за их способности буксировать суда значительного веса и будут работать намного эффективнее, чем сопоставимые бензиновые двигатели в аналогичной категории производительности.Тем не менее, дизельные двигатели, как правило, обходятся дороже в обслуживании в связи с более строгими графиками обслуживания, большими объемами масла в картере и, в некоторых случаях, дополнительными издержками, вызванными сложностью современных двигателей. Покупатели дизельных транспортных средств также обычно сталкиваются с более высокими закупочными ценами. Другое важное соображение (как обсуждалось ранее) заключается в том, что дизельные двигатели обычно имеют [значительно] более длительный срок службы, чем бензиновые двигатели, главным образом в результате их прочной конструкции.

Выбросы выхлопных газов / побочные продукты сгорания

Различия в выбросах выхлопных газов между дизельными и бензиновыми автомобилями представляют интересную дискуссию, и, не слишком увлекаясь техническими аспектами, можно сделать вывод, что выбросы дизельных и газовых двигателей отличаются, но один не обязательно хуже другого. Вот разбивка по четырем важным категориям выбросов:

Выбросы окиси углерода (CO)

Окись углерода (CO) - бесцветный газ без запаха, который очень токсичен по своей природе.Окись углерода в потоке выхлопных газов превращается в CO2 с помощью катализатора; каталитический нейтрализатор (ы) на бензиновом двигателе и дизельный катализатор окисления (DOC) на дизельных двигателях. При сгорании бензина образуется более высокая концентрация угарного газа, чем в дизельных двигателях, хотя, как правило, нет непреодолимых споров в отношении выбросов CO от двух двигателей, поскольку существуют способы снижения выбросов угарного газа в обоих двигателях.

Выбросы углекислого газа (CO2)

Углекислый газ является «оригинальным» парниковым газом и, хотя он и превращается в кислород в результате жизнедеятельности растений, является основным фактором глобального потепления.Согласно Агентству по охране окружающей среды США (EPA), сжигание 1 галлона бензина в двигателе дает 19,59 фунтов CO2, а 1 галлон дизельного топлива - 22,44 фунтов CO2. Хотя дизельные двигатели производят больше углекислого газа на галлон потребляемого топлива, они также потребляют меньше топлива, чем дизельный двигатель сопоставимого размера, и, таким образом, обычно получают преимущество в этой категории выбросов.

Выбросы оксида азота (NOx)

«Закиси азота» - это промышленный термин, используемый для описания диоксида азота (NO2) и оксида азота (NO), которые представляют собой композиции атомов азота и кислорода.Выбросы NOx способствуют видимому «смогу» в нижних слоях атмосферы и, как известно, вызывают проблемы, связанные с дыхательной системой. Для людей с уже существующими заболеваниями, такими как бронхит и астма, закиси азота имеют тенденцию усугублять симптомы.

Закиси азота являются продуктами сгорания как в бензиновых, так и в дизельных двигателях, однако они значительно более заметны при сжигании дизельного топлива (особенно, когда двигатель работает на обедненной основе). В бензиновых двигателях выбросы NOx снижаются с помощью системы рециркуляции отработавших газов (EGR).В современных дизельных двигателях выбросы NOx также уменьшаются с помощью EGR, однако в дизельных двигателях дополнительно используется система селективного каталитического восстановления (SCR) для преобразования газов NOx в газообразный азот и водяной пар. Система SCR использует выхлопную жидкость на основе мочевины (DEF), чтобы обеспечить реакцию восстановления, которая происходит в катализаторе SCR. В результате этой системы последующей обработки, выбросы NOx заметно снижаются в дизельных транспортных средствах.

Выбросы твердых частиц

Как дизельные, так и бензиновые двигатели выделяют определенные углеводороды или частицы.Однако при сгорании дизельного топлива образуется значительно больше частиц (сажи), чем у бензина. Выхлопная сажа дизельных двигателей является известным канцерогеном и, следовательно, серьезной проблемой для здоровья. К счастью, отраслевые нормы значительно сократили выбросы твердых частиц дизельными двигателями благодаря использованию дизельных сажевых фильтров (DPF), которые на 99% эффективнее улавливают и обрабатывают эти частицы, и, таким образом, выбросы твердых частиц больше не являются серьезной проблемой при движении по шоссе. дизельные двигатели.

Дизель против газа | Преимущества и недостатки газовых / дизельных двигателей

Бензиновый двигатель

Дизельный двигатель

Преимущества

Низкие выбросы без необходимости обширного оборудования / устройств для контроля выбросов

Высокая тепловая эффективность (экономия топлива до 30%)

Легкий и сравнительно небольшой размер

Топливо характеризуется высоким содержанием энергии на единицу объема

Великолепная мощность в среднем диапазоне и высоких об / мин / крутящий момент

Гибкое соотношение воздух-топливо

Способен работать на высоких оборотах двигателя

Долгий срок службы, надежные компоненты двигателя

Низкие затраты на обслуживание и ремонт

Генерирует высокий крутящий момент при низких оборотах двигателя

Привлекательная стоимость владения / низкая первоначальная стоимость покупки

Отсутствие системы зажигания

Низкий уровень шума, вибрации и резкости

Двигатели работают охлажденными (редко перегреваются с правильно обслуживаемой системой охлаждения)

Топливо легко доступно

Хорошо подходит для непрерывной работы при высокой нагрузке в течение длительного времени

Конструкция двигателя хорошо подходит для малых и больших двигателей

Высокая стоимость при перепродаже

Недостатки

Ограниченный срок службы

Относительно большой размер и масса двигателя

Низкий тепловой КПД

Сравнительно высокая начальная стоимость покупки

Детонация (стук или "пинг") становится серьезной проблемой в двигателях с высокой степенью сжатия

Сравнительно высокая стоимость обслуживания и ремонта

Более низкая стоимость при перепродаже (в основном из-за ограниченного срока службы и более низкой желательности в определенных сферах)

Разбавление топлива является серьезной проблемой, не очень подходящей для остановки и продолжительного вождения или длительных периодов простоя

Летучесть топлива (большие проблемы безопасности с хранением и наполнением)

Ограниченная максимальная частота вращения двигателя

Большую полезную нагрузку (не вес прицепа) в грузовых автомобилях делают для снижения массы двигателя

Обширная, если не несколько обременительная система контроля выбросов (современные двигатели)

Этанол в бензине может быть вредным для топливных систем (Федеральные мандаты в США.С.А. требует, чтобы весь дорожный бензин смешивался с этанолом)

Не все заправочные станции перевозят дизельное топливо (хотя в любом месте найти дизельное топливо не особенно сложно)

,

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 мощь 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 энергию, 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 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.
,

Смотрите также


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