Кпд бензинового и дизельного двигателя: КПД дизельного двигателя

Содержание

КПД дизельного двигателя

Коэффициент полезного действия (КПД) является величиной, которая в процентном отношении выражает эффективность того или иного механизма (двигателя, системы) касательно преобразования полученной энергии в полезную работу.

Что касается двигателя внутреннего сгорания (ДВС), такой силовой агрегат осуществляет преобразование тепловой энергии. Данная высвобождающаяся энергия является результатом сгорания топлива в цилиндрах двигателя. КПД мотора представляет собой фактически совершенную механическую работу, которая состоит в соотношении полученной поршнем энергии от сгорания топлива и конечной мощности, которая отдается установкой на коленчатом валу ДВС.

Содержание статьи

Почему КПД дизеля выше

Показатель КПД для различных двигателей может сильно отличаться и зависит от ряда факторов. Бензиновые моторы имеют относительно низкий КПД благодаря большому количеству механических и тепловых потерь, которые возникают в процессе работы силового агрегата данного типа.

Вторым фактором выступает трение, возникающее при взаимодействии сопряженных деталей. Большую часть расхода полезной энергии составляет приведение в движение поршней двигателя, а также вращение деталей внутри мотора, которые конструктивно закреплены на подшипниках. Около 60% энергии сгорания бензина расходуется только на обеспечение работы этих узлов.

Дополнительные потери вызывает работа других механизмов, систем и навесного оборудования. Также учитывается процент потерь на сопротивление в момент впуска очередного заряда топлива и воздуха, а далее выпуска отработавших газов из цилиндра ДВС.

Если сравнить дизельную установку и мотор на бензине, дизельный двигатель имеет заметно больший КПД сравнительно с бензиновым агрегатом. Силовые агрегаты на бензине имеют КПД на отметке около 25-30% от общего количества полученной энергии.

Другими словами, из потраченных на работу двигателя 10 литров бензина только 3 литра израсходованы на выполнение полезной работы. Остальная энергия от сгорания топлива разошлась на потери.

Что касается КПД атмосферного дизельного агрегата, то этот показатель составляет около 40%. Установка турбокомпрессора позволяет увеличить отметку до внушительных 50%. Использование современных систем топливного впрыска на дизельных ДВС в сочетании с турбиной позволило добиться КПД около 55%.

Такая разница в производительности конструктивно схожих бензиновых и дизельных ДВС напрямую связана с видом топлива, принципом образования рабочей топливно-воздушной смеси и последующей реализацией воспламенения заряда. Бензиновые агрегаты более оборотистые по сравнению с дизельными, но большие потери связаны с расходами полезной энергии на тепло. Получается, энергия бензина менее эффективно превращается в полноценную механическую работу, а большая доля попросту рассеивается системой охлаждения в атмосферу.

Мощность и крутящий момент

При одинаковом показателе рабочего объёма, мощность атмосферного бензинового мотора выше, но достигается при более высоких оборотах. Двигатель нужно «крутить», потери возрастают, увеличивается расход топлива. Также необходимо упомянуть крутящий момент, под которым в буквальном смысле понимается сила, которая передается от мотора на колеса и движет автомобиль. Бензиновые ДВС выходят на максимум крутящего момента при более высоких оборотах.

Аналогичный атмосферный дизель выходит на пик крутящего момента при низких оборотах, при этом расходует меньше солярки для выполнения полезной работы, что означает более высокий КПД и экономию топлива.

Солярка образует больше тепла по сравнению с бензином, температура сгорания дизтоплива выше, показатель детонационной стойкости более высокий. Получается, у дизельного ДВС произведённая полезная работа на определенном количестве топлива больше.

Энергетическая ценность солярки и бензина

Дизельное топливо состоит из более тяжелых углеводородов, чем бензин. Меньший КПД бензиновой установки сравнительно с дизелем также заключаются в энергетической составляющей бензина и особенности его сгорания. Полное сгорание равного количества солярки и бензина даст больше тепла именно в первом случае. Тепло в дизельном ДВС более полноценно преобразуется в полезную механическую энергию. Получается, при сжигании одинакового количества топлива за единицу времени именно дизель выполнит больше работы.

Также стоит учитывать особенности впрыска и создание надлежащих условий для полноценного сгорания смеси. В дизель топливо подается отдельно от воздуха, впрыскивается не во впускной коллектор, а напрямую в цилиндр в самом конце такта сжатия. Результатом становится более высокая температура и максимально полноценное сгорание порции рабочей топливно-воздушной смеси.

Итоги

Конструкторы постоянно стремятся повысить КПД как дизельного, так и бензинового двигателя. Увеличение количества впускных и выпускных клапанов на один цилиндр, активное применение систем изменения фаз газораспределения, электронное управление топливным впрыском, дроссельной заслонкой и другие решения позволяют существенно повысить коэффициент полезного действия. В большей мере это касается дизельного двигателя.

Благодаря таким особенностям современный дизель способен полностью сжечь насыщенную углеводородами порцию дизтоплива в цилиндре и выдать большой показатель крутящего момента на низких оборотах. Низкие обороты означают меньшие потери на трение и возникающее в результате трения сопротивление. По этой причине дизельный мотор сегодня является одним из наиболее производительных и экономичных типов ДВС, КПД которого зачастую превышает отметку в 50%.

Интервью с Дмитрием Европиным

Высказался в рамках следующего круглого стола:

Эволюция ДВС

«Вопрос об эффективности усовершенствования старых технологий остается открытым».

12 марта 2012

Дмитрий Европин

главный редактор MotorPage.ru

В основе всего многообразия сложных механизмов, которыми мы пользуемся сегодня, лежат достижения технической революции конца XIX – начала XX веков. На протяжении всего прошлого столетия изобретения этого периода лишь оттачивались. Совершенствовались технологические процессы, уменьшались допуски, происходила автоматизация, внедрялись второстепенные инновации, направленные на улучшение характеристик той или иной продукции. Это касается и автомобильной промышленности, в особенности в части двигателестроения.

Дело в том, что четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, ставший чуть менее ста лет назад основой автоиндустрии, имеет целый ряд недостатков, не позволяющих получать высокие показатели его общего КПД.

Так считается, что КПД классического автомобильного бензинового двигателя с принудительным искровым зажиганием составляет от 20 до 30%, дизельный двигатель может обеспечить 35-40%. В первой половине XX века это были выдающиеся характеристики на фоне пресловутого «КПД паровоза», который, как все мы помним из школьного курса физики, составлял 5-10%.

Впрочем, уже тогда инженерам было понятно, что необходимо добиваться лучших показателей, и уже в 1920 – 1940 годы для этого были разработаны практически все основные принципы, как то турбонаддув, прямой впрыск и т.д. К 1970 годам началась настоящая погоня за повышением эффективности, продолжающаяся по сей день. Были разработаны такие элементы как охлаждение рабочей смеси, изменение фаз газораспределения, поэтапный впрыск… Сегодня некоторые автопроизводители утверждают, что в современном бензиновом ДВС удается добиться общего КПД в 35-38%. Однако вопрос об эффективности усовершенствования старых технологий остается открытым.

Вся история ДВС – сплошная борьба инженеров с основополагающими особенностями конструкции. Если перечислять их вкратце, то это низкая топливная эффективность за счет слишком короткого цикла сгорания, 25-30% топлива в прямом смысле вылетает в трубу. Низкая механическая эффективность – большие потери на перемещение тяжелых деталей шатунно-поршневой группы, на трение, а так же на работу значительного количества навесного оборудования. Не следует забывать и о том, что в автомобиле ДВС, обладающий очень низким крутящим моментом на малых оборотах, нуждается в коробке передач, а это агрегат, в котором тоже теряется часть полученной энергии. Низкая термодинамическая эффективность – большая часть выделяемого тепла не переводится в полезную работу, ведь на это отведено лишь 0,25 всего цикла. Желающим более подробно ознакомиться с проблемой повышения КПД двигателя внутреннего сгорания могу порекомендовать следующую статью Игоря Исаева, разработчика одной из альтернативных конструкций двигателя.

Как правило, усилия конструкторов приводят к достижению выдающихся результатов в области распределения крутящего момента, повышения мощности и «эластичности» двигателя, снижения вибронагруженности…, но собственно КПД увеличивается не столь существенно, а значит затраты топлива на единицу полученной работы остаются относительно высокими.

Часто приходится сталкиваться с несоответствием реального и декларируемого производителем расхода бензина чуть ли не вдвое. Автомобиль с современными системами турбонаддува оказывается экономичным, только если очень бережно относится к педали газа и лишний раз ее не беспокоить.

Бывает и так, что новая модель автомобиля с двигателем, развивающим 150 л.с., ведет себя словно под капотом на пару десятков «лошадей» меньше, хотя в предыдущем поколении этой же модели ничего подобного не наблюдалось. Объясняется это, как правило, всего лишь новыми экологическими стандартами, ради достижения которых двигатель «душат» перенастройкой блока управления двигателем под использование в основном диапазоне оборотов обедненной смеси, а так же более эффективным каталитическим дожигателем.

Словом, складывается впечатление, что эволюция ДВС достигла своего пика, и в будущем нас ждет лишь увядание этой технологии. В последние годы это ощущение подкрепляется бурным развитием таких направлений, как гибриды и электромобили.

И все же уверенности в скором завершении эпохи ДВС у меня нет!

Не секрет, что параллельно с развитием двигателей Отто и Дизеля были попытки внедрения альтернативных конструкций – Аткинсона, Миллера, Стирлинга, Ванкеля. Есть и более экзотические, в том числе и отечественные, например двигатели Баландина и Фролова. Однако большого распространения они не получили. Пожалуй, только «роторы» Ванкеля применялись на немногочисленных моделях автомобилей вплоть до наших дней, но сейчас и они ушли в прошлое.

Победа силовым агрегатам Отто и Дизеля досталась по причине простоты конструкции, а значит и большей экономической эффективности в производстве. Но сейчас, когда стало возможным добиться гораздо большей механической точности, востребованными оказываются и некоторые, казалось бы, давно забытые идеи. Так для многих современных «гибридов» наиболее удачным оказался двигатель Аткинсона, изобретенный еще в конце XIX века. Его использует корпорация Toyota.

Предпринимаются и попытки внедрения принципиальных инноваций. Например, ученые из Университета Висконсин-Мэдисон в США разработали технологию, позволяющую одновременно использовать преимущества обоих видов топлива, бензина и дизеля, для двигателей внутреннего сгорания. Они предложили осуществлять впрыск дизельного топлива и бензина в цилиндр последовательно в ходе каждого цикла. Это необходимо для самовоспламенения топливной смеси, — вместо свечей зажигания работают капельки солярки, воспламеняющиеся под давлением. Пока эта технология не внедрена в производство, но вполне вероятно у нее есть перспективы.

В России компания «Ё-авто» занимается разработкой роторно-лопастного двигателя, в котором к минимуму сведены потери на трение. Разработчики этой конструкции уже заявляли, что КПД нового двигателя должен составить 42-45%, что весьма неплохо для бензинового агрегата.

Некоторые производители идут по пути дальнейшего увеличения степени сжатия, вплоть до почти «дизельных» значений, для достижения более полного сгорания бензиновой смеси. Не так давно компания Mazda начала производство бензиновых двигателей Skyaktiv-G, в которых степень сжатия составляет 14:1.

Если учесть, что двигатель внутреннего сгорания – это еще и обеспечение постоянного спроса на нефтепродукты, вряд ли в ближайшем будущем мир сможет отказаться от столь «ценной» технологии. Автопроизводители просто обречены заниматься ее дальнейшим совершенствованием. Впрочем, направления этой работы могут быть различны. Надеюсь, в рамках очередной дискуссии на нашем портале представители ведущих автомобильных марок расскажут о своих наиболее перспективных разработках в области повышения эффективности ДВС.

Автор: Дмитрий Европин, главный редактор журнала «MotorPage»

Также высказались:

Обзоров машин на сайте:

4 9 6 4

Кпд дизельного двигателя

Дизельный мотор и бензиновый: сравнение КПД

Почему КПД дизеля выше

Мощность и крутящий момент

Энергетическая ценность солярки и бензина

Итоги

Какой КПД дизельного двигателя? Дизельный и бензиновый двигатель

КПД дизельного двигателя представляет собой отношение мощности, которая подается на коленчатый вал, к мощности, получаемой поршнем благодаря давлению газов, образующихся при воспламенении используемого топлива.

То есть эта величина является той энергией, которая преобразовывается из тепловой или термической энергии в механическую величину.

Бензиновые двигатели обладают принудительным зажиганием воздушно-топливной смеси искрой свечи.

Типы систем питания

Карбюраторный вариант предполагает смешивание воздуха и бензина во впускном трубопроводе карбюратора. В последнее время выпуск таких вариантов двигателей существенно снижается из-за несущественной экономичности подобных двигателей, их несоответствия экологическим нормам современности.

В вариантах впрысковых двигателей подача топлива происходит с помощью одного инжектора (форсунки) в центральный трубопровод.

В случае распределительного впрыска топливо попадает внутрь двигателя несколькими инжекторами. В таком случае увеличивается максимальная мощность, что существенно увеличивает КПД дизельного двигателя.

При этом снижаются расходы бензина и токсичность обработанных газов за счет фиксированной дозировки топлива электронными системами управления автомобильным двигателем.

Рассуждая над тем, каков КПД современного дизельного двигателя, необходимо знать о системе впрыска бензиновой смеси в камеру хранения. Если подача топлива осуществляется порциями, это гарантирует работу двигателя на обедненных смесях, что помогает снижать расход топлива, уменьшать выброс в атмосферу вредных газов.

Особенности дизельных двигателей

КПД бензинового и дизельного двигателя существенно отличаются между собой. Дизели являются теми двигателями, в которых после сжатия нагретая топливно-воздушная смесь воспламеняется. Они намного экономичнее бензиновых аналогов из-за большей степени сжатия, способствующей полному сгоранию воздушно-топливной смеси.

Достоинства дизелей

КПД дизельного двигателя можно увеличить при создании сопротивления движения воздуха из-за отсутствия дроссельной заслонки, но это приводит к повышению расхода топлива.

Наибольший крутящий момент развивают дизели на небольшой частоте вращения коленчатого вала.

Устаревшие конструкции дизельных двигателей от бензиновых аналогов отличаются определенными недостатками:

большим весом и ценой при равной мощности;
повышенным шумом, создаваемым при сгорании топлива в цилиндрах;
меньшими оборотами коленчатого вала, повышенными инерциальными нагрузками.

Принцип деятельности

КПД современного дизельного двигателя определяется отношением полезной работы, совершаемой двигателем, к полной работе. Почти у всех автомобильных двигателей предполагается четыре такта:

впуск топливно-воздушной смеси;
сжатие;
рабочий ход;
выпуск отработанных газов.

Эффективность дизельного двигателя

КПД дизельного двигателя в процентах составляет порядка 35-40 процентов. Учитывая, что для бензинового агрегата показатель составляет до 25 %, дизель явно лидирует.

Если воспользоваться турбонаддувом, вполне модно увеличить КПД дизельного двигателя до 53 процентов.

Несмотря на сходство типа работы, дизель справляется с поставленной перед ним задачей намного качественнее и результативнее. Так как у него меньшее сжатие, воспламенение топлива происходит по другому принципу. Он будет меньше нагреваться, в результате чего на охлаждении происходит неплохая экономия. В дизеле нет свечей и катушек зажигания, следовательно, нет необходимости тратить дополнительную энергию генератора.

Для повышения эффективности работы бензинового двигателя добавляют пару выпускных и впускных клапанов, а на каждую свечу устанавливают отдельную катушку зажигания. Для управления дроссельной заслонкой используется электрический привод.

Эффективность топлива

Расчет КПД дизельного двигателя позволяет определить целесообразность его применения.

Дизель считается одним из вариантов двигателя внутреннего сгорания, для которого характерно после сжатия воспламенение рабочей смеси.

Для того чтобы выявить суть функционирования бензинового двигателя, и то, какой КПД дизельного двигателя, проводят математические расчеты.

Потери КПД

Сгорает не все топливо, некоторая его часть теряется вместе с выхлопными газами (теряется до 25 процентов КПД). В процессе функционирования двигатель тратит часть энергии на корпус, радиаторы, жидкость. Это приводит к дополнительной потере КПД. На все места, где существует трение: кольца, шатуны, поршни, потребляется дополнительная энергия, что негативно отражается на коэффициенте полезного действия.

Вариант определения

В технической документации можно найти информацию о мощности двигателя внутреннего сгорания. После заливки в него топлива и работы на максимальных оборотах в течение нескольких минут остатки топлива сливают. Вычтя из начального объема конечный результат, вооружившись плотностью, можно посчитать массу топливной смеси.

В настоящее время максимальной эффективностью обладает электрический силовой агрегат. Его КПД может достигать 95%, что является превосходным результатом. Если первые моторы при объеме двигателя 1,6 литра развивали не больше 70 лошадиных сил, то в наши дни этот показатель доходит до 150 лошадиных сил.

КПД – величина отношения мощности, подаваемой на коленчатый вал двигателя, к величине, получаемой от сгорания газовой смеси поршнем. В зависимости от того, какое топливо используется для работы автомобильного двигателя, КПД может варьироваться в диапазоне от 20 до 85 процентов. Безусловно, производители топливных систем ищут способы их улучшения, позволяющие существенно увеличить итоговую величину двигателя внутреннего сгорания.

Для снижения механических потерь от нагрузки генератора, трения в настоящее время в промышленности используют смазки. Но, несмотря на подобные достижения, полностью справиться с силой трения пока еще не удалось никому.

Даже после усовершенствований бензинового двигателя удалось добиться изменения у него коэффициента полезного действия до 20 процентов, только в некоторых случаях удается повышать КПД до 25 %.

Более высокий показатель коэффициента полезного действия свидетельствует о топливной эффективности. К примеру, при объеме дизельного двигателя 1,6 литра в городском цикле расход топлива составляет не более 5 литров. У бензинового аналога эта величина достигает 12 л. Сам дизельный агрегат гораздо легче и компактнее, к тому же считается более экологичным вариантом, чем бензиновый двигатель.

Эти положительные технические характеристики гарантируют дизелям более продолжительный эксплуатационный срок службы.

Заключение

Помимо многочисленных плюсов, есть у него и несколько недостатков, о которых также следует упомянуть. КПД двигателя внутреннего сгорания гораздо меньше 100 процентов, к тому же агрегат не выдерживает резкого понижения температуры воздуха.

Коэффициент полезного действия представляет собой величину, которая в процентном соотношении демонстрирует результативность функционирования механизма относительно преобразования тепловой энергии в полезную работу. ДВС осуществляет подобную деятельность, осуществляя преобразование тепловой энергии. Высвобождается она в результате сгорания в цилиндрах топливной смеси. КПД дизельного мотора является фактически совершенной механической работой, состоящей из отношения энергии, полученной от сгорания топлива, и мощности, отдаваемой установкой на коленчатом валу двигателя.

Эффективность работы современного дизельного агрегата определяется множеством различных факторов. В первую очередь, необходимо отметить тепловые и механические потери, возникающие в ходе работы двигателя такого типа. Кроме того, свою долю вносит в разнообразные потери и сила трения, которая появляется при тесном соприкосновении этих многочисленных деталей.

Основная часть расходуемой полезной энергии приходится на приведение в движение поршня, вращение внутри мотора различных деталей. Более 60 процентов сгорающего топлива требуется для обеспечения работы всех узлов автомобильного двигателя. При дополнительных потерях появляются существенные проблемы с дееспособностью навесного оборудования, разнообразных систем, механизмов.

Благодаря модернизации системы впрыска удалось внести позитивные изменения в значение коэффициента полезного действия, минимизировать потери.

Дизельный мотор и бензиновый: сравнение КПД

Рекомендуем также прочитать статью о том, какой моторесурс имеет дизельный двигатель по сравнению с бензиновым. Из этой статьи вы узнаете об основных факторах, влияющих на ресурс ДВС до первого капитального ремонта.

Почему КПД дизеля выше

Статья в тему: Точная проверка уровня масла в моторе

Рекомендуем также прочитать статью о том, как увеличить мощность дизельного двигателя при помощи чип-тюнинга. Из этой статьи вы узнаете о том, что такое прошивка ЭБУ двигателя и какие результаты достигаются путем изменения штатных параметров контроллера.

Мощность и крутящий момент

Статья в тему: Как заменить цепь ГРМ своими руками

Энергетическая ценность солярки и бензина

КПД двигателя: бензиновый, дизельный

КПД двигателя внутреннего сгорания означает значение соотношение двух величин: мощность, подающаяся в процессе функционирования мотора на коленчатый вал к мощности, которая получается поршнем посредством давления газов, образовавшихся при воспламенении топлива. Проще говоря, это преобразование тепловой или термической энергии, которая образуется при сгорании топливной смеси (бензин и воздух) в механическую.

На эффективность КПД двигателя влияют совокупность различных механических потерь, возникающих на разных стадиях функционирования, а также движение отдельных деталей двигателя, вызывающих трение. Эти детали вызывают наибольшие потери, составляющие примерно 70 % от их общего количества. К ним частям относятся поршни, поршневые кольца, подшипники. Помимо этого, потери возникают от функционирования таких механизмов, как магнето, насосы и пр., которые могут достигать до 20%. Наименьшую часть потерь составляют сопротивления, возникающие в процессе впуска/выпуска в топливной системе.

Сравнение КПД двигателей – бензин и дизель

Если сравнить КПД дизельного и бензинового моторов – эффективнее из них, конечно, дизель, причина в следующем:

Бензиновый агрегат преобразует лишь 25 % энергии в механическую, в то же время дизельный до 40%.
Дизельный двигатель, оснащенный турбонаддувом, достигнет 50-53% КПД, а это уже существенно.

Так в чем заключается эффективность дизельного мотора? Все очень просто – не смотря на практически идентичный тип работы (оба мотора являются ДВС) дизель функционирует намного эффективнее. Топливо у него воспламеняется совсем по другому принципу, а также у него большее сжатие. Дизель меньше нагревается, соответственно, происходит экономия на охлаждении, так же у него меньше клапанов (значительная экономия на трении). Кроме этого, у такого агрегата нет свечей, катушек, а значит, нет и энергетических затрат от генератора. Функционирует дизельный двигатель с меньшими оборотами (коленвал не приходится раскручивать). Все это его делает чемпионом по КПД.

КПД дизельного двигателя – заметная эффективность

Показатель КПД для разных двигателей отличается и зависит от некоторых факторов. Бензиновые агрегаты имеют относительно низкий КПД, поскольку для них характерно большое количество тепловых и механических потерь, образующихся в процессе функционирования силовой установки данного типа.

Второй фактор – трение, возникающее в результате взаимодействия сопряженных деталей. Дополнительные потери вызваны работой других систем, механизмов и навесного оборудования и т.д.

Если сравнить дизельный мотор и бензиновый, то КПД дизеля значительно превышает КПД бензиновой установки. Бензиновые моторы имеют КПД в пределах 25% от количества полученной энергии. Иными словами, из потраченных в процессе функционирования мотора двигателя 10 л бензина только 3 л израсходованы на выполнение полезной для системы работы. Остальная часть энергии, образовавшаяся от сгорания бензина, разошлась на различные потери.

Что касается КПД дизельного агрегата атмосферного, то этот показатель достаточно высокий и составляет до 40%. Установка современного турбокомпрессора позволяет эту отметку увеличить до внушительных 50%. Современные системы топливного впрыска, установленные на дизельных ДВС, в совокупности с турбиной позволяют добиться КПД даже 55%.

Такая существенная разница в производительности конструктивно похожих дизельных и бензиновых ДВС обусловлена рядом факторов, к ним относятся:

Вид топлива.
Способ образования топливно-воздушной смеси.
Реализация воспламенения заряда.

Агрегаты, работающие на бензине, более оборотистые, чем дизельные, но имеют более существенные потери, которые вызваны расходом энергии на тепло. Соответственно, полезная энергия бензина менее эффективно преобразуется в полноценную механическую работу, в то же время большая доля рассеивается системой охлаждения.

Мощность и крутящий момент

Когда показатели рабочего объема одинаковые, мощность атмосферного бензинового двигателя выше, но достигается только при более высоких оборотах. Агрегат нужно сильнее «крутить», при этом потери возрастают, соответственно увеличивается расход топлива. Кроме этого, стоит упомянуть крутящий момент, под воздействием которого повышается сила, которая передается от двигателя на колеса и способствует движению автомобиля. Бензиновые двигатели выходят на максимальный уровень крутящего момента лишь высоких оборотах.

Атмосферный дизель с такими же параметрами достигает пика крутящего момента лишь при низких оборотах. Это способствует меньшему расходу топлива, необходимого для выполнения работы, в результате чего, КПД более высокий и топливо расходуется экономнее.

В равнении с бензином, дизельное топливо образует больше тепла, так как температура сгорания дизтоплива значительно выше, что способствует более высокой детонационной стойкости. Получается, у дизельного мотора полезная работа, произведенная на конкретном количестве топлива гораздо больше.

Энергетическая ценность солярки и бензина

В состав солярки входит больше тяжелых углеводородов, нежели в бензин. Меньший КПД такого мотора сравнительно с дизельным агрегатом обусловлен энергетической составляющей бензина и способом его сгорания. При сгорании равного количества бензина и солярки большее количество тепла характерно для бензина. Тепло в дизельном агрегате более полноценно преобразуется в механическую энергию. Соответственно, при сжигании равного количества топлива за определенное количество времени именно дизельный мотор выполнит больше работы.

Помимо этого, нужно учитывать особенности впрыска и условия, способствующие качественному сгоранию смеси. В дизельный агрегат топливо поступает отдельно от воздуха и впрыскивается напрямую цилиндр в конце сжатия, минуя впускной коллектор. Результатом этого процесса становится температура, более высокая, чем у бензинового мотора и максимальное сгорание топливно-воздушной смеси.

Подробнее о потерях

Если сравнивать бензиновый и дизельный и ДВС, можно сказать что КПД бензинового мотора находится на более низком уровне – в пределах 20-25 %. Это обусловлено рядом причин. Если, к примеру, взять поступающее в ДВС топливо и «перевести» его в проценты, то получится как бы «100% энергии», которая передается мотору, а дальше, потери КПД:

Топливная эффективность. Далеко не все потребляемое топливо сгорает, его большая часть уходит с отработанными газами. Потери на этом уровне составляют до 25% КПД. Сегодня, конечно, топливные системы усовершенствуются, появился инжектор, но и это не решает проблему на 100%.
Второе – это тепловые потери. Часть тепла уходит из ДВС с выхлопными газами, кроме этого, мотор прогревает себя и ряд других элементов: свой корпус, жидкость в ДВС, радиатор. На все это приходится еще в пределах 35%.
Третье, на что расходуется КПД – это механические потери. К ним относятся составляющие силового агрегата, где есть трение: шатуны, кольца, всякого рода поршни и т.д. Также сюда можно отнести потери, обусловленные нагрузкой от генератора, к примеру, чем больше электричества он вырабатывает, тем сильнее он притормаживает вращение коленвала. Конечно, различные смазки для ДВС играют свою роль, но все-таки полностью проблему трения они не решают, а это еще дополнительные потери до 20 % КПД.

Таким образом, в остатке КПД не более 20%. Сегодня существует бензиновые варианты, у которых показатель КПД несколько увеличен – до 25%, но, к сожалению, их не так много. К примеру, если автомобиль расходует 10 л топлива на 100 км, то всего лишь 2 л уйдут на работу двигателя, а все остальные – это потери.

Конечно, есть вариант увеличить мощность за счет расточки головки, но к нему прибегают довольно редко, поскольку это вносит определенные изменения в конструкцию ДВС.

Конструкторы постоянно стремятся увеличить КПД как бензинового, так и дизельного агрегатов. Увеличение количества выпускных/впускных клапанов, управление топливным впрыском (электронное), дроссельная заслонка, активное использование систем изменения фаз газораспределения и другие эффективные решения позволяют значительно повысить КПД. Конечно, в большей степени это относится к дизельным установкам.

С помощью таких усовершенствований современный дизель способен практически полностью сжечь дизтопливо в цилиндре, выдав максимальный показатель крутящего момента. Именно низкие обороты означают незначительные потери во время трения и возникающее в результате этого сопротивление. По этой причине дизельный двигатель является одним из производительных и экономичных, КПД которого довольно часто превышает отметку в 50%.

КПД двигателя- Отличия бензинового и дизельного двигателя

Известно, что эффективность работы автомобильного двигателя внутреннего сгорания находится в прямой зависимости от величины коэффициента полезного действия. КПД двигателя выражается в виде соотношения мощностей, передаваемых на коленвал и поршни. Современные ДВС отличаются наибольшей эффективность, в сравнении с устаревшими аналогами. Например, мотор объемом 1,6 л., раньше развивал мощность не более 70 лошадиных сил, а теперь этот параметр часто достигает 150 л. с.

КПД парового двигателя

Для приведения в действие силового агрегата необходимо преобразовать тепловую энергию, появляющуюся при сжигании топливовоздушной смеси, в механическую. Раньше применялись паровые двигатели, в которых сгорало твердое топливо (уголь, дрова), поршни приходили в движение под воздействием расширяющегося пара. Размеры таких силовых установок были в несколько раз больше по габаритам, чем современные двигатели, работающие на топливе другого вида.

В паровых машинах поршневого типа КПД не превышает значения 10%. В настоящее время такие устройства почти не применяются, т. к. считается, что не существует кардинальных способов увеличить их коэффициент полезного действия.

С целью увеличения данного показателя, применяют источники тепла, обладающие наименьшей стоимостью. Например, на больших ТЭЦ используется атомная энергия. Вдобавок, применяются современные технологии, при которых отработанное тепло не уходит бесполезно в атмосферу, а используется для отопительных систем в многоквартирных домах. Потери здесь составляют не больше 10 процентов. Современные паровые турбины обладают коэффициентом КПД, равным 50 – 60%.

Интересно: В развитых странах Европы (Швейцарии, Австрии) большой популярностью пользуются паровозы. Их используют в качестве туристического транспорта для перевозки пассажиров по горным дорогам. Благодаря многочисленным усовершенствованиям, экономические показатели паровозов часто соперничают как с электровозами, так и тепловозами.

Чем отличаются КПД бензинового и дизельного двигателя

В отличие от паровых механизмов, топливом для двигателей внутреннего сгорания служит бензин или солярка. Двигатели внутреннего сгорания бензиновый и дизельный имеют схожие конструкции. Однако образование топливовоздушных смесей у них происходит по-разному.

Читайте также… Высокие обороты двигателя на холостом ходу

В карбюраторном агрегате элементы поршневой группы функционируют при сверхвысоких температурах. Соответственно, они нуждаются в более качественном охлаждении. При этом наблюдается большой расход тепловой энергии. Вследствие неэффективного рассеивания тепла в окружающей среде, понижается коэффициент полезного действия бензинового силового агрегата.

КПД бензинового двигателя равняется 25-30 %;
дизельного – 40 %;
с установкой турбонаддува достигает 50 процентов соответственно.

Роторно-поршневые тепловые двигатели обладают высоким КПД, его значение превышает 40%. Это намного выше бензиновых аналогов, но немного отстает от дизельных моторов.

Турбореактивные самолетные двигатели работают совершенно по другому принципу, который существенно отличается от автомобильных ДВС. Благодаря сравнительно высокому КПД, они пользуются большой популярностью в авиастроении. Чаще всего турбореактивные агрегаты устанавливаются на крупных лайнерах большой грузоподъемности.

Как написано в учебниках физики, чтобы найти КПД двигателя, нужно разделить значение выполненной работы на величину затраченной энергии. При расчете коэффициента полезного действия ДВС полезная работа делится на количество тепла, полученного при сгорании топлива.

Основные потери КПД в двигателях внутреннего сгорания происходят при:

Неполном сгорании топлива в цилиндрах.
Расходе тепла.
Механических потерях.

При неполном сгорании эффективность снижается за счет выхода четвертой части объема топлива с отработавшими газами. Здесь потери КПД двигателя составляют почти 25%. Благодаря появлению инжекторов, работа топливных систем становится более эффективной, но не идеальной.

Часть тепловой энергии уходит на прогрев корпусных деталей двигателя, рабочих узлов, моторного масла, радиатора и пр. Тепло также уходит с выхлопными газами. На данном этапе потери КПД составляют не меньше 35 процентов.

Несмотря на смазывание трущихся поверхностей, энергия расходуется на преодоление сил трения. Это происходит при сопряжении таких элементов, как шатуны, цилиндры, поршни, маслосъемные, компрессионные кольца и т. д. При вырабатывании электричества генератор тоже отбирает немалую долю энергии двигателя. В результате механических потерь, КПД ДВС снижается еще на 20%.

Читайте также… Селектор АКПП — Правильное переключение передач

КПД двигателя рассчитывается по специальным формулам, в которых участвуют показатели работы, энергии и потерь.

Интересно: Существуют некоторые методы повышения КПД бензиновых двигателей внутреннего сгорания:

Цилиндры оснащаются двумя впускными, а также двумя выпускными клапанами, вместо привычных конструкций в одном экземпляре.
Свечи зажигания комплектуются отдельными катушками зажигания.
Вместо обыкновенного тросика управления дроссельной заслонкой, используется электрический привод.

От чего зависит КПД дизельного двигателя

Если сравнивать эффективность бензинового и дизельного моторов, выяснится, что второй обладает лучшими показателями:

замечено, что, бензиновые двигатели преобразуют только одну четвертую часть использованной энергии в механическую работу;
в то время, как дизельные – 40% соответственно;
при установке турбонаддува в дизеле, КПД газотурбинного двигателя возрастает до 50 и более процентов.

Конструкция и принцип работы дизелей способствуют наибольшей эффективности в сравнении с карбюраторными двигателями. Причины лучшего КПД дизельного двигателя:

Более высокий показатель степени сжатия.
Воспламенение топлива происходит по другому принципу.
Корпусные детали нагреваются меньше.
Благодаря меньшему количеству клапанов, снижены расходы энергии на преодоление сил трения.
В конструкции дизеля отсутствуют привычные свечи, катушки зажигания, на которые требуется дополнительная энергия от электрогенератора.
Коленчатый вал дизеля раскручивается с меньшими оборотами.

В сравнении с дизелями, электрические двигатели считаются более эффективными. Двигатель с самым большим КПД – это электрический. При создании более долговечных аккумуляторных батарей, которым не страшны морозы, автомобильная промышленность постепенно перейдет на выпуск электромобилей в больших количествах.

КПД реактивного двигателя

Воздушно-реактивный тепловой мотор работает на химической энергии топливного состава. Его мощность расходуется на создание кинетической энергии ракеты и преодоление атмосферного сопротивления. Коэффициент полезного действия таких агрегатов минимальный, по своему значению он является самым маленьким, его значение не превышает даже 1%. Здесь более корректно обсуждать КПД не двигателя, а ракетного топлива, а также, насколько эффективно оно используется.

Резюме

При производстве современных двигателей внутреннего сгорания заводы-изготовители вкладывают большие средства в погоне за повышением КПД своей продукции хотя бы на несколько процентов. С этой целью, инженеры усовершенствуют и усложняют конструкции моторов, используют новые материалы для изготовления отдельных элементов.

Иногда случается, что финансовые затраты разработчиков нецелесообразны, в сравнении с полученным результатом в 2 – 3%. Поэтому бывает выгоднее подвергать стандартные двигатели различным форсированиям, доводкам, доработкам при помощи тюнинговых усовершенствований в небольших ремонтных мастерских. В результате чего увеличивается мощность и прочие тяговые характеристики силовых агрегатов.

Дизель, газ или бензин — что лучше?

На каком виде топлива выгоднее ездить или осуществлять грузоперевозки? Почему дизельный двигатель дороже?

Итак, начнем с того, что на данный момент существуют три основных вида топлива, используемых автомобилями (не считая электротяги и водородных двигателей). Это бензин (самый распространенный тип), дизель (так называемое тяжелое топливо) и природный газ (пропан, метан). Каждый вид топлива имеет свои плюсы и минусы – попробуем разобраться.

Дизель. Этот вид топлива чаще всего используют для грузовой техники. Двигателя, работающие на тяжелом топливе, очень высокий крутящий момент, при этом не любит, когда его крутят до высоких оборотов. Поэтому и используют его в основном на тягу, а не на скорость (сколько не грузи – вы всевезет, чего не скажешь о бензиновом двигателе). У дизельного мотора высокий КПД (коэффициент полезного действия), значит большая часть энергии горения топливной смеси идет в механическую работу поршня и меньше тепла выделяется. Отсюда и минус: плохо греется, особенно зимой (иногда требуется установка предпускового подогревателя). Высокая стоимость мотора складывается из точности исполнения запчастей, более точное оборудование, более высокая стоимость на топливную аппаратуру (ТНВД, форсунки). Прошивать эти моторы есть смысл, так как можно получить топливную экономичность и увеличить тягу, без потери ресурса

Бензин. Основной вид топлива, на чем ездит большинство автомобилей, мотоциклов и тд. Позволяет раскручивать до очень высоких оборотов, но обладает меньшим крутящим моментом (отдельная история с турбонаддувом). КПД бензинового мотора так же меньше, отсюда и плюс, что прогревается гораздо быстрее. Стоимость мотора, как и стоимость ремонта меньше, чем у дизеля, хотя последнее время с введением различный нововведений (VVTI, Vanos, Турбины, ТНВД для GDI моторов) можно сказать что и выше порой. Прошивка на бензиновые двигатели дает неплохую экономичность и сглаживает работу мотора с некоторым (а на турбо моторах намного большим) увеличем мощности.

Газ. Все больше и больше захватывает рынки. Может работать как самостоятельно (например: КАМАЗ с метановым мотором), так и вместе с другим топливом (устанавливают на бензиновые и даже на дизельные авто). Октановое число газа выше бензина, и обладает хорошей детанационной стойкостью. Поэттому когда вы устанавливаете ГБО на бензиновый двигатель – есть смысл прошить под ГБО. Так двигатель покажет лучшие результаты, нежели с бензиновой прошивкой. ГБО может работать и самостоятельно: 5 поколение газа устроено таким образом, что газ в жидкой фазе впрыскивается в цилиндр. Что касается дизельных моторов: до 60% топлива можно заменить на газ (работают одновременно), что дает экономию топлива и стоимость километра пройденного пути в целом.

В Краснодаре прошить (сделать чип тюнинг) дизельный, бензиновый -или газовый двигатель можно в компании chip23. Мы находимся по адресу: г. Краснодар, ул. 1 мая, 605/8, либо записаться по телефону: 8-903-451-58-58

Чему равен кпд бензинового двигателя

На чтение 15 мин. Просмотров 26 Обновлено 04.08.2019

Среди множества характеристик механизмов в автомобиле важное значение имеет КПД двигателя. Наверняка многие автовладельцы задаются вопросом: что собой представляет классический ДВС и его КПД, ведь от этого показателя напрямую зависит работа силового агрегата – чем он выше, тем эффективнее его работа. Сегодня самым эффективным считается электрический тип мотора, его КПД способен достигать 90-95 %, а вот двигатели внутреннего сгорания, будь то бензин или дизель, по этому значению далеки от идеала.

КПД двигателя – что это такое

Сравнение КПД двигателей – бензин и дизель

Бензиновый агрегат преобразует лишь 25 % энергии в механическую, в то же время дизельный до 40%.
Дизельный двигатель, оснащенный турбонаддувом, достигнет 50-53% КПД, а это уже существенно.

КПД дизельного двигателя – заметная эффективность

Вид топлива.
Способ образования топливно-воздушной смеси.
Реализация воспламенения заряда.

Мощность и крутящий момент

Энергетическая ценность солярки и бензина

Подробнее о потерях

Топливная эффективность. Далеко не все потребляемое топливо сгорает, его большая часть уходит с отработанными газами. Потери на этом уровне составляют до 25% КПД. Сегодня, конечно, топливные системы усовершенствуются, появился инжектор, но и это не решает проблему на 100%.
Второе – это тепловые потери. Часть тепла уходит из ДВС с выхлопными газами, кроме этого, мотор прогревает себя и ряд других элементов: свой корпус, жидкость в ДВС, радиатор. На все это приходится еще в пределах 35%.
Третье, на что расходуется КПД – это механические потери. К ним относятся составляющие силового агрегата, где есть трение: шатуны, кольца, всякого рода поршни и т.д. Также сюда можно отнести потери, обусловленные нагрузкой от генератора, к примеру, чем больше электричества он вырабатывает, тем сильнее он притормаживает вращение коленвала. Конечно, различные смазки для ДВС играют свою роль, но все-таки полностью проблему трения они не решают, а это еще дополнительные потери до 20 % КПД.

Почему КПД дизеля выше

Мощность и крутящий момент

Энергетическая ценность солярки и бензина

Наверное, каждый задавался вопросом о КПД (Коэффициенте Полезного Действия) двигателя внутреннего сгорания. Ведь чем выше этот показатель, тем эффективнее работает силовой агрегат. Самым эффективным на данный момент времени считается электрический тип, его КПД может достигать до 90 – 95 %, а вот у моторов внутреннего сгорания, будь то дизель или бензин он мягко сказать, далек от идеала …

ОГЛАВЛЕНИЕ СТАТЬИ

Если честно, то современные варианты моторов намного эффективнее своих собратьев, которые были выпущены лет так 10 назад, и причин этому масса. Сами подумайте раньше вариант 1,6 литра, выдавал всего 60 – 70 л.с. А сейчас это значение может достигать 130 – 150 л.с. Это кропотливая работа над увеличением КПД, в который каждый «шажок» дается методом проб и ошибок. Однако давайте начнем с определения.

КПД двигателя внутреннего сгорания – это значение отношения двух величин, мощности которая подается на коленчатый вал двигателя к мощности получаемой поршнем, за счет давления газов, которые образовались путем воспламенения топлива.

Если сказать простым языком, то это преобразование термической или тепловой энергии, которая появляется при сгорании топливной смеси (воздух и бензин) в механическую. Нужно отметить что такое уже бывало, например у паровых силовых установок — также топливо под воздействием температуры толкало поршни агрегатов. Однако там установки были в разы больше, да и само топливо было твердое (обычно уголь или дрова), что затрудняло его перевозку и эксплуатацию, постоянно нужно было «поддавать» в печь лопатами. Моторы внутреннего сгорания намного компактнее и легче «паровых», да и топливо намного проще хранить и перевозить.

Подробнее о потерях

Если забегать вперед, то можно уверенно сказать что КПД бензинового двигателя находится в пределах от 20 до 25 %. И на это много причин. Если взять поступающее топливо и пересчитать его на проценты, то мы как бы получаем «100% энергии», которая передается двигателю, а дальше пошли потери:

1) Топливная эффективность. Не все топливо сгорает, небольшая его часть уходит с отработанными газами, на этом уровне мы уже теряем до 25% КПД. Конечно, сейчас топливные системы улучшаются, появился инжектор, но и он далек от идеала.

2) Второе это тепловые потери. Двигатель прогревает себя и множество других элементов, такие как радиаторы, свой корпус, жидкость которая в нем циркулирует. Также часть тепла уходит с выхлопными газами. На все это еще до 35% потери КПД.

3) Третье это механические потери. НА всякого рода поршни, шатуны, кольца – все места, где есть трение. Сюда можно отнести и потери от нагрузки генератора, например чем больше электричества вырабатывает генератор, тем сильнее он тормозит вращение коленвала. Конечно, смазки также шагнули вперед, но опять же полностью трение еще никому не удалось победить – потери еще 20 %

Таким образом, в сухом остатке, КПД равняется около 20%! Конечно из бензиновых вариантов есть выделяющиеся варианты, у которых этот показатель увеличен до 25%, но их не так много.

ТО есть если ваш автомобиль расходует топлива 10 литров на 100 км, то из них всего 2 литра уйдут непосредственно на работу, а остальные это потери!

Конечно можно увеличить мощность, например за счет расточки головки, смотрим небольшое видео.

Если вспомнить формулу то получается:

У какого двигателя самый большой КПД?

Теперь хочу поговорить о бензиновом и дизельном вариантах, и выяснить кто же из них наиболее эффективный.

Если сказать простыми, языком и не лезть в дебри технических терминов то – если сравнить два КПД бензинового и дизельного агрегатов – эффективнее из них, конечно же дизель и вот почему:

1) Бензиновый двигатель преобразует только 25 % энергии в механическую, а вот дизельный около 40%.

2) Если оснастить дизельный тип турбонаддувом, то можно достигнуть КПД в 50-53%, а это очень существенно.

Так почему он так эффективен? Все просто — не смотря на схожей тип работы (и тот и другой являются агрегатами внутреннего сгорания) дизель выполняет свою работу намного эффективнее. У него большее сжатие, да и топливо воспламеняется от другого принципа. Он меньше нагревается, а значит происходит экономия на охлаждении, у него меньше клапанов (экономия на трении), также у него нет, привычных нам, катушек зажигания и свечей, а значит не требуется дополнительные энергетические затраты от генератора. Работает он с меньшими оборотами, не нужно бешено раскручивать коленвал — все это делает дизельный вариант чемпионом по КПД.

О топливной эффективности дизеля

ИЗ более высокого значения коэффициента полезного действия – следует и топливная эффективность. Так, например двигатель 1,6 литра может расходовать по городу всего 3 – 5 литров, в отличие от бензинового типа, где расход 7 – 12 литров. У дизеля намного больше крутящий момент, сам двигатель зачастую компактнее и легче, а так же в последнее время и экологичнее. Все эти положительные моменты, достигаются благодаря большему значению степени сжатия, есть прямая зависимость КПД и сжатия, смотрим небольшую табличку.

Однако не смотря на все плюсы у него также много и минусов.

Как становится понятно, КПД двигателя внутреннего сгорания далек от идеала, поэтому будущее однозначно за электрическими вариантами – осталось только найти эффективные аккумуляторы, которые не боятся мороза и долго держат заряд.

На этом заканчиваю, читайте наш АВТОБЛОГ.

(21 голосов, средний: 4,05 из 5)

Повышаем КПД генератора

Подавляющее большинство электрических генераторов, используемых как в быту, так и в промышленных целях, работают за счёт энергии двигателя внутреннего сгорания, в качестве топлива в котором используются бензин, дизельное топливо или газ. С момента изобретения двигателя внутреннего сгорания прошло уже полторы сотни лет, но превращение сгорающего топлива в энергию по-прежнему остаётся самым эффективным способом её получения. Но на фоне всех достоинств ДВС выделяется главный его недостаток – низкий КПД и высокие потери энергии.

В среднем при использовании двигателя внутреннего сгорания на выходе можно получить лишь 20% энергии, тогда как её потери, соответственно, составляют до 80%. В эти 80% входят следующие потери:

· Потери топлива. Поршневые двигатели (как бензиновые, так и дизельные) сжигают лишь 75% всего топлива, а оставшиеся 25% в виде паров топлива вместе с продуктами его сгорания выходят через выхлопную трубу. В двухтактных двигателях топливная эффективность ещё ниже.

· Потери тепла. Современные двигатели внутреннего сгорания используют порядка 35-40% вырабатываемого тепла, а остальные 60-65% выбрасываются в окружающую среду через выхлопные газы и систему охлаждения.

· Потери механической мощности. До 10% мощности двигателя уходит на трение движущихся частей и на привод вспомогательных механизмов. Для электрогенераторов этот показатель ещё выше.

Таким образом, КПД самого эффективного двигателя внутреннего сгорания не превышает 30%. Чтобы добиться от дизельного или бензинового двигателя максимальной эффективности, необходимо воздействовать на все три типа потерь. Самостоятельно повысить КПД генератора достаточно сложно, но в руках профессионала ваш двигатель может обрести небывалую эффективность, которая достигается следующими способами:

· Внедрение дожигателя. Этот способ направлен на повышение топливной эффективности. Дожигатель преобразует неиспользованные пары топлива и продукты неполного его сгорания в топливно-воздушную смесь и отправляет её на повторное сгорание. Таким образом, удаётся добиться почти полного сгорания топлива и на 10-15% повысить общий КПД двигателя.

· Возврат части тепловых потерь.

· Использование тепла высокотемпературных продуктов сгорания для обогрева прилегающей территории или нагрева пара в парогазовой электростанции. Это не повышает КПД двигателя напрямую, но позволяет уменьшить расход энергии на работу сопутствующих устройств.

· Введение системы впрыска с регулируемой подачей воды позволяет сократить расход топлива.

· Снизить механические потери двигателя поможет использование менее вязкого смазочного материала.

Комплексное применение способов повышения эффективности двигателя может увеличить его КПД на 30-35%, то есть, в два раза и даже больше.

Придуман способ повысить КПД автодвигателей

Наверняка, многие автолюбители задавались вопросом о том, насколько мощность двигателя внутреннего сгорания соответствует полезности. Предполагается, что чем у силовой системы показатель КПД выше, тем она эффективнее. Если говорить абсолютными категориями, то на сегодняшний день самый высокий коэффициент у электрических двигателей, в некоторых моделях он достигает порядка 95 процентов. Что же до двигателей внутреннего сгорания, то у большинства из них, вне зависимости от типа топлива этот показатель весьма далёк от идеальных цифр.

КПД двигателя внутреннего сгорания

Конечно, современные двигатели гораздо эффективнее тех, что были разработаны и выпущены лет десять назад, обусловлено это объективными причинами развития технологий. В начале нулевых мотор объёмом в полтора литра выдавал в среднем около семидесяти лошадиных сил, и это было нормальным. Сегодня количество голов в табуне такого же объёма может достигать более 150. Каждый шажочек в плане увеличения КРД двигателя даётся производителям кропотливым трудом и перебором проб, ошибок и удач.

Где теряется эффективность

Забегая вперёд можно констатировать, что для бензиновых двигателей КПД равен примерно 25 процентам. Почему так мало, и чем обусловлены такие цифры? Причины здесь в потерях: если взять некое количество топлива, и обозначить его ста процентами чистой энергии, передающейся мотору, то можно проследить все потери.

Для начала следует разобрать топливную эффективность. Все мы в курсе, что топливо сгорает не полностью, и некоторая его часть просто выходит в виде отработанных газов и вместе с ними. А это уже потеря примерно четверти эффективности, то есть – минус 25%. Даже инжектор и другие современные системы не решают этого вопроса, хоть и стали очень эффективными.
Далее идут тепловые потери. Мотор греет себя, воздух, другие элементы и узлы, к примеру, радиатор, охлаждающую жидкость, свой корпус, а также выхлоп. В этом месте эффективность теряет ещё около 35%.
Немало процентов забирают механические потери. Это поршни, шестерни, кольца, подшипники и прочие элементы и узлы, где присутствует трение. Сюда же относим и нагрузки генератора, который при выработке электроэнергии заметно тормозит коленвал. Несмотря на то, что смазочные материалы стали гораздо эффективнее, вынь да положь ещё двадцать процентов потерь.

И что у нас остаётся в остатке? А всего 20%! Понятно, что это средний показатель, и бензиновые двигатели бывают более эффективными, но насколько – может ещё пять-семь процентов, не больше. Да и двигателей таких совсем немного. Итого из залитых десяти литров топлива, что автомобиль съедает на сто километров пробега, на полезную работу уходить всего два с половиной литра, а остальные семь-восемь литров попросту уходят в потери.

Лучшие двигатели внутреннего сгорания эффективны на 25%

Проблемы КПД ДВС

Дизель или бензин

А что в этом плане показывают дизельные агрегаты, и эффективнее ли они бензиновых собратьев? Если не лезть в самые гущи технических джунглей, то коротко можно констатировать, что в плане КПД дизельные двигатели будут эффективнее бензиновых. Если бензиновый агрегат преобразовывает всего 25 % топливной энергии в энергию механическую, то показатели дизельных моторов достигают 40%. А если дизель оснастить качественной турбиной, то КПД может достигать и пятидесяти процентов.

Подошла ли эволюция двигателей внутреннего сгорания к своему пику? Возможно. Поэтому сейчас всё больше автопроизводителей обращают внимание на электрическую тягу. Осталось лишь разработать эффективные батареи, не боящиеся мороза, и долго держащие заряд.

КПД электрического двигателя двигателя

Сравнение КПД двигателей – бензин и дизель

Если сравнивать между собой КПД бензинового и дизельного двигателя, то следует отметить, что первый из них недостаточно эффективен и преобразует в полезное действие всего 25-30 % произведенной энергии. Например, КПД стандартного дизеля достигает 40 %, а применение турбонаддува и промежуточного охлаждения повышает это значение до 50 %.

Статья в тему: Ремонт гидротрансформатора АКПП – делаем самостоятельно

Оба двигателя, несмотря на схожесть конструкции, имеют различные виды смесеобразования. Поэтому поршни карбюраторного мотора работают при более высоких температурах, требующих качественного охлаждения. Из-за этого тепловая энергия, которая могла бы превратиться в механическую, рассеивается без всякой пользы, понижая общее значение КПД.

Тем не менее, для того чтобы повысить КПД бензинового двигателя, принимаются определенные меры. Например, на один цилиндр могут устанавливаться два впускных и выпускных клапана, вместо конструкции, когда размещается один впускной и один выпускной клапан. Кроме того, в некоторых двигателях на каждую свечу устанавливается отдельная катушка зажигания. Управление дроссельной заслонкой во многих случаях осуществляется с помощью электропривода, а не обыкновенным тросиком.

Асинхронный двигатель и стирлинг

Сегодня на рынке представлены асинхронные машины, большей частью которых являются элетрические. Асинхронный механизм преобразовывает электрическую энергию в механическую.

Основные их достоинства:

простота изготовления и относительно низкая стоимость;
высокая надежность;
эксплуатационные затраты небольшие.

Фейсбук
Гугл+
ЖЖ
Blogger

Формула кпд рассчитывается следующим образом: η = P2 / P1 = (P1 — (Pоб — Pс — Pмх — Pд)) / P1, где Роб =Pоб1 + Роб2 – общие потери в обмотках асинхронного мотора. Для большинства современных механизмов такого типа, коэффициент достигает 80 – 90%.

Еще одним двигателем внутреннего сгорания, который может работать от любого источника тепла, является двигатель Стирлинга.

Следует учесть, что такие механизмы используют на космических аппаратах и современных подводных лодках.

Фейсбук
Гугл+
ЖЖ
Blogger

Он работает при любых температурах, не требует дополнительных систем для запуска, при этом их коэффициент полезного действия выше на 50-70, чем обычных двигателей.

Экономичность

Чаще всего автомобили с дизельными двигателями покупают ради экономии денег на топливе. Но возможно ли сэкономить свои средства, приобретая дизель? Давайте попробуем разобраться.

Как уже упоминалось выше, дизельные двигатели имеют более высокую степень сжатия. Благодаря этому повышается КПД (коэффициент полезного действия), который на 20-40 % выше, чем у бензиновых собратьев. А значит нетрудно догадаться, что дизельный мотор скушает гораздо меньше топлива на километр пути, нежели его бензиновый конкурент. Кроме этого у дизельного двигателя впрыск топлива происходит непосредственно в камеру сгорания, а значит, его потери минимальны. У бензиновых же моторов топливо смешивается с воздухом во впускном коллекторе.

Все бы хорошо, но уже давно прошли те времена, когда литр солярки стоил на порядок дешевле литра даже самого низкокачественного бензина. В современных реалиях стоимость дизтоплива уже переплюнула дорогой 95-й бензин, а значит, экономия топлива практически нивелируется разницей в цене.

Приведем простой пример. Дизельный Ford Focus расходует 5.2 литра топлива на 100 км пути, его бензиновая версия – 6.4 литра на 100 км. При этом в большинстве районов нашей необъятной родины солярка в основном на 3 рубля дороже самого распространенного 92-го бензина. Путем нехитрого подсчета выясняем, что для того, чтобы закрыть разницу в стоимости вам придется проехать на дизеле не менее 145 тысяч километров. При ежегодном пробеге большинства автолюбителей 20-30 тыс. км покупать дизель ради экономии – как минимум нецелесообразно.

Т-34

Лучший танк Второй мировой войны — Т-34 — был дизельным. Говорят, что начальные споры пресек горящий факел, поочередно опущенный в ведра с бензином и соляркой. Первое, понятное дело, полыхнуло так, что мало не показалось. А вот во втором факел зашипел и потух.
Лучший танк Второй мировой войны — Т-34 — был дизельным. Говорят, что начальные споры пресек горящий факел, поочередно опущенный в ведра с бензином и соляркой. Первое, понятное дело, полыхнуло так, что мало не показалось. А вот во втором факел зашипел и потух.

Конечно, вряд ли покупатель современного автомобиля задумывается о вероятности сгореть в крупных ДТП с собственным участием. Хотя, наверное, это принесло бы лишний плюсик дизелю. Но еще совсем недавно, в эпоху СССР, о дизелях мечтали совсем по другой причине. Что скрывать: многие добрые люди всеми силами старались тогда тибрить горючее с государева транспорта. И вид КАМАЗов с тепловозами был по этой причине особенно тягостен: мол, вон сколько топлива пропадает.

Накануне

В феврале 1893 г. Рудольф Дизель получил патент на двигатель, по имени изобретателя вот уже более ста лет называющийся «дизельным». Первый работоспособный образец мотора своей конструкции был изготовлен Р. Дизелем к началу 1897 г. и 28 января успешно прошел испытания. К этому времени четко обозначилась потребность народного хозяйства и военного ведомства в транспортном двигателе, работавшем на тяжелом топливе. С самого момента появления такой мотор нашел горячих приверженцев в нашей стране, а лицензию на выпуск дизельмотора приобрел завод Нобелей в Петербурге.

К числу достоинств моторов, работавших на тяжелом топливе, относились: отсутствие электрической системы зажигания, меньший на 25-35% удельный расход топлива и его меньшая пожароопасность. Более высокая плотность дизельного топлива позволяла использовать под него баки меньшего объема.

Уже в 1903 г. дизелем петербургского завода Нобелей был оснащен первый в мире теплоход «Вандал». Однако в деле внедрения дизельных двигателей на транспорте возникли и существенные трудности, поскольку для изготовления их топливных систем требовалось применение сложного, а следовательно, и более дорогого, прецизионного оборудования. Кроме того, дизели отличались в целом большей металлоемкостью и существенной удельной массой. Более высокое по сравнению с карбюраторными двигателями давление вспышки (примерно двух-четырех кратное) предъявляло повышенные требования к прочности и жесткости кривошипно-шатунного механизма. Ручной пуск дизельных двигателей был практически невозможен, что, в свою очередь, вызывало необходимость установки специальных пусковых устройств. Поэтому первые опыты с применением дизелей на автомобильном или воздушном транспорте не имели успеха, и они изначально не могли конкурировать с карбюраторными (бензиновыми) двигателями. Первоначально развитие получили малооборотные судовые дизели, а также мобильные дизель-генераторы, предназначавшиеся для снабжения электричеством отдаленных жилых, народнохозяйственных или иных объектов.

КПД двигателя внутреннего сгорания – что это?

Во время работы, мотор превращает тепловую энергию, которая получилась от сгорания топлива, в механическую работу. Современные двигатели намного эффективнее, чем тем, которые были изготовлены лет 10 назад. Таким образом, коэффициент полезного действия рассчитывается на основании теххарактеристик, а также других показателей.

КПД это процентное отношение полезной работы к полной. Другими словами, это преобразование мощности, которая поступает на коленчатый вал двигателя, к мощности, которую получает поршень от сгорания топлива.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Все механизмы предназначены для выполнения определенной работы, которую называют полезной. Однако при этом часть энергии растрачивается. Для того чтобы выяснить эффективность работы, вполне подойдет формула кпд в физике: ɳ= А1/А2×100%, где А1 – полезная работа, выполненная машиной или двигателем, А2 – вся затраченная работа. При этом кпд обозначается символом η.

Фейсбук
Гугл+
ЖЖ
Blogger

Эффективность кпд измеряется в процентах и зависит от различных потерь, которые происходят в процессе работы.

Немного грамоты:

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — это тип двигателя, тепловая машина, в которой химическаяэнергиятоплива (обычно применяется жидкое или газообразное углеводородное топливо), сгорающего в рабочей зоне, преобразуется в механическую работу.

Несмотря на то, что ДВС являются несовершенным типом тепловых машин (сильный шум, токсичные выбросы, меньший ресурс), благодаря своей автономности (необходимое топливо содержит гораздо больше энергии, чем лучшие электрические аккумуляторы) ДВС очень широко распространены, например на транспорте.

Схема работы четырехтактного
цилиндрадвигателя,цикл Отто:
1. впуск 2. сжатие 3. рабочий ход 4. выпуск

Основными типами ДВС являются:

Поршневые двигатели

— камерой сгорания является цилиндр, где тепловая энергия топлива превращается в механическую энергию, которая из возвратно-поступательного движения поршня превращается во вращательную с помощью кривошипно-шатунного механизма. По типу используемого топлива делятся на:

Бензиновые

— смесь топлива с воздухом готовится в карбюраторе и далее во впускном коллекторе, или во впускном коллекторе при помощи распыляющих форсунок (механических или электрических), или непосредственно в цилиндре при помощи распыляющих форсунок, далее смесь подаётся в цилиндр, сжимается, а затем поджигается при помощи искры, проскакивающей между электродами свечи.

Дизельные

— специальное дизельное топливо впрыскивается в цилиндр под высоким давлением. Горючая смесь образуется (и сразу же сгорает) непосредственно в цилиндре по мере впрыска порции топлива. Возгорание смеси происходит под действием высокого давления и, как следствие, температуры в камере.

Газовые

— двигатель, сжигающий в качестве топлива углеводороды, находящиеся в газообразном состоянии при нормальных условиях:

— смеси сжиженных газов — хранятся в баллоне под давлением насыщенных паров (до 16 атм.). Испарённая в испарителе жидкая фаза или паровая фаза смеси ступенчато теряет давление в газовом редукторе до близкого атмосферному, и всасывается двигателем во впускной коллектор через воздушно-газовый смеситель или впрыскивается во впускной коллектор посредством электрических форсунок. Зажигание осуществляется при помощи искры, проскакивающей между электродами свечи.

— сжатые природные газы — хранятся в баллоне под давлением 150—200 атм. Устройство систем питания аналогично системам питания сжиженным газом, отличие — отсутствие испарителя.

—генераторный газ — газ, полученный превращением твёрдого топлива в газообразное. В качестве твердого топлива используются — уголь, торф, древесина

Газодизельные

— основная порция топлива приготавливается, как в одной из разновидностей газовых двигателей, но зажигается не электрической свечой, а запальной порцией дизтоплива, впрыскиваемого в цилиндр аналогично дизельному двигателю.

Роторно-поршневые

— за счёт вращения в камере сгорания многогранного ротора динамически формируются объёмы, в которых происходит обычный цикл ДВС.

Газотурбинные двигатели

— энергия расширяющихся продуктов горения передаётся на лопатки газовой турбины.

ДВС с впрыском воды
.
Комбинированный двигатель внутреннего сгорания

— двигатель внутреннего сгорания, представляющий собой комбинацию из поршневой (роторно-поршневой) и лопаточной машины (турбина, компрессор), в котором в осуществлении рабочего процесса участвуют обе машины. Примером комбинированного ДВС служит поршневой двигатель с газотурбинным наддувом (турбонаддув).

Экологические последствия работы тепловых двигателей:

Интенсивное использование тепловых машин на транспорте и в энергетике (тепловые и атомные электростанции) ощутимо влияет на биосферу Земли. Хотя о механизмах влияния жизнедеятельности человека на климат Земли идут научные споры, многие ученые отмечают факторы, благодаря которым может происходить такое влияние:

Парниковый эффект

– повышение концентрации углекислого газа (продукт сгорания в нагревателях тепловых машин) в атмосфере. Углекислый газ пропускает видимое и ультрафиолетовое излучение Солнца, но поглощает инфракрасное излучение, идущее в космос от Земли. Это приводит к повышению температуры нижних слоев атмосферы, усилению ураганных ветров и глобальному таянию льдов.

Прямое влияние ядовитых выхлопных газов на живую природу

(канцерогены, смог, кислотные дожди от побочных продуктов сгорания).

Разрушение озонового слоя

при полетах самолетов и запусках ракет. Озон верхних слоев атмосферы защищает все живое на Земле от избыточного ультрафиолетового излучения Солнца.

Выход из создающегося экологического кризиса лежит в повышении КПД

тепловых двигателей, использовании исправных двигателей и нейтрализаторов вредных выхлопных газов.

Вопреки постулату:

Эксперты подсчитали, если увеличить КПД всех двигателей внутреннего сгорания (ДВС) хотя бы на один процент, мировая экономика выиграет более триллиона долларов!

Но законы классической термодинамики, сформулированные еще два века назад, определили потолок для коэффициента полезного действия тепловых машин. Во всем «виноват» французский военный инженер Сади Карно, который вывел эталон определения КПД для тепловых двигателей. Только часть хаотической энергии тепла можно перевести в работу. И, как теплотехники ни старались, но выйти за пределы железной формулы никому не удавалось. КПД тепловых машин, в частности ДВС, на сегодняшний день не превышает 50%.

Однако девять лет назад казахстанский физик подверг обструкции незыблемый фундамент термодинамики. Ильдар Ибрагимов, не стесняясь маститых академиков, заявил на международной конференции, что классическая термодинамика — частный случай его теории, анизотропной термодинамики. Понятие это пока не распространено в физике. Продемонстрировать теорию можно на примере камеры сгорания ДВС. В ней движение молекул хаотично, часть частиц воздействует на поршень, совершая полезную работу, а другая часть беспорядочно бьется о стенки камеры, нагревая двигатель. И в принципе никто не пытался как-то изменить поведение молекул в двигателе, потому что существовал незыблемый постулат термодинамики: число степеней свободы — величина, заданная абсолютно, и ее менять нельзя. По мнению Ильдара, этот постулат на сегодняшний день устарел.

Суть нового эффекта:

В камере сгорания задается направление молекул на поршень — полезная работа увеличивается, хаотичное движение частиц уменьшается и, следовательно, уменьшается нагрев двигателя. Парадокс — эти элементарные выводы гораздо проще понять дилетанту, не имеющему к физике никакого отношения.

В конце 90−х опытное конструкторское бюро совместно с Министерством обороны РК провело серию испытаний с ошеломляющими (эпитет на самом деле скромный) результатами.

Заключение:

Для любого автомобильного концерна результаты исследований выглядят фантастичными. Чтобы повысить КПД двигателя на доли процентов производители затрачивают миллиарды долларов. Классическая теория Карно оставляет единственную возможность для повышения КПД и мощности в двигателестроении — увеличивать температуру горения топлива. Но этот путь ограничен термостойкостью материалов, из которых изготавливают тепловые машины. Для незначительного увеличения КПД автопроизводителям приходится многократно усложнять систему охлаждения мотора. Керамические двигатели внутреннего сгорания большого эффекта не дали — слишком дорогой материал. Казахстанский физик изменил лишь форму камеры сгорания, исходя из расчетов на основе новой термодинамической теории.

Ученые к простым революционным выводам относятся иначе — кому охота переписывать всю физику и пересматривать свои взгляды на законы материи?

Почему дизельные двигатели эффективнее бензиновых

Степень сжатия играет такую же большую роль в топливной эффективности, как и любой другой фактор сгорания двигателя. Дизельные двигатели на 25-35 процентов более экономичны, чем бензиновые двигатели сопоставимого размера. Если два автомобиля имеют двигатели одинакового размера, но у одного дизельный двигатель, а у другого — бензиновый, автомобиль с дизельным двигателем проедет четыре (4) мили на том же количестве топлива, что и бензиновый двигатель проедет три (3).И эти цифры скромные.

Небольшие дизельные двигатели нередко проезжают 50 миль на галлоне бензина. Бензиновый двигатель такого же размера обычно проезжает не более 32,5 миль на галлон. То есть бензиновый двигатель нередко имеет две трети (⅔) топливной эффективности дизельного двигателя.

«Дизельные двигатели более экономичны и имеют больший крутящий момент на низких оборотах, чем бензиновые двигатели аналогичного размера, а дизельное топливо содержит примерно на 10-15% больше энергии, чем бензин.Таким образом, дизельные автомобили часто могут проехать на галлоне топлива на 20–35% больше, чем их бензиновые аналоги. Кроме того, современные автомобили с дизельным двигателем намного лучше дизельных двигателей прошлого », — поясняет Министерство энергетики США.

Достаточно сказать, что статистика, показывающая, что дизельные двигатели имеют значительно больший расход топлива, чем бензиновые двигатели сопоставимых размеров, не вызывает сомнений. Дизельные двигатели более экономичны, чем бензиновые. Причина? Сам дизель и дизельные двигатели, конкретно степень сжатия дизелей.

Плотность топлива и топливная экономичность

Что касается того, почему дизельные двигатели более эффективны, чем бензиновые, полный ответ включает физические и инженерные концепции, такие как тип воспламенения топлива, диффузия пламени, степень сжатия и термический КПД. Но попросту есть два фактора, которые определяют топливную экономичность. Первый — это плотность топлива, количество энергии в галлоне или литре топлива. Плотность энергии топлива чрезвычайно трудно изменить в массовом масштабе.Топливо — дизельное топливо, бензин, этанол, биодизель, природный газ, пропан и т. Д. — либо имеет высокую плотность, либо ее нет.

Резко изменить плотность топлива сложно. Топливо бывает легким или тяжелым.

Плотность топлива важна не только потому, что это количество энергии в галлоне или литре топлива, плотность топлива важна, потому что она определяет конструкцию и конструкцию двигателей внутреннего сгорания. Плотность топлива позволяет проектировать двигатели, которые повышают топливную эффективность и сокращают выбросы.Но именно плотность топлива ограничивает возможности конструкции двигателя с точки зрения топливной экономичности и сокращения выбросов.

Определение плотности топлива

Плотность топлива, также известная как плотность в градусах API, представляет собой массу топлива в масштабе объема. Причина, по которой плотность топлива важна для химического состава топлива, заключается в том, что плотность топлива является показателем содержания ископаемого топлива, типов и размеров углеводородов, а также загрязнителей топлива.Тяжелые виды топлива, такие как мазут и бункерное топливо, чрезвычайно плотны, но значительная часть плотности происходит из-за загрязняющих веществ. Легкие виды топлива, такие как газовое топливо и бензин, имеют низкую плотность топлива, но также содержат мало загрязняющих веществ. По сравнению с другими видами ископаемого топлива дизельное топливо имеет средний вес. Обычно единственным значимым загрязнителем в дизельном топливе является сера.

Дизель — это совокупность больших углеводородных молекул и молекулярных цепочек. Более крупные и длинные углеводороды являются причиной того, что дизельное топливо менее летучее, чем бензин, пропан, природный газ и этанол, a.к.а. легкие дистиллятные топлива. Легкие дистиллятные топлива имеют небольшие молекулы и короткие молекулярные цепи, молекулы и цепи, которые очень летучие.

«Бензиноподобные топлива обычно состоят из относительно небольших (т.е. углеродное число в диапазоне 5–10) разветвленных или циклических углеводородов. Эти молекулярные структуры обладают высокой прочностью связи и, следовательно, низкой химической реакционной способностью (например, высоким октановым числом). Напротив, дизельное топливо обладает высокой реакционной способностью из-за длинных насыщенных молекулярных структур (т.е.е. число атомов углерода в диапазоне 10–20) и, таким образом, легко самовоспламеняется, что затрудняет достижение LTC ».

Хотя легко предположить, что чем горючее топливо, тем больше энергии оно производит, но это не так.

Хотя бензин более летуч и воспламеняется / сгорает / горит легче, чем дизельное топливо, у дизельного топлива больше энергии. В весовом масштабе дизельное топливо и бензин имеют примерно одинаковую плотность энергии. Но дизельное топливо более плотное, чем бензин, что означает, что в масштабе объема — галлонах или литрах — дизельное топливо содержит больше энергии.Плотность топлива у дизельного топлива на 13-18 процентов больше, чем у бензина.

По данным Европейского союза автопроизводителей, «дизельное топливо плотнее бензина и содержит примерно на 15% больше энергии по объему (примерно 36,9 МДж / литр по сравнению с 33,7 МДж / литр). С учетом разницы в плотности энергии общий КПД дизельного двигателя все еще примерно на 20% выше, чем у бензинового, несмотря на то, что дизельный двигатель также тяжелее ».

Поскольку дизельное топливо более энергоемкое, чем бензин, каждый галлон дизельного топлива может генерировать больше энергии и больше работы.Поскольку дизельное топливо содержит больше энергии на галлон, дизельные двигатели перемещаются дальше на галлон. Другими словами, поскольку дизельное топливо содержит больше энергии, чем бензин, дизельные двигатели более экономичны, чем бензиновые.

Плотность топлива, степень сжатия, тепловая эффективность, топливная эффективность

В дополнение к тому факту, что дизельное топливо имеет больше энергии в масштабе объема, поскольку дизельное топливо является более плотным топливом, чем бензин, имеет большее сопротивление сжатию. Другими словами, дизельное топливо более стабильное топливо, чем бензин.Поскольку дизельное топливо имеет более высокое сопротивление сжатию — поскольку оно более плотное, чем легкие дистиллятные топлива, инженеры могут проектировать и разрабатывать дизельные двигатели с более высокой степенью сжатия, чем бензиновые двигатели. Чем выше степень сжатия двигателя, тем выше термический КПД. Чем выше термический КПД двигателя, тем, как правило, он более энергоэффективен.

Дизельные двигатели расходуют больше топлива, чем бензиновые, из-за плотности дизельного топлива и из-за степени сжатия дизельных двигателей, причем степень сжатия является катализатором теплового КПД, а тепловой КПД играет важную роль в экономии топлива.

Просто потому, что дизельное топливо более плотное, чем бензин и большинство других ископаемых видов топлива, дизельные двигатели расходуют больше «бензина».

Определенная степень сжатия

Словарное определение степени сжатия: «отношение максимального к минимальному объему в цилиндре двигателя внутреннего сгорания», согласно Google. Хотя это правда, определение не объясняет значение степени сжатия, почему степень сжатия оказывает такое влияние на эффективность использования топлива.

Определение степени сжатия непрофессионалом

Говоря более осязаемым языком, степень сжатия — это то, насколько поршни в двигателе сжимают топливо — дизельное топливо, бензин, биотопливо и т. Д. — внутри цилиндра до того, как топливо сгорит. Проще говоря, степень сжатия — это разница в объеме в цилиндре между моментом, когда поршень находится в нижней части цикла — когда поршень находится в нижней части цикла, цилиндр имеет наибольший объем — и моментом сгорания топлива как поршень движется вверх.

В интервью журналу Engine Builder Magazine Рон Бобьен из Diamond Piston объясняет: «Степень сжатия двигателя рассчитывается путем деления общего рабочего объема (с поршнем в нижней мертвой точке) на общий сжатый объем (с поршнем в нижней мертвой точке). верхняя мертвая точка). Например, если общий рабочий объем Chevrolet с большим блоком объемом 632 кубических сантиметра составляет 1380,34 кубических сантиметра, а общий сжатый объем составляет 86,69 кубических сантиметров, степень сжатия будет заявлена как 15,92: 1.”

Чем выше степень сжатия двигателя, тем эффективнее двигатель сжигает топливо.

Влияние степени сжатия на тепловой КПД

То есть, чем выше степень сжатия двигателя двигателя, тем полнее двигатель сжигает топливо. Это синоним того, что чем выше степень сжатия, тем выше эффективность сгорания . Но эффективность сгорания — не единственное преимущество высокой степени сжатия. Высокая степень сгорания также означает более высокий тепловой КПД.

Термический КПД, в двух словах, — это процент энергии, поступающей в двигатель, которую двигатель преобразует в механическую энергию. Механическая энергия — это энергия, создающая крутящий момент, энергия, которая толкает автомобиль по дороге. Чем больше степень сжатия двигателя, тем больше тепловая энергия, означающая, что чем больше степень сжатия энергии, тем выше процент общей энергии, подаваемой в двигатель, которая превращается в мощность, а не в трату.

Почему степень сжатия увеличивает тепловой КПД

Степень сжатия увеличивает тепловой КПД, потому что чем больше степень сжатия, тем больше работы выполняет каждая единица энергии.Чем выше степень сжатия двигателя, тем меньше энергии двигатель теряет на конвекцию и теплопроводность и тем больше уходит на давление на коленчатый вал. Чем больше давление на коленчатый вал, тем больше крутящий момент на приводном валу. Чем больше крутящий момент на приводном валу, тем больше мощность на колеса.

Другой взгляд на термический КПД состоит в том, что чем выше тепловой КПД двигателя, тем меньше энергии он расходует. Как поясняется в Nuclear-Power.net,

«Желательно достичь высокой степени сжатия, чтобы извлечь больше механической энергии из заданной массы топливовоздушной смеси.Более высокая степень сжатия позволяет достичь той же температуры сгорания с меньшим количеством топлива, обеспечивая при этом более длительный цикл расширения. Это создает больше механической мощности и снижает температуру выхлопных газов. Снижение температуры выхлопных газов приводит к снижению энергии, отбрасываемой в атмосферу ».

Формула теплового КПД объясняет, почему степень сжатия увеличивает тепловой КПД. Тепловой КПД — это мера энергии в виде тепла. Чем выше температура энергии, поступающей в двигатель, по сравнению с температурой выходящей энергии, тем выше энергоэффективность.

Когда поршень двигателя сжимает воздух внутри цилиндра двигателя, воздух нагревается. При движении поршня двигателя вверх создается такое большое давление, что выделяемого тепла достаточно, чтобы вызвать самовозгорание ископаемого топлива, воспламенение без воздействия пламени.

В двигателе сжатия — дизельном или биодизельном — самовоспламенение является предполагаемым следствием степени сжатия.

В двигателе с искровым зажиганием самовоспламенение приведет к повреждению двигателя.Когда самовоспламенение происходит в двигателе с искровым зажиганием — бензиновом или пропановом двигателе, — это называется предварительным зажиганием . Предварительное зажигание — это другая неисправность двигателя, чем детонация. Детонация — следствие разновременного воспламенения карманов топливовоздушных смесей. Детонация также известна как «стук», это не редкость и не всегда серьезная проблема.

С другой стороны, преждевременное зажигание в двигателе с искровым зажиганием разрушает головки поршней, уплотнительные кольца и выдувает свечи зажигания сбоку двигателя.По этой причине бензиновые двигатели всегда должны иметь значительно более низкую степень сжатия, чем дизельные двигатели. Топливно-воздушная смесь в бензине всегда должна быть достаточно низкой, чтобы давление, создаваемое во время хода поршня вверх, не создавало преждевременного воспламенения.

Поскольку бензиновые двигатели не способны выдерживать преждевременное зажигание, это означает, что степень сжатия двигателей с искровым зажиганием обязательно ниже, чем степень сжатия дизельных двигателей с воспламенением от сжатия. Поскольку степень сжатия бензиновых двигателей в бензиновых двигателях должна быть ниже, это означает, что разница между теплотой энергии, поступающей в двигатель, и теплотой энергии, исходящей из двигателя, меньше, чем разница температур между подводимой теплотой. и тепловая мощность дизельного двигателя.Поскольку разница в тепле на входе и выходе бензинового двигателя меньше, чем у дизельного двигателя, бензиновые двигатели обладают меньшей термической эффективностью. Бензиновые двигатели обязательно менее термически эффективны, чем дизельные, из-за конструкции двигателей, что определяется плотностью топлива.

Поскольку термический КПД является одной из двух переменных, определяющих экономию топлива, бензиновые двигатели обязательно менее экономичны, чем дизельные двигатели. По сути, топливная эффективность связана с тепловым КПД, поскольку степень сжатия определяет тепловой КПД, а плотность топлива определяет степень сжатия.

Все, что вам нужно знать

Поскольку все больше и больше иностранных производителей автомобилей предлагают дизельные модели в Соединенных Штатах, многие потребители задаются вопросом, является ли дизель или бензин лучшим выбором для их следующих автомобилей. По данным Bell Performance, Subaru, Audi и Volkswagen в настоящее время продают автомобили с дизельными двигателями в Соединенных Штатах. Эти двигатели предлагают более высокий КПД по сравнению с газовыми двигателями без использования электричества.

Хотя бензиновые автомобили более популярны в США, чем дизельные.С., дизельные двигатели занимают почти половину доли рынка в Европе. Digital Trends отмечает, что, хотя многие потребители в США считают дизельное топливо грязным топливом, технологические достижения сделали его экологически чистым и экологически чистым вариантом для водителей, которым нужен мощный двигатель без ограничения эффективности. Однако покупателям автомобилей может быть сложно понять разницу между этими двумя вариантами.

Как работают двигатели

Согласно Digital Trends и How Stuff Works, как бензиновые, так и дизельные двигатели используют внутреннее сгорание.В двигателях этого типа воздух поступает в двигатель и соединяется с топливом. Цилиндры двигателя сжимают образовавшуюся смесь, которая воспламеняется, вызывая движение поршня и коленчатого вала. Последний компонент активирует трансмиссию транспортного средства для поворота колес автомобиля. Затем поршень возвращается в исходное положение, чтобы удалить отработанный газ из двигателя через выхлопную трубу в качестве выхлопа. Этот процесс происходит несколько раз каждую секунду.

Однако процесс зажигания различается для бензиновых и дизельных двигателей.В процессе сжатия свеча зажигания воспламеняет топливо в газовом двигателе. Дизельные двигатели не имеют свечей зажигания, а просто используют экстремальное сжатие для выработки тепла, необходимого для самовоспламенения, также известного как воспламенение от сжатия. Когда это явление происходит в газовом двигателе, это приводит к его повреждению.

Эти источники, наряду с Road и Track, отмечают, что двигатели с большим количеством цилиндров обеспечивают большую мощность и более плавную работу, чем двигатели с меньшим количеством цилиндров. Однако эти более мощные двигатели также менее эффективны и их сложнее исправить.

Выбор правильного типа двигателя

Согласно данным Bell Performance и Road and Track, клиенты, которые проезжают много миль по шоссе, часто предпочитают дизельные двигатели, поскольку они более эффективны на этих дорогах, чем газовые. Дизельное топливо просто содержит больше энергии в каждом галлоне, чем газовое топливо, что в целом делает его более экономичным. Дизельные двигатели по-прежнему более эффективны, чем газовые, но в меньшей степени для тех, кто в основном ездит по городу. Дизельные автомобили также имеют больший крутящий момент, что приводит к лучшей экономии топлива и более впечатляющему ускорению.

Важно помнить, что некоторые виды дизельного топлива могут отрицательно сказаться на характеристиках автомобиля. К ним относятся черный дизель, биодизель и другие улучшенные дизельные продукты.

Для большинства потребителей в США дизельное топливо и газовое топливо стоят примерно одинаково. Иногда цена на дизельное топливо выше цены на бензин, а иногда ниже цены на газ. Однако, даже если вы потратите больше на дизельное топливо, вы все равно получите большую экономию от дизельного двигателя в течение всего срока службы автомобиля. Это потому, что вам понадобится 8-литровый бензиновый двигатель для достижения той же мощности, что и для 6-литрового дизельного двигателя.

Digital Trends сообщает, что дизельные двигатели, как правило, более долговечны и служат дольше, чем газовые двигатели, при надежной работе и минимальном техническом обслуживании. Хотя когда-то дизельные автомобили весили намного больше, чем газовые автомобили сопоставимых размеров, теперь это больше не проблема, благодаря современным методам производства.

Дизельные двигатели также содержат меньше компонентов, чем газовые двигатели, а это означает, что в вашем автомобиле меньше деталей, которые могут выйти из строя. Для большинства дизельных двигателей требуется меньше услуг по ремонту и техническому обслуживанию, чем для газовых двигателей, что дает общую экономию средств.

В то время как ранние дизельные двигатели имели заслуженную репутацию шумных двигателей, эта жалоба в основном решалась с помощью новых технологий. Были устранены такие проблемы, как шумовое загрязнение и темный дым, поэтому вы можете снова включить дизельное топливо в свой список возможностей, если в предыдущие десятилетия вас беспокоили эти проблемы. Сегодня опыт вождения автомобиля с дизельным двигателем практически идентичен опыту вождения автомобиля с бензиновым двигателем.

Расчет экономии затрат на дизельное топливо

Согласно исследованию Motley Fool, проведенному для сравнения топливной экономичности дизельных и газовых двигателей, дизельные двигатели были на 29 процентов эффективнее на шоссе и на 24 процента эффективнее в городе.Однако, поскольку это исследование представляет собой небольшую выборку, вы можете рассчитать преимущество дизельного топлива для ваших конкретных потребностей вождения.

Необходимая вам формула:

миль / (MPG в городе * процент миль, которые вы проезжаете по городу + MPG на шоссе * процент миль, которые вы проезжаете по шоссе) * $ за галлон = годовая стоимость бензина

Когда вы сами подсчитаете, и вы, вероятно, увидите, что, хотя дизельное топливо стоит меньше за милю, которую вы проезжаете, чем бензин, требуется много лет, чтобы окупиться, даже если вы посмотрите на стоимость дизельного автомобиля по сравнению со стоимостью автомобиля с газовым двигателем. .Однако, если вы ежегодно проезжаете много миль по шоссе и планируете использовать свой дизельный автомобиль в течение длительного времени, вы можете обнаружить, что имеет смысл заплатить аванс за более эффективный двигатель, особенно если учесть ваши ежегодные расходы на топливо.

Кроме того, помните, что если вы измените процентное соотношение городских миль и миль шоссе, которое вы проезжаете, или если вы проезжаете намного больше или меньше миль в год, чем вы ожидали, ваша точка безубыточности для дизельного автомобиля изменится. Водители, которые проезжают в среднем менее 10 000 миль в год, не смогут ограничить свои расходы на топливо, достаточные для того, чтобы дизельный двигатель имел финансовую выгоду, если только они редко ездят по городу или в настоящее время не водят автомобиль, для которого требуется бензин премиум-класса.

Доступные модели с дизельным двигателем для США

Согласно Digital Trends, некоторые из легковых и грузовых автомобилей США, которые в настоящее время предлагают вариант с дизельным двигателем, включают следующее:

Chevrolet Colorado
Chevrolet Silverado
Ford F-150
Ram 1500
Jeep Wrangler
Jeep Gladiator
Chevrolet Tahoe
Chevrolet Suburban
Land Rover Range Rover TD6
Mazda CX-5

Источники:

https: // www.bellperformance.com/blog/diesel-vs.-gasoline-which-engine-is-a-better-fit-for-you

https://www.roadandtrack.com/car-culture/a10350174/gasoline-vs- Diesel-Whats-The-Difference /

https://www.digitaltrends.com/cars/diesel-vs-gasoline-engines/

https://auto.howstuffworks.com/diesel1.htm

https: / /www.fool.com/investing/general/2015/06/04/diesel-vs-gas-which-is-the-better-fuel-and-vehicle.aspx

https://www.caranddriver.com/ features / a23492388 / clean-diesel-cars-wont-sell /

https: // www.caranddriver.com/features/g20980996/diesel-car-truck-suv/

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Газовые и дизельные двигатели в экономии топлива — газ или дизельное топливо для окружающей среды

Когда дело доходит до преодоления

На самом деле это преимущество сокращается. Поскольку нормы выбросов ужесточаются, дизели постепенно теряют свое преимущество; те же дорогостоящие системы доочистки, которые очищают выхлопные газы дизельного топлива, также снижают эффективность. Между тем газовые двигатели продолжают совершенствоваться.

«Несомненно, существует сближение уровней эффективности между бензиновыми и дизельными двигателями», — говорит Уве Гребе, директор GM по глобальным передовым технологиям.«В то время как дизели всегда будут сохранять небольшое преимущество, разрыв почти сократится всего за 10 лет».

За последнее десятилетие некогда экзотическое оборудование, повышающее эффективность, такое как регулируемые фазы газораспределения, прямой впрыск топлива и турбокомпрессоры, стали обычным явлением для двигателей с искровым зажиганием. Конечно, эти технологии не новы, но постепенные улучшения в электронике и материалах сделали их мейнстримом. На подходе и другие разработки, такие как сжигание обедненной смеси и воспламенение от сжатия с однородным зарядом (HCCI), технология сжигания газа, стирающая грань между циклами бензиновых и дизельных двигателей.Рикардо работает над двигателем с турбонаддувом, который использует E85, высокую степень сжатия и высокий уровень наддува для достижения эффективности дизельного двигателя. Род Бизли, вице-президент Рикардо по двигателям с искровым зажиганием, хвастается, что «наш концептуальный двигатель, работающий на этаноле, обеспечивает тепловой КПД в диапазоне низких 40 процентов».

Но не ждите, что дизельный двигатель ляжет и притворится мертвым. «Мы продолжим наблюдать постепенное повышение эффективности дизельного топлива», — говорит Марк Трахан, директор по качеству и технологиям Audi в Северной Америке.«Он не будет таким большим, как переход от последовательного впрыска топлива через порт к прямому впрыску, но есть еще большие преимущества». По словам Трахана, эти меньшие выгоды будут достигнуты за счет таких аппаратных средств, как регулируемые фазы газораспределения и независимое управление сгоранием цилиндров, а также улучшенные системы последующей обработки.

Кроме того, есть и другие факторы. Как отмечает Гребе из GM, дизельное топливо содержит примерно на 14 процентов больше энергии по объему, чем бензин. Это дает двигателям с воспламенением от сжатия значительное преимущество в экономии топлива по сравнению с тепловым КПД.Конечно, все изменится, если и когда двигатели с искровым зажиганием переключатся на более энергоемкие виды топлива. Эта гонка еще далека от завершения.

Постоянно повышающаяся эффективность дизельного двигателя

Рудольф Дизель в 1880-х сказал: «Автомобильный двигатель придет, и тогда я буду считать дело своей жизни завершенным.Он ясно знал, насколько важным было его изобретение. Но какое бы суждение ни было о делах всей жизни Дизеля, сам дизель был далек от завершения. Во-первых, его самые ранние двигатели были эффективны только на 26%. Но это было очень-очень давно.

Потенциальный КПД дизельного двигателя стал горячей темой в 2015 году, более века спустя. Это связано с тем, что Агентство по охране окружающей среды США и НАБДД оценивают потенциальную строгость новых нормативов эффективности для дизельных двигателей в рамках предложения «Фаза 2» для тяжелых транспортных средств.Федеральные агентства имеют право регулировать двигатели большегрузных автомобилей для достижения максимально возможных улучшений и принимать технологические стандарты, уделяя должное внимание стоимости соблюдения требований, срокам разработки технологий и другим соображениям.

Современные дизельные двигатели с воспламенением от сжатия доминируют в сфере коммерческих грузовых перевозок с эффективными двигателями, которые преобразуют около 43–44% топливной энергии в работу двигателя, основываясь на двигателях, сертифицированных на 2013–2014 годы. Чтобы соответствовать существующим нормам эффективности и выбросов углерода, тракторные двигатели, вероятно, сократят потребление топлива и выбросы CO2 на 6% с 2010 по 2017 год, или примерно на 1% в год.Сейчас вопрос заключается в том, насколько более эффективные дизельные двигатели получат на следующем этапе регулирования, с 2017 по 2024–2027 годы.

В июньском предложении EPA / NHTSA дизельные двигатели сократят потребление топлива и выбросы CO2 на единицу работы на 4,2% с 2017 по 2027 год. Окончательные стандарты, вероятно, будут действовать еще три года, поэтому стандарты будут применяться до 2029 года. или к 2030 году. Это будет означать, что выбросы CO2 двигателями сократятся в среднем на 0.От 3% до 0,4% в год до 2030 года. Как это соотносится с другими цифрами?

Невозможно не задаться вопросом, что бы подумал Рудольф Дизель, узнав, что последние дизельные инновации могут удвоить эффективность его первых дизельных разработок?

На приведенном ниже рисунке показаны существующие стандарты на 2014–2018 годы, предлагаемые стандарты на 2017–2027 годы и технологический потенциал от расширенного внедрения технологий на основе вышеупомянутого исследования WVU в граммах CO2 на тормозную мощность в час.Технологический потенциал на рисунке предполагает, что тракторные двигатели могут достичь улучшения до 7% за счет технологии повышения эффективности с использованием пакета двигателей «2020+» исследований WVU (т. Е. За счет улучшений за счет снижения трения, паразитных воздействий, турбонаддува, последующей обработки и т. Д. оптимизация горения и расширенные средства управления). Этот потенциал от этих дополнительных технологий примерно вдвое больше, чем агентства включили в предложенное правило на 2027 год.

Кроме того, мы рассматриваем рост проникновения передовых технологий в двигатели в анализе на рисунке.С более широким распространением инкрементных технологий 2020+ и 15% проникновением системы рекуперации отработанного тепла (WHR) органического цикла Ренкина (как предполагают агентства), снижение выбросов CO2 в парке до 10% к 2027 году станет возможным. С более широким проникновением технологий WHR и US DOE SuperTruck технологический потенциал еще выше. Результаты показывают, что существенно более низкие выбросы CO2, чем предлагаемые стандартные уровни EPA-NHTSA, технически достижимы в период до 2025 года. Максимальный технологический потенциал всего парка мог бы разумно соответствовать эффективности демонстраций SuperTruck Министерства энергетики США в 2014–2016 годах в период до 2030 года.

США Фаза 1 (2014–2017 гг.) И предлагаемые нормативные стандарты Этапа 2 (2018–2030 гг.), Технологический потенциал, технологический потенциал с увеличенной рекуперацией отработанного тепла (WHR) и демонстрации SuperTruck Министерства энергетики США.

Ожидаемое решение США по стандартам двигателей может стать единственной реальной мерой по значительному повышению эффективности дизельных двигателей в течение следующих 10–15 лет. По этой причине можно привести веские доводы в пользу того, что они должны продвигать технологические рамки настолько сильно, насколько это возможно на основе новых технологий повышения эффективности.И это решение имеет более широкие последствия для глобальных инноваций, поскольку одни и те же компании продают одни и те же двигатели повсюду. Индия также рассматривает стандарты эффективности двигателей для своих двигателей большой мощности. Те же высокоэффективные двигатели могут использоваться для дизельных грузовиков в Китае, Европе, Мексике и других странах, если в этих регионах будут действовать аналогичные, все более строгие правила.

Дизель и бензин: все, что вам нужно знать

Дизель и бензин являются нефтепродуктами.Несмотря на одинаковое происхождение, они имеют существенные различия в использовании. Дизель — это топливо для большой техники, которая требует больше крутящего момента, чем лошадиных сил. Для сравнения, бензин — более легкое топливо, которое используется для транспортных средств, которым нужна скорость, а не грубая сила.

Однако разница между ними намного больше, чем просто показатели мощности и крутящего момента. Читайте дальше, когда мы обсудим разницу между дизельным двигателем и бензином, включая такие факторы, как долговечность, топливная эффективность и надежность.

Дизель vs.Бензин: фундаментальное отличие

Дизель и бензин очищаются из сырой нефти. Однако бензин более очищен, чем дизель. Это делает бензин более тонким и летучим. Таким образом, при практическом использовании бензин сгорает быстрее, что позволяет ему вырабатывать больше мощности или лошадиных сил.

Дизельное топливо более плотное, но испаряется медленнее. Он имеет более высокую плотность энергии, что означает, что дизельное топливо вырабатывает на 20% больше энергии, чем такое же количество бензина.

Вот почему дизельные двигатели предпочитают в больших машинах, поскольку они могут производить больше энергии при более низких оборотах и обеспечивать больший крутящий момент. Напротив, бензиновые двигатели используются в легких транспортных средствах, которым для большей скорости требуется меньший крутящий момент и больше лошадиных сил.

Дизельный двигатель и бензиновый двигатель

Как дизельное топливо, так и бензин являются видами топлива, в котором для выработки энергии используется внутреннее сгорание. В двигателе внутреннего сгорания топливо сжигается, вызывая взрыв в замкнутом пространстве (камере сгорания).Когда сгорание происходит внутри двигателя, он толкает вниз поршень, который затем перемещает коленчатый вал, а затем, в конечном итоге, перемещает колеса.

Хотя оба двигателя используют одну и ту же концепцию, разница заключается в процессе сгорания.

В бензиновых двигателях топливо сначала смешивается с воздухом, а затем сжимается поршнем. Затем свеча зажигания создает искру, вызывающую взрыв (возгорание). Затем взрыв снова приводит в движение поршень, который приводит в движение коленчатый вал и в конечном итоге приводит в движение колесо.

A Дизельный двигатель, однако, не требует свечей зажигания для сгорания.

Дизельные двигатели работают по системе, называемой впрыском с воспламенением от сжатия. В отличие от газовых двигателей, в которых для воспламенения требуется простая искра, сначала нужно испарить дизельное топливо. Затем его отправляют в камеру сгорания, где он воспламеняется при высокой температуре.

Сжатый воздух используется для повышения температуры камеры сгорания. Когда поршень сжимает воздух, он нагревается из-за давления.Горячий воздух, смешанный с испаренным дизельным топливом, воспламеняется, и происходит сгорание. Свечи накаливания используются в некоторых двигателях для повышения температуры.

Дизельные двигатели имеют высокую степень сжатия, что позволяет им быть более эффективными, чем бензиновые. Это означает, что они могут производить больше энергии по сравнению с газом.

Дизель и бензиновый двигатель: долговечность

В целом, дизельные двигатели считаются более долговечными, чем бензиновые силовые установки.Это одна из причин, почему часто можно увидеть так много дизельных рабочих самосвалов. Для сравнения, дизельный двигатель может проработать намного больше миль, чем газовый двигатель, прежде чем ему потребуется техническое обслуживание и ремонт.

Кроме того, ожидаемый срок службы дизельного двигателя составляет около 250 000–300 000 миль. Сколько автомобилей с бензиновым двигателем вы встречаете с таким пробегом? Причина огромной разницы в долговечности заключается как в конструкции двигателя , так и в топливе типа .

Конструкция двигателя:

Дизели — это большие двигатели с большими цилиндрами, большими коленчатыми валами, прочными поршнями и несколькими передачами.Эти силовые установки просты и работают без основных операций с шестерней. Кроме того, дизельные двигатели изготавливаются из сверхпрочных материалов для обеспечения непрерывной работы. Поскольку шестерни двигателя в основном фиксируются в установленном месте, движение ограничено, а износ уменьшается.

Бензиновые двигатели, однако, представляют собой сложную конструкцию. Работая в основном с цепями и ремнями, они используют сотни мелких деталей, требующих большей точности. Регулярные остановки и движения увеличивают нагрузку на двигатель, что увеличивает износ.

Тип топлива:

Несмотря на то, что дизельное топливо является более плотным топливом, по консистенции оно напоминает легкое топливо. Это означает, что он постоянно смазывает цилиндр снова и снова во время его движения. Кроме того, из-за большего размера двигателя масло может более свободно перемещаться внутри, что позволяет легче смазывать компоненты.

Вязкость дизельного топлива также уменьшается с температурой; он становится менее плотным при высоких температурах. А поскольку его легче сжечь, он снижает общий износ дизельного двигателя.

С другой стороны, бензин — скорее растворитель; он более кислый по сравнению с дизельным топливом. Так как бензин горит внутри, он вызывает коррозию, делая поверхность двигателя более шероховатой. Это увеличивает износ бензинового двигателя.

Дизель и бензин: эффективность использования топлива

Еще одно важное различие между дизельным двигателем и бензином — это топливная экономичность. Дизельные автомобили, как правило, более экономичны, чем автомобили с бензиновым двигателем, из-за большей плотности, низких оборотов и более высокой степени сжатия.

Как упоминалось ранее, дизельное топливо на 20% эффективнее бензина. Его более высокая плотность позволяет ему производить больше энергии с меньшим количеством топлива. Кроме того, дизельный двигатель может иметь такую же мощность, что и газ, но при более низких оборотах. Другими словами, меньшая скорость сжигания топлива при той же мощности.

Кроме того, существует более высокая степень сжатия, которая напрямую связана с тепловым КПД. Чем он будет выше, тем лучше будет гореть топливо. Это означает, что произойдут более сильные взрывы и будет произведено больше энергии.

Однако бензиновый двигатель никогда не может достичь такой высокой степени сжатия. Если бы это произошло, избыточное тепло воспламенило бы топливо, что привело бы к неконтролируемым взрывам, повреждающим двигатель. Таким образом, газовые двигатели требуют низкой степени сжатия, что приводит к менее эффективному сгоранию.

Использование каждого типа двигателя также влияет на экономию топлива. Дизельные двигатели часто используются в больших буровых установках, которые обычно ездят по шоссе. Бензиновые двигатели используются ежедневными водителями, которые путешествуют по городу.При таком непостоянном использовании сжигается больше топлива.

Дизель и бензин: стоимость владения

Стоимость владения дизельным автомобилем изначально кажется ниже. Автомобили с дизельным двигателем более экономичны, более долговечны и требуют меньше обслуживания. Дизельные двигатели сложно сломать. Фактически, дизельный двигатель может легко прослужить 20-30 лет, прежде чем потребуется капитальный ремонт.

С другой стороны, бензиновый двигатель потребляет больше топлива, требует более частого обслуживания и может потребовать большего внимания после 150 000 миль пробега.

Это может сделать выбор бензинового двигателя неразумным. Но в долгосрочной перспективе становится очевидным, что бензиновые двигатели могут иметь большую ценность, чем дизельные, в зависимости от их использования. Потому что, несмотря на то, что дизель более надежен, он также и дороже.

Для сравнения, автомобиль с дизельным двигателем будет стоить больше на момент покупки, чем автомобиль с бензиновым двигателем. Кроме того, расходы на техническое обслуживание и ремонт дизельного двигателя выше, чем у газового двигателя. Например, замена масла в газовом двигателе будет стоить около 20-40 долларов, в то время как замена дизельного масла стоит 50-70 долларов.Дизельные двигатели больше по размеру, поэтому им нужно больше моторного масла.

Кроме того, дизельные двигатели обычно имеют более высокие цены на топливо. В настоящее время стоимость дизельного топлива составляет в среднем 3,27 доллара за галлон. У Chevrolet Silverado есть городской пробег 22 миль на галлон для дизельного топлива и 19 миль на галлон для бензина. При пробеге более 10 000 миль средняя стоимость топлива составит около 1500 долларов для дизельного топлива и 1400 долларов для бензина (по цене 3 доллара за галлон).

Итак, учитывая дополнительную цену на автомобиль с дизельным двигателем, более высокие затраты на топливо и более дорогое обслуживание, стоимость владения дизелем выше, чем стоимость бензина в течение десяти лет при скорости 10 000 миль / год.

Какой тип двигателя мне лучше?

Дизельные и бензиновые двигатели имеют свои уникальные преимущества. В общем, если вы проезжаете менее 12 000 миль в год при регулярном использовании, то бензиновый двигатель удовлетворит ваши потребности. Кроме того, если вы предпочитаете водить машину «встань и езжай», то, скорее всего, вы захотите пропустить дизель.

Однако, если вы много ездите (более 15 000 миль в год), перевозите более тяжелые грузы или буксируете большие грузы, то дизель будет иметь смысл.Да, дизель будет иметь более высокие первоначальные затраты и затраты на топливо, но его общая эффективность компенсирует это. Дизель также идеален, если вам нужно, чтобы двигатель работал на холостом ходу в течение нескольких часов подряд.

Ознакомьтесь с нашей обширной коллекцией подержанных дизельных автомобилей, грузовиков и внедорожников. Обратите внимание, что наши запасы часто меняются и подлежат предварительным продажам. Обязательно спросите нас о поступающих подержанных моделях Diesel.

Купите подержанный автомобиль или грузовик в Trust Auto

Позвольте профессионалам Trust Auto в Сайксвилле помочь вам выбрать подходящий автомобиль для ваших нужд.Ищете ли вы надежный рабочий грузовик или комфортабельный семейный круизер, мы рассмотрим все детали.

Покупаете подержанный грузовик в Вирджинии? Покупка подержанной машины в Вашингтоне, округ Колумбия? Тогда самые подержанные автомобили находятся всего в нескольких минутах езды от отеля. Покупаете подержанный автомобиль в Пенсильвании? Покупаете подержанный внедорожник в Нью-Йорке? Тогда узнайте, как наши службы удаленных покупок могут помочь вам найти идеальный автомобиль, даже не выходя из дома.

Не ищите ничего, кроме Trust Auto, когда ищете «ближайшего ко мне дилера по продаже лучших подержанных автомобилей.«Из Балтимора и за его пределами откройте для себя наш обширный выбор высококачественных подержанных автомобилей с небольшим пробегом.

ISUZU: Дизельные двигатели и бензиновые двигатели

Характеристики дизельных двигателей

Горение

В дизельных двигателях воздух втягивается в цилиндр и сильно сжимается, после чего топливо под высоким давлением впрыскивается в цилиндр. Возгорание происходит самопроизвольно в результате высокой температуры, возникающей при сжатии.

Тепловой КПД

Отношение тепла, преобразованного в мощность, к общему количеству тепла, выделяемого при сгорании

Дизельные двигатели

обладают высоким тепловым КПД

Коэффициент теплового КПД = коэффициент преобразования тепла в движущую силу: 35-42%

Высокая тепловая эффективность дизельных двигателей приводит к низкому расходу топлива.

На 20-40% ниже, чем у бензиновых двигателей

Прочность

Срок службы 300 000 — 1 000 000 км или более

(из данных двигателя автомобиля)

Производительность

Дизельные двигатели генерируют стабильный крутящий момент в диапазоне низких скоростей, поэтому автомобили с дизельным двигателем легко управлять.

На основе внутренних данных

Характеристики бензиновых двигателей

Горение	В бензиновых двигателях воздух и топливо заранее смешиваются, а затем втягиваются в цилиндр и сжимаются.Сжатая смесь воспламеняется свечой зажигания.
Тепловой КПД Отношение тепла, преобразованного в мощность, к общему количеству тепла, выделяемого при сгорании	Коэффициент теплового КПД = Коэффициент тепла, преобразованного в движущую силу: 25-30%

CO	Поскольку бензиновые двигатели имеют более низкий тепловой КПД, чем дизельные двигатели, количество выхлопных газов в них соответственно больше.
Прочность	Срок службы 100000 — 300000 км или более (на основе данных двигателя автомобиля)
Производительность	Бензиновые двигатели создают крутящий момент при высокоскоростном вращении.

На основе внутренних данных

Дизельный и газовый двигатель: ожидаемый срок службы, выбросы, эффективность

При сравнении дизельных и бензиновых двигателей, дизельные двигатели в конечном итоге считаются превосходящими газовые двигатели в тяжелых транспортных средствах из-за их улучшенной топливной эффективности и более длительного срока службы.Они часто являются предпочтительным типом двигателя для транспортных средств, таких как автомобили скорой помощи, бульдозеры, самосвалы, экскаваторы, корабли, полуприцепы и поезда.

и газ: понимание различий

Хотя дизельные и газовые двигатели являются двигателями внутреннего сгорания, существуют различия в их работе, которые делают дизельные двигатели более подходящими для промышленных транспортных средств . Различия исходят из:

Более высокая энергоемкость плотность дизельного топлива
Большее сжатие воздуха дизельными двигателями
Отсутствие свечей зажигания в дизельных двигателях

Эти различия способствуют следующие характеристики :

Ожидаемая продолжительность жизни. Дизельные двигатели сжимают воздух почти вдвое больше, чем газовые двигатели (примерно 20: 1 против 10: 1). Таким образом, детали двигателя, такие как блок и головки цилиндров, коленчатые валы, поршни и клапаны в дизельных двигателях, спроектированы так, чтобы быть более прочными, чем газовые двигатели. Эта более высокая степень сжатия также приводит к более полному сгоранию топлива, чем то, что содержится в газовых двигателях, поэтому выхлоп дизельных двигателей менее агрессивен. Это способствует увеличению срока службы компонентов двигателя.

Расходы на топливо и эффективность. Из-за повышенного сжатия воздуха дизельные двигатели также работают при более высоких температурах, чем бензиновые. Это приводит к более эффективному преобразованию тепловой энергии в механическую. Дизельные двигатели примерно на 15-40% эффективнее газовых двигателей, а дизельное топливо примерно на 15% дешевле бензина. Таким образом, стоимость одной мили дизельных двигателей значительно ниже, чем у газовых.

Крутящий момент / л.с. Высокая степень сжатия дизельных двигателей дает им возможность создавать более высокий крутящий момент при более низких оборотах двигателя.Также дизельное топливо содержит на 12–16% больше энергии, чем бензин. Эти факторы делают дизельные двигатели идеальными для работы в условиях высоких нагрузок, требующих постоянного высокого крутящего момента.

Затраты на техническое обслуживание. Дизельные двигатели не имеют свечей зажигания. Дизель также является гораздо лучшей смазкой, чем бензин. Если рассматривать выбросы дизельного топлива по сравнению с бензином, более полное воспламенение дизельного топлива производит меньше загрязняющих веществ и коррозионных агентов. Дизельные двигатели работают на более низких оборотах, чем газовые.Все эти факторы способствуют снижению затрат на техническое обслуживание дизельных двигателей.

Важность правильного обслуживания двигателя

Дизельное топливо легко улавливает загрязнения благодаря своей высокой вязкости. Периодическая замена масла и масляного фильтра позволит удалить скопившуюся грязь изнутри двигателя. Также важно следить за расходом масла, как за ранним индикатором опасной утечки масла. Их следует быстро обнаруживать и незамедлительно устранять.

Дизельным двигателям требуется постоянная подача чистого воздуха для поддержания максимальной производительности.Грязные фильтры уменьшают поток воздуха к двигателю, поэтому важно регулярно проверять и заменять воздушные фильтры. Это особенно важно для самосвалов, военной техники и катеров, которые работают в суровых условиях.