11 заблуждений россиян про дизельные автомобили — журнал За рулем
Двигатель плохо пускается зимой, ставится только на тяжелые машины и позволяет экономить на топливе… Но все обстоит совершенно не так!
Согласно оценке аналитического агентства «Автостат», в России доля автомобилей с дизельными двигателями составляет примерно 5%. В Европе дизелизация шла стремительными темпами, начиная со Второй мировой войны и до дизельгейта в 2015 году. В США, которые и начали этот процесс, всегда не очень хорошо брали дизельные автомобили, а уж после скандала продажи пошли вниз. У нашего автолюбителя интерес к экологии, мягко говоря, невелик, но росту доли дизелей на рынке препятствует несколько предрассудков. Рассмотрим, что из них правда, а что нет.
Материалы по теме
Дизельные автомобили отличают сильные шум и вибрация. Правда на 25%
Материалы по теме
Тракторный звук и сильные вибрации, ощущающиеся во всем автомобиле с дизельным двигателем, остались в прошлом.
Так вели себя машины, пригнанные из Европы в 90-е годы прошлого века. Поколение моторов было другое, а главное, они были изношены до предела.
Внутри современного автомобиля с дизелем можно почувствовать вибрации, в основном на холостом ходу, а рокот — при интенсивном разгоне. А так — все тихо, почти как с двигателем с искровым зажиганием. Снаружи, если вокруг нет сильного постороннего шума, человеческое ухо сразу определит автомобиль на тяжелом топливе. И, конечно, все зависит от двух главных факторов: класса автомобиля и его возраста. Дорогие автомобили несут на себе многочисленные слои виброшумоизоляции и имеют эффективные вибропоглощающие опоры силового агрегата. А с возрастом все начинает работать хуже, включая сам дизель, который в изношенном состоянии шумит и вибрирует сильнее.
Плохой пуск и плохая работа при низких температурах. Правда на 20%
«За рулем» проводил сравнительный тест холодного пуска дизельного и бензинового двигателей. Это были бензиновый Kia Rio 1.
6 и Kia Sorento Prime с 2,2-литровым турбодизелем (обе машины свежие, с минимальным пробегом). Выяснилось, что оба мотора пускаются при —33°С и не оживают при —36°С.
Корейский кроссовер в морозильной камере подтвердил высокие пусковые качества при низких температурах.
Материалы по теме
Но, как обычно, на успех влияют эксплуатационные факторы. Испытания проводились на новеньких автомобилях, а топливо использовалось зимнее и с брендовой АЗС. У дизельных двигателей больше вероятности не запуститься в холода из-за топлива, особенно в начале зимы, когда на заправочных станциях возможна пересортица. Также с годами могут выходить из строя свечи накаливания, обязательная работа которых необходима для пуска даже при небольших минусовых температурах.
А еще дизель из-за высокой степени сжатия в поршневой части, а также из-за более прочных и массивных деталей, для эффективной прокрутки коленвала стартером, нуждается в безупречном состоянии аккумуляторной батареи.
Соответственно, зимой неновый аккумулятор более вероятно сорвет поездку дизелисту, чем его собрату, эксплуатирующему автомобиль на бензине.
Дизель позволяет сэкономить. Справедливо на 50%
Материалы по теме
Переделка бензинового двигателя в дизельный
Повышенный спрос на экономичные автомобили побудил многие заводы наладить производство легковых машин с дизелями. Освоение нового мотора требует, как известно, серьезных затрат. А если использовать уже выпускаемый бензиновый мотор в качестве основы для дизельной модификации! Ведь унифицированная конструкция всегда дешевле. Но реальна ли возможность переделки или, как говорят инженеры, конвертации бензинового двигателя в дизельный? После того как Центральное телевидение сообщило в одной из своих передач об изобретении болгарскими инженеров — приставке, позволяющей карбюраторному двигателю ВАЗ работать на дизельном топливе, этот вопрос заинтересовал многих читателей.
Конвертированный дизель «Фольксваген».
Болгарское агентство «София-пресс» специально для журнала «За рулем» подготовило статью на эту тему. Ее авторы — инженеры лаборатории двигателей и автомобилей в Софии Л. АЛФАНДАРИ, X. БОЗЕВ, К. ДАМЯНОВ и В. МИНЧЕВ.
В нашей лаборатории сделан дизель для легкового автомобиля посредством конвертации двигателей ВАЗ—2103 и ВАЗ—2106. Цель разработки — определить возможность переоборудования части эксплуатируемых в стране карбюраторных двигателей ВАЗ.
При конвертации главной заботой было сохранить без изменения большую часть деталей «жигулевского» мотора, а также его габарит и компоновку. Блок цилиндров остался почти прежним. Испытания показали, что он обладает необходимой жесткостью.
Чугунный коленчатый вал серийного двигателя выдержал длительные испытания надежности. После работы трех конвертированных двигателей в течение 800 часов при полной нагрузке и частоте вращения 4000 об/мин износ его шеек — минимальный (0,005—0,01 мм), следов задира нет. Давление в системе смазки не изменилось (использовано болгарское масло M10Д).
На 10 построенных двигателях не отмечено ни одного случая поломки вала.
Эксплуатационные испытания показали, что летом при максимальной скорости движения температура масла достигает 135° С. Пришлось применить радиатор, благодаря которому температура снизилась до 105° С. Масло проходит через него и потом поступает в масляный фильтр типа ВАЗ—2105.
Шатуны не изменены. Внутренний диаметр поршневого пальца для повышения прочности уменьшен с 15 до 8 мм.
Поршень — важнейшая деталь, которая при конвертации всегда существенно изменяется. Чтобы снизить его тепловую нагрузку, увеличено на 12 мм расстояние от днища до канавки первого компрессионного кольца. Перемычка между первым и вторым кольцами увеличена с 4 до 5 мм. Чтобы обеспечить эффективность рабочего процесса и поднять до 20—20,5 степень сжатия, потребовалось сделать минимальным (0,9—1 мм) расстояние от днища поршня до головки цилиндров. Исключить опасность «встречи» клапанов с поршнем помогли фигурные вырезы глубиной 1 мм в днище поршня под клапанами.
Головка цилиндров полностью новая (рис. 1). Она отлита из чугуна, а ее крышка — из алюминия. Клапаны установлены вертикально. Использован один из вариантов вихревой камеры, которая размещена в головке. Верхняя часть имеет полусферическую форму, средняя — цилиндрическую, а нижняя представляет собой специальную вставку из жаропрочной стали с наклонным днищем и соединительным отверстием.
