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.
Какой мотор лучше – дизельный или бензиновый? Все аргументы «за» и «против»
Многим это уже представляется легендой, однако же лучший танк Второй мировой войны – Т-34 – был дизельным. Бензин полыхает гораздо охотнее солярки – говорят, что именно это соображение склонило чашу весов в пользу дизеля. Сегодня, конечно же, подобные воспоминания в расчет не берутся: кому охота размышлять о каких-то суровых ДТП.
В советские времена дизельных легковушек не было. А одним из самых недоступных автомобилей была Волга, да не простая, а с дизельным мотором. Единицы таких машин просачивались из-за кордона обратно на родину – и о них ходили легенды. Мол, тянет как трактор, потребление, по сравнению с прожорливой бензиновой сестричкой – вообще «никакое». А самое главное, чего уж там скрывать, заключалось в том, что водители дизельных грузовиков завидовали коллегам на бензиновых машинах, поскольку те, то и дело, продавали свое топливо за полцены «налево». Солярка же оставалась невостребованной, а потому обладатели дизельной Волги были желанными клиентами в любой точке страны. Нехорошо, конечно, но это правда.
Расход
Раунд в пользу дизеля. КПД дизельного мотора выше, чем у бензинового, поскольку у него больше степень сжатия. Улучшает КПД и то обстоятельство, что, с точки зрения термодинамики, разница температур в начале и конце такта сжатия у него выше. На средних режимах дизели работают на более бедных смесях, нежели бензиновые – сгорание при этом более полное, так как кислорода полным-полно.
Отметим, что наддув на дизельных моторах появился гораздо раньше, чем на бензиновых. Поэтому по части технологии он лучше доведен.
Стоимость топлива
Счет равный, как бы глупо это ни звучало. Понятно, что дизельное топливо априори должно стоить меньше бензина, поскольку они появляются на свет на противоположных участках процесса перегонки нефти. Однако же посмотрите на ценники АЗС… ДТ практически сравнялось по цене с 95-м бензином, значительно опережает 92-й, и уступает 98-му. Очевидной выгоды в пользу дизтоплива не видать.
Всесезонность
Раунд в пользу бензинового мотора – причем с несколькими нокдаунами.
Главный недостаток дизеля заключается в том, что на морозе ему нужно особенное топливо. То, что было залито летом, зимой просто замерзнет! И если владельцы бензиновых машин спокойно заправляются круглый год (хотя, строго говоря, бензины тоже бывают зимними), то дизелеводы при заправке вынуждены наводить справки: точно ли из этой раздаточной колонки поступает зимнее ДТ, которое не превратится в кисель?
Второй зимний недостаток дизелей – холод в салоне. Это – негативное следствие высокого КПД: чем ниже тепловые потери в двигателе, тем меньше и нагрев! И пока мотор полностью не прогреется, теплее точно не станет. А холодный движок – это зазоры, износы и снижение ресурса: от этого не уйти.
Третий зимний недостаток, вообще говоря, является круглогодичным, но на морозе он особенно заметен. Речь об аккумуляторной кислотной батарее АКБ: при прочих равных условиях на дизеле ей приходится тяжелее, чем на бензиновом моторе. Высокое давление конца такта сжатия требует повышенного усилия от стартера, проворачивающего коленчатый вал, а стартер, в свою очередь, потребует для этого повышенный ток. Поэтому на дизелях используют батареи с повышенным током холодной прокрутки, а они, естественно, более дорогие.
Экология
Хммм… Тут арбитры в замешательстве. И виноваты зеленые, постоянно ужесточающие требования к выхлопы моторов.
Загнанные в угол инженеры обеднили смесь так, что на выходе появилась мельчайшие несгоревшие частицы углерода, они же – нанопыль или, проще говоря, сажа. А чтобы не расписаться в собственной беспомощности, решили объявить, что сажу изрыгают только дизели! Потом появились баки с мочевиной, сажевые фильтры, процессы выжигания – а еще возникли дизельгейты. В итоге дизельный мотор оказался виноватым во всех грехах.
Любопытно отметить, что особого вреда от дизельной сажи… практически нет! А вот нанопыль от бензиновых моторов с прямым впрыском топлива очень опасна для легких – онкологи прекрасно это знают. Иными словами, бензиновые моторы оказались даже вреднее дизельных. Но задний ход никто не включает, а обвинение с дизелей так и не снято. В общем, справедливый итог раунда – все-таки ничья.
Момент истины
Ничья! С крошечным преимуществом дизеля. С приходом массового даунсайзинга «наддутые» бензиновые моторы получили широкую полку момента, почти не уступающую дизелям.
Еще о потребительских свойствах
Раунд в пользу бензиновых моторов. Высокое давление в дизелях – это шумы и вибрации. Более узкий диапазон частоты вращения коленвала требует многоступенчатую коробку и частое переключение передач – иначе ездить неудобно. Топливная аппаратура дизеля сложнее и дороже, чем у бензинового мотора. Дизель – штука дорогая.
Нелишне вспомнить, что в некоторые районы европейских городов въезд на дизелях запрещен: дескать, они портят экологию. Согласиться с такой логикой тяжело, но пока что запреты никто не снимал.
Коммерция
Раунд в пользу дизеля. Такси, коммерческие автомобильчики, тяжелые грузовики – нормальная среда обитания для дизелей. Пока партия зеленых не надумала все это запретить…
Будущее
Будущее, как известно, за электромобилями – пусть и на бумаге. А пока что автоконцерны заявляют о прекращении новых разработок ДВС. На что они рассчитывают, сказать тяжело.
Чем дизельный двигатель лучше бензинового?
Нередко два одинаковых внешне автомобиля абсолютно по-разному ведут себя в эксплуатации. И тут у многих автомобилистов возникает принципиальный вопрос: какой тип двигателя — бензиновый или дизельный — предпочесть. Бензин вроде бы привычнее, с другой стороны, цены на дизельное топливо выглядят привлекательнее. Чем дизельный двигатель лучше бензинового? На этот вопрос мы попытались найти ответ в своей работе.
Контактная информация:
- Эл. почта: ims27@rambler.ru
* Для распаковки архива вы можете воспользоваться бесплатной программой 7-Zip или любой другой программой, поддерживающей архивы 7z и Zip.
Статья. «ЧЕМ ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ЛУЧШЕ БЕНЗИНОВОГО».
Нередко два одинаковых внешне автомобиля абсолютно по-разному ведут себя в эксплуатации. И тут у многих автомобилистов возникает принципиальный вопрос, какой тип двигателя — бензиновый или дизельный — предпочесть. Бензин вроде бы привычнее, с другой стороны, цены на стелах АЗС на дизельное топливо выглядят привлекательнее. Чем дизельный двигатель лучше бензинового? На этот вопрос мы попытались найти ответ в своей работе.
Двигателями называют машины, преобразующие один из видов энергии (тепловой, электрической, гидравлической и др.) в механическую работу. Тепловые двигатели преобразуют в механическую работу тепловую энергию. К ним относятся паровые машины, паровые и газовые турбины и ДВС. В ДВС рабочее тело получается непосредственно в цилиндрах двигателя, что существенно снижает тепловые потери. Поэтому ДВС отличается от других тепловых двигателей не только большей экономичностью, но и простотой конструкции и компактностью.
Заметим, что в ДВС из каждых 10 литров топлива только около 2 литров используется на полезную работу, остальные 8 литров сгорают впустую. То есть КПД ДВС составляет всего 20 %.
Какой двигатель выбрать — бензиновый или дизельный. Однозначно ответить на этот вопрос невозможно. Рассмотрим факторы, от которых зависит принятие правильного решения. Если автомобиль оборудован дизельным двигателем, то в процессе эксплуатации будут значительно сэкономлены средства за счет более низкой стоимости топлива и его меньшего расхода. Чем объясняется меньший расход топлива? У дизельного двигателя легкового автомобиля степень сжатия находится в пределах 20—22 единицы по сравнению с 9 -10 у бензиновых двигателей, что обеспечивает более высокий КПД. Кроме того, у дизеля регулирование рабочей смеси в основном качественное, т.е. вне зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки в цилиндры подается практически одинаковое количество воздуха, а количество используемого топлива увеличивается с нагрузкой. Но даже при полной мощности масса впрыскиваемого топлива в 1,5— 1,7 раза меньше, чем у бензинового двигателя такого же рабочего объема. Это означает, что действительная степень сжатия, т. е. давление и температура конца сжатия, не зависит от нагрузки, а рабочая смесь по сравнению с бензиновым двигателем всегда очень бедная. Эти факторы обеспечивают дизелю высокую эффективность сгорания и последующего расширения и на частичных нагрузочных режимах. В условиях эксплуатации стабильность мощностных показателей и расхода топлива зависит в первую очередь от сопротивления воздухоочистителя, которое влияет на наполнение цилиндров воздухом (в том числе и двигателей с турбонаддувом), угла опережения впрыска топлива, давления начала подъема иглы форсунки (давления начала впрыска), качества распыла топлива форсунками, а также от характера (закона) подачи топлива топливным насосом высокого давления. Следует отметить, что стабильность регулировочных параметров системы подачи топлива у дизельных двигателей выше, чем у бензиновых. Однако в процессе эксплуатации нужно строго контролировать качество очистки воздуха и топлива, а также исключить возможность перегрева двигателя, что незамедлительно повлияет на работу форсунок и поршневой группы.
Дизельные двигатели более долговечны, чем бензиновые, что объясняется более прочным и жестким выполнением блока цилиндров, коленчатого вала, деталей цилиндро-поршневой группы, головки блока цилиндров и применением дизельного топлива, которое в отличие от бензина в известной степени также является смазочным материалом. К недостаткам дизельных Двигателей следует отнести большую массу, меньшую литровую мощность, повышенный шум из-за высокого давления сгорания и затрудненный пуск при отрицательных температурах окружающего воздуха, особенно у автомобилей прошедших 100 000 км и более. В процессе эксплуатации изнашиваются плунжерные пары топливного насоса высокого давления, нарушается герметичность посадки иглы форсунки, что приводит на низких оборотах при пуске (70—90 оборотов в минуту) к плохому распылению шва. В то же время в результате появившегося износа цилиндропоршневой группы на такой частоте вращения заметно увеличивается прорыв сжимаемого воздуха в картер, а значит, давление и температура не достигают значений, необходимых для воспламенения распыленного топлива. Тем не менее существуют достаточно простые устройства, которые резко улучшают запуск дизелей при низких температурах, в том числе теплообменное устройство, устанавливаемое на период зимней эксплуатации во впускной коллектор. Опыт эксплуатации дизельных двигателей позволяет сделать вывод, что рассмотренные выше изменения, которые происходят в топливной аппаратуре и цилиндропоршневой группе, почти не вызывают снижения мощности и увеличения расхода топлива. Двигатели подвергаются ремонту, главным образом, из-за повышения расхода смазочного масла, что можно легко определить по доливу и появлению голубого дыма, который образуется из-за сгорания масла.
Бензиновые двигатели имеют более высокую частоту вращения, большую литровую мощность, шум и вибрации более низкие. Регулирование горючей смеси в них, главным образом, количественное. Поэтому на малой и средней мощностях (двигатели легковых автомобилей работают в основном в этих режимах), действительная степень сжатия — низкая, т. е. в результате дросселирования на впуске и частичного наполнения цилиндра вместо давления сжатия, например, 2,5 МПа на полной мощности, смесь сжимается до 1,0 МПа. Отсюда — низкая эффективность сгорания и последующего расширения, а значит, и большой расход топлива.
Таким образом, если при номинальных мощностях эффективный КПД бензинового двигателя на 20% ниже, чем у дизеля, то на частичных режимах разрыв увеличивается до 40% и более. Это подтверждается многочисленными сравнительными эксплуатационными испытаниями автомобилей с дизельными и бензиновыми двигателями одинаковой мощности. Снижение расхода топлива на 100 км пути в зависимости от условий движения (в городе или на магистралях) составляет 25—50%. Что касается токсичности отработанных газов, то проведенное за последнее десятилетие усовершенствование бензиновых двигателей, включая управляемый поршневым процессором прямой впрыск форсунками, значительно улучшило этот показатель. Однако многие специалисты ведущих автомобильных компаний, например фирмы Volkswagen, считают, что в условиях повышенных требований к защите окружающей среды и расходу топлива дизели остаются наиболее перспективными двигателями.
Преимущества дизельных ДВС:
— экономичность, расход топлива при том же объеме и мощности меньше на 15-25%;
-меньшая стоимость топлива;
— хорошая тяга на низких оборотах, дизельный двигатель удобен для джипов и грузовиков особенно на бездорожье;
— отсутствие свечей зажигания, проводов, трамблёров.
Преимущества бензиновых ДВС:
— низкий уровень шума и вибраций;
— большая литровая мощность;
— способен работать на высоких оборотах.
Недостатки дизельных ДВС:
— низкая динамика разгона больший шум и вибрация;
— чувствительная топливная система, особенно к нашему топливу, может не завестись при сильном морозе;
— не терпит высоких оборотов, и как следствие высоких скоростей;
— большая масса, меньшая литровая мощность;
— чаще замена масла и фильтров, масло необходимо более высокого качества;
— для запуска дизельного двигателя необходим аккумулятор большей емкости, следовательно, больше и стоимость.
Недостатки бензиновых ДВС:
— больший чем у дизеля расход топлива;
— наличие системы зажигания;
— наибольшая мощность достигается в небольшом диапазоне оборотов например с 3500 до 4000, правда у новых бензиновых двигателей диапазон более широкий и ровный, за счет изменения фаз газораспределения, применения непосредственного впрыска.