Какие двигатели бензиновые или дизельные лучше: Какой двигатель лучше дизельный или бензиновый — основные отличия и сравнительные характеристики

Содержание

Какой двигатель лучше: дизельный или бензиновый

В процессе выбора автомобиля приходится решать большое число вопросов и отдавать преимущество тому или иному параметру. Не последнее место занимает выбор типа силового агрегата, например, дизельный он будет или бензиновый. Как вы успели догадаться, мы будем решать, что же лучше: дизель или бензин. Нам предстоит долгий и очень ответственный разговор.

Основные отличия дизельного и бензинового двигателей

Для начала стоит разобраться в основных моментах, которыми отличаются дизельный и бензиновый двигатели. Кстати, именно с этого вопроса часто начинается собеседование у механиков, которые желают работать на СТО. И далеко не каждый из них может дать точный и верный ответ.

Главное отличие заключается в принципе работы топлива, хотя оба агрегата являются двигателями внутреннего сгорания. Бензиновый пар смешивается с воздухом и зажигается от искры. Пары от дизельного топлива поджигаются путём воздействия высокой температуры сжатого воздуха.

Такие отличия лежат в основе кардинально разных разработок внутренних конструкций и деталей этих двух силовых агрегатов. В дизеле нет свечей зажигания, зато присутствуют свечи накала. Дизельный агрегат является более массивным и прочным. Такие характеристики необходимы для выдерживания вспышек с детонацией, которые происходят при каждом воспламенении топлива.

Преимущества и недостатки каждого из типов двигателей

А теперь более подробно и досконально изучим все преимущества дизельного двигателя перед бензиновым, рассмотрим достоинства бензинового агрегата и уделим внимание недостаткам каждого из них. Эта информация позволит составить полную картинку и сделать соответствующие выводы.

Мощность

Для сравнения берутся два силовых агрегата разного типа, но одинаковых по объёму. При этом быстрее дизеля окажется бензин. Такой двигатель будет выдавать больше лошадиных сил. Что касается крутящего момента, то выше он будет у дизельного агрегата. Если в автомобиле больше ценится ускорение, то стоит выбирать бензиновый мотор. Если же на первое место выходит грузоподъёмность, то выбор будет склоняться в сторону дизеля. Здесь каждый самостоятельно определяет для себя, какой двигатель будет помощнее, в зависимости от первостепенного параметра.

Экономичность

Ввиду высокой стоимости автомобильного топлива каждый водитель задумывается о возможностях экономии. Потому экономичность мотора всегда учитывается чуть ли не в первую очередь. В одном литре дизеля содержится больше энергии, чем в литре бензина. Отсюда делаем вывод: дизельные агрегаты характеризуются высоким КПД, который не могут продемонстрировать бензиновые моторы. По вопросам экономичности лучше оказывается дизель.

Особенности эксплуатации

В этом разделе мы отобрали несколько параметров, которые являются важными и оказывают немалое влияние на выбор пользователя:

  1. Запуск в холодную погоду является проблемой для дизельного агрегата. Владельцы таких автомобилей знают о существовании летнего и зимнего топлива. Летний вариант нельзя использовать при минусовой температуре, поскольку он быстро замерзает и в таком состоянии может серьёзно навредить всей топливной системе. Проблема заключается в том, что невозможно отличить зимнее топливо от летнего, для этого необходимо провести лабораторные анализы. Бензиновый мотор таких проблем не испытывает и может плохо заводиться только в сильные морозы (около -40 градусов).
  2. Раньше дизельное топливо стоило дешевле бензина. Сейчас его стоимость почти приблизилась к цене своего оппонента. В некоторых случаях дизель даже оказывается дороже бензина. Современный автовладелец не сможет сэкономить на заправке. Надеяться на изменение такой ситуации не стоит. И всё же экономия присутствует за счёт более низкого расхода топлива, характерного для дизелей. Заправлять дизель придётся немного реже, чем бензин.
  3. Дизельные агрегаты чувствительнее к качеству топлива, чем их бензиновые оппоненты. При использовании дизеля низкого качества мотор выйдет из строя намного быстрее, чем можно ожидать. Нужно выбирать надёжную заправку с очень качественным топливом, что для России является большой редкостью.
  4. Нестабильная работа системы зажигания характерна для бензиновых моторов. Для устранения таких проблем нужны время и деньги.

Шум и экологичность

Вопросы экологии стоят остро, особенно перед производителями автомобильной промышленности. Дизели в этом вопросе явно выигрывают перед бензиновыми агрегатами. Экологичнее чем дизель лишь гибриды и электрокары. Бензиновые моторы в плане экологичности явно проигрывают.

Зато агрегаты на основе бензина работают более тихо. Дизельные агрегаты, несмотря на все достижения мирового автопрома, остаются слишком громкими. Они шумные и являются источником вибраций. Эти недостатки становятся более ощутимыми на холостых оборотах и при наборе скорости. С шумностью и экологичностью понятно, а мы продолжаем искать плюсы и минусы, а также различия между дизелем и бензином.

Ремонт установок

Об этом нужно думать заранее, чтобы в будущем не жалеть о своей легкомысленности и недальновидности. Мы изучили стоимость краткосрочного ремонта и долгосрочного обслуживания, и вот что у нас получилось:

  • краткосрочный ремонт дизельного мотора будет стоить дороже за счёт большего содержания масла, что обуславливает частую замену прокладок, фильтров и прочих расходных материалов;
  • долгосрочное обслуживание в случае с дизельным агрегатом оказывается ниже из-за высокой долговечности, проведение капиталки для дизеля требуется гораздо реже, чем в случае с бензиновым мотором.

Бензиновые моторы более распространены на территории России. Их конструкция хорошо известна любому механику, потому проблем с ремонтом не возникает. Практически во всех автосервисах можно выполнить ремонт любой сложности. С дизелем так не получится. Нужно будет хорошо поискать подходящее СТО, которое специализируется на предоставлении таких услуг.

Статистика продаж

В конце нашего разговора было бы уместным рассмотреть статистику продаж автомобилей с этими двумя агрегатами. Что мы сейчас и сделаем. По всем проданным автомобилям на территории России процентное соотношение следующее:

  • на дизельные агрегаты приходится 7%;
  • электрокары и гибриды составляют 2%;
  • бензиновые машины составляют 91%.

Картина складывается очевидная. Этому есть несколько объяснений:

  1. Автомобили с дизельным агрегатом стоят больше, чем аналогичные модели на бензине.
  2. Бензиновый автотранспорт выпускается в большем ассортименте.

Несмотря на это, популярность дизельных авто медленно, но уверенно возрастает. Автопроизводители реагируют на такую тенденцию и расширяют ассортимент дизельных машин.

Хорошо обдумайте каждый недостаток и взвесьте существующие преимущества, прежде чем будет принято окончательное решение.

Какой двигатель лучше: бензиновый или дизельный

У только планирующего приобрести автомобиль человека может возникнуть вопрос: «Какой двигатель выбрать – дизельный или бензиновый?» Но на этот вопрос нельзя ответить точно, так как такой выбор зависит не только от топлива, но и от назначения самого автомобиля, от местности, по которой он будет передвигаться, и других факторов. В этой статье проводится небольшой сравнительный анализ 2 видов агрегатов, который поможет новичку принять решение при покупке автомобиля.

Недостатки дизельного двигателя

Для того чтобы выявить достоинства и недостатки каждого вида двигателя, необходимо определить принцип работы каждого из них. В цилиндре дизельного мотора происходит сжатие только воздуха без топлива, которое требует повышения температуры до больших значений, вплоть до 900 ˚С. При этом в камере сгорания распыляется дизельное топливо, образуется смесь топлива и воздуха, которая воспламеняется и сгорает. Поэтому этот тип двигателя называют двигателем внутреннего сгорания.

Вот основные недостатки такого агрегата:

  1. Этот мотор требует наличия довольно объемной системы охлаждения. Но при чрезвычайных ситуациях данная система может дать сбой.
  2. Обычные моторы данного типа достаточно трудно завести в холодную погоду при температуре ниже 30˚С. Это влечет за собой еще одну особенность – данный агрегат прогревается довольно длительное время, поэтому быстро согреться в машине с такой установкой не получится.
  3. Требовательны к качеству топлива, что весьма проблематично в российских реалиях. При заправке горючим низкого качества двигатель в скором времени станет «капризничать» и требовать ремонта.
  4. Количество автомастерских, обслуживающих такие моторы, значительно меньше, чем тех, которые ремонтируют бензиновые агрегаты.
  5. Автомобили, использующие данные двигатели, стоят на порядок дороже, чем авто на бензине. Соответственно и эксплуатация таких автомобилей потребует значительных вложений. Однако при дальнейшей продаже авто с дизельным агрегатом за него можно выручить солидные деньги.
  6. Создают много шума и вибраций, что становится недостатком для автомобилей с плохой шумоизоляцией.
  7. Такой агрегат хорош в основном для далеких поездок, именно тогда он сможет хорошо прогреться.
  8. Агрегат требует частой замены масла и фильтров.

Достоинства дизельного двигателя

У этого вида моторов имеются также и достоинства, причем их достаточно много:

  1. Данный вид двигателя считается довольно экономичным благодаря низкому расходу топлива. Это особенно эффективно при езде минимум 20000 км в год.
  2. Считается более чистым по уровню выбросов в атмосферу по сравнению с бензиновым благодаря оснащению сажевым фильтром.
  3. Данный тип двигателя отличается долговечностью и длительным сроком эксплуатации. Он может потребовать ремонта только после 200 000 км пробега в отличие от бензинового, который изнашивается раньше.
  4. Он отличается тяговитостью и низкими оборотами, особенно при езде по ухабистым дорогам.
  5. Отсутствие системы зажигания делает его более безопасным, так как снижается вероятность возгорания.

Недостатки бензинового двигателя

В отличие от дизельного собрата в бензиновом моторе топливовоздушная смесь формируется вне цилиндра, во впускном коллекторе. При этом происходит всасывание одновременно воздуха и топлива в камеру сгорания. Данная смесь воспламеняется благодаря электрической искре, которая возникает от свеч зажигания.

В числе недостатков такого двигателя можно отметить следующие:

  1. По сравнению с дизельными в бензиновых моторах часто выходит из строя система зажигания, а значит они требуют дополнительных затрат и частого ремонта.
  2. Такой двигатель потребляет больше топлива, чем дизельный.
  3. В отличие от дизельного мотора бензиновик имеет низкие рабочие диапазоны, его приходится довольно долго «разгонять» для получения максимальной отдачи, в то время как дизельный делает это с холостого хода.

Достоинства бензинового двигателя

Этот агрегат имеет следующие достоинства:

  1. Тишина и мягкость работы – одно из основных качеств бензинового мотора.
  2. Простота конструкции и широкое распространение на территории страны делают данный двигатель доступным во всех отношениях. Практически любая автомастерская возьмется за ремонт этого агрегата.
  3. Ремонт и обслуживание данного двигателя обойдутся дешевле по сравнению с дизельным.
  4. Этот двигатель доступен в довольно широком выборе комплектаций, который предоставляется большинством российских компаний-производителей автомобилей.
  5. Способен работать и при низких температурах, его можно завести даже при температуре минус 40 ˚С.
  6. Данный тип двигателя может потреблять топливо и низкого качества.
  7. Автомобиль с бензиновым мотором можно оснастить газобаллонным оборудованием, чего нельзя сделать с дизельным.
  8. Бензиновый мотор характеризуется большей мощностью.
  9. Если езда на автомобиле ограничивается пределами города, то такой агрегат для этого подойдет как нельзя лучше.

Выбор автомобиля по типу двигателя – это во многом дело вкуса каждого автолюбителя, но при затруднениях можно прислушаться к мнению опытных водителей. Бензиновые двигатели больше подходят для городской езды, а дизельные – предпочтительнее для тех, кто разъезжает на дальние расстояния. Кроме того, выбор мотора во многом зависит и от манеры езды водителя.

Какой двигатель лучше: дизельный или бензиновый?

Многие люди перед покупкой автомобиля начинают тщательно изучать производителей, модели и отзывы о них. На первый взгляд, два автомобиля одной модели могут вести себя в одних и тех же условиях эксплуатации совершенно по-разному. А разница между ними заключается в силовом агрегате, отсюда и возникает вопрос, какой двигатель лучше, дизельный или бензиновый?

У каждого водителя свои критерии по выбору двигателя

Авто с бензиновым движком стоит до 30% дешевле, а это очень привлекательный аргумент. Однако если задуматься, то дизельное топливо стоит процентов на 15 дешевле бензина. А вдобавок производители ещё и заявляют, что расход топлива на дизельном двигателе гораздо экономнее. Но на этом чаще всего и заканчиваются самостоятельные рассуждения на тему, чем отличается один движок от другого.

Часть людей прибегает к поиску советов у друзей, которые уже водят авто не первый год и могут подсказать, что лучше. Тут рекомендации бывалых водителей кардинально расходятся. Кто-то скажет, что завести дизельный агрегат в мороз — нереальная задача, а заправка низкокачественным горючим сразу ведёт вас в СТО и ставит на огромные деньги. Кто-то положительно отзовётся о дизеле, а по поводу бензиновых агрегатов скажет, что расход у них большой, постоянно возникают мелкие поломки и т. д.

Чтобы сделать правильный выбор, вы должны знать преимущества и недостатки каждого типа силового агрегата. Это поможет вам подобрать правильный двигатель под ваши условия эксплуатации и остаться довольным покупкой.

Какая разница между бензином и дизельным топливом?

Механики, когда проходят собеседование в фирменные СТО, часто слышат такой вопрос и недаром, ведь конструкционно эти двигатели совершенно разные и принципы работы различаются. Что касается бензина, то он имеет такую химическую форму, что при соединении с кислородом легко воспламеняется малейшей электрической искрой, которая вырабатывается свечами зажигания.

В дизельном аналоге система кардинально отличается, воспламенение топлива происходит из-за высокого атмосферного давления внутри камеры сгорания и высокой температуры внутри её. Достигается это благодаря изменённой конструкции: вместо свечей зажигания там используются свечи накала, которые обеспечивают постоянную температуру внутри камеры сгорания. Чтобы обеспечить надёжность такого системного узла, основные детали гораздо массивнее и толще. Сделано это ещё и по причине того, что в процессе сжигания ДТ происходит детонация и движок должен выдерживать её.

Преимущества и недостатки дизельного агрегата

Не всем людям очевидны преимущества дизельного двигателя перед бензиновым, хотя их довольно много. Давайте рассмотрим положительные стороны подробнее:

  1. Экономный. Для большинства водителей это один из определяющих факторов покупки авто. Мало кто учитывает расходы на содержание, а сжигается топлива гораздо меньше, к тому же дизельное горючее стоит на 10–15% дешевле бензина.
  2. Экологичность. С современными трендами, которые идут к нам из Европы, ужесточается степень возможных выбросов вредных веществ в атмосферу, а в дизельных агрегатах выбросы минимальны. Кстати, именно по этой причине в европейских странах активно покупают автомобили с дизелем, их там более 50%.
  3. Крутящий момент такого двигателя очень высокий, в отличие от бензиновых. Он прямо рвёт автомобиль в движение даже на низкой передаче и очень быстро набирает скорость.
  4. Долговечность дизельного агрегата — это одно из главных преимуществ. Автомобиль может выходить даже до миллиона километров, когда бензиновые аналоги на отметке в 300 000 уходят в утиль.
  5. Надёжность. При правильной эксплуатации движок способен долго работать исправно. Посещать СТО вы будете крайне редко.

Недостатков у дизеля не так уж много, но на их фоне может показаться, что приобрести автомобиль с бензиновым двигателем гораздо рациональнее. Рассмотрим отрицательные стороны дизельного силового агрегата:

  1. Автомобиль с дизелем стоит гораздо дороже, наценка может достигать 30 процентов по сравнению с бензиновым мотором.
  2. Стоимость СТО вас не обрадуют, потому что любой ремонт будет стоить довольно дорого по причине сложного устройства движка. Более того, не в каждом СТО смогут сделать ремонт, ведь для этого нужен квалифицированный механик в этом направлении.
  3. В сильный мороз, возможно, вам придётся немного помучаться с запуском движка. Однако давайте вспомним одну вещь, даже бензиновые агрегаты заводятся далеко не с первого раза в такую погоду.
  4. Перед движением автомобиль нужно долго прогревать, чтобы свечи нагрева достигли нужной температуры и топливо начало сжигаться.

Преимущества и недостатки бензинового агрегата

С дизельным агрегатом мы уже ознакомились, теперь рассмотрим подробнее положительные и отрицательные стороны бензинового.

Преимущества:

  1. Простая конструкция. Технология создания такого мотора довольно простая, что влияет и на стоимость авто.
  2. Небольшой вес автомобиля.
  3. Объёмный двигатель по сравнению с дизельными аналогами. В бензиновом моторе нет сильной детонации, поэтому объём его может быть значительно выше, чем у дизеля.
  4. Простой ремонт, с которым может справиться даже более-менее опытный водитель. Системные узлы расположены просто и понятно, более того, ремкомплекты стоят на порядок дешевле дизельных.
  5. Практически бесшумная работа.

Недостатки:

  1. Самый главный недостаток — взрывоопасность топлива. Бензин является очень летучей смесью и поджигается от малейшей искры, вследствие чего носит характер повышенной опасности.
  2. Все детали двигателя нужно постоянно смазывать, менять и т. д.
  3. Расход топлива будет гораздо больше, потому что КПД в камере сгорания у бензинового агрегата заметно ниже.
  4. Медленный разгон и слабая тяга сразу почувствуются на бензиновом агрегате при сравнении двух моторов.
  5. Низкий параметр экологичности. Бензиновый двигатель выпускает гораздо больше вредных веществ в атмосферу.

Особенности двигателя на дизеле

Плюсы и минусы дизельного и бензинового двигателя стали теперь ясны, рассмотрим теперь конкретные особенности работы дизеля подробнее.

Зимний период года для дизельного мотора

Однозначно все автомобилисты с уверенностью заявят, что у дизеля встречаются проблемы в зимний сезон года, но не все они знают, что ДТ делится на два вида: летнее и зимнее! Эту особенность обязательно нужно учитывать, ведь по своей формуле и составу летнее ДТ замерзает уже при -5 градусах. Происходит это потому, что оно производится по особой технологии парафинизации, стоимость такого топлива становится ниже на 30%.

В летнее же время года вы можете им заправляться и не заметите никаких проблем. Что касается зимнего ДТ, то оно может выдерживать мороз более 30 градусов и не замерзать. Включить диз. двигатель с таким топливом совершенно не составит труда. Знать эту разницу между характеристиками топлива и соблюдать обязан каждый водитель дизеля, ведь несоответствие топлива времени года может оказаться большой проблемой.

Имейте в виду, что заправляться стоит только на проверенных вами АЗС, где вы уверены в качестве топлива. Дело в том, что нерадивые заправщики пытаются сколотить капиталы на обмане клиента, доливая в летнее топливо специальные примеси. Заправившись таким горючим, вы приблизитесь к отметке капремонта мотора, а это выльется в кругленькую сумму.

Управление

Практически на всех автомобилях, не учитывая самых последних моделей, при запуске движка наблюдается стук в моторе, проходит он только со временем, а конкретнее, когда свечи накала достигнут рабочей температуры. В современных устройствах такой особенности нет по причине использования в системе дополнительного силового узла.

Двигатель прогревается достаточно долго, поэтому, если вы живете в 10 минутах езды от офиса, нужно выделить время ещё на прогрев авто. Но имеется и положительный момент: двигатель работает практически на максимальных оборотах, поэтому сдвинуться с места очень легко. Эта особенность идеально применима к внедорожникам, так они легко преодолеют препятствия на своём пути.

Имеется ещё одна особенность дизельного движка, о которой мало кто знает. Диз. двигатель может функционировать даже в воде, важно, чтобы она не попала внутрь. Т. е. пересечь неглубокую речку на внедорожнике не составит труда. Если обращали внимание, на серьёзных моделях внедорожников воздухозаборник находится возле крыши авто, чтобы предотвратить попадание воды в силовой агрегат.

Техническое обслуживание

Топливная система прихотлива в обслуживании, периодически нужно менять масло и фильтры, как и в бензиновом двигателе. Проблема заключается в том, что стоимость ТО будет несколько выше, чем у аналога. Более того, не в каждом СТО есть хорошие специалисты, поэтому тут лучше последовать совету бывалых водителей и обратиться к квалифицированным мастерам.

Обратите внимание, капитальный ремонт двигателя при правильной эксплуатации наступает где-то через 250 000 км пробега. И выложить придётся более 500 долларов, но если учесть постоянные ремонты бензинового агрегата, то сумма уже и не кажется такой заоблачной.

ГБО

Даже автомобиль с дизельным двигателем можно оборудовать газовой установкой. Давайте вспомним, что ДТ воспламеняется под давлением, а газ от искры, как и бензин. Следовательно, работоспособность системы придётся модифицировать, изначально в камеру сгорания будет подаваться немного ДТ, чтобы получить огонь для поджигания газовой смеси. Модификация автомобиля на ГБО обойдётся очень дорого, а если учесть, что стоит дизельное горючее заметно дешевле бензина, то пройдёт далеко не один год, прежде чем отобьётся стоимость установки.

