8-900-374-94-44
Кто лучше тянет? Кто быстрее разгоняется? Сравниваем бензиновый и дизельные двигатели.
До сих пор встречаются чудаки, свято верящие в то, будто бы 100 лошадиных сил дизеля соответствуют примерно 140 «бензиновым» силам. Дело, как они полагают, в крутящем моменте, который у дизеля гораздо выше.
Почему европейцы любят дизели, а мы – нет?
Грамотно прояснить ситуацию оказалось не так-то просто. Пришлось то и дело консультироваться в самых различных местах – на ВАЗе и УАЗе, ГАЗе и ЯМЗе. В итоге трактат получил всеобщее «одобрям-с», но автору посоветовали заранее спрятаться от потока помидоров, запущенного недовольными апологетами того или иного двигателя. Мол, будет та же реакция, как если бы спартаковский фанат в своих красно-белых тонах забрался на зенитовскую трибуну…
В общем, разбираемся, чьи силы сильнее. А попутно, чтобы стало веселее, попытаемся ответить на простейший, казалось бы, вопрос:
«Даны два автомобиля, максимально близких по конструкции, – бензиновый и дизельный.
Простой вопрос? Оказалось, что не очень…
Для разгона машины нужна энергия. Чем больше энергии можно потратить в единицу времени, тем быстрее машина разгонится. Иными словами, речь идет о мощности. Чем выше мощность, тем быстрее машина: всё, казалось бы, просто. Но…
Не пора ли вам «капиталить» мотор: основные признаки
Но на практике картина другая. Максимальная мощность мотора, как бензинового, так и дизельного, достигается им только при полной подаче топлива – понятно, что это соответствует положению «педаль в пол». А вот основная жизнь автомобиля протекает в режимах частичной подачи топлива, при которых развиваемая мотором мощность явно ниже максимальной.
Напомним, что крутящий момент и мощность – это почти что близнецы-братья, как у Маяковского.
Друг без друга они не существуют: ведь мощность – это крутящий момент, помноженный на частоту вращения коленчатого вала. И если на какой-то частоте вращения ДВС способен выдать более высокий крутящий момент, чем его конкурент, то и мощность его в этот момент также должна быть выше. Одно без другого просто немыслимо. Поэтому разговоры о том, что у кого-то при равной мощности момент на тех же оборотах выше, сразу пресекаем: это несерьезно.
Форсируем мотор Патриота: плюс полсотни лошадей!
Если бы крутящий момент был постоянным во всем диапазоне частот вращения коленвала, то внешняя скоростная характеристика, показывающая зависимость мощности и крутящего момента от частоты вращения, превратилась бы в прямую линию, а мощность была бы прямо пропорциональна показаниям тахометра. Тогда разницы в поведении бензинового и дизельного моторов равной мощности не было бы вообще. Однако именно своеобразность протекания момента по дизельной кривой и породила неодинаковость их поведения.
Дело в том, что в массовом сознании дизельные моторы всегда отличала их способность выдавать относительно высокие значения мощности и крутящего момента на низах. Субъективно это воспринималось так, что в этом диапазоне частот дизель откликался на правую педаль охотнее, чем бензиновый коллега. Даже атмосферные дизели за счет более высокого эффективного давления в цилиндрах могли развить более высокий момент, чем бензиновые. Однако без наддува ширина «полки» крутящего момента была при этом практически такой же, то есть практически отсутствовала. А вот с применением наддува полка сразу появилась, причем в левой части характеристики – «на низах».
Перепрошивка двигателя: что она даст и чем грозит
На всякий случай напоминаю: момент существует только там, где есть сопротивление – без него он равен нулю. Грубо говоря, мотор бульдозера готов его выдать, но только в том случае, если встретит кучу щебня перед своим отвалом. Поэтому до тех пор, пока дорога гладкая и ровная, бензиновая и дизельная машины будут примерно в равных условиях.
Но как только дорога пойдет в гору или, скажем, подует встречный ветер, то машина, у которой в данном диапазоне оборотов есть запас мощности (или момента – это не важно), сможет за его счет выйти вперед.
А если раскрутить бензиновый мотор до более высоких оборотов? Тогда ситуация выровняется. Мало того, поскольку диапазон частот вращения коленвала у «бензинок» заведомо шире, чем у дизелей, то и отыграться за все обиды они могут именно там, «на верхах». Дизель, быстрее достигнув пика мощности, «заткнется» – его ВСХ пойдет на спад, а вот бензиновый мотор будет продолжать раскручиваться дальше, так как пик его мощности достигается при более высоких частотах вращения.
