Дизельные и бензиновые двигатели: сравниваем двигатели по экономичности, мощности и надежноси

Содержание

сравниваем двигатели по экономичности, мощности и надежноси


Консалтинговое агентство J.D. Power Asia Pacific провело исследование. Выяснилось, что четверть всех автомобилей работают на дизельных двигателях. Согласно прогнозам, ежегодно число автомобилей с дизельными двигателями будет расти на 1-2%. Это обусловлено тем, что характеристики таких моторов постоянно улучшаются.


Преимущества и недостатки дизельных двигателей


Дизельный двигатель работает на дизтопливе. Его главные преимущества:


  • Экономичность — потребление топлива такими движками на 30-40% ниже по сравнению с бензиновыми аналогами.
  • Экологичность — в выхлопном газе низкое содержание углекислого газа.
  • Долговечность — дизельные агрегаты служат почти в два раза дольше, чем бензиновые.
  • Простота устройства — в нем не предусмотрена система зажигания, поэтому обслуживание и эксплуатация мотора проще.
  • Низкое потребление масла — солярка выполняет функцию масла, смазывает основные функциональные узлы мотора.
  • Водостойкость — даже при большом количестве конденсата двигатель не теряет технических характеристик.
  • Высокий КПД — в полезную энергию преобразуется 36% энергии, а у бензиновых моторов всего 26%.
  • Низкая вероятность возгорания из-за отсутствия системы зажигания

Кроме того, дизельное топливо пока остается дешевле бензина. Вкупе с низким потреблением топлива мотор позволяет экономить на заправке транспортного средства.


Несмотря на многие преимущества, у дизельных агрегатов есть существенные недостатки. В их числе:


  • Чувствительность к качеству топлива — некачественная солярка быстро уничтожит форсунки.
  • Звук мотора — он громче, чем у бензиновых агрегатов, и прогревать машину придется дольше.
  • Высокая стоимость обслуживания — на 20% выше по сравнению с агрегатами, которые работают на бензине.
  • Чувствительность топлива к морозу — в зимние месяцы приходится использовать специальное топливо с высокой морозостойкостью.

Мини-рейтинг самых лучших дизельных двигателей на рынке



Все лучшие агрегаты можно разделить на несколько групп по странам происхождения:


  • Азиатские. Бренды Toyota и Hyundai постоянно работают над высокими динамическими показателями, при этом не забывают о надежности. Их продукция устойчива к низкому качеству топлива, отличается долговечностью и высоким коэффициентом полезного действия.
  • Американские. Известные компании Chrysler и Ford пытаются совместить важные характеристики: работают над мощностью и экономичностью, при этом стараются уменьшить расход топлива. Их агрегаты мощные и надежные, при этом потребляют мало.
  • Немецкие. Бренды Mercedes и BMW славятся отменным качеством, присущим всем изделиям из Германии. Концерны используют самые современные технологии, поэтому их продукция отличается высокими технологическими показателями и надежностью.

В зависимости от параметров оценки, можно выделить несколько лучших двигателей, работающих на дизеле.


Самый экономичный


От Volkswagen. Самым экономичным мотором можно по праву назвать 1,6-литровый TDI от компании Volkswagen. Его устанавливают на хетчбеки Golf, кроссоверы Tiguan, бизнес-седан Passat. Также такой силовой агрегат устанавливают на автомобили дочерних предприятий — Audi, SEAT, Skoda и так далее.


Обновленная версия мотора пришла на смену старой 1,9-литровой комплектации. Инженеры увеличили давление в топливной раме и немного модифицировали турбину. За счет этого удалось значительно снизить «аппетиты» установки, при этом ничуть не потерять в мощности. Так, в зависимости от авто, она может достигать 120 лс.


Максимальные показатели экономичности реализованы в авто Passat BlueMotion. Был заявлен расход топлива 3,2-3,3 литра на каждые 100 километров. По результатам испытаний от независимого эксперта он составил 3,14 литра на 100 километров. Журналист из Британии Гэвин Конуэй проехал на авто с таким силовым устройством проехал более 2 400 километров, не заправляясь. Эта цифра была занесена в Книгу Рекордов Гиннеса.


У других автомобилей «аппетиты» больше, потому что они отличаются худшими показателями аэродинамики. Так, хетчбек Golf «ест» 3,5 литра каждые 100 километров.


От Toyota. В ответ на агрегат компании Volkswagen концерн Toyota выпустил свой дизельный агрегат с уменьшенным расходом топлива. Его используют на полноприводном авто Urban Cruiser. Объем мотора составляет 1,4 литра, а мощность — 90 лошадиных сил. Не самый высокий показатель, однако «аппетит» устройства составляет 4,5 литра на каждые 100 километров. В городских условиях он увеличивается до 5-5,6 литров.


Volkswagen также выпускает еще один экономичный мотор. Под капот хетчбека SEAT Ibiza Ecomotive устанавливают трехцилиндровый мотор объемом 1,4 литра мощностью 75 лс. Средний расход топлива достигает 3,1 литра на «сотку». Таким образом, самые экономичные кроссоверы на дизтопливе — у Toyota, самые экономные малолитражки — у Volkswagen.


Самый мощный



Рекорд по самому мощному дизельному двигателю принадлежит концерну BMW. С самого начала появления агрегатов компания ратовала за одну турбину в моторах, позднее стала использовать две турбины. Потом инженеры представили разработку, которая удивила всех: 6-цилиндровый мотор объемом 3 литра с тремя турбинами с изменяемой геометрией. Он построен на базе уже используемой модульной технологии. Мощность такого дизельного агрегата равна 381 лошадиной силе, что делает двигатель практически единственным самым мощным агрегатом. По удельной мощности ему нет равных среди моторов, работающих на дизельном топливе.


Такими агрегатами комплектуют полноразмерные кроссоверы X5 и X6, а также седаны BMW пятой и седьмой серии. Технические характеристики таких транспортных средств просто поражают. Например, «седьмой» седан весом более 2 тонн разгоняется до 100 километров в час всего за 5-6 секунд. При этом расход агрегата составляет всего 5-6 литров на 100 километров. Для сравнения, аналогичные бензиновые моторы с такими же техническими характеристиками тратят на езду около 20 литров на те же 100 километров в час.


Самый надежный


От Mercedes. Концерн выпускал легендарный мотор ОМ602. Эти пятицилиндровые силовые агрегаты с двумя клапанами выпускались немногим более двадцати лет — с 1985 по 2002 год. Их устанавливали на внедорожники, фургоны и другие автомобили. Так, их до сих пор можно увидеть на Mercedes в кузове W124 или фургоне Sprinter.


Такие моторы отличались экономичностью и надежностью. Несмотря на небольшую мощность, она достигала 130 лошадиных сил, такие силовые агрегаты обладали весьма внушительными техническими характеристиками. Так, пробег некоторых экземпляров превышает 1 500 000 километров. Рекордные показатели перевалили за 2 миллиона километров на одном двигателе.


От BMW.  Баварский концерн выпускает не только самые мощные, но и самые надежные моторы. Так, одними из самых надежных силовых агрегатов считаются шестицилиндровые дизели. Их устанавливали на Range Rover, E46 и другие автомобили, в том числе дочерних предприятий. Эти силовые агрегаты выпускались ровно 10 лет — с 1998 по 2008 год.


Мощность дизелей больше, чем у аналогов от концерна Mercedes. В зависимости от модели, она варьируется в пределах 201-286 лошадиных сил. Ресурс моторов достаточно высокий. У них может быть достаточно много мелких проблем, однако крупных поломок практически нет. Так, двигатели прекрасно работают без поломок до пробега в 400-500 тысяч километров.