Клапаны и пружины используются от карбюраторного двигателя. С целью уменьшить износы в распределительном механизме и достичь лучшего охлаждения головки было найдено оригинальное решение, на которое выдано авторское свидетельство. Задний конец коромысла не опирается на регулировочный болт, а висит на нем. Болт завернут в корпус подшипников распределительного вала. Устранены утолщения в головке цилиндров для резьбовых отверстий регулировочных болтов и тем самым освобожден широкий канал для циркуляции охлаждающей жидкости. При таком креплении болта намного облегчается регулировка зазоров в газораспределительном механизме.
Распределительный вал взят серийный (ВАЗ), а рычаги клапанов иные. При испытании в течение 800 часов износа вала, коромысел и клапанов не обнаружено.
Рис. 1. Головка цилиндров конвертированного дизеля КД-1500 (НРБ).
Сохранен цепной привод распределительного вала и масляного насоса. Впускные и выпускные каналы расположены с одной стороны головки цилиндров, что позволило использовать серийные коллекторы.
В топливной системе конвертированного дизеля оставлен прежним только мембранный подкачивающий насос. На опытных образцах использованы топливные насосы высокого давления двух типов — рядный и распределительный. Они монтируются на металлической плите, прикрепленной к передней стенке головки, и приводятся зубчатым ремнем.
Конструкция регулятора опережения впрыска является болгарским изобретением. В топливной системе предусмотрен бумажный фильтр, также болгарского производства.
От карбюраторного двигателя использованы маховик, стартер, генератор, масляный картер.
Исходя из собственного опыта в области быстроходных дизелей, стремления уменьшить нагрузки на кривошипно-шатунный механизм, номинальную частоту вращения ограничили 4000 об/мин. Дизель КД-1500 (так названа конвертированная конструкция) развивает максимальную мощность 43 л. с. (31,5 кВт) при удельном расходе топлива 225 г/л. с. ч. (306 г/кВт ∙ ч).
В момент подготовки статьи испытывались четыре машины ВАЗ с конвертированными двигателями КД-1500 и КД-1600. Из них две прошли по 50 тысяч километров, одна — 30 тысяч. Средний расход топлива составил 6—6,5 л/100 км. При скорости 80 км/ч ВАЗ—2106 с дизелем КД-1500 и нагрузкой 430 кг расходует 5,9 л/100 км. Максимальная скорость достигает 107 км/ч.
Как видим, никакого чуда нет — превращение карбюраторного двигателя в дизельный достигнуто ценой немалых переделок: новые головка цилиндров и поршни, установка форсунок и топливного насоса высокого давления. Видимо, его авторы телепередачи и нарекли приставкой, приписав ей магическую способность превратить карбюраторный мотор в дизельный.
В то же время читатели спрашивают не только о конструкции, но и об эффективности конвертации, о том, насколько она широко используется в мировом автомобилестроении, насколько перспективна для советских моторов. На эти вопросы по просьбе редакции отвечает главный конструктор проекта по дизелям легковых автомобилей отдела двигателей НАМИ А. ВАТУЯЬЯН.
Переоборудование двигателя с искровым воспламенением заряда (бензинового) в дизельный — дело реальное и вместе с тем непростое. Как проявились эти сложности в конструкции рассмотренного дизеля?
Прежде всего отмечу, что его мощность на 44% ниже, чем у бензинового прототипа. Для дизеля, не оборудованного наддувом, это неизбежная цена, которую приходится платить за высокую экономичность: из-за больших давлений в нем выше потери на трение, а рабочая смесь сильно обеднена, так как смесеобразование в дизеле возможно только при большом избытке воздуха. Кроме того, условия смесеобразования (ограниченность времени на распыл и перемешивание топлива с воздухом) и инерционные нагрузки кривошипно-шатунного механизма не позволяют коленчатому валу дизеля делать больше 5000 об/мин (это также на 10—15% меньше, чем у карбюраторного).
Это, однако, не означает, что с 1,5 литра рабочего объема нельзя снять больше чем 43 л. с. Правда, как показывает мировой опыт, при форсировании двигателя не удается сохранить в неприкосновенности важнейшие детали — коленчатый вал, шатуны, а часто и блок цилиндров: с дальнейшим ростом давления сгорания запас прочности этих деталей становится недостаточен. Чтобы избежать их поломок, на более форсированных дизелях литые из чугуна коленчатые валы заменяют коваными стальными, в блоках утолщают наиболее нагруженные стенки, особенно «доску» — зону у верхнего стыка блока. В других случаях идут на замену материала или вида термообработки деталей. Можно, как на описанном выше двигателе, обойтись без этого, но тогда надо мириться с его скромными параметрами.
А есть изменения, уйти от которых просто невозможно: дизелю нужны поршни с более массивными стенками и днищем — не только по условиям прочности, но и для лучшего отвода тепла.
Далее. Легковые дизели сегодня имеют только двухполостные камеры сгорания (см. статью «Какие бывают дизели» «За рулем», 1983, № 11), а значит, нужна иная конструкция головки цилиндров. Из-за вертикального расположения клапанов, как правило, ее не удается обрабатывать на том же оборудовании, что и головку бензинового мотора. Правда, для дизеля ФИАТ-127 нашли компромиссное решение, сохранив наклонное расположение клапанов (рис. 2). Однако это, в свою очередь, потребовало изготовить поршни с вытеснителем весьма сложной формы, а полученную в результате конфигурацию камеры сгорания все же нельзя считать наилучшей.
Рис. 2. Головка цилиндров карбюраторного двигателя ФИАТ-127 (а) и конвертированного дизеля на его базе (б): 1 — свеча зажигания; 2 — форсунка; 3 — свеча для пуска.
Еще одно «но». Организация рабочего процесса у дизелей во многом зависит от величины надпоршневой щели — расстояния между днищем поршня в ВМТ и «огневой» поверхностью головки цилиндров. На величину надпоршневого зазора влияет точность обработки блока, шатунов, поршней, коленчатого вала и податливость прокладки головки цилиндров.