Впрочем, на этом этапе рассуждений мы упираемся в особенности конкретных моторов. Строго говоря, бензиновый двигатель тоже может быть «низовым». И если у двух моторов, низового и верхового, заявленная максимальная мощность одинакова, то поначалу вперед вырвется именно машина с «низовым» мотором. Как справедливо указал один из наиболее грамотных форумчан, при установке на автомобиль движков от «эмочки» и Таврии, мощность которых примерно одинакова, с «эмочным» мотором разгон будет интенсивнее.
SsangYong Actyon — бензин или дизель? Найти пять отличий
Между прочим, широкая полка момента, которой так любят хвастаться дизелеводы, сегодня уже не является их козырной картой. У бензинового движка с непосредственным впрыском и турбонаддувом она ни в чем не уступает дизельной, а то и превосходит. Более того, как подсказали нам на ЯМЗе, при построениях ВСХ заметно, что по мере снижения частоты вращения турбокомпрессоры «бензинок» держатся дольше, чем их дизельные коллеги. И это объяснимо: дизелю нужно больше воздуха, а потому турбокомпрессоры начинают задыхаться раньше. А с учетом широкого диапазона частот вращения бензиновый мотор вполне может оставить дизель позади.
Пора посмотреть на картинки. Из широкой гаммы вольвовских моторов нам любезно предоставили внешние скоростные характеристики тех, кто имеет воплощение в дизельном и бензиновом вариантах при равных или почти равных заявленных мощностях. Из них видно, что «полка» крутящего момента у бензиновых движков вовсе не уже, а шире, чем у дизельных собратьев по внутреннему сгоранию.
Атмосферный или с турбонаддувом — какой мотор лучше?
Что касается вопроса, какой из автомобилей окажется быстрее в гонках с общего старта и чей разгон динамичнее, то теоретические рассуждения дают только один верный ответ: надо посмотреть на ВСХ их моторов. Решение подсказывает площадь под кривой крутящего момента – математики вспомнят слово «интеграл». Фактически эта площадь и есть мерило динамики машины. Чем характеристика «прямоугольнее», тем лучше. Чем равномернее «размазан» по оборотам крутящий момент, тем проще угодить и экологам, и мотористам. Лучше других выглядят бензиновые моторы с непосредственным впрыском и турбонаддувом, хуже – высокофорсированные безнаддувные «бензинки» с пиком мощности под 8000 об/мин и момента на 6000.
Надо отметить, что свою лепту в путаницу вносят «электронные педали газа». На пальцах это выглядит так: вы вдавили педаль в пол, а компьютер начинает советоваться с партией зеленых, оценивая предстоящие выбросы вредностей. Поэтому в любой современной машине всё определяется программным обеспечением и скоростью процессора, который порой может и не поспевать отслеживать меняющиеся условия работы. Можно привести и другой пример по части экологии: современные дизели имеют электронные ограничители времени работы на оборотах максимальной мощности, поскольку в таком режиме дизельный двигатель изрыгает сажу.
Всем, кто имеет свое суждение о превосходствах того или иного двигателя, предлагаю высказаться. Аргументы типа ««Зенит» – чемпион»» прошу не употреблять: хочется услышать технически обоснованную аргументацию.
А, вообще-то, подобные споры скоро прекратятся.
Одна компания за другой заявляют о полном прекращении новых разработок дизелей. А потом и ДВС в целом… Впереди эпоха гибридов различных мастей и, конечно же, электромобилей. Впрочем, недавно прозвучала команда вспомнить про метан, так что – посмотрим…
Я никогда не любил дизели. Но мне их жалко.
Фото: depositphotos
<p>Пользуясь случаем хотелось бы пролить свет на вечные споры о мощности и крутящем моменте двигателей внутреннего сгорания. Одни считают главным показателем максимальную мощность мотора, другие ставят во главу угла крутящий момент. Встречаются люди, которые считают, что 100 «дизельных» л.с. соответствуют примерно 140 «бензиновым» л.с. Также бытует мнение, что <em>VW Golf TDI</em> c 330 Нм крутящего момента будет ускоряться лучше, чем <em>Porsche 911</em> с 320 Нм.</p>
Пользуясь случаем хотелось бы пролить свет на вечные споры о мощности и крутящем моменте двигателей внутреннего сгорания.
Одни считают главным показателем максимальную мощность мотора, другие ставят во главу угла крутящий момент. Встречаются люди, которые считают, что 100 «дизельных» л.с. соответствуют примерно 140 «бензиновым» л.с. Также бытует мнение, что VW Golf TDI c 330 Нм крутящего момента будет ускоряться лучше, чем Porsche 911 с 320 Нм.
Очевидно, что эти утверждения не соответствуют действительности.
Определения и разъяснения:
Крутящий момент:
Крутящий момент двигателя прилагается к коленчатому валу двигателя или к первичному валу коробки передач. Крутящий момент изменяется в зависимости от частоты вращения двигателя. Крутящий момент на колесах зависит от передаточного отношения трансмиссии.
Крутящий момент на колесах:
Это преобразованный трансмиссией крутящий момент двигателя.
Мощность двигателя непосредственно взаимосвязана с крутящим моментом двигателя, а именно, через соотношение P=M*n/9550, где М- крутящий момент двигателя.
Единица измерения 1 Н*м, n – частота вращения двигателя в об/мин.
Диаграммы крутящего момента достаточно, чтобы просчитать кривую мощности (и наоборот).
Возьмем два двигателя. У обоих максимальный крутящий момент 200 Нм при 4000 об/мин и мощность 147 л.с. при 6000 об/мин. Несмотря на то, что основные данные этих двух моторов одинаковы, они все же отличаются по динамическим характеристикам. Диапазон крутящего момента и мощности первого двигателя лучше чем у второго. Предположим, что переключение передач происходит при 6500 об/мин и обороты двигателя на следующей, более высокой передаче опускаются до 4300 об/мин. Первый двигатель имеет до точки при 6000 об/мин непрерывно больший крутящий момент и мощность. Таким образом, первый автомобиль будет ускоряться лучше. Это показывает, что основные данные двигателя дают только частичную информацию.
Так что мы теперь знаем о «крутящем моменте» и «мощности двигателя»? На самом деле сравнительно мало.
Поскольку трансмиссия и ее передаточное отношение играю существенную роль в движении автомобиля. Старые американские автомобили были оборудованы 2-3 ступенчатыми коробками передач, и несмотря на значительные мощности двигателей, разгонялись они достаточно скромно, т.к. падение оборотов при переключении передач было слишком большим. Как грубое сравнение можно привести Mercedes S-Klasse. Он оборудован 7-ступенчатым автоматом, который позволяет полностью использовать имеющуюся в распоряжении мощность двигателя.
Почему это так?
Все мы знаем, что ускоряется автомобиль лучше в определенной области оборотов двигателя. Оптимально, когда обороты двигателя постоянно находятся в этом диапазоне. Но это возможно лишь на немногих автомобилях оборудованных CVT (безступенчатыми трансмиссиями).
Чем больше передач имеется в распоряжении, тем меньше становится скачок оборотов и тем ближе мы становимся к оптимальному числу оборотов двигателя между переключениями.
Усилие на ведущих колесах, это то, что приводит автомобиль в движение. Это сила, приложенная по касательной к окружности колеса. Она несет в себе всю информацию (Крутящий момент, передаточное отношение трансмиссии, размер колес) и направлена противоположно силе сопротивления движению и силе инерции.
Когда нужно переключаться?
Оптимальная точка переключения достигается тогда, когда на следующей высшей передаче имеется большее усилие на ведущих колесах чем на актуальной передаче. Чтобы найти оптимальную точку переключения, необходимо воспользоваться кривой крутящего момента. Диаграмма тягового усилия на ведущих колесах зависит от передаточного отношения трансмиссии и размера установленных шин. Как только пересекутся кривые отдельных передач, нужно переключиться на следующую передачу, чтобы достичь лучшего ускорения. Если же кривые не пересекаются, тогда следует выкручивать двигатель до ограничителя. Далее отображены диаграммы тягового усилия на ведущих колесах, чтобы можно было прочувствовать теорию в деле.
Влияние передаточного отношения
Турбодизель достигает очень высоких значений крутящего момента при низких оборотах двигателя.
Но это только цифры, по которым можно судить о том, как автомобиль будет ускоряться и по ним нельзя делать окончательные выводы. Почему? Потому что дизелю нужно значительно дольше переключаться, чтобы достичь одинаковую с бензином скорость(т.к. число оборотов дизеля существенно ниже чем у бензинового двигателя). Это приводит к тому, что бензиновый двигатель свой низкий крутящий момент преобразует значительно лучше за счет коротких передач, чем дизель с длинными передачами.
Турбодизель против высокооборотистого атмосферного двигателя.
Несмотря на длинные передаточные отношения дизель как правило имеет лучшую тяговитость при низких оборотах. Наглядно это отображено на диаграмме сравнения BMW М3 3.2 л двигателя и BMW 535d. Несмотря на гигантский крутящий момент дизеля (520Нм), бензиновый двигатель (365Нм) в очень широком диапазоне оборотов двигателя имеет значительно большее тяговое усилие на ведущих колесах.
Так что этот бензиновый двигатель (вопреки многим мнениям) может ездить с редкими переключениями, иногда даже ленивее чем 535d (на шестой передаче тяговое усилие на колесах стабильно выше чем у 535d, независимо при каких оборотах и какой скорости). Но можно говорить о том, что большая часть турбированных двигателей имеет лучшую приемистость (на низких оборотах) чем атмосферные двигатели. Так что предпочитаете ли вы двигатели имеющие «подрыв» на низких скоростях, или те, которые выдают тягу плавно, это остается делом вкуса.
Турбодизель против турбобензина
Сравним BMW E90 335i с 306 л.с. и 400 Нм и BMW E90 335d с 286 л.с. и 560 Нм. На низших передачах в среднем диапазоне оборотов тяга на колесах дизеля существенно выше, чем у бензинового двигателя. При высоких оборотах бензин свою мощность отыгрывает. На 6-й передаче бензин имеет стабильно большее усилие на колесах чем дизель.
Диаграмма тягового усилия BMW E90 335i и E90 335d
Дизель или бензин как тягач
Широко распространено мнение, что дизельный двигатель из-за его высокого крутящего момента лучше подходит для буксировки.
Тем не менее из-за огромного скачка в развитии бензиновых двигателей это не совсем верно. Современные бензиновые двигатели все чаще оснащаются турбонагнетателями, которые могут создавать достаточное давление наддува при низких оборотах, и следовательно достигать высокого крутящего момента. Сравним двигатели 1.4 TSI (170 л.с., 240 Нм) и 2.0TDI (170 л.с., 350 Нм) в VW Golf5.
За основу взят 5% уклон, коэффициент лобового сопротивления 0.7, площадь лобового сопротивления 5.87 м2 и общая масса 3250 кг. 1-я передача для лучшего рассмотрения исключена.
Все режимы выше голубой линии возможны с вышеназванными условиями. Все режимы ниже голубой линии ведут к снижению скорости и в конечном счете к переходу на низшую передачу. Можно увидеть, что дизель может использовать первые четыре передачи, TSI – первые пять. Максимально допустимые скорости следующие:
TDI:
68 км/ч на второй передаче (в ограничителе оборотов)
104 км/ч на третьей передаче (вблизи ограничителя оборотов около 4400 об/мин)
TSI:
99 км/ч на второй передаче (вблизи ограничителя оборотов около 7000 об/мин)
106 км/ч на третьей передаче (при около 5500 об/мин)
90 км/ч на четвертой передаче (при около 3500 об/мин)
65 км/ч на пятой передаче (при около 2300 об/мин)
В целом TSI гораздо лучше подходит для движения с прицепом.
Единственным недостатком может быть значительный рост расхода топлива у бензина.
Как выглядит диаграмма тягового усилия авто со ступенчатыми коробками передач мы уже знаем.
Для полноты картины следует отметить бесступенчатую трансмиссию Audi «Multitronic».
Рассмотрим кратко, так как эта трансмиссия имеет призрачные шансы на существование. Это безступенчатая трансмиссия с различными профилями вождения. Спортивно настроенный водитель использует голубую линию для максимального ускорения, с высокими оборотами и большим расходом. Средний водитель будет использовать более низкие обороты. А значит тяга на колесах будет не так высока как в спорт режиме. Соответственно автомобиль ускоряется медленнее. CVT, как уже говорилось ранее, превосходное решение. Теоретически она позволяет получить максимальную производительность. На практике все выглядит по другому. Авто с Мультитроником ускоряются хуже, чем авто с МКПП. Потери в трансмиссии слишком велики и перекрывают все преимущества.
А что же насчет двигателей грузовиков и коммерческих автомобилей?
Глядя на кривые мощности и крутящего момента грузовиков можно быстро обнаружить существенные отличия от легковых автомобилей. В то время как на двигателях легковых авто целью является как можно более равномерное и высокое значение крутящего момента, двигателям грузовиков необходим пик крутящего момента. Покажем качественные отличия грузовых и легковых турбодизелей:
Почему так?
Области применения полностью различны. Легковому автомобилю необходимо достичь максимального ускорения и как можно более высокой максимальной скорости. В тоже время необходимо принять во внимание тот факт, что эти двигатели практически постоянно используются в режимах частичной нагрузки. Грузовые же двигатели (в качестве простого примера возьмем двигатели бульдозера или трактора) обычно используются на максимальной нагрузке. Максимальные крутящие момент и мощность ему необходимы при низких оборотах, а также как можно большее нарастание крутящего момента.
Почему не падение а именно нарастание крутящего момента станет ясно в следующем абзаце.
Цель этого нарастания величины крутящего момента может быть хорошо объяснена на примере бульдозера. Насыпь земли перед ковшом бульдозера всегда большая, поэтому возникает необходимость увеличить мощность, чтобы продвинуть насыпь дальше. При этой нагрузке частота вращения двигателя падает и вместе с тем падает скорость сдвига. Снижение числа оборотов двигателя благодаря типичной для грузовых транспортных средств кривой крутящего момента ведет к росту крутящего момента и мощности двигателя (смотри график). Таким образом в некоторой степени предотвращается дальнейшее падение оборотов и скорости сдвига – чем сильнее падение числа оборотов, тем больше мощности отдает двигатель. В переносном смысле можно сказать: кривая крутящего момента таких двигателей позволяет независимо от нагрузки относительно сохранять необходимую скорость. Такие моторы имеют «иммунитет» против увеличения нагрузки и становятся ненамного медленнее при ее увеличении.
Но все же почему «нарастание крутящего момента» а не «падение»? Теперь нужно смотреть на график в направлении рабочих оборотов. При нагрузке число оборотов падает и происходит РОСТ крутящего момента.
Вопрос «Почему они используют дизельное топливо в больших транспортных средствах, а не бензин?» хороший вопрос. Это хороший вопрос, потому что он подразумевает другой вопрос: «Почему не используют в больших транспортных средствах, а не на дизельном топливе?» Ведь бензин загрязняет окружающую среду меньше, чем дизель. Верно? Неправильно, на самом деле. Дизельные двигатели производят в раза меньше выбросов, чем бензиновые двигатели сопоставимого размера. Ну, по крайней мере, бензиновые двигатели более экономичны, чем дизельные. правильный? Нет. Это наоборот. Дизельные двигатели как минимум на 33% более экономичны, чем бензиновые двигатели сопоставимого размера, а часто и более чем на 33%.
Таким образом, это означает, что на каждые шесть (6) миль бензиновый двигатель проезжает галлон бензина, дизельный двигатель сравнимого размера проезжает девять (9) миль на галлон дизельного топлива.
Однако тот факт, что дизельные двигатели меньше загрязняют окружающую среду и имеют лучшую топливную экономичность, не является причиной. Не является и причиной, которая отвечает на вопрос: «Почему в больших транспортных средствах используют дизельное топливо, а не бензин?»
Крутящий момент является причиной. Дизельные двигатели имеют гораздо больший крутящий момент на низких оборотах, чем бензиновые двигатели.
Крутящий момент — это количество силы, создаваемой вращающимся механизмом. Например, сила, создаваемая коленчатым валом двигателя, представляет собой крутящий момент. Низкий крутящий момент — это величина крутящего момента, который двигатель генерирует через коленчатый вал при низких оборотах двигателя, то есть при низких оборотах в минуту (об/мин).
Скорость, с которой коленчатый вал вращается при создании этой силы, не имеет отношения к измерению крутящего момента. Если вал производит силу в один фут-фунт — независимо от того, вращается ли вал со скоростью один оборот в минуту или 15 000 об/мин, — величина создаваемого крутящего момента по-прежнему составляет один фут-фунт.
Лошадиная сила, с другой стороны, составляет для скорости вращения вращающегося механизма. Кроме того, лошадиные силы определяют крутящий момент вращающегося механизма. Это потому, что крутящий момент является фактором, определяющим мощность. Формула лошадиных сил — это крутящий момент, умноженный на число оборотов в минуту.
Причина, по которой в больших транспортных средствах используется дизельное топливо, а не бензиновое, заключается в том, что дизельные двигатели развивают больший крутящий момент, чем бензиновые двигатели.
При определенных оборотах бензиновый двигатель начинает генерировать больше лошадиных сил, чем дизельный двигатель сопоставимого размера.
Это связано с тем, что максимальные обороты дизельных двигателей примерно вдвое меньше, чем у бензиновых двигателей. Но пока дизельный двигатель не достигнет своего максимума оборотов, он будет генерировать больше лошадиных сил, чем бензиновый двигатель сопоставимого размера.
Низкий крутящий момент имеет решающее значение для грузоперевозок.
Способность дизельного двигателя создавать крутящий момент и мощность при низких оборотах необходима для буксировки тяжелых грузов. «Независимо от того, едет ли грузовик в горах или по ровной дороге в течение нескольких часов, ему требуются двигатели и топливо, обеспечивающие высокий крутящий момент, — поясняет TruckFreighter.com. грузовиков, что также позволяет двигателю иметь более высокое отношение мощности к весу».
Причина того, что дизельные двигатели развивают больший крутящий момент, чем бензиновые, заключается в том, что дизельное топливо имеет большее сопротивление сжатию, чем бензин.
Благодаря стабильности дизельного топлива — его сопротивлению сжатию — инженеры-механики могут разрабатывать компрессионные двигатели для дизельного топлива. Поскольку дизельные двигатели являются двигателями сжатия, а бензиновые двигатели — двигателями с искровым зажиганием, дизельные двигатели имеют больший крутящий момент.
Двигатели сжатия в сравнении с искровыми двигателями
Бензиновые двигатели — это искровые двигатели внутреннего сгорания. Это означает, что искра от свечи зажигания воспламеняет топливо внутри цилиндров двигателя. Дизельные двигатели воспламеняют дизельное топливо, сжимая его до самовоспламенения. В определенный момент все виды ископаемого топлива самовозгораются при сжатии. Именно в точке и происходит самовоспламенение топлива, что определяет тип двигателя внутреннего сгорания, который может питать это топливо. Точнее, величина давления, которое может выдержать топливо, определяет, подходит ли топливо для двигателя с компрессионным двигателем.
Тепловой КПД и двигатели внутреннего сгорания
Двигатель с самовоспламенением, работающий на ископаемом топливе, обеспечивает гораздо более высокий тепловой КПД, чем двигатель с искровым зажиганием. Причина в том, что тепловой КПД — это мера разницы температур топлива, поступающего в двигатель, по отношению к изменению температуры, которое оно создает при сгорании в двигателе. Чем больше разница, тем более термически эффективен двигатель.
Термическая эффективность определяет все: от эффективности использования топлива до мощности и крутящего момента.
Опять же, мерой теплового КПД является разница между температурой энергии, поступающей в двигатель — топливо — и температурой на выходе — выхлоп. Но определение тепловой эффективности отличается от формулы, которая ее измеряет. Определение тепловой эффективности — это количество энергии — топлива — вкладываемой в двигатель, которая преобразуется в механическую энергию, также известную как мощность.
Простым определением теплового КПД для непрофессионала является количество энергии, поступающей в двигатель, которая преобразуется в работу.
Степень сжатия двигателя определяет тепловой КПД двигателя.
Опять же, дизель очень устойчив к сжатию. Бензина нет. Степень сжатия — это разница между объемом внутри цилиндра, когда поршень находится в нижней и верхней мертвых точках. Нижняя мертвая точка — это место, где находится поршень, когда цилиндр заполняется испарившимся топливом. После заполнения цилиндра поршень поднимается. Топливо воспламеняется в верхней мертвой точке. Степень сжатия бензинового двигателя с искровым зажиганием составляет 8:1 и 12:1. Если степень сжатия бензинового двигателя немного выше, топливо в двигателе воспламенится, и двигатель выбросит стержень.
Степень сжатия дизельного двигателя составляет от 14:1 до 25:1, а иногда и выше.
Другими словами, дизельное топливо можно сжать почти в два раза сильнее, чем бензин, прежде чем оно самовоспламенится. Двигатель сжатия с коэффициентом сжатия от 8:1 до 12:1 — из-за очень низкой плотности энергии бензина — делает бензиновые двигатели неэффективными и даже бесполезными.
Другими словами, бензиновые двигатели, скорее всего, никогда не будут иметь значительного крутящего момента по сравнению с дизельными двигателями. Причина в том, что бензин, вероятно, всегда будет искровым.
Причиной, по которой в больших транспортных средствах используется дизельное топливо, а не бензин, является крутящий момент. Дизель имеет большее сопротивление сжатию, чем бензин. Поскольку дизельное топливо имеет большее сопротивление сжатию, чем бензин, дизельные двигатели могут быть двигателями с воспламенением от сжатия. Бензиновые двигатели не могут. Поскольку дизельные двигатели могут быть двигателями с воспламенением от сжатия, они имеют более высокий тепловой КПД, чем бензиновые двигатели.
Причина, по которой они имеют более высокую тепловую эффективность, заключается в том, что они имеют более высокую степень сжатия. Чем выше степень сжатия, тем больше энергии высвобождается. Чем больше выделяется энергии, тем больше крутящий момент.
Итак, просто они используют дизельное топливо в больших транспортных средствах, а не бензин, потому что дизель имеет большее сопротивление сжатию.
лошадиных сил по-своему забавны, но крутящий момент может быть не менее интересным. Если вы хотите вырвать пни из земли, вам понадобится большой крутящий момент. Это также означает, что вы, вероятно, предпочтете дизельный двигатель. По сравнению со своими бензиновыми аналогами дизельные двигатели являются королями крутящего момента.
Почему это?
Джейсон Фенксе из Engineering. Объяснение знает почему, и он здесь, чтобы предложить пять причин, по которым дизельный двигатель развивает больший крутящий момент, чем сопоставимый бензиновый двигатель.
Прежде всего, это степень сжатия. В бензиновом двигателе поршень останавливается немного ближе к верхней части цилиндра, когда он движется вверх и вниз во время цикла сгорания. Для сравнения, дизельный поршень доходит до края цилиндра. Дизельному двигателю это необходимо, потому что в нем отсутствуют свечи зажигания, и закрытие этого зазора увеличивает компрессию и, следовательно, перегревает воздушно-топливную смесь для воспламенения. Джейсон отлично справляется с визуальным объяснением этого с помощью обнаженного поршня и цилиндра.
Далее переходим к скорости горения. При сгорании в верхней части такта сжатия дизельный двигатель сразу же создает мощность, когда поршень движется обратно в цилиндр. В бензиновом двигателе поршень уже начал отходить от верхней части цилиндра, но сгорание только начинается, поэтому он движется не так быстро.
Дизель работает быстрее, и это приводит к увеличению крутящего момента.
Внутреннее отверстие и размер хода являются еще одним важным фактором. Это включает в себя некоторую содержательную математику, поскольку крутящий момент равен силе, умноженной на расстояние. На видео вы можете увидеть, как бензиновый двигатель может иметь более широкое отверстие, но поршень не перемещается так далеко, поэтому длина его хода короче. Однако у дизеля длина хода больше (частично из-за этого дополнительного хода в конце хода поршня), и это увеличивает расстояние в уравнении крутящего момента. Вся эта сила распространяется дальше, поэтому у нас часто больше крутящий момент.
В качестве четвертого пункта Джейсон переходит к турбонаддуву. Эта технология часто используется в современных дизельных двигателях, поскольку дизельному двигателю требуется хороший поток воздуха. Дизели рассчитаны на работу с турбонаддувом. Добавьте больше воздуха, и вы получите больше мощности. То же самое относится и к газовому двигателю, но они не так часто имеют турбонаддув.
Наконец, дизельное топливо само по себе обладает большей плотностью энергии, чем бензин. Джейсон говорит, что от 10 до 15 процентов. Больше энергии также означает больше мощности.
Джейсон прекрасно знакомит нас с основами дизельных двигателей и развиваемым ими крутящим моментом. Нажмите кнопку «Воспроизвести» и наслаждайтесь отличной инженерной техникой с понятным объяснением.
27 марта 2023 г.
Тест Драйв: 2023 Toyota 4runner Trd Pro Stands в одиночку
29 марта 2023
Lamborghini Revuelto, 2023 Toyota Tundra Trd Pro: Сегодняшние автомобильные новости
март.
2024 Киа ЭВ9дебютирует с запасом хода 300 миль, повышением производительности в магазине приложений , 2023
Обзор: 2023 GMC Yukon Denali Ultimate Aims для Stealth Wealth
30 марта 2023 г.