Самый «российский»


Самый ориентированный на российские условия дизель — силовой агрегат U2 I4. Это — практически совместная разработка инженеров концернов Toyota и Hyundai. Этот двигатель отличается оптимизированной формой камеры сгорания, экономичностью и турбокомпрессором переменной геометрии. Мотор U2 I4 самый тихий в своем классе, к тому же прекрасно справляется с суровыми российскими реалиями — например, он устойчив к некачественному топливу, которое можно встретить на заправках. 

Выбирая новый или поддержанный автомобиль, обращайте особое внимание на характеристики его «сердца» — мотора. Чтобы не тратить деньги на ремонт, заправляйтесь на проверенных заправках или покупайте дизельное топливо у нас. Мы продаем его с доставкой по Москве, области и в другие регионы, с сертификатами качества и индивидуальными скидками в зависимости от объема покупок.


ООО «Компания «Нипетойл» поставляет дизельное топливо в Москву и область. У нас есть собственный автопарк из 16-ти бензовозов и нефтебаза, поэтому мы гарантируем стабильность поставок. Предоставляем на каждую партию паспорт качества. Позвоните нам, и вы более подробно узнаете об условиях покупки, нефтепродуктах, доставке и оплате.

Преимущества и недостатки дизельных двигателей

Споры между сторонниками бензиновых и дизельных двигателей в последние годы поутихли. Дизели постепенно избавились от своих неприглядных особенностей: стали тише, их меньше трясет, они по-прежнему экономные и теперь соответствуют современным экологическим стандартам. Последним аргументом против моторов на тяжелом топливе была скорость. Даже хороший крутящий момент на низких оборотах не позволял машине набирать высокую скорость авто. Так было раньше, а сейчас технологии вроде уникальных систем впрыска и турбин помогли дизелям на равных соперничать с «традиционными» бензиновыми собратьями даже в спортивных автомобилях.

И все-таки, при выборе той или иной модели необходимо знать про преимущества и недостатки дизельных двигателей.

Преимущества современного «дизеля»

  • Низкий расход топлива. Дизельные ДВС потребляют примерно на треть меньше горючего, чем бензиновые двигатели.
  • Уверенный разгон при отличной тяге. Большой крутящий момент помогает автомобилю ровно и уверенно разгоняться на любой скорости.
  • Низкий уровень токсичности вредных выбросов. Эффективные системы переработки топлива сделали из «грязного» дизеля миф прошлых лет.
  • Большой ресурс. Дизельные агрегаты обычно служат на порядок больше, чем бензиновые аналоги.
  • Высокий КПД. Дизельное топливо сгорает с большей «отдачей», чем бензиновое, благодаря особому способу воспламенения и продуманной конструкции камеры сгорания. Оптимальное давление, создаваемое в камере с высокой степенью сжатия, обеспечивает экономичный расход топлива с достижением максимальной мощности. Получается, что дизельный двигатель вырабатывает больше энергии, а значит — способен выдавать больше мощности, по сравнению с мотором на бензине.

Несмотря на очевидные преимущества дизельного двигателя над бензиновым, такой силовой агрегат, как и любое сложное техническое устройство, имеет свои недостатки. Так почему же многие автолюбители по-прежнему выбирают автомобили на бензине?

Недостатки дизельных моторов:

  • Стоимость. Цена на машину с дизельным агрегатом обычно на треть выше. Низкий расход топлива иногда очень долго окупает эту разницу, если автомобиль ездит мало.
  • Низкая цена на вторичном рынке. Через 5-7 лет эксплуатации дизельные варианты продаются сложнее. Все знают, что ремонт мотора с большим пробегом может обойтись в копеечку. Отсюда следующий пункт.
  • Дорогой ремонт. Восстановление работоспособности форсунок и прочие вещи, связанные с ремонтов дизельного двигателя нагоняют ужас на будущих владельцев. Это вовсе не значит, что бензиновые двигатели всегда дешевле в обслуживании, но обычно именно агрегаты на тяжелом топливе тянут с владельцев много денег (если что-то случилось).
  • Долгий прогрев двигателя в холодную погоду. Экономичное потребление топлива при высоком КПД делает дизельный агрегат более «холодным». Минимальный расход энергии на «самообслуживание» увеличивает время прогрева мотора.

Учитывая все плюсы и минусы дизельного двигателя, важно знать об особенностях его эксплуатации в зимний период. В отличие от бензиновых моторов, прогреть «дизель» тяжелее. Силовые агрегаты такого вида разогреваются до оптимальной температуры только в пути, когда нагрузка на систему достаточно велика. К сожалению, подобный принцип работы может стать причиной сокращения ресурса ДВС.

Большинство владельцев автомобиля с дизельным двигателем знают и о том, как долго прогревается салон в холодную погоду. Решается это проблема с помощью дополнительной климатической техники, за которую, конечно, придется доплатить.

Особенно пристальное внимание следует обратить на качество топлива для дизельного двигателя. Так называемая солярка бывает как летней, так и зимней. Летняя на морозе быстро становится густой массой из-за образования в ней парафина, в то время как в зимнее топливо добавляют присадки против кристаллизации. Чтобы избежать дорогостоящего ремонта необходимо искать заправочные станции с качественным горючим и не забывать вовремя переходить на зимнее топливо. Специально для облегчения процесса холодного пуска двигателя разработаны системы предпускового подогрева. Исправное состояние свечей накаливания гарантируют своевременный прогрев камеры сгорания, предваряющий запуск мотора.

Очевидно, что обслуживание и ремонт дизельного двигателя обходятся дороже, чем устранение неисправностей бензинового мотора. Независимо от объема, агрегат требует более частой замены масла, смазки и фильтров. Межсервисный интервал для машин с дизельным ДВС примерно в два раза короче, чем для авто с бензиновым «движком».

При любой неисправности двигателя и появлении значка индикации на панели управления незамедлительно обращайтесь к профессионалам сервисных станций. Специалисты технических центров ГК FAVORIT MOTORS оказывают весь перечень услуг по ремонту и обслуживанию автомобилей с дизельными двигателями любой модификации. Все работы выполняются с помощью современного оборудования и с использованием качественных запасных частей. Не рискуйте дорогостоящей силовой установкой вашего автомобиля. Только квалифицированный мастер, прошедший обучение в учебных центрах автопроизводителя, способен найти верное решение возникшей проблемы.

Чем дизельный двигатель отличается от бензинового


Споры по поводу какой двигатель лучше, дизельный или бензиновый, не утихают уже очень долго. Нельзя сказать про каждый тип двигателя что он абсолютно лучший чем другой – у обоих есть свои преимущества и недостатки, а выбор мотора будет зависеть от условий эксплуатации и личных предпочтений владельца. В настоящее время многие автопроизводители снабжают одни и те же модели как бензиновым, так и дизельным двигателем, чтобы был выбор для приверженцев обеих разновидностей агрегатов.


Основные отличия дизельного и бензинового двигателей


Принцип работы. Чтобы понять, чем дизельный двигатель отличается от бензинового, в первую очередь, необходимо разобраться в принципах их работы.

  • Бензиновый двигатель. Во впускном коллекторе формируется смесь воздуха и топлива, после чего он подается в камеру сгорания. В самом конце такта сжатия происходит окончательное смешивание топливовоздушной смеси и последующее ее равномерное распределение по всему объему цилиндра. В результате сжатия смесь нагревается примерно до 500 °С, после чего происходит ее воспламенение с помощью свечи.
  • Дизельный двигатель. Образование топливовоздушной смеси в дизельной установке происходит значительно быстрее. В цилиндре дизельного ДВС сжимается только воздух, который нагревается при этом до 900°С. Топливо подается в камеру отдельно. Мелкие капли солярки быстро испаряются и смешиваются с воздухом. Благодаря более высокой температуре, такая смесь самовоспламеняется и не нуждается в дополнительной искре.


Мощность и экономичность. Есть мнение, что дизельные двигатели на много экономичнее бензиновых. Сейчас это верно лишь отчасти, так как стоимость дизельного топлива практически стала равна стоимости бензина.

Тем не менее, благодаря более эффективному сгоранию рабочей смеси, расход топлива в дизельном двигателе примерно на 15-20% ниже. Такое показание достигается за счет того, что степень сжатия топливовоздушной смеси в дизельной установке почти в 2 раза выше.


Бензиновые двигатели, в свою очередь, обладают большей производительностью. Например, Mercedes-Benz W124 E 200 D в дизельной версии имеет всего 75 л.с., в то время как его бензиновый оппонент может похвастаться почти в два раза превосходящей мощностью, которая составляет 136 л.с.


Однако следует заметить, что сравнительно небольшая мощность дизельных устройств с лихвой компенсируется ровной тягой на любых оборотах, что не под силу бензиновым двигателям.


Экологичность. Из-за высокой экологичности, автомобили с установленными в них дизельными двигателями пользуются повышенным спросом в США, а также и в странах Европы. Выхлопные газы дизельных установок выделяют в воздух гораздо меньше оксида углерода и других агрессивных соединений, вызывающих кислотные дожди и прочие экологические проблемы.


Основные преимущества и недостатки бензинового и дизельного двигателей:


Использование дизельных двигателей имеет ряд преимуществ:

  • более высокий КПД, и, как следствие, повышенная экономичность;
  • высокая мощность на любых оборотах;
  • цена на топливо несколько ниже;
  • высокая долговечность;
  • экологичность;
  • в качестве смазочного материала выступает сама солярка;
  • благодаря отсутствию системы зажигания, двигателю не страшно попадание воды;


В то же время у дизельных установок есть и свои недостатки:

  • невысокая мощность;
  • большая масса двигателя;
  • топливная система крайне чувствительна к некачественному топливу;
  • техническое обслуживание необходимо проводить чаще;
  • для запуска требуется аккумулятор большей емкости;
  • плохая устойчивость к морозам;
  • повышенный шум и вибрации;
  • сложность и дороговизна технического обслуживания;
  • не выносит повышенных оборотов и скоростей.


Как и дизельные, бензиновые двигатели имеют свои плюсы:

  • морозоустойчивость;
  • относительная дешевизна и простота технического обслуживания;
  • высокая мощность;
  • низкий уровень шума;
  • не требователен к качеству топлива;
  • легко переносит работу на очень высоких оборотах.


К недостаткам бензиновых устройств относятся:

  • повышенный расход топлива;
  • более быстрый износ;
  • хорошее тяговое усилие только на определенных оборотах.

как работает и чем отличается от бензинового мотора? Особенности, понятие и конструкция

 
Многие люди знают о дизельных двигателях с 70-х годов 20 века, когда они официально появились на автомобильной арене. Для справки заметим, что даже в Америке во времена бензинового кризиса каждый автопроизводитель выпускал хотя бы одну модель легкового автомобиля с дизельным двигателем.

Чтобы попасть к истокам возникновения дизельных двигателей, нужно сперва вернуться намного раньше, чем в 70-ые годы. Дизельный двигатель фактически был изобретен инженером по имени Рудольф Дизель аж в конце 19 века. Как это было? Шел 1892 год, когда Рудольф Дизель получил патент на уникальный дизельный силовой агрегат. Так что это довольно древняя история.

В свою очередь заметим, что большинство современных автомобилей, выпускаемых на рынок в настоящее время комплектуются все же бензиновыми моторами. Чтобы сравнить эти два самых распространённых типа двигателя, нужно знать, как работает бензиновый двигатель внутреннего сгорания и, как работает дизельная силовая установка.

Бензиновый двигатель более распространен среди автолюбителей, поэтому начнем именно с него. В современном бензиновом силовой агрегате, бензин поступает в каждый цилиндр через специальную топливную форсунку. Форсунка в свою очередь, распыляет нужное количество топлива в рабочую область цилиндра прямо над впускным клапаном, где оно смешивается с воздухом, прошедшим через воздушный фильтр и попавшим во впускной коллектор. Оттуда все эта смесь попадает в каждый цилиндр силовой установки.
Дизельный же мотор работает практически по тому же принципу, что и бензиновый, но немного по-другому. Дизельный силовой агрегат — это тоже двигатель внутреннего сгорания, как и бензиновый, но в нем топливо (солярка) поступает другим способом. В дизельном двигателе топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр и смешивается с воздухом уже там.
Так как дизельная форсунка расположена прямо в камере сгорания, она должна быть более выносливой, чем бензиновая. Также дизельное топливо, подающееся к форсункам, находится под гораздо большим давлением, чем бензин в инжекторном двигателе. Таким образом, вся магия дизеля происходит именно внутри цилиндра.
В то время, как бензиновому двигателю нужна искра для того чтобы поджечь смесь воздуха и бензина, дизель может загореться, если его просто поместить под высокое давление, благодаря которому происходит нагрев и воспламенение. При прогреве дизельного двигателя происходит увеличение его эффективности. Это удивительная система и она потребляет намного меньше энергии, чем аналогичный бензиновый двигатель.
Первые дизельные двигатели отличались очень высоким шумом, производимым при работе. Ответом для решения этой проблемы стало использования камеры предварительного сгорания. Предварительное сгорания использует тепло двигателя, чтобы начать процесс воспламенения в небольшой камере за пределами основной камеры сгорания. После этого за миллисекунду происходит воспламенение и в основной камере сгорания. Благодаря этому дизельные двигатели стали тихими в процессе работы.

Кроме того, на сегодняшний день, почти всеми современными дизельными силовыми агрегатами управляет электронный блок управления, он же ЭБУ, собирающий все данные с датчиков воедино и передающий на бортовой компьютер автомобиля. Это сделало современные дизели еще более экономичными, чем было ранее.
Все знают, что благодаря турбине на двигателе, автомобиль может ехать гораздо быстрее. Но будет ли двигатель более эффективным с турбиной? Да, а в случае с дизельным двигателем даже в два раза эффективнее. Физика работы мотора гласит, чем большее количество топлива будет воспламенено в камере сгорания, тем больше мощности он выдаст на выходе.
В свою очередь, увеличить количество топлива, попадающего в силовой агрегат просто. Но проблема в том, как поместить туда также большее количество воздуха. Не забывайте, что для воспламенения нужен бензин и воздух. Турбина нагнетает воздух в камеру сгорания под давлением, что значит, туда попадет намного большее количество воздуха и можно подать большее количество топлива. Но подождите, большее количество топлива означает большее потребление и значит, меньшее расстояние можно проехать. Если ехать на турбированном автомобиле с нажатой в пол педалью газа, то это будет правдой, он будет расходовать больше бензина, чем такой же двигатель без турбины. Но прелесть турбированного мотора в том, что вы получаете дополнительную мощность только тогда, когда вам это нужно. Поэтому если вы ведете автомобиль в спокойной манере, он будет потреблять небольшое количество топлива.
В то же время автомобиль с большим объемом двигателя потребляет большее количество топлива даже когда он стоит в пробке, турбированный же двигатель будет потреблять больше только во время интенсивного разгона. И все благодаря турбине. Поэтому большинство дизельных легковых автомобилей имеют турбодизельный мотор.

Видео: «Принцип работы дизельного двигателя. Наглядное пособие автолюбителям«

Таким образом, подводя итог всему вышесказанному стоит еще раз напомнить, что дизельный мотор (в народе просто дизель или турбодизель) – это поршневой двигатель внутреннего сгорания, функционирующий по принципу самовоспламенения распыленного топлива (солярки) от воздействия разогретого при сжатии воздуха.

БЛАГОДАРИМ ВАС ЗА ВНИМАНИЕ. ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА НАШИ НОВОСТИ. ДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ.

Какой двигатель лучше: бензиновый или дизельный

Что приходит на ум, когда вы думаете о дизельном двигателе? Грохочут большие буровые установки, извергая два шлейфа чёрного дыма? Гремят старые седаны, которые не могут выбраться из прошлого, будучи ведомыми курящими трубку профессорами в твидовых куртках? Большие двойные пикапы, тянущие конные трейлеры в отдалённых регионах?

Ни одно из этих изображений не является правдой. Скорее, они не совсем точны. Это правда, что дизельное топливо приобрело ужасную репутацию во всём мире, в том числе в России, за последние несколько лет, но слухи о его скорой кончине сильно преувеличены. Он ещё не умер, и современные модели демонстрируют, что можно создать чистый, эффективный мотор без ущерба для производительности.

Ключевые отличия дизельного и бензинового двигателей сравнение

Дизельные, как и их близкие родственники, бензиновые двигатели, имеют схожий принцип работы и являются двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Это означает, что топливо смешивается с воздухом, когда оно поступает в двигатель, и эта смесь сжимается внутри цилиндров мотора. В какой-то момент топливо воспламеняется (сгорает), приводя поршень в действие и поворачивая коленчатый вал, который соединён с трансмиссией транспортного средства, и в конечном итоге поворачивает колёса. Затем поршень в цилиндре движется вверх, выталкивая сгоревшие газы из двигателя и из выхлопной трубы в качестве выхлопа. Этот цикл повторяется несколько раз в секунду.

Чем больше цилиндров имеет двигатель, тем более плавно он работает и тем больше мощность, которую он может производить, поскольку циклы сгорания происходят очень близко друг к другу. Однако, чем больше цилиндров у двигателя, тем сложнее и механически неэффективнее становится двигатель. Конфигурация цилиндров также влияет на производительность, вибрацию и другие факторы. Эта разница касается обоих вариантов.

Основное отличие дизельного двигателя от бензинового заключается в том, как топливо воспламеняется внутри механизма. В бензиновом двигателе воздух и топливо сжимаются, и в критический момент цикла свеча зажигания воспламеняет смесь. Но в дизеле нет свечей зажигания. Когда дизтопливо и воздух достаточно сжаты, экстремальное сжатие генерирует нужное количество тепла, чтобы смесь самовозгоралась. Это называется «воспламенением от сжатия» и является основой работы мотора. Когда бензиновый двигатель имеет воспламенение от сжатия, мы часто называем это «детонацией», и это может испортить двигатель. Но они созданы для того, чтобы воспользоваться этим эффектом.

Поскольку дизельные моторы используют воспламенение от сжатия, которое может быстро разрушить бензиновый мотор, они очень крепкие. И они, как правило, надёжны и не требуют особого ухода. Раньше это переводилось в тонну веса, но с современными методами производства штраф за вес был значительно уменьшен, и масса устройства теперь в целом соответствует бензиновым моделям.

Кроме того, дизельный двигатель проще, чем бензиновый, поскольку в нём нет свечей зажигания и необходимой для них электрической системы. Теперь автомобили и внедорожники могут работать на дизеле и иметь характеристики, более схожие с бензиновым двигателем, но с увеличенным пробегом и надёжностью дизеля. В целом, дизель будет превосходить бензиновый по количеству километров или часов, которые он может проработать, прежде чем понадобится капитальный ремонт, поэтому счета на ремонт меньше и, как правило, реже для дизельного двигателя.

Преимущества и недостатки каждого из типов двигателей

Если вы думаете о покупке нового автомобиля, сравните плюсы и минусы обоих видов моторов. Примите во внимание преимущества и недостатки, которые помогут вам выбрать между дизельным и бензиновым двигателями:

Дизели имеют отличный пробег. Они, как правило, обеспечивают экономию топлива на 25-30% лучше, чем бензиновые двигатели аналогичного исполнения. Дизели также могут обеспечить такую же или большую экономию топлива по сравнению с традиционными бензиново-электрическими гибридами, в зависимости от используемых моделей и от того, какие автомобильные технологии используются.

Хотя раньше топливо было дешевле бензина, сейчас оно часто стоит столько же или даже дороже. Топливо также используется для коммерческих грузовых автомобилей, бытовых и промышленных генераторов и печей, поэтому по мере роста спроса на пассажирские транспортные средства цена на дизтопливо, вероятно, будет продолжать расти из-за конкуренции со стороны других пользователей.

Даже если цена возрастёт, дизтопливо должно быть на 25–30 процентов дороже, чем бензин, чтобы стереть ценовое преимущество большей топливной эффективности. Рассмотрим плюсы и минусы каждого вида двигателей более сжато.

Бензин или дизель: преимущества и недостатки

Содержание статьи

  1. Принцип работы бензинового и дизельного мотора
  2. Сравнение механизмов
  3. Плюсы и минусы

Решая проблему, что выбрать – дизель или бензин, необходимо учитывать множество условий. На выбор повлияют особенности эксплуатации, назначение авто, местность, даже стиль вождения и личные предпочтения. Поэтому однозначного ответа на вопрос, какой двигатель лучше, найти невозможно. Постараемся помочь в принятии решения, разобравшись, в чем состоят отличия дизельного и бензинового мотора, а также рассмотрим их преимущества и недостатки.

Принцип работы бензинового и дизельного мотора

Прежде всего, проведем сравнение, в чем заключается принцип действия бензинового и дизельного мотора. Независимо от типа используемого топлива, работа моторов состоит из четырех действий или тактов. Это этап впрыска в цилиндры, затем сжатие воздуха или топлива, воспламенение и выпуск отработанных газов. Повторение циклов создает крутящий момент, передающийся к трансмиссии и колесам.

Также общими являются многие детали механизма: коленчатый и распределительный вал, поршни, маслосъемные кольца, компрессионные кольца, шатуны.

Различия заключаются в принципе работы. В бензиновом двигателе первоначально происходит смешивание бензина и воздуха в единую топливную смесь в особых пропорциях, которая попадает во впускной коллектор и поршни. На такте сжатия происходит увеличение температуры и воспламенение от свечей зажигания, подающих искру. Образуемая в результате энергия приводит в движение поршни.

В дизельном моторе в камеру сгорания поступает только воздух, сжимается, в результате чего нагревается до температуры в 900 градусов. В момент нагревания до высшей точки подается дизель, самовоспламеняющийся под воздействием кислорода, высвобождая энергию, приводящую в действие поршни. Свечи зажигания здесь не используются, этап воспламенения контролируется топливными форсунками и ТНВД – топливным насосом высокого давления.

Завершающий такт одинаков: отработанные газы направляются в систему выпуска с помощью клапанов.

Сравнение механизмов

КПД дизельного двигателя составляет 20 единиц, бензинового – 10. При этом расход топлива меньше у дизеля, а мощность выше – у бензинового. Если вы привыкли к неторопливой езде и не стремитесь к резким ускорениям, хотите сэкономить, дизель – ваш вариант.

  • Экономичность

Меньшая мощность предполагает меньший расход у дизельных вариантов. Также отмечается, что эти моторы меньше подвержены износу таких деталей, как коленвал, цилиндры, поршни, так как дизтопливо выполняет роль смазочного материала. Важно отметить, что особенность актуальна при условии использования качественного топлива. В то же время, бензиновые механизмы менее трепетно реагируют на некачественную заправку.

  • Экологичность

Несколько десятилетий назад отличительной особенностью дизельного мотора был черный дым из выхлопной трубы. Сейчас дым и сажа являются признаком неисправности. Дизель менее токсичен и более экологичен.

Обслуживание дизеля обходится дороже, так как ремонтные и диагностические работы требуют специализированного оборудования, встречающегося в автосервисах редко. Кроме того, отмечается дефицит хороших специалистов, занимающихся обслуживанием дизельных моторов.

Требует регулярных вложений топливная система, обслуживание которой по замене масла и фильтров осуществляется чаще.

Дизельные конструкции принято считать более долговечными при условии использования качественного топлива. Некачественное быстро приводит к поломке ТНВД и других элементов, требующих дорогостоящего ремонта.

  • Особенности эксплуатации зимой

Наиболее обсуждаемый момент эксплуатации дизельного мотора. Обычное дизельное топливо при пониженных температурах загустевает, затрудняя запуск. Используется специальное зимнее топливо, присадки. Выходом также является установка специализированных систем прогрева.

Действительно, высокое давление, необходимое для горения дизеля, приводит к вибрациям и шуму, повышенному по сравнению с бензиновым. Решает проблему хорошая шумоизоляция, предусмотренная современными производителями авто.

Плюсы и минусы

Подведем итоги, подробно перечислив преимущества и недостатки каждого типа механизма.

Бензиновый мотор, плюсы:

  1. Стоимость автомобиля ниже.
  2. Простота конструкции.
  3. Запуск при плюсовой и минусовой температуре ровный.
  4. Множество технических центров и специалистов по обслуживанию.
  5. Доступность запчастей.

Минусы:

  • Повышенный расход топлива.
  • Пониженный крутящий момент.
  • Легковоспламеняемость может приводить к возгоранию авто.
  • По сравнению с ТНВД, система зажигания требует большего внимания и меняется чаще.

Плюсы дизельных конструкций:

  • Повышенный КПД.
  • Пониженный расход топлива.
  • При качественном топливе срок службы значительно выше.
  • Экологичность.

Минусы:

  • Дорог в обслуживании, сложно найти специалистов и техцентр.
  • Сложности в эксплуатации в зимнее время.
  • Требует оригинальных запчастей, найти которые бывает проблематично и дорого.

Таким образом, каждый из типов обладает рядом преимуществ и недостатков, выбор автомобиля будет зависеть от целого ряда факторов, изучив которые, вы сможете подобрать верное решение!

Дизельное топливо — Как работают дизельные двигатели

Нефтяное топливо начинается с сырой нефти, которая естественным образом содержится на Земле. Когда сырая нефть перерабатывается на нефтеперерабатывающих заводах, ее можно разделить на несколько различных видов топлива, включая бензин, реактивное топливо, керосин и, конечно же, дизельное топливо.

Если вы когда-нибудь сравнивали дизельное топливо и бензин, то знаете, что они разные. Они конечно по-разному пахнут. Дизельное топливо тяжелее и жирнее.Он испаряется намного медленнее, чем бензин — его температура кипения на самом деле выше, чем температура кипения воды. Вы часто слышите, как дизельное топливо называют «дизельным топливом», потому что оно очень маслянистое.

Объявление

Дизельное топливо испаряется медленнее, так как оно тяжелее. Он содержит больше атомов углерода в более длинных цепочках, чем бензин (обычно бензин C9h30, а дизельное топливо — C14h40). Для создания дизельного топлива требуется меньше переработки, поэтому раньше оно было дешевле бензина.Однако с 2004 года спрос на дизельное топливо вырос по нескольким причинам, включая рост индустриализации и строительства в Китае и США [источник: Управление энергетической информации].

Дизельное топливо имеет на более высокую удельную энергию на , чем бензин. В среднем 1 галлон (3,8 л) дизельного топлива содержит приблизительно 155×10 6 джоулей (147 000 БТЕ), а 1 галлон бензина содержит 132×10 6 джоулей (125 000 БТЕ). Это, в сочетании с повышенной эффективностью дизельных двигателей, объясняет, почему дизельные двигатели имеют больший пробег, чем аналогичные бензиновые двигатели.

Дизельное топливо используется в различных транспортных средствах и на различных предприятиях. Он, конечно же, питает дизельные грузовики, которые вы видите на шоссе, но он также помогает перемещать лодки, школьные автобусы, городские автобусы, поезда, краны, сельскохозяйственное оборудование и различные аварийные машины и генераторы. Подумайте о том, насколько важно дизельное топливо для экономики — без его высокой эффективности и строительная промышленность, и сельское хозяйство сильно пострадали бы от инвестиций в топливо с низкой мощностью и эффективностью. Около 94 процентов грузов — будь то грузовики, поезда или лодки — используют дизельное топливо.

С точки зрения экологии у дизеля есть свои плюсы и минусы. Плюсы — дизельное топливо выделяет очень небольшое количество окиси углерода, углеводородов и углекислого газа, выбросы которых приводят к глобальному потеплению. Минусы — при сжигании дизельного топлива выделяется большое количество соединений азота и твердых частиц (сажи), что приводит к кислотным дождям, смогу и ухудшению состояния здоровья. На следующей странице мы рассмотрим некоторые недавние улучшения, сделанные в этих областях.

В чем разница между дизельным и бензиновым двигателями?

Понимание разницы между дизельным и бензиновым двигателями начинается с понимания процесса сгорания, который используют два двигателя. Оба являются двигателями внутреннего сгорания, в которых поршни используются для создания механической энергии. Однако то, что происходит внутри при перемещении этих поршней, является ключом к различиям в работе и эффективности между дизельным и бензиновым двигателями.

Свеча зажигания, часть двигателя.

В бензиновых двигателях топливо смешивается с воздухом, затем сжимается поршнем, где оно воспламеняется искрой от свечи зажигания. Горящее топливо высвобождает энергию, которая толкает поршень вниз, который вращает коленчатый вал двигателя.

Дизельное топливо не так чисто, как бензин.

В дизельных двигателях используется несколько иной процесс производства механической энергии. Когда поршень поднимается в цилиндре, воздух в цилиндре сжимается. По мере роста давления температура воздуха в цилиндре резко повышается. Горение происходит, когда в верхней части такта сжатия дизельное топливо впрыскивается через форсунку форсунки в заряд горячего воздуха в цилиндре.Топливо мгновенно воспламеняется горячим воздухом, и газообразные продукты сгорания заставляют поршень опускаться обратно в цилиндр, вызывая вращение коленчатого вала двигателя. Искры не требуется, поскольку дизельное топливо самовозгорается в перегретом воздухе цилиндра при сжатии. Отсутствие искры является основным отличием дизельного двигателя от бензинового.

Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Эта статья о жидком топливе и промышленном растворителе. Для газообразного метана см. Природный газ.

Бензин или бензин — это токсичная прозрачная жидкость, которая в основном используется в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания. Его получают путем кипячения нефти, ископаемого топлива. В процессе перегонки нефть нагревается до очень высокой температуры, затем она разделяется на компоненты, одним из которых является бензин. Это дорогостоящий процесс. Он состоит в основном из октана (C 8 H 18 ), углеводорода.

Бензин продается на АЗС (АЗС).Для правильного горения в двигателях внутреннего сгорания с высокой степенью сжатия каждая марка бензина содержит бензиновые присадки. Итак, точный состав бензина на разных станциях разный. Бензин классифицируется по октановому числу, которое определяет, насколько хорошо он будет гореть. Большинство автомобильных двигателей могут сжигать «обычный» бензин с октановым числом 87. Прецизионные двигатели требуют или предпочитают бензин «премиум» с октановым числом 93. Большинство заправок предлагают три различных смеси бензина с тремя отдельными октановыми числами и ценами. .

Бензин чаще всего используется в транспортных средствах, таких как автомобили, фургоны и т. Д. Бензин можно использовать для множества других вещей, которые мы используем каждый день, таких как газонокосилки, воздуходувки для листьев и моторы небольших лодок. Некоторые более крупные транспортные средства, такие как грузовики или корабли, могут использовать дизельное топливо вместо бензина.

Бензин очень опасен. Он может взорваться от электрической искры. Также вредно, если человек выпьет его или попадет на кожу. Он вредит окружающей среде и здоровью человека, выделяя ядовитые газы, такие как окись углерода.Если бензиновый двигатель используется в помещении или в замкнутом пространстве, окись углерода может вызвать смерть за считанные минуты. Многие люди умирают каждый год из-за использования бензиновых генераторов в помещении или оставления транспортных средств в гараже.

На США приходится около 44% мирового потребления бензина. [5] В 2003 году США потребляли 476,474 гигалитра (1,25871 × 10 11 галлонов США; 1,04810 × 10 11 имп галлонов), [6] , что соответствует 1,3 гигалитра бензина каждый день (около 360 миллионов США или 300 миллионов имперских галлонов).В 2006 году в США было израсходовано около 510 миллиардов литров (138 миллиардов галлонов США / 115 миллиардов имп-галлонов) бензина, из которых 5,6% приходилось на бензин среднего качества и 9,5% — на бензин высшего сорта. [7]

Европа [изменить | изменить источник]

В отличие от США, страны Европы взимают значительные налоги на топливо, такое как бензин. Например, цена на бензин в Европе более чем вдвое выше, чем в США.

Стоимость насоса (в евро / литр) Бензин с октановым числом 95 без свинца с 2004 по 2011 год в некоторых странах Европы.Чтобы преобразовать цены в евро за литр в доллары США за галлон, умножьте их на 5,7 (предполагается, что 1,5 доллара США = 1 евро).
Страна Декабрь 2004 г. Май 2005 г. Июль 2007 г. Апрель 2008 г. Янв 2009 Март 2010 г. Февраль 2011 г.
Германия 1,19 1,18 1,37 1,43 1,09 1,35 1.50
Франция 1,05 1,15 1,31 1,38 1,07 1,35 1,53
Италия 1,10 1,23 1,35 1,39 1,10 1,34 1,46
Нидерланды 1,26 1,33 1,51 1,56 1,25 1,54 1.66
Польша 0,80 0,92 1,15 1,23 0,82 1,12 1,26
Швейцария 0,92 0,98 1,06 1,14 0,88 1,12 1,29
Венгрия 1,00 1.01 1,13 1,13 0,86 1,22 1.32

США [изменить | изменить источник]

Из-за низких налогов на топливо розничная цена бензина в США подвержена большим изменениям (чем за пределами США), если рассчитывать ее как процент от удельной стоимости. С 1998 по 2004 год цена на бензин составляла от 1 до 2 долларов за галлон США. [8] После 2004 года цена повышалась до тех пор, пока средняя цена на газ не достигла максимума в 4,11 доллара за галлон США в середине 2008 года, а затем упала примерно на 2 доллара.60 за галлон США по состоянию на сентябрь 2009 года. [8] Недавно в США с 31 января по 7 марта 2011 года цены на газ выросли на 13,51%. [9]

Цены на большинство потребительских товаров указаны которые исключают налог; налоги добавляются в процентах от покупной цены. Из-за примитивных бензонасосов в 1920-х годах цены на бензин в Соединенных Штатах указываются с учетом налогов, а налоги устанавливаются в центах за галлон. Налоги добавляются федеральным правительством, правительством штата и местными властями.(Эти налоги собирают стоимость содержания дорог.) По состоянию на 2009 год федеральный налог составлял 18,4 цента за галлон бензина и 24,4 цента за галлон дизельного топлива (за исключением красного дизельного топлива). [10] Среди штатов самыми высокими ставками налога на бензин по состоянию на январь 2011 года являются Калифорния (47,7 / галлон), Нью-Йорк (47,3 / галлон), Гавайи (45,8 / галлон) и Коннектикут (45,2). / галлон). [11] Федеральное правительство и многие штаты не могут увеличить налоги на бензин с течением времени из-за инфляции. Тем не менее, в некоторых штатах [Примечание 1] также взимается налог с продаж в процентах, размер которого зависит от стоимости бензина.

По данным Управления энергетической информации, около 9% всего бензина, проданного в США в мае 2009 года, было высшего сорта. Некоторые производители автомобилей «рекомендуют» бензин премиум-класса, но имеют двигатели с компьютерным управлением, которые регулируют время, чтобы избежать детонации. Таким образом, большинство автомобилей могут сжигать бензин обычного качества, но с несколько пониженной производительностью. [12] Ассошиэйтед Пресс заявило, что газ премиум-класса — с более высоким октановым числом и стоимостью на несколько центов за галлон больше, чем обычный неэтилированный — следует использовать только в том случае, если производитель заявляет, что это «требуется». [13]

Чтобы сократить использование импортной нефти, США используют смеси этанол / бензин бензин (10% этанол) и E85 (85% этанол).

Бразилия [изменить | изменить источник]

Бразилия имеет крупнейшую национальную промышленность по производству топливного этанола. Бензин, продаваемый в Бразилии, содержит не менее 25% безводного этанола. Водный этанол (около 95% этанола и 5% воды) может использоваться в качестве топлива более чем в 90% новых автомобилей, продаваемых в стране. Бразильский этанол производится из сахарного тростника и отличается высоким уровнем связывания углерода. [14]

  1. ↑ Калифорния, Коннектикут, Джорджия, Гавайи, Иллинойс, Индиана, Мичиган, Нью-Йорк, Вирджиния Рост цен на бензин приносит пользу нескольким штатам. Проверено 25 ноября 2011 года.
  1. «Приложение B — Книга данных по транспортной энергии». cta.ornl.gov .
  2. 2,0 2,1 Томас, Джордж: Обзор разработки систем хранения данных Программа Министерства энергетики США по водородуPDF (99,6 КБ). Ливермор, Калифорния. Сандийские национальные лаборатории.2000 г.
  3. Эйдоган, Мухаррем; Оззезен, Ахмет Некати; Чанакчи, Мустафа; Тюрккан, Али (2010). «Влияние топливных смесей спирт-бензин на рабочие характеристики и характеристики сгорания двигателя SI». Топливо . 89 (10): 2713–2720. DOI: 10.1016 / j.fuel.2010.01.032.
  4. Томас, Джордж (2000). «Обзор водородной программы Министерства энергетики США по развитию систем хранения» (PDF). Сандийские национальные лаборатории. Проверено 1 августа 2009.
  5. ↑ http: // www.worldwatch.org/node/5579, http://www.eia.doe.gov/emeu/international/oilconsuming.html
  6. «EarthTrends: Энергия и ресурсы — Транспорт: Единицы расхода автомобильного бензина: Миллионы литров».
  7. «Объемы продаж нефтепродуктов главным поставщиком США». Управление энергетической информации США. Проверено 24 октября 2007 г.
  8. 8,0 8,1 Fuel Economy.gov , FAQ
  9. ↑ http: // www.taxfoundation.org/UserFiles/Image/Fiscal%20Facts/gas-tax-690px.jpg
  10. «Когда федеральное правительство начало собирать налог на газ? — Спросите Рамблера — История шоссе — FHWA». Fhwa.dot.gov. Проверено 17 октября 2010.
  11. «Ставки государственного налога на бензин на 1 января 2011 года». Налоговый фонд. Проверено 25 ноября 2011.
  12. «Оплата премиального газа может быть пустой тратой денег». Потребительские отчеты. March 2011. Проверено 25 ноября 2011 года.
  13. Писатель, Дэйв КАРПЕНТЕР, AP Personal Finance. «Отравление газом премиум-класса, наверное, пустая трата». Филадельфия Дейли Ньюс .
  14. ↑ Рил, М. (19 августа 2006 г.) «Дорога Бразилии к энергетической независимости», The Washington Post .

Как преобразовать бензиновые и дизельные двигатели для использования водорода в качестве топлива

Водород усиливает сгорание существующего топлива, что приводит к значительному повышению экономии за счет более полного сгорания водородно-топливных смесей.

Однако проблемы производства достаточного количества водорода для работы двигателя без бензина включают:

  • чрезмерно большую и дорогую систему генерации HHO
  • аккумулятор транспортного средства не может обеспечить необходимый ток
  • генератор HHO резервуар для воды и аккумуляторная батарея могут заполнить прицеп, который должен буксироваться автомобилем
  • , невозможно контролировать поток HHO для удовлетворения динамических потребностей бензинового двигателя

Для иллюстрации, вот расчеты для очень небольшого, 1 Преобразование двигателя в литр для работы на 100% водороде HHO

Этот двигатель имеет мощность 50 л.с., 37 киловатт

Потери возникают каждый раз, когда энергия преобразуется из одной формы в другую.

Двигатели внутреннего сгорания преобразуют бензин в механическую энергию с КПД 25%.

В результате двигателю требуется 148 кВт входной энергии (HHO) для выработки выходной мощности 37 кВт.

Электролизеры потребительского класса имеют КПД около 50%, поэтому для производства необходимых 148 кВт HHO требуется 296 кВт электроэнергии. Эта энергия берется из аккумулятора автомобиля.

12-вольтовые батареи должны обеспечивать мощность 25 000 ампер для достижения мощности 296 кВт.

Автомобильные аккумуляторы могут обеспечивать ток 25 А в течение длительного времени и рассчитаны на 1 ток.5 часов. В этом примере, даже если используется 1000 аккумуляторов, автомобиль может двигаться только 1,5 часа.

В дополнение к непрактичной аккумуляторной батарее и генератору, способному производить 1562 литра HHO в минуту, инженерная задача этого проекта практически невозможна.

Автомобильные двигатели очень динамичны в потреблении топлива и резко меняются за доли секунды.

Электролиз по своей природе не реагирует, то есть вы не можете быстро изменить скорость потока водорода вверх или вниз.
Невозможно контролировать 25000 ампер и точно управлять потоком HHO, чтобы удовлетворить динамические потребности бензинового двигателя, чтобы двигатель работал правильно.

В заключение, если доступен аккумуляторный источник мощностью 296 кВт, было бы намного эффективнее использовать его в электромобиле и избежать всех потерь энергии бензинового двигателя и электролизера.

Компоненты водородной заправочной станции

Как работают бензиновые автомобили?

Бензиновые и дизельные автомобили похожи.Оба они используют двигатели внутреннего сгорания. В бензиновых автомобилях обычно используется двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием, а не системы с воспламенением от сжатия, используемые в автомобилях с дизельным двигателем. В системе с искровым зажиганием топливо впрыскивается в камеру сгорания и смешивается с воздухом. Топливно-воздушная смесь воспламеняется от искры свечи зажигания. Хотя бензин является наиболее распространенным транспортным топливом, существуют альтернативные варианты топлива, в которых используются аналогичные компоненты и системы двигателя. Узнайте об альтернативных вариантах топлива.

Изображение в высоком разрешении

Ключевые компоненты бензинового автомобиля

Батарея: Батарея обеспечивает электричество для запуска двигателя и электроники и аксессуаров силового транспортного средства.

Электронный блок управления (ЕСМ): ЕСМ контролирует топливную смесь, угол опережения зажигания и систему выбросов; следит за работой автомобиля; защищает двигатель от злоупотреблений; а также обнаруживает и устраняет проблемы.

Выхлопная система: Выхлопная система направляет выхлопные газы двигателя наружу через выхлопную трубу. Трехкомпонентный катализатор предназначен для уменьшения выбросов выхлопной системы при выходе из двигателя.

Заливная горловина: Форсунка ТРК высокого давления присоединяется к резервуару на транспортном средстве для заполнения бака.

Система впрыска топлива: Эта система подает топливо в камеры сгорания двигателя для воспламенения.

Топливопровод: Металлическая трубка или гибкий шланг (или их комбинация) подает топливо из бака в систему впрыска топлива двигателя.

Топливный насос: Насос, перекачивающий топливо из бака в систему впрыска топлива двигателя по топливопроводу.

Топливный бак (бензин): В этом баке хранится бензин на борту транспортного средства до тех пор, пока он не понадобится двигателю.

Двигатель внутреннего сгорания (с искровым зажиганием): В этой конфигурации топливо впрыскивается либо во впускной коллектор, либо в камеру сгорания, где оно смешивается с воздухом, а воздушно-топливная смесь воспламеняется искрой от свечи зажигания. .

Трансмиссия: Трансмиссия передает механическую мощность от двигателя и / или электрического тягового двигателя для привода колес.

Двигатели на природном газе

Двигатели на природном газе

Hannu Jääskeläinen

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Двигатели, работающие на природном газе, могут варьироваться от небольших двигателей малой мощности до низкооборотных двухтактных судовых двигателей мощностью более 60 МВт.Доминирующим циклом двигателя может быть Отто или Дизель, с использованием нескольких различных методов приготовления смеси и зажигания. Большинство коммерческих и разрабатываемых двигателей, работающих на природном газе, можно разделить на четыре типа технологий: (1) двигатели со стехиометрическим циклом Отто; (2) сжигание обедненной смеси, двигатели с циклом Отто; (3) двухтопливные двигатели смешанного цикла (комбинация Отто и Дизеля) и (4) дизельные двигатели, работающие на природном газе. Эти технологии демонстрируют различия в тепловом КПД, производительности и требованиях к дополнительной обработке.

Введение

Низкая стоимость природного газа по сравнению с дизельным топливом и бензином в сочетании с различными регулирующими мерами, связанными с выбросами, по-прежнему вызывает значительный интерес к природному газу как альтернативному топливу для двигателей внутреннего сгорания. Производители двигателей ответили поставкой новых, специально созданных двигателей, работающих на природном газе, в размерах от небольших легких двигателей мощностью несколько кВт до низкооборотных двухтактных судовых двигателей мощностью более 60 МВт. В 2019 году WinGD заявила, что их двухтопливный двигатель 12X92DF является самым мощным двигателем с циклом Отто с мощностью 63 840 кВт [4829] .Производители оригинального оборудования и поставщики запчастей также предоставляют комплекты для переоборудования, которые позволяют переоборудовать существующие дизельные и бензиновые двигатели для работы на природном газе.

Двигатели, работающие на природном газе, можно разделить на категории по многочисленным параметрам, в том числе: подготовка смеси (предварительно смешанная или не предварительно смешанная), зажигание (искровое зажигание или пилотный дизель) и доминирующий цикл двигателя (отто или дизель). Одна из распространенных категорий: Рис. 1 [4247] :

  • Предварительная смесь, искровое зажигание, только природный газ
  • Предварительно смешанный заряд, пилотное зажигание дизеля, комбинированное топливо природный газ / дизельное топливо
  • Прямой впрыск природного газа под высоким давлением, пилотное зажигание дизеля, комбинированное топливо природный газ / дизельное топливо

Рисунок 1 .Три категории двигателей, работающих на природном газе

(Источник: Wärtsilä)

В то время как вышеуказанная группа адекватно охватывает коммерческие двигатели объемом примерно до 2,5 л / цилиндр, когда рассматриваются также и более крупные двигатели, это создает некоторые проблемы при представлении общих концепций для некоторых из различных подходов. В частности, двухтопливные двигатели, работающие на обедненной смеси, с воспламенением от небольшого (<~ 5% топливной энергии) дизельного микропилотного двигателя имеют больше общего с двигателями SI, работающими на обедненной смеси, чем с двухтопливными двигателями, использующими более крупный дизельный пилот % топливной энергии).Он также не охватывает некоторые концепции на стадии разработки. Следующая категоризация является более общей и отражает общие концепции между различными подходами:

  • Двигатели стехиометрического цикла Отто
  • Бедное сжигание, двигатели цикла Отто
  • Двухтопливные двигатели со смешанным циклом (комбинация Отто и Дизеля)
  • Дизельные двигатели, работающие на природном газе

В двигателях со стехиометрическим циклом Отто используется предварительно смешанная «почти стехиометрическая» воздушно-топливная смесь, и они воспламеняются от свечи зажигания.Важным мотивом для использования стехиометрических двигателей является тот факт, что они могут использовать трехкомпонентный катализатор (TWC), иногда также называемый катализатором неселективного каталитического восстановления (NSCR), для снижения NOx и окисления CO и углеводородов в выхлопе. . Следует отметить, что пиковая эффективность преобразования NOx, CO и HC в TWC с природным газом просто богата стехиометрией, и двигатели, работающие на природном газе, сжигающие «стехиометрическую» топливно-воздушную смесь, обычно калибруются для работы в слегка обогащенном состоянии.Это отражено в терминологии, используемой для стационарных двигателей, работающих на природном газе, для которых двигатели, работающие на природном газе, использующие смесь, близкую к стехиометрической, иногда называют двигателями «богатого горения».

