Двигатель дизельный это: Дизельные двигатели: виды, принцип работы, преимущества дизельных двигателей

Содержание

Что нужно знать про дизельный двигатель

Многие автомобилисты, которые уже выбрали дизельное транспортное средство, видят все преимущества и особенности. Однако у тех, кто только начинает использовать этот тип двигателя, может возникнуть много вопросов. Попробуем рассказать немного о дизельных двигателях.

Дизельные двигатели: история

Дизельный двигатель появился в 1824 г., когда физик и математик Сади Карно выдвинул теорию, что для повышения эффективности радиатора необходимо быстро сжимать среду внутри до точки воспламенения. Позже этот принцип был использован в качестве функции первого дизельного двигателя.

На протяжении многих лет над проектом дизельного двигателя работали несколько ученых, в том числе Герберт Акройд-Стуарт и Густав Тринклер. Однако только в 1887 году «Рудольфу Дизель» удалось создать первый практически осуществимый и эффективный прототип.

Изначально изобретатель считал, что лучшим топливом для этого двигателя будет угольная пыль, но из-за абразивных свойств и сложности подачи такого топлива в цилиндры ему пришлось отказаться от этой идеи.

С другой стороны, изобретение Diesel хорошо работало на растительных маслах и светлых нефтепродуктах.

С тех пор дизельные двигатели постоянно совершенствовались и модернизировались. Многие современные легковые автомобили и большая часть коммерческого транспорта оснащены этими мощными, надежными и эффективными силовыми агрегатами.

Принцип работы

Сегодня легковые автомобили, как правило, оснащаются 4-тактными двигателями. Их рабочий цикл состоит из 4 этапов: допуск, который соответствует вращению коленвала от 0 до 180o. В этот момент воздух поступает в цилиндр через открытый клапан.

Сжатие

Во время этого хода коленвал перемещается от 180oC до 360oC. Поршень сжимает воздух, уже присутствующий в камере, в 16–25 раз и увеличивает его температуру на 700-900oC.

Горение

На этом этапе, соответствует смещению коленвала на 360-540o, топливо впрыскивается и воспламеняется. Образующиеся таким образом вещества опускают поршень.

Выхлоп: при перемещении коленвала из исходного положения от 540 до 720 поршень поднимается вверх, и сжигаемые газы удаляются.

На дизельных двигателях топливо подается через инжекторный насос. Есть несколько типов насосов, используемых в современных транспортных средствах, они содержат пары поршней столько, сколько в цилиндре. Распредвал, соединенный с коленвалом, приводит в движение поршень, и поочередно открывает и закрывает впускные отверстия. Затем создается давление для открытия клапана впрыска, топливо идет в инжектор. Эти насосы надежны и устанавливаются на транспортные средства.

Распространение

Они включают в себя два поршня, которые выполняют возвратно-поступательные вращательные движения, распределяя топливо между цилиндрами. Это обеспечивает еще более равномерное распределение топлива, но при этом изнашиваются элементы. По этой причине распределительные насосы устанавливаются в основном в легковых автомобилях.

Насосы высокого давления

Они используются в топливных системах Common Rail для перекачки топлива в топливные системы, где поддерживается высокое давление независимо от режима работы двигателя. Использование этой системы повышает крутящий момент двигателя на 25% при малом вращении и снижает расход топлива на 20%.

Насосные форсунки

Каждому цилиндру соответствует инжектор насоса с функциями сжатия и впрыска. Использование этой системы повышает энергоэффективность автомобиля и снижает токсичность выхлопных газов, так как сам процесс впрыска осуществляется в 3 этапа. Предварительное впрыскивание обеспечивает плавное горение, а последующее впрыскивание способствует регенерации сажевого фильтра.

5 ключевых преимуществ дизельных двигателей

Они потребляют значительно меньше топлива — в среднем на 30% меньше, чем бензиновые двигатели. Это связано с высоким давлением в камерах зажигания, конструкцией двигателя, принципами его работы и рядом других факторов. Кроме того, в большинстве стран дизельное топливо дешевле бензина.

В дизельных двигателях топливо сгорает непрерывно, как только подается внутрь, обеспечивая высокий крутящий момент при малом вращении. Это улучшает сцепление с дорогой, динамику и управляемость автомобиля. Иногда они обладают высокой эффективностью — до 50%.

Благодаря свечам накаливания и тепловым инжекторам дизельные двигатели легко запускаются независимо от температуры окружающей среды. Они служат почти в два раза дольше бензиновых двигателей.

Дизельные двигатели: 9 правил для экспертов AutoDoc

Во избежание частого ремонта двигателя и топливной системы следуйте этим простым правилам: замените топливный фильтр и топливный/водоотделитель во времени. Дизельные компоненты очень чувствительны к механическим частицам и воде. Благодаря своей сложной конструкции форсунки и компоненты насоса легко засоряются, а сера в топливе смешивается с водой и превращается в серную кислоту, что негативно сказывается на компонентах двигателя.

Убедитесь, что вы используете качественное топливо. Высокое содержание серы в топливе низкого качества значительно сокращает срок службы и эффективность моторного масла и может привести к выходу из строя сажевого фильтра.

Избегайте вращения с высокой частотой: это создает дополнительное напряжение на двигателе. Всегда следите за тем, чтобы топливо было комнатной температуры. Дизельное топливо содержит парафин, который замерзает при низких температурах. Поэтому рекомендуется использовать зимнее топливо (для температур от -25oC до 0oC) или арктическое топливо, сохраняющее свою вязкость при температурах от -35oC до 0oC. На АЗС обычно указывается диапазон температур продаваемого топлива.

Тщательно выбирайте присадки к дизельному топливу. Если вы едете в районах со сложным климатом, антифриз прекрасно подойдет для вашего автомобиля. Имеются также присадки для увеличения крутящего момента и мощности двигателя за счет повышения эффективности сгорания воздушно-топливной смеси, а также чистящие средства для двигателя и топливных магистралей.

Альтернативное вождение в городских районах с поездками в сельскую местность, чтобы двигатель время от времени работал со скоростью 2500 об/мин. При таком режиме работы расходуются сажа и отложения углерода, что снижает риск растрескивания форсунок, прилипания поршневых колец и выхода из строя катализатора.

Двигатель с турбонаддувом не должен выключаться сразу после остановки автомобиля, дайте ему поработать на холостом ходу от 2 до 5 минут, чтобы дать турбине время остыть. Всегда покупайте моторное масло, рекомендованное производителем вашего автомобиля, и никогда не смешивайте смазки разной вязкости. Запускайте медленно, чтобы не повредить кольца внутри турбины.

Заключение

Современные дизельные двигатели экономичны и мощны. Несмотря на стереотипы, они экологичны. Автомобили с дизельными двигателями идеально подходят для поездок в сельскую местность, удобны для больших групп и семей и не ломаются даже при частом использовании. Они очень надежны на бездорожье, что объясняет их популярность среди любителей рыбалки, охоты и активного отдыха. Однако, если вы всегда хотели спортивный автомобиль, или стремились к ускорению или резкому торможению, дизельный автомобиль вам не подойдет: агрессивное вождение будет оказывать слишком сильное давление на двигатель.

Ремонт дизельного двигателя стоит дорого. Однако, следуя вышеизложенному совету, вы понимаете, что необходимость в ремонте возникает нечасто.

Фото: asroad.org

Турбодизель – Автомобили – Коммерсантъ

&nbspТурбодизель

Часть вторая

       В первой части статьи мы говорили о системах наддува двигателей внутреннего сгорания. Сейчас речь пойдет о дизельных двигателях.
       Если не слишком искушенному в технике человеку задать вопрос, чем дизельный двигатель отличается от бензинового, то ответы, скорее всего, будут такими: работает на солярке, обходится без свечей зажигания, больше шумит и при этом развивает меньшую мощность. Все это правильно, но…
       При слове «дизель» у человека с воображением обычно возникает картинка: весь в грязных потеках грубый механизм на мощной станине, который изрыгает клубы черного дыма и своим ревом заглушает все в радиусе нескольких десятков метров. Если уточнить, что речь идет о двигателе автомобиля, картинка получается не такой страшной, но не более привлекательной: по-прежнему нечто грязное, пахнет, гремит, в мороз не заведешь, машина тупая — за полчаса не разгонишься. ..
       Да, когда-то все так и было. Но с тех пор утекло немало солярки. Дизели сегодня прочно завоевали себе место не только на грузовиках, но и на легковых автомобилях, от самых массовых до вполне респектабельных. Все шире применяются дизели с турбонаддувом, автомобили с такими двигателями по основным параметрам не уступают машинам с привычными бензиновыми моторами.
       В таблице 1 в качестве примера приведены основные характеристики Volkswagen Passat GT TDI с 4-цилиндровым турбодизелем. Таким же двигателем комплектуются, кстати, и вполне престижные Audi A4 1.9 TDI и A6 1.9 TDI. Из таблицы видно, что единственное, в чем автомобиль с дизелем явно уступает, — это время разгона. 13,9 сек. до сотни все-таки многовато. Но бывают машины и пошустрее.
       Перед тем как рассматривать системы наддува дизельных двигателей, есть смысл остановиться на основных особенностях самих дизелей — для большинства наших автовладельцев они пока не слишком знакомы.