Вывод

Мы рассмотрели все недостатки и преимущества каждой модели двигателя, узнали об основных проблемах дизельных движков и каким образом их можно избежать. Вы можете либо сэкономить на покупке автомобиля, либо на его расходных материалах (топливо, масла и фильтры). Решать, какой двигатель лучше — дизель или бензин — можете только вы. Сделайте правильный выбор, учитывайте условия эксплуатации вашего региона, чтобы покупка приносила радость, а не проблемы!

Соотношение л с в дизеле и бензине. Что лучше бензиновый или дизельный двигатель. Отличие и сравнение. Разница между двигателями. Какой мотор производительнее

Извечный вопрос – машину с каким типом двигателя выбрать, бензиновым или дизельным, мучает российского автомобилиста уже не первый десяток лет. У каждого из вариантов есть свои положительные и отрицательные стороны, которые мы и собираемся сегодня рассмотреть, чтобы помочь автолюбителям сделать взвешенный и обоснованный выбор.

Почему существуют два разных двигателя?

Все эти операции подробно изображены на Рис. 1. Существуют различия между двумя двигателями из-за разницы между тем, как горит топливо. Бензин — это летучее топливо, легко испаряется, поэтому он эффективно смешивается с воздухом. В результате достаточно искры достаточно для плавного сжигания в хорошо смешанном бензиновом двигателе. Как можно заметить из рисунка 2, бензин имеет очень низкую температуру вспышки. Температура воспламенения — это минимальная температура, требуемая для жидкого топлива для образования спонтанно горючей смеси.

Для удобства, мы разобьем наше «выяснение отношений» между бензиновыми и дизельными силовыми установками на несколько пунктов: мощность и производительнос ть, экономичность, ресурс, обслуживание и эксплуатация.

Какой мотор производительнее?

Одной из характеристик, на которую чаще всего обращают внимание покупатели, является мощность двигателя автомобиля. Причем, характеристика эта не зависит от типа топлива, на котором работает мотор, но в нашем случае, раз уж мы решили сравнить дизельные и бензиновые силовые установки, скажем, что зачастую по количеству «лошадей» верх берут именно бензиновые двигатели. Даже если агрегат снабжен турбокомпрессоро м, то мощность бензинового турбомотора все равно будет выше, чем у дизельного. Казалось бы, рассуждать тут особо не о чем: тот, кто хочет мощного «железного коня», в первую очередь посмотрит в сторону авто с бензиновым двигателем, ведь «лошадок» под капотом у него больше – если мы сравниваем двигатели одного объема. И окажется не совсем прав. Автомобиль с мощным бензиновым двигателем подойдет тому, кто любит скорость, быстрые ускорения, словом – чувствовать себя королем скорости где-нибудь на автостраде. Но машина с бензиновым двигателем, обладая отменными динамическими характеристиками, проигрывает автомобилю с дизельным двигателем в тяге. Да-да, если ваше бензиновое авто заедет на бездорожье, то его крутящего момента будет недостаточно для того, чтобы с легкостью выбраться из грязи. А вот дизельная машина, обладая более высоким крутящим моментом, который достигается на гораздо более низких, чем у бензинового агрегата, оборотах, справится с этой задачей гораздо увереннее – за счет того, что «полка» этого самого момента у дизеля ровная.

С другой стороны, дизель, являющийся менее летучим топливом, неправильно смешивается с воздухом. На рисунке 2 вы можете отметить, что дизельное топливо имеет такое высокое значение температуры вспышки. Однако, если распыленное дизельное топливо распыляется в высокотемпературный воздух, произойдет самовозгорание.

Разница между бензином и дизельным двигателем

Это означает, что в бензиновых двигателях топливо и воздух должны быть предварительно перемешаны, а в дизельных двигателях смешивание происходит только во время сгорания. По этой причине дизельные двигатели используют топливный инжектор, в то время как бензиновые двигатели используют свечу зажигания.

У авто с бензиновым мотором и максимальный крутящий момент, как правило, меньше, и достигается он на более высоких оборотах. Для отменной динамики это, повторимся, замечательно (не зря же подавляющее большинство спортивных машин имеют бензиновые моторы), но при преодолении бездорожья предпочтение все же нужно отдать агрегатам, работающим на «тяжелом» топливе – и именно потому дизельными силовыми установками комплектуются внедорожники и спецтехника. Говоря о коэффициенте полезного действия дизельных и бензиновых двигателей, можно сказать, что тут первые выигрывают у последних – ведь на преодоление одного и того же отрезка пути, неважно, будет это хорошая скоростная трасса или бездорожье, автомобиль с дизельным двигателем потратит меньшее количество топлива, чем машина с бензиновым агрегатом. Но! За счет своей мощности и более выдающихся динамических характеристик автомобиль с бензиновым мотором доставит вас из пункта А в пункт Б намного быстрее. Расход топлива будет выше? Хм, ну ведь за скорость нужно платить.

Выбор двигателя. Бензин или дизель?

Существуют всего несколько вопросов, которые делят всех автомобилистов на два противоположных лагеря.

  • Покупать новый автомобиль или подержанный?
  • Бензин или дизель?
  • АКПП или МКПП?

Бензин или дизель?

На эту тему идет очень много споров,  если не заострять внимание на куче цифр, слухов, субъективных ощущений сторон, то суть всех споров заключается в следующем:

Дает ли дизельный двигатель при своей эксплуатации экономию денежных средств по сравнению с бензиновым или нет?

За использование дизеля приводятся следующие доводы:

  • Дизельный двигатель  имеет больший КПД, чем нетурбированный  бензиновый. За счет этого сокращается потребление топлива в расчете на единицу пути.
  • Топливо для дизельного двигателя — солярка, стоит дешевле бензина. (В реальной жизни, часто наоборот.)
  • Дизельный двигатель развивает  больший крутящий момент, что позволяет автомобилю преодолевать более сложные препятствия.

Против использования дизельного двигателя приводятся такие доводы:

  • Дизельный двигатель стоит дороже бензинового, следовательно, и его ремонт обходится дороже, намного.
  • Дизельный двигатель очень критичен к качеству топлива, небольшое количество посторонних примесей в солярке, может вывести двигатель из строя. В результате необходимо проводить дорогостоящий ремонт.
  • Автомобиль с дизельным двигателем медленнее разгоняется.

Давайте задумаемся, многим ли из нас нужно, чтобы автомобиль разгонялся как болид Формулы 1? А собираетесь ли вы ездить на нем по горам или утопать в грязи?

Вот и остается только один вопрос: даст ли использование дизельного двигателя экономию денег, чтобы потом вложиться в его ремонт и еще и сэкономить?

Уверенно ответить на этот вопрос определенно положительно можно только в одном случае, если купить новый дизельный автомобиль, поездить на нем, пока есть гарантия, а потом продать.

Отсюда же следует одна простая истина — следует очень хорошо подумать, прежде чем покупать подержанный дизельный автомобиль. Неплохо было бы убедиться, что с двигателем все в порядке, еще лучше, если уже делался капитальный ремонт дизельного двигателя.

Если сравнивать современные автомобили, то по своим характеристикам и бензиновый авто и дизельный примерно одинаковы. Они и разгоняются примерно одинаково, и нельзя сказать, что бензиновый уступает дизельному в  проходимости. Разница будет ощущаться только в цене автомобиля, в запахе из топливного бака, да цене топлива. Со старыми двигателями, картина будет совсем другая, бензиновый, даже не турбированный, всегда превосходит своего дизельного собрата.

Мой вывод таков:
Если покупаете новый или почти новый (подержанный из Германии) автомобиль, знаете на какой заправке купить качественное дизтопливо, в скором будущем для вас не составит труда поменять машину, покупайте дизельный автомобиль.
Если покупаете подержанный авто, выбирайте бензиновый двигатель, с турбиной или без, не важно, в любом случает его доводка до ума и ремонт выйдет дешевле, чем дизельного.

Что выбрать АКПП или МКПП?


Рейтинг дизельных двигатей по надежности и по качеству

Продолжающаяся кампания против дизельных двигателей не означает, что дизельные двигатели не заслуживают внимания. Напротив, даже среди новых турбодизелей можно найти прочные, надежные и очень экономичные агрегаты.

На протяжении почти 30 лет мы являемся свидетелями динамичного развития дизельных двигателей. На рубеже 1980-х и 1990-х дизели стали массово оснащаться турбонаддувом и непосредственным впрыском. Турбина значительно улучшила характеристики, в то время как прямой впрыск топлива в цилиндры уменьшил сгорание. Проблема тяжелой и громкой работы касалась, в частности, продвигаемых группой Volkswagen агрегатов с насос-форсунками, которые подают топливо под большим давлением и разовыми дозами. В нашей статье мы покажем лучшие дизельные двигатели.

BMW M57

Шестицилиндровый самый надежный дизельный мотор BMW M57 — чрезвычайно удачный, приятный по звучанию и модифицируемый агрегат.

Достаточно сказать, что он даже появлялся на раллийных машинах «Дакар», где развивал 320 л.с. и 800 Нм. В гражданских автомобилях можно было рассчитывать на 150 л.с., от 300 Нм до 286 л.с., 580 Нм. Семейство двигателей M57 состояло из агрегатов с тремя различными объемами и различного оборудования, включая сдвоенные турбокомпрессоры и сажевые фильтры. Это не меняет того факта, что лучшие дизельные моторы из семейства M57 очень прочные, а по сравнению с двухлитровыми дизелями BMW практически образцовые.

Fiat 1.9 JTD

Первый двигатель Common Rail также оказался одним из самых надежных дизельных двигателей в истории. Некоторые даже говорят, что прискорбно, что концерн Fiat не выпускал столь же хорошие автомобили.

При наличии необходимого обслуживания (минимум масла, времени и вспомогательных изменений ремня), двигатель оказывается практически вечным. Первые варианты двигателя с 8-клапанными головками (105-131 л.с.) являются наиболее «бронированными». Двигатели 1.9 JTD с 16-клапанными головками имеют заслонки во впускной системе, которые начинают заклинивать, а затем щелкают при увеличении пробега.

Fiat 2.0 JTD

Преемник дизеля 1.9 JTD, полюбившийся своими характеристиками и долговечностью, оказался почти таким же долговечным. Разумеется, речь уже не идет о полностью необслуживаемом агрегате, который не доставит хлопот в эксплуатации и «переживет» остальную часть автомобиля.

Наличие, например, сажевых фильтров или форсунок, работающих под более высоким давлением, более чувствительно к любым нарушениям. Самым слабым элементом двигателя оказывается прокладка. Материал, из которого она была изготовлена, разрушается после прохождения около 150 тысяч километров. Предупреждающий сигнал заключается в том, что лампочка давления масла гаснет всего через несколько секунд после запуска двигателя. Если вовремя не заменить уплотнение, смазка ухудшится, и двигатель заедет за втулки.

Hyundai / Kia 1.6 CRDi

Надежный дизельный двигатель, разработанный корейским концерном, доказывает, что современный дизельный двигатель может быть чрезвычайно удачной и безотказной конструкцией.

1.6 Camry 90-го выпуска не только экономична, но и лишена дорогостоящих комплектующих (турбокомпрессор с изменяемой геометрией DPF-u для подъема). Хотя он не обеспечивает исключительных характеристик, он ценится на вторичном рынке за его простоту. Дизели семейства U также имеют надежную цепь привода ГРМ и безотказную систему впрыска Bosch.

Honda 2.2 CTDi

Многие японские компании не создавали лучшие дизельные двигатели легковых автомобилей самостоятельно (с ними все равно нельзя продавать машины в Японии), а покупали агрегаты у европейских компаний.

В 2003 году ситуация изменилась — японский концерн начал выпуск автомобилей с собственным дизелем N22A1, доступным под торговым обозначением 2.2 CTDi .Лучший дизельный двигатель работал хорошо, был достаточно мощным (140 л.с., 340 Нм) и чрезвычайно прочным. При правильном уходе случайных сбоев практически не происходило. После 2010 года Honda начала выпуск не менее успешной модели 2.2 i-DTEC.(2199 куб. См, 150 л.с., 350 Нм). Отказы обоих двигателей случаются редко, но стоимость запчастей выше, чем у более популярных агрегатов.

Мерседес 2.1 OM611

«Бронированные» и способные сжигать практически любое топливо, самые надежные дизельные двигатели OM615 и OM616 прославили Mercedes W123. Популярная «Бочка» без особых проблем проехала более миллиона километров.

Сегодняшние дизельные двигатели Mercedes уже не так хороши, но двигатель OM611 редко выходит из строя, даже при наличии дизельного сажевого фильтра и двухмассового маховика. Агрегат имеет постоянный цепной привод ГРМ и систему Bosch Common Rail. Проблемы с запуском, возникающие при большом пробеге, говорят о том, что система впрыска пригодна к ремонту — изношены помпа или форсунки.

PSA-Ford 1.4 / 1.6 HDi (8/16 В)

Малогабаритные дизели были разработаны компаниями PSA и Ford. Они принадлежат к одному семейству — французский концерн использует обозначение DV, Ford — DLD . В принципе, 1,4-литровый HDi / TDCi максимально упрощен — нет даже интеркулера, а в большинстве версий только 8-клапанные ГБЦ и турбокомпрессор с фиксированной геометрией.

Двигатель 1.6 HDi / TDCi более сложен, хотя с 2011 года он также был доступен с 8-клапанной ГБЦ. Агрегаты были доступны во многих вариантах, различающихся параметрами и оснащением. Если о них позаботиться, они могут проехать более 300 000 километров без ремонта. Детали дешевые, и ремонт может сделать любая мастерская (окупается популярность двигателя). Фильтры DPF начали внедрять в 2006 году.

Двухмассовый маховик есть только в более мощных версиях (более 100 л.с.). Повторяющиеся проблемы — потеря герметичности шайб под форсунками, через которые попадают выхлопные газы. В двигателе 1.6 HDi тоже была проблема потери проходимости в маслопроводе к турбине. Окончательно дефект устранили, сняв с него засоряющий фильтр.

PSA-Ford 2.0 HDi (8 / 16В)

Как и меньшие по размеру надежные дизельные двигатели, 2.0 HDi / TDCi обычно используется в автомобилях PSA и Ford (примечание — это не относится к Mondeo III, который получил двигатель Ford!), А французы несут ответственность за дизайн и производство.

Несмотря на огромное разнообразие версий и уровней мощности, дизель оказывается практически безотказным — проблемы с форсунками или другими принадлежностями связаны с большим пробегом, а не случайными неисправностями. Двигатели 2.0 HDi мощностью 90 л.с. первых лет производства по-прежнему высоко ценятся на вторичном рынке. Они не обеспечивают впечатляющих характеристик, но благодаря простой конструкции (включая отсутствие двухмассового маховика или интеркулера) прочны и легко ремонтируются.

Toyota 1.4 D-4D

Дизельные малолитражные двигатели семейства 2.0 / 2.2 AD нанесли серьезный ущерб имиджу Toyota. Но по иронии судьбы японскому концерну также удалось создать один из лучших дизельных двигателей за последние годы. Я говорю о 1.4 D-4D, фигурирующей под обозначением 1ND-TV.

Чем новее версия двигателя, тем дороже будет ремонт. После 2008 года дизель 1,4 D-4D получил контроллер электрического турбонагнетателя, пьезоэлектрические форсунки и сажевый фильтр. Это не меняет того факта, что это самый лучший дизельный двигатель Toyota на свете.

Volkswagen 1.9 TDI VP

Первая версия турбодизеля 1.9 TDI, известного своей долговечностью, имела ТНВД с маркировкой VP (от немецкого Verteiler Pumpe) или VEP (Verteiler Einspritzpumpe). Двигатель впечатлил своей выдающейся долговечностью — особенно в версии мощностью 90 л.с. с наиболее упрощенной конструкцией (версия, отмеченная символом 1Z, даже не имела двухмассового маховика).

К достоинствам двигателя 1.9 TDI VP также относились простота ремонта и устойчивость к качеству топлива. По сей день двигатель ценится на вторичном рынке. На выбор были варианты, развивающие 90 л.с. и 210 Нм или 110 л.с. и 235 Нм. Они сжигают почти такое же количество топлива, но более мощный двигатель намного маневреннее. По прочности он аналогичен 90 1.9 TDI, но из-за более сложного оборудования его ремонт обходится дороже.

Volkswagen 1.9 TDI PD

Разработка успешного двигателя 1.9 TDI VP с идентичной мощностью, ходом и диаметром поршня, но со слегка пониженной степенью сжатия и насос-форсунками, то есть устройствами, объединяющими инжектор и ТНВД с приводом от распределительного вала. Для работы насос-форсунок (PD, Pumpe Duse) необходимо использовать высококачественные масла, соответствующие стандарту VW 505.01.

Большинство современных смазочных материалов соответствуют требованиям агрегатов 1.9 TDI PD, но всегда стоит проверить, есть ли пометка о таких параметрах на упаковке масла. Несмотря на то, что 1.9 TDI имеет безупречную репутацию, это не значит, что он идеален. 105, помеченные кодом BXE , подвержены повреждениям. Повышенный расход масла может указывать на проблемы с направляющими и уплотнениями клапанов. Возможна замена уплотнителей без разборки головки.

Volkswagen 1.6 TDI CR

Надежные дизельные двигатели легковых автомобилей 1.6 TDI, преемники легендарного 1.9 TDI, принадлежат к семейству EA189 — тому же самому, которое включает печально известный двигатель 2.0 TDI PD . Однако поводов для беспокойства нет. Дизель 1.6 TDI вместо капризных насос-форсунок имеет блок питания типа Common Rail и в принципе не имеет слабых мест.

Самым серьезным провалом оказалось участие этого агрегата в скандале с дизельными затворами. 1.6 TDI CR — не «демон скорости», но благодаря высокому крутящему моменту (до 250 Нм) он справляется даже с Octavia II. При умелой езде по трассе достаточно 4-4,5 л / 100 км. Те, кто любит и умеет ездить, смогут спуститься до 3,5 л / 100 км. В зависимости от модели и версии двигатель предлагается 75 л.с. и 195 Нм до 110 л.с. и 250 Нм. В 2012 году Volkswagen выпустил на рынок новую версию двигателя 1.6 TDI CR из семейства EA288. Он адаптирован для установки в автомобили на платформе MQB. Пока нет сообщений о серьезных проблемах с этим двигателем — проблемы с оборудованием или горящим маслом являются случайными.

границ | Преимущества и недостатки дизельных одно- и двухтопливных двигателей

Введение

Обедненная смесь, воспламенение от сжатия (CI), прямой впрыск (DI), является наиболее эффективным двигателем внутреннего сгорания (ДВС) (Zhao, 2009; Mollenhauer and Tschöke, 2010). Он производит выбросы оксидов азота и твердых частиц (ТЧ) из двигателя, которые нуждаются в последующей очистке, чтобы соответствовать чрезвычайно низким пределам, установленным для транспортных средств (Lloyd and Cackette, 2001; Burtscher, 2005; Maricq, 2007), несмотря на то, что качество воздуха невысокое. не только под влиянием транспортных выбросов, но и из многих других источников.Одних только стратегий сжигания (Khair and Majewski, 2006) было недостаточно для достижения пороговых значений выбросов, и требовались специальные катализаторы сжигания обедненной смеси, особенно для NOx, в дополнение к фильтрам твердых частиц в выхлопных газах. Несмотря на свой экономический успех, дизельные двигатели столкнулись с ужесточением законодательства по выбросам во всем мире (Knecht, 2008; Zhao, 2009) ценой постепенного отказа от технологии, нацеленной на нереалистичные минимальные дополнительные улучшения.

У дизеля есть как все плюсы, так и минусы.Он имеет эффективность преобразования топлива при полной и частичной нагрузке, превышающую эффективность стехиометрических ДВС с искровым зажиганием (SI), как с прямым впрыском, так и с впрыском топлива (PFI). CIDI ICE имеют пиковый КПД около 50% и КПД выше 40% на большинстве скоростей и нагрузок. Напротив, у SI ICE максимальная эффективность составляет около 30%, и эта эффективность резко снижается за счет снижения нагрузки. CI ICE поставляют механическую энергию по запросу с эффективностью преобразования топлива, которая также выше, чем эффективность электростанций на сжигании топлива, производящих электричество.По данным EIA (2018), в 2017 году в США угольные парогенераторы работали со средней эффективностью 33,98%. Парогенераторы на нефтяном и природном газе работают примерно с одинаковым КПД — 33,45 и 32,96%. Газотурбинные генераторы работают с пониженным КПД на 25,29% для нефти и 30,53% для природного газа. КПД генераторов с двигателями внутреннего сгорания выше, чем у газовых турбин и парогенераторов: 33,12% для нефти и 37,41% для природного газа. Только парогазовые генераторы, не работающие на нефти, имеют КПД 34.78%, но с природным газом, который имеет КПД 44,61%, превосходят генераторы внутреннего сгорания.

