Достоинства и недостатки двигателей на бензине и на дизтопливе
Вначале рассмотрим отрицательные стороны каждого из указанных моторов. Они не такие уж критичные, но при рассмотрении характеристик двигателей их надо учесть.
Недостатки дизельного мотора:
- чувствительность к качеству топлива;
- малое число сервисов техобслуживания дизельных двигателей. Но это скорее не его недостаток, а отсутствие специалистов по его ремонту в стране;
- как следствие высокая стоимость ремонтных работ;
- в зимнее время, если не придерживаться рекомендаций по эксплуатации может быть затруднен запуск двигателя и его работа. Но качественное топливо сможет обеспечить работу двигателя и при –55 С;
- не всегда выдерживает большую скорость и высокие обороты;
- повышенный шум и вибрация;
- большие габариты двигателя;
- небольшая мощность;
- он имеет малые пределы рабочих оборотов (максимальная величина — 4500), тогда как у бензинового мотора средние показатели от 3000 и до 7000.
Недостатки бензинового мотора:
- вредные выхлопы угарного газа;
- менее долговечен по сравнению с дизельным аналогом;
- большой расход топлива;
- его топливо – взрывоопасное вещество;
- поломки его деталей более частые.
Теперь перейдем к положительным сторонам, каждого из них. Достоинства продемонстрируют, что может предоставить выбранный агрегат, какие функции он выполняет на отлично.
Преимущества дизельного двигателя:
- экологичность, в его выхлопах меньше угарного газа;
- дизтопливо безопаснее, чем бензин;
- действенней на бездорожьях;
- имеет большие тяговые усилия на низких оборотах;
- меньший расход топлива;
- высокий КПД;
- отсутствует система зажигания;
- не боится грязи и воды;
- его горючее используется не только как топливо, но и исполняет роль смазочного материала;
- меньшая стоимость дизтоплива.
Преимущества бензинового мотора:
- простота изготовления и ремонта;
- бесшумность работы;
- большая мощность;
- высокая устойчивость к некачественному топливу;
- хорошо реагирует на низкие температуры;
- запчасти имеют доступную стоимость.
Рассмотрев особенности конструкции, эксплуатации, обслуживания, мощность и производительность можно сделать заключение, что каждый из этих двух двигателей по-своему хорош. Приобретая более дорогой автомобиль с дизельным двигателем, можно в дальнейшем сэкономить на дизтопливе. При правильном использовании он более долговечен и как следствие надежен.
Глядя вперед на перспективу, то будущее однозначно за экологическими автомобилями, а, значит, спрос на дизельные двигатели будет постоянно расти. Бензиновый же более мощный и простой. Проблем в обслуживании и ремонте не возникнет, да и запчасти на него более дешёвые. Каждый выбирает, что ему предпочтительней самостоятельно. Можно принимать советы, но окончательное решение за вами.
Дополнительные компоненты двигателя
В конструкции дизельного двигателя присутствуют и другие детали. Например, турбина. Многие моторы оснащаются турбонаддувом для увеличения мощности. Обычные же атмосферники не имеют такого устройства.
Давайте рассмотрим, что такое турбонадув и из чего он состоит.
Принцип работы турбины
Большое количество воздуха подается в цилиндры через турбонаддув. Также увеличивается подача горючего во время рабочего цикла. Все это позволяет увеличить мощность мотора.
Так как давление насоса в дизельном двигателе выше и постоянное, то это помогает избежать турбоям, которые часто присутствуют на бензиновом моторе. Которыми также часто недовольны владельцы бензиновых турбодвигателей.
Принцип работы турбины таков:
- Отработанные газы проходят через компрессор.
- Они постепенно раскручивают колесо турбины.
- Затем вращение турбинного колеса передается компрессорному. Так происходит потому, что они оба установлены на одном валу.
- Под действием вращения турбокомпрессор сжимает воздух. Затем последний поступает в интеркулер.
- Здесь он начинает охлаждаться. Потом поступает снова в цилиндры силового агрегата.
