Чем отличается бензиновый двигатель от дизельного
Чем отличается бензиновый двигатель от дизельного
Бензин против Дизеля: в чем разница.
На базовом уровне современные двигатели внутреннего сгорания работают по принципу четырех простых шагов (тактов), т.е.- всасывание, сжатие, воспламенение и выхлоп. Эти циклы снова и снова периодически повторяются когда двигатель находится в рабочем состоянии. Таким образом создается крутящий момент который передается на трансмиссию, а далее уже на колеса. Причем эти такты работы двигателя не зависят от конкретного типа используемого мотора, будь это дизельный или бензиновый двигатель. Но у этих двух моторов имеются определенные различия, в том как они выполняют данные циклы работы.
Различия в работе бензиновых и дизельных двигателей
Для бензиновых двигателей этап впуска обычно заключается во всасывании одновременно воздуха и топлива в камеру сгорания. Если же сравнивать работу с дизельным мотором, то в этот рабочий момент дизельный агрегат только всасывает воздух без топлива. Далее происходит сжатие воздуха в камере сгорания.
Зажигание тоже контролируется в каждом типе двигателей по-разному. Бензиновые моторы используют у себя свечи зажигания, которые с помощью электрической искры воспламеняют в камере сгорания топливную смесь (кислород + бензин) и тем самым запускают двигатель. В результате воспламенения топлива образуется энергия которая начинает двигать поршни в моторе.
Что касаемо дизельного двигателя, то в отличие от бензинового силового агрегата воспламенение дизельного топлива в камере сгорания происходит от силы сжатия. То есть, после этого сжатия происходит самовоспламенение топливной смеси. Как видите, все очень просто.
Как мы уже сказали, сначала в камеру сгорания дизельного мотора подается только лишь воздух, который сжимается по ходу движения поршня. В результате сильного сжатия кислород в камере сгорания сильно нагревается. В этот момент и подается дизельное топливо, которое самовоспламеняется от горячего кислорода в камере сгорания и тем самым запускается мотор.
Таким образом момент воспламенения топлива в дизельных моторах контролируют топливные форсунки, тогда как в бензиновых моторах это регулируют свечи зажигания.
Стоит также отметить, что оба типа двигателей используют как правило, одинаковую систему выпуска, чтобы выпустить из камеры сгорания в результате воспламенения топлива скопившиеся газы. Это регулируется клапанами путем их открытия и закрытия когда необходимо выпустить отработанные газы, тем самым направляя их в выхлопную систему автомобиля.
Какой двигатель эффективней- Дизель или бензин?
Дизельные двигатели продолжают совершенствоваться в экологическом плане, постепенно доказывая специалистам и экологам что уровень вредных веществ в выхлопе может быть почти таким же, как и в бензиновых автомобилях. Но пока что бензиновые двигатели по-прежнему считаются более экологичными по сравнению с дизельными. Но есть в этих дизельных моторах неоспоримое преимущество, которое заключается в следующем, по сравнению с теми же бензиновыми моторами они намного экономичнее.
Действительно, в большинстве случаев дизельные двигатели значительно превосходят бензиновые агрегаты по топливной эффективности.
Это объясняется особенностью температуры самовоспламенения дизельного топлива в камере сгорания. Температурой самовоспламенения считается такая температура, при которой соотношение в смеси кислорода с топливом приводит к самовоспламенению топливной смеси.
В бензиновых же моторах наоборот, там важно, чтобы температура в соотношении бензин-кислород в камере сгорания не приводила к самовоспламенению бензина во время сжатия, поскольку это может привести к воспламенению топлива до подачи искры свечами зажигания. Это может привести к повреждению двигателя.
Чтобы этого не происходило бензиновые моторы имеют довольно низкие коэффициенты сжатия (такт сжатия, это когда определенное количество кислорода и бензина попадают в камеру сгорания). Это необходимо для того, чтобы во время сжатия резко не повышалась температура воздуха.
Поскольку дизельные моторы во время такта сжатия (впуска) не имеют внутри камеры сгорания дизельного топлива, то они могут сжимать всасываемый кислород намного сильнее, чем бензиновые двигатели. В результате такого сильного сжатия воздух в камере сгорания очень сильно нагревается и после чего в камеру сгорания попадает само дизельное топливо, которое в итоге самовоспламеняется.
Другим преимуществом эффективности дизельного двигателя является отсутствие в нем дроссельной заслонки. Когда вы нажимаете педаль газа в бензиновом автомобиле, это позволяет открывать впускные клапана в двигателе, что в свою очередь позволяет большому количеству воздуха попадать в мотор.
Соответственно получается, чем больше кислорода, тем больше энергии образуется в результате воспламенения топлива, которое в этом случае также начинает подаваться в повышенном объеме. Стоит здесь отметить, что этот процесс контролирует компьютер, который и определяет необходимое количество топлива.
В дизельных же моторах дроссельные клапана не нужны. При нажатии педали газа компьютер сам определяет, какое количество топлива необходимо подать в камеру сгорания.
В результате этого при работе дизельного мотора теряется совсем немного топлива в отличии от тех же бензиновых моторов, которые сжигают бензина зря на много больше.
Разница в соотношении топливной смеси, — воздух / топливо
Дизельные двигатели имеют способность работать в очень широком диапазоне соотношений самого кислорода и топлива в топливной смеси, которая подается в камеру сгорания.
Бензиновые же моторы работают обычно в диапазоне от 12 до 18 частей воздуха на 1 часть топлива (по массе).
Обычно такое соотношение остается близким к 14,7:1. Дело вот в чем, при коэффициенте соотношения кислорода и топлива вся топливная смесь полностью сгорает в камере сгорания.
Однако, в дизельных моторах все происходит совсем по-другому. Например, как правило, дизельный мотор работает в соотношениях кислорода от 18:1 до 70:1.
Когда вы нажимаете педаль газа в дизельном автомобиле, то это приводит к уменьшению соотношения воздуха с дизельным топливом и все за счет увеличения впрыска дизеля в камеру сгорания.
Соответственно получается, чем больше топлива, тем больше мощность. Правда, здесь надо уточнить, когда дизельные моторы работают при низком соотношении кислорода с топливом, то в процессе самого сгорания образуется много сажи.
Именно по этой причине несмотря даже на наличие системы очистки мы с вами можем наблюдать черный дым исходящий от грузовиков в тот момент, когда они начинают трогаться с места. В этот момент водители дизельных грузовиков сильно нажимают на педаль газа, чтобы сдвинуть с места эту тяжелую машину.
В этот самый момент в дизельный двигатель начинает поступать меньше кислорода, а поступает больше топлива.
Помимо всего этого существует еще множество отличий дизельных моторов от тех же бензиновых. Например, каждый тип мотора по-разному может замедлять транспортное средство при торможении двигателем.
Для получения дополнительной информации посмотрите ниже несколько видео-роликов.
Перед самим просмотром включите показ субтитров и их перевод.
Дизельный двигатель
Вы будете перенаправлены на Автор24
Дизельный двигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, который работает по принципу самовоспламенения распылённого топлива от воздействия, разогретого при сжатии воздуха.
История
В $1893$ году Рудольф Дизель разработал двигатель с немного измененным принципом проектирования и эксплуатации, чем ранее известный двигатель внутреннего сгорания. Изобретатель преследовал цель в том, чтобы сделать более эффективную машину, которая основана на общей концепции двигателя внутреннего сгорания. В $1893$ году он выиграл патент на конструкцию «дизеля».
В $1897$ году Рудольф Дизель построил первый двухцилиндровый дизельный двигатель, который был удостоен Гран — при на выставке в Париже.
Конструкция двигателя, которая была разработана Дизелем, очень ненадежна и сложна в эксплуатации за счет использования впрыска топлива в цилиндр с помощью сжатого воздуха. Система впрыска требуется наличия многоступенчатого компрессора с возможностью производить достаточно высокое воздушное давление. Современные материалы и технологии обеспечивают адекватную долговечность и надежность работы компрессора, расширение, это не малые габариты и вес двигателя, а также увеличилось количество движущихся частей, которые требуют периодического технического обслуживания.
К $1898$ году, Дизель заработал миллионы. Его двигатели были использованы для силовых трубопроводов, легковых и грузовых автомобилей, а также морских судов. Они скоро будут использоваться в шахтах, нефтяных месторождениях, заводах, и заокеанском судоходстве.
В $1936 $году «Mercedes-Benz» впервые применили дизельный двигатель в серийном автомобиле с пассажирами.
Готовые работы на аналогичную тему
Принцип работы
В дизельном двигателе, сначала воздух поступает в камеру сгорания. Воздух затем сжимается с коэффициентом сжатия обычно между $15$: $1$ и $23$ :$1$. Эта высокая степень сжатия приводит к тому, что температура воздуха повышается. Приблизительно в верхней части такта сжатия, топливо впрыскивается в сжатый воздух в камере сгорания. Это может происходить в пустоте в верхней части поршня или в предкамере в зависимости от конструкции двигателя. Топливный инжектор гарантирует, что топливо разбивается на мелкие капли, и что оно распределяется равномерно. Сгорание происходит при практически постоянном давлении в начальной части рабочего хода. Начало парообразования вызывает задержку перед зажиганием и характерный дизельный звук стука, когда пар достигает температуры воспламенения и вызывает резкое увеличение давления над поршнем. Когда сгорание завершено, газы сгорания расширяются, когда поршень опускается, далее высокое давление в цилиндре приводит в движение поршень вниз, и обеспечивает подачу питания на коленчатом валу.
Также высокий уровень сжатия, позволяет сгоранию происходить без отдельной системы зажигания, высокая степень сжатия значительно повышает эффективность двигателя.
Основные преимущества
Дизельные двигатели имеют ряд преимуществ по сравнению с другими двигателями внутреннего сгорания:
Они сжигают меньше топлива, чем бензиновый двигатель, выполняющий ту же работу, из-за более высокой температуры сгорания двигателя и большей степени расширения. Бензиновые двигатели, обычно, на $30$% эффективнее, в то время как дизельные двигатели могут конвертировать более 45% энергии топлива в механическую энергию.
У них нет высокого напряжения системы электрического зажигания, что приводит к высокой надежности и легкой адаптации к влажной среде.
Долговечность дизельного двигателя, как правило, примерно вдвое больше, чем бензинового двигателя, в связи с увеличением прочности используемых деталей.
Дизельное топливо дистиллируется непосредственно из нефти.
Они вырабатывают меньше тепла в режиме охлаждения и выхлопа.
Бензин, дизель и электродвигатель: соперничество трех характеров
Недавно на нашем портале была опубликована статья о том, что Великобритания планирует полностью отказаться от бензиновых и дизельных авто в пользу электрокаров. Интересно, что и другие европейские страны готовы принять такое решение. Например, Норвегия откажется от ДВС (двигатель внутреннего сгорания) в 2025 году, Германия введет запрет на них в 2030-м, а Франция перестанет продавать таковые к 2040-му году. Делается это ради здоровья людей и чистой окружающей среды. Чего же лишатся европейские водители и что приобретут, отказавшись от дизельных и бензиновых двигателей, в чем их плюсы и минусы по сравнению с электрокарами.
Дизельное топливо
До некоторых пор считалось, что использование дизеля минимально влияет на загрязнение воздуха. Однако потом исследования ученых показали обратное – машины на дизеле выделяют диоксид азота, оксид азота, диоксид углерода, а также другие токсичные химические вещества, способные привести к ряду проблем со здоровьем, в том числе, и к раку лёгких. Чем выше температура сгорания топлива в дизельных двигателях, тем больше окислов азота выделяется, причём концентрация их выше, чем в выхлопе бензиновых двигателей.
Источник фото: hdws.org
Любопытно, что споры о том, какой из ДВС наиболее вреден, продолжаются по сей день. Одни утверждают, что среди двигателей внутреннего сгорания дизельный – самый экологичный. Другие считают, что бензин – это более легкое топливо, сгорает он быстрее с меньшим образованием отложений, поэтому именно он экологичнее. Но никому не надо доказывать, что электромобили в этом смысле – вне конкуренции, они не коптят воздух и безвредны для нашего здоровья.
Если говорить о качественных характеристиках дизельного двигателя, то у него довольно много плюсов:
— Дизельный мотор обладает большим КПД и крутящим моментом (чем у бензинового) из-за более высокой степени сжатия топлива и характера его горения. Это благотворно влияет на работу автомобиля в городе, например, в пробках, можно двигаться на холостых оборотах. И трогается он намного быстрее, чем машина с другим мотором;
— Преобразовывает больший процент энергии топлива в полезную работу, а это влияет на увеличение мощности;
— Долговечность. Для сравнения детали бензинового двигателя изнашиваются быстрее. Так, дизельному двигателю не требуется система зажигания и свечи, поскольку самовоспламенение топливно-воздушной смеси здесь происходит иначе, чем в бензиновом двигателе;
— Правильный уход, заправка качественным дизелем – и двигатель сможет проработать до 500000 километров;
— Улучшенная динамика вождения – автомобиль, по словам владельцев, практически едет сам.
Кроме того, автовладельцы экономят при покупке топлива – оно отличается не только низкой ценой, но и небольшими затратами. Расход горючего на дизеле, как правило, на 30-35% меньше, чем у бензиновых моторов.
Дизельные машины – шумные. Так как при сгорании топлива внутри цилиндров дизельных моторов образуется высокое давление, такие силовые агрегаты создают больше шума и вибраций. Но отнести к недостаткам этот факт можно едва ли, поскольку для многих водителей звук мотора все равно что музыка.
— Долго прогревается в зимнее время, если в автомобиле отсутствует предпусковой подогреватель двигателя типа Webasto. Дорого, но эффективно. Правда, к этому способу можно не прибегать, если машина будет стоять в теплом гараже.
— Купить отвечающее всем требованиям дизельное топливо на заправках у нас не так просто, поэтому владельцам приходится прибегать к дополнительным хитростям.
— Требуется частая замена масла и фильтров, иначе водитель не может рассчитывать на долговечность дизельного авто.
Дизельные авто, можно сказать, требовательны в обслуживании, поэтому водителям таких машин необходимо:
— полностью соблюдать все условия обслуживания, которые рекомендует производитель автомобиля, и использовать на сервисе только оригинальные материалы;
— масло нужно покупать только проверенное, иначе через 10-20 тысяч километров двигатель может испортиться, то же самое касается фильтров;
— при покупке расходных материалов для дизеля, нужно обращать внимание, что на свечах накаливания, топливных фильтрах и моторных маслах должно быть написано DIESEL;
— ремонт дизельного двигателя нужно делать сразу после того, как автомобиль показал неполадку, это поможет сохранить определенное качество и нужные свойства установки.
Бензиновый мотор
К плюсам бензиновых моторов относят хорошую разгонную динамику. К тому же он работает тихо. И зимой заводится легко. Нужно лишь следить за уровнем заряда аккумулятора и правильно подбирать моторное масло. В ремонте и обслуживании обходятся дешевле. Кстати, интервал ТО (техобслуживания) больше, чем у дизельных авто, то есть реже меняются масло и фильтры.
Безусловный плюс – цена, у бензинового она скромнее, чем у машин с другими двигателями.
Для сравнения, в июле нынешнего года средняя стоимость автомобиля составляла примерно полтора миллиона рублей. Дизельные модели стоили дороже бензиновых в 1,5-1,7 раз.
— Примерно на треть выше расход топлива;
— Система зажигания и свечи (у дизельных они отсутствуют, поэтому не досталяют хлопот);
— Бензиновые моторы в большинстве своем проезжают по 300-350 тысяч километров до капитального ремонта, между тем, дизели способны проехать до миллиона километров без серьезного вмешательства;
— Бензин – легковоспламеняемая жидкость, нужна всего лишь искра, чтобы его поджечь. В случае аварии вероятность возгорания бензинового автомобиля значительно более высока, нежели дизельного и, тем более, электрического.
Источник фото: yandex.ru
В обслуживании дизельных и бензиновых двигателей практически нет особой разницы. В обоих случаях желательно использовать качественное масло и топливо.
Электрический автомобиль
Самый большой спрос на электромобили сейчас в Европе. Еще в середине 2016 года в этой части света количество эксплуатируемых электромашин насчитывалось около полумиллиона единиц. США и Китай заняли второе место по количеству использования таких машин. Главные покупатели электрокаров живут в Норвегии, Нидерландах, Франции, Великобританиии и Германии. Популярностью у европейских автомобилистов, по версии издания The Wirecutter, пользуются модели Mitsubishi Outlander, PHEV и Renault Zoe, у американских — Nissan Leaf, Tesla Model S и Model X.
Что касается качественных характеристик, то электрический двигатель работает значительно эффективнее бензинового. В среднем он преобразует в механическую около 60% электрической энергии. Для сравнения, автомобиль на бензине использует топливо с эффективностью в 17-20%.
Источник фото: logists.by
Электромобили обладают и другими преимуществами по сравнению с машинами на ДВС. Это:
— Малый вес и компактность;
— Простота в обслуживании и долговечность работы деталей, соответственно, большой межсервисный пробег, дешевизна ТО;
— Отсутствие необходимости в переключении передач;
— Меньший шум и отсутствие вибраций;
— Высокая плавность хода и динамика;
— Возможность торможения самим электродвигателем без использования механических тормозов — отсутствие трения и износа тормозов;
— Экологически безопасный в эксплуатации;
— Низкая пожаро- и взрывоопасность при аварии;
— Возможность подзарядки от бытовой электрической сети (розетки), правда, такой способ обходится дорого и занимает в 5—10 раз больше времени, чем от специального высоковольтного зарядного устройства.
К слову, зарядные станции для электрокаров можно устанавливать в любой точке города, они не требуют особых мер предосторожности. Для заряда авто на станции требуется от получаса. В целом, вопрос питания – это основная сложность, связанная с эксплуатацией этих машины.
— У современных электрических аккумуляторов низкая емкость, что не позволяет совершать длительные поездки на несколько сотен километров и годятся лишь для передвижения в пределах одного города. Средний пробег, без дополнительной зарядки, у электрокара составляет 300 км. Например, прокатиться из Москвы в Санкт-Петербург не получится;
— Пока инфраструктура для обслуживания электромобилей еще недостаточно развита;
— Большинство существующих на сегодняшний день моделей электрокаров малогабаритные и вмещают только двух пассажиров. Для семей с детьми такой автомобиль не подойдет. А более вместительные машины потребуют и более мощного аккумулятора, что увеличивает стоимость автомобиля и время зарядки;
— Отсутствие массового производства электромобилей и использование новейших разработок при проектировании сказывается на цене. Они ощутимо дороже бензиновых.
Кстати, о цене. Один из самых популярных автомобилей среди любителей электрического двигателя — Kia Soul EV 2016 года выпуска – в среднем стоит около 31 тысячи долларов. Для тех, кто может позволить себе автомобиль подороже, есть знаменитая Tesla Model S – 89 тысяч долларов. Самый доступный электромобиль в соотношении цена-качество продается в США — Chevrolet Spark EV (26 тысяч долларов).
Особенности эксплуатации машин с электротягой:
— после 500 циклов зарядки аккумуляторы теряют от 10 до 40 процентов мощности, поэтому у авто будет снижаться диапазон;
— рекомендуется доводить автомобиль до малых показателей заряда батареи, чтобы заряжать с нуля, иначе батарея в два раза быстрее выйдет из строя;
— в холодное время аккумулятор быстрее теряет свой заряд;
— электромобиль не нужно прогревать;
— рекомендуется соблюдать постоянные скорости в городе в промежутке 40-60 километров в час, на трассе 85-110 км/ч;
— домашние розетки нужно подключать к машине напрямую, без переносок и специальных средств удлинения, розетка должна быть возле машины.
Несмотря на то, что говорить о популярности электрокаров в нашей стране пока рано (по данным аналитического агентства «Автостат», по состоянию на 1 января 2017 года в нашей стране насчитывается 920 электромобилей), данная технология стремительно развивается и получает широкое распространению. Пользование электрокаром в Москве имеет ряд преимуществ. Так для электрокаров предусмотрена бесплатная парковка на всем городском парковочном пространстве. Кроме того, для них планируют выделить отдельные машиноместа, на которых автомобилям с ДВС парковаться будет запрещено. Зарядка для электромобилей также является бесплатной, а их сеть постоянно расширяется. Найти ближайшую к вам точку зарядки электромобиля, расположенную на московском парковочном пространстве можно здесь.
Кстати, городской транспорт также постепенно переходит на электродвигатели. Так недавно мэр Москвы Сергей Собянин объявил об отказе столицы от закупки дизельных автобусов с 2021 года.
Что делать если на АЗС перепутали топливо
Ситуация, когда вместо бензина на АЗС заливают бак до полного соляркой или наоборот, – вполне реальна. Например, у одной семьи может быть две машины с дизельным и бензиновым двигателем, кроме того, человек может работать на машине с дизелем, а у его собственной машины вполне может оказаться двигатель другого типа. Подробные инструкции – как действовать в случае, если машину заправили не тем топливом, – публикует портал «АвтоВзгляд», а мы ограничимся краткими рекомендациями.
Сразу подчеркнем: лучшее средство от проблем, связанных с посещением АЗС, – это правильный выбор АЗС. Например, компания «Эталон МК» старается выбирать в качестве партнеров топливной карты COMPAS такие АЗС, на которых не бывает ни поддельного или разведенного горючего, ни неподготовленных сотрудников, способных втиснуть бензиновый пистолет в горловину дизельного бака. Тем временем, современный автомобиль стал уже настолько сложным техническим устройством, что навредить ему некачественным или просто неподходящим топливом очень и очень несложно.
Если в бак дизельного автомобиля попал бензин
Это наиболее распространенная ситуация, поскольку нередки случаи, когда человек покупает новую машину и, по различным причинам, останавливает свой выбор на внедорожнике с дизелем, тогда как прежде у него был автомобиль с бензиновым двигателем.
Если залитый по ошибке бензин не успевает попасть в дизельный двигатель – достаточно вызывать эвакуатор и отправиться на станцию техобслуживания. На СТО просто осушат бак и зальют солярку, а потом, разумеется, предложат заменить фильтры и почистить насос. Все это совершенно лишнее в таком замечательном случае, когда ошибка с горючим вскрылась до того, как вы завели машину и позволили бензину попасть в топливную систему автомобиля
Если бензин все-таки попал в двигатель вашего автомобиля, то, в самом лучшем случае, машина заглохнет и откажется заводиться – вот тогда на СТО придется оплатить чистку топливной системы с заменой фильтра и мытьем бака.
Смесь бензина и дизельного топлива способна сильно повредить двигателю, если водитель не обратит внимания на странное поведение машины или спишет его на «паленую соляру» и будет выжимать из двигателя все силы, чтобы поскорее «выжечь» якобы плохую горючку.
Если в бак автомобиля с бензиновым двигателем попало дизельное топливо
Дизельное топливо тяжелее бензина, поэтому если вас угораздило залить солярку в бензобак, пусть даже и не пустой, дизтопливо в бензине просто «утонет» и сразу же постарается проникнуть в топливную магистраль. Клубы черного дыма из выхлопной трубы и неприятные звуки в двигателе немедленно сообщат о том, что в бензиновый двигатель попало дизельное топливо.
Если ошибка на заправке обнаруживается практически на месте, то действия рекомендуются те же, что и первом случае – бак осушается, правильное топливо заливается. Впрочем, бензиновому двигателю не грозят немедленные фатальные последствия, если в него попадает солярка. Если бак был практически пустым, то есть доля бензина в образовавшейся смеси невелика, то двигатель просто сразу же заглохнет. Если же до попадания дизельного топлива в бак, он был на половину или более заполнен бензином, то на получившейся смеси автомобиль сможет проехать некоторое количество километров. Чем позже вы заметите неладное – тем дороже вам это будет стоить: произойдет засорение форсунок двигателя, фильтров, будет нанесен вред двигателю.
Добавим, что если при ошибочной заправке в двигатель бензинового автомобиля попало не более десятой части солярки от общего объема бака, то можно обойтись тем, что залить до полного качественным бензином, с октановым числом, превышающим требования двигателя вашего автомобиля.
И, конечно, лучше всего тщательно контролировать процесс заправки, особенно если приходится заправляться не на знакомой и проверенной АЗС.