Дизель
       Этот тип двигателя получил свое название по имени немецкого инженера Рудольфа Дизеля, построившего в 1897 году первый мотор с самовоспламенением топлива. Конструктивно дизель очень похож на привычный бензиновый двигатель: те же цилиндры, поршни, распредвал, клапаны. Но имеется и ряд отличий, из которых главное, можно даже сказать принципиальное, заключается в том, что воспламенение топлива в дизеле производится не искрой от свечи зажигания, а за счет высокой температуры, которой достигает воздух в результате сжатия его поршнем в цилиндре.
       Второй важный момент — способ подачи топлива. В бензиновом двигателе рабочим телом является смесь бензина с воздухом. Смесь готовится заранее (в карбюраторе) или непосредственно в момент ее подачи в цилиндры (в системах впрыска) — главное то, что топливо подается вместе с воздухом, а поджигается и сгорает относительно гомогенная топливо-воздушная смесь.
       В дизельном двигателе подача топлива и воздуха происходит раздельно. Вначале в цилиндр всасывается воздух, затем он сжимается, и только после этого впрыскивается топливо, поэтому говорить о гомогенной топливо-воздушной смеси не приходится. Впрыск производится в конце такта сжатия, топливо и воздух фактически не смешиваются друг с другом, горение происходит на фронте впрыскиваемой в сжатый воздух струи топлива (рис. 1).
       Самовоспламенение топлива сопровождается резким, скачкообразным повышением давления в цилиндре — этим объясняется обычно шумная, жесткая работа дизельного двигателя. В низкооборотных дизелях с большим рабочим объемом, которые используются на грузовиках, этот недостаток проявляется в меньшей степени, и с ним мирятся. В дизелях легковых автомобилей от него пытаются избавиться применением форкамеры, или предкамеры, — небольшого отсека камеры сгорания, в который впрыскивается топливо. Там оно воспламеняется, частично перемешивается с воздухом, после чего горящая смесь распространяется по основному объему цилиндра.
       Этот способ несколько уменьшает жесткость работы двигателя, но снижает его тепловую эффективность и топливную экономичность, поэтому в современных дизелях легковых автомобилей от форкамеры отказываются. Примером может служить 2,5-литровый дизель с турбонаддувом, который в 1990 г. был применен на Audi 100. Двигатель с прямым впрыском, 5-цилиндровый, 120 л. с. и 265 Нм (2250 об./мин.). Расход топлива 5,7 л/100 км. Для более плавного воспламенения топлива использованы двухступенчатый впрыск и сложная электронная схема управления.
       Более свежий пример — 1,9-литровый атмосферный дизель с непосредственным впрыском мощностью 64 л. с., который Volkswagen собирается показать на Женевском салоне в этом году на Golf SDI. Отказ от форкамеры позволил на 12% улучшить и так неплохую экономичность двигателя: расход топлива составляет 4,9 л/100 км. Автомобиль Golf SDI с этим дизелем развивает скорость 156 км/час и разгоняется до сотни за 17,6 сек. (11,2 сек. до 80 км/час). Этот же дизель в турбированном варианте развивает мощность уже 90 л. с., потребляет 5,2 л/100 км и разгоняет Golf Cabrio TDI до 100 км/час за 13,3 сек. (8,8 сек. до 80 км/час). Максимальная скорость — 172 км/час.
       Очевидное отличие дизельных двигателей от бензиновых — используемое топливо. Дизельное топливо, в просторечии солярка или ДТ, — тяжелая керосино-газойлевая фракция нефти C10 — C14 (у бензинов C6 — C8). Характерной особенностью дизелей является наличие твердых частиц в отработавших газах. Из-за гетерогенности процесса горения на поверхности отдельных частиц топлива всегда наблюдается некоторый недостаток кислорода, в результате чего вместо их окисления происходит частичное термическое разложение с образованием твердых продуктов — сажи. Для хорошего сжигания дизельного топлива требуется значительное, даже избыточное количество воздуха.
       Ну и наконец, еще одна особенность — степень сжатия у дизеля в 2 раза выше, чем у бензинового двигателя. Высокая, не менее 14, степень сжатия необходима для того, чтобы температура воздуха в цилиндре поднялась до величины, достаточной для воспламенения топлива. Обычно в дизелях степень сжатия составляет 21-22 и ограничивается лишь прочностными характеристиками двигателя.
       Стоит отметить, что устройства для подачи топлива в дизельных двигателях значительно сложнее, чем в бензиновых. Их сложность определяется прежде всего тем, что приходится впрыскивать очень маленькие, всего несколько миллиграмм, порции топлива в среду с высоким давлением. Эти порции должны быть очень точно отмерены — именно количеством подаваемого топлива управляется работа дизеля. Для этого нужны быстродействующие и точные форсунки. Высокая степень сжатия дизеля требует применения соответствующих топливных насосов — давление в сопле форсунки должно достигать нескольких сотен бар. Все это усложняет и ощутимо удорожает систему подачи топлива и, соответственно, сам дизельный двигатель.
       Надо еще учесть, что почти все дизели до сих пор оснащаются механическими устройствами впрыска, ненамного отличающимися от тех, которые Bosch GmbH начала выпускать в 1927 году. Они уже почти изжили себя и скоро будут вытесняться гораздо более сложными устройствами с электронным управлением, индивидуальными для каждого цилиндра топливными насосами, совмещенными с форсунками, различными датчиками. Понятно, что стоимость таких систем тоже будет расти.
       К числу недостатков дизелей обычно относят большую шумность, более высокую стоимость и, главное, меньшую, при том же рабочем объеме, мощность.
       С шумностью пытаются справиться совершенствованием конструкции дизеля, изменением элементов его подвески, поговаривают даже о том, что двигатель можно капсулировать звукопоглощающим материалом. Стоимость — понятие относительное: заплатив за автомобиль больше при покупке, можно сэкономить на эксплуатации — это надо подсчитывать в каждом конкретном случае. А что касается мощности, то способ ее повышения известен — наддув.

Турбодизель
       Применение наддува в дизельном двигателе преследует ту же основную цель, что и в бензиновом — увеличить количество топлива, сжигаемого в единицу времени. Устройство и работу различных типов нагнетателей воздуха мы рассматривали в первой части статьи. Все они могут быть применены и на дизельном двигателе. Из графика, приведенного на рис. 2, следует, что механический нагнетатель Comprex обеспечивает наибольшее увеличение крутящего момента двигателя, особенно на низких, около 2000 об. /мин., частотах вращения, но общая характеристика при этом получается слишком острой. Нагнетатель Roots придает 1,2-литровому дизелю практически такую же характеристику крутящего момента, как у 1,6-литрового атмосферного бензинового двигателя. Характеристика, которую обеспечивает турбокомпрессор, занимает промежуточное положение: она достаточно плоская, а на средних (2000-4000 об./мин.) частотах вращения крутящий момент даже больше, чем с нагнетателем Roots.
       Механические нагнетатели сложнее и дороже, кроме того, благодаря некоторым особенностям работы дизеля к нему легче всего удается приспособить именно турбокомпрессор.
       Во-первых, как уже указывалось, подача воздуха в дизеле не связана с подачей топлива и не требует тонкой регулировки — чем больше воздуха, тем лучше. Во-вторых, диапазон рабочих оборотов — от холостых до максимальных — у дизеля меньше, соответственно, проще осуществляется управление турбокомпрессором, с этим вполне справляется обычный перепускной клапан в турбине. Кроме того, благодаря высокой степени сжатия давление отработавших газов дизеля в 1,5-2,5 раза выше — это делает эффективней работу турбины на низких оборотах.
       Все это объясняет, почему практически все, по крайней мере европейские, производители для наддува дизельных двигателей применяют именно турбокомпрессор. Исключением является, пожалуй, только японская Mazda, которая на модели 626 Wagon предлагает 4-цилиндровый дизель с нагнетателем Comprex, характеристики которого не особенно впечатляют: при объеме 1998 см куб. мощность и крутящий момент, соответственно, 75 л. с. (4000 об./мин.) и 169 Нм (2000 об./мин.).
       Есть и другие факторы, облегчающие применение наддува на дизелях. В отличие от бензиновых двигателей, где из-за опасности детонации степень сжатия при турбировании приходится уменьшать примерно на 20%, дизели к детонации не склонны, поэтому при применении наддува степень сжатия приходится снижать незначительно, всего на несколько процентов, а иногда можно обойтись и без этого.

Эксплуатация: плюсы и минусы
       К числу несомненных достоинств дизельных двигателей, как атмосферных, так и турбированных, относятся меньший, чем в бензиновых, расход топлива (примерно на 30%), нетребовательность к качеству топлива и экологическая чистота выхлопа. Дизельное топливо к тому же на 20-30% дешевле, хотя это сильно зависит от страны или региона.
       Меньшая мощность дизелей с успехом компенсируется, как мы видели, применением наддува. На рис. 2 видно, что 1,2-литровый турбодизель по мощностным характеристикам эквивалентен 1,6-литровому атмосферному бензиновому двигателю.
       В целом дизельный двигатель долговечен — его ресурс обычно на 20-30% больше, чем у бензинового. При турбировании ресурс, естественно, уменьшается, но не так сильно, как у бензинового, всего лишь на 10-20%. Иногда, как бы странно это ни звучало, турбирование может даже увеличить ресурс, например, при постоянной эксплуатации автомобиля в высокогорных районах, где атмосферному дизелю не хватает воздуха — наддув оптимизирует сгорание и позволяет избавиться от жесткой работы двигателя, снижая тем самым ударные нагрузки на его узлы и детали.
       Благодаря простоте схемы управления турбокомпрессором повышается надежность и снижаются расходы на обслуживание.
       В эксплуатации дизельных автомобилей есть некоторые особенности — неважно, турбирован их двигатель или нет. Главная из них — зимний запуск. По традиции многие считают, что дизель на морозе не запустишь. Это не так — если автомобиль рассчитан на эксплуатацию при низких температурах. Двигатель, например, Peugeot 405 при использовании соответствующего масла, зимней солярки и встроенных свечей накаливания для подогрева зоны впрыска пускается при температуре -32°С — доказано практикой. А вот в инструкции по эксплуатации Chevrolet Suburban с 6,5-литровым турбодизелем, который тоже оснащен свечами накаливания, уже при -18°С предлагается пользоваться электрическим нагревателем блока цилиндров с внешним, из розетки, питанием.
       Еще одна проблема, на которую иногда жалуются, — это загрязнение форсунок от плохой солярки. Но эта же проблема возникает и в бензиновых двигателях с системами впрыска топлива. Решить ее позволяет периодическая, строго по инструкции или даже чаще, замена топливного фильтра. Заодно это продлит и срок службы плунжерных пар.
       И наконец, стоимость. Как уже говорилось, дизель дороже. Но по сравнению со стоимостью самого двигателя стоимость турбокомпрессора относительно невелика, поэтому турбирование дизеля, значительно улучшая потребительские качества автомобиля, лишь ненамного увеличивает его цену.
       В таблице 2 приведены некоторые характеристики автомобиля Peugeot 306 XT, оснащенного разными двигателями — двумя бензиновыми с впрыском и турбодизелем примерно такой же мощности. Сравнение характеристик показывает, что турбодизельный вариант ни в чем не уступает бензиновым. Действительно, турбодизельная версия стоит дороже на $1000. Но подсчитано, что на ее эксплуатации, например, в Германии в год при пробеге 20 тыс. км экономится DM900. Для России годовая экономия только на топливе составила бы $250-300. С учетом долговечности дизельного двигателя и меньших расходов на его эксплуатацию первоначальные дополнительные затраты окупятся за 2-3 года.
       Некоторые могут возразить, что через такой срок автомобиль уже пора менять. Наверное, это правильно. Но не всем по карману. Да и покупать дизельный или турбодизельный автомобиль будут не любители острой спортивной езды, у которых машина все равно долго не живет, а те, кто предпочитает экономичность и надежность, пусть даже и несколько медлительную.

Виталий Струговщиков

Таблица 1.
       Характеристики Volkswagen Passat GT TDI


Двигатель турбодизель
Рабочий объем (см куб.) 1898
Мощность (л. с.) 90 (4000 об./мин.)
Крутящий момент (Нм) 202 (1900 об. /мин.)
Вес (кг) 1343
Максимальная скорость (км/ч) 178
Разгон от 0 до 100 км/час с 13,9
переключением передач (сек.)
Разгон от 60 до 100 км/ч на 11,6
4-й передаче (сек.)
Расход топлива (л/100 км) 5,0-8,8
Уровень шума в салоне при 100 км/ч (дБ) 67
Цена в Германии (DM) 43600


Таблица 2.
       Характеристики Peugeot 306 XT

Модель Peugeot 306 XT 1.6i Peugeot 306 XT 1.8i Peugeot 306 XTDT
Двигатель бензиновый с бензиновый с турбодизель
впрыском впрыском
Рабочий объем (см куб.) 1587 1762 1905
Степень сжатия 9,6 9,25 21,8
Мощность (л. с.) 88 (5600 об./мин.) 101 (6000 об./мин.) 92 (4000 об./мин.)
Крутящий момент (Нм) 135 (3000 об./мин.) 153 (3050 об./мин.) 196 (2250 об./мин.)
Полная масса (кг) 1570 1590 1630
Разгон от 0 до 100 км/ч 12,9 12,3 12,4
(сек.)
Максимальная скорость 180 185 180
(км/ч)
Расход топлива по 9,0 10,4 7,5
городскому циклу
(л/100 км)
Каталожная цена (шв. 22950 23500 24950
франки)



ДИЗЕЛЬ НА ЛЕГКОВОМ АВТОМОБИЛЕ — ЭТО НАДЕЖНО И ЭКОНОМИЧНО
Выносливый и экономичный автомобиль ВАЗ 21045 с дизельным двигателем приобретает популярность, особенно среди сельских автомобилистов
‹
›
Каждый год в стране прибавляется более миллиона легковых автомобилей. Основную массу по-прежнему составляют «Жигули», но и импортных машин становится все больше и больше (их ежегодный ввоз достигает 300 тысяч). Среди иномарок 15% приходится на машины с дизельными двигателями. Появились они и на ВАЗовских моделях. Самый распространенный дизельный автомобиль тольяттинского производства — ВАЗ 21045. Ставят дизели и на «Нивы». По заказу можно купить дизельную «Волгу» или УАЗ. Между тем многие автомобилисты с осторожностью относятся к машинам с дизельным двигателем. Опасения вызывают чаще всего элементарное незнание того, как этот двигатель работает, и распространенное мнение, что он годится лишь для грузовиков. Однако в дизельном автомобиле нет ничего сложного и тем более опасного. Это очень надежные, экономичные и неприхотливые машины.
Конструктивно дизель во многом схож с бензиновым мотором. Он также работает по четырехтактному циклу. Серьезное отличие — отсутствие в дизеле системы искрового зажигания и иной способ формирования рабочей смеси, ее воспламенения и сгорания. Если в бензиновом двигателе смесь образуется во впускной системе, попадает в цилиндры практически в готовом виде и воспламеняется искрой от свечи зажигания, то у дизеля на такте всасывания в цилиндр поступает чистый воздух. Там он сжимается (такт сжатия) и разогревается до температуры воспламенения топлива (700-800^oС). И только в этот момент в камеру сгорания под большим давлением (10-30 МПа) через форсунки впрыскивается топливо. Впрыск производит топливный насос высокого давления (ТНВД) — один из самых сложных и ответственных агрегатов двигателя. Это дает возможность использовать в качестве топлива более тяжелые фракции нефти (солярку) и работать на обедненных смесях, у которых выбросы окиси углерода меньше, чем у бензиновых фракций. Отсюда — меньшее загрязнение окружающей среды и более высокая экономичность дизельных двигателей.
Есть и еще одно отличие: число оборотов бензинового двигателя регулируют, изменяя расход воздуха, поступающего во впускной коллектор, а на дизелях изменяют подачу топлива. Кроме того, дизели развивают высокий крутящий момент в очень широком диапазоне скоростей вращения коленчатого вала (в отличие от бензиновых моторов), что немаловажно как для тяжелой техники и вездеходов, так и для легковых машин. Первым это помогает выбраться из грязи, вторым — сэкономить топливо.
Нельзя не отметить и такой положительный момент: дизельное топливо меньше, чем бензин, изнашивает стенки цилиндров, поршней и поршневых колец. Стук в поршневой группе и в клапанном механизме или повышенный угар масла у дизелей встречается куда реже, чем у бензиновых моторов. Так что хлопот с дизелями меньше, хотя масло нужно менять чаще.
Разумеется, у дизельных двигателей есть и недостатки. Главный из них — большой вес. При одинаковой мощности дизель почти на треть тяжелее бензинового мотора. Кроме того, дизель сильнее вибрирует и шумит. Объясняется это более высокой степенью сжатия (19-24 против 9-11) и быстрым ростом давления в камере сгорания в момент воспламенения смеси.
Все знают, что дизель трудно запускается на морозе. Для того чтобы предварительно прогреть воздух в камере сгорания, в момент запуска используют специальные свечи предварительного подогрева. После включения зажигания на них подается напряжение и начинается прогрев камеры. В это время на панели приборов включается желтая сигнальная лампочка, и, пока она не погаснет, двигатель заводить нельзя. На большинстве автомобилей сразу после запуска двигателя питание на свечах предварительного подогрева отключается, но на некоторых моделях в очень холодную погоду свечи продолжают работать еще 20-30 секунд после запуска.
Скорость вращения коленчатого вала дизельного двигателя ниже, чем у бензинового. Обычно он раскручивается до 4500-5000 об/мин и не более. Из-за этого при равном рабочем объеме мощность дизеля ниже. Чтобы уравнять мощностные характеристики дизельных и бензиновых двигателей, в дизелях стали использовать многоклапанные головки (вместо одного впускного и одного выпускного клапанов в них делают по два-три впускных и два выпускных клапана) и электронные системы управления подачей топлива.
Наибольшую настороженность у потенциальных покупателей, как правило, вызывает ТНВД. Существует распространенное мнение, что на морозе он часто ломается и может подвести в самый неподходящий момент. Между тем покупка автомобиля со сложной инжекторной электронной системой управления впрыском топлива и зажигания, которая ничуть не проще дизельного ТНВД, их не пугает.
Если вы все же решились приобрести автомобиль с дизельным двигателем, выбирая его, уделите основное внимание топливной системе. Особенно это касается подержанных автомобилей. Для начала попробуйте запустить холодный двигатель. В том случае, если это удается с трудом, причинами могут быть недостаточная компрессия в цилиндрах, неисправность форсунок или системы предварительного подогрева.
Выхлопные газы исправного, правильно отрегулированного дизельного двигателя практически бесцветны. Если же мотор дымит, то по их цвету можно судить о характере неисправностей.
Густой черный дым, идущий из выхлопной трубы, и громкий стук в двигателе свидетель ствуют о неисправности форсунок. Если черный дым есть, а двигатель не стучит, вероятнее всего, засорен воздушный фильтр или неправильно установлен момент впрыска топлива. Неисправность устраняется просто: воздушный фильтр надо почистить или заменить, а момент впрыска отрегулировать.
Если из выхлопной трубы идет голубоватый дым, значит, горит моторное масло. Причина чаще всего кроется в износе поршней или направляющих втулок клапанов. Ремонт такой неисправности обойдется дорого. Иногда при запуске и прогреве дизельного двигателя с непосредственным впрыском топлива голубой дым появляется, а затем пропадает. Это явление нормальное, беспокоиться не стоит.
Белый или бело-серый цвет выхлопных газов говорит о том, что, возможно, антифриз попадает из системы охлаждения в цилиндры. Чтобы устранить такую неисправность, придется как минимум заменить прокладку головки блока цилиндров. Работа не очень сложная, но дорогая. То же самое может возникнуть и при нарушении режима впрыска или неправильном распылении топлива форсунками. Потребуются как минимум очистка и регулировка форсунок. Если же белый дым пропадает после прогрева двигателя, значит, плохо работают свечи предварительного подогрева (на их замену потребуется 15 минут).
Об износе двигателя, как дизельного, так и бензинового, можно судить по состоянию шланга вентиляции картера, который идет от блока цилиндров или масляного картера к впускному коллектору или воздушному фильтру. Проверку проводят так: отсоединяют верхний конец шланга на работающем двигателе, и, если из него поднимается густой маслянистый «туман», это означает, что двигатель изношен. Подтверждением тому будет и наличие масла в воздушном фильтре или впускном коллекторе.
Недостаточная компрессия для дизеля более опасна, чем для бензинового мотора. Обнаруживается эта неисправность просто: если двигатель при работе издает прерывистый шум и раскачивается, но по мере прогрева «успокаивается», наверняка компрессия упала. Для проверки следует воспользоваться компрессометром, причем дизельным, со шкалой до 24-30 атмосфер. (Обычные компрессометры для бензиновых моторов имеют шкалу до 12-15 атмосфер.) Если компрессия окажется недостаточной, двигатель придется серьезно ремонтировать, а это удовольствие дорогое, лучше поищите другой автомобиль.
Если вы не обнаружили в машине, которую собираетесь купить, видимых недостатков, обязательно прокатитесь на ней. Проверьте по датчику температуры, не перегревается ли двигатель. Помимо банальных неисправностей системы охлаждения причинами перегрева могут быть неисправности форсунок или неправильная установка момента впрыска.
Ничуть не лучше, если мотор не прогревается до рабочей температуры. Это приводит к нарушению режима смазки механизмов двигателя и их быстрому износу. Косвенными признаками работы двигателя при низкой температуре охлаждающей жидкости могут служить белесые отложения на маслоизмерительном щупе, внутри воздушного фильтра и в шланге вентиляции картера.
Иногда случается, что дизельный двигатель самопроизвольно набирает обороты и не реагирует на нажатие педали газа. Это происходит, когда в топливную систему подсасывается воздух. Поиски неисправности сложны — нужно последовательно проверить всю систему.
Если же результаты осмотра и испытательного пробега удовлетворительны, в салоне не пахнет соляркой и на двигателе нет подтеков масла, машину можно покупать. Дизель прослужит долго.

Сокращение вредных выбросов: сколько еще протянет дизель?
2 августа 2017
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,
Британское правительство предлагает сделать так, чтобы «пистолеты» автозаправок остались только в музеях
Ассоциация германских автопроизводителей (VDA) договорилась с ведущими политиками Германии о мерах по сокращению вредных выбросов дизельных автомобилей.
Саммит VDA в Берлине продолжается. Некоторые обозреватели даже предрекали, что, вслед за Великобританией и Францией немцы объявят о прекращении продаж автомобилей с двигателем внутреннего сгорания с 2040 года.
Однако этого не произошло: в автоиндустрии Германии заняты 800 тысяч человек, это важная отрасль немецкой экономики, и никаких обязательств автоконцерны принимать на себя пока не будут.
Даже при том, что суд в Штутгарте — столице Mercedes-Benz и Porsche и одном из самых загрязненных немецких городов, — на днях поддержал запрет на въезд в город устаревших дизельных автомобилей.
Немцы в этом не одиноки: в Лондоне с 23 октября водители автомобилей, не отвечающих стандарту Евро 4 и выше, будут платить за удовольствие въехать в центр города 10 фунтов.
Париж, Мадрид, Афины и Мехико обещают к 2025 году вообще искоренить дизельные автомобили на своих улицах. Аналогичные планы продвигает и мэрия Осло.
Наступление на дизельный двигатель приобретает характер тотальной войны. Особенно приятно находиться по эту сторону баррикад тем, кто слушал советы британского, да и не только, правительства покупать автомобили с дизелем — как более экономичные и менее вредные.
Однако, как считает бывший заместитель главного редактора журнала «За рулем», а ныне — пилот раллийной команды «Газ Рейд Спорт» Вячеслав Субботин, говорить о полном исчезновении дизеля преждевременно. С ним беседовал владелец дизельного внедорожника Михаил Смотряев.
Вячеслав Субботин: Разговоры о кончине дизельного двигателя преждевременны и вообще несостоятельны. Дизельный мотор эффективнее бензинового, у него выше КПД, он использует топливо с большей теплотворной способностью. Это физика, ее обмануть нельзя.
Да, есть проблемы с токсичностью выбросов. Но они решаемы, сегодня-завтра их решат. И в конце концов гораздо быстрее решить задачу с токсичными выбросами, чем сконструировать совершенно новую батарею, которая обеспечит электромобилям такой же запас хода, как ДВС. Пока этого не произошло, и все ждут чуда — вот сейчас построят такую батарейку. Да не построят ее! Нет ее, не существуют, те батареи, что есть в телефонах — это все, чем нам приходится довольствоваться.
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,
Сколько батареек нужно, чтобы в один присест перевезти столько алмазоносной породы?
Поэтому дизельный мотор будет существовать. Положим, его не будет в Париже, в Лондоне, в Осло, потому что старые двигатели действительно засоряют город, это видно. Но это проблема, скорее, обслуживания и ремонта. За этим особо не следят: ну пыхает этот мотор — и славно, черный дым из выхлопной труды — да и ладно! А на самом деле, если все настроить, то все будет хорошо.
Европа — это не весь мир. Дизельный двигатель будет востребован, он эффективен, экономичен, у него большой ресурс, у него отличные характеристики для тяжелых автомобилей, в первую очередь, грузовых, и полноприводных легковых. С бензиновым мотором в грязь не сунешься, а дизель вывезет и в трудной ситуации.
Би-би-си: В Европе уповают на то, что «трудных ситуаций» вскоре не останется. Вообще возникает ощущение, что автопроизводители в той или иной форме идут на поводу у общественного мнения. Пять лет назад правительство Великобритании умоляло граждан покупать дизельные машины, потому что они производят меньше углекислого газа. Теперь внезапно оказалось, что главный враг — азотистые соединения в дизельном выхлопе, всех пересаживают обратно на бензин, а в перспективе — и вовсе на экологически чистую конную тягу. Сто лет назад автомобильные компании вершили судьбы Америки. Теперь же все наоборот. Что сталось, например, с водородными двигателями?
В.С.: Автомобильными компаниями, как бизнес-структурами, движет жажда наживы, и не более того. Общественное мнение их не слишком беспокоит, они будут делать то, что выгодно. Да, есть законы, которые трудно обойти. Ну, значит, там, где половина территории закатана в асфальт — там будут бензиновые двигатели, а там, где нет — автомобильные компании, которые вложили в дизель огромные деньги, будут их отбивать, и будут зарабатывать. Значит, дизельные машины будут продавать в Азию, в Африку, в Россию, туда, где в них есть реальная необходимость.
Знаете, это как с атомными электростанциями: можно во весь голос орать, что они с минуты на минуту взорвутся, но эффективность их высока, и самые развитые страны, те, кто смотрят в будущее, все равно занимаются ядерной энергетикой. Отказаться от нее — значит пойти на поводу у неучей. Так что дизельные двигатели никуда не денутся и будут продолжать развиваться.
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,
За будущее нефтяных компаний можно не опасаться?
Би-би-си: К вопросу о развитии: как не вспомнить нефтяные кризисы 70-х годов, в результате которых вместо, грубо говоря, трех скоростей в коробке передач у современного автомобиля как минимум шесть, а то и все девять. Если запретить дизели, а потом и вообще ДВС, то автоконцернам придется разрабатывать новые технологии и вкладывать в них куда больше, чем сейчас. Тогда, глядишь, и батареи новые появятся…
В.С.: Электрические автомобили — это будущее, вне всякого сомнения. Они эффективны, они требуют меньше обслуживания, они экономически более целесообразны. Не надо масло менять, не надо зазоры в клапанах регулировать, тормоза проверяй — и все. Посмотрите на Китай: половина Пекина ездит на электромобилях, а про скутеры и говорить не приходится. Только это эффективно для малых транспортных средств, для езды по городу.
А вот Америка показала, в каком направлении нужно двигаться сегодня и завтра. Они сделали грузовик Nikola One, названный в честь Никола Теслы. Он работает на водороде. Причем водородом заправляются баллоны, а генератор, используя этот водород и соединяя его с кислородом, производит электроэнергию, питающую электромоторы. Американцы уже начали строить водородные заправки. Вот по какому пути пойдет прогресс. Электрические машины — это так, по городу прошвырнуться, километров 40, а потом ищи розетку, да и время зарядки очень долгое. Презентация Nikola One прошла практически незамеченной, но, я думаю, легковые автомобили вскоре тоже начнут строить по этому принципу.
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,
Автомобили на водородных ячейках пока не могут составить конкуренцию электромобилям, хотя и превосходят их по многим показателям
Би-би-си: Лет пять-шесть назад Honda обкатывала легковые автомобили на водородном топливе в Калифорнии. Но современный мир, при его уровне автомобилизации, устроен так, что просто гениальной новой технологии недостаточно, под нее требуется инфраструктура — те же водородные заправки. Вот на днях Volvo объявила, что в 2019 году перестанет выпускать автомобили с двигателем внутреннего сгорания. Если бы за ней последовали все другие крупные автопроизводители, предложив сопоставимую альтернативу, то те же водородные заправки расплодились бы куда быстрее. Но автоконцерны этого не делают.
В.С.: В Америке эта инфраструктура появится, я не сомневаюсь, в первую очередь благодаря Nikola One — эта машина перевернет грузовые перевозки. Так что заправки будут. А будут заправки — появятся и легковые автомобили. Америка покажет нам, как нужно ездить.
Volvo может заявлять, что угодно: за их спиной стоят китайцы, огромный концерн Gee. Gee делает хорошие электромобили для города, у них есть потенциал, но он все равно ограничен. От двигателя внутреннего сгорания пока отказаться нельзя, ни по экономическим причинам, ни по эксплуатационным.
Би-би-си: Сколько, по-вашему, еще отмеряно ДВС в его современной форме?
В.С.: Я думаю, довольно долго. Предполагаю, лет 50 еще точно.
Какой двигатель лучше: бензиновый или дизельный? Отвечает моторист со стажем | Автохитрости
Здравствуйте Уважаемые подписчики и читатели моего канала! Сегодня будет тема, обсуждение которой уже превратилось в настоящую войну мнений. А именно — какой двигатель всё-таки лучше? Бензиновый или дизельный?
Я, как автолюбитель, в этом вопросе буду некомпетентен, так как на дизельных автомобилях я никогда не ездил (кроме фур, конечно).
Поэтому к решению этого спора я решил привлечь опытного моториста, который за весь свой трудовой стаж перебрал столько моторов, что он для себя уже давно решил какой двигатель лучше, а какой хуже.
Но было бы не справедливо, если бы сейчас начались расхваливание одного двигателя и унижение другого. Конечно такого не будет.
Я попросил ответить моториста на несколько вопросов и сравнить двигатели по нескольким критериям, чтобы собрать все плюсы и минусы этих «враждующих сторон» (двух двигателей), и вы смогли, наконец-то, для себя решить — автомобиль с каким двигателем будет лучше именно для вас.
Итак, поехали…
Принцип работы двигателей
Что бензиновый, что дизельный — они оба являются двигателями внутреннего сгорания.
В бензиновом двигателе устройство такое, что ТВС (топливовоздушная смесь) формируется перед цилиндром, а точнее во впускном коллекторе. В окончании такта сжатия смешиваются пары воздуха и бензина.
Эта смесь распределяется по всему объёму равномерно и в результате сжатия температура повышается до 500˚С, что гораздо ниже температуры воспламенения бензина. Тут на помощь приходит свеча зажигания, которая и даёт искру и помогает зажечь смесь.
Дизельный мотор отличается тем, что в самом цилиндре сжимается воздух, и не просто сжимается, а под давлением 30-50 бар. Итогом такого сжатия будет повышение температуры воздуха до 900˚С. В это же время перед верхней мёртвой точкой из форсунки распыляется дизельное топливо. При взаимодействии с воздухом и повышающейся температурой капли топлива испаряются и получается топливовоздушная смесь, которая в последующем самовоспламеняется и сгорает.
КПД двигателей и развиваемая мощность
КПД (коэффициент полезного действия) дизельного двигателя гораздо выше, чем у бензинового. Связано это с наиболее эффективным сгоранием топливовоздушной смеси за счёт повышенной степени сжатия.
Если у бензинового двигателя степень сжатия ровна 10 единиц, то у дизелей этот показатель в два раза больше! То есть 20 единиц. В среднем КПД дизельного двигателя больше на 40% по сравнению с бензиновым, и при всём этом у дизелей расход топлива на 20% меньше.
Но в мощности дизельные автомобили проигрывают бензиновым.
Шум двигателя
Шум от дизельного двигателя гораздо больше по сравнению с бензиновым. Связано это с высоким давлением при сгорании дизельного топлива.
Но, как правило, инженеры на стадии разработки автомобиля планируют усиленную шумоизоляцию салона. Поэтому в салоне шум двигателя не будет замечен.
Выхлопные газы
В плане экологии дизельные автомобили так же впереди. Систему выхлопа с каждым годом совершенствуют и доводят до норм Евро-4 и Евро-5. Современные модели стали оснащать сажевым фильтром, который дополнительно очищает выхлопные газы.
Безопасность
За счёт медленного испарения дизельное топливо меньше подвержено возгоранию. Так же стоит отметить, что в дизельных двигателях отсутствует система зажигания, а соответственно и катушки зажигания с высоковольтными проводами.
Эксплуатация двигателя
В теории дизельный двигатель долговечнее бензинового. Связано это с более прочными блоком цилиндров, коленчатым валом, поршней, ГБЦ. Так как при разработке идёт упор на высокую степень сжатия.
Но это всё в теории… На практике очень многое зависит от качества топлива. Дизельные двигатели наиболее прихотливы к его качеству.
В отличие от бензина дизель подразделяется на летние и зимние сорта. На летнем топливе при температуре –15˚С топливо начинает густеть и автомобиль попросту не заведётся. Так же дизельные двигатели дольше прогреваются, почувствовать тепло в салоне вы сможете только спустя около 10 минут. Поэтому если вы проживаете в местах, где преобладают сильные заморозки, то вам лучше выбрать бензиновые автомобили.
Зато дизельные двигатели не боятся воды, так как электричество они используют только для того, чтобы запуститься.
Обслуживание двигателя
В плане обслуживания не всё так однозначно. Владельцы дизельных автомобилей, из-за особенностей конструкции, должны чаще менять масла и фильтры. К тому же нужно чаще следить за компрессией в цилиндрах. В случае поломки ремонт дизельного двигателя выйдет дороже бензинового.
Но это всё окупается если вы покупаете автомобиль не на год, а как минимум лет на 5 и постоянно его эксплуатируя. За счёт низкого расхода топлива вы сэкономите больше, чем потратите на обслуживание.
Вывод
В качестве вывода я сделал таблицу, в которой обозначил все плюсы и минусы двигателей. А уж какой тип двигателя подойдёт вам — решайте сами.
Дизельные двигатели: кто они? | KolesaNews.RU
Двигатель, изобретенный в Германии в 1890 году Рудольфом Дизелем, известен своими выдающимися мощностями, долговечностью и экономией топлива.
C тех пор он приобрел популярность у производителей и его стали устанавливать на грузовики, автобусы и катера. За последние полтора десятилетия, маленький дизель становится все более популярным как двигатель для автомобилей (для примера: дизель установлен более чем на 50% автомобилей, продающихся в Европе). С изобретением низко-сульфатного «чистого» дизельного топлива в США, дизельные автомобили потихоньку возвращаются и на американский рынок.
Чем дизель отличается от бензинового двигателя
Бензиновые двигатели используют свечное зажигание. Такие двигатели работают на смеси бензина и воздух, сжимают его и зажигают смесь с помощью электрической дуги от свечи; газы после сгорание смеси производят работу (дают импульс силы шатунно-поршневой группе). Дизельный двигатель использует компрессию для воспламенения топливно-воздушной смеси. В результате сжатия давление и температура в цилиндре поднимаются и смесь воспламеняется.
Преимущества дизельных двигателей
Экономия топлива
Дизельные автомобили могут легко достигать такого же расхода топлива, как и гибридные авто, но при этом не используя какое либо вспомогательного оборудования, например автовыключение двигателей при остановке на светофоре, или шин с малым сопротивлением качению.
Крутящий момент
Дизель вырабатывает больший крутящий момент на меньших оборотах двигателя; маленьких 4-х цилиндровый двигатель может легко произвести крутящий момент, как большой 6-ти цилиндровый бензиновый двигатель. Это придает дизельным автомобилям превосходную мощность. В дизельных двигателях меньше лошадиных сил, потому что лошадиные силы- это функции скорости, а дизели имеют меньшую красную зону (максимальные рабочие обороты двигателя), чем бензиновые двигатели. Дизели делают из тяжелых компонентов, что сказывается на быстроте.
Старые двигатели двигатели в основной массе были малооборотными. На современные двигатели устанавливают турбонаддув, который дает им прибавку в мощности при тех же оборотах.
Долговечность
Дизельный двигатель менеетребователен к обслуживанию, чем бензиновый. Двигатели тяжелой техники часто проходят до миллиона километров между капитальными ремонтами, а дизельные автомобили часто легко преодолевают 300 000 км. отметку без каких либо проблем.
Альтернативное топливо
В отличии от бензиновых двигателей, дизели могут работать на не-нефтесодержащем топливе (биотопливо) без каких либо изменений в конструкции. Многие автопроизводители закладывают в свои двигатели возможность работы на 20% биодизеле (20% биодизель/80% нефтесодержащее топливо) без уменьшения заводской гарантии. Однако многие владельцы дизелей за рубежом заливают 100% биодизель, без каких либо проблем. Дизель может быть переведен на работу на растительном масле, но только придётся внести некоторые изменения в конструкцию двигателя.
Безопасность
Дизельное топливо менее летучее, чем бензин, и может загораться при определенном давлении и/или высокой температуре. Это делает дизельное топливо более безопасным, уменьшает шансы пожара или взрыва при повреждении бака при аварии.
Недостатки дизельных двигателей
Шумность
В отличии от бензиновых двигателей, которые становятся шумными от манипуляций с выхлопной системой, дизели шумны сами по себе. Но производители борятся с этим, постоянно усовершенствуя конструкции.
Дороговизна и масса
Дизели используют более высокую компрессию, чем бензиновые двигатели; они сжимают воздух до 1/25 от объема цилиндра (в противоположность бензиновым от 1/8 до 1/10 объема). Хотя они должны быть прочнее, чем бензиновые, что делает их тяжелее и более дороже в производстве. Дизели также используют систему непосредственного впрыска при высоком давлении, которая требует более дорогие компоненты, чем системы бензиновых двигателей.
Выхлоп
Хотя дизель был изобретен более века назад, система очистки выхлопа находится на ранней стадии развития. Несколько современных дизельных автомобилей полагаются на систему «AdBlue», систему базирующейся на мочевине, которая сокращает вредность выхлопа; эти автомобили имеют специальный бак, который необходимо заменять каждые 20 000 км.
Грязное топливо
Дизельное топливо грязное, плохо пахнет и тяжело смывается с одежды и рук. (Некоторые владельцы дизельных автомобилей одевают перчатки, когда заправляют автомобиль). Дизтопливо не испаряется также быстро, как бензин, так что земля вокруг дизельных заправок часто лоснящаяся.
Дымность
Дизельные машины имеют славу дымных, вонючих и медленных. (по правде говоря, дымность двигателя это признак грязного воздушного фильтра или неправильная работа топливной системы).
Related posts:
с Вашего собственного сайта.
Чем отличается дизельный двигатель от бензинового, в чем разница
Важным критерием при выборе автомобиля является его комплектация, особое внимание уделяется возможностям и характеристикам двигателя. Решить дилемму, какой двигатель лучший непросто, так как есть стремление не только отдать предпочтение лучшему, но и сэкономить. Те, кому довелось на собственном опыте испытать оба типа знают, что они отличны друг от друга как работой, так и особенностью ухода. Поэтому успешность выбора будет завесить не только от сопоставления их слабых и сильных сторон, условий использования, но личных предпочтений. Сегодня для приверженцев обеих разновидностей, производители оснащают одни и те же модели авто как бензиновым, так и дизельным мотором, чтобы был выбор. Считаются они двигателями внутреннего сгорания (ДВС), который был открыт в 1860 году французом Этьеном Ленуаром. Вся суть работы ДВС в том, что расходуемое топливо сгорает внутри, а уже позже мотор преобразует выделенное тепло в механическую энергию.
Сравнение дизельного двигателя и бензинового
Отличия и характеристики работы устройств
Рассмотрим чем отличается дизельный двигатель от бензинового по особенности работы. Конструкции обоих схожи, у того и другого есть поршни, шатуны и цилиндры. Также общими элементами выступают: смазки, газораспределения, система охлаждения, питание и кривошипно-шатунный механизм.
Дизельный двигатель содержит усиленные клапаны, коленвал, блок и головки цилиндров, поэтому по размеру и весу превышает. Значительные размеры предполагают восприятие больших нагрузок.
Кроме того, внутри цилиндра поршни имеют дополнительное компрессионное кольцо. Так как устроен он сложнее, то цена у него выше. Основное же отличие обоих моторов – это их топливо. По названию несложно понять, какой из них, что потребляет. Интересно, то, что дизтопливо меньше воспламеняемо, чем бензин, а это плюс к безопасности. Разница между бензиновым двигателем и дизельным имеется также в расположении камеры сгорания. У дизельного она находится на дне поршня, а у бензинового – в головке блока цилиндров.
Что касается формирования топливо-воздушной смеси, то этот процесс у них идет по-иному, а это отражается непосредственно на их службе. В дизельном моторе проникший воздух в цилиндр нагревается во время движения поршня вверх, температура способна подняться до 900 градусов, это происходит, потому что объём воздуха уменьшается, а давление увеличивается, иногда до 5 Мпа. Далее по форсункам под давлением 1500 кгс/см² заходит топливо и сразу возникает воспламенение от горячего воздуха. После чего происходит расширение, поэтому в цилиндре нарастает давление. Это издает сильный шум во время эксплуатации и при сгорании дизель выделят токсичные выхлопы, характеризующиеся неприятным запахом.
Дизельный двигатель
Однако стали появляться более укомплектованные модели, только хоть они и потерпели значительную модернизацию в изоляции звуков за последние десятилетие, но все еще отстают от бензиновых аналогов. Если гонять мотор на холостом ходу, то звуки отчетливо слышны, а если брать бензиновый мотор, то вообще непонятно запущен он или нет. Пропадает грохот у дизельных моторов, только когда достигнута нормальная скорость. А вот в отношении выделений изменений не видно. Как ни стараются компании по производству дизеля снизить в нем коэффициент серы, горючее все равно выделяет оксид азота (NOx) и твердые частицы с неприятным запахом.
Количество топлива и регулировку момента впрыска осуществляет основной узел дизельного двигателя – топливный насос высокого давления (ТНВД). Он работает даже на дешевых плохих по качеству маслах, потому что непривередлив к летучести горючего. А оттого что мощность аппарата контролируется подачей топлива, давление не падает на низких оборотах. Достигнуть неплохую мощность машина с дизельным двигателем способна уже при 2 тыс. оборотах.
Бензиновый двигатель
Если говорить о бензиновом агрегате, то его топливная смесь появляется в карбюраторе или во впускной системе инжектора, при попадании в цилиндр она сжимается, а воспламенение происходит за счет искры свечей зажигания. Дроссельной заслонкой, благодаря потоку воздуха, проходит регулировка мощности. Если сравнивать, то старт машины с бензиновым мотором не такой мощный, потому что топливный насос не дает высокого давления. Процесс проходит бесшумно, а выброс в атмосферу СО/СН, значительно ниже, чем у аналога. Кроме того, в случае диагностики бензиновые конструкции гораздо проще и быстрей осматривать. В плане топлива, при резких перепадах температур гораздо устойчивее.
Обратите внимание: в дизельные устройства при низких температурах (ниже -20 градусов) происходит сворачивание солярки. Поэтому такие двигатели не подходят для граждан северных регионов со среднесуточной температурой зимой от -25–30 градусов.
Так как у дизельных свечей нет зажигания, а топливо воспламеняется спонтанно от впрыскивания к сжатому давлению, то при -30 воздух в цилиндре не набирает нужную температуру нагрева и попросту не воспламеняет топливо. Поэтому для этого применяется технология, замеряющая температуру в цилиндрах, а также выпрыскивающая горючее в конце вращения мотора. Когда поршень находится вверху, то давление возрастает и воздух греется, в это же время вводится топливо. Кроме того, многие дизельные, как дополнительную меру имеют нагревательный элемент, поддерживающий необходимое тепло в блоке.
Установлен бензиновый двигатель
Обслуживание дизельного и бензинового двигателей
По конструкции дизельный гораздо прочнее и срок его эксплуатации значительно дольше. Однако есть проблема в плане топлива, так как российский дизель не самый лучший по качеству, этим он может подпортить работу мотора. Использование среднего по качеству топлива приводит к частой замене фильтров и масла. Если мотор сломался, его ремонт будет дорогостоящим, так как внутреннее устройство сложнее. Что касается бензинового, то он мощнее, а в плане топлива «всеяден». Запчасти для этого типа мотора легкодоступны.
Мощность, производительность и крутящий момент
У дизельных моторов больше крутящего момента, а вот у бензиновых больше лошадиных сил. Когда требуется ускорение и не важна грузоподъёмность, то подходит бензиновый мотор. За счет своей простой конструкции он может достичь горазда высоких пиков оборотов, а это дает возможность получить большее количество лошадиных сил, а после набрать разгон до 100 км/ч быстрее, чем дизельные. А вот если важна грубая сила тяги и масса буксируемого груза подходит больше дизель. Благодаря крутящему моменту дизель способен на крутых склонах легко тянуть грузы. Свой крутящий момент мотор показывает на низких оборотах.
Установлен модернизированный дизельный двигатель
Агрегат дизельного плана – более бюджетный вариант, в отличие от бензинового, так как уровень КПД может достигать 50%, а это существенная экономия топлива. Сегодня на многих европейских транспортных средствах стоит топливная система Common Rail, выводящая на сенсорную панель управления данные о времени и количестве подаваемого топлива. Происходит это за счёт установленных датчиков. Система ведет расчет с максимальной приближенностью до миллиграмма. Принцип подобного дозирования помогает плавно нарастать давлению, от этого мотор работает без трясок при переключении передач. Данная система снижает использование топлива на 20%, а крутящий момент повышает на 25%. По этой причине КПД дизельных устройств больше на 40%, нежели у аналогов.
Краткосрочные и долгосрочные обслуживания
Отличие дизельного двигателя от бензинового также заключается в частоте обслуживания. Часто проводить техническое обслуживание дизеля дорого, хотя фильтры и прокладки должны меняться регулярно. Что касается замены моторного масла, антифриза и свечей, то здесь у дизельного двигателя есть преимущество. Стоимость дизельного мотора легко окупаема за счёт длительной службы. Служит он в три раза дольше, чем его аналог. Двигателю нужно отработать в районе 200 тыс. км, чтобы он потребовал капитальный ремонт.
Устройство системы питания двигателя ЮМЗ, Д-65
Разница в эксплуатационных характеристиках
Не менее значимыми показателями выступают: потребление горючего и степень сжатия. Расход топлива – показатель экономичности. Он показывает, сколько топливо расходуется при мощности в 1кВ. за час. Дизельные аппараты расходуют – 200 до 230 г, а бензиновые выше – 265–305 г. Дизельные устройства никогда не глохнут на низких оборотах, очень часто это происходит с их аналогами, когда тяга на низких оборотах уменьшена. Второй показатель, говорит о том, во сколько раз сжимается смесь в цилиндре во время работы. Дизельные имеют степень сжатия 13 – 25 единиц, а вот показатели бензинового изредка переваливают за 12 единиц.
Плюсы и минусы, обобщаем и сравниваем
Начнем с плюсов бензинового мотора:
цена за запчасти не бьет по карману;
устойчив к плохому топливу;
не издает шума;
трудится исправно в минусовую погоду;
высокая мощность;
легко добыть детали, а также провести ремонт в любом сервисе.
Схема бензинового двигателя
Плюсы дизельного двигателя:
стоит приемлемо;
нет системы зажигания;
в выхлопах меньше угарного газа;
не так воспламеняемо, как бензин;
горючее выполняет двойную функцию, как топливо и смазка;
расход дизеля небольшой;
хорош на бездорожьях;
не боится загрязнений и влаги;
высокий КПД;
имеет большие тяговые усилия на низких оборотах.
Пробежимся по минусам бензинового мотора:
потребляется взрывоопасное топливо;
работает недолго;
выделяет выхлопы;
большой расход топлива;
ломается гораздо чаще.
Минусы дизельного мотора:
требуется топливо высокого качества;
малая мощность;
не все сервисы берутся обслуживать дизельные моторы;
массивные габариты двигателя;
цена за ремонт высокая;
сопровождение шумами;
зимой, если не брать во внимание советы по использованию может возникнуть загвоздка при запуске. Только качественное топливо обеспечивает работу двигателя и при –55 0С;
иногда не тянет высокую скорость и большие обороты.
Турбированный дизельный двигатель
Сравнение стоимости 1 км пути
Если рассматривать отличия дизеля от бензина, то в городских условиях он, имеет средний показатель —5,8 литров/100 км, а вот бензин – 9,2 литра/100 км. То есть транспортное средство на дизеле, на 1 км потребляется 0,058 л., а на бензине – 0,092 л.. Чтобы подсчитать, сколько обойдется один километр пути по цене, берем стоимость топлива и умножаем на приведенные нами коэффициенты – 0,058 для дизеля и 0,092 для бензина. Получаем цены и сравниваем. Выходит, что дизель экономичнее.
Заключение
Итак, узнав, чем отличается бензин от дизеля, стало еще сложнее сделать выбор в пользу лучшего двигателя. Поэтому конечно, стоит опираться на: особенности местности, где будет эксплуатироваться автомобиль, тип езды, планы на использования и предпочитаемое топливо.
Интересное по теме:
загрузка. ..