При сравнении электрической мобильности двигатели CIDI ICE по-прежнему имеют бесспорные преимущества для транспортных приложений (Boretti, 2018). Однако CIDI ICE страдает от плохой репутации, что ставит под угрозу его потенциал. Дизельные двигатели CIDI ICE в недавнем прошлом не смогли обеспечить удельные выбросы NOx для сертификационных циклов холодного пуска во время прогретых реальных графиков вождения, которые сильно отличались от сертификационных циклов (Boretti, 2017; Boretti and Lappas, 2019).Этот досадный случай был разыграен против CIDI ICE, чтобы создать впечатление, что этот двигатель экологически неблагоприятен для выбросов загрязняющих веществ, хотя это не так.

Большие выбросы NOx двигателей CIDI ICE являются результатом большого образования NOx в цилиндрах, работающих в условиях избыточного обедненного воздуха стехиометрии, в сочетании с неправильной работой системы последующей обработки. Катализатор обедненного сжигания ДВС CIDI менее развит, чем трехкомпонентный каталитический преобразователь (TWC) стехиометрических ДВС SI (Heywood, 1988; Zhao, 2009; Mollenhauer and Tschöke, 2010; Reşitoglu et al., 2015). Кроме того, не учитывалась длительная разминка при эксплуатации (Boretti and Lappas, 2019). Кроме того, некоторые производители, применяющие впрыскивание мочевины для последующей обработки, решили вводить меньше мочевины, чем необходимо, когда это не строго требуется сертификацией выбросов. Точно так же некоторые производители также уделяли внимание вопросам управляемости и экономии топлива, а не выбросам, когда их строго не спрашивали, вдали от условий эксплуатации, вызывающих озабоченность при сертификации выбросов. Таким образом, несоблюдение требований по выбросам NOx в случайно выбранных условиях не было фундаментальным недостатком двигателей CIDI ICE в целом, а только конкретных продуктов, разработанных с учетом нормативов выбросов и требований рынка в конкретное время.Противники двигателей CIDI ICE не считают, что эти двигатели оснащены уловителями твердых частиц с почти идеальной эффективностью, и циркуляция автомобилей, оснащенных этими двигателями, в сильно загрязненных районах приводит к лучшим условиям для выхлопной трубы, чем условия впуска, для твердых частиц, что способствует для очистки воздуха.

Настоящая статья представляет собой объективный обзор плюсов и минусов экономичного сжигания, CIDI ICE, которые намного лучше, чем предполагалось. Поскольку ДВС, безусловно, потребуется в ближайшие десятилетия, дальнейшие улучшения сжигания обедненной смеси CIDI ICE будут полезны для экономики и окружающей среды.Помимо дизельных двигателей CIDI ICE, в этой работе также рассматриваются двухтопливные двигатели, работающие на дизельном СПГ (Goudie et al., 2004; Osorio-Tejada et al., 2015; Laughlin and Burnham, 2016), дизель-CNG (Maji et al. , 2008; Shah et al., 2011; Ryu, 2013) или дизель-СНГ (Jian et al., 2001; Ashok et al., 2015). Работа с небольшим количеством дизельного топлива и гораздо большим (с точки зрения энергии) количеством гораздо более легкого углеводородного топлива с пониженным содержанием углерода до водорода позволяет еще больше снизить выбросы ТЧ из двигателя вне двигателя, а также CO . 2 и освобождаясь от компромисса PM-NOx, влияющего на стратегии впрыска только дизельного топлива, также сокращают выбросы NOx из двигателя.Рассмотрены также тенденции развития двухтопливных двигателей CIDI ICE.

Использование биодизеля для производства низкоуглеродного дизельного топлива с использованием однотопливного подхода, безусловно, является еще одним вариантом сокращения выбросов CO 2 . Хотя эта возможность не влияет на выбросы загрязняющих веществ, производство биотоплива в целом растет, но не ожидаемыми темпами (IEA, 2019), и вопрос о соотношении продуктов питания и топлива (Ayre, 2007; Kingsbury, 2007; Inderwildi and King, 2009) также может иметь негативный вес в мире с прогнозируемым неизбежным водным и продовольственным кризисом (United Nations, 2019).Кроме того, преимущества биотоплива перед LCA — давняя и противоречивая дискуссия в литературе (McKone et al., 2011).

Существует возможность выбросов метана из двухтопливных дизельных двигателей, работающих на природном газе (Camuzeaux et al., 2015). Поскольку метан является мощным парниковым газом, этот аспект следует должным образом учитывать при сокращении выбросов парниковых газов. Существует не только возможность утечки метана из транспортных средств с двухтопливными дизельными двигателями, работающими на СПГ. Также существуют выбросы метана при добыче нефти и газа.Помимо выбросов метана при добыче природного газа, существуют выбросы электроэнергии, связанные с эксплуатацией завода по производству СПГ. Хотя СПГ (и КПГ), безусловно, будет иметь преимущества по сравнению с дизельным топливом, это преимущество может быть меньше, чем то, что можно было бы вывести из отношения C-H топлива. Безусловно, существует проблема сокращения выбросов метана, связанных с производством, транспортировкой и сжижением природного газа (Ravikumar, 2018).

Наконец, хотя фумигация природного газа для двухтопливных дизельных двигателей широко используется, поскольку она намного проще и может быть достигнута за счет низкотехнологичных преобразований, и, таким образом, большинство транспортных средств используют этот подход, дизельные двигатели переведены на дизельное топливо и фумигационный природный газ страдают от значительного снижения эффективности преобразования топлива по сравнению соригинальный дизель, как при полной, так и при частичной нагрузке, с пониженной мощностью и плотностью крутящего момента. Если природный газ смешивается (окуривается) с всасываемым воздухом перед подачей в цилиндр, а дизельное топливо используется в качестве источника воспламенения, количество вводимого природного газа ограничивается возможностью детонации предварительно смешанной смеси. Кроме того, нагрузка обычно регулируется дросселированием всасывания, как в обычных бензиновых двигателях, а не количеством впрыскиваемого топлива, как в дизельном двигателе.Поскольку цель состоит в том, чтобы обеспечить равные или лучшие характеристики (мощность, крутящий момент, переходный режим) и выбросы новейшего дизельного топлива с двухтопливной конструкцией, эта двухтопливная конструкция должна предусматривать прямой впрыск дизельного и газообразного топлива.

Происхождение плохой репутации дизеля

Плохая репутация дизеля и, в целом, двигателя внутреннего сгорания (ДВС) является результатом действий Совета по воздушным ресурсам Калифорнии (CARB), а также Агентства по охране окружающей среды США (EPA) (Parker , 2019), с « Diesel-gate » только один шаг.

В те времена водородная экономика была более вероятной моделью будущего для транспорта, лучше, чем любая другая альтернатива, учитывая непостоянство производства энергии ветра и солнца (Crabtree et al., 2004; Muradov and Veziroglu, 2005; Marbán and Valdés- Солис, 2007). Предполагалось, что в автомобилях будут использоваться ДВС, работающие на возобновляемом водороде (H 2 -ICE), со всем, кроме кардинальных изменений, которые требовались в технологии двигателей, но усилия в основном были направлены на хранение и распространение.Примерно в те же дни была популярна также идея экономики метанола, когда метанол, полученный с использованием возобновляемого водорода и CO 2 , улавливаемого на угольных электростанциях, был прямой заменой традиционного бензинового топлива (Olah, 2004 , 2005). H 2 -ICE стал историей после того, как CARB рассмотрел BMW Hydrogen 7, первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, который был поставлен на рынок, который не квалифицировался как автомобиль с нулевым уровнем выбросов (CO 2 ). В 2005 году BMW предложила автомобиль Hydrogen 7 как автомобиль с нулевым уровнем выбросов.Горящий водород, в выхлопной трубе был в основном водяной пар и абсолютно не выделялся CO 2 , но Агентство по охране окружающей среды США не согласилось с нулевым уровнем выбросов CO 2 (Nica, 2016). Агентство по охране окружающей среды США заявило, что у транспортного средства все еще был ДВС, с возможностью того, что масло, используемое для смазки, могло попасть в цилиндр, образуя CO 2 . Тот факт, что общий расход масла составлял ничтожно малые 0,04 л масла на 1000 км, не учитывался. Из-за неофициальных обсуждений BMW отказалась от исследования водородных ДВС.Все остальные производители оригинального оборудования после этого прекратили свои исследования и разработки.

Что касается негативного отношения CARB и Агентства по охране окружающей среды США к ДВС в целом, то в 2011 году BMW предложила в качестве концепт-кара аккумуляторно-электрический i3 с возможностью увеличения запаса хода (Ramsbrock et al., 2013; Scott and Burton, 2013). . Расширитель запаса хода представлял собой небольшой бензиновый ДВС, приводивший в действие генератор для подзарядки аккумулятора. Внедрение расширителя диапазона позволило увеличить запас хода автомобиля и снизить стоимость, вес и объем аккумуляторной батареи, что является серьезной проблемой для экономики и окружающей среды.Поскольку производство планируется начать только в 2013 году, CARB сразу же поспешил установить правила, предотвращающие оптимизацию этой концепции, выпустив в 2012 году (CARB, 2012) чрезмерно долгое правило, предписывающее, что расширитель диапазона должен использоваться только для достижения ближайшей подзарядки. точка. В промежутке между другими требованиями CARB запросил у транспортного средства с расширителем запаса хода номинальную дальность полета не менее 75 миль, дальность действия меньше или равную дальности действия батареи от вспомогательной силовой установки, и, наконец, чтобы Вспомогательная силовая установка не должна включаться, пока не разрядится аккумулятор.В результате всех этих ограничений BMW изо всех сил пыталась сделать расширитель диапазона конкурентоспособным, и в конечном итоге они недавно прекратили производство i3 с расширителем диапазона (Autocar, 2018).

Эти два события помогают объяснить « diesel-gate » 2015 г. и последующий « дизель-фобия ». Дизельный двигатель был популярен (для легковых автомобилей) в основном в Европе, и ЕС продвигал дизельные автомобили для решения проблем изменения климата. В то время было ясно, что преждевременный переход к электромобильности мог обернуться экономической и экологической катастрофой.Таким образом, концерн Volkswagen стал мишенью скандала « дизельных ворот ». Дизельные ДВС обеспечивали низкие выбросы CO 2 , конкурируя с аккумуляторными электромобилями при анализе жизненного цикла, при этом выделяя меньше, чем предписано, загрязняющих веществ в ходе испытаний, предписанных в то время. Легковые автомобили тестировались на соответствие правилам выбросов в течение заданного цикла, в лаборатории, в повторяемых условиях с надлежащим оборудованием. Международный совет по чистому транспорту (ICCT) организовал случайную езду по дорогам на различных дизельных транспортных средствах и измерения загрязняющих веществ с помощью PEM.Они обнаружили, что автомобили, оптимизированные для производства низких удельных (на км) выбросов CO 2 и выбросов загрязняющих веществ в определенных условиях, не смогли обеспечить такие же удельные выбросы при всех других условиях, как это было логично. EPA выпустило уведомление о нарушении в отношении Volkswagen, что привело к огромному штрафу в следующих судебных исках. « Diesel-gate » обошлась VW более чем в 29 миллиардов долларов в виде штрафов, компенсаций и обратных закупок, в основном в США (физ.орг, 2018). Часть миллиарда долларов Volkswagen была направлена ​​на поддержку мобильности электромобилей с аккумуляторными батареями, финансирование инфраструктуры подзарядки электромобилей в Соединенных Штатах отдельными поставщиками (O’Boyle, 2018). Затем « Diesel-gate » был использован для определения конца мобильности на базе ICE (Raftery, 2018; Taylor, 2018).

Предполагаемые избыточные выбросы NOx автомобилями, оснащенными дизельными двигателями CIDI, которые начинались с « diesel gate », все еще популярны, хотя и не соответствуют действительности (Chossière et al., 2018) утверждает, что дизельные автомобили вызвали в 2015 году 2700 преждевременных смертей только в Европе из-за их выбросов NOx « сверх ». Эта работа не является объективной при анализе выбросов дизельного двигателя. Неверно утверждать, что дизельные автомобили в ЕС выбрасывают на дороге намного больше NOx, чем нормативные ограничения. Как было написано ранее, правила выбросов регулируют выбросы загрязняющих веществ в конкретных условиях лабораторных испытаний, а не во всех других возможных условиях.Неразумно ожидать определенной экономии топлива и выбросов регулируемых загрязнителей и углекислого газа, которые не зависят от конкретного испытания. Чтобы иметь выбросы « превышение », сначала необходимо установить лимит для конкретного применения, а затем измерить « превышение » при определенных условиях. Заявление о преждевременной смертности, вызванной избыточными выбросами NOx от дизельных транспортных средств, основано на завышенной разнице выбросов NOx, предполагая, что выбросы намного хуже, чем фактические, и сравнивая этот выброс с невероятной эталонной ситуацией, близкой к нулю.Заявление также основано на завышении количества смертей в этой разностной эмиссии. Эти два предположения не подтверждаются доказанными данными.

Поскольку более современные дизельные автомобили заменили еще большее количество автомобилей, загрязняющих окружающую среду, единственное возможное объективное заявление о выбросах старых и новых дизельных автомобилей в Европе, основанное на неопровержимых доказательствах, основано только на правилах рассмотрения жалоб на выбросы время их регистрации. Поскольку правила выбросов стали все более ограничительными, хотя и подтверждено только лабораторными сертификационными испытаниями, как показано в таблице 1, неверно предполагать, что дизельные ДВС CIDI выбрасывают больше NOx, чем раньше.В то время как легковые автомобили с дизельным двигателем, соответствующие стандарту Euro 6, должны были выделять менее 0,08 г / км NOx при проведении лабораторных испытаний NEDC, дизельные автомобили, соответствующие стандартам Euro 5–3, в противном случае могли выделять 0,18, 0,25 и 0,50 г / км на тот же тест, а дизельные автомобили, соответствующие стандартам Euro 1 и 2, должны были подтвердить только пороговые значения выбросов 0,7-0,9 и 0,97 г / км в одном и том же тесте. Нет никаких измерений, подтверждающих, что старые дизельные автомобили, которые соответствовали предыдущим правилам Евро, были более экологически чистыми по всем критериям загрязнения, включая NOx, во время реального вождения, чем новейшие дизельные автомобили.Кроме того, характеристики выбросов обычно ухудшаются с возрастом, а отсутствие технического обслуживания может еще больше усугубить ситуацию. Это делает заявление Chossière et al. (2018) непоследовательно.

Таблица 1 . Нормы выбросов Евросоюза для легковых автомобилей (категория М) положительного (бензин) и компрессионного (дизельного) исполнения.

Преимущества и недостатки двигателя CIDI с экономичным сжиганием

Основным преимуществом сжигания обедненной смеси, CIDI ICE является эффективность преобразования топлива, которая намного выше, чем у стехиометрических, SI ICE, как при полной нагрузке, так и, более того, при частичной нагрузке (Heywood, 1988; Zhao, 2009; Mollenhauer and Чёке, 2010).В то время как у легковых автомобилей с обедненной топливной смесью CIDI ICE на дизельном топливе пиковая эффективность преобразования топлива составляет около 45%, пиковая эффективность легковых автомобилей со стехиометрическими двигателями SI ICE, работающими на бензине, составляет всего около 35%. Снижение нагрузки за счет количества впрыскиваемого топлива, эффективности преобразования топлива при сжигании обедненной смеси, CIDI ICE является высоким в большей части диапазона нагрузок. И наоборот, при уменьшении нагрузки, дросселируя впуск, эффективность преобразования топлива стехиометрического, SI ICE резко ухудшается при уменьшении нагрузки.Это дает возможность легковым автомобилям, оснащенным системой сжигания обедненной смеси CIDI ICE, потреблять гораздо меньше топлива и, следовательно, выделять гораздо меньше CO 2 во время ездовых циклов (Schipper et al., 2002; Zervas et al., 2006; Johnson , 2009; Zhao, 2009; Mollenhauer, Tschöke, 2010; Boretti, 2017, 2018; Boretti, Lappas, 2019).

Бедная смесь после обработки в целом (дизельные ДВС CIDI изначально работают на обедненной смеси, за исключением случаев экстремального использования рециркуляции выхлопных газов, EGR), однако, намного менее эффективна, чем стехиометрическая после обработки преобразователями TWC бензиновых ДВС SI (Lloyd and Cackette, 2001; Burtscher, 2005; Maricq, 2007).Следовательно, выбросы регулируемых загрязняющих веществ, в частности NOx, в течение рабочих циклов, которые в значительной степени отклоняются от сертификационных циклов, являются намного более продолжительными и требуют, чтобы двигатель работал в значительной степени полностью прогретым, намного больше в ДВС, работающем на обедненной смеси, чем стехиометрические ДВС. Кроме того, двигатели CIDI ICE, работающие на обедненной смеси, содержат твердые частицы, что является обычным недостатком, даже в меньшей степени, двигателей с прямым впрыском, включая SI DI ICE. ТЧ возникают, когда закачиваемая жидкость, еще жидкая, взаимодействует с пламенем, образуя сажу.Сажа образуется в богатых топливом областях камеры сгорания (Hiroyasu and Kadota, 1976; Smith, 1981; Neeft et al., 1997). Постное сжигание, CIDI ICE, таким образом, нуждаются в ловушках для частиц (Neeft et al., 1996; Saracco et al., 2000; Ambrogio et al., 2001; Mohr et al., 2006). Однако это также является возможностью, поскольку циркуляция в областях с фоновыми частицами может обеспечить лучшее качество воздуха в выхлопной трубе, чем во впускной. Кроме того, двигатели CIDI ICE, работающие на обедненной смеси, являются более дорогими, обычно с турбонаддувом.Двухтопливная работа с LPG, CNG или LNG не имеет никаких недостатков с точки зрения регулируемых загрязняющих веществ или CO 2 , а только дает преимущества.

Эффективность преобразования топлива

Без нацеливания на рекуперацию отработанного тепла (WHR) дизельные двигатели CIDI ICE доказали свою способность достигать максимальной эффективности преобразования топлива около 50% при обеспечении чрезвычайно высокого среднего эффективного давления при торможении в гонках на выносливость (Boretti and Ordys, 2018). Благодаря высокому давлению, высокой степени распыления, высокой скорости потока и быстродействующим инжекторам, несколько стратегий впрыска позволяют контролировать процессы сгорания, происходящие в объеме камеры сгорания, для наилучшего компромисса между работой давления, повышением давления и пиковое давление.

В то время как системы рекуперации отработанного тепла (WHR), безусловно, могут улучшить стационарную эффективность преобразования топлива в дизельных двигателях (Teng et al., 2007, 2011; Teng and Regner, 2009; Park et al., 2011; Wang et al., 2014; Yu et al., 2016; Shi et al., 2018), переходные процессы при холодном пуске — это ахиллова пята традиционных WHR. Кроме того, WHR увеличивают вес, тепловую инерцию, проблемы с упаковкой и сложность. Инновационные концепции WHR, использующие контур охлаждающей жидкости в качестве подогревателя модифицированного « turbo steamer » (Freymann et al., 2008, 2012) без использования двойного контура, требуют значительных исследований и разработок.

Результаты, достигнутые Audi в гонках на выносливость (Audi, 2014) менее чем за десять лет разработок, очень важны. С 2006 по 2008 год Audi использовала двигатель V12 TDI в Audi R10 TDI. Двигатель объемом 5,5 л развивал крутящий момент 1100 Нм. На номинальной скорости очень тихий твин-турбо выдавал около 480 кВт. В 2009 и 2010 годах Audi перешла на V10 TDI в Audi R15 TDI. Он был короче и легче двенадцатицилиндрового.Объем 5,5 л был распределен на два цилиндра меньше. Двигатель имел примерно 440 кВт и крутящий момент более 1050 Нм. Верхний BMEP превышал 24 бара. Затем, с 2011 по 2013 год, Audi перешла на V6 TDI в Audi R18 TDI, R18 ultra и R18 e-Tron Quattro. Уменьшение объема двигателя привело к увеличению объема двигателя до 3,7 л. Легкий и компактный двигатель V6 TDI развивал более 397 кВт и крутящий момент более 900 Нм. Система Common Rail создавала давление до 2600 бар. Верхний BMEP превышал 30 бар.

Когда основное внимание уделялось экономии топлива, в 2014 году двигатель V6 TDI в Audi R18 e-Tron Quattro был оснащен переработанным двигателем V6 TDI с рабочим объемом 4,0 л. Максимальная мощность составляла 395 кВт, а максимальный крутящий момент — более 800 Нм. Давление закачки составило более 2800 бар. Расход топлива снизился более чем на 25% по сравнению с 3,7-литровым двигателем. Последняя (2016 г.) выходная мощность 4-литрового двигателя составляла 410 кВт, что соответствовало 870 Нм крутящего момента при максимальной скорости 4500 об / мин.Это преобразовалось в BMEP 27,3 бар в рабочей точке максимальной скорости / максимальной мощности. Последние двигатели имели ограниченный расход топлива, так что для системы рекуперации энергии 6 МДж (ERS) для торможения максимальный расход топлива составлял 71,4 кг / ч. Для дизельного топлива с низшей теплотворной способностью (НТС) 43,4 МДж / кг мощность потока топлива составила 860,8 кВт. Таким образом, максимальная мощность была получена при пиковом КПД торможения η = 0,475, что намного больше, чем максимальный КПД многих серийных высокоскоростных дизельных двигателей, которые могут работать, вплоть до максимального КПД η = 0.45 при более низких оборотах двигателя.

Согласно расчетам, максимальный крутящий момент, а также максимальная эффективность торможения были получены при скоростях <4500 об / мин, что является технологическим пределом диффузионного горения (Boretti and Ordys, 2018). Из-за постоянного времени, необходимого для испарения топлива и смешивания с воздухом, фаза диффузионного сгорания имеет продолжительность в градусах угла поворота коленчатого вала, которая увеличивается с частотой вращения двигателя. Таким образом, на скоростях выше 4500 об / мин продолжительность фазы сгорания обычно становится чрезмерной, и гораздо лучшая мощность достигается на более низких скоростях.Максимальный крутящий момент, скорее всего, превышал 916 Нм, что соответствует BMEP 29 бар. Пиковая эффективность преобразования топлива с большой вероятностью приближалась к η = 0,50. Дальнейшие разработки для гонок были в пределах легкой досягаемости, в то время как деятельность была остановлена ​​после « diesel-gate ». Более высокое давление впрыска и более совершенный турбонаддув, такой как современный F1 e-turbo или супер турбонаддув (Boretti and Castelletto, 2018; Boretti and Ordys, 2018), могли бы быть полезны для обычных серийных дизельных двигателей для легковых автомобилей.

Лабораторные испытания выбросов

Прошлая сертификация выбросов, которая проводилась производителями оригинального оборудования (OEM) и не подвергалась независимым испытаниям, была связана с неточностями в тестах и ​​несоответствием цикла сертификации (Boretti, 2017; Boretti and Lappas, 2019). Короткий, сильно стилизованный новый европейский ездовой цикл (NEDC) был чрезвычайно далек от реальных условий вождения, с которыми сталкиваются европейские пассажиры. Поскольку OEM-производители были вынуждены более двух десятилетий сосредоточить свои RandD на производстве двигателей, соответствующих требованиям и экономичных в течение этого цикла, из-за ухудшения состояния из-за холодного запуска, другие возможные применения не регулировались и оставались на усмотрение OEM.Неточности (и осторожность) в способах проведения испытаний привели к множеству несоответствий, начиная с большого разброса выбросов углекислого газа (CO 2 ) при потреблении теоретически одного и того же литра топлива (Boretti and Lappas, 2019). Новый согласованный во всем мире цикл испытаний легких транспортных средств (WLTC), который недавно заменил NEDC, из-за « diesel gate » (Chossière et al., 2018), лучше, поскольку он немного длиннее. Тем не менее, это по-прежнему связано с условиями вождения, отличными от тех, которые возникают в часы пик в густонаселенных районах (Boretti and Lappas, 2019).

С исторической точки зрения, правила выбросов из года в год ужесточаются и ужесточаются, но заявлено, что они измеряются только в ходе предписанных лабораторных испытаний. В таблице 1 представлены нормы выбросов Европейского Союза (ЕС) для легковых автомобилей (категория M) с принудительным (бензин) и компрессионным (дизель) воспламенением. Несгоревшие углеводороды (HC) + NOx были предписаны для бензина и дизельного топлива только стандартами Euro 1 и 2. Выбросы были проверены через NEDC с использованием лабораторной процедуры динамометрического стенда.На протяжении многих лет от OEM-производителя требовалось производить автомобили, выбрасывающие меньше регулируемого загрязнителя в течение определенного цикла сертификации во время лабораторных испытаний. Реальное вождение было нематериальным понятием, не переведенным ни в какие законодательные требования. Снижение предельных значений выбросов NOx и PM в стандартах Евро 5 и 6 привело к резкому увеличению затрат на последующую обработку и к увеличению, а не снижению расхода топлива, что иногда вызывает проблемы с управляемостью.Еще раз важно понимать компромисс между экономией топлива и выбросами загрязняющих веществ и осознавать, что чрезмерные запросы по одному критерию могут привести к невозможности удовлетворить другие критерии.

Выбросы от вождения в реальном мире

Совсем недавно Европейский Союз (ЕС) ввел тесты на выбросы выхлопных газов в реальных условиях движения (RDE). Выбросы от дорожных транспортных средств теперь измеряются с помощью портативных анализаторов выбросов (PEM). Тест RDE должен длиться 90–120 минут и включать один городской (<60 км / ч), один сельский (60–90 км / ч) и один участок автомагистрали (> 90 км / ч) равного веса, покрывающий расстояние не менее 16 км.В пределах выбросов RDE затем используются коэффициенты соответствия, относящиеся к лабораторным испытаниям на динамометрическом стенде. Что касается NOx, коэффициент соответствия составляет 2,1 с сентября 2017 года для новых моделей и с сентября 2019 года для всех новых автомобилей. Остальные факторы соответствия еще предстоит определить. Хотя тест RDE по-прежнему не является репрезентативным для реального вождения в густонаселенных районах, он неточный, субъективный, невоспроизводимый и еще не определяющий (Boretti and Lappas, 2019), это, безусловно, шаг вперед.

Реальные данные по австралийским выбросам от вождения транспортных средств до введения новых правил предложены ABMARC (ABMARC, 2017). В отчете, подготовленном для Австралийской автомобильной ассоциации, представлены результаты испытаний на выбросы и расход топлива 30 различных легковых и легких коммерческих автомобилей, измеренные с помощью PEMS на австралийских дорогах. Большинство автомобилей соответствовали стандартам Евро 4, 5 и 6, а один из них соответствовал стандартам Евро 2. Реальный расход топлива протестированных автомобилей по сравнению с результатами цикла сертификации был в среднем на 23% выше, на 21% выше для автомобилей с дизельным двигателем, с 4% ниже до 59% выше и на 24% выше для автомобилей с бензиновым двигателем, начиная с 3% ниже до 55% выше.У одного транспортного средства, работающего на сжиженном нефтяном газе, реальный расход топлива на 27% выше, чем результат цикла сертификации. У одного подключаемого гибридного автомобиля реальный расход топлива на 166% выше, чем результат цикла сертификации с полным состоянием заряда, и на 337% выше при тестировании с низким уровнем заряда. Показатели расхода топлива для автомобилей с дизельными сажевыми фильтрами включают поправочный коэффициент, учитывающий регенерацию фильтра.

Таким образом, расхождения между лабораторными испытаниями и реальным вождением были разными не только для автомобилей, оснащенных дизельными ДВС CIDI, но также и для автомобилей с бензиновыми ДВС SI, а также с традиционными и гибридными силовыми агрегатами.Однако основным отличием были выбросы NOx дизельных двигателей CIDI. В последних правилах ЕВРО автомобили должны соответствовать все более строгим стандартам выбросов регулируемых загрязняющих веществ, а также сокращать выбросы CO 2 . Поскольку эти требования противоречили друг другу и их трудно было удовлетворить, несоответствие между реальным расходом топлива и результатами цикла сертификации увеличивается с увеличением стандарта. Автомобили, соответствующие стандарту Euro 6, имели наибольшее расхождение между реальными результатами и результатами цикла сертификации.

Что касается выбросов, то у 13 транспортных средств превышены удельные выбросы NOx, предписанные для цикла сертификации. Из этих 13 автомобилей 11 были дизельными. Только 1 из 12 автомобилей с дизельным двигателем произвел выброс NOx в пределах цикла сертификации. Пять автомобилей с бензиновым двигателем превысили лимит CO, установленный в сертификационном цикле. Только 1 автомобиль с дизельным двигателем превысил лимит PM цикла сертификации. В среднем выбросы NOx и PM у автомобилей с дизельным двигателем были в 24 и 26 раз выше, чем у автомобилей с бензиновым двигателем, а выбросы CO у автомобилей с дизельным двигателем были в 10 раз ниже, чем у автомобилей с бензиновым двигателем.Транспортные средства с дизельным двигателем превысили предел NOx сертификационного цикла на 370%, а автомобили с бензиновым двигателем выбросили 43% от предельного значения NOx цикла сертификации. Автомобили с бензиновым двигателем выбрасывают 95% от установленного лимита CO цикла сертификации. Автомобили с дизельным двигателем выбрасывают 20% от предельного количества CO, установленного в сертификационном цикле. Что касается ТЧ, то выбросы дизельных автомобилей составили 43% от предельного количества ТЧ сертификационного цикла, а от автомобилей с двумя бензиновыми бензиновыми двигателями с прямым впрыском (GDI) — 26% от предельного количества ТЧ цикла сертификации.Что касается выбросов NOx от двигателей с обедненным горением CI, результаты измерений были лучше, чем заявленные во время « дизельный шибер » или заявленные в таких работах, как (Chossière et al., 2018).

Новые правила были введены после « diesel gate », а дизельные двигатели CIDI были улучшены. Реальные европейские данные о выбросах транспортных средств после введения новых правил представлены ACEA (2018a). В ходе правильно проведенной экспериментальной кампании, в повторяемых условиях, с соответствующим оборудованием и с применением научного метода, Европейская ассоциация автопроизводителей (ACEA) недавно показала, что все 270 протестированных автомобилей с дизельным двигателем были ниже пределов выбросов, установленных недавно. тесты по вождению в реальных условиях (RDE), как общие, так и городские.Ни один из транспортных средств не превышал установленный в настоящее время удельный выброс NOx в 165 мг / км (ACEA, 2018a), рис. 1. Подробные результаты утверждения типа для 270 типов дизельных транспортных средств, соответствующих требованиям RDE, доступны в ACEA (2018b). . Результаты RDE для отдельных автомобилей можно найти на сайте (ACEA, 2018c).

Новые данные, опубликованные ACEA, недвусмысленно свидетельствуют о том, что дизельные автомобили последнего поколения выделяют низкие выбросы загрязняющих веществ на дорогах и являются экономичными. Испытания проводились в реальных условиях вождения водителями различных национальных органов по сертификации.270 новых типов дизельных автомобилей, сертифицированных по последнему стандарту Euro 6d-TEMP, были представлены на европейском рынке в течение предыдущего года. Все эти автомобили с дизельным двигателем показали очень хорошие результаты ниже порогового значения NOx теста RDE, которое теперь применяется ко всем новым типам автомобилей с сентября 2017 года. У большинства этих автомобилей выбросы NOx значительно ниже более строгого порога, который будет обязательным с января 2020 года. test гарантирует, что уровни выбросов загрязняющих веществ, измеренные во время нового лабораторного испытания WLTP, будут подтверждены на дороге.Каждый протестированный автомобиль представляет собой «семейство », состоящее из аналогичных автомобилей различных вариантов. Эта деятельность доказывает, что дизельные автомобили, доступные сейчас на рынке, имеют низкий уровень выбросов в любом приемлемом состоянии. Немецкий автомобильный клуб (ADAC) недавно подсчитал, что на 30 октября 2018 года было доступно 1206 различных автомобилей, совместимых с RDE, как с бензиновым, так и с дизельным двигателем (ADAC, 2018a). Следовательно, дизельные ДВС CIDI не заслуживают той плохой репутации, которую они получили из-за «дизельного затвора », что является скорее политическим, чем технологическим вопросом.

Современные дизельные автомобили, поддерживаемые политикой обновления парка и в сочетании с альтернативными силовыми агрегатами, могут сыграть важную роль в содействии городам в достижении целей по качеству воздуха при одновременном повышении топливной эффективности и сокращении выбросов CO 2 в краткосрочной и среднесрочной перспективе . Недавние дорожные испытания, проведенные ADAC (2018b), показали, что новейшие автомобили с дизельным двигателем выбрасывают в среднем на 85% меньше NOx, чем автомобили стандарта Евро 5, а самые эффективные дизельные автомобили стандарта Евро 6, соответствующие требованиям RDE, выделяют на 95–99% меньше NOx по сравнению с автомобилями Euro 5.Каждый протестированный автомобиль выделяет меньше лимитов для каждого регулируемого загрязнителя. Эти автомобили также обеспечивают исключительную экономию топлива. Кроме того, есть возможность производить еще меньше CO 2 и менее регулируемых загрязняющих веществ, переходя на двухтопливное дизельное топливо — СПГ, КПГ или СНГ.

PM Преимущества дизельных автомобилей

Дизельные двигатели не являются мишенью из-за того, что транспортный сектор вносит свой вклад в общее качество воздуха. Однако, поскольку качество воздуха во многих частях мира оставляет желать лучшего, и дизельные фильтры твердых частиц могут помочь улучшить качество воздуха, аргумент PM может фактически быть использован в пользу мобильности на основе дизельного топлива, а также против альтернатив, таких как электрические. мобильность.Хотя неверно утверждать, что более современные автомобили с дизельным двигателем выделяют « избыток » NOx и ухудшают качество воздуха, более современные автомобили с дизельным двигателем способствуют очистке воздуха загрязненных территорий, например, от ТЧ. Согласно Таблице 1, старые дизельные автомобили были произведены в соответствии с гораздо менее строгими правилами PM. Загрязнители воздуха выбрасываются из многих естественных и антропогенных источников, последние включают сжигание ископаемого топлива в электроэнергетике, промышленности, домашнем хозяйстве, транспорте, промышленных процессах, использовании растворителей, сельском хозяйстве и переработке отходов.Следовательно, наличие транспортных средств с выбросами ТЧ из выхлопной трубы потенциально ниже, чем на впуске, — это возможность очистить воздух.

Экологический табачный дым (ETS) вызывает загрязнение помещений мелкими ТЧ, превышающее допустимые пределы для транспортных средств. Данные, сравнивающие выбросы ТЧ от ETS и автомобиля с дизельным двигателем Euro 3, показывают, что концентрации ТЧ в помещении в 10 раз превышают те, которые выбрасываются от двигателя с дизельным двигателем Euro 3 на холостом ходу (Invernizzi et al., 2004). Пределы PM были радикально улучшены для Euro 4, 5 и 6, если быть точным, в 10 раз.Исследование Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) (Martuzzi et al., 2006) показывает значительное воздействие PM 10 на здоровье городского населения 13 крупных итальянских городов, которое, по оценкам, составляет 8220 смертей в год, что связано с концентрациями PM 10 выше 20 мкг / м. Это 9% смертности от всех причин (без учета несчастных случаев) среди населения старше 30 лет. Эти уровни PM 10 не являются результатом использования новейших автомобилей с чистым дизельным двигателем.

Эффективность дизельных сажевых фильтров (DPF) относительно сложна (Fiebig et al., 2014). Новейшие технологии DPF более эффективны для больших размеров, в то время как менее эффективны или даже отрицательны для меньших нанометрических размеров. Мониторинг часто ограничивается PM 10 — частицами диаметром 10 микрометров или PM 2,5 — частицами диаметром 2,5 микрометра. DPF может улавливать от 30% до более 95% микрометрических PM (Barone et al., 2010). При оптимальном сажевом фильтре выбросы ТЧ могут быть снижены до 0,001 г / км или менее (Fiebig et al., 2014), что в 5 раз меньше, чем в настоящее время 0.005 of Euro 6. Хотя эта мера массы не отражает загрязнения субмикрометрическими и нанометрическими частицами, в настоящее время нет контроля над этим типом загрязнителя из любого источника.

Если новые автомобили с дизельным двигателем не выбрасывают больше NOx, чем старые автомобили с дизельным двигателем, они, безусловно, выбрасывают гораздо меньше ТЧ и, возможно, при некоторых обстоятельствах способны очищать воздух от ТЧ, производимых из других источников, которые не являются адекватным направлением деятельности политиков . Случай Гонконга, который не является худшим на Земле, описан в Haas (2017).Помимо местных выбросов из различных источников, в том числе от легковых автомобилей, в Гонконг есть значительное количество загрязняющих веществ, привезенных из материкового Китая. Хотя данные о загрязнителях в Китае ограничены, хорошо известно, что Гонконг сталкивается с серьезными проблемами со здоровьем, связанными с загрязнением воздуха, в основном импортируемым с материка. Загрязнение воздуха в Гонконге не так плохо, как в Китае или Индии, где токсичное облако, получившее название « airpocalypse », часто покрывает значительную часть этих стран, но это все еще один хороший пример того, что более современные дизельные автомобили заменяют на дорога старые автомобили оказывают положительное влияние.

Из многих типов аэрозольных частиц, циркулирующих в атмосфере, одним из самых разрушительных является PM 2,5 . Во многих областях Китая и Индии уровни PM 2,5 и PM 10 намного превышают рекомендованные ВОЗ, рис. 2. Руководящие принципы ВОЗ (среднегодовые): PM 2,5 из 10 мкг / м 3 и PM 10 из 20 мкг / м 3 . Во всем мире средний уровень загрязнения окружающего воздуха колеблется от <10 до более 100 мкг / м 3 для PM 2.5 , и от <10 до более 200 мкг / м 3 , для PM 10 . Случаи плохого качества воздуха широко распространены не только в Китае и Индии. Тем не менее, промышленный центр южного побережья Китая является одним из районов с наиболее высоким уровнем загрязнения, как Пекин и Дели. В то время как Пекинский « airpocalypse » подавляется решительными мерами, в основном направленными на использование угля, но также ограничивающими движение любого транспортного средства (South China Morning Post, 2018), « airpocalypse » Дели достигает нового чрезвычайно высокий, также благодаря « сожженной стерни » из окрестностей (Indiatimes, 2018).

Рисунок 2 . Карта PM 2.5 для Азии осенью 2018 года, практически в реальном времени. Показаны только области, покрытые станциями. Изображение с Земли Беркли, www.berkeleyearth.org.

Качество воздуха в Гонконге не самое лучшее (Haas, 2017). Уровни загрязнителей превышают стандарты ВОЗ более 15 лет. На пиках они более чем в пять раз превышают допустимые уровни. Выбросы от транспортных средств и судов являются одними из крупнейших местных источников загрязнения.Свою роль играют и электростанции, которые почти полностью зависят от ископаемого топлива, в основном угля. Однако около 60-70% PM поступает из материкового Китая. Этот поток чрезвычайно актуален, особенно зимой, когда импортируемый PM составляет около 77% от общего количества. В последние годы резко возросли масштабы астмы и бронхиальных инфекций. Только в Гонконге было зарегистрировано более 1600 фактов, а не гипотетических, как у Chossière et al. (2018), преждевременная смерть в 2016 году только из-за загрязнения воздуха (Haas, 2017).

В дополнение к улучшенным стандартам топлива и расширению использования электромобилей, значительное распространение последних дизельных транспортных средств, оборудованных уловителями твердых частиц, может дополнительно способствовать улучшению качества воздуха в городе, которое по-прежнему не соответствует никаким рекомендациям ВОЗ.Что касается возможности использовать электромобили, подзаряжаемые электростанциями на горючем топливе, электромобили могут фактически способствовать загрязнению ТЧ. Согласно Hodan and Barnard (2004), крупнейшим источником PM 2,5 из антропогенных источников является износ шин и дорожного покрытия. Поскольку электромобили тяжелее и имеют более высокий крутящий момент, чем автомобили на базе ДВС, они производят намного больше PM 2,5 . Следовательно, увеличение количества электромобилей сделает Гонконг еще более грязным из-за PM 2.5 , и они не могут сжигать ТЧ, произведенные из других источников, например, дизельный ДВС CIDI, оснащенный уловителем твердых частиц.

Как показано на Рисунке 1 и в Таблице 1, автомобили, оснащенные новейшими двигателями CI, не производят избыточных NOx, а из Рисунков 2, 3 видно, что во многих регионах мира концентрации ТЧ в воздухе намного выше, чем можно найти. в выхлопной трубе автомобилей, оснащенных новейшими дизельными двигателями CIDI, Таблица 1 и NO 2 концентрации также довольно велики. Двухтопливный режим работы на СПГ, КПГ или СНГ с неизменным в остальном транспортным средством, в котором установлен сажевый фильтр, может еще больше способствовать очистке окружающего воздуха от твердых частиц.

Рисунок 3 . Среднемесячные концентрации для Китая в январе 2015 г.: PM 2,5 , вверху, и NO 2 , внизу. Изображения с Земли Беркли, www.berkeleyearth.org.

Преимущества двухтопливного дизельного топлива — СПГ / СНГ / КПГ

Современные технологии

Diesel-LNG (Goudie et al., 2004; Osorio-Tejada et al., 2015; Laughlin and Burnham, 2016), дизельное топливо-CNG (Maji et al., 2008; Shah et al., 2011; Ryu, 2013) или дизельное топливо-СНГ (Jian et al., 2001; Ashok et al., 2015) двигатели обеспечивают такие же эффективность преобразования дизельного топлива и удельную мощность, одновременно улучшая выбросы как регулируемых загрязняющих веществ (PM, NOx), так и CO 2 . СПГ может использоваться в большегрузных автомобилях благодаря криогенному хранению. LPG (и CNG) может быть предпочтительнее в легковых автомобилях и легких транспортных средствах.

Дизельные двигатели по-прежнему производят значительное количество диоксида углерода (CO 2 ) и выбросы твердых частиц (ТЧ) из двигателя из-за диффузионного сгорания тяжелых углеводородов, высокого отношения C / H и жидкого дизельного топлива.Выбросы оксидов азота (NOx) из двигателя также являются неотъемлемой частью процесса сжигания обедненной смеси в избыточном воздухе (Heywood, 1988). Как PM, так и NOx могут быть уменьшены за счет последующей обработки, хотя стратегии сжигания дизельного топлива часто определяются для наилучшего компромисса между NOx и PM.

Использование газообразного топлива с пониженным содержанием углерода, такого как природный газ, который в основном представляет собой метан CH 4 , в жидкой форме, как СПГ, или в газовой форме, как СПГ, или сжиженный нефтяной газ (СНГ), в основном пропан C 3 H 8 , имеет интуитивно понятные основные преимущества в выбросах CO 2 по сравнению сдизельное топливо переменного состава, но примерно C 13,5 H 23,6 . Поскольку испарение намного проще, существуют также преимущества для выбросов ТЧ из двигателя и, следовательно, косвенно также для выбросов NOx из двигателя по сравнению с дизельным топливом (Kathuria, 2004; Chelani and Devotta, 2007; Yeh, 2007; Engerer and Horn, 2010; Лин и др., 2010; Кумар и др., 2011).

СПГ, КПГ и СНГ имеют меньшее соотношение углерода и водорода. Следовательно, гораздо меньше CO 2 выбрасывается для получения такой же мощности при примерно такой же эффективности преобразования топлива.CNG — это нагнетаемый газ. СПГ также является газом в нормальных условиях. LPG в нормальных условиях жидкий, но испаряется намного быстрее, чем дизельное топливо. Это практически сводит к нулю выбросы твердых частиц (кроме выбросов от пилотного дизельного топлива). Поскольку СПГ, КПГ и СНГ представляют собой высокооктановое топливо с низким цетановым числом, их трудно использовать отдельно в двигателе с воспламенением от сжатия. Проблема решается при работе на двух видах топлива (westport.com, 2019a, b). Воспламенение вызывает небольшое количество дизельного топлива. СПГ, КПГ или СНГ, впрыскиваемые до или после зажигания впрыска дизельного топлива, могут затем сгореть в смеси с предварительным смешением или диффузией.Первая фаза сгорания вызывает быстрое повышение давления. Скорость сгорания второй фазы определяется скоростью впрыска СПГ, КПГ или СНГ и предназначена для поддержания давления во время первой части такта расширения.

Одной из основных проблем при использовании СПГ или КПГ является удельный объем топлива, так как плотность газа при нормальных условиях низкая. Это создает проблемы для системы впрыска, которой требуются форсунки с гораздо большей площадью поперечного сечения дизельного топлива, и значительно затрудняет быстрое срабатывание и возможности многократного впрыска, характерные для последних дизельных форсунок.Это также проблема для хранения, так как объем топлива, необходимый для данного количества энергии на борту транспортного средства, намного больше, чем у дизельного топлива. СПГ имеет лучшую объемную плотность, но для поддержания низкой температуры ему нужна криогенная система. КПГ имеет меньшую объемную плотность и требует дополнительных резервуаров под давлением.

Система HPDI Westport для дизельного топлива и КПГ / СПГ — это технология, хорошо зарекомендовавшая себя десятилетиями (Li et al., 1999; westport.com, 2015). Вначале HPDI представлял собой простой основной впрыск природного газа после предварительного / предварительного впрыска дизельного топлива.В последнее время HPDI развивается в сторону более сложных стратегий, регулирующих предварительно смешанное и диффузионное сжигание природного газа, как это было предложено Боретти (2013).

Традиционный HPDI в мощных ДВС позволяет ДВС, работающему на природном газе, сохранять рабочие характеристики, аналогичные характеристикам дизельного топлива, при этом большая часть энергии обеспечивается за счет природного газа. Небольшой пилотный впрыск дизельного топлива (5–10% энергии топлива) используется для зажигания непосредственно впрыскиваемой газовой струи. Природный газ горит в режиме диффузионного горения с контролируемым смешением (Li et al., 1999; westport.com, 2015).

Технологии будущего

В нескольких работах описаны тенденции развития технологии HPDI. McTaggart-Cowan et al. (2015) отчет о двухтопливных форсунках 600 бар для СПГ. Событие сгорания СПГ ограничено давлением впрыска, которое определяет скорость смешивания и сгорания. Значительное повышение эффективности и снижение PM достигаются при высоких нагрузках, и особенно на более высоких скоростях, за счет увеличения давления впрыска с традиционных 300 бар до новейших 600 бар.Скорость горения ограничена. McTaggart-Cowan et al. (2015) сообщают о выгодах эффективности от более высоких давлений около 3%, добавленных к сокращению выбросов твердых частиц на 40–60%.

Различные формы сопла были рассмотрены Mabson et al. (2016). Инжектор « парных сопел » был разработан для уменьшения образования твердых частиц за счет увеличения уноса воздуха из-за взаимодействия струи. Выбросы CO и PM были наоборот в 3–10 раз выше при использовании сопел с парными отверстиями. Сопло с парными отверстиями давало более крупные агрегаты сажи и большее количество частиц.

Mumford et al. сообщают об улучшениях Westport HPDI 2.0 (Mumford et al., 2017). HPDI 2.0 обеспечивает лучшие характеристики и уровень выбросов по сравнению с HPDI первого поколения, а также только с базовым дизельным двигателем. Мамфорд и др. (2017) также обсуждают потенциал и проблемы более высокого давления закачки.

Стратегии сжигания с контролируемой диффузией и с частичным предварительным смешиванием рассмотрены Florea et al. (2016) с помощью Westport HPDI. Сгорание с частичным предварительным смешиванием, называемое DI 2 , является многообещающим, повышая эффективность двигателя более чем на 2 пункта по сравнению со стратегией сгорания с контролируемой диффузией.Модуляция двух фаз горения, потенциально более полезная, в работе не исследуется.

Режим горения DI 2 также исследован в Neely et al. (2017). Природный газ впрыскивается во время такта сжатия перед зажиганием впрыска дизельного топлива. Показано, что такое сгорание природного газа с частичной предварительной смесью улучшает как тепловую эффективность, так и эффективность сгорания по сравнению с традиционным режимом двухтопливного сгорания с фумигацией. Сгорание природного газа с частичной предварительной смесью также обеспечивает повышение теплового КПД по сравнению со сгоранием с регулируемой диффузией по базовой линии, когда впрыск природного газа происходит после впрыска дизельного топлива.

Влияние стратегии впрыска на выбросы и характеристики двигателя HPDI изучено Faghani et al. (2017а, б). Они исследуют влияние позднего дополнительного впрыска (LPI), а также сгорания с небольшим предварительным смешиванием (SPC) на выбросы и характеристики двигателя. При использовании SPC впрыск дизельного топлива задерживается. Работа SPC при высокой нагрузке снижает PM более чем на 90% с улучшением топливной эффективности на 2% при почти таком же уровне NOx. Однако SPC имеет большие колебания от цикла к циклу и чрезмерную скорость нарастания давления.ТЧ не увеличивается для SPC с более высоким уровнем рециркуляции отработавших газов, более высоким глобальным коэффициентом эквивалентности на основе кислорода (EQR) или более высокой контрольной массой, что обычно увеличивает количество ТЧ при сгорании HPDI с регулируемым смешением. LPI, последующий впрыск 10–25% от общего количества топлива, происходящий после основного сгорания, приводит к значительному сокращению выбросов твердых частиц с незначительным воздействием на другие выбросы и характеристики двигателя. Основное сокращение PM от LPI связано с уменьшением количества топлива при первом впрыске. Вторая закачка дает незначительный нетто-вклад в общие PM.

Двухтопливный инжектор дизель-СПГ Westport HPDI дает отличные результаты. Однако у этого подхода есть фундаментальный недостаток. Он не обладает такими же характеристиками, как дизельные форсунки последнего поколения, как по скорости потока, так и по скорости срабатывания и распылению дизельного топлива. Таким образом, может быть предпочтительным соединение с одним дизельным инжектором последнего поколения со специальным инжектором для второго топлива, чтобы обеспечить лучшие характеристики впрыска как для дизельного, так и для второго топлива.Более высокое давление впрыска и более быстрое срабатывание являются движущими силами улучшенных режимов сгорания.

Двухтопливные дизель-водородные ДВС CIDI с возможностью установки двух прямых форсунок на цилиндр были исследованы, например, в (Boretti, 2011b, c). Один инжектор использовался для дизельного топлива, а другой — для водорода. Смоделированный дизельный двигатель, преобразованный в двухтопливный дизель-водород после этого подхода, продемонстрировал КПД при полной нагрузке до 40–45% и снижение потерь в КПД, снижая нагрузку, работающую немного лучше, чем базовый дизель в каждой рабочей точке.Хотя использование двух форсунок на цилиндр не представляет проблемы для новых двигателей, сложно установить две форсунки при модернизации существующих дизельных двигателей. Специальные форсунки прямого впрыска для СПГ, СНГ или КПГ требуют дальнейшего развития для конкретного применения.

Использование двух специализированных форсунок, а не одной двухтопливной форсунки с более высоким давлением впрыска, более быстрым срабатыванием и полной независимостью от впрыска отдельных видов топлива, обеспечивает гораздо большую гибкость в формировании впрыска.Двухтопливный режим обычно характеризуется предварительным / предварительным впрыском дизельного топлива, за которым следует основной второй впрыск топлива. Предпочтительно, чтобы второе топливо не впрыскивалось полностью после зажигания впрыска дизельного топлива. Его можно впрыскивать до или одновременно с дизельным топливом или после дизельного топлива, причем не только за один впрыск, но и за несколько впрысков. Таким образом, второе топливо может гореть частично предварительно смешанным и частично диффузионным.

Возможны разные режимы горения. « Controlled » HCCI — один из таких режимов.В управляемом HCCI второе топливо впрыскивается первым, и воспламенение дизельного топлива происходит до ожидаемого начала самовоспламенения HCCI (Boretti, 2011a, b). HCCI не имеет преимуществ с точки зрения эффективности преобразования топлива по сравнению с объемным сгоранием в центре камеры, окруженной воздушной подушкой. Гомогенное горение всегда страдает большими потерями тепла на стенках и неполным сгоранием на гашение пламени. HCCI также не создает пикового давления во время такта расширения, обеспечивая пиковое давление точно в верхней мертвой точке.Тем не менее, HCCI может иметь преимущества для выбросов из двигателя, поскольку это чрезвычайно низкотемпературный процесс, и это событие сгорания намного ближе к теоретически лучшему изохорному сгоранию из анализов цикла давления.

Наиболее интересные режимы — это предварительное смешение, диффузия или модулированное предварительное смешение и диффузия в центре камеры. При предварительно смешанном, но стратифицированном сгорании второе топливо впрыскивается в центр камеры и сжигается за счет впрыска дизельного топлива до однородного заполнения всей камеры.При диффузионном сгорании второе топливо впрыскивается в центр камеры после того, как воспламенение впрыска дизельного топлива создает подходящие условия для того, чтобы следующее сгорание проходило под контролем диффузии, и там оно сгорает. Существует возможность для предварительного впрыска второго топлива, а также для современного или последующего впрыска второго топлива в отношении пилотного / предварительного впрыска дизельного топлива, которые должны быть тщательно сформированы для обеспечения максимальной эффективности преобразования топлива. , в пределах ограничений по выбросам из двигателя, скорости нарастания давления и пиковому давлению.

Альтернатива электрической мобильности все еще преждевременна

Экологичность и экономичность дизельной мобильности не признается многими странами, которые в противном случае задумывались о преждевременном переходе к электрической мобильности, не решив сначала многие проблемы электромобилей, то есть высокую экономичность и экологические затраты на строительство, эксплуатацию и утилизацию автомобилей, ограниченные характеристики этих тяжелых транспортных средств из-за все еще неадекватных технологий аккумуляторов, отсутствие инфраструктуры для подзарядки только за счет возобновляемых источников энергии.

Номинально для решения проблемы глобального потепления, а не загрязнения воздуха, Великобритания, Франция и Китай обсудили прекращение мобильности на базе ДВС к 2040 году. Однако данные МЭА (IEA, 2018) показывают, что производство геотермальной электроэнергии, Солнце, ветер, приливы, волны и океан по-прежнему составляли около 1% от общего количества в 2015 году, при этом общее предложение первичной энергии (ОППЭ) в значительной степени превышает производство электроэнергии. Поскольку доля солнечной и ветровой энергии в TPES все еще невелика, нет смысла предлагать только электромобили, даже забывая о других ключевых моментах, связанных с поиском электромобилей.

В настоящее время анализ жизненного цикла выбросов CO 2 (LCA) не показывает явного преимущества электрической мобильности по сравнению с мобильностью на базе ДВС (Boretti, 2018). Пример LCA для электрической мобильности критически зависит от того, как вырабатывается электричество, которое без огромного увеличения накопления энергии, а не просто увеличение зарегистрированной мощности ветра и солнца, нуждается в поддержке ископаемым топливом. С 1990-х годов в аккумуляторных технологиях произошел прогресс, но пока еще не произошло необходимого прорыва.Производство, использование и утилизация электромобилей по-прежнему слишком дорого с экономической и экологической точек зрения, а также возникают дополнительные проблемы с материалами, необходимыми для производства аккумуляторов, которые подвержены большему риску истощения, чем ископаемое топливо (Boretti, 2018). . Кроме того, эти материалы добываются неэтично в очень немногих местах.

Amnesty International (Onstad, 2019) недавно отметила, что индустрия электромобилей (EV) продает себя как экологически чистые, но при этом многие из своих аккумуляторов производят на ископаемом топливе и неэтичных минералах, испорченных нарушениями прав человека.Маловероятно, что имеется достаточно сырья для удовлетворения ожидаемого резкого спроса на литий-ионные батареи электромобилей и подключенные к сети аккумуляторные системы для хранения периодически возобновляемой энергии ветра и солнца (Jaffe, 2017). Более того, без учета какого-либо четкого пути рециркуляции и отрицательных прошлых (и настоящих) примеров рециркуляции промышленно развитыми странами за счет экологического ущерба в развивающихся странах (Minter, 2016) электрическая мобильность может привести к значительному ущербу для экономики. и окружающая среда.

В то время как электрическая мобильность, безусловно, может решить некоторые из проблем загрязнения воздуха, связанных с транспортом, маловероятно, что это может произойти в ближайшее время, она не решает проблемы загрязнения из других источников, и в целом это еще не так. , где все включено. Потребление топлива для сжигания все еще резко увеличивается, и существует очень мало примеров технологических возможностей для преобразования химической энергии топлива в механическую или электрическую энергию с более высокой эффективностью преобразования энергии топлива и снижением выбросов загрязняющих веществ дизельных ДВС CIDI.Переход на электрическую мобильность в транспортном секторе потребует огромных затрат, в том числе с точки зрения выбросов парниковых газов.

Обсуждение и выводы

Хотя ICCT, Агентство по охране окружающей среды США и CARB описывают автомобили с дизельным двигателем как вредные для окружающей среды, последние тесты вождения, проведенные ACEA, показывают, что это неверно. Современные дизельные автомобили имеют относительно низкие выбросы CO 2 и загрязняющих веществ, включая NOx и PM. Само по себе движение дизельных автомобилей в сильно загрязненных районах может улучшить качество воздуха, загрязненного другими источниками, а не только старыми дизельными автомобилями.

Дизельные ДВС

CIDI могут быть улучшены и более экологичны благодаря дальнейшим усовершенствованиям в системе впрыска, а также в системе дополнительной обработки. ДВС CIDI также можно улучшить, просто приняв двухтопливную конструкцию со сжиженным нефтяным газом, сжатым природным газом или сжиженным природным газом в качестве второго топлива. Эти альтернативные виды топлива обеспечивают такие же или лучшие характеристики ДВС, работающего только на дизельном топливе, в том, что касается установившегося крутящего момента, мощности и эффективности преобразования топлива, а также переходных процессов, при этом значительно улучшая выбросы CO 2 , а также Выбросы PM и NOx из двигателя.

В дополнение к лучшему соотношению CH для выбросов CO 2 , преимущества двухтопливных двигателей CIDI ICE с СПГ, КПГ или СНГ также проистекают из возможности регулирования фаз предварительного смешивания и диффузии сгорания путем впрыска второй топливо, которое намного легче испаряется и менее склонно к самовоспламенению до, после или после предварительного / пилотного дизельного топлива. Также особенно важен для СПГ охлаждающий эффект за счет криогенного впрыска. Дальнейшие разработки в системе впрыска являются предметом особого внимания при разработке двухтопливных ДВС CIDI.

Преимущества дизельных или двухтопливных двигателей CIDI ICE по сравнению с любыми другими альтернативными решениями для транспортных приложений в настоящее время не признаются ни одним директивным органом. Европейские автопроизводители уже отказались от своих планов исследований и разработок своих ДВС, чтобы сосредоточиться только на электромобилях. Учитывая нерешенные проблемы, связанные с электромобильностью, вскоре может оказаться, что это неправильно для экономики и окружающей среды. Использование более современных дизельных транспортных средств и транспортных средств, работающих на двухтопливном дизельном топливе, может только спасти жизни, но не вызывать смертность, улучшить качество воздуха, ограничивая истощение природных ресурсов и выбросы CO 2 , не требуя непозволительных усилий и кардинальные изменения.

Авторские взносы

Автор подтверждает, что является единственным соавтором этой работы, и одобрил ее к публикации.

Конфликт интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

Амброджио, М., Саракко, Г., и Спеккиа, В. (2001). Сочетание фильтрации и каталитического сжигания в уловителях твердых частиц для обработки выхлопных газов дизельных двигателей. Chem. Англ. Sci. 56, 1613–1621. DOI: 10.1016 / S0009-2509 (00) 00389-4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ашок Б., Ашок С. Д. и Кумар К. Р. (2015). Дизельный двухтопливный двигатель LPG — критический обзор. Alexand. Англ. J. 54, 105–126. DOI: 10.1016 / j.aej.2015.03.002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Autocar (2018). BMW прекращает производство расширителя диапазона i3 . Доступно на сайте: www.autocar.c

Volkswagen Скандал: почему так сложно сделать чистые автомобили с дизельным двигателем?

Примечание редактора. Эта статья была обновлена ​​в пятницу, 25 сентября, в 13:15 по московскому времени. E.T.

Новости Volkswagen становятся все хуже и хуже.

Компании, возможно, придется отозвать до 500 000 дизельных автомобилей в Соединенных Штатах и ​​11 миллионов автомобилей по всему миру, поскольку они выделяют в 40 раз превышающие допустимые уровни загрязнителей воздуха, которые называются оксидами азота (NOx), сообщает The New York Times.

Компания оказалась втянутой в скандал после того, как выяснилось, что Volkswagen намеренно отключил фильтр, предназначенный для улавливания NOx из выхлопных газов.

«Они просто написали фрагмент кода, в котором говорилось:« Включайте его только тогда, когда вы проходите тестирование », — сказал Йорн Хернер, руководитель отдела планирования исследований, управления и снижения выбросов Калифорнийского совета по воздушным ресурсам. деление. Масштабы и вопиющий характер мошенничества взбесили многих автовладельцев и вынудили генерального директора компании уйти в отставку.[Hyperloop, Jetpacks & More: 9 футуристических идей транзита]

Но отзыв также поднял вопрос: было ли настолько сложно заставить дизельные автомобили работать с низким уровнем выбросов, что компании пришлось прибегнуть к обману?

Эксперты считают, что дизельным двигателям присущ компромисс между мощностью, топливной экономичностью и чистыми выбросами.

«У вас есть сила, у вас есть энергия, у вас есть выбросы: вы можете выбрать два из них», — сказал Дон Хиллебранд, директор по исследованиям энергетических систем в Аргоннской национальной лаборатории в Иллинойсе и бывший президент Общества автомобильной промышленности. Инженеры.

В этом случае Volkswagen поставил приоритет мощности и экономии топлива над соблюдением государственных стандартов и стандартов Агентства по охране окружающей среды США, сказал Хернер.

Бензиновые двигатели

Чтобы понять, почему существует этот компромисс, полезно знать о различиях между дизельными и бензиновыми двигателями внутреннего сгорания. Бензиновые двигатели, которые используются в большинстве американских автомобилей, работают за счет воспламенения паров бензина и воздуха с помощью свечи зажигания. Когда пар бензина и воздуха сгорает, он расширяется и толкает поршень вниз, создавая крутящий момент, который вращает колеса и приводит в движение автомобиль.

Поскольку бензин является высокоочищенным, он состоит из довольно однородной смеси относительно коротких цепочек связанных атомов водорода и углерода, известных как углеводороды, сказал Хиллебранд.

«Вы точно знаете, как выглядит топливо», — сказал Хиллебранд Live Science. «Довольно легко узнать точно химический состав ваших выхлопных газов».

При однородных продуктах сгорания очистить выхлоп сравнительно просто. В газовых двигателях используются простые катализаторы, такие как платина, для связывания ядовитых химикатов, таких как окись углерода, и преобразования их в безвредные вещества, такие как двуокись углерода.(Углекислый газ является основным парниковым газом, приводящим к изменению климата, но также является безвредным веществом, которое мы выдыхаем, когда дышим.) Автопроизводители стали чрезвычайно хороши в очистке выбросов бензина, сказал Хиллебранд.

«После выхода выхлопных газов из бензинового двигателя воздух на самом деле чище, чем фоновый воздух в Чикаго», — сказал Хиллебранд. [6 неожиданных последствий изменения климата]

Дизельные двигатели

Дизельные двигатели работают по-другому. Вместо использования свечи зажигания для сжигания топлива дизельный двигатель сжимает туман из жидкого топлива и воздуха до невероятно высоких температур и давлений — иногда до тысяч градусов по Фаренгейту.Эта среда в скороварке на самом деле является причиной самопроизвольного возгорания смеси.

Поскольку смесь самовозгорается, она имеет идеальное давление и температуру для эффективного сжигания энергии в топливе. По словам Хиллебранда, большее расширение газа вызывает более сильное сжатие поршней, что создает больший крутящий момент. По его словам, большие буровые установки используют дизельное топливо именно для этой дополнительной буксировки. (Чтобы выдерживать сверхвысокие температуры и давления, возникающие в процессе сгорания, дизельные двигатели также должны быть сделаны из более прочных и толстых материалов, поэтому они могут работать на сотни тысяч миль, добавил Хиллебранд).

Дизельное топливо

Дизельное топливо также отличается от бензина. Густая, сиропообразная субстанция мало чем отличается от нефти, добываемой прямо из глубины. По словам Хиллебранда, химически он практически не очищен и содержит смесь гораздо более длинных углеводородных цепей и других загадочных соединений.

Поскольку он заполнен более длинными углеводородными цепями, каждый галлон дизельного топлива содержит больше энергии. Сочетая более энергоемкое топливо с его более эффективным процессом сгорания, дизельный двигатель может достичь гораздо более высокой экономии топлива.

Но проблема в том, что «там есть химические вещества и вещи, которые могут гореть, о которых вы не всегда знаете», хотя многие из них богаты серой, сказал Хиллебранд.

Старые дизельные автомобили, которые изрыгали вонючие, покрытые копотью выхлопные газы, выбрасывали в атмосферу много сернистых твердых частиц. По его словам, в настоящее время автопроизводители очень хорошо улавливают этот тип загрязнителя воздуха из выхлопных газов дизельных двигателей. (Дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы также значительно снижает эти выбросы, согласно U.S. Министерство энергетики.)

Вредные пары

Но Volkswagen столкнулся с проблемой при попытке уловить другой тип загрязнителя, названный NOx. NOx включает различные химические соединения азота и кислорода (такие как NO2, NO3 и т. Д.), Которые образуются только при высоких температурах. По словам Хернера, NOx вступает в реакцию с солнечным светом в атмосфере и превращается в озон, а озон является раздражителем.

«Из-за этого слезятся глаза, болит горло, обостряется астма, и от этого могут возникнуть всевозможные сердечно-сосудистые проблемы», — сказал Хернер.

Автомобили с дизельным двигателем производят намного больше NOx, чем автомобили с бензиновым двигателем. Например, когда Хернер и его коллеги проверили выбросы от 20000 легковых автомобилей 2009 года и более поздних моделей в Лос-Анджелесе, всего 0,6 процента были дизельными автомобилями, однако они производили значительную часть выбросов NOx, и большинство из них приходилось на Volkswagens и Audis, сказал он. .

«Температуры и давления, при которых дизельный двигатель работает наиболее экономично и быстро, также являются условиями, которые преобразуют максимальное количество кислорода и азота в NOx», — сказал Хернер Live Science.

Соединенные Штаты предприняли меры по резкому сокращению выбросов NOx, а недавно администрация Обамы предложила еще более низкие стандарты содержания озона, что будет способствовать еще большему сокращению выбросов NOx. По словам Хернера, в Европе, где около половины автомобилей работает на дизельном топливе, регулирующие органы вместо этого сосредоточились на повышении топливной экономичности и сокращении выбросов углекислого газа. [10 самых загрязненных мест на Земле]

Грязные выбросы, большая мощность

Очистка дизельного топлива от NOx — также сложный процесс.По словам Хиллебранда, из-за более разнообразного состава топлива и использования двигателем самовозгорания неясно, когда именно и какие именно соединения образовались, что затрудняет очистку.

Около десяти лет назад, до снижения норм выбросов, автомобильные компании использовали разные стратегии для решения этой проблемы.

«Разные производители делали ставки на разные технологии, — сказал Хернер.

В автомобилях Mercedes-Benz, например, впрыскивается дополнительная жидкость, называемая мочевиной, для преобразования NOx в менее вредные вещества.По словам Хернера, этот подход (называемый Bluetec) не идет на компромисс с точки зрения экономии топлива или мощности, но требует отдельного резервуара для мочевины, который необходимо периодически пополнять.

Вместо этого Volkswagen инвестировал миллионы в разработку уловителя NOx. Ловушка впитывает закись азота и диоксид азота как губка. Как только ловушка заполнена, система может впрыснуть дозу топлива перед выбросом выхлопных веществ. По словам Хернера, топливо вступает в реакцию с NOx с образованием безвредных веществ. По словам Хернера, обычно фильтр работает всего около 10 секунд каждые 10 минут.(Они также могут работать по-другому в определенных точках для снижения выбросов.)

Однако в свете недавних разоблачений, похоже, Volkswagen сделал неверную ставку.

Volkswagen мог прибегнуть к обману, потому что ловушка NOx поглощает топливо или снижает бодрость автомобиля, сказал Хернер. По его словам, это относительно простое решение — реактивировать ловушки NOx на отозванных автомобилях.

«Эти автомобили могут работать в рамках наших правил», — сказал Хернер. «Сейчас наша приоритетная задача — исправить их, чтобы они это сделали.«

Но владельцы Volkswagen могут в конечном итоге быть разочарованы более медлительными, потребляющими много бензина автомобилями, которые они возвращают, — сказал Хернер.

Технологии будущего?

. — методы выбросов, мощность и экономия топлива, — сказал Хиллебранд. Когда инженеры анализируют процесс сгорания в дизельном двигателе, они обнаружили, что при определенных давлениях и температурах образуются высокие уровни сажи или NOx.Но при некоторых режимах температуры и давления достигается эффективное сгорание топлива без образования загрязняющих веществ.

Команда Хиллебранда занимается разработкой низкотемпературных систем сгорания, которые предназначены именно для этого. По его словам, эти системы либо точно рассчитывают время впрыска топлива, либо даже используют бензин и дизельное топливо в разное время в работе автомобиля, чтобы достичь оптимального результата. Однако эти экспериментальные системы нуждаются в гораздо большей разработке, прежде чем они станут коммерческим решением, добавил он.

Очевидно, что проблема экологически чистых дизельных двигателей является чрезвычайно сложной, по мнению экспертов.

«Это не так просто. Но это не значит, что вы обманываете», — сказал Хернер.

Примечание редактора: эта история была исправлена, чтобы уточнить, что, хотя алгоритм мошенничества с выбросами затрагивает до 11 миллионов автомобилей, Volkswagen еще не объявил об отзыве каких-либо автомобилей. В статье также поясняется, что сокращение выбросов серы также в значительной степени связано с дизельным топливом со сверхнизким содержанием серы). Подписаться на Live Science @livescience , Facebook & Google+ . Оригинальная статья на Live Science .

Бензин

«Бензин» перенаправляется сюда. Для использования в других целях, см Бензин (значения). Для группы птиц см. Буревестник.

Банка с бензином

Старые бензонасосы, Норвегия

Бензин / ˈɡæsəliːn / или бензин / ˈpɛtrəl / — это токсичная полупрозрачная жидкость, полученная из нефти, которая в основном используется в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания.Он состоит в основном из органических соединений, полученных фракционной перегонкой нефти, с добавлением различных присадок. Некоторые бензины также содержат этанол в качестве альтернативного топлива. В Северной Америке термин «бензин» в разговорной речи часто сокращается до «газ», тогда как в большинстве нынешних или бывших стран Содружества используется термин «бензин». В обычных условиях окружающей среды его материальное состояние жидкое, в отличие от сжиженного нефтяного газа или «природного газа».

Недвижимость

Волатильность

Бензин более летуч, чем дизельное топливо, Jet-A или керосин, не только из-за основных компонентов, но и из-за присадок.Летучесть часто контролируется смешиванием с бутаном, который кипит при -0,5 ° C. Летучесть бензина определяется тестом на давление паров по Рейду (RVP). Желаемая летучесть зависит от температуры окружающей среды. В жаркую погоду используются компоненты бензина с более высокой молекулярной массой и, следовательно, с меньшей летучестью. В холодную погоду слишком низкая волатильность приводит к тому, что автомобили не заводятся.

В жаркую погоду чрезмерная летучесть приводит к так называемой «паровой пробке», когда сгорание не происходит, потому что жидкое топливо в топливопроводах превратилось в газообразное, что делает топливный насос неэффективным и лишает двигатель топлива. .Этот эффект в основном относится к топливным насосам с приводом от распределительного вала (установленным на двигателе), у которых отсутствует возвратный топливопровод. Автомобили с впрыском топлива требуют, чтобы топливо находилось под давлением в пределах установленного диапазона. Поскольку перед запуском двигателя частота вращения распределительного вала почти равна нулю, используется электронасос. Он расположен в топливном баке, поэтому топливо также может охлаждать насос высокого давления. Регулировка давления достигается за счет возврата неиспользованного топлива в бак. Поэтому паровая пробка почти никогда не является проблемой в автомобиле с впрыском топлива.

В Соединенных Штатах волатильность регулируется в крупных городах, чтобы снизить выбросы несгоревших углеводородов за счет использования так называемого реформулированного бензина, который менее подвержен испарению. В Австралии лимиты летней изменчивости бензина устанавливаются правительствами штатов и варьируются в зависимости от штата. В большинстве стран просто есть летний, зимний и, возможно, промежуточный лимит.

Стандарты летучести могут быть ослаблены (допуская выброс большего количества компонентов бензина в атмосферу) во время нехватки бензина.Например, 31 августа 2005 года в ответ на ураган «Катрина» Соединенные Штаты разрешили продажу нереформированного бензина в некоторых городских районах, что фактически позволило раньше перейти с летнего на зимний бензин. Согласно распоряжению администратора EPA Стивена Л. Джонсона, этот «отказ от топлива» действовал до 15 сентября 2005 года. [1]

Современные автомобили также оснащены системой контроля выбросов парниковых газов (называемой на автомобильном жаргоне системой EVAP), которая собирает испарившееся топливо из топливного бака в канистру, заполненную древесным углем, при остановленном двигателе, а затем выпускает собранные пары в впуск двигателя для сжигания при работающем двигателе (обычно только после того, как он достиг нормальной рабочей температуры).Система контроля за выбросами в результате испарения также включает в себя герметичную газовую крышку, предотвращающую выход паров через заправочную трубку топлива. Современные автомобили с системами контроля выбросов OBD-II будут включать световой индикатор неисправности (MIL), световой индикатор «проверьте двигатель» или «Service Engine Soon», если насос обнаружения утечек (LDP) обнаруживает утечку в системе EVAP. Если электронный блок управления (ECU) или модуль управления трансмиссией (PCM) обнаруживает утечку, он сохраняет код OBD-II, представляющий либо небольшую, либо большую утечку, тем самым загорая MIL, чтобы указать на сбой.Некоторые автомобили могут определить, установлена ​​ли крышка бензобака неправильно, и укажут на это, подсвечивая символ крышки бензобака на приборной панели.

Октановое число

Двигатели внутреннего сгорания предназначены для сжигания бензина в контролируемом процессе, называемом дефлаграцией. Но в некоторых случаях бензин также может ненормально воспламениться из-за детонации, что приводит к потере энергии и может повредить двигатель. Один из способов уменьшить детонацию — повысить устойчивость бензина к самовоспламенению, которая выражается его октановым числом.

Октановое число измеряется для смеси 2,2,4-триметилпентана (изомер октана) и н-гептана. Существуют разные условные обозначения для определения октанового числа, поэтому топливо может иметь несколько различных октановых чисел в зависимости от используемой меры. Октановое число по исследовательскому методу (RON) бензина зависит от страны. В Финляндии, Швеции и Норвегии стандартным для обычного неэтилированного бензина является октановое число 95, а также более дорогой вариант с октановым числом 98. В Великобритании обычный обычный неэтилированный бензин имеет октановое число 91 (не является общедоступным), неэтилированный бензин высшего качества всегда имеет октановое число 95, а неэтилированный бензин — обычно 97-98.Однако и Shell, и BP производят топливо с октановым числом 102 для автомобилей с мощными двигателями, а сеть супермаркетов Tesco начала в 2006 году продавать неэтилированный бензин высшего качества с октановым числом 99. В США октановое число неэтилированного топлива может варьироваться от 86 до 87 AKI (с октановым числом 91-92) для обычного, до 89-90 AKI (с октановым числом 94-95) для среднего класса (европейский премиум), до 90-94. AKI (95-99 RON) для премиум (европейский супер).

Октановое число стало важным, поскольку в конце 1930-х и 1940-х годах военные стремились увеличить мощность авиационных двигателей.Более высокое октановое число обеспечивает более высокую степень сжатия и, следовательно, более высокие температуры и давления, что приводит к более высокой выходной мощности. Некоторые ученые даже предсказывали, что страна с хорошим запасом высокооктанового бензина будет иметь преимущество в области авиации [2]

Устойчивость

Бензин хорошего качества при правильном хранении должен быть стабильным почти бесконечно. Такое хранение следует проводить в герметичном контейнере, чтобы предотвратить окисление или смешивание паров воды, и при стабильной низкой температуре, чтобы уменьшить вероятность протечки контейнера.При неправильном хранении бензина могут накапливаться смолы и твердые частицы, что приводит к «несвежему топливу». Присутствие этих продуктов разложения в топливном баке, магистралях и компонентах карбюратора или впрыска топлива затрудняет запуск двигателя. Однако после возобновления регулярного использования транспортного средства накопления в конечном итоге должны быть удалены потоком свежего бензина. Стабилизаторы топлива (см. Ниже) можно использовать для продления срока службы топлива, которое не хранится или не может храниться должным образом. Стабилизатор топлива обычно используется для небольших двигателей, таких как двигатели газонокосилок и тракторов, для обеспечения более быстрого и надежного запуска.Пользователям рекомендуется держать контейнеры и баки с бензином более чем наполовину заполненными и должным образом закрытыми, чтобы уменьшить воздействие воздуха, чтобы избежать хранения при высоких температурах, [3] , чтобы запустить двигатель в течение десяти минут, чтобы обеспечить циркуляцию стабилизатора по всем компонентам до Хранение и запускать двигатель через определенные промежутки времени для удаления несвежего топлива из карбюратора. [4]

Энергетическая ценность (высокая и низкая теплотворная способность)

Энергия получается при сгорании бензина, превращении углеводорода в диоксид углерода и воду.Сгорание октана происходит по этой реакции:

2 C 8 H 18 + 25 O 2 → 16 CO 2 + 18 H 2 O

При сжигании одного американского галлона бензина образуется около 19,4 фунтов (8,8 кг) двуокиси углерода (преобразуется в 2,33 кг / л), парникового газа. [5] [6]

Бензин содержит около 35 МДж / л (9,7 кВт · ч / л, 132 МДж / галлон США, 36,6 кВт · ч / галлон США) (более высокая теплотворная способность) или 13 кВт · ч / кг. По данным Агентства по охране окружающей среды США, смеси бензина различаются, поэтому фактическое энергосодержание варьируется в зависимости от сезона и производителя на 4% больше или меньше среднего.В среднем около 19,5 галлона США (16,2 имп гал; 74 л) бензина доступно из барреля сырой нефти объемом 42 галлона (35 имп гал; 160 л) (около 46% по объему), в зависимости от качества сырой и марки бензина. Оставшийся остаток выделяется в виде продуктов от смолы до нафты. [7]

Высокооктановое топливо, такое как сжиженный нефтяной газ (СНГ), имеет более низкое энергосодержание, чем бензин с более низким октановым числом, что приводит к общей более низкой выходной мощности при обычной степени сжатия двигателя, работающего на бензине.Однако с двигателем, настроенным на использование сжиженного нефтяного газа (то есть с помощью более высоких степеней сжатия, таких как 12: 1 вместо 8: 1), эту более низкую выходную мощность можно преодолеть. Это связано с тем, что топливо с более высоким октановым числом обеспечивает более высокую степень сжатия, следовательно, более высокую температуру цилиндра, что повышает эффективность. Кроме того, повышенный механический КПД достигается за счет более высокой степени сжатия за счет сопутствующей более высокой степени расширения на рабочем такте, что намного больше. Более высокая степень расширения извлекает больше работы из газа под высоким давлением, создаваемого в процессе сгорания.Применимая формула: PV = nRT. Двигатель с тактовым циклом Аткинсона использует синхронизацию срабатывания клапана, чтобы получить преимущества высокой степени расширения без недостатков, в основном детонации, высокой степени сжатия. Высокая степень расширения также является одной из двух ключевых причин эффективности дизельных двигателей, наряду с устранением насосных потерь из-за дросселирования потока всасываемого воздуха. Высокая степень сжатия может рассматриваться как необходимое зло для высокой степени расширения.

Более низкое энергосодержание (на литр) сжиженного нефтяного газа по сравнению с бензином в основном связано с его более низкой плотностью.Содержание энергии на килограмм выше, чем у бензина (более высокое соотношение водорода и углерода). Плотность бензина составляет около 740 кг / м³ (6,175 фунта / галлон США; 7,416 фунта / имп галлон).

Плотность

Удельный вес (или относительная плотность) бензина находится в диапазоне 0,71–0,77 (719,7 кг / м 3 ; 0,026 фунта / дюйм 3 ; 6,073 фунта / галлон США; 7,29 фунта / имп галлон), более высокие плотности имеют больший объем ароматики. [8] Бензин плавает по воде; Обычно воду нельзя использовать для тушения бензина, если она не используется в мелком тумане.

Химический анализ и производство

Бензин производится на нефтеперерабатывающих заводах. Материал, который отделяется от сырой нефти путем перегонки, называемый чистым или прямогонным бензином, не соответствует требуемым спецификациям для современных двигателей (в частности, октановому числу; см. Ниже), но будет составлять часть смеси.

Некоторые из основных компонентов бензина: изооктан, бутан, ароматическое соединение и усилитель октанового числа МТБЭ.

Основная часть типичного бензина состоит из углеводородов, содержащих от четырех до 12 атомов углерода на молекулу (обычно обозначаемых как C4-C12). [9]

Различные потоки нефтеперерабатывающих заводов, смешанные для получения бензина, имеют разные характеристики. Некоторые важные потоки:

  • прямогонный бензин перегоняется непосредственно из сырой нефти. Когда-то он был ведущим источником топлива, его низкое октановое число требовало добавок свинца. Он имеет низкую ароматику (в зависимости от сорта сырой нефти), содержит некоторое количество нафтенов (циклоалканов) и не содержит олефинов. Около 0-20% бензина получают из этого материала, отчасти потому, что подача этой фракции недостаточна, а ее RON слишком низкое.
  • Продукт риформинга

  • , полученный в установке каталитического риформинга с высоким октановым числом и высоким содержанием ароматических веществ и очень низким содержанием олефинов (алкенов). Большая часть бензола, толуола и ксилола (так называемый БТК) является более ценным химическим сырьем и, таким образом, до некоторой степени удаляется.
  • Бензин каталитического крекинга или нафта каталитического крекинга , произведенная в установке каталитического крекинга, со средним октановым числом, высоким содержанием олефинов (алкенов) и умеренным уровнем ароматики.
  • гидрокрекинг (тяжелый, средний и легкий), полученный в установке гидрокрекинга, со средним и низким октановым числом и умеренными уровнями ароматичности.
  • Алкилат получают в установке алкилирования, включающей добавление изобутана к алкенам с образованием разветвленных цепей, но с низким содержанием ароматических соединений.
  • Изомеризат получают путем изомеризации низкооктанового бензина прямой перегонки в изопарафины (например, изооктан).

Вышеупомянутые термины — это жаргон, используемый в нефтяной промышленности, но терминология варьируется.

В целом, типичный бензин представляет собой преимущественно смесь парафинов (алканов), нафтенов (циклоалканов) и олефинов (алкенов). Фактическое соотношение зависит от:

  • НПЗ, производящий бензин, поскольку не все НПЗ имеют одинаковый набор технологических установок;
  • сырой нефти, используемой НПЗ;
  • марка бензина, в частности, октановое число.

В настоящее время многие страны устанавливают ограничения на содержание ароматических углеводородов в бензине в целом, в частности бензола, и на содержание олефинов (алкенов).Такие правила привели к увеличению предпочтения компонентов высокооктанового чистого парафина (алкана), таких как алкилат, и вынуждают нефтеперерабатывающие заводы добавлять технологические установки для снижения содержания бензола.

Бензин может также содержать другие органические соединения, такие как органические эфиры (добавленные намеренно), а также небольшие количества загрязняющих веществ, в частности сероорганических соединений, но они обычно удаляются на нефтеперерабатывающем заводе.

Добавки

Основная статья: Присадка к бензину

Антидетонационные присадки

Пластиковая емкость для хранения бензина, используемого в Германии.

Большинство стран отказались от этилированного топлива.Свинцовые соединения заменили различные добавки. Самые популярные добавки включают ароматические углеводороды, простые эфиры и спирт (обычно этанол или метанол).

Тетраэтилсвинец

Бензин, когда он используется в двигателях внутреннего сгорания с высокой степенью сжатия, имеет тенденцию к самовоспламенению ( детонирует ), вызывая разрушительный «стук двигателя» (также называемый «звенящим» или «дребезжащим») шумом. Раннее исследование этого эффекта проводилось А.Х. Гибсоном и Гарри Рикардо в Англии и Томасом Мидгли и Томасом Бойдом в Соединенных Штатах.Открытие того, что свинцовые присадки изменяют это поведение, привело к широкому распространению их использования в 1920-х годах и, следовательно, к более мощным двигателям с более высокой степенью сжатия. Самой популярной добавкой был тетраэтилсвинец. Однако с открытием масштабов ущерба окружающей среде и здоровью, причиняемого свинцом, и несовместимости свинца с каталитическими преобразователями, обнаруженными практически во всех недавно проданных автомобилях США с 1975 года, эта практика стала ослабевать (поощряемая многими правительствами, вводящими дифференцированный налог. ставки) в 1980-х гг.

В США, где свинец смешивали с бензином (в первую очередь для повышения октанового числа) с начала 1920-х годов, стандарты по поэтапному отказу от этилированного бензина были впервые введены в 1973 году — во многом благодаря исследованиям, проведенным Филипом Дж. Лэндриганом. В 1995 г. этилированное топливо составляло лишь 0,6% от общего объема продаж бензина и менее 2000 коротких тонн (1814 т) свинца в год. С 1 января 1996 года Закон о чистом воздухе запретил продажу этилированного топлива для использования в дорожных транспортных средствах. Хранение и использование этилированного бензина в обычных дорожных транспортных средствах теперь влечет за собой штраф в размере не более 10 000 долларов США.Однако топливо, содержащее свинец, может по-прежнему продаваться для бездорожья, включая самолеты, гоночные автомобили, сельскохозяйственное оборудование и судовые двигатели. [10] Подобные запреты в других странах привели к снижению уровня свинца в кровотоке людей. [11] [12]

Бензины также обрабатывают дезактиваторами металлов, которые представляют собой соединения, которые секвестрируют (деактивируют) соли металлов, которые в противном случае ускоряют образование липких остатков. Металлические примеси могут возникать в самом двигателе или в виде загрязняющих веществ в топливе.

Моющие средства

Бензин, поставляемый к насосу, также содержит присадки для уменьшения накопления углерода в двигателе, улучшения сгорания и облегчения запуска двигателя в холодном климате. Высокие уровни моющего средства можно найти в бензинах с моющими средствами высшего уровня. Эти бензины превышают минимальные требования Агентства по охране окружающей среды США по содержанию моющих средств. Спецификация бензинов с моющими средствами высшего уровня была разработана четырьмя автопроизводителями: GM, Honda, Toyota и BMW. Согласно бюллетеню, минимальных требований EPA недостаточно для поддержания чистоты двигателей. [13] Типичные детергенты включают алкиламины и алкилфосфаты на уровне 50-100 частей на миллион. [9]

этанол

Европейский Союз

В ЕС допускается добавление 5% этанола в соответствии с общепринятой спецификацией бензина (EN 228). В настоящее время ведутся переговоры о разрешении 10% -ного смешивания этанола (доступного на французских заправочных станциях). Большая часть бензина, продаваемого в Швеции, содержит 5-15% этанола.

Бразилия

В Бразилии Бразильское национальное агентство нефти, природного газа и биотоплива (ANP) требует, чтобы в бензин для использования в автомобилях добавлялось от 18 до 25% этанола. [14]

Австралия

Законодательство ограничивает использование этанола до 10% бензина в Австралии. Крупные бренды обычно называют его E10, и он дешевле обычного неэтилированного бензина. Розничные торговцы также должны маркировать топливо, содержащее этанол, на ТРК.

США

В большинстве штатов этанол добавляется по закону до минимального уровня, который в настоящее время составляет 5,9%. На большинстве топливных насосов есть наклейка с указанием, что топливо может содержать до 10% этанола, преднамеренное несоответствие, которое позволяет со временем поднять минимальный уровень без необходимости изменения документации / маркировки.До конца 2010 года розничным торговцам топливом было разрешено продавать только топливо, содержащее до 10 процентов этанола (E10), и большинство гарантий на автомобили (за исключением транспортных средств с гибким топливом) разрешали топливо, содержащее не более 10 процентов этанола. [15] В некоторых частях США этанол иногда добавляют в бензин без указания того, что он является компонентом в некоторых штатах.

Краситель

В Австралии бензин, как правило, окрашивается в светлый фиолетовый оттенок. В Соединенных Штатах наиболее часто используемый авиационный бензин, авиационный газ или авиационный газ известен как 100LL (октановое число 100, низкое содержание свинца) и окрашен в синий цвет.Красный краситель использовался для идентификации сельскохозяйственного дизельного топлива, не облагаемого налогом (внедорожное использование). В Великобритании используется красный краситель, чтобы различать обычное дизельное топливо (часто называемое DERV от Diesel-Engined Road Vehicle ), которое не окрашено, и дизельное топливо, предназначенное для сельскохозяйственных и строительных машин, таких как экскаваторы и бульдозеры. Красный дизельный двигатель до сих пор иногда используется в грузовиках, в которых для привода крана-манипулятора используется отдельный двигатель. Однако эта практика сокращается, поскольку многие краны-манипуляторы получают питание непосредственно от тягача.В Индии, где этилированное топливо является основным потоком, бензин окрашен в красный цвет, тогда как в Южной Африке неэтилированное топливо окрашено в зеленый цвет, а топливо, заменяющее свинец, окрашено в красный цвет.

Смешивание оксигенатов

При смешивании оксигенатов добавляются кислородсодержащие соединения, такие как МТБЭ, ЭТБЭ и этанол. Присутствие этих оксигенатов снижает количество окиси углерода и несгоревшего топлива в выхлопных газах. Во многих регионах США смешивание оксигенатов предписано правилами EPA для уменьшения смога и других загрязняющих веществ в воздухе.Например, в Южной Калифорнии топливо должно содержать 2% кислорода по весу, в результате чего смесь этанола в бензине составляет 5,6%. Получающееся в результате топливо часто называют бензином с измененным составом (RFG) или кислородсодержащим бензином, или в случае Калифорнии, Калифорния, бензин с измененным составом. Федеральное требование о том, что RFG содержит кислород, было отменено 6 мая 2006 г., поскольку промышленность разработала RFG с контролируемым содержанием летучих органических соединений, для которого не требовался дополнительный кислород. [16]

В некоторых штатах использование

МТБЭ прекращается из-за проблем с загрязнением грунтовых вод.В некоторых местах, например в Калифорнии, это уже запрещено. Этанол и, в меньшей степени, ЭТБЭ, полученный из этанола, являются обычными заменителями. Поскольку большая часть этанола производится из биомассы, такой как кукуруза, сахарный тростник или зерно, его называют биоэтанолом. Обычная смесь этанола и бензина, состоящая из 10% этанола, смешанного с бензином, называется бензином или E10, а смесь этанола и бензина, состоящая из 85% этанола, смешанного с бензином, называется E85. Наиболее широко этанол используется в Бразилии, где этанол получают из сахарного тростника.В 2004 году более 3,4 млрд галлонов США (2,8 млрд имп галлонов / 13 млн м³) этанола было произведено в Соединенных Штатах для использования в качестве топлива, в основном из кукурузы, и E85 постепенно становится доступным на большей части Соединенных Штатов, хотя многие из них относительно немного станций, торгующих E85, закрыты для широкой публики. [17] Использование биоэтанола, прямо или косвенно путем преобразования такого этанола в био-ETBE, поощряется Директивой Европейского Союза о продвижении использования биотоплива и других возобновляемых видов топлива для транспорта.Поскольку производство биоэтанола из ферментированных сахаров и крахмалов включает в себя дистилляцию, обычные люди в большей части Европы не могут законно ферментировать и перегонять свой собственный биоэтанол в настоящее время (в отличие от США, где получение разрешения BATF на дистилляцию было легким после нефтяного кризиса 1973 года) .

Безопасность

Соображения по охране окружающей среды

Углеводороды являются опасными веществами и регулируются в США Управлением по охране труда.В паспорте безопасности неэтилированного бензина указано не менее 15 опасных химических веществ в различных количествах, включая бензол (до 5% по объему), толуол (до 35% по объему), нафталин (до 1% по объему), триметилбензол (до 7% по объему), метил трет -бутиловый эфир (MTBE) (до 18% по объему, в некоторых штатах) и около десяти других. [18] Бензол и многие антидетонационные добавки являются канцерогенными. Основные риски таких утечек связаны не с автомобилями, а с авариями с автоцистернами для доставки бензина и утечками из резервуаров для хранения.Из-за этого риска в большинстве (подземных) резервуаров для хранения сейчас предусмотрены обширные меры по обнаружению и предотвращению любых таких утечек, такие как расходуемые аноды.

Основная проблема бензина для окружающей среды, помимо сложности его добычи и переработки, связана с его потенциальным воздействием на климат. Несгоревший бензин и испарения из бака, находящиеся в атмосфере, реагируют на солнечном свете с образованием фотохимического смога. Добавление этанола увеличивает летучесть бензина, потенциально усугубляя проблему.

Вдыхание

Углеводороды, в том числе обладают низкой острой токсичностью, с ЛД50 от 700 до 2700 мг / кг для простых ароматических соединений. [19] Нюхание бензина — распространенное интоксикантное средство, которое стало эпидемией в некоторых более бедных общинах и группах коренного населения в Австралии, Канаде, Новой Зеландии, некоторых островах Тихого океана и в США. [20] В ответ на это, на нефтеперерабатывающем заводе BP Kwinana в Австралии было разработано опаловое топливо, которое содержит только 5% ароматических углеводородов (в отличие от обычных 25%), что ослабляет эффекты вдыхания. [21]

Воспламеняемость

При неконтролируемом сжигании бензина образуется большое количество сажи.

Как и другие алканы, бензин горит в ограниченном диапазоне паровой фазы, что в сочетании с его летучестью делает утечки очень опасными при наличии источников возгорания. Бензин имеет нижний предел взрываемости 1,4% по объему и верхний предел взрываемости 7,6%. Если концентрация ниже 1,4%, смесь воздух-бензин слишком бедная и не воспламеняется. Если концентрация выше 7.6% смесь слишком богатая и не воспламеняется. Однако пары бензина быстро смешиваются и распространяются с воздухом, в результате чего бензин без ограничений легко воспламеняется. Многие несчастные случаи связаны с использованием бензина при попытке зажечь костры; Вместо того, чтобы помогать материалу на костре гореть, часть бензина быстро испаряется после заливки и смешивается с окружающим воздухом, поэтому, когда через мгновение зажигается огонь, пар, окружающий костер, мгновенно воспламеняется большим огненным шаром, поглощая неосторожный пользователь.Пар также тяжелее воздуха и имеет тенденцию скапливаться в смотровых ямах гаража.

Использование и цены

Основные статьи: Использование и цены на бензин, Глобальное потепление и Пик нефти

Цены на бензин в Великобритании

На США приходится около 44% мирового потребления бензина. [22] В 2003 году США потребляли 476,474 гигалитра (1,25871 × 10 11 галлонов США; 1,04810 × 10 11 имп галлонов), [23] , 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% были среднего класса, а 9,5% — высшего сорта. [24]

западных страны имеют одни из самых высоких показателей использования на человека. [ необходима ссылка ]

Европа

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.

Цена на насос (в евро / литр) с 2004 по 2011 год, не содержащий свинца бензин с октановым числом 95 в некоторых странах Европы.Чтобы преобразовать цены в евро за литр в доллары США за галлон, умножьте их на 5,7 (при условии, что 1,5 доллара США = 1 евро).
Страна Декабрь 2004 г. май 2005 июль 2007 Апрель 2008 г. Янв 2009 Март 2010 Февраль 2011
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

Из-за низких налогов на топливо розничная цена на бензин в США подвержена большим колебаниям (по сравнению сза пределами США) при расчете в процентах от стоимости единицы продукции, но в абсолютном выражении он менее изменчив. С 1998 по 2004 год цена на бензин составляла от 1 до 2 долларов за галлон США. [25] После 2004 года цена увеличивалась до тех пор, пока средняя цена на газ не достигла максимума в 4,11 доллара за галлон США в середине 2008 года, но по состоянию на сентябрь 2009 года снизилась примерно до 2,60 доллара за галлон США. С 31 января по 7 марта 2011 года в США цены на газ выросли на 13,51%. [26]

В отличие от большинства потребительских товаров, цены на которые указаны без учета налогов, в Соединенных Штатах цены на бензин указаны с учетом налогов. Налоги добавляются федеральным правительством, правительством штата и местными властями. По состоянию на 2009 год федеральный налог составляет 18,4 цента за галлон бензина и 24,4 цента за галлон дизельного топлива (за исключением красного дизельного топлива). [27] Среди штатов самыми высокими ставками налога на бензин, включая федеральные налоги по состоянию на 2005 г., являются Нью-Йорк (62,9 цента за галлон), Гавайи (60,1 цента за галлон) и Калифорния (60 центов за галлон). [26] Однако во многих штатах налоги являются процентными и, таким образом, варьируются по сумме в зависимости от стоимости бензина.

По данным Управления энергетической информации, около 9% всего бензина, проданного в США в мае 2009 года, было высшего сорта. Consumer Reports Журнал пишет: «Если ваш автомобиль может работать регулярно, запускайте его регулярно». [ необходима ссылка ] Ассошиэйтед Пресс заявило, что премиальный газ — 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». [28]

Этимология и терминология

«Бензин» цитируется (под написанием «бензин») с 1865 года в Оксфордском словаре английского языка . [29] Торговая марка Бензин никогда не была зарегистрирована и в конечном итоге стала родовой в Северной Америке и на Филиппинах.

Слово «бензин» используется в английском языке для обозначения сырой нефти с 16 века. [29] Однако впервые оно было использовано для обозначения очищенного топлива в 1892 году, когда оно было зарегистрировано как торговое наименование британской оптовой компанией Carless, Capel & Leonard по предложению Фредерика Ричарда Симмса, как сокращение от ‘St .Петровское масло ». [30] Конкуренты Carless использовали термин «моторный дух» до 1930-х годов. [31] [32] Оксфордский словарь английского языка предполагает, что это использование могло быть вдохновлено французским pétrole . [29]

Во многих странах бензин имеет разговорное название, производное от химического бензола (, например, , немецкий бензин , голландский бензин ). В других странах, особенно в тех частях Латинской Америки, где преобладает испанский ( г.е. , большая часть региона, кроме Бразилии), он имеет разговорное название, производное от химического нафта ( например, , аргентинский / уругвайский / парагвайский нафта ). [33] Однако стандартное испанское слово — «газолина».

Термины «могас», сокращенно от автомобильного бензина, или «автогаз», сокращенно от автомобильного бензина, используются для отличия автомобильного топлива от авиационного бензина или «авгаза». [34] [35] [36] В британском английском бензин может относиться к другому производному нефтепродукта, который исторически использовался в лампах, но такое использование относительно редко. [ необходима ссылка ]

См. Также

Приложение

Объемная и массовая плотность энергии некоторых видов топлива по сравнению с бензином (в строках брутто и нетто они из [37] ):

Тип топлива [требуется уточнение ] Брутто, МДж / л МДж / кг БТЕ / галлон
(имп)
БТЕ / галлон
(США)
БТЕ / галлон (США) RON
Обычный бензин 34.8 44,4 [38] 150,100 125 000 115 400 91-92
Автогаз (СНГ) (состоящий в основном из углеводородов от C2 до C4) [требуется ссылка ] 26,8 46 108
Этанол 21,2 [38] 26,8 [38] 101 600 84 600 75 700 108.7 [39]
Метанол 17,9 19,9 [38] 77,600 64 600 56 600 123
Бутанол [3] 29,2 36,6 91-99 [ требуется разъяснение ]
Газохоль 31,2 145 200 120 900 112 400 93/94 [ требуется разъяснение ]
Дизель (*) 38.6 45,4 166 600 138,700 128,700 25
Биодизель 33,3-35,7 [40] [ требуется уточнение ] 126 200 117,100
Avgas (высокооктановый бензин) 33,5 46,8 144 400 120 200 112 000
Топливо для реактивных двигателей (на основе керосина) 35.1 43,8 151 242 125 935
Реактивное топливо (нафта) 127 500 118 700
Сжиженный природный газ 25,3 ~ 55 109 000 90 800
Сжиженный углеводородный газ 91 300 83 500
Водород 10. Часто задаваемые вопросы Национальной водородной ассоциации

Список литературы

Внешние ссылки

Изображения

Лучшее дизельное топливо или бензин — Отличные предложения на дизельное топливо или бензин от мировых продавцов дизельного топлива или бензина

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для дизельного топлива или бензина. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress.У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как этот лучший дизель или бензин в кратчайшие сроки станет одним из самых популярных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что купили дизельное топливо или бензин на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в дизельном топливе или бензине и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести бензин или дизельное топливо по самой выгодной цене.

Мы всегда в курсе последних технологий, новейших тенденций и самых обсуждаемых лейблов.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Дизель против бензиновых двигателей и будущее дизелей в Индии

Сравнение дизельных и бензиновых двигателей продолжается с момента их создания.У каждого есть свои плюсы и минусы. Основное отличие (как большинство из вас уже знает) заключается в том, что в бензиновых двигателях используются свечи зажигания для воспламенения топливовоздушной смеси, а в дизельных двигателях используется сжатый воздух без каких-либо свечей зажигания. Таким образом, в дизельных двигателях воздух очень сильно сжимается, как правило, примерно в 14-23 раза от исходного объема, в то время как в бензиновых двигателях степень сжатия обычно намного ниже (обычно от 7 до 10, с высокой степенью сжатия до 13. ).

Для водителя дизельные и бензиновые автомобили по-разному обеспечивают свою мощность.Все бензиновые двигатели имеют обороты в минуту (об / мин), и они, как правило, достигают максимальной мощности на более высоких оборотах. Когда вы переключаете коробку передач на более высокую передачу, вы едете быстрее — если хотите. Дизельные двигатели демонстрируют свою мощь — в виде крутящего момента, который может подтолкнуть вас на крутой подъем — на более низких оборотах, что очень важно при буксировке или перевозке груза.

Дизельные двигатели более эффективны и потребляют на 15-20% меньше топлива, что снижает эксплуатационные расходы. Дизельные автомобили с более высоким крутящим моментом на низких оборотах отлично подходят для круизов по шоссе, потому что обгон — это легкий ветерок, часто даже без переключения на пониженную передачу.Однако они обычно стоят дороже, чем автомобили с бензиновым двигателем, поскольку дизельная технология дороже. Обслуживание или устранение серьезной проблемы на дизельном автомобиле может быть немного дороже по сравнению с бензиновым. Дизели имеют более низкий уровень выбросов CO2, но автомобили с дизельным двигателем до BS6 производят крошечные частицы сажи, связанные с такими нарушениями дыхания, как астма (больше нет). Дизельные двигатели, как правило, немного шумнее, чем их бензиновые собратья, но это сильно изменилось, поскольку производители оригинального оборудования предлагают инновационные решения для снижения шума.Современные дизели работают настолько тихо, что с поднятыми стеклами сложно определить, какой двигатель вы используете.

Исторически сложилось так, что дизельные двигатели имели тенденцию иметь немного более высокую стоимость при перепродаже, но это также меняется со временем. Новые дизельные автомобили стоят дороже с точки зрения налога, а амортизация теперь немного выше.

С другой стороны, автомобили с бензиновым двигателем немного дешевле покупать и обслуживать. Они имеют более высокие выбросы CO2, чем дизельное топливо, но производят меньше некоторых других выбросов. Они тише, но менее эффективны и потребляют больше топлива, чем дизели.Бензиновые двигатели не вырабатывают такой же крутящий момент, как дизельные, и, следовательно, должны более регулярно переключаться на пониженную передачу, например, при обгоне, но некоторые водители предпочитают этот стиль вождения.

В современном контексте дизельные и бензиновые двигатели обычно сравнивают по их влиянию на окружающую среду (выбросы и шум). Бог знает, что у нас достаточно этих экологических проблем. Загрязнение воздуха, выбросы парниковых газов, управление отходами, растущая нехватка воды, падение уровня грунтовых вод, загрязнение воды, потеря биоразнообразия, деградация земель и почв, снижение индекса качества жизни — вот лишь несколько основных экологических проблем, с которыми мы сталкиваемся сегодня.

Я уверен, что большинство читателей TOI слышали о BS6. Bharat Stage-6 — это норма выбросов (правительственное постановление), которая устанавливает пороговые значения выбросов, которые автомобили могут выбрасывать во время эксплуатации. Недавно (с 1 апреля 2020 г. и далее) Индия перешла на самую строгую норму выбросов — BS6 (скачок с BS4). Индийская автомобильная промышленность была занята подготовкой, и они сделали это.

BS6 сам по себе является строгой нормой выбросов, но фазы после BS6 уже находятся в стадии планирования.На этапах после BS6 автомобильные компании должны будут разработать системы для мониторинга выбросов от реальных приводов (RDE). То есть существует нормативная база для мониторинга реальных выбросов вашего автомобиля (на дороге, а не только сертифицирована в лаборатории). Он будет включать коэффициент соответствия, чтобы измерить, насколько «грязнее» выдыхает ваш автомобиль, по мере эксплуатации и старения. Согласно действующей дорожной карте, это постановление вступает в силу после 2022 года.

Переход на BS6 — правильное решение с учетом окружающей среды и связанных с этим факторов здоровья.Потребители становятся все более сознательными и осведомленными в отношении окружающей среды. Они более щепетильно относятся к экологически чистым продуктам и принимают «экологические характеристики» как USP (хотя платить за технологию — другое дело).

Помимо реальных экологических проблем, существуют также предполагаемые проблемы. В некоторых кругах бытует мнение, что в некоторых крупных городах могут быть запрещены дизельные двигатели или что срок эксплуатации автомобилей с дизельным двигателем может быть ограничен в городах. Это предположение вызывает дискуссии о стоимости при перепродаже, и вы все знаете, что стоимость и стоимость при перепродаже являются основными факторами при принятии любого решения о покупке автомобиля.

Современный дизельный двигатель

Дизельные двигатели всегда были более экономичными, долговечными и обеспечивали большую тяговую мощность (крутящий момент), чем бензиновые. Как правило, они содержат менее токсичные загрязнители, но в их выхлопных газах (в прошлом) было больше углерода (сажи), чем в бензиновых двигателях. Современные дизельные двигатели — невероятно продвинутая машина даже по сравнению с двигателями начала 2000-х годов. Благодаря непрерывным исследованиям в области технологии двигателей производители и поставщики вместе произвели революцию в них, внедрив инновации в конструкции двигателей, устройствах контроля выбросов выхлопных газов, каталитическом нейтрализаторе и химическом веществе AdBlue®, которое помогает снизить выбросы.Современные дизели легче своих предшественников, эффективнее и технологичнее. Это не те дизели, извергающие белый дым, которые могли быть у вашего дедушки.

Как они это делают? Секрет в рецепте из трех частей.

First — более эффективное сгорание за счет впрыска дизельного топлива под высоким давлением Common Rail. Эта система улучшает распыление топлива, тем самым улучшая зажигание и процесс сгорания.
Во-вторых, за счет использования более очищенного дизельного топлива со сверхнизким содержанием серы.
В-третьих, усовершенствованная система контроля выбросов, которая является «мозгом» машины и контролирует уровни выбросов. Этот мозг собирает и обрабатывает сигналы и данные от бортовых датчиков, а затем координирует работу дизельного сажевого фильтра (или DPF), который уменьшает выделяемую сажу, и селективного каталитического восстановления (или SCR), снижающего оксид азота (NOx). , системы доочистки выхлопных газов.

В выхлопную систему дизельных автомобилей внесено несколько изменений, что сделало их более дорогими, чем дизели BS4.Транспортные средства с бензиновым двигателем, соответствующие стандарту BS6, должны быть на 25% чище за счет снижения количества NOx (оксида азота) с 80 мг / км до 60 мг / км. Для автомобилей с дизельным двигателем нормы BS6 направлены на сокращение трех загрязняющих веществ, включая HC (углеводороды) + NOx, PM (твердые частицы) и NOx, на 43, 68 и 82 процента соответственно!
Несмотря на эти факты, существует широко распространенное мнение, что дизельные двигатели вредны для окружающей среды, особенно для твердых частиц. Это правда, что твердые частицы вредны для здоровья человека и способствуют образованию смога, и с учетом менее звездных показателей выбросов в недавней истории, такое восприятие является естественным.Поскольку восприятие является реальностью, я должен принять преобладающее мнение.
Тем не менее, для всех, кто слушает, с BS6 пороговые значения для твердых частиц были ужесточены для дизельного топлива с 25 мг / км до 4,5, что является ТО ЖЕ, что и предел для бензиновых двигателей. Знаете ли вы, что современные дизельные двигатели преобразуют до 99% загрязняющих веществ в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания (HC, CO, NOx и твердые частицы). На выходе получается диоксид углерода, водяной пар и инертный азот. Следовательно, новые дизельные двигатели BS6 по содержанию твердых частиц эквивалентны своим бензиновым собратьям и более экономичны.Как отрасль, мы должны приложить согласованные усилия, чтобы донести этот факт до всех заинтересованных сторон и наших клиентов.

Но, чтобы изменить мнение, нужно время, и со скоростью, в которой все меняется (и отвлекающим шумом электрификации), у меня такое чувство, что не многие люди в настроении слушать. Кроме всего прочего, это затрудняет определение «цены входа» в BS6. При всех технических достижениях дизельные двигатели DPF, SCR, улучшенное сгорание и BS6 действительно стоят дороже.

После 2023 года это изменится в зависимости от того, какой коэффициент соответствия будет определен индийскими правилами. Если он будет более жестким (<1,5), дизели станут еще дороже.

BS6 Fuel
Индия теперь является частью клуба наций, имеющих самый чистый в мире бензин и дизельное топливо. Уровень содержания серы и оксидов азота в топливе играет важную роль в выбросах. Сера помогает смазывать двигатель и более эффективно сжигать топливо.Топливо BS6 имеет более низкое содержание серы, чем топливо BS4 (фактически в пять раз (10 частей на миллион)), поэтому в новом топливе используются присадки, имитирующие смазочные свойства серы. В то же время уровень оксида азота в дизельном и бензиновом двигателях BS6 был снижен на 68% и 25%!

Престижность нефтяной промышленности, которая также справилась с проблемой синхронизации BS6 без сбоев или повышения цен. Совершил скачок с топлива класса BS4 на BS6, как это сделала автомобильная промышленность. Это изменение привело бы к увеличению затрат, но нефтяные компании не передали это потребителям, а скорректировали с изменением акциза.

Нормы

BS6 вступили в силу с 1 апреля 2020 года, и топливо BS6 (насколько я могу судить) распределяется по всем бензонасосам в стране. Использование топлива BS6 в автомобилях BS4 или более старых не должно вызывать никаких проблем. Использование топлива BS4 может привести к увеличению выбросов из выхлопной трубы в тяжелых городских циклах. Нам всем следует ожидать, что на небольших рынках возникнут небольшие проблемы с ростом, и эта изоляция не облегчила задачу.
Ожидания клиентов

Итак, как упоминалось ранее, BS6 заставляет ваш двигатель развивать высокие технологии.Эта технология имеет свою цену, но ни один покупатель не хочет за нее платить. Зачем им? Это не делает ничего ощутимого для их повседневного существования. Они действительно любят окружающую среду, но не просят больше всего назначать цену за эту любовь.

Насколько я понимаю, большинство компаний, похоже, ввели цены на BS6 на 20 000–30 000 дороже для бензина и на 80 000–150 000 для дизельного топлива. Некоторые OEM-производители не включили полную стоимость BS6 в свои расценки (очевидно, учитывая снижение маржи, которое повлияет на состав со стороны предложения.Зачем кому-то хотеть производить и продавать продукты, которые приносят меньше прибыли при больших усилиях). После отмены регулирования цен на дизельное топливо разрыв между ценами на дизельное топливо и бензин сократился еще до введения BS6.
Таким образом, произойдет сдвиг в сторону бензиновых автомобилей в сегментах малого и среднего размера начального уровня, и этот переход неизбежен.

Будущее дизельных двигателей в Индии

Разумеется, последние данные свидетельствуют о том, что действительно наблюдается устойчивый сдвиг в предпочтениях потребителей в пользу автомобилей с бензиновым двигателем (за последние 2 года количество дизельных двигателей сократилось в более низких ценовых сегментах).Я ожидаю, что это будет продолжаться для сегментов автомобилей меньшего размера. Объявление Maruti Suzuki о прекращении производства дизельных двигателей (значительная часть их объема продаж) подчеркивает это. Другие производители также планируют прекратить выпуск дизельных двигателей меньшего размера. Растущая стоимость дизельного двигателя BS6 является дополнительным ускорителем с этой целью, и, как и во всем остальном, изменение состава будет происходить из-за разницы в цене между дизельными и бензиновыми автомобилями.

Для большинства людей долговечность и повышенная топливная эффективность являются нематериальными активами (или интеллектуальными производными), но возросшая цена двигателя (на вашей наклейке) и повышенная цена топлива BS6 (на каждой заправке) ощутимы.Я ожидаю, что спрос на автомобили с бензиновым двигателем, вероятно, увеличится, как и в Европе. Причина падения спроса на дизельное топливо в Европе заключается в том, что оно стало дороже для потребителей, поскольку производители оборудования повысили цены, чтобы покрыть расходы, понесенные на разработку и дополнительное техническое обеспечение, из-за постоянного ужесточения норм выбросов. Аналогичным образом, в Индии произошло сокращение ассортимента дизельного топлива для небольших автомобилей с учетом затрат на соответствие нормам выбросов BS6 (эти цены, вероятно, в дальнейшем вырастут с RDE, потому что OEM-производителям придется принять решение SCR, описанное выше).

Путь дальше

Легковые автомобили, соответствующие нормам BS4 и BS6, представляют собой машины для очень чистого горения. Каждый, кто читает эту статью, должен быть уверен, что ваша автомобильная промышленность выпускает экологически безопасные продукты. Это важно из-за какофонии противоположных мнений, не основанных на данных.
Когда я сижу дома во время этого изолятора, я начинаю чувствовать, что COVID, возможно, добавил этому аспекту. Каждый день я вижу фотографии другого города, где голубое небо внезапно стало нормой, а горные хребты, которые были скрыты, внезапно видны.Видимость, которая измерялась сотнями метров, теперь внезапно перешла в десятки километров. Я утверждаю, что это меньше, потому что легковые автомобили и другие (стационарные) источники загрязнения вносят больший вклад.

Тем не менее, существует мнение, что нахождение автомобилей вне дорог привело к улучшению видимости. В качестве реакции на это, если произойдут изменения в политике, которые ускорят планы по созданию сетей, совместимых с электромобилями, до 2030 года, и если правительство в ближайшем будущем начнет уделять внимание инфраструктуре для электромобилей, это может сильно повлиять на дизельные автомобили.Спрос может начать двигаться в сторону электромобилей и гибридов. Гибрид (трансмиссия, которую очень игнорируют) может быть непосредственным бенефициаром (при условии изменения налогового кодекса), а электромобиль быстро следует за ним через 4-5 лет, когда Индия станет самодостаточной с точки зрения зарядных станций, утилизации литиевых отходов и т. Д. Если вы спросите меня, возможно, есть еще одна норма BS, которую мы увидим до того, как сюда прибудут электромобили.

А что с дизелями? Дизели в ближайшее время никуда не денутся. Они сохранят значительную долю рынка в более крупном и премиальном сегменте благодаря своим превосходным характеристикам и топливной эффективности, а также благодаря тому, что они соответствуют экологическим нормам с большей отдачей.Дизельные двигатели малого рабочего объема испытают большее падение, в то время как дизельные двигатели большего объема останутся востребованными в сегменте внедорожников, который продолжает демонстрировать уверенный рост. Это связано с тем, что автомобили с дизельным двигателем предлагают более низкие эксплуатационные расходы и более высокий крутящий момент, чем их альтернативы с бензиновым двигателем. В следующие 5 лет среди внедорожников среднего размера будет по-прежнему преобладать дизельное топливо, поскольку они все больше становятся продуктами для образа жизни и отдыха, т. Е. Подпитываются путешествиями / приключениями / опытом. В моей команде есть люди, которые считают, что люди могут владеть внедорожником и пользоваться общественным транспортом для ежедневных поездок.

Большинство легковых автомобилей уже исключили дизельное топливо из своего модельного ряда. Итак, что будет дальше с дизельным двигателем, полный ответ заключается в том, что это будет зависеть от стоимости топлива, запчастей и технического обслуживания, наличия поддержки BS6, топливной базы, государственной политики в отношении электромобилей и т. Д. Но это сложный ответ.

На мой взгляд, легковые автомобили меньшего размера будут иметь меньшее проникновение дизельного топлива. В сегменте компактных внедорожников будет более или менее одинаковое проникновение дизельных и бензиновых двигателей.Более крупные фотоэлектрические сегменты будут иметь большее проникновение дизельного топлива с двигателями объемом более 2 литров. Они будут продолжать доминировать в этих сегментах с более чем 50% долей. В премиальном сегменте клиенты смирились со снижением разницы в цене на топливо между газом и дизельным топливом и более высокой ценой на автомобили с дизельным двигателем. Поскольку они медленно повышают цены на дизельные автомобили, количество дизельных двигателей может уменьшиться.
Компаниям, имеющим премиальные внедорожники и седаны, необходимо сосредоточиться на ценообразовании. В сегменте, использующем дизельное топливо без SCR, дизельные двигатели по-прежнему будут занимать более 60% рынка.Тем не менее, с системой SCR (из-за цены она) будет снижена, но все равно будет увеличиваться на 50%. Доля бензина в меньшем и среднем сегментах увеличится, в то время как среди внедорожников более крупных сегментов D и E по-прежнему будут преобладать дизельные двигатели.

Заинтересованы в долговечной, экономичной и надежной трансмиссии для вашего автомобиля? Попробуйте дизельный автомобиль BS6, вы не будете разочарованы.

Дизельные и бензиновые двигатели: почему вы должны выбрать дизель в качестве следующего автомобиля

Дизельные и бензиновые двигатели

Чем отличаются дизельный и бензиновый двигатели?

Дизельные и бензиновые двигатели, которые используются в большинстве автомобилей, очень похожи.По сути, это двигатели внутреннего сгорания, работающие по двух- или четырехтактному циклу. В двигателе внутреннего сгорания цикл мощности состоит из четырех фаз: впуска, сжатия, мощности и выпуска.

На этапе всасывания воздух втягивается в цилиндр через открывающийся впускной клапан. В фазе сжатия впускной клапан закрывается, и воздух сжимается топливом. В этот момент смесь топлива и воздуха воспламеняется, чтобы вызвать взрыв. Именно этот взрыв заставляет поршень опускаться и приводить в движение коленчатый вал.Это фаза питания. Заключительная фаза — выхлоп, когда отработанная топливовоздушная смесь выбрасывается из цилиндра через открывающийся выпускной клапан, так что может начаться новый цикл.

Основное различие между дизельными и бензиновыми двигателями заключается в том, что в бензиновых двигателях используются свечи зажигания для воспламенения топливовоздушной смеси, а в дизельных двигателях используется исключительно сжатый воздух . Как упоминалось ранее, Рудольф Дизель обнаружил, что температуру воздуха можно повысить достаточно высоко, если он будет сильно сжат.Температура поднимется настолько высоко, что может вызвать возгорание дизельного топлива.

Следовательно, в дизельных двигателях воздух в цилиндре будет очень сильно сжат, как правило, примерно в 14–23 раза по сравнению с первоначальным объемом. В бензиновых двигателях степень сжатия обычно намного ниже, потому что они больше полагаются на свечу зажигания, чтобы начать фазу мощности. Степень сжатия в бензиновых двигателях обычно составляет от 7 до 10, а у высокопроизводительных автомобилей степень сжатия выше до 13.

Желательны высокие степени сжатия, поскольку это приводит к более высокому тепловому КПД. Другими словами, из топливовоздушной смеси можно извлечь больше энергии. Это также объясняет, почему дизельные двигатели значительно эффективнее бензиновых. Фактически, дизельные двигатели имеют самый высокий тепловой КПД среди двигателей внутреннего сгорания.

Плюсы и минусы

Какие еще преимущества дизельные двигатели имеют перед своими бензиновыми аналогами помимо высокой эффективности? А какие недостатки есть у дизельных двигателей? Давайте кратко рассмотрим некоторые из наиболее важных из них.

Плюсы
  • Дизельные двигатели не только более эффективны, но и дешевле приобретать дизельное топливо. На момент написания статьи дизельное топливо было примерно на 40% дешевле за литр , чем бензин. Это означает, что использование дизельных транспортных средств будет дешевле, что также объясняет, почему автобусы и большинство такси имеют дизельные двигатели.
  • Поскольку дизельные двигатели настолько эффективны, автомобили могут сэкономить невероятный пробег. Пассажирские автомобили со скромными 50-литровыми топливными баками нередко могут проехать более 1000 км на одном баке.Это означает, что больше времени тратится на поездку и меньше на заправку.
  • Чтобы противостоять сильному сжатию газов в цилиндрах, дизельные двигатели созданы, чтобы быть чрезвычайно выносливыми и, как правило, служат дольше, чем их бензиновые аналоги. У них также может быть больше времени между техобслуживанием.
  • Дизельные двигатели можно заставить работать на альтернативных и возобновляемых видах топлива, таких как биодизель, с небольшими модификациями или без них. Биодизель обычно относится к отработанному растительному маслу, которое использовалось для приготовления пищи, а затем перерабатывается и обрабатывается, чтобы его можно было использовать в дизельных автомобилях.
Минусы
  • Дизельные двигатели должны быть более прочными, чтобы выдерживать сильное сжатие газов, в результате их производство обычно обходится дороже. Следовательно, дизельные автомобили иногда могут стоить больше, чем их бензиновый эквивалент. Это сильно зависит от производителя.
  • Дизельные двигатели издают характерный стук, называемый грохотом дизельного двигателя. Этот звук является результатом внезапного возгорания топлива, которое вызывает волну давления.Это делает звук дизельных двигателей менее изысканным и более шумным.
  • Дизельные двигатели тяжелее и менее активны, чем бензиновые двигатели, что делает их нежелательными в спортивных автомобилях. Это также делает автомобили с дизельными двигателями менее подвижными и привлекательными для вождения.
  • В Сингапуре автомобили с дизельным двигателем облагаются специальным налогом сверх обычного дорожного налога, который может увеличить эксплуатационные расходы автомобиля. Поскольку этот налог может быть значительным, мы рассмотрим его более подробно ниже.

Специальный налог

автомобилей с дизельным двигателем раньше были редкостью в Сингапуре, и это неудивительно, учитывая дурную репутацию, которую они имели. Дизельные автомобили часто считаются экологически вредными и медленными, и не помогло то, что с дизельных автомобилей взимался огромный специальный налог. Этот специальный налог взимается с автомобилей с дизельным двигателем, поскольку на дизельное топливо нет пошлины. Бензин, с другой стороны, облагается пошлиной на бензин, которая, согласно ДСС, способствует экономии топлива и препятствует чрезмерному использованию бензиновых автомобилей, что может способствовать скоплению пробок и загрязнению окружающей среды.

Но за последнее десятилетие времена кардинально изменились. Дизельные технологии стремительно совершенствуются, и правительства признают экологические преимущества дизельных автомобилей и приняли законы для стимулирования их продаж. В результате выросли продажи дизельных автомобилей. Во многих европейских странах, таких как Австрия, Бельгия и Германия, продажи дизельных автомобилей находятся на одном уровне или даже превышают продажи бензиновых автомобилей.

В Сингапуре продажи дизельных автомобилей растут, хотя и медленно.Знающие покупатели автомобилей теперь открыты для опробования дизельного топлива, и этому частично помогло правительство, которое пересмотрело специальный налог на дизельные автомобили. Для современных дизельных автомобилей, соответствующих стандарту Euro V, специальный налог был значительно снижен. Чтобы понять, насколько теперь дешевле водить автомобиль с дизельным двигателем, достаточно взглянуть на налоговые ставки.

Для автомобиля , соответствующего требованиям стандарта до Евро IV, специальный налог в 6 раз превышает дорожный налог эквивалента бензина.Другими словами, если мы возьмем в качестве примера дизельный автомобиль объемом 1600 куб. См, который имеет шестимесячный базовый дорожный налог в размере 372 сингапурских доллара, специальный налог, взимаемый с дизельного автомобиля, соответствующего требованиям стандарта до Евро IV, составит колоссальные 2232 сингапурских доллара. Таким образом, общая сумма налога за 6 месяцев составит 2 604 сингапурских долларов.

Для автомобиля , соответствующего стандарту Euro IV , специальный налог рассчитывается в размере 0,625 доллара за куб. Это означает, что помимо 6-месячного базового дорожного налога в размере 372 сингапурских долларов мы должны добавить специальный налог в размере 1000 сингапурских долларов.Следовательно, общий дорожный налог составит 1 372 сингапурских долларов за 6 месяцев. Это существенно меньше, но все же это значительная наценка по сравнению с автомобилем с бензиновым эквивалентом.

Однако, если вы приобрели новое дизельное топливо стоимостью евро V или тонн в соответствии с JPN2009, специальный налог рассчитывается по более низкой ставке в размере 0,20 доллара за куб. См и облагается минимумом в 200 долларов. Это означает, что для дизеля объемом 1600 куб. См. Специальный налог будет составлять всего 320 сингапурских долларов, в результате чего общий дорожный налог за 6 месяцев станет гораздо более разумным и доступным — сингапурских долларов 692 .

Вот таблица для сравнения различных налогов, подлежащих уплате с использованием автомобиля с двигателем 1600 куб. См.

Автомобиль Тип Итого налогов
Соответствует требованиям Pre-Euro IV S $ 2 604
Соответствует Euro IV S $ 1 372
Соответствует Euro V S $ 692
Бензин S $ 372

Это означало, что в прошлом и с более старыми дизельными автомобилями вам приходилось преодолевать огромные расстояния, чтобы иметь возможность оправдать дополнительные расходы по специальному налогу.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *