Что лучше, бензин или дизель?
На протяжении многих десятилетий между бензиновыми и дизельными двигателями идет «война», оспаривать существование которой нет никакого смысла. Сегодня многие автопроизводители одни и те же модели снабжают как бензиновыми, так и дизельными силовыми установками, потому утверждать, что тот или иной тип двигателя является предпочтительным, нельзя. Но мы все же попытаемся выяснить все о преимуществах и недостатках бензина и дизеля, чтобы вы в будущем сделали верный выбор.
Зачастую на автофорумах встречаются темы, где автомобилисты пишут об использовании бензина для дизельных двигателей и наоборот. Сразу же поспешим предупредить вас, что использование топлива, тип которого не предназначен для двигателя – это полная ерунда и первый решительный шаг к тому, чтобы мотор вашей «стальной лошадки» испустил дух. Все дело в принципиальной разнице между дизельными и бензиновыми двигателями, которые отличаются способом воспламенения рабочей смеси в цилиндрах. Каковы же эти принципы?
Чем «живет» бензиновый мотор
Топливовоздушная смесь в такой силовой установке формируется за пределами цилиндра, а именно во впускном коллекторе (это, естественно, если не учитывать возможность непосредственного впрыска). Окончательное перемешивание паров бензина и воздуха происходит в конце такта сжатия. Тогда в камере сгорания двигателя образуется топливная смесь, называемая гомогенной и распределяемая равномерно по объему. Сжатие приводит к повышению температуры смеси, которая нагревается до 500°С, что значительно ниже той температуры, которая необходима для воспламенения бензина. После этого наступает черед свечей зажигания, которые дают искру и поджигают смесь.Как видите, все довольно просто, если вникнуть. Для тех, кто не задумывался об этом, сразу становится понятен смысл определения «двигатель внутреннего сгорания». Дизельные установки также именуются ДВС, но при этом их принцип работы в корне отличается от бензиновых агрегатов.
Все недостатки бензиновых двигателей нивелированы принципом работы дизельных моторов. Судите сами. В цилиндре такого двигателя сжимается только воздух, на который воздействует давление в 30-50 бар. В результате сжатия воздух нагревается до 900°С. При этом в камере сгорания распыляется солярка перед верхней мертвой точкой поршня. Мелкие капли дизельного топлива испаряются, и образуется топливовоздушная смесь. Кстати, образование смеси в дизельном двигателе происходит на порядок быстрее, чем в бензиновом. Именно поэтому получается неоднородная или, как ее еще называют, гетерогенная смесь, которая самовоспламеняется и отлично сгорает.
Итак, мы разобрались с принципами работы двигателей разных типов. Теперь самое время перейти непосредственно к их недостаткам и преимуществам, о которых нельзя говорить однозначно, потому как в определенных ситуациях любой минус двигателя может превратиться в плюс, и наоборот.
В России бензиновые двигатели пользуются большей популярностью, нежели дизельные, и объяснить это можно довольно просто. Причина кроется в нашем сознании и тех стереотипах, которые засели в нем, словно занозы. Мы привыкли к тому, что в советскую эпоху дизельные силовые установки устанавливали на тяжелую сельскохозяйственную технику, как то КАМАЗы и тракторы «Беларусь». Но мало кто знает, что дизелями оснащались и легковые автомобили, которые в основной своей массе шли на экспорт.
О популярности дизельных двигателей говорит статистика. Так, во Франции каждый третий автомобиль «питается» соляркой, а в Австрии около 50% автомобилей оборудованы дизельными моторами. Возможно, европейцы знают то, о чем забыли сказать нам? Давайте разбираться.
КПД двигателя и его мощность
Принято считать, что дизельный двигатель выигрывает в плане экономичности. На самом деле раньше так полагали, потому что солярка стоила на порядок дешевле, сегодня же разница в цене между бензином и дизелем практически нивелировалась. Однако дизельные моторы все равно остаются менее прожорливыми. Это достигается благодаря высокой степени сжатия (20 единиц у дизеля, 10 единиц у бензина), которая позволяет переплюнуть показатели КПД бензинового агрегата примерно на 40%, что, естественно, является довольно серьезной заявкой на победу. Иными словами, сгорание рабочей смеси в дизельном двигателе более эффективно. Владельцы автомобилей с дизельными моторами знают, что расход топлива у них будет на 20% меньше, чем у их собратьев, приносящих жертвы бензиновому богу. Впрочем, это никоим образом не умаляет достоинств «зажигалок», которые могут тоже быть довольно экономичными.
В то же время бензиновые моторы обладают большей мощностью. Например, Mercedes-Benz в кузове W124 дизельной версии модели E 200 D под капотом затаил всего 75 «лошадок», в то время как бензиновый аналог «мерса» располагает табуном в 136 «лошадей». Однако и тут есть свой нюанс: сравнительно небольшая мощность дизеля с лихвой компенсируется ровной тягой на абсолютно любых оборотах, что бензиновым силовым установкам может только сниться.
Шумовые характеристики
Очевидно, что дизельные двигатели создают больше шума и больше вибраций. Вот вам и плюс, который вдруг стал минусом. Все дело в высоком давлении при сгорании топлива. Однако тут не нужно грешить на мотор, а обратить внимание на шумоизоляцию: если она хорошая, вы вряд ли сможете, сидя в салоне автомобиля, определить на слух, какой двигатель установлен. Также многое зависит от того, как вы относитесь к тому или иному недостатку автомобиля. Некоторые ученые утверждают, что урчание дизельного двигателя на холостом ходу по частоте очень напоминает кошачье мурлыканье. А, как известно, этот звук успокаивает человека и даже обладает целебными свойствами.
Выхлопные газы
Популярность дизельных двигателей в Европе объясняется в первую очередь тем, что они более экологичные. Это в прошлом поездка в хвосте дизельного авто сулила неприятные запахи и клубы едкого черного дыма. Современные дизельные агрегаты соответствуют стандартам «Евро-4», а неприятный запах – это все дела вкуса. Многим людям не нравится запах бензина, а многие не имеют ничего против сладковатого аромата солярки.
Вопросы эксплуатации
Бензиновые двигатели менее долговечны, чем дизельные. Это обусловлено более жестким и прочным выполнением блока цилиндров, деталей цилиндро-поршневой группы, коленчатого вала и головки блока цилиндров. Кроме этого, солярка также способствует более продолжительной эксплуатации двигателя, ведь этот тип топлива также в известной степени играет роль смазочного материала. Но все вышеперечисленное – это всего лишь теория, потому как качество солярки на российских АЗС оставляет желать лучшего. Тут нужно отдать должное бензиновым моторам, которые более стойки к низкокачественному топливу.
Кроме этого, дизельные двигатели очень боятся низких температур. Вернее, солярка не любит, когда столбики термометров падают ниже плинтуса. Но это решается при помощи специальных сортов топлива, а также при помощи современных систем отопления.
Низкая морозостойкость дизеля компенсируется тем, что такие двигатели вообще не боятся воды. Ведь электричество нужно лишь для того, чтобы запустить дизельный мотор, потом он работает без использования электрических цепей. Именно поэтому дизели часто устанавливают на внедорожники и танки, которые, как известно, грязи не боятся.
Проблемы обслуживания
Наверное, вопрос обслуживания двигателя является самым важным во всей этой истории внутреннего сгорания. Низкое качество российской солярки, о котором мы говорили выше, приводит к тому, что владельцам дизельных авто приходится сравнительно часто менять масла и фильтры, а также регулярно проводить проверки компрессии в цилиндрах.
Если говорить о ремонте, то на станциях техобслуживания реже берутся восстанавливать дизельные моторы в связи с их сложной конструкцией. Кроме этого, ремонт дизеля обходится, как правило, дороже, особенно если речь идет о топливном насосе высокого давления (новый ТНВД стоит, как подержанная иномарка).
Но вот ресурс дизельной силовой установки не оставляет ни малейшего шанса своему бензиновому конкуренту. Именно поэтому МАЗы и КАМАЗы из прошлого до сих пор колесят по российским дорогам, иногда наезжая до 3 миллионов километров.
Теперь давайте рассмотрим преимущества каждого из наших претендентов.
Преимущества бензиновых двигателей
Преимущества дизельных двигателей
низкий уровень вибраций и шума
сравнительно большая мощность
сравнительно невысокая стоимость солярки
может работать на высоких оборотах без негативных последствий для двигателя
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БЕНЗИНОВОГО И ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЕЙ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»
Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Бекетова Татьяна Сергеевна, Мишин Михаил Михайлович, Мишина Мария Николаевна
Данная статья содержит информацию о сравнительной характеристике бензинового и дизельного двигателей . Какие двигатели популярнее и надежнее: положительные и отрицательные стороны.
Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Бекетова Татьяна Сергеевна, Мишин Михаил Михайлович, Мишина Мария Николаевна
COMPARATIVE CHARACTERISTICS OF GASOLINE AND DIESEL ENGINES
This article contains information about the comparative characteristics of gasoline and diesel engines. Which engines are more popular and more reliable: positive and negative sides.
Текст научной работы на тему «СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БЕНЗИНОВОГО И ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЕЙ»
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БЕНЗИНОВОГО И ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЕЙ
Татьяна Сергеевна Бекетова
студент tany68bek@gmail.com Михаил Михайлович Мишин
кандидат технических наук, доцент Meikl2@yandex.ru Мария Николаевна Мишина кандидат с.-х. наук, старший преподаватель
Mascha2308@yandex.ru Мичуринский государственный аграрный университет
г. Мичуринск, Россия
Аннотация. Данная статья содержит информацию о сравнительной характеристике бензинового и дизельного двигателей. Какие двигатели популярнее и надежнее: положительные и отрицательные стороны.
Ключевые слова: двигатель, бензиновый двигатель, дизельный двигатель, сходства и различия двигателей.
В связи с возросшим количеством марок автомобилей и требованиями к их техническим характеристикам, к мощности и надежности двигателей, появилась необходимость сравнения, наиболее распространенных, двигателей.
Наибольшее распространение в автомобилях получили бензиновые и дизельные двигатели. Главное различие кроется в принципе их работы [1-3].
Принцип работы бензинового двигателя основывается на формирование воздушно-топливной смеси, которая полностью занимает отдельно взятый цилиндр, после основного такта сжатия. Температура внутри цилиндра практически не превышает 510-520 градусов Цельсия, а коэффициент сжатия меньше 9. Именно из-за относительной низкой температуры воздушно-топливной смеси у бензиновых двигателей обязательно устанавливают свечу зажигания, которая и воспламеняет ее [2].
Дизельный же двигатель своим принципом работы отличается температурой воздушно-топливной смеси, которая превышает 500 градусов Цельсия и достигает 750-910 градусов Цельсия, а коэффициент сжатия составляет от 24 до 25 единиц. Из-за повышения температуры при сжатии воздушно-топливная смесь воспламеняется самостоятельно и ей не нужна дроссельная заслонка, которая создает сопротивление движению воздуха на впуске и увеличивает расход топлива [2, 4].
Рассмотрим другие немаловажные характеристики: эксплуатация в зимнее время, шумность и вибрация, мощность и крутящий момент, долговечность, расход топлива, стойкость к низкокачественному топливу, обслуживание и ремонт.
Эксплуатация в зимнее время. Дизельные двигатели восприимчивы к сильным морозам, так как топливо самовоспламеняется за счет нагрева воздуха при сильном сжатии. При температуре ниже -30 градусов Цельсия воздух не сможет достаточно прогреться, чтобы воспламенить топливо. Для устранения этой проблемы применяются свечи накала, которые разогревают камеру сгорания перед запуском до требуемой температуры, но если в баке некачественное или летнее топливо, то на морозе сразу же образовываются
кристаллы парафина, которые закупоривают фильтры, что ведет к остановке автомобиля на ходу. С бензиновым двигателем такого не произойдет, так как топливо стабильно воспламеняется от искры, тем самым обеспечивая легкий пуск.
Шумность и вибрация. По-прежнему легко отличить дизельный двигатель от бензинового по характерному стуку и вибрации при работе на холостых оборотах. Бензиновые же двигатели работают тихо, без сильных перепадов громкости звуков.
Мощность и крутящий момент. Бензиновые двигатели имеют меньший крутящий момент, но при этом выдают большую мощность и способны раскручиваться до высоких оборотов, что способствует хорошей разгонной динамике. У дизельных же двигателей отличная тяга, крутящий момент выше и в полном объеме реализуется на низких оборотах благодаря высокой степени сжатия.
Долговечность. Дизельные двигатели более долговечны из-за того, что солярка более маслянистая и выступает дополнительным смазывающим средством, что приводит к длительному истиранию и работы деталей. В бензиновых двигателях более жесткие головка блока цилиндров, блок, коленчатый вал, функциональные узлы цилиндропоршневой группы.
Расход топлива. Дизельные двигатели имеют более высокую степень сжатия, поэтому у них повышенный КПД (коэффициент полезного действия) на 20-40 % в сравнении с бензиновыми двигателями. Это означает, что дизельный двигатель потребляет гораздо меньше топлива на километр пути, чем бензиновый. Помимо этого у дизельного двигателя впрыск топлива происходит непосредственно в камеру сгорания, что способствует минимальной потери. У бензиновых же двигателей топливо смешивается с воздухом во впускном коллекторе [5-7].
Стойкость к низкокачественному топливу. Бензиновые двигатели более стойки к низкокачественному топливу и легче переносят разбавленное, некачественные присадки, подмену топлива на марку с более низким октановым
числом. Дизельные же двигатели реагируют на низкое качество чувствительнее, что ускоряет износ деталей.
Обслуживание и ремонт. Чаще работают российские мастера с бензиновыми двигателями, что и создает выгоду по сравнению с дизельными. Ремонт дизельного двигателя такой же, как и ремонт бензинового: те же поршни, цилиндры, коленвал, кольца. Но у дизельных двигателей топливный насос высокого давления изготавливается с применением точной обработки деталей, которую сможет обеспечить не каждый сервис, что в итоге обойдется в приличную сумму [6-10].
Благодаря проведенной сравнительной характеристике бензинового и дизельного двигателей можно сделать вывод, что бензиновые двигатели имеют явное преимущество и больше предназначены для потребителей частного сектора. Дизельные же двигатели больше подходят для грузовых автомобилей, которые чаще перевозят какие-либо грузы с большими годовыми пробегами.
1. Двигатели внутреннего сгорания / Под ред. В.Н.Луканина. М.: Высшая школа, 1995.
2. Шатилов О.И., Алехин А.В. Перспективы развития искрового зажигания ДВС // Наука и Образование. 2020. Т. 3. № 4. С. 8.
3. Скоркин А.С., Алехин А.В. Пути повышения эффективности системы питания искровых двигателей // Наука и Образование. 2020. Т. 3. № 4. С. 9.
4. Лубянкин А.Н., Алехин А.В. Альтернативные виды топлива для повышения экологичности автомобильного двигателя // В сборнике: Приоритетные направления развития садоводства (I Потаповские чтения). Материалы Национальной научно-практической конференции, посвященной 85-й годовщине со дня рождения профессора, доктора сельскохозяйственных наук, лауреата Государственной премии Потапова Виктора Александровича. 2019. С. 63-65.
5. Лиханов В.А., Плотников С.А. Автомобильные двигатели / Учебно -методическое пособие. — Киров: Вятская ГСХА, 2004.
6. Сарбаев В.И. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. -Ростов н/Д: «Феникс», 2004.
7. Барашков И.В. Бригадная организация технического обслуживания и ремонта автомобилей. — М.: Транспорт, 1988г.
8. Панин С. «Совершенствование ДВС» // журнал «За рулём», 2002, №24 с.147-151.
9. Гуськов Г.Г. Необычные двигатели, М., Изд-во Астрель, 2011. — 126с.
10. Остриков В.В., Корнев А.Ю., Манаенков К.А. Использование масел в двигателях зарубежной техники // Сельский механизатор. 2012. № 5. С. 32-33.
COMPARATIVE CHARACTERISTICS OF GASOLINE AND DIESEL
Tatyana S. Beketova
tany68bek@gmail.com Mikhail M. Mishin
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor
Meikl2@yandex.ru Maria N. Mishina Candidate of Agricultural Sciences, Senior Lecturer
Mascha2308@yandex.ru Michurinsk State Agrarian University Michurinsk, Russia
Annotation. This article contains information about the comparative characteristics of gasoline and diesel engines. Which engines are more popular and more reliable: positive and negative sides.
Key words: engine, gasoline engine, diesel engine, similarities and differences of engines.
Статья поступила в редакцию 29.03.2022; одобрена после рецензирования 11.04.2022; принята к публикации 12.05.2022.
The article was submitted 29.03.2022; approved after reviewing 11.04.2022; accepted for publication 12.05.2022.
Сравнение дизельного и бензинового двигателей
Изучение принципа работы дизельного двигателя с четырехтактным и двухтактным циклом. Особенности управления мощностью в бензиновых двигателях, их классификация. Преимущества и недостатки эксплуатации автомобилей с дизельными и бензиновыми двигателями.
| Рубрика | Транспорт |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.02.2014 |
| Размер файла | 710,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Федеральное государственное образовательное учреждение
Алтайский государственный аграрный университет
Кафедра: ПО, инженерной графики и САПР
Тема: «Сравнение дизельного и бензинового двигателей»
студент 225 группы
Проверил: Чугузов Е.П.
1. ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
1.2 ПРИНЦИП РАБОТЫ
2. БЕНЗИНОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
2.1 КЛАССИФИКАЦИЯ БЕНЗИНОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
3. СРАВНЕНИЕ ДИЗЕЛЯ И БЕНЗИНА
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Нашу жизнь невозможно представить без автомобилей. Для жизни и работы людям необходимы автомобили. В настоящее время в нашей стране происходит переход от ДВС к электродвигателям. Автомобили являются неотъемлемым атрибутом жизни человека. Применение автомобилей охватывает многие сферы человеческой деятельности — личный транспорт и общественный транспорт и коммерческий.
Самый первый автомобиль в мире был с паровым двигателем. Конечно, сей агрегат может и можно назвать автомобилем, но вот что-то язык не поворачиваешься. Под понятием автомобиля у меня ассоциируется транспортное средство, которое достаточно компактное, удобное в обращение и в какой-то степени надежное. Все эти определения явно не подходят для машин 19 века. Помимо всего необходимо организовать серийный выпуск автомобилей, чтоб они были доступны для пользования широкому кругу людей. Что точно нельзя сказать про те штучные экземпляры, ну за исключением некоторых. 1879 году Генри Форд перебрался в Детройт, где устроился на работу помощником машиниста. Через три года Форд переехал в Дирборн и в течение пяти лет занимался конструированием и ремонтом паровых двигателей, подрабатывая время от времени на заводе в Детройте. В 1888 году он женился на Кларе Браент и вскоре занял должность управляющего на лесопильном заводе. В 1891 году Форд стал инженером компании Edison Illuminating, а через два года был назначен главным инженером компании. Приличный оклад и достаточное количество свободного времени позволили Форду больше времени уделять разработке двигателей внутреннего сгорания.
1. ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
Дизельный двигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий по принципу самовоспламенения распылённого топлива от воздействия разогретого при сжатии воздуха. Спектр топлива для дизелей весьма широк, сюда включаются все фракции нефтеперегонный от керосина до мазута и ряд продуктов природного происхождения — рапсовое масло, фритюрный жир, пальмовое масло и многие другие. Дизель может с определённым успехом работать и на сырой нефти.
1.1 РАЗНОВИДНОСТИ
1.2 ПРИНЦИП РАБОТЫ
2-й такт. Сжатие. Соответствует 180° — 360° поворота коленвала. Поршень, двигаясь к ВМТ (верхней мёртвой точке), сжимает воздух от 16 (в тихоходных двигателях) до 25 (в быстроходных) раз.
3-й такт. Рабочий ход, расширение. Соответствует 360°-540° поворота коленвала. При распылении топлива в горячий воздух происходит инициация сгорания топлива, то есть частичное его испарение, образование свободных радикалов в поверхностных слоях капель и в парах. Наконец, оно вспыхивает и сгорает по мере поступления из форсунки, а продукты горения, расширяясь, двигают поршень вниз. Впрыск и, соответственно, воспламенение топлива происходит чуть раньше момента достижения поршнем мёртвой точки вследствие некоторой инертности процесса горения. Отличие от опережения зажигания в бензиновых двигателях в том, что задержка необходима только из-за наличия времени инициации, которое в каждом конкретном дизеле — величина постоянная и изменению в процессе работы не подлежит. Сгорание топлива в дизеле происходит, таким образом, столько времени, сколько длится подача порции топлива из форсунки. Вследствие этого рабочий процесс протекает при относительно постоянном давлении газов, из-за чего двигатель развивает большой крутящий момент. Из этого следуют два важных вывода:
1. Процесс горения в дизеле длится ровно столько времени, сколько требуется для впрыска данной порции топлива, но не дольше времени рабочего хода. Это приводит к тому, что рабочий процесс в дизеле протекает при постоянном давлении.
2. Соотношение топливо/воздух в цилиндре дизеля может существенно отличаться от стехиометрического, причем очень важно обеспечить избыток воздуха, так как пламя факела занимает небольшую часть объема камеры сгорания и атмосфера в камере должна до последнего обеспечить нужное содержание кислорода. Если этого не происходит, возникает массивный выброс несгоревших углеводородов с сажей (тепловоз «даёт медведям»).
4-й такт. Выпуск. Соответствует 540°-720° поворота коленвала. Поршень идёт вверх, через открытый на 520-530° выхлопной клапан, выталкивая отработавшие газы из цилиндра.
Далее цикл повторяется.
В зависимости от конструкции камеры сгорания, существует несколько типов дизельных двигателей:
Дизель с неразделённой камерой: камера сгорания выполнена в поршне, а топливо впрыскивается в надпоршневое пространство. Главное достоинство — минимальный расход топлива. Недостаток — повышенный шум («жесткая работа»), особенно на холостом ходу. В настоящее время ведутся интенсивные работы по устранению указанного недостатка. Например, в системе Common Rail для снижения жёсткости работы используется (зачастую многостадийный) предвпрыск.
Дизель с разделённой камерой: топливо подаётся в дополнительную камеру. В большинстве дизелей такая камера (она называется вихревой либо предкамерой) связана с цилиндром специальным каналом так, чтобы при сжатии воздух, попадая в оную камеру, интенсивно завихрялся. Это способствует хорошему перемешиванию впрыскиваемого топлива с воздухом и более полному сгоранию топлива. Такая схема долго считалась оптимальной для легких дизелей и широко использовалась на легковых автомобилях. Однако, вследствие худшей экономичности, последние два десятилетия идёт активное вытеснение таких дизелей двигателями с нераздельной камерой и с системами подачи топлива Common Rail.
Двухтактный цикл
При рабочем ходе поршень идёт вниз, открывая выпускные окна в стенке цилиндра, через них выходят выхлопные газы, одновременно или несколько позднее открываются и впускные окна, цилиндр продувается свежим воздухом из воздуходувки — осуществляется продувка, совмещающая такты впуска и выпуска. Когда поршень поднимается, все окна закрываются. С момента закрытия впускных окон начинается сжатие. Перед достижением поршнем ВМТ, из форсунки распыляется воспламеняющееся топливо. Происходит расширение — поршень идёт вниз и снова открывает все окна и т.д.
Продувка является врожденным слабым звеном двухтактного цикла. Время продувки, в сравнении с другими тактами, невелико и увеличить его невозможно, иначе будет падать эффективность рабочего хода за счет его укорочения. В четырёхтактном цикле на те же процессы отводится половина цикла. Полностью разделить выхлоп и свежий воздушный заряд тоже невозможно, поэтому часть воздуха теряется, выходя прямо в выхлопную трубу. Если же смену тактов обеспечивает один и тот же поршень, возникает проблема, связанная с симметрией открывания и закрывания окон. Для лучшего газообмена выгоднее иметь опережение открытия и закрытия выхлопных окон. Тогда выхлоп, начинаясь ранее, обеспечит снижение давления остаточных газов в цилиндре к началу продувки. При закрытых ранее выхлопных окнах и открытых — еще — впускных осуществляется дозарядка цилиндра воздухом, и, если воздуходувка обеспечивает избыточное давление, становится возможным осуществление наддува.
Окна могут использоваться и для выпуска отработавших газов, и для впуска свежего воздуха; такая продувка называется щелевой или оконной. Если отработавшие газы выпускаются через клапан в головке цилиндра, а окна используются только для впуска свежего воздуха, продувка называется клапанно-щелевой (11Д45, 14Д40, ЯАЗ-204, -206). Существуют двигатели, где в каждом цилиндре находятся два встречно двигающихся поршня; каждый поршень управляет своими окнами — один впускными, другой выпускными (система Фербенкс-Морзе — Юнкерса — Крейво: дизели этой системы семейства Д100.
В двухтактном двигателе рабочие ходы происходят вдвое чаще, чем в четырёхтактном, но из-за наличия продувки и укорочения рабочего хода двухтактный дизель мощнее такого же по объёму четырёхтактного максимум в 1,6-1,7 раз.
В настоящее время тихоходные двухтактные дизели весьма широко применяются на больших морских судах с непосредственным (безредукторным) приводом гребного винта. Ввиду удвоения количества рабочих ходов на одних и тех же оборотах двухтактный цикл оказывается выгодным при невозможности повысить частоту вращения, кроме того, двухтактный дизель технически проще реверсировать; такие тихоходные дизели имеют мощность до 100 000 л.с.
В связи с тем, что организовать продувку вихревой камеры (или предкамеры) при двухтактном цикле сложно, двухтактные дизели строят только с неразделёнными камерами сгорания.
2. Бензиновый двигатель
Бензиновые двигатели — это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой. Управление мощностью в данном типе двигателей производится, как правило, регулированием потока воздуха, посредством дроссельной заслонки.
Одним из видов дросселя является карбюраторная дроссельная заслонка, регулирующая поступление горючей смеси в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. Рабочий орган представляет собой пластину, закрепленную на вращающейся оси, помещённую в трубу, в которой протекает регулируемая среда. В автомобилях управление дросселем производится с места водителя от ноги педалью (на автомобилях старше 10-ти лет). В современных автомобилях нет прямой механической связи между педалью акселератора и дроссельной заслонкой. Заслонка поворачивается с помощью электродвигателя, управляемого ЭБУ (по-народному «Мозгами»). В педальном блоке находится потенциометр, изменяющий свое сопротивление в зависимости от положения педали.
2.1 КЛАССИФИКАЦИЯ БЕНЗИНОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
· По способу осуществления рабочего цикла — четырехтактные и двухтактные. Двухтактные двигатели обладают большей мощностью на единицу объёма, однако меньшим КПД. Поэтому двухтактные двигатели применяются там, где очень важны небольшие размеры, но относительно неважна топливная экономичность, например, на мотоциклах, небольших моторных лодках, бензопилах и моторизированных инструментах. Четырёхтактные же двигатели устанавливаются на абсолютное большинство остальных транспортных средств. Следует заметить, что дизели также могут быть четырёхтактными или двухтактными; двухтактные дизели лишены многих недостатков бензиновых двухтактных двигателей, однако применяются в основном на больших судах (реже на тепловозах и грузовиках);
· По числу цилиндров — одноцилиндровые, двухцилиндровые и многоцилиндровые;
· По расположению цилиндров — двигатели с вертикальным или наклонным расположением цилиндров в один ряд (т. н. «рядный» двигатель), V-образные с расположением цилиндров под углом (при расположении цилиндров под углом 180 двигатель называется двигателем с противолежащими цилиндрами, или оппозитным),W-образные, использующие 4 ряда цилиндров, расположенных под углом с 1 коленвалом (у V-образного двигателя 2 ряда цилиндров), звездообразные;
· По способу охлаждения — на двигатели с жидкостным или воздушным охлаждением;
· По типу смазки смешанный тип(масло смешивается с топливной смесью) и раздельный тип(масло находится в картере)
· По виду применяемого топлива — бензиновые и многотопливные [1];
· По степени сжатия. В зависимости от степени сжатия различают двигатели высокого (E=12…18) и низкого (E=4…9) сжатия;
· По способу наполнения цилиндра свежим зарядом: двигатели без наддува (атмосферные), у которых впуск воздуха или горючей смеси осуществляется за счет разрежения в цилиндре при всасывающем ходе поршня; двигатели с наддувом, у которых впуск воздуха или горючей смеси в рабочий цилиндр происходит под давлением, создаваемым турбокомпрессором, с целью увеличения заряда воздуха и получения повышенной мощности и КПД двигателя;
· По частоте вращения: тихоходные, повышенной частоты вращения, быстроходные;
· По назначению различают двигатели стационарные, автотракторные, судовые, тепловозные, авиационные и др.
· Практически не употребляемые виды моторов — роторно-поршневые Ванкеля (производились только фирмами NSU (Западная Германия)
3. Сравнение Дизеля и бензина
дизельный бензиновый двигатель автомобиль
Есть мнение, что звук, издаваемый при работе дизельного двигателя на холостых оборотах, в точности совпадает по частоте с мурлыканием кошки. Звук на такой частоте не только успокаивает человека, но и обладает целебными свойствами. Материал-сравнение, который находится перед вами, постарается, как можно полнее показать основные «плюсы» и «минусы» бензиновых и дизельных двигателей.
Мороз и дизельный двигатель
Все дело в том, что при низких температурах на работу исправного бензинового двигателя влияет только емкость аккумулятора и вязкость масла, в то время как дизель сильно зависит еще и от качества топлива. Солярка в мороз, как холодец, становится желеобразной, к тому же вода, которой недобросовестные продавцы разбавляют дизельное топливо, замерзает и намертво закупоривает «артерии» автомобиля.
Поэтому, для того чтобы быть уверенным в завтрашнем дне хозяин автомобиля с бензиновым двигателем должен лишь заблаговременно купить провода для «прикуривания» и иметь при себе 50 рублей для донора со свежим аккумулятором. У владельцев дизельных автомобилей все оказывается не так просто.
Для дизельного авто на сегодняшний день есть несколько решений данной проблемы. Во-первых, можно установить на свой автомобиль довольно дорогостоящую систему отопления, которая (в зависимости от модификации) может гарантировать не только запуск двигателя даже в самый лютый мороз, но и обогрев салона.
По принципу действия такое оборудование (для обеспечения запуска двигателя в мороз) разделяется на автономное, где работа основана на сжигании топлива, и неавтономное, которое использует электроэнергию внешней электрической сети.
Системы, работающие от бытовой электросети, безусловно более доступны и привлекательны для тех автомобилистов, у которых есть возможность запитать устройство от 220В. При отсутствии электропитания, очевидно, что надо применять автономные подогреватели, но за комфорт придется платить рублем.
Справедливости ради стоит упомянуть еще один вариант: тепловой аккумулятор. Действие устройства основано на накоплении тепловой энергии во время поездки, ее сохранении в тепловом аккумуляторе-термосе и последующем использовании для подогрева двигателя через определенный интервал времени. Устройство не дорого, но эффективно лишь в течение суток после остановки двигателя — за это время жидкость в термосе остывает.
Во-вторых, можно собрать недорогой комплект «первой помощи», включающий в себя паяльную лампу для прогрева бензобака, баллончик с эфиром для впрыскивания под воздушный фильтр, трос для буксировки, длинную отвертку с лоскутами тряпки для изготовления фитилей и провода для «прикуривания». Этот вариант реанимации замороженного дизельного двигателя не только трудоемкий и может занять несколько часов, но и вместо того, чтобы привести мотор в чувства, может вызвать обратный эффект, в прямом смысле слова, убив дизель. Не зависимо от варианта, в любом случае, желательно при каждой заправке заливать в топливный бак присадку-антигель, хотя и ей далеко не всегда удается растопить российскую солярку.
На первый взгляд достаточно оценить только перечисленные перспективы на зиму, чтобы чаша весов бесповоротно склонилась на сторону бензиновых двигателей, однако, не все так просто и у двигателей Дизеля есть еще пара козырных тузов в рукаве. Но о них мы расскажем далее.
Эксплуатация дизеля
Мы уже поняли, что в российских условиях немаловажную роль при выборе автомобиля с дизельным либо бензиновым двигателем играет зима и топливо. Оба фактора против дизелей, но только при условии, что температура «за бортом» будет опускаться ниже -15 градусов Цельсия. При более теплых температурах уже дизеля дают фору бензиновым двигателям. Давайте рассмотрим основные плюсы эксплуатации автомобиля с дизельным двигателем.
Ресурс дизельного двигателя (даже российского производства) не оставляет никаких шансов бензиновым конкурентам.
Значительная экономичность — 2,5-литровый дизель укладывается в 8 литров на 100 км для «городского цикла». Аппетит же дизельных грузовиков, с длиннющими многотонными фурами за «плечами», сравним с большими бензиновыми внедорожниками.
Максимальный крутящий момент средненького дизельного двигателя — мечта даже для 3 — 3,5-литровых бензиновых движков. Благодаря тому, что максимальный крутящий момент у дизелей достигается на малых оборотах, даже неумело отпущенная педаль сцепления не способна заглушить двигатель, который легко приведет в движение автомобиль и на холостых оборотах.
Дизелю не страшна вода (главное, чтобы воздухозаборник был выше уровня воды, а остальное уже не важно). Главная особенность дизельного мотора в том, что если его запустить, то для дальнейшей работы ему уже не нужно электричество. Чтобы заглушить дизельный двигатель, мало разорвать все электрические цепи, для этого нужно еще прекратить подачу топлива или воздуха. Именно поэтому настоящие (серьезные) внедорожники, болотоходы, бронетранспортеры и танки, способные преодолевать водные препятствия, выпускаются с дизельными моторами.
Солярка плохо воспламеняется. Как следствие этого взрывоопасность при авариях и повседневной эксплуатации автомобилей с такими двигателями значительно ниже. Хотя конечно, если не брать во внимание чрезвычайные ситуации, полностью зависящие от человеческого фактора, важность этого преимущества совсем незначительная, но, тем не менее, факт остается фактом.
Обслуживание и ремонт дизельного двигателя
Отличительных особенностей обслуживания дизельных двигателей практически нет. Как и все автомобильные моторы, дизеля любят хорошее масло и хорошее топливо.
При приобретении расходных материалов к дизельному двигателю, нужно помнить, что на моторном масле, свечах накаливания и топливных фильтрах должно быть написано DIESEL. Остальные компоненты (тормозная жидкость, колодки, воздушные фильтры и др.) практически всегда аналогичны бензиновым версиям.
Всем известно, что дизельные двигатели имеют абсолютно иной принцип действия, чем бензиновые и поэтому требуют принципиально другой тип свечей. Специально для них и созданы свечи накала. Такая свеча накала нужна для создания в камере сгорания рабочей температуры, после чего при определенной компрессии происходит возгорание топливной смеси. Рабочая температура свечи накала 700-850C.
10 лет назад считалось, что техническое обслуживание дизельного двигателя выходит дороже, чем его аналога — бензинового, масло дороже и свечи не дешевые. На сегодняшний день ситуация совсем иная: цены на все дизельные расходники достаточно приемлемые, и не являются обременительными для хозяев автомобилей с дизельными двигателями. Свечи накаливания, например, стоят 6-10 долларов США за штуку. Стоимость дизельного моторного масла аналогична стоимости масла для бензиновых моторов (30-40 долларов США за 4-литровую канистру). Как уже упоминалось выше, в статью расходников можно смело добавить присадки к топливу, которые желательно регулярно добавлять в бак при заправке (в качестве поддержки «тонуса» мотора), чтобы двигатель лучше перерабатывал то, чем его «кормят» и, следовательно, дольше служил.
Жизнь у дизельных двигателей длинная, если, конечно, за ним правильно ухаживать. Знакомые механики из автосервиса рассказывали, что однажды тетушка приехала на дизельной «тойоте» на диагностику, оказалось, что она 12 лет на ней не спеша ездила, не меняя даже масла в моторе! Тетушке пришлось оплачивать переборку двигателя, замену всех тормозов и еще немного по мелочам (всего около 4 тыс. долларов США) — возможно, это еще один из вариантов эксплуатации.
Самая серьезная болезнь дизеля
В своем большинстве работы, необходимые при ремонте дизельных двигателей (по цене и трудозатратам) аналогичны работам, необходимым при ремонте бензиновых моторов: те же поршни, кольца, коленвалы, вкладыши, головки, блоки, в некоторых случаях турбины и др. детали. Но, ложка дегтя все-таки есть, одна деталь портит всю картину — ТНВД (топливный насос высокого давления, исполняющий роль инжектора). Стоимость ремонта ТНВД очень дорогая (от 300 до 1500 долларов США), а замена ТНВД на новый насос может оказаться, сравнима по цене с приобретением вполне приличной подержанной иномарки. Да и, кстати сказать, за ремонт дизельного двигателя возьмется далеко не каждый сервис и, прежде чем получится пристроить вашу машину к дизельному доктору, придется постараться при его поисках.
В общем, можно сказать, что ТНВД — это сердце дизельного мотора и, если оно остановилось, вернуть двигатель к жизни будет очень непросто и обойдется довольно дорого. Зато при должном уходе топливный насос высокого давления может долго и безукоризненно служить (до миллиона километров пробега). Конечно, цифра может быть и больше, но все же ни что не вечно и износ деталей ТНВД рано или поздно даст о себе знать.
Бензиновый и дизельный двигатель. Что лучше?
Каждый автолюбитель, который планирует приобрести автомобиль, задается вопросом: «Какой двигатель лучше: дизельный или бензиновый?». Однозначный ответ найти сложно, поскольку выбор конкретного силового агрегата зависит от многих факторов: типа кузова авто, его назначения, особенностей местности, где машина будет эксплуатироваться, и др.
У моторов любого типа есть свои преимущества и недостатки, поэтому отнеситесь к выбору серьезно, ведь именно от двигателя зависит расход топлива транспортного средства, время его разгона до 100 км/ч, максимальная скорость и другие важные характеристики.
Принцип работы моторов
И дизельные, и бензиновые силовые агрегаты относятся к двигателям внутреннего сгорания.
В бензиновом двигателе топливовоздушная смесь формируется во впускном коллекторе, то есть за пределами цилиндра. В конце такта сжатия происходит перемешивание паров бензина и воздуха. Эта гомогенная смесь равномерно распределяется по объему. Результатом сжатия становится повышение температуры смеси до 500˚С – этот показатель ниже, чем температура воспламенения бензина. Искру дают свечи зажигания – смесь загорается.
В цилиндре дизельного мотора сжимается только воздух под давлением 30–50 бар. В результате сжатия температура воздуха повышается до 900˚С. В это же время в камере сгорания перед верхней мертвой точкой поршня распыляется дизельное топливо. Мелкие капли жидкости испаряются, образуется топливовоздушная смесь, которую называют гетерогенной – она самовоспламеняется и сгорает.
КПД двигателя и мощность
Сгорание рабочей смеси в дизельном моторе более эффективно. Это возможно за счет высокой степени сжатия: 20 единиц у дизеля против 10 единиц у бензина. КПД дизельного мотора на 40% выше, а расход топлива на 20% меньше. Бензиновый агрегат характеризуется большей мощностью.
Из-за высокого давления при сгорании топлива дизельные моторы создают больше шума и вибраций, но ситуацию спасает качественная шумоизоляция авто.
Выхлопы
Более экологичными считаются дизельные версии ДВС. Современные агрегаты полностью соответствуют стандартам «Евро-4» и оснащаются сажевым фильтром, что минимизирует воздействие на окружающую среду.
Безопасность
Разница между дизельным и бензиновым топливом состоит в следующем: дизель испаряется медленнее, что снижает вероятность возгорания. Кроме того, в дизельных агрегатах система зажигания не используется.
Эксплуатация
Теоретически дизельный двигатель более долговечен за счет жесткого и прочного блока цилиндров, коленчатого вала, элементов цилиндропоршневой группы, головки блока цилиндров. Однако эта характеристика напрямую зависит от качества дизельного топлива. С этой точки зрения бензиновый агрегат менее прихотлив и более устойчив к топливу низкого качества.
Дизельный двигатель, в отличие от своего бензинового аналога, не приемлет низкие температуры. Уже при –15˚С летняя солярка густеет и перестает проходить через топливный фильтр, в результате чего авто отказывается заводиться. Однако проблема имеет простое решение – использование специальных сортов топлива или установка современных отопительных систем. Кроме того, дизельные двигатели долго прогреваются, поэтому тепло в салоне станет лишь спустя 10–15 минут интенсивного движения. Если Вы живете в местности, где сильные морозы не редки, отдайте предпочтение бензиновой установке.
Кроме того, дизель не боится воды, поскольку электричество в таких моторах используется только для запуска. Именно поэтому дизельными агрегатами оснащают внедорожники и кроссоверы.
Обслуживание
Владельцам машин с дизельными моторами приходится чаще менять фильтры и масла и проверять компрессию в цилиндрах. Подобные агрегаты отличаются сложной конструкцией, поэтому специалисты автосервиса смогут устранить не каждую поломку. Ремонт дизельного двигателя, как правило, обходится дороже.
Дизель требует больших капиталовложений, но только если говорить о краткосрочной перспективе. Если Вы покупаете авто надолго (от 5 лет) и планируете проезжать минимум 20 тысяч километров в год, то благодаря низкому расходу топлива дизель сэкономит Вам деньги.
Стоимость
Дизель обходится дороже бензина, однако учтите, что и обслуживание такого мотора потребует больших капиталовложений.
Дизель или бензин: плюсы и минусы
Бензиновые двигатели
Плюсы
Минусы
Дизельные двигатели
Что же лучше? Какой двигатель более надежный? Каждый автолюбитель ответит на эти вопросы самостоятельно исходя из своих приоритетов – мощность или экономичность, низкая или высокая морозоустойчивость и др. Идеальный мотор – это агрегат, объединяющий преимущества дизельного и бензинового двигателей.