Facebook
Twitter
Вконтакте
Одноклассники
Google+
История дизельного двигателя — мощность вашего грузовика
Дизельный двигатель — это рабочая лошадка вашего грузовика, двигатель, от которого зависит судоходство и экономика США. Когда он работает, он издает чудесный грохот, а запах выхлопных газов для Jarrett Fleet Services — как духи!
Давайте исследуем историю дизельного двигателя и выясним, что делает его таким важным изобретением.
Рудольф Дизель, известный как изобретатель двигателя, носящего его имя, родился в Париже, Франция, в 1858 году.С ранних лет Дизелю было любопытно, как все работает. Когда ему было всего 14 лет, он написал родителям письмо, в котором сообщил, что хочет стать инженером. После изучения инженерного дела в нескольких разных школах он получил стипендию Королевского баварского политехнического института Мюнхена.
Когда он был студентом в Мюнхене, один из его профессоров позволил Дизелю помогать ему на ледяной и холодильной установке. Всего за год Дизель стал директором завода и помог управлять исследованиями и разработками, в которых у него появился интерес к термодинамике.На этом этапе он решил разработать двигатель внутреннего сгорания и работал над этой идеей несколько лет.
В разгар промышленной революции пар был основным источником энергии для заводов и поездов, и наиболее важные изобретения включали применение и использование энергии пара. Но паровые машины потребляли много угля, были дорогими и крайне неэффективными.
Компания
Diesel представила двигатель, который будет очень эффективным и будет преобразовывать выделяемое тепло в энергию, и приступил к проектированию того, что станет дизельным двигателем.В 1885 году Дизель открыл свою первую мастерскую в Париже, где работал над двигателем внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Процесс шел медленно и длился 13 лет, за это время он получил несколько патентов на свое изобретение.
Он представил прототип в 1893 году, а первая серийная модель была создана в 1897 году. Дизель смог показать КПД 26,2% с двигателем, что по сравнению с паровыми двигателями того времени было вдвое эффективнее. Двигатель сразу же имел успех.К 1898 году Дизель стал миллионером, и следующие несколько лет он провел, улучшая свои конструкции.
Но проблема первых дизелей в том, что они были ненадежными. Было продано много двигателей, но многие из них были возвращены обратно, что поставило Дизеля в финансовые затруднения, от которых он так и не оправился.
Проблемы Дизеля привели к нервному срыву, и в 1913 году он загадочным образом исчез с корабля, направлявшегося в Англию. Когда срок действия патентов Дизеля начал истекать, несколько других взяли его изобретение и развили его дальше.
В 1925 году Альфред Бючи добавил технологию турбонаддува к дизельному двигателю и повысил его эффективность более чем на 40%. В 1927 году изобретатель и промышленник Роберт Бош усовершенствовал топливные насосы, что помогло еще больше повысить экономию топлива и эффективность дизельных двигателей. В современных дизельных двигателях до сих пор используются эти принципы и технологии.
К 1960-м годам дизельные двигатели были основным источником энергии для коммерческих грузовых автомобилей, а с середины 2000-х годов дизели были усовершенствованы, чтобы сократить выбросы и сделать их более экологически чистыми.
Итак, в следующий раз, когда вы заведете свой грузовик и услышите этот невероятный грохот мощности, помните, что потребовалось более 130 лет, чтобы превратить дизельный двигатель из идеи в движущую силу, которая движет ваш грузовик и прицеп. Если вам когда-либо понадобится помощь в обслуживании вашего дизельного двигателя или вам потребуется срочный ремонт дизельного двигателя, Jarrett Fleet Services всегда к вашим услугам! Мы близко к I-71, I-76, I-77, I-80 или I-271 в 8860 Wooster Pike Seville, OH 44273, или позвоните нам по телефону 330-925-5339.
Под кожей: почему дизельные двигатели всегда будут эффективнее бензиновых
Дизельные двигатели более экономичны, чем бензиновые, которые до сих пор не догнали, несмотря на такие достижения, как прямой впрыск. Так в чем же разница между бензиновыми и дизельными двигателями и как работают дизели?
Во-первых, дизельное топливо и бензин поступают из одного источника — сырой нефти. Оба они представляют собой жидкое углеводородное топливо, но дизельное топливо по своим свойствам отличается от бензина. Дизель более плотный, чем бензин, и содержит примерно на 15% больше энергии по объему. Это означает, что, выбрав литр за литр, вы в буквальном смысле получите больше отдачи от затраченных средств.
Но это еще не все. Дизельные двигатели по-прежнему намного эффективнее бензиновых в преобразовании топлива в механическую энергию.Фактически, с учетом энергетического преимущества самого топлива, дизели делают это на 40% эффективнее. Оба типа двигателей классифицируются как «тепловые», поскольку они преобразуют тепловую энергию топлива в механическую. Но дизели имеют более высокий тепловой КПД, чем бензиновые двигатели, что означает, что они преобразуют больше тепла в механическую энергию и меньше выбрасывают в окружающую среду.
Дизельные двигатели работают за счет настолько сильного сжатия воздуха в небольшом пространстве сгорания, что он становится достаточно горячим, чтобы дизельное топливо спонтанно воспламенялось при впрыске.Бензиновый двигатель использует искру для воспламенения при более низкой степени сжатия. Более высокая степень сжатия дизельного двигателя означает, что у него высокая степень расширения — разница между сжатым пространством и пространством, открывающимся, когда поршень достигает нижней точки своего хода. Это означает более высокую эффективность.
Дизельные двигатели также не дросселируются. Большинство бензиновых двигателей ограничивают количество воздуха, поступающего в двигатель, потому что соотношение воздух-топливо должно оставаться на оптимальном уровне 14.7: 1, поэтому количество топлива и воздуха, поступающих в двигатель, регулируется. Дизельный двигатель работает на очень бедной смеси (гораздо больше воздуха) и может всасывать столько воздуха, сколько хочет, управляя мощностью только путем впрыска большего или меньшего количества топлива. Бензиновый двигатель пытается всосать такое же количество воздуха при малых открытиях дроссельной заслонки, но не может, что приводит к «насосным потерям». Это как сосать раздавленную соломинку: двигатель не может победить, но пытается тратить энергию. У дизельного двигателя без дроссельной заслонки этой проблемы нет, что также увеличивает эффективность.
Дизельные двигатели — Engineer-Educators.com
Дизельный двигатель аналогичен бензиновому двигателю, используемому в большинстве автомобилей. Оба двигателя являются двигателями внутреннего сгорания, то есть сжигают топливно-воздушную смесь в цилиндрах. Оба являются поршневыми двигателями, приводимыми в движение поршнями, перемещающимися в двух направлениях в поперечном направлении. Большинство их частей похожи. Хотя дизельный двигатель и бензиновый двигатель работают с одинаковыми компонентами, дизельный двигатель по сравнению с бензиновым двигателем равной мощности тяжелее из-за более прочных и тяжелых материалов, используемых для противодействия большим динамическим силам от более высокого давления сгорания, присутствующего в дизельном топливе. двигатель.
Более высокое давление сгорания является результатом более высокой степени сжатия, используемой в дизельных двигателях. Степень сжатия — это мера того, насколько двигатель сжимает газы в цилиндре двигателя. В бензиновом двигателе степень сжатия (которая контролирует температуру сжатия) ограничена воздушно-топливной смесью, поступающей в цилиндры. Более низкая температура воспламенения бензина приведет к его воспламенению (горению) при степени сжатия менее 10: 1. У среднего автомобиля степень сжатия 7: 1.В дизельном двигателе обычно используются степени сжатия от 14: 1 до 24: 1. Возможны более высокие степени сжатия, потому что сжимается только воздух, а затем впрыскивается топливо. Это один из факторов, который позволяет дизельному двигателю быть таким эффективным. Степень сжатия будет обсуждаться более подробно позже в этом модуле.
Еще одно различие между бензиновым двигателем и дизельным двигателем заключается в способе управления частотой вращения двигателя. В любом двигателе скорость (или мощность) напрямую зависит от количества топлива, сожженного в цилиндрах.Бензиновые двигатели имеют автоматическое ограничение скорости из-за метода, который двигатель использует для управления количеством воздуха, поступающего в двигатель. Частота вращения двигателя косвенно регулируется дроссельной заслонкой в карбюраторе. Дроссельная заслонка в карбюраторе ограничивает количество воздуха, поступающего в двигатель. В карбюраторе скорость воздушного потока определяет количество бензина, которое будет смешано с воздухом. Ограничение количества воздуха, поступающего в двигатель, ограничивает количество топлива, поступающего в двигатель, и, следовательно, ограничивает скорость двигателя.Ограничивая количество воздуха, поступающего в двигатель, добавление большего количества топлива не увеличивает частоту вращения двигателя сверх точки, в которой топливо сжигает 100% доступного воздуха (кислорода).
Дизельные двигатели не имеют автоматического ограничения скорости, поскольку количество воздуха (кислорода), поступающего в двигатель, всегда является максимальным. Следовательно, частота вращения двигателя ограничивается исключительно количеством топлива, впрыскиваемого в цилиндры двигателя. Следовательно, в двигателе всегда имеется достаточно кислорода для сгорания, и двигатель будет пытаться разогнаться, чтобы соответствовать новой скорости впрыска топлива.Из-за этого ручное управление подачей топлива невозможно, поскольку эти двигатели в ненагруженном состоянии могут ускоряться со скоростью более 2000 оборотов в секунду. Дизельным двигателям требуется ограничитель скорости, обычно называемый регулятором, для контроля количества топлива, впрыскиваемого в двигатель.
В отличие от бензинового двигателя, дизельный двигатель не требует системы зажигания, потому что в дизельном двигателе топливо впрыскивается в цилиндр, когда поршень достигает верхней точки своего такта сжатия.Когда топливо впрыскивается, оно испаряется и воспламеняется из-за тепла, создаваемого сжатием воздуха в цилиндре.
Дизельный двигатель — двигатели, сгорания, топливо и тепло
Дизельные двигатели
относятся к классу двигателей внутреннего сгорания , в которых топливо сжигается внутри, а продукты сгорания используются в качестве рабочего тела. В отличие от двигателей с искровым зажиганием (SI), используемых в большинстве современных автомобилей, в которых предварительно смешанная топливно-воздушная смесь воспламеняется электрической искрой, дизельные двигатели характеризуются самопроизвольно инициированным процессом сгорания, при котором воспламенение происходит за счет очень высокой мощности. температура сжатый воздух.Небольшое количество дизельного топлива впрыскивается в конце такта сжатия в цилиндр, где топливо самовоспламеняется. Из-за более высокого фактического КПД по сравнению с двигателями SI, требующими предварительного зажигания, дизельные двигатели в основном используются в транспортных средствах большой грузоподъемности, таких как грузовики, корабли, локомотивы и т. Д.
Дизельные двигатели были впервые разработаны Рудольфом Дизелем (1858-1913) в конце девятнадцатого века. Первоначальная концепция заключалась в создании многотопливного двигателя и использовании угля в качестве основного топлива. Однако по какой-то причине дизельные двигатели, работающие на угле, пока вызывают лишь эпизодический интерес со стороны промышленности (например, когда цены на мазут высоки), большинство используемых в настоящее время дизельных двигателей основаны на топливе petroleum . Это четырехтактные двигатели со скоростью от нескольких сотен до примерно тысячи оборотов в минуту. Помимо поршней, цилиндров, коленчатого вала и различных клапанов, дизельные двигатели также оснащены системами управляемого впрыска топлива, выхлопными системами, системами охлаждения и т. Д.Достаточная смазка необходима для предотвращения чрезмерного износа различных деталей двигателей. Поскольку предварительное зажигание не требуется, этап сжатия может быть продолжен для достижения более высокого давления или более высокой степени сжатия , чем в двигателях SI. В результате получается сжатый воздух с температурой Рис. 1. Типичная диаграмма давление-объем (P-V) для стандартного воздушного цикла дизельных двигателей. Иллюстрация Ганса и Кэссиди. Предоставлено Gale Group. Цикл сгорания дизельного двигателя. Иллюстрация Ганса и Кэссиди. Предоставлено Gale Group. превышение точки воспламенения впрыскиваемого топлива для самовоспламенения. Для достижения высокой эффективности сгорания топливные форсунки должны втягиваться и хорошо смешиваться с воздухом, воспламеняться и гореть менее чем за одну миллисекунду, когда они ударяются о стенки холодной камеры сгорания. Характеристики двигателя тесно связаны со степенью сжатия, скоростью поршня, наддувом, турбонаддувом и т. Д., А размер двигателя обычно определяется номинальной мощностью (т.е.е., лошадиные силы; например, 20 000 л.с. применимы для судовой двигательной установки). В принципе, одна и та же рама двигателя может быть рассчитана на разную мощность за счет изменения количества цилиндров (10, 12, 16 цилиндров и т. Д.).
В действительности, поскольку топливно-воздушная смесь сгорает, а продукты сгорания выбрасываются, процесс производства work путем сжигания в дизельных двигателях является сложным и нецикличным. Однако для его анализа реальную работу часто приблизительно представляют циклическим процессом, называемым «дизельным циклом».«С точки зрения термодинамики , рабочим телом считается воздух, стадии сжатия и расширения предполагаются адиабатическими (без потери или увеличения тепла, ) и обратимыми, а такты сгорания и выхлопа заменяются ступенями поглощения тепла с постоянным давлением и отвода тепла с постоянным объемом. путь 1-2 и его температура существенно повышается.В точке 2, где поршень начинает реверсировать свое движение , топливо впрыскивается и добавляется медленно, так что сгорание начинается и поддерживается при постоянном давлении по пути 2-3. После завершения сгорания происходит рабочий ход, то есть по пути 3-4, где продукты сгорания с высокой температурой и высоким давлением расширяются, создавая механическую работу. Затем выпускной клапан открывается, отработанные продукты сгорания и отработанное тепло отводятся, а давление быстро снижается по пути 4-1. Таким образом, в каждом цикле работы двигателя выполняются типичные четыре такта. Тепловой КПД цикла может быть получен из произведенной чистой работы, разделенной на тепло, поглощенное в течение всего циклического процесса.
В целом дизельные двигатели можно рассматривать как поршневой агрегат и рабочую машину. Их рабочий цикл аналогичен таковому в двигателях SI, которые основаны на цикле Отто (в честь немецкого изобретателя первого двигателя внутреннего сгорания, выпущенного в середине 1860-х годов); однако для последних требуется внешний инициатор сгорания, и сгорание происходит в условиях почти постоянного объема, что отличается от пути 2-3, как показано на рисунке 1.В этих двигателях химическая (молекулярная) энергия топлива (углеводородов) выделяется в процессе сгорания. Энергия выделяется в виде тепла, и часть тепла впоследствии преобразуется в полезную работу или механическую энергию. Из-за потери тепла во время процесса постоянно проводились исследования и разработки в области конструкции камеры, новых покрытий для колец и гильзы, контроля выбросов , альтернативных видов топлива и связанных с ними компрессоров и технологий турбины для повышения эффективности преобразования. .Как и следовало ожидать, дизельные двигатели будут продолжать находить множество применений в будущем, например, для выработки электроэнергии, а также на суше, на море и на транспорте самолетов и .
Почему дизельные двигатели эффективнее бензиновых
Степень сжатия играет такую же большую роль в топливной эффективности, как и любой другой фактор сгорания двигателя. Дизельные двигатели на 25-35 процентов более экономичны, чем бензиновые двигатели сопоставимого размера. Если у двух автомобилей есть двигатели одинакового размера, но у одного дизельный двигатель, а у другого бензиновый, автомобиль с дизельным двигателем проедет четыре (4) мили на том же количестве топлива, что и бензиновый двигатель проедет три (3).И эти цифры скромные.
Небольшие дизельные двигатели нередко преодолевают 50 миль на галлоне бензина. Бензиновый двигатель такого же размера обычно проезжает не более 32,5 миль на галлон. То есть бензиновый двигатель нередко имеет две трети (⅔) топливной эффективности дизельного двигателя.
«Дизельные двигатели более экономичны и имеют более низкий крутящий момент, чем бензиновые двигатели аналогичного размера, а дизельное топливо содержит примерно на 10-15% больше энергии, чем бензин.Таким образом, дизельные автомобили часто могут проехать на галлоне топлива на 20–35% больше, чем их бензиновые аналоги. Кроме того, современные автомобили с дизельным двигателем намного лучше дизельных двигателей прошлого », — поясняет Министерство энергетики США.
Достаточно сказать, что статистика, показывающая, что дизельные двигатели имеют значительно больший расход топлива, чем бензиновые двигатели сопоставимых размеров, не вызывает сомнений. Дизельные двигатели более экономичны, чем бензиновые. Причина? Сам дизель и дизельные двигатели, конкретно степень сжатия дизелей.
Плотность топлива и топливная эффективность
Что касается того, почему дизельные двигатели более эффективны, чем бензиновые, полный ответ включает физические и инженерные концепции, такие как тип воспламенения топлива, диффузия пламени, степень сжатия и термический КПД. Но попросту есть два фактора, которые определяют топливную экономичность. Первый — это плотность топлива, количество энергии в галлоне или литре топлива. Плотность энергии топлива чрезвычайно трудно изменить в массовом масштабе.Топливо — дизельное топливо, бензин, этанол, биодизель, природный газ, пропан и т. Д. — либо имеет высокую плотность, либо ее нет.
Плотность топлива сильно изменить сложно. Топливо бывает легким или тяжелым.
Плотность топлива важна не только потому, что это количество энергии в галлоне или литре топлива, но и в плотности топлива, потому что она определяет конструкцию и конструкцию двигателей внутреннего сгорания. Плотность топлива позволяет проектировать двигатели, которые повышают топливную эффективность и сокращают выбросы.Но именно плотность топлива ограничивает возможности конструкции двигателя с точки зрения топливной экономичности и сокращения выбросов.
Определение плотности топлива
Плотность топлива, также известная как плотность в градусах API, представляет собой массу топлива в масштабе объема. Причина, по которой плотность топлива важна для химического состава топлива, заключается в том, что плотность топлива является показателем содержания ископаемого топлива, типов и размеров углеводородов, а также загрязнителей топлива.Тяжелые виды топлива, такие как мазут и бункерное топливо, чрезвычайно плотны, но значительная часть плотности связана с загрязнителями. Легкие виды топлива, такие как газовое топливо и бензин, имеют низкую плотность топлива, но также содержат мало загрязняющих веществ. По сравнению с другими видами ископаемого топлива дизельное топливо имеет средний вес. Обычно единственным значимым загрязнителем в дизельном топливе является сера.
Дизель представляет собой совокупность больших углеводородных молекул и молекулярных цепочек. Более крупные и длинные углеводороды являются причиной того, что дизельное топливо менее летучее, чем бензин, пропан, природный газ и этанол, a.к.а. легкие дистиллятные топлива. Легкие дистиллятные топлива имеют небольшие молекулы и короткие молекулярные цепи, молекулы и цепи, которые очень летучие.
«Бензиноподобные топлива обычно состоят из относительно небольших (т.е. углеродное число в диапазоне 5–10) разветвленных или циклических углеводородов. Эти молекулярные структуры обладают высокой прочностью связи и, следовательно, низкой химической реакционной способностью (например, высоким октановым числом). Напротив, дизельное топливо обладает высокой реакционной способностью из-за длинных насыщенных молекулярных структур (т.е. число атомов углерода в диапазоне 10–20) и, таким образом, легко самовоспламеняется, что затрудняет достижение LTC ».
Хотя легко предположить, что чем горючее топливо, тем больше энергии оно производит, но это не так.
Хотя бензин более летуч и воспламеняется / сгорает / горит легче, чем дизельное топливо, у дизельного топлива больше энергии. В весовом масштабе дизельное топливо и бензин имеют примерно одинаковую плотность энергии. Но дизельное топливо более плотное, чем бензин, что означает, что в масштабе объема — галлонах или литрах — дизельное топливо содержит больше энергии. Плотность топлива дизельного топлива на 13-18 процентов больше, чем у бензина.
По данным Европейского союза автопроизводителей, «дизельное топливо плотнее бензина и содержит примерно на 15% больше энергии по объему (примерно 36,9 МДж / литр по сравнению с 33,7 МДж / литр). С учетом разницы в плотности энергии общий КПД дизельного двигателя все еще примерно на 20% выше, чем у бензинового, несмотря на то, что дизельный двигатель также тяжелее ».
Поскольку дизельное топливо более энергоемкое, чем бензин, каждый галлон дизельного топлива может генерировать больше энергии и больше работы.Поскольку дизельное топливо содержит больше энергии на галлон, дизельные двигатели перемещаются дальше на галлон. Другими словами, поскольку дизельное топливо содержит больше энергии, чем бензин, дизельные двигатели более экономичны, чем бензиновые.
Плотность топлива, степень сжатия, тепловая эффективность, топливная эффективность
В дополнение к тому факту, что дизельное топливо имеет больше энергии в масштабе объема, поскольку дизельное топливо является более плотным топливом, чем бензин, имеет большее сопротивление сжатию. Другими словами, дизельное топливо более стабильное топливо, чем бензин.Поскольку дизельное топливо имеет более высокое сопротивление сжатию — поскольку оно более плотное, чем легкие дистиллятные топлива, инженеры могут проектировать и разрабатывать дизельные двигатели с более высокой степенью сжатия, чем бензиновые двигатели. Чем выше степень сжатия двигателя, тем выше термический КПД. Чем выше термический КПД двигателя, тем выше его энергоэффективность.
Дизельные двигатели расходуют больше топлива, чем бензиновые, из-за плотности дизельного топлива и из-за степени сжатия дизельных двигателей, причем степень сжатия является катализатором теплового КПД, а тепловой КПД играет важную роль в экономии топлива.
Просто потому, что дизельное топливо более плотное, чем бензин и большинство других ископаемых видов топлива, дизельные двигатели расходуют больше «бензина».
Определенная степень сжатия
Словарное определение степени сжатия: «отношение максимального к минимальному объему в цилиндре двигателя внутреннего сгорания», согласно Google. Хотя это правда, определение не объясняет значение степени сжатия, почему степень сжатия оказывает такое влияние на эффективность использования топлива.
Определение степени сжатия непрофессионалом
Говоря более осязаемым языком, степень сжатия — это то, насколько поршни в двигателе сжимают топливо — дизельное топливо, бензин, биотопливо и т. Д. — внутри цилиндра до того, как топливо сгорит. Проще говоря, степень сжатия — это разница в объеме в цилиндре между моментом, когда поршень находится в нижней части цикла — когда поршень находится в нижней части цикла, цилиндр имеет наибольший объем — и моментом сгорания топлива в виде поршень движется вверх.
В интервью журналу Engine Builder Magazine Рон Бобьен из Diamond Piston объясняет: «Степень сжатия двигателя рассчитывается путем деления общего рабочего объема (с поршнем в нижней мертвой точке) на общий сжатый объем (с поршнем в нижней мертвой точке). верхняя мертвая точка). Например, если общий рабочий объем Chevrolet с большим блоком объемом 632 кубических сантиметра составляет 1380,34 кубических сантиметра, а общий сжатый объем составляет 86,69 кубических сантиметров, степень сжатия будет заявлена как 15,92: 1. ”
Чем выше степень сжатия двигателя, тем эффективнее двигатель сжигает топливо.
Влияние степени сжатия на тепловой КПД
То есть, чем выше степень сжатия двигателя двигателя, тем полнее двигатель сжигает топливо. Это синоним утверждения, что чем выше степень сжатия, тем выше эффективность сгорания . Но эффективность сгорания — не единственное преимущество высокой степени сжатия. Высокая степень сгорания также означает более высокий тепловой КПД.