В двигателях с циклом Отто с обедненным сжиганием используется обедненная предварительно смешанная воздушно-топливная смесь с несколькими вариантами зажигания. Свеча зажигания или дизельный микропилот — два наиболее распространенных варианта. Свечи накаливания также нашли ограниченное коммерческое применение. Одним из важных преимуществ двигателей с циклом Отто, работающего на обедненной смеси, является их высокий термический КПД тормозов (BTE), который во многих случаях может достигать 50%.Если на двигателях, работающих на обедненной смеси, требуется дополнительная обработка, для контроля NOx можно использовать СКВ мочевины. Для эффективности катализаторов окисления метана требуется высокая температура выхлопных газов, и они используются только в некоторых стационарных применениях.

В двухтопливных двигателях смешанного цикла используется обедненная предварительно смешанная воздушно-топливная смесь, воспламеняемая значительным пилотом дизельного топлива, что составляет более ~ 15% общей энергии топлива. Они упоминаются здесь как двигатели со смешанным циклом, потому что пилотный дизельный двигатель вносит значительный вклад в общее тепловыделение при сгорании предварительно смешанной смеси природного газа и воздуха.Важным преимуществом этого подхода является то, что существующие дизельные двигатели (либо используемые двигатели, либо существующие платформы дизельных двигателей от производителя двигателей) могут быть относительно легко преобразованы для использования природного газа — популярное соображение, когда разница в ценах на дизельное топливо и природный газ составляет большой.

В дизельных двигателях, работающих на природном газе, природный газ предварительно не смешивается с воздухом. Вместо этого природный газ впрыскивается прямо в камеру сгорания под высоким давлением почти так же, как это делается в дизельном двигателе.Однако, в отличие от дизельных двигателей, требуется источник зажигания. Основным средством зажигания струй природного газа является зажигание небольшого дизельного двигателя непосредственно перед впрыском газа. Этот подход иногда называют прямым впрыском высокого давления (HPDI) или газодизелем. Также исследуются возможности зажигания с помощью свечи накаливания или свечи зажигания с форкамерой. Важным преимуществом этого подхода является то, что достижима более высокая удельная мощность и может использоваться более высокая степень сжатия по сравнению с подходами с предварительным смешиванием.

В таблице 1 суммированы эти подходы с более подробной информацией, представленной ниже. Доступны и другие сводные данные, аналогичные таблице 1, но в основном они сосредоточены только на тяжелых условиях эксплуатации [3568] [4323] .

AF

Таблица 1
Сравнение различных систем сгорания для двигателей, работающих на природном газе
Стехиометрический цикл Отто Цикл Отто сжигания обедненной смеси Двухтопливный смешанный цикл Дизельный цикл
Состояние воздушно-топливной смеси Предварительно смешанное Без предварительного смешивания
Стехиометрический обедненный
Доминирующий цикл двигателя Отто Отто / Дизель Дизель
Технологии Варианты зажигания
  • Свеча зажигания
  • с открытой камерой
  • Свеча зажигания предкамеры (пассивная или активная)
  • Дизельный микропилот с открытой камерой
  • Дизельный микропилот, форкамера
  • Свеча накаливания, предварительная камера (ограниченное применение)
  • Пилотный дизель, открытая камера
  • Пилотный дизель, открытая камера
  • Свеча накаливания, открытая камера (опытная)
  • Свеча зажигания форкамеры (экспериментальная)
Контроль выбросов из двигателя
  • NOx: EGR, угол опережения зажигания
  • CH 4 : объемы щелей камеры сгорания, продувочный поток, закрытая вентиляция картера (CCV)
  • ПМ: расход масла
  • NOx: AFR, угол опережения зажигания
  • CH 4 : объемы щелей камеры сгорания, продувочный поток, CCV, объемные потери при сгорании
  • ПМ: расход масла
  • NOx: AFR, пилотное дизельное топливо, шт., угол опережения зажигания
  • CH 4 : объемы щелей камеры сгорания, продувочный поток, CCV, объемные потери при сгорании
  • PM: дизель пилот кол-во, расход масла
  • NOx: EGR, момент впрыска
  • ПМ: аналог дизельного
Опции системы дополнительной обработки (ATS)
  • TWC для NOx, CH 4 , CO
  • PM: ATS не требуется до 2010 США и Euro VI-D
  • NOx: Мочевина SCR
  • CH 4 : MOC в ограниченных применениях
  • NOx: Мочевина SCR
  • CH 4 : MOC в ограниченных применениях
  • NOx: Мочевина SCR
  • CH 4 : обычно не требуется
  • PM: DPF (активная регенерация требует DOC + дизельное топливо)
Основные области применения
  • Легкие, средние и тяжелые условия
  • Стационарный <~ 1 МВт
  • Модернизация железнодорожных и крупных внедорожных автомобилей с дизельным двигателем
  • Тяжелые, стационарные и морские
КПД, BTE, без WHR
  • <40%, коммерческие двигатели; ~ 45% потенциал заушных слуховых аппаратов
  • Для тяжелых условий эксплуатации: <46%; Потенциал КПД аналогичен дизельному, ~ 50%
  • Морские низкоскоростные: <48%, коммерческие двигатели
Преимущества
  • 100% замена дизельного топлива
  • Низкие выбросы NOx и CH 4
  • Простой пассивный АТС
  • Работает с КПГ или СПГ
  • Высокая эффективность
  • Можно избежать использования свечей зажигания
  • Возможна работа только на дизельном топливе (только двухтопливная)
  • Работает с КПГ или СПГ
  • 100% дизельная подстанция (кроме дизельной микропилотной)
  • Замена дизельного топлива до> 99% с помощью дизельного микропилотного двигателя
  • Высокая эффективность
  • Нет свечей зажигания
  • Возможна работа только на дизеле
  • Возможна модернизация существующих дизельных двигателей
  • Работает с КПГ или СПГ
  • Высокая удельная мощность
  • Ударопрочность
  • Высокая эффективность
  • Можно избежать использования свечей зажигания
  • Замена дизельного топлива до 95%
  • Низкий CH 4 Выбросы
  • Устойчив к изменениям в составе топливного газа
Проблемы
  • Срок службы свечи зажигания
  • Более низкая удельная мощность по сравнению с дизелем
  • Низкий КПД по сравнению с дизелем
  • Работа при высоких нагрузках может быть ограничена детонацией
  • Срок службы свечи зажигания (только искровое зажигание)
  • Несгоревшие CH 4 Выбросы
  • Работа при высоких нагрузках на NG может быть ограничена детонацией
  • Замена дизельного топлива ограничена ~ 50-85%
  • Пропуски воспламенения при малой нагрузке с NG
  • Несгоревший CH 4 Выбросы
  • Работа при высоких нагрузках на NG может быть ограничена детонацией
  • Работа только на дизельном топливе невозможна
  • СПГ только для мобильных приложений.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *