Почему дизельные двигатели мощнее бензиновых. Почему дизель тяговитей бензина


Почему дизельные двигатели мощнее бензиновых

21 апреля 2018 Категория: Полезная информация.

Многие знают, что дизельные ДВС развивают более высокий крутящий момент, чем бензиновые. Но мало кто знает, почему.

vintage car 852239 1280

Почему дизельные двигатели более «тяговиты»

  • принцип работы дизельного мотора – сжимать под большим давлением кислород и топливо. Высокий коэффициент сжатия и расширение воздуха, подаваемого в цилиндр, создает полезную нагрузку и увеличивает крутящий момент (КМ)
  • дизельное топливо сгорает раньше, чем бензин. Кроме того, оно более энергоемкое. Значит, можно извлечь больше энергии за более короткое время. Это тоже «растит» КМ
  • по сравнению с бензиновыми , в дизельных ДВС длина хода поршней увеличена. А крутящий момент = сила * расстояние (ход поршня), поэтому в данном случае КМ будет выше 
  • как правило, современные дизельные агрегаты оснащены турбиной, и это предполагает более прочные материалы блока ДВС, тяжелые поршни и т.п. Поэтому и высокую степень сжатия дизельный мотор выдерживает без проблем, и показатель КМ растет.

Что важнее – мощность или крутящий момент

Мощность двигателя, измеряемая в лошадиных силах, напрямую зависит от его оборотов. Так, указанную производителем мощность автомобили развивают в среднем в диапазоне 5500-6500 об/мин. Понятно, что в жизни никто так не ездит, и нормальные показания тахометра составляют 2500-3000 об/мин. И если свой максимум ДВС развивает при 6000 об/мин, а едет на 3000 об/мин, его мощность в этот момент тоже вдвое меньше.

С этим связано правило быстрого ускорения – перейти на пониженную передачу. Обороты вырастают, мощность тоже, и это обеспечивает разгон.

Тем не менее, даже так нельзя «достать» из двигателя обещанные производителем, скажем, 120 л.с. Они – только для дапазона 6000 об./мин, помним. Но есть способ выйти на максимальную мощность без экстремальных оборотов на тахометре. Это – работа крутящего момента.

Крутящий момент представляет собой силу, умноженную на плечо (рычаг) ее приложения. Когда двигатель вырабатывает энергию, она преобразуется в крутящий момент на выходном валу ДВС, изменяется в коробке и редукторе и передается на колеса. То есть это та сила, которая позволяет автомобилю преодолевать сопротивление движению. Роль рычага в данном случае выполняет кривошип коленвала, через который и создается КМ.

Чем выше крутящий момент, тем быстрее двигатель достигнет максимальной мощности. 

Другой важный фактор - величина оборотов, при которой мотор достигает пикового КМ. Скажем, если он выходит на него при 2000 об/мин, разгон будет гораздо быстрее, чем если мотор достигнет своего крутящего момента ("раскрутится" до него) при 4000 об/мин. То есть суть не в значении, допустим, 400 Нм, а в диапазоне оборотов, при которых он достигается. Меньше – лучше.

engine 1719889 1280

Дизель и бензин

Именно с большей величиной крутящего момента связано мнение о «тяговитости» дизельных двигателей, особенно «на низах».

Имеется в виду, что пик крутящего момента достигается при небольших оборотах, порядка 1500 -2000 об/мин. Для сравнения – бензиновый мотор выйдет на такой же показатель только в зоне средних оборотов, порядка 3500-4500 об/мин.

Именно с этим свойством дизельных ДВС – «тянуть» на низких оборотах, уверенно преодолевая силы сопротивления, и связан тот факт, что все настоящие проходимые внедорожники оснащены дизельными моторами.

Что же касается «Формулы-1» и ей подобных соревнований, да, тут бензиновые автомобили. Связано это как раз с мощностью и диапазоном оборотов. Бензиновые ДВС можно раскручивать до 7000-8000 об/мин., и именно это позволяет им «доставать» всех «лошадей», которыми их наградили производители. А мы помним, что чем больше мощность двигателя в л.с., тем большую скорость он сможет развить. 

Поэтому при старте на ускорение бензин побеждает дизель (мгновенный пик КМ за счет высоких оборотов, не нужно тратить время на дополнительные переключения передач). Зато при езде по трассе 110 км/ч дизельный автомобиль не нужно будет переводить на нижнюю передачу, чтобы ускорить, а бензиновый нужно. То есть в спринте выиграет бензин, в марафоне – дизель.

  • О том, каких оборотов лучше придерживаться, если у вас дизельный двигатель, читайте здесь.
  • Все о том, как продлить ресурс дизельного ДВС, узнайте здесь.

Если вы в поиске качественных запчастей для своего дизельного двигателя, проверьте наш каталог

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ

dieselkraft.by

Всё про дизельный двигатель или "Почему дизель?"

Доброго времени суток. Думаю многим будет интересна данная тема. Преимущества и недостатки...Всё ниже. В 1890 году Рудольф Дизель развил теорию «экономичного термического двигателя», который благодаря сильному сжатию в цилиндрах значительно улучшает свою эффективность. Он получил патент на свой двигатель 23 февраля 1893. Первый функционирующий образец был построен Дизелем к началу 1897 года, и 28 января того же года он был успешно испытан. Интересно то, что Дизель в своей книге вместо привычной нам с Вами солярки, в роли идеального топлива описывал каменноугольную пыль. Эксперименты же показали невозможность использования угольной пыли как топлива - в первую очередь из-за высоких абразивных свойств.

Но теорию дизельного двигателя рассматривал и Экройд Стюарт. Он не рассматривал преимущества работы от высокой степени сжатия, он просто экспериментировал с возможностями исключения из двигателя свечей зажигания, т. е. он не обратил внимания на самое большое преимущество — топливную эффективность. Возможно, это и было причиной того, что в настоящее время используется термин «двигатель Дизеля», «дизельный двигатель» или просто «дизель», т. к. теория Рудольфа Дизеля стала основой для создания современных двигателей с воспламенением от сжатия. В дальнейшем около 20—30 лет такие двигатели широко применялись в стационарных механизмах и силовых установках морских судов, однако существовавшие тогда системы впрыска топлива не позволяли применять дизели в высоко-оборотистых агрегатах. Небольшая скорость вращения, значительный вес воздушного компрессора, необходимого для работы системы впрыска топлива сделали невозможным применение первых дизелей на автотранспорте.В 20-е годы XX века немецкий инженер Роберт Бош усовершенствовал встроенный топливный насос высокого давления, устройство, которое широко применяется и в наше время. Использование гидравлической системы для нагнетания и впрыска топлива позволило отказаться от отдельного воздушного компрессора и сделало возможным дальнейшее увеличение скорости вращения. Востребованный в таком виде высокооборотный дизель стал пользоваться все большей популярностью как силовой агрегат для вспомогательного и общественного транспорта, однако доводы в пользу двигателей с электрическим зажиганием (традиционный принцип работы, лёгкость и небольшая цена производства) позволяли им пользоваться большим спросом для установки на пассажирских и небольших грузовых автомобилях, В 50 — 60-е годы дизель устанавливается в больших количествах на грузовые автомобили и автофургоны, а в 70-е годы после резкого роста цен на топливо, на него обращают серьёзное внимание мировые производители недорогих маленьких пассажирских автомобилей.

Принципы работы:Четырёхтактный цикл.При первом такте (такт впуска, поршень идет вниз) свежая порция воздуха втягивается в цилиндр через открытый впускной клапан.При втором такте (такт сжатия, поршень идет вверх) впускной и выпускной клапаны закрытывоздух сжимается в объёме примерно в 17 раз (от 14:1 до 24:1), т. е. объём становится меньше в 17 раз по сравнению с общим объёмом цилиндра, и воздух становится очень горячим.Непосредственно перед началом третьего такта (такт рабочего хода, поршень идет вниз) топливо впрыскивается в камеру сгорания через распылитель форсун. При впрыске топливо распыляется на мелкие частицы, которые равномерно перемешиваются со сжатым воздухом для создания самовоспламеняющейся смеси. Энергия высвобождается при сгорании, когда поршень начинает свое движение в такте рабочего хода.Выпускной клапан открывается, когда начинается четвёртый такт (такт выпуска, поршень идет вверх), и выхлопные газы проходят через выпускной клапан.

Двухтактный цикл.Поршень находится в нижней мёртвой точке и цилиндр наполнен воздухом. Во время хода поршня вверх воздух сжимается; вблизи верхней мёртвой точки происходит впрыск топлива, которое самовоспламеняется. Затем происходит рабочий ход — продукты сгорания расширяются и передают энергию поршню, который движется вниз. Вблизи нижней мёртвой точки происходит продувка — продукты сгорания замещаются свежим воздухом. Цикл завершается.Для осуществления продувки в нижней части цилиндра устраиваются продувочные окна. Когда поршень находится внизу, окна открыты. Когда поршень поднимается, он перекрывает окна.

Поскольку в двухтактном цикле рабочие ходы происходят вдвое чаще, то можно ожидать двукратного повышения мощности по сравнению с четырёхтактным циклом. На практике же это не удаётся реализовать, и двухтактный дизель мощнее такого же по объёму четырёхтактного максимум в 1,6 — 1,7 раз.В настоящее время двухтактные дизели широко применяются только на больших морских судах с непосредственным (безредукторным) приводом гребного винта. При невозможности повышения частоты вращения двухтактный цикл оказывается выгодным; такие тихоходные дизели имеют мощность до 100.000 л.с.

Плюсы и минусы.Бензиновый двигатель является довольно неэффективным и способен преобразовывать всего лишь около 20-30 % энергии топлива в полезную работу. Стандартный дизельный двигатель, однако, обычно имеет коэффициент полезного действия в 30-40 %, дизели с турбонаддувом и промежуточным охлаждением свыше 50 % (например, MAN S80ME-C7 тратит только 155 гр на кВт, достигая эффективности 54,4 %).[2] Дизельный двигатель из-за использования впрыска высокого давления не предъявляет требований к летучести топлива, что позволяет использовать в нём низкосортные тяжелые масла.Дизельный двигатель не может развивать высокие обороты — смесь не успевает догореть в цилиндрах. Это приводит к снижению удельной мощности двигателя на 1 л объёма, а значит, и к снижению удельной мощности на 1 кг массы двигателя.Дизельный двигатель не имеет дроссельной заслонки, регулирование мощности осуществляется регулированием количества впрыскиваемого топлива. Это приводит к отсутствию снижения давления в цилиндрах на низких оборотах. Потому дизель выдаёт высокий крутящий момент при низких оборотах, что делает автомобиль с дизельным двигателем более «отзывчивым» в движении, чем такой же автомобиль с бензиновым двигателем. По этой причине в настоящее время большинство грузовых автомобилей оборудуются дизельными двигателями.Явными недостатками дизельных двигателей являются необходимость использования стартера большой мощности, помутнение и застывание летнего дизельного топлива при низких температурах, сложность в ремонте топливной аппаратуры, так как насосы высокого давления являются устройствами, изготовленными с высокой точностью. Также дизель-моторы крайне чувствительны к загрязнению топлива механическими частицами и водой. Такие загрязнения очень быстро выводят топливную аппаратуру из строя. Ремонт дизель-моторов, как правило, значительно дороже ремонта бензиновых моторов аналогичного класса. Литровая мощность дизельных моторов также, как правило, уступает аналогичным показателям бензиновых моторов, хотя дизель-моторы обладают более ровным крутящим моментом в своём рабочем диапазоне. Экологические показатели дизельных двигателей значительно уступали до последнего времени двигателям бензиновым. На классических дизелях с механически управляемым впрыском возможна установка только окислительных нейтрализаторов отработавших газов («катализатор» в просторечии), работающих при температуре отработавших газов свыше 300 °C, которые окисляют только CO и CH до безвредных для человека углекислого газа (CO2) и воды. Также раньше данные нейтрализаторы выходили из строя вследствие отравления их соединениями серы (количество соединений серы в отработавших газах напрямую зависит от количества серы в дизельном топливе) и отложением на поверхности катализатора частиц сажи. Ситуация начала меняться лишь в последние годы в связи с внедрением дизелей так называемой «Common-rail» системы. В данном типе дизелей впрыск топлива осуществляется электрически управляемыми форсунками. Подачу управляющего электрического импульса осуществляет электронный блок управления, получающий сигналы от набора датчиков. Датчики же отслеживают различные параметры двигателя, влияющие на длительность и момент подачи топливного импульса. Так что, по сложности современный — и экологически такой же чистый, как и бензиновый — дизель-мотор ничем не уступает своему бензиновому собрату, а по ряду параметров сложности и значительно его превосходит. Так, например, если давление топлива в форсунках обычного дизеля с механическим впрыском составляет от 100 до 400 бар, то в новейших системах «Common-rail» оно находится в диапазоне от 1000 до 2500 бар, что влечёт за собой немалые проблемы. Также каталитическая система современных транспортных дизелей значительно сложнее бензиновых моторов, так как катализатор должен «уметь» работать в условиях нестабильного состава выхлопных газов, а в части случаев требуется введение так называемого «сажевого фильтра». «Сажевый фильтр» представляет собой подобную обычному каталитическому нейтрализатору структуру, устанавливаемую между выхлопным коллектором дизеля и катализатором в потоке выхлопных газов. В сажевом фильтре развивается высокая температура, при которой частички сажи способны окислиться остаточным кислородом, содержащимся в выхлопных газах. Однако часть сажи не всегда окисляется, и остается в «сажевом фильтре», поэтому программа блока управления периодически переводит двигатель в режим очистки «сажевого фильтра» путём так называемой «постинжекции», то есть впрыска дополнительного количества топлива в цилиндры в конце фазы сгорания с целью поднять температуру газов, и, соответственно, очистить фильтр путём сжигания накопившейся сажи. Стандартом де-факто в конструкциях транспортных дизель-моторов стало наличие турбонагнетателя, а в последние годы — и так называемого «интеркулера» — то есть устройства, охлаждающего сжатый турбонагнетателем воздух. Нагнетатель позволил поднять удельные мощностные характеристики массовых дизель-моторов, так как позволяет пропустить за рабочий цикл большее количество воздуха через цилиндры.

Ну и на последок самое интересное. МИФЫ о дизельных двигателях.

Дизельный двигатель слишком медленный.Современные дизельные двигатели с системой турбонаддува гораздо эффективнее своих предшественников, а иногда и превосходят своих бензиновых атмосферных (без турбонаддува) собратьев с таким же объёмом двигателя. Об этом говорит дизельный прототип Audi R10, выигравший 24-х часовую гонку в Ле-Мане, и новые двигатели BMW, которые не уступают по мощности атмосферным (без турбонаддува) бензиновым и при этом обладают огромным крутящим моментом.

Дизельный двигатель слишком громкий.Правильно настроенный дизель лишь немного «громче» бензинового, что заметно лишь на холостых оборотах. В рабочих режимах разницы практически нет. Громко работающий двигатель свидетельствует о неправильной эксплуатации и возможных неисправностях. На самом деле старые дизели с механическим впрыском действительно отличаются весьма жесткой работой. Только с появлением аккумуляторных топливных систем высокого давления («Common-rail») у дизельных двигателей удалось значительно снизить шум, прежде всего за счет разделения одного импульса впрыска на несколько (типично — от 2-х до 5-ти импульсов).

Дизельный двигатель гораздо экономичнее.Времена, когда дизельное топливо стоило в три раза дешевле бензина, давно прошли. Сейчас разница составляет лишь порядка 10-30 % по цене топлива. Несмотря на то, что удельная теплота сгорания дизельного топлива (42,7 МДж/кг) меньше чем у бензина (44-47 МДж/кг)[3], основная экономичность обусловлена более высоким КПД дизельного двигателя. В среднем современный дизель расходует топлива до 30 % меньше[4]. Срок службы дизельного двигателя действительно гораздо больше бензинового и может достигать 400—600 тысяч километров.[источник не указан 211 дней] Запчасти для дизельных двигателей также несколько дороже, как и стоимость ремонта. Несмотря на все вышеперечисленные причины, затраты на эксплуатацию дизельного двигателя при правильной эксплуатации будут не намного меньше, чем у бензинового.[источник не указан 211 дней]

Дизельный двигатель плохо заводится в мороз.При правильной эксплуатации и подготовке к зиме проблем с двигателем не возникнет. Например дизельный двигатель VW-Audi 1,9 TDI (77 кВт/105 л.с.) оснащён системой быстрого запуска: нагрев свечей накаливания до 1000 градусов осуществляется за 2 с. Система позволяет заводить двигатель в любых климатических условиях без предпускового разогрева.

Дизельный двигатель нельзя переоборудовать под использование в качестве топлива более дешевого газа.Первыми примерами работы дизельных двигателей на более дешевом топливе — газе порадовали ещё в 2005 году итальянские тюнинговые фирмы, которые использовали в качестве топлива метан. В настоящее время успешно зарекомендовали себя варианты применения газодизелей на пропане, а также — кардинальные решения по переоборудованию дизеля в газовый двигатель, который имеет преимущество перед аналогичным мотором, переоборудованным из бензинового, за счет изначально более высокой степени сжатия.

Знаю, что читать много))) Но оно того стоит...

А что вы скажете про дизельный двигатель?)

smotra.ru

Почему дизель экономичнее?!: bmwservice

Помогите студентам профильных и непрофильных вузов, многим профессорам и даже докторам наук, журналистам, Википедии, с ее огромной статьей про дизель и Дизеля, форумным профессионалам, горемыкам-изобретателям и даже просто интересующимся ответить на примитивнейший вопрос:

...почему дизельный двигатель в практике городской эксплуатации всегда будет экономичнее сравнимого бензинового двигателя?И заметно экономичнее - примерно на 30%. Каждый скажет, что дизель "экономичнее", но едва ли кто скажет точно, почему именно.

Ваш гипермоментный и мощный коптилка N57 смиренно будет кушать 10-11 литров там, где куда более задохлый бензиновый М54 брал 14-15 и даже поболее...

Все знают причинки и полупричинки с недопричинками. Все это тоже важно, но в совокупности безнадежно меркнет перед главной причиной.

Главная же причина - одна. Это одно, действительно главное и неповторимое отличие со множеством следствий. Уберите ее - и экономия пропадет. Причину называли тут и даже называли не раз... Единственно правильный ответ состоит буквально из одной строки. Ответ с демонстрацией глубинного знания - из двух. Энциклопедический (в укор википедии) - едва ли из трех...

Будет очень круто, если в заголовке ответа вы напишете степень уверенности в процентах, а также свою принадлежность к теме - нечего стыдиться, если вы кандидат наук с кафедры двигателестроения.

Вангую: правильный ответ до сегодняшней полночи даст не более трех человек. Если меньше - блог будет понижен в звании.

Доска почета (ими гордится блог):

ivanuskovyury_ivkarel_protiffupdanabaleo_schleicherlazy_black_catigraja_pe4orinarureadermallangaи т.д.

P.S.Читатели, которые ссылаются в правильном ответе на блог - слишком честны, чтобы победить. Too fair to win)))P.P.S.Полуответы и намеки не считаю: у нас важный экзамен на повышение звания блога. Награждение произойдет на полном 10 ответе.P.P.S.Сам Дизель умер, так и не узнав правды...P.P.P.S.Блог апгрейдирован, но есть еще немного времени высказаться. До завтра)))

Все же нашел сублимат глупости: https://youtu.be/RKEY1G1JKjM с 2:10 адовая пурга минут на 10-15 уж точно. Техническому директору "Каширка 39" низачот даже на уровне ПТУ. Вся сообщенная им информация катастрофически непотребна. Все настолько мимо, что больно слушать. Как хорошо, что от этого никому не хуже.)) Верим, что он обязательно исправится и станет образцовым техническим директором, на радость коллегам.

Вы можете отнять у дизельного двигателя почти все, кроме одного. И он останется экономичным. Вы можете самым изощренным способом приделать современному бензиновому двигателю почти все "дизельное", кроме одного. И он не станет дизельным. Бензину не помогут никакие бездроссельные механизмы, высокие степени сжатия с антидетонационными смесями и пр. Дело не в самой конструкции, а в принципе.

Дизель всегда будет экономичнее в режиме частичных нагрузок только за счет того, что в нем нормально горят даже очень бедные смеси. Таким образом, топлива требуется почти ровно столько, сколько сама конструкция позволяет использовать для совершения полезной работы. В городском цикле движения очень много бесполезной работы на холостых оборотах и почти без нагрузки - тут дизель вытаскивает до 30% экономии. В мощностном и установившемся, номинальном режиме, разница в топливной экономичности между сравнимыми моторами разных принципов практически отсутствует. В бензиновом же двигателе, бедные смеси горят плохо - вовсе не горят. Чрезвычайными усилиями конструкторов, в последние 30 лет бензиновые двигатели удалось перевести на едва забедненные смеси в режимах разве что холостого хода. Но никакие кнопки старт-стоп и прочие энергоэффективные изощрения не превратят бензин в дизель.

bmwservice.livejournal.com

плюсы и минусы обоих типов двигателей

Бензиновый мотор

Плюсы:
  • Простота
  • Даже самый продвинутый бензиновый мотор на легковой машине будет конструктивно проще, чем современный дизель. А все потому, что дизель – это пресловутое сверхвысокое давление топлива. При таких давлениях массивная топливная аппаратура не может быть простой и дешевой даже на уровне материалов, из которых она изготовлена.

  • Распространенность
  • автомобилей с бензиновыми моторами подавляющее большинство на наших дорогах. А значит, и большинство автосервисов умеет с ними обращаться. Тогда как специалистов по дизельным движкам найти даже в больших городах бывает затруднительно.

  • Уверенный старт практически в любую погоду
  • Исправный бензиновый двигатель стартует всегда, если в баке плещется хоть что-то, похожее на бензин, а в аккумуляторе есть хоть что-то, похожее на электричество.

  • Цена машины
  • Версия автомобиля с бензиновым двигателем при прочих равных стоит заметно дешевле, чем дизельный вариант. Для подержанных машин это не актуально, но когда ты зайдешь в шоурум с новыми авто, то сможешь почувствовать, как бумажник в твоем кармане горестно вздыхает при виде цен на дизельные автомобили.

  • Свобода выбора комплектаций
  • Автопроизводители часто предлагают одну и ту же модель машины с несколькими вариантами бензиновых двигателей и, соответственно, несколькими комплектациями, и всего с одним дизельным. При этом чаще всего именно дизельная версия будет оснащена необязательным в повседневной жизни кожаным салоном и множеством опций, которые тебе могут никогда не пригодиться, а доплатить за них все равно придется.

Минусы:
  • Система зажигания
  • Если в дизеле воспламенение топлива происходит благодаря повышенному давлению и температуре в цилиндре, то на бензиновых моторах для этого служат свечи зажигания и высоковольтные катушки. Несмотря на заводскую отработанность этих решений, система зажигания часто все же требует периодического внимания при обслуживании автомобиля.

  • Рабочие диапазоны
  • Бензиновый мотор без турбины отдает максимум крутящего момента и мощности на повышенных оборотах. В отличие от дизельного, который всегда готов придать ускорения в меру имеющихся лошадиных сил — практически с холостых оборотов. Несмотря на постоянный прогресс бензиновых двигателей, в этом направлении дизель пока остается лидером. Это особенно знакомо любителям МКПП: стоя в пробке и трогаясь на дизеле, можно просто бросить педаль газа – автомобиль будет ровно и плавно ехать без дерганий и рывков, неизбежных в аналогичной ситуации на бензине.

  • Повышенная взрывоопасность
  • К счастью, самовозгорание автомобиля — не самая частая история на дорогах. Но как ни крути, бензин — это легковоспламеняющееся летучее топливо, и в случае аварии вероятность воспламенения бензинового автомобиля значительно более высока, нежели его дизельного собрата.

  • Запах
  • В исправной машине эта проблема тебя не настигнет. Зато если тебе будут менять бензонасос (а доступ к нему в 90% автомобилей осуществляется из салона) – то еще долго специфический запах бензина в салоне будет не заглушить никакими ароматизаторами. Дизель, конечно, тоже не амброзией пахнет, однако все же не так остро.

  • Проблемы диагностики
  • Если у тебя возникнет нестандартная поломка, при которой мотор «перестанет ехать», начнет «дергаться» или «троить», обилие «спецов» по бензиновым двигателям может сыграть плохую шутку. Половина сервисов будет списывать это на «плохой бензин» и рекомендовать едва ли не замену всей топливной системы в сборе. Конечно, грамотный диагност сможет найти и вылечить проблему, но тебе, скорее всего, придется помотаться среди огромного множества станций техобслуживания, якобы «знающих» бензиновые моторы, как свои пять пальцев.

mhealth.ru


Смотрите также