Поскольку в карбюраторном двигателе влияние надпоршневого зазора при степени сжатия около 8,5 невелико (смесеобразование идет в основном вне камеры сгорания), детали, определяющие этот зазор, имеют более широкие допуски при изготовлении (рис. 3). Значит, при использовании имеющегося оборудования и методов сборки, приемлемых для карбюраторного двигателя, будет непросто гарантировать надпоршневой зазор в узких пределах, необходимых дизелю.
Из-за характера изменения нагрузок у дизеля возможны ускоренные износы и даже разрушения в приводах распределительного вала и масляного насоса, вполне надежно работавших на бензиновом моторе. Существенно большее давление газов у дизеля вызывает почти двукратное увеличение потерь на трение в механизмах. Отсюда — повышенный нагрев масла, из-за которого нужен масляный радиатор. Вдобавок масло в дизелях быстрее стареет: отчасти из-за более высокой температуры, отчасти вследствие повышенного содержания кислорода в отработавших газах, проникающих в картер.
Вот почему в конвертированных дизелях приходится увеличивать размеры масляного фильтра или чаще менять его элементы.
Рис. 3. Сравнение допусков на основные размеры карбюраторного и дизельного двигателей.
Наконец, вспомним о самых дорогих агрегатах дизельного двигателя, без которых опять-таки не обойтись, — топливном насосе, форсунках, свечах накаливания. Для того, чтобы компенсировать увеличенную отдачу тепла в стенки двухполостных камер сгорания, повышают до 21—23 степень сжатия; это, в свою очередь, затрудняет пуск и требует установки в дополнительных камерах свечей накаливания, а также более энергоемкого аккумулятора и мощного стартера. (В Болгарии с ее мягким климатом такой стартер не понадобился, но для пуска при низких зимних температурах мощности штатного стартера может и не хватить.)
Как видим, конвертация бензиновых двигателей в дизель связана с множеством проблем. Занимаются ею давно. Первые попытки, предпринятые еще в 20-х и начале 30-х годов, не получили в свое время продолжения.
Во-первых, карбюраторные моторы тогда, как правило, имели нижнеклапанный газораспределительный механизм, непригодный для дизелей. Во-вторых, у них была низкая (4—5) степень сжатия, и детали обладали малой надежностью при нагрузках, характерных для дизельного процесса.
В последующем стали проектировать «универсальные» моторы с усиленным силовым механизмом, которые можно было выпускать и в дизельном и в карбюраторном вариантах. Не найдя распространения на грузовиках из-за большой массы карбюраторного варианта, они закрепились на некоторых легковых автомобилях («Даймлер-Бенц», «Ровер» и др.).
Дальнейшее развитие карбюраторных двигателей было связано с заметным ростом степени сжатия и максимального давления сгорания. Блоки цилиндров, детали шатунно-поршневой группы стали потому значительно жестче, что создало предпосылки для более успешного конвертирования их в дизели при рабочем объеме 1800—2200 см3. Естественно, они появились вначале там, где этому помогали экономические условия (цена топлива, налоги и т.
д.), — в Италии, Англии, Франции. Из них наиболее известен «Пежо-инденор», устанавливаемый, например, на часть продаваемых за рубежом «волг».
В целом накопленный на сегодня опыт говорит о том, что при увеличении масштабов выпуска конвертированных дизелей (даже наиболее удачных) и росте требований к ним их конструкция начинает постепенно отступать от исходной карбюраторной. Поэтому сегодня конструкторы, опираясь на последние достижения в технологии и создании высокопрочных материалов, проектируют новые двигатели, заранее рассчитанные на параллельное производство в двух вариантах — карбюраторном и дизельном.
советы, нюансы, правила :: Autonews
Современные дизельные двигатели разбивают старые мифы о том, что топливо для них является уделом медленных и чадящих грузовиков. Даже в России, где культура использования дизеля развита не так хорошо, как в Европе, в отдельных сегментах его доля оказывается очень высокой.
По данным аналитического агентства «Автостат», за девять месяцев 2019 г. в России было продано почти 100 тыс. дизельных легковушек, что составляет более 8% парка, а в сегменте внедорожников и больших кроссоверов она превышает 50%. При этом доля дизельных машин у бренда BMW в России составляет 70,6%, а Land Rover продает 79% таких автомобилей — хороший дизель обходит бензиновые моторы даже в сегменте автомобилей для водителя.
Чем технически отличается дизельный двигатель
Если в бензиновом двигателе горючая смесь воздуха и топлива формируется во впускном коллекторе, подается в цилиндр и там воспламеняется с помощью свечи зажигания, то в дизельном смесь самовоспламеняется от сжатия после того, как впрыскивается под высоким давлением в цилиндр с уже сжатым и нагретым воздухом, мгновенно образуя горючую смесь.
В дизельном двигателе свечи зажигания не используются вовсе, а само топливо испаряется медленнее, поэтому вероятность возгорания минимальна.
Благодаря использованию более жесткого и прочного блока цилиндров и элементов цилиндропоршневой группы дизельные моторы в целом долговечнее бензиновых, а сама конструкция менее требовательная к обслуживанию.
За что любят дизель
Главное преимущество дизеля — экономичность: при примерно равных мощностных характеристиках дизельный двигатель потребляет на треть меньше топлива, чем бензиновый. Даже те, кто не считает затраты на топливо, ценят большие пробеги без необходимости тратить время на заправках. Но важно при этом выбирать качественное топливо вроде «Дизель Опти» c улучшенными характеристиками от АЗС «Газпромнефть» — оно напрямую влияет на экономичность.
Дизельные моторы отличаются более высокой тяговитостью и большим крутящим моментом на низких оборотах. Это значит, что автомобиль с таким двигателем быстрее реагирует на акселератор и легко ускоряется в городском потоке, не тратя время на переключения передач. Эта легкость с лихвой компенсирует более спокойное поведение на высоких оборотах, так как 99% времени автомобиль проводит в потоке транспорта, а не на треке.
Кроме того, характеристики дизеля удобнее на бездорожье, где требуется крепкая и легко контролируемая тяга.
Что с зимним пуском и прогревом машины
Проблема зимнего пуска дизельного двигателя напрямую связана со свойствами самого топлива. Если летний дизель густеет при -5 градусах и не прокачивается через фильтры и трубопроводы топливной системы, то зимний может работать и при -45 градусах. В итоге любой исправный дизельный автомобиль с сезонным топливом и качественным моторным маслом пускается так же легко, как бензиновый.