Таким образом работает турбинное устройство. Дизельный двигатель запускается даже при отрицательных температурах внешней среды. Свечи накаливания разогревают воздушную смесь до 900 градусов. Именно поэтому сквозь турбины в цилиндры могут поступать холодные воздушные массы.
Турбонаддув он же турбонагнетатель состоит из
Турбонаддув дизельных двигателей состоит из следующих компонентов:
- воздухозаборник;
- компрессор;
- клапан для регулировки отработанных газов;
- заслонка для дросселя;
- фильтрующее устройство;
- интеркулер для охлаждения воздушных масс;
- давления датчики;
- коллектор впуска;
- соединительные трубки.
В свою очередь в турбину входят элементы:
- подшипники, которые создают вращение ее;
- чехол на турбине;
- чехол на компрессоре;
- сталистая сетка.
Есть разные виды турбонаддувов и их особенности. Так, например, в турбине с изменяемой геометрией измененное сечение входного клапана регулирует поток отработанных газов. Два компрессора устанавливаются последовательно для того, чтобы за каждый режим работы отвечало одно из устройств, а не два за все или одно за все режимы работ.
Если же компрессоры в моторе установлены параллельно, то турбоямы становятся еле ощутимы. Механический и автоматический турбьонаддув, установленные вместе, способствуют увеличенную мощности. Например, первый включается при низких оборотах, а второй при высоких.
Цикл работы турбонаддува
Теперь вы знаете, что такое турбонаддув и как он работает. Давайте посмотрим, каков его цикл.
- Турбокомпрессор создает вакуум. Внутрь турбонаддува всасываются воздушные массы.
- Дальше в работу вступают роторы.
- Интеркулер охлаждает воздушные массы.
- Впускной коллектор пропускает через себя холодный воздух. Но перед тем, как он попадет в него, воздушные массы проходят очистку через воздушные фильтрующие устройства.
- Когда воздух будет набран до достаточного количества, клапан закроется.
- Уже отработанные воздушные массы проходят в турбину силового агрегата внутреннего сгорания и давят на ротор.
- Скорость вращения самой турбины и ее вала увеличивается до 1500 оборотов в секунду.
Таким образом за счет всех этих действий образовывается давление, которое и увеличивает мощность дизельного двигателя.
Интеркулер и форсунка
Интеркулер для двигателя на дизеле был создан, чтобы не подвергать каждодневному ремонту детали мотора. Детали двигателя при действии на них высоких температур подвергаются быстрому износу. Чтобы такого не происходило, были созданы интеркулера.
Топливо, подающееся через форсунки, правильно распределяется и в нужном количестве. Поэтому не происходит детонации при правильном расположении угла подачи.
Форсунка
Форсунка служит для подачи топлива в цилиндр двигателя под высоким давлением в мелкораспыленном виде.
Типичная форсунка включает в себя корпус 5 с распылителем 3, направляющим штифтом 4 и накидной гайкой 2, иглу 1 распылителя со штоком б, пружину 7 с опорной шайбой, регулировочным винтом 9 и втулкой 8, колпачковую гайку 10 и топливоприемный штуцер 12 с сетчатым фильтром 11. Распылитель и игла должны быть очень точно подогнаны друг к другу. В верхней части распылителя имеются один кольцевой и несколько (чаще всего три) вертикальных топливных канала, а в нижней части — центральные входной и выходной каналы с распыляющими отверстиями. Диаметр этих отверстий составляет 0,2…0,4 мм. Игла своим нижним конусным концом закрывает выходной канал. Распылитель плотно прикрепляется к корпусу-форсунки с помощью накидной гайки. Топливный канал корпуса соединяется с кольцевым каналом распылителя через его вертикальные каналы. Правильное положение распылителя относительно корпуса обеспечивает направляющий штифт.
Топливо, подаваемое к форсунке по топливоприемному штуцеру, проходит через сетчатый фильтр и по топливным каналам корпуса в верхней части распылителя поступает в его кольцевую полость. По достижении необходимого давления в этой полости, действующего кроме прочего на конический поясок иглы, она поднимается вверх, преодолевая сопротивление пружины. В это время открывается выходной канал, и топливо через него и распыливающие отверстия поступает в камеру сгорания цилиндра двигателя.
После прекращения подачи топлива насосной секцией ТНВД и падения давления игла снова садится в свое седло, прекращая впрыскивание топлива. Просочившееся через неплотности топливо поступает в верхнюю часть форсунки и через отверстия в винте 9 и гайке 10 по специальному трубопроводу сливается в бачок 7 для сбора топлива.
Плюсы дизельного двигателя
- Итак, начнем с очевидных преимуществ. Расход горючего на дизеле, как правило, на 30-35% меньше, чем у бензиновых моторов.
- Также дизельный двигатель отличается высоким показателем крутящего момента на низких оборотах, что позволяет добиться отличной разгонной динамики с места и уверенной тяги.
- Дизельный агрегат более экологичный, так как полноценнее и эффективнее сжигает топливный заряд. В результате токсичность выхлопа современного дизельного ДВС значительно снижена.
- Ресурс дизельного двигателя больше, чем у бензиновых моторов. На практике такой силовой агрегат при условии грамотного обслуживания способен пройти около 350-400 тыс. км, в то время как мотору на бензине капремонт может понадобиться уже к 200 тыс. км.
- Отсутствие в конструкции дизеля системы зажигания исключает целый ряд проблем, которые присущи бензиновым силовым агрегатам (заливает свечи зажигания, слабая искра на свечах, пробой высоковольтных бронепроводов и т.д.). Нет необходимости менять свечи, катушки зажигания, высоковольтные провода и другие элементы.
- Конструктивные особенности и способ воспламенения топлива в цилиндрах от сжатия обеспечивают дизелю более высокий КПД. Другими словами, в результате сжигания топлива больше энергии преобразуется в полезную работу. Это значит, что мощность такого двигателя больше.
Система впрыска
В отличие от бензиновых двигателей, система впрыска дизельного агрегата подвергается более высоким нагрузкам и отличается высокой точностью. Поэтому такой мотор работает в более сложных технических условиях. В современном двигателе выполняется несколько впрысков топлива за один рабочий цикл. Следовательно, инжекторы должны быть выполнены с высочайшей точностью и работать в соответствии с технологическим регламентом, чтобы двигатель достиг желаемых параметров. Любые неисправности в системе впрыска отражаются на состоянии других компонентов двигателя.
Зачастую владельцы автомобиля самостоятельно провоцируют появление неисправностей. Наиболее распространенная причина – использование топлива низкого качества. Поломки провоцируют не крупные частицы загрязнения (они оседают в фильтре), а мельчайшие, которые проходят через систему фильтрации, повреждают инжектор
Чрезвычайно важно в автомобиле с дизельным двигателем регулярно менять фильтры. Рекомендуется это делать минимум один раз в год, независимо от пробега
Стоимость восстановления форсунок зависит от типа и производителя. Если есть ремкомплекты, ремонт обойдется дешевле, если нет – прийдется купить новые форсунки. Цены на них сильно отличаются, но замена обойдется дороже, чем ремонт.
Система впрыска – это не только сами форсунки, но и насос высокого давления. Он также подвержен разрушающему воздействию загрязнения. Кроме того агрегат является источником мельчайших частиц сторонних веществ и материалов (продуктов износа) в инжектор. Поэтому часто бывает так, что неисправность насоса влечет поломку инжекторов. Их замена также стоит дорого.
Чтобы избежать непредвиденных поломок и дорогостоящего ремонта, перед покупкой автомобиля с дизельным двигателем следует провести его диагностику. Это сэкономит время и деньги, обеспечит длительную эксплуатацию транспортного средства без неисправностей и простоев, связанных с ними.
Рама, кожух, станина.
Монтаж элементов электростанции осуществляется на единой платформе. Как правило, она характеризуется наличием рамы (несущая часть + кожух) и заземлителя. Роль этого элемента защитная. Он предохраняет как технику от окружающей среды, так и операторов оборудования от нежелательного