Термический КПД, в двух словах, — это процент энергии, поступающей в двигатель, которую двигатель преобразует в механическую энергию. Механическая энергия — это энергия, создающая крутящий момент, энергия, которая толкает автомобиль по дороге. Чем больше степень сжатия двигателя, тем больше тепловая энергия, означающая, что чем больше степень сжатия энергии, тем выше процент общей энергии, подаваемой в двигатель, которая превращается в мощность, а не в трату.
Почему степень сжатия увеличивает тепловую эффективность
Степень сжатия увеличивает тепловой КПД, потому что чем больше степень сжатия, тем больше работы совершает каждая единица энергии. Чем выше степень сжатия двигателя, тем меньше энергии двигатель теряет на конвекцию и теплопроводность и тем больше уходит на давление на коленчатый вал. Чем больше давление на коленчатый вал, тем больше крутящий момент на приводном валу. Чем больше крутящий момент на приводном валу, тем больше мощность на колеса.
Другой взгляд на термический КПД состоит в том, что чем выше тепловой КПД двигателя, тем меньше энергии он расходует. Как поясняется в Nuclear-Power.net,
«Желательно достичь высокой степени сжатия, чтобы извлечь больше механической энергии из данной массы топливовоздушной смеси.Более высокая степень сжатия позволяет достичь той же температуры сгорания с меньшим количеством топлива, обеспечивая при этом более длительный цикл расширения. Это создает больше механической мощности и снижает температуру выхлопных газов. Снижение температуры выхлопных газов приводит к снижению энергии, отбрасываемой в атмосферу ».
Формула теплового КПД объясняет, почему степень сжатия увеличивает тепловой КПД. Тепловой КПД — это мера энергии в виде тепла. Чем выше температура энергии, поступающей в двигатель, по сравнению с температурой выходящей энергии, тем выше энергоэффективность.
Когда поршень двигателя сжимает воздух внутри цилиндра двигателя, воздух нагревается. При движении поршня двигателя вверх создается такое большое давление, что выделяемого тепла достаточно, чтобы вызвать самовозгорание ископаемого топлива, воспламенение без воздействия пламени.
В двигателе сжатия — дизельном или биодизельном — самовоспламенение является предполагаемым следствием степени сжатия.
В двигателе с искровым зажиганием самовоспламенение приведет к повреждению двигателя.Когда самовоспламенение происходит в двигателе с искровым зажиганием — бензиновом или пропановом двигателе, — это называется преждевременным зажиганием . Предварительное зажигание — это другая неисправность двигателя, чем детонация. Детонация — следствие разновременного воспламенения карманов топливовоздушных смесей. Детонация также известна как «стук», не редкость и не всегда серьезная проблема.
С другой стороны, преждевременное зажигание в двигателе с искровым зажиганием разрушает головки поршней, уплотнительные кольца и выдувает свечи зажигания сбоку двигателя.По этой причине бензиновые двигатели всегда должны иметь значительно более низкую степень сжатия, чем дизельные двигатели. Топливно-воздушная смесь в бензине всегда должна быть достаточно низкой, чтобы давление, создаваемое во время хода поршня вверх, не создавало преждевременного воспламенения.
Поскольку бензиновые двигатели не способны выдерживать преждевременное зажигание, это означает, что степень сжатия двигателей с искровым зажиганием обязательно ниже, чем степень сжатия дизельных двигателей с воспламенением от сжатия. Поскольку степень сжатия бензиновых двигателей в бензиновых двигателях должна быть ниже, это означает, что разница между теплотой энергии, поступающей в двигатель, и теплотой энергии, исходящей из двигателя, меньше, чем разница температур между подводимой теплотой. и тепловая мощность дизельного двигателя.Поскольку разница в тепле на входе и выходе бензинового двигателя меньше, чем у дизельного двигателя, бензиновые двигатели менее эффективны с точки зрения термической эффективности. Бензиновые двигатели обязательно менее термически эффективны, чем дизельные, из-за конструкции двигателей, что определяется плотностью топлива.
Поскольку термический КПД является одной из двух переменных, определяющих экономию топлива, бензиновые двигатели обязательно менее экономичны, чем дизельные двигатели. По сути, топливная эффективность связана с термическим КПД, поскольку степень сжатия определяет тепловой КПД, а плотность топлива определяет степень сжатия.
Основы дизельных двигателей — EnggCyclopedia
Дизельный двигатель — это двигатель, который преобразует энергию, запасенную в дизельном топливе, в полезную механическую энергию.
Как работают дизельные двигатели
Фактически преобразование энергии происходит в два этапа. Во-первых, топливо вступает в химическую реакцию (т. Е. Горит) и выделяет энергию в виде тепла в цилиндре, оснащенном поршнем. Затем тепло заставляет горячие газы, захваченные в цилиндре, расширяться, и расширяющиеся газы толкают поршень.Возвратно-поступательное движение поршня затем преобразуется во вращательное движение через коленчатый вал.
Большинство дизельных двигателей являются многоцилиндровыми двигателями, и их цилиндры обычно расположены либо в ряд, либо в конфигурации типа «V», хотя возможны и другие комбинации. В рядном двигателе, как следует из названия, все цилиндры устанавливаются в ряд. В двигателе V-образного типа цилиндры расположены в два ряда цилиндров, установленных под углом друг к другу и соединенных между собой общим коленчатым валом.Каждую группу цилиндров, составляющую одну сторону конфигурации типа «V», обычно называют «группой цилиндров».
Рисунок 1 — Типичное поперечное сечение дизельного двигателя при впуске воздуха (поршневой цилиндр показан вверху, коленчатый вал показан внизу)
Различия между дизельным двигателем и бензиновым двигателем
В отличие от бензиновых двигателей, дизельные двигатели не требуют системы зажигания или свечи зажигания для их зажигания. Дизельное топливо впрыскивается в цилиндр, когда поршень поднимается до верхней точки своего такта сжатия.Когда топливо впрыскивается, оно испаряется и самовоспламеняется из-за тепла, создаваемого силой сжатия.
В отличие от бензинового двигателя, который может ограничивать количество воздуха, поступающего в двигатель через дроссельную заслонку карбюратора, количество воздуха, поступающего в дизельный двигатель, всегда максимально. Следовательно, частота вращения дизельного двигателя ограничивается только количеством топлива, впрыскиваемого в цилиндры.
Типы дизельных двигателей
В настоящее время используются два типа дизельных двигателей: двухтактные двигатели и четырехтактные двигатели (слово цикл относится к любой повторяющейся операции или серии событий).
Ход двигателя — это расстояние, пройденное поршнем от верха цилиндра до низа. Для дизельного двигателя самая высокая точка хода поршня называется верхней мертвой точкой (ВМТ) , тогда как самая низкая точка хода называется нижней мертвой точкой (НМТ). Есть 180 ⁰ хода между ВМТ и НМТ, или один ход.
Несмотря на разные характеристики, оба типа дизельных двигателей должны пройти следующие четыре (4) стадии: впуск, сжатие, впрыск-сгорание топлива, выпуск.
Впуск: Поршень расположен рядом с НМТ. Впускной клапан или порт открываются, и свежий воздух всасывается. Выпускной клапан или порт остается закрытым, пока воздухозаборник завершен.
Компрессия: Когда поршень проходит НМТ, впускной клапан закрывается, и поршень начинает движение вверх до ВМТ.
Впрыск-зажигание: Когда поршень приближается к ВМТ, топливо впрыскивается через специальные топливные форсунки. По мере того, как поршень движется к ВМТ, воздух и топливная смесь сжимаются, что приводит к нагреванию и сгоранию газов внутри цилиндра.Газы, расширяющиеся за счет тепла сгорания, вынуждают поршень двигаться вниз в направлении НМТ. Это возвратно-поступательное движение поршня между ВМТ и НМТ преобразуется коленчатым валом во вращательное движение.
Выхлоп: Когда поршень проходит НМТ, выпускной клапан или порт открывается, и выхлопные газы выходят из цилиндра.
Основное различие между двухтактными и четырехтактными двигателями заключается в том, что двигателю с двухтактным циклом требуется только два хода поршня для завершения одного полного цикла.Следовательно, для завершения цикла требуется только один оборот коленчатого вала. В случае четырехтактного двигателя двигателю требуется четыре хода поршня для завершения одного полного цикла, состоящего из впуска воздуха, сжатия, впрыска топлива и выпуска газа. Следовательно, для завершения одного цикла требуется два оборота коленчатого вала или 720 градусов вращения коленчатого вала (360 x 2).
Рисунок 2 — Четыре (4) стадии-события типичного дизельного двигателя
Дизельный двигатель
| Работа, типы, приложения [Полное руководство с изображениями]
Что такое дизельный двигатель?
Дизельный двигатель — это машина (двигатель внутреннего сгорания), которая преобразует химическую энергию дизельного топлива в механическую энергию. Его изобрел Рудольф Дизель.
Это двигатель внутреннего сгорания, работающий на дизельном топливе. В дизельном двигателе сгорание топлива происходит из-за высокой температуры и давления внутри камеры сгорания.
Типы дизельных двигателей
По количеству тактов, необходимых для завершения процесса сгорания, дизельные двигатели можно разделить на два типа.
Двухтактный дизельный двигатель
Дизельный двигатель четырехтактный
Работа дизельного двигателя
Дизельный двигатель работает по дизельному циклу.Независимо от количества ходов, необходимых для завершения процесса сгорания, дизельный двигатель выполняет следующие действия.
Примечание. Здесь нас не особо интересуют двухтактные или четырехтактные двигатели.
Шаг 1: Всасывание воздуха из окружающей среды
На этом этапе двигатель всасывает воздух из окружающей среды, а затем сжимает его.
Шаг 2: Впрыск топлива
На этом этапе в двигатель впрыскивается топливо при очень высокой температуре и давлении.
Шаг 3: Сжигание
Из-за очень высокой температуры и давления внутри двигателя топливо взрывается, что приводит к возвратно-поступательному движению поршня.
Шаг 3: Выхлоп
На этом этапе выхлопные газы процесса сгорания производятся из двигателя.
Опять всасывается свежий воздух, и цикл продолжается и продолжается.
Описание дизельного цикла
Дизельный двигатель работает по дизельному циклу.В дизельном цикле четыре процесса (как показано на диаграмме)
Дизельный цикл
Процесс 1-2
Это изоэнтропическое сжатие воздуха, всасываемого из окружающей среды. В этом процессе работа (Win) выполняется системой по сжатию воздуха.
Процесс 2-3
Здесь впрыскивается дизельное топливо. Это изобарный процесс. Здесь топливо горит из-за высокой температуры и давления. В этом процессе двигатель нагревается (Qin).
Процесс 3-4
Это рабочий ход.Это изэнтропический процесс расширения. Полученная здесь работа — Wout.
Процесс 4-1
В этом изохорный процесс. На этом этапе все выхлопные газы процесса сгорания производятся из двигателя. Некоторое количество тепла также теряется с выхлопными газами, то есть Qout.
Преимущества дизельных двигателей
У дизельных двигателей есть несколько преимуществ (по сравнению с бензиновыми или бензиновыми двигателями), некоторые из них.
Они эффективнее
Они более прочные
Они создают больший крутящий момент
Отсутствие свечей зажигания снижает стоимость
Ограничения или недостатки дизельных двигателей
Некоторые недостатки дизельных двигателей (по сравнению с бензиновыми или бензиновыми двигателями) есть.
Высокая скорость не так хороша
Требуется регулярное техническое обслуживание
Они тяжелее
Применения дизельных двигателей
Есть несколько применений дизельных двигателей, и некоторые из них.
Дизель-генераторы
Локомотивы
Сельхозтехника
В строительной технике
На грузовых и круизных судах
В автобусах и грузовиках
Сравнение дизельных и бензиновых двигателей
Дизельные двигатели Бензиновые двигатели
Используются для тяжелых условий эксплуатации Используются для относительно легких условий эксплуатации
Обычно это низкооборотные двигатели Обычно это относительно высокоскоростные двигатели.
Стоимость их обслуживания высока У них относительно меньшая стоимость обслуживания
Высокая степень сжатия (15-20) Низкая степень сжатия (6-10)
Относительно сложно запустить Легко запускается
Горение происходит при постоянном давлении Горение происходит при постоянном объеме
Возгорание происходит из-за высокого сжатия Заряд (воздушно-топливная смесь) воспламеняется искрой
Топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания с помощью системы впрыска топлива Карбюратор предназначен для приготовления воздушно-топливной смеси
Только воздухозаборник происходит во время такта всасывания Впуск топливовоздушной смеси происходит во время такта всасывания
.
No related posts.