Высокая эффективность дизельных двигателей обуславливает более медленный прогрев силовой установки, поэтому считается, что зимой они не могут нормально прогреть салон машины. На самом деле, любой современный мотор, включая бензиновый, не спешит отдавать тепло, но эта проблема легко решается двумя способами. Во-первых, термостаты эффективно перераспределяют тепло двигателя, а во-вторых, почти все дизельные машины комплектуются дополнительными электрическими обогревателям салона, благодаря которым тепло начинает поступать в первые минуты после пуска.
Тем, кто любит садиться в уже теплый автомобиль, можно посоветовать систему дистанционного пуска, но лучше поставить более экологичный и экономичный предпусковой подогреватель, который работает на том же дизеле, но тратит его только на обогрев салона и прогрев охлаждающей жидкости двигателя. Такую опцию можно установить на все дизельные автомобили штатно или в специализированных мастерских.
Как правильно запускать двигатель
Для облегчения зимнего пуска дизель использует свечи накаливания — устройства, которые быстро прогревают камеру сгорания в течение нескольких секунд. После поворота ключа зажигания на панели приборов зажжется символ работы свечей (обычно спираль), который гаснет через две-пять секунд в зависимости от температуры двигателя — можно включать стартер. На автомобилях с кнопкой пуска двигателя все еще проще: после нажатия клавиши система сама выдержит нужную паузу до включения стартера.
В особенно холодных условиях можно несколько раз подряд включить свечи накаливания, поворачивая ключ зажигания, но не включая стартер, либо нажимая кнопку пуска без удержания педали тормоза (стартер в этом случае не включится).
Но это уже избыточные меры для очень холодных зим, потому что современные дизели при использовании зимней солярки и правильных масел легко пускаются с первого раза после ночной стоянки даже в -30 градусов.
Каким топливом заправляться
Зимой дизель следует заправлять исключительно зимним дизтопливом, поэтому на крупных сетевых АЗС всегда тщательно соблюдают сезонность. Современные двигатели очень требовательны к качеству топлива, поэтому оно должно соответствовать всем действующим стандартам. Хорошее топливо не только обеспечивает надежный пуск, но и чистит топливную систему от нагара и отложений, заметно повышает экономичность машины и уменьшает стоимость ее содержания. Именно так работает «Дизель Опти», который реализуется на заправках сети «Газпромнефть».
Еще одним преимуществом фирменного топлива является стабильность его характеристик на любой заправки сети. Так, во время испытаний топлива «Дизель Опти» подопытный Toyota Land Cruiser 200 заправлялся в разных регионах страны при температурах от -5° до +25° и демонстрировал абсолютную стабильность характеристик динамики, расхода и легкости пуска.
После 7000 км пробега топливная система была разобрана, и инженеры отметили ее идеальное состояние, а некоторые характеристики даже улучшились благодаря очищающим свойствам топлива.
Кроме того, топливо «Опти» из года в год подтверждает свое высокое качество в экстремальном ралли-марафоне «Шелковый путь», который проходит по территории России, Монголии и Китая. Сеть АЗС «Газпромнефть» заправляет автомобили организаторов и участников ралли, заодно тестируя твое топливо в жесточайших условиях песчаных пустынь, безлюдных степей и крепких утренних морозов.
В чем разница между дизельным и бензиновым двигателем?
Хотя популярность новых источников энергии, таких как природный газ, гибридные электромобили и E-85, растет, большинство двигателей внутреннего сгорания, продаваемых в США, по-прежнему работают на неэтилированном бензине или дизельном топливе. Хотя химические различия между этими двумя видами топлива значительны, то, как двигатели используют это топливо для выработки энергии, очень похоже.
Давайте разберем различия и сходства в топливах и двигателях, чтобы вы могли принять осознанное решение, какой выбрать.
В чем разница между бензином и дизельным топливом?
По сути, бензин и дизельное топливо получают из нефти, но используют разные методы очистки. Неэтилированный бензин в целом более очищен, чем дизельное топливо. Он состоит из множества молекул углерода, размер которых варьируется от C-1 до C-13. Во время сгорания бензин объединяется с воздухом для образования пара, а затем воспламеняется для выработки энергии. Во время этого процесса более крупные молекулы углерода (от C-11 до C-13) гораздо труднее сжечь, поэтому, по оценкам, только 80% топлива сгорает в камере сгорания во время первой попытки.
Дизельное топливо менее очищено и имеет размер от молекул углерода C-1 до C-25. Из-за химической сложности дизельного топлива двигателям требуется больше сжатия, искры и тепла для сжигания более крупных молекул в камере сгорания. Несгоревшее дизельное топливо в конечном итоге выталкивается из цилиндра в виде «черного дыма».
Возможно, вы видели большие грузовики и другие дизельные автомобили, извергающие черный дым из выхлопных газов, но дизельные технологии улучшились до такой степени, что они стали экологически чистым вариантом с очень низким уровнем выбросов.
Бензиновые и дизельные двигатели больше похожи, чем различны
По правде говоря, бензиновый и дизельный двигатель больше похожи, чем различны. Оба являются двигателями внутреннего сгорания, которые преобразуют топливо в энергию посредством контролируемого сгорания. Топливо и воздух смешиваются и сжимаются в обоих типах двигателей. Топливо должно воспламениться, чтобы обеспечить мощность, необходимую для двигателя. Оба они используют системы контроля выбросов, включая систему рециркуляции EGR, чтобы попытаться повторно сжечь твердые частицы в камере сгорания.Оба они также используют впрыск топлива в качестве основного источника индукции. Многие дизели используют турбокомпрессоры, чтобы нагнетать больший объем топлива в камеру сгорания, чтобы ускорить сгорание топлива.
Чем они отличаются
Разница между дизельными и газовыми двигателями заключается в том, как они воспламеняют топливо. В бензиновом двигателе топливо и воздух сжимаются вместе в определенной точке цикла, непосредственно перед тем, как поршень выталкивается вверх, чтобы достичь свечи зажигания. Свеча зажигания воспламеняет смесь, опуская поршень вниз и передавая мощность через трансмиссию на колеса.
В дизельном двигателе смесь топлива и воздуха сжимается на ранней стадии процесса сгорания, в результате чего выделяется достаточно тепла, чтобы образоваться для сгорания и воспламенения топлива. Для этого процесса не нужны свечи зажигания. Для этого используется термин воспламенение от сжатия. Когда подобный эффект происходит в газовом двигателе, вы слышите стук, который указывает на возможное повреждение двигателя. Дизельные двигатели созданы для этого при нормальной работе.
Мощность и крутящий момент — это еще одна область, в которой эти два двигателя различаются, и она может быть наиболее важной для ваших целей.
Дизельные двигатели создают более высокий уровень крутящего момента, который заставляет автомобиль двигаться, особенно с большими нагрузками, поэтому они идеально подходят для буксировки и перевозки тяжелых грузов. Бензиновые двигатели вырабатывают больше лошадиных сил, благодаря чему двигатель быстрее раскручивается, что обеспечивает лучшее ускорение и максимальную скорость.
Обычно производитель предлагает один и тот же автомобиль с бензиновым или дизельным двигателем. Различные двигатели будут работать по-разному и иметь разную производительность в зависимости от точных характеристик, поэтому лучше всего сравнить детали и пройти тест-драйв, когда вы решаете, какой автомобиль купить.
Бензиновый двигатель | Британника
Бензиновый двигатель , любой из классов двигателей внутреннего сгорания, вырабатывающих энергию за счет сжигания летучего жидкого топлива (бензина или бензиновой смеси, такой как этанол) с воспламенением, инициируемым электрической искрой.
Бензиновые двигатели могут быть построены для удовлетворения требований практически любого возможного применения в силовых установках, наиболее важными из которых являются легковые автомобили, малые грузовики и автобусы, самолеты авиации общего назначения, подвесные и малые внутренние морские агрегаты, стационарные насосные установки среднего размера, осветительные установки и т. станки и электроинструменты.Четырехтактные бензиновые двигатели используются в подавляющем большинстве автомобилей, легких грузовиков, средних и больших мотоциклов и газонокосилок. Двухтактные бензиновые двигатели встречаются реже, но они используются для небольших подвесных судовых двигателей и во многих портативных инструментах для озеленения, таких как цепные пилы, кусторезы и воздуходувки.
Поперечный разрез V-образного двигателя.
Encyclopædia Britannica, Inc.Типы двигателей
Бензиновые двигатели можно сгруппировать в несколько типов в зависимости от нескольких критериев, включая их применение, метод управления подачей топлива, зажигание, расположение поршня и цилиндра или ротора, количество ходов за цикл, систему охлаждения, а также тип и расположение клапана.
В этом разделе они описаны в контексте двух основных типов двигателей: поршневых и цилиндровых двигателей и роторных двигателей. В поршневом двигателе давление, создаваемое при сгорании бензина, создает силу на головке поршня, которая перемещает цилиндр по длине возвратно-поступательным или возвратно-поступательным движением. Эта сила отталкивает поршень от головки цилиндра и выполняет работу. Роторный двигатель, также называемый двигателем Ванкеля, не имеет обычных цилиндров, оснащенных возвратно-поступательными поршнями.Вместо этого давление газа действует на поверхности ротора, заставляя ротор вращаться и таким образом выполнять работу.
Типы бензиновых двигателей включают (A) двигатели с оппозитными поршнями, (B) роторные двигатели Ванкеля, (C) рядные двигатели и (D) двигатели V-8.
Encyclopædia Britannica, Inc. Большинство бензиновых двигателей относятся к поршнево-поршневому типу. Основные компоненты поршнево-цилиндрового двигателя показаны на рисунке.
Почти все двигатели этого типа используют четырехтактный или двухтактный цикл.
Типовая схема поршневой цилиндр бензинового двигателя.
Encyclopædia Britannica, Inc.Четырехтактный цикл
Из различных методов восстановления мощности процесса сгорания наиболее важным до сих пор был четырехтактный цикл, концепция, впервые разработанная в конце 19 века. Четырехтактный цикл показан на рисунке. При открытом впускном клапане поршень сначала опускается на такте впуска. Воспламеняющаяся смесь паров бензина и воздуха втягивается в цилиндр за счет создаваемого таким образом частичного вакуума.Смесь сжимается, когда поршень поднимается на такте сжатия при закрытых обоих клапанах. По мере приближения к концу хода заряд воспламеняется электрической искрой. Затем следует рабочий ход, когда оба клапана все еще закрыты, а давление газа обусловлено расширением сгоревшего газа, давящим на головку или головку поршня. Во время такта выпуска восходящий поршень выталкивает отработавшие продукты сгорания через открытый выпускной клапан.
Затем цикл повторяется. Таким образом, каждый цикл требует четырех тактов поршня — впуска, сжатия, мощности и выпуска — и двух оборотов коленчатого вала.
Двигатель внутреннего сгорания имеет четыре такта: впуск, сжатие, сгорание (мощность) и выпуск. Когда поршень перемещается во время каждого хода, он поворачивает коленчатый вал.
Encyclopædia Britannica, Inc. Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодняНедостатком четырехтактного цикла является то, что завершается только половина тактов мощности по сравнению с двухтактным циклом ( см. Ниже ), и только половину такой мощности можно ожидать от двигателя данного размера при заданная рабочая скорость.Однако четырехтактный цикл обеспечивает более эффективную очистку выхлопных газов (продувку) и повторную загрузку цилиндров, уменьшая потерю свежего заряда в выхлопе.
Почему следует разрабатывать бензиновый авиадвигатель, а не дизель?
Двигатель Вес:
Настоящая проблема дизельных двигателей в том, что они НЕ легкие.
Дизельные двигатели, способные производить +/- 100 л.с., весят +/- 100 кг [220 фунтов] и более. (Не дайте себя обмануть цифрами веса дизельного двигателя, которые не включают в себя все необходимое для работы двигателя, например, охлаждающие и смазочные жидкости, трубопроводы, шланги, радиаторы, турбо- и промежуточный охладитель, генератор, топливный насос (-ы) воздух / масло. сепаратор — сапуны, камеры для смешивания воздуха, выхлопная система, катушки зажигания / жгут, кабели и т. д.!) Подушка дизельного двигателя, скорее всего, также будет тяжелее, чем требуется для бензинового двигателя.
Этот увеличенный общий вес двигателя по сравнению с бензиновым двигателем означает пропорционально уменьшенную полезную нагрузку для самолета, в котором они установлены. По сравнению с двигателем ULPower готовый к работе дизель такой же мощности весит на +/- 30 кг [66 фунтов] больше.
Тяжелое топливо:
Как вы думаете, почему дизельное топливо еще называют «тяжелым топливом»? Потому что 100 литров [26,4 галлона США] дизельного топлива весит на 19 кг [42 фунтов] больше, чем 100 литров бензина.
Люди склонны думать, что дизельные двигатели в автомобилях намного экономичнее бензиновых, потому что они потребляют значительно меньше (по объему) топлива.Типичный показатель для экономичного бензинового двигателя составляет 8 литров / 100 км (30 миль / галлон США), в то время как дизель, производящий сопоставимую мощность, потребляет 6 литров / 100 км (39 миль / галлон США).
В коммерческих и военных самолетах расход топлива обычно выражается в фунтах / час. Используя приведенные выше данные о расходе топлива, 8 литров бензина в час будут равны 12,7 фунтам в час; 6 литров / час дизельного топлива будет 12,2 фунта / час. В то время как объемный расход топлива снижается на 25%, снижение расхода топлива по массе составляет всего 4%.Компрессионные двигатели более экономичны, поскольку в них обычно используются более бедные смеси, а степень сжатия у них намного выше. Оба фактора делают дизельные двигатели более экономичными, чем бензиновые. Поскольку разница в расходе топлива по весу топлива почти одинакова, это также показывает, что удельное энергосодержание (на единицу веса) большинства углеводородных топлив очень похоже.
Более высокий удельный вес дизельного топлива, безусловно, не является преимуществом для самолета с дизельным двигателем.Каждый производитель планеров делает все возможное, чтобы увеличить полезную нагрузку своих самолетов за счет уменьшения веса планера. Производители сверхлегких приборов ликуют, когда они могут заявить об уменьшении веса своей конструкции на 15 кг [33 фунта] без снижения коэффициентов безопасности.
Самолет с дизельным двигателем и полной топливной загрузкой 100 литров имеет уменьшенную пассажирскую полезную нагрузку на +/- 50 кг [110 фунтов] !! по сравнению с тем же самолетом с двигателем ULPower .(Примечание: у керосина есть удельный вес, который находится между бензином и дизельным топливом, поэтому его потеря веса меньше.)
Топливо дешевле?:
Многие видят главное преимущество дизеля в использовании более дешевого топлива. Однако разница в стоимости дизельного топлива, Jet A1 и бензина для населения является исключительно вопросом государственных налогов и мало связана с производственной стоимостью.
Во многих европейских странах, например в Германии и Швейцарии, дизельное топливо стоит столько же, сколько неэтилированный бензин.По мере того как население все больше и больше переходит на дизельные автомобили и самолеты, правительства будут повышать налоги на дизельное топливо, чтобы компенсировать снижение доходов от более низких продаж бензина. В Бельгии 3/4 новых купленных автомобилей — дизельные, потому что это топливо (раньше) было на 30% дешевле. Европейский Союз стремится сделать стоимость всех видов топлива для конечного потребителя зависимой от его удельного энергосодержания, а не от типа топлива.
Дизели дороже покупать:
Другая проблема заключается в том, что авиадизельные двигатели значительно дороже, чем бензиновые двигатели той же мощности.Производители дизельного топлива сообщают своим потенциальным клиентам, что увеличение стоимости легко компенсируется более низкой стоимостью топлива, что отчасти связано с более высокой топливной экономичностью дизельного двигателя.
Услышав этот аргумент, обратите внимание на два момента;
- Как долго будет сохраняться это преимущество в цене на топливо?
- Будет ли владелец налетать достаточное количество часов, чтобы меньший расход топлива / стоимость превышали доплату, уплаченную за дизельную электростанцию?
Средний пилот-любитель летает менее 50 часов в год, а многие — менее 30 часов.Если мы предположим, что дизельная энергия всегда будет иметь преимущество в расходе топлива по сравнению с бензином, экономия дизельных двигателей на самом деле не имеет большого значения для общей стоимости полетов в течение года для этого типа пилотов, если вы считаете стоимость покупки, обслуживания , страхование, сборы за ангар и посадку и т. д. Однако преимущество возможности иметь резерв в 50 кг [110 фунтов] дополнительной полезной нагрузки каждый раз при взлете (если вы используете наш двигатель вместо дизеля) очень важно. преимущество, и не только для пилота-любителя.Это преимущество в весе может легко означать разницу между возможностью совершить путешествие за один раз или необходимости совершить промежуточную посадку на пути для дозаправки, если это возможно.
Экологические проблемы:
В выхлопных газах дизельных двигателей очень мелкие частицы углерода составляют 0,2-0,5% от общего количества. Это потенциальная проблема будущего для авиационных дизельных электростанций, поскольку экологические группы уже жалуются на (небольшое) количество частиц сажи, выделяемых дизельными двигателями.Поскольку количество дизельных двигателей выглядит так, как будто оно продолжит резко увеличиваться в ближайшем будущем, поэтому в конечном итоге экстракторы частиц сажи станут обязательными. Некоторые производители дизельных автомобилей предлагают экстракторы сажи в качестве опции, другие включают их в стандартную комплектацию, поскольку знают, что это станет обязательным. Если / когда фильтры частиц сажи станут обязательными на самолетах, недостаток веса, связанный с дизельной мощностью, увеличится еще больше … Фильтры сажи, вероятно, также будут означать дополнительную (небольшую) потерю мощности.У бензиновых двигателей такой проблемы нет.
В статье New Scientist (2 ноября 2002 г.), цитирующей исследование в Journal of Geophysical Research, говорится, что «Бензиновые двигатели не так опасны для планеты, как их более эффективные дизельные аналоги. Комплексная климатическая модель показывает, что сажа производство дизельных двигателей согреет климат в течение следующего столетия больше, чем дополнительный выброс углекислого газа от автомобилей с бензиновым двигателем «.
Меры предосторожности:
Дизельное топливо, купленное на автозаправочных станциях, может создать дополнительную проблему для пользователей самолетов.Чтобы парафин в дизельном топливе не застывал в очень холодную погоду, необходимо добавлять присадки. В холодном климате это делается автоматически на нефтеперерабатывающих заводах. Однако летом можно легко заправить дизельным топливом на местной заправочной станции без присадок и прилететь в очень холодные условия, что приведет к закупорке топливопроводов. Даже с добавками топливопроводы по-прежнему должны быть хорошо защищены или даже нагреты, чтобы не допустить их засорения, потому что открытая часть может быть источником проблем из-за охлаждения ветром.
Чтобы самолет продолжал работать в холодных погодных условиях, бензиновые двигатели нуждаются в нескольких дополнительных мерах предосторожности и, следовательно, являются одним источником потенциальных проблем для пилота.
Сильные импульсы крутящего момента:
Проблема импульса крутящего момента является общей для всех поршневых двигателей, но она гораздо более выражена и является гораздо большей проблемой для дизельных двигателей. В системах с дизельным двигателем проблемы усугубляются использованием легких двигателей, которые используются в авиации.Этот факт побудил EASA (Европейское агентство по безопасности самолетов) добавить в свои правила рекомендательный материал, который обращает внимание на необходимость обращать внимание на разрушительное воздействие импульса крутящего момента.
Неизбежный факт работы поршневого двигателя заключается в том, что он создает импульсы крутящего момента, которые на мгновение ускоряют или замедляют нормальную работу коленчатого вала.
Это обусловлено порядком зажигания, углом открытия и количеством цилиндров. Поскольку в дизельном двигателе не используется искровое зажигание, и вместо этого для воспламенения топлива требуется высокая степень сжатия газа (до трех раз больше, чем в бензиновых двигателях с искровым зажиганием), импульсы больше, чем в двигателях с искровым зажиганием.Некоторая степень пропусков зажигания также может вызвать «скачки давления», потому что зажигание не всегда происходит именно тогда, когда должно, и топливо не сгорает полностью при каждом такте зажигания.
Импульсы крутящего момента создают гармонические силы возбуждения, которые не являются частью плавного выхода крутящего момента двигателя и не добавляют к полезной выходной мощности. Однако они могут достигать десятикратного превышения нормального рабочего крутящего момента двигателя, поэтому они могут существенно увеличивать общий крутящий момент, передаваемый через систему, а также скорость износа и повреждений, которые возникают в результате этого.
Явление импульса крутящего момента может легко усугубить взаимосвязь между двигателем и приводимым оборудованием с точки зрения крутильных колебаний и резонанса, которые могут усилить эту вибрацию до разрушительного уровня.
Использование гребных винтов, изготовленных из материалов, которые с трудом поглощают импульсы крутящего момента поршневых бензиновых двигателей, часто вызывает серьезные проблемы. Импульсы крутящего момента привели к катастрофическому отказу лопастей или удерживающих ступиц. Sin
Бензиновый двигатель — Energy Education
Движущаяся диаграмма рядного четырехцилиндрового двигателя.Поршни серые, коленвал зеленого цвета, блок прозрачный. [1] Бензиновый двигатель — это тип теплового двигателя, в частности двигателя внутреннего сгорания, который приводится в действие бензином. Эти двигатели являются наиболее распространенным средством передвижения автомобилей. Хотя турбины могут приводиться в действие бензином, бензиновый двигатель относится конкретно к бензиновым двигателям с поршневым приводом.
Бензиновые двигатели во многом являются причиной того, почему мир добывает так много нефти из-под земли для переработки в нефтепродукты, такие как бензин.Во всем мире на транспорт приходится примерно 18% нашего потребления первичной энергии, а на бензин — чуть меньше половины этого объема. [2] Это означает, что бензиновые двигатели потребляют примерно 8% всей первичной энергии в мире.
Анатомия двигателя
Блок
Блок — это основа двигателя. Это большой металлический блок, обычно из алюминия или стали (в Формуле 1 используется магниевый сплав), с прорезанными в нем отверстиями для цилиндров.
Цилиндры
Цилиндры двигателя — это то место, где выполняется работа.Топливо впрыскивается в цилиндры, где оно воспламеняется свечами зажигания, что приводит в движение поршни, выполняя работу.
Поршни
Поршни — это устройства, которые скользят вверх и вниз внутри цилиндров. Их работа заключается в том, чтобы вставлять и выдвигаться вместе с коленчатым валом, чтобы заставить горящий бензин работать.
Свечи зажигания
Свеча зажигания предназначена для воспламенения топлива внутри цилиндра. Быстрое расширение топлива из-за выделяемого тепла воздействует на поршень, отодвигая его от свечи зажигания.
Распредвал
- основная статья
Распределительный вал — это устройство, которое управляет синхронизацией двигателя. Работа распределительного вала — регулировать, когда топливо впускается в двигатель, а когда выпускается выхлоп.
Форсунки
Топливная форсунка предназначена для распыления топлива. Это означает превращение жидкого топлива в туман, что резко увеличивает площадь его поверхности. Это позволяет топливу сгорать быстрее, давая больший импульс поршню.
Коленчатый вал
- основной артикул
Коленчатый вал — это клей, который соединяет части двигателя. Его цель — превратить линейное (вверх и вниз) движение поршней во вращательное движение. Один конец коленчатого вала прикреплен к распределительному валу с помощью зубчатого ремня.
Другой конец подключен к маховику, который регулирует мощность, выходящую из двигателя, что-то вроде сетевого фильтра для вашего компьютера.
Маховик
Маховик — это устройство управления мощностью двигателя.Он связан со сцеплением, которое соединено с трансмиссией. Чтобы узнать больше о том, как двигатель передает свою мощность на колеса, щелкните здесь.
Для дальнейшего чтения
Список литературы
Как работает бензиновый двигатель
Бензиновый двигатель также называют бензиновым двигателем во многих частях мира. Слово «бензин» — это то, что британцы используют для описания бензинового двигателя. Они означают то же самое, что некоторые люди могут не осознавать, если они из Америки.
Бензиновый двигатель — это наиболее распространенный тип двигателя в транспортных средствах, которыми люди управляют каждый день. Он использует процесс внутреннего сгорания, который включает смешивание бензина и воздуха внутри камер цилиндров, а затем их зажигание для выработки тепловой энергии.
Это тип энергии, который позволяет автомобилю ускоряться в соответствии с требованиями, которые вы предъявляете к нему как к водителю. Здесь мы рассмотрим, как работает движок, а также немного его истории.
Связанные: 5 частей двигателя и их функции
Четырехтактный цикл бензинового двигателя
Помимо термина «бензиновый двигатель», этот тип двигателя можно описать термином « четырехтактный двигатель.Это название существует потому, что у бензинового двигателя есть четыре различных этапа, которые он проходит для возникновения процесса внутреннего сгорания.
Эти шаги называются штрихами. Ниже показано, что влекут за собой четыре такта двигателя.
Ход № 1
Первый ход двигателя — это забор наружного воздуха. Двигатель нуждается в этом воздухе в составе топливовоздушной смеси.
Впускной клапан сначала откроется, чтобы воздух попал внутрь. Поршень в верхней части цилиндра движется вниз.Это создает силу, которая всасывает воздух в цилиндр.
Ход №2
Второй ход — сжатие смеси. Когда воздух входит в цилиндр и смешивается с топливом, сила движущихся поршней заставляет смесь сжиматься.
Между тем выпускной и впускной клапаны остаются закрытыми. Важно, чтобы они оставались такими, иначе драгоценные газы и жидкости могут улетучиться и испортить весь процесс сгорания.
Ход № 3
Третий ход — это сам процесс сгорания, также называемый рабочим ходом.Именно здесь смесь воздуха и топлива будет фактически воспламеняться от искры, генерируемой свечой зажигания.
При успешном зажигании взрыв толкает поршень вниз в том месте, где он вращает коленчатый вал.
См. Также: Что такое двигатель Hemi?
Ход № 4
Четвертый ход относится к выхлопу. Когда топливо горит в камере сгорания, оно генерирует распыленные частицы, которые более известны как выхлопные газы.
Поршень выталкивает эти выбросы из камеры сгорания через отверстие выпускного клапана.
Вот хорошая анимация, показывающая, как выглядит четырехтактный процесс:
youtube.com/embed/OGj8OneMjek» frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen»/>
История бензинового двигателя
Николаус Отто изобрел бензиновый двигатель и этот четырехтактный процесс. Он был немецким инженером, который запатентовал это изобретение и назвал его циклом Отто.
Некоторым людям легче запомнить его как четырехтактный или бензиновый цикл, потому что они более тесно связаны с процессом сгорания в бензиновом двигателе.В конце концов, дизельный двигатель использует термин «дизельный цикл» для описания процесса сгорания.
Но цикл Отто уникален своей терминологией поглаживания. Первый ход официально назывался «ход всасывания», второй ход назывался «ходом сжатия», третий — «рабочий ход», а четвертый — «ход выпуска».
Связано: сравнение дизельного двигателя и бензинового двигателя
В первые дни бензиновых двигателей был компонент, называемый «карбюратор», который отвечал за смешивание воздуха с бензином.Однако эта старая карбюраторная технология в конечном итоге была заменена системой впрыска топлива, которая электронно связана с блоком управления двигателем автомобиля.
Это позволяет лучше рассчитывать и точнее расход топлива в камеру сгорания. В результате может быть достигнута топливная эффективность, позволяющая увеличить расход топлива и сэкономить деньги на топливе.
В то же время происходит меньше выбросов углерода. Поскольку мы живем в эпоху экологичности, система впрыска топлива делает многое для этого.
% PDF-1.7
%
40336 0 объект
>
endobj
xref
40336 119
0000000016 00000 н.
0000007001 00000 н.
0000007425 00000 н.
0000007481 00000 н.
0000007612 00000 н.
0000007704 00000 н.
0000007796 00000 н.
0000007888 00000 н.
0000007980 00000 п.
0000008319 00000 н.
0000008751 00000 п.
0000008792 00000 н.
0000009051 00000 н.
0000010377 00000 п.
0000010865 00000 п.
0000011256 00000 п.
0000011372 00000 п.
0000011625 00000 п.
0000012211 00000 п.
0000012464 00000 п.
0000012910 00000 п.
0000013169 00000 п.
0000013662 00000 п.
0000042575 00000 п.
0000075820 00000 п.
0000094104 00000 п.
0000117086 00000 п.
0000119738 00000 н.
0000120195 00000 н.
0000120593 00000 н.
0000171112 00000 н.
0000171190 00000 н.
0000171302 00000 н.
0000171484 00000 н.
0000171542 00000 н.
0000171859 00000 н.
0000171917 00000 н.
0000172443 00000 н.
0000172781 00000 н.
0000172940 00000 н.
0000172998 00000 н.
0000173159 00000 н.
0000173217 00000 н.
0000173420 00000 н.
0000173478 00000 н.
0000173685 00000 н.
0000173743 00000 н.
0000173928 00000 н.
0000173986 00000 н.
0000174215 00000 н.
0000174273 00000 н.
0000174522 00000 н.
0000174580 00000 н.
0000174729 00000 н.
0000174787 00000 н.
0000174904 00000 н.
0000174962 00000 н.
0000175089 00000 н.
0000175147 00000 н.
0000175266 00000 н.
0000175324 00000 н.
0000175499 00000 н.
0000175557 00000 н.
0000175703 00000 н.
0000175829 00000 н.
0000175962 00000 н.
0000176020 00000 н.
0000176196 00000 н.
0000176253 00000 н.
0000176415 00000 н.
0000176529 00000 н.
0000176692 00000 н.
0000176749 00000 н.
0000176855 00000 н.
0000176989 00000 н.
0000177155 00000 н.
0000177212 00000 н.
0000177320 00000 н.
0000177426 00000 н.
0000177483 00000 н.
0000177540 00000 н.
0000177598 00000 н.
0000177745 00000 н.
0000177803 00000 н.
0000177938 00000 п.
0000177996 00000 н.
0000178135 00000 н.
0000178193 00000 н.
0000178418 00000 н.
0000178476 00000 н.
0000178534 00000 н.
0000178593 00000 н.
0000178748 00000 н.
0000178807 00000 н.
0000178970 00000 н.
0000179027 00000 н.
0000179216 00000 н.
0000179275 00000 н.
0000179466 00000 н.
0000179525 00000 н.
0000179688 00000 н.
0000179747 00000 н.
0000179950 00000 н.
0000180009 00000 н.
0000180174 00000 п.
0000180233 00000 н.
0000180392 00000 н.
0000180451 00000 п.
0000180628 00000 н.
0000180687 00000 н.
0000180834 00000 н.
0000180893 00000 н.
0000180951 00000 п.
0000181010 00000 н.
0000181069 00000 н.
0000181127 00000 н.
0000181185 00000 н.
0000006168 00000 п.
0000002739 00000 н.
трейлер
] / Назад 7241769 / XRefStm 6168 >>
startxref
0
%% EOF
40454 0 объект
> поток
hWy \ w p (% PA rXZ-Y G ȡˊiHibԣjmwL w> 2 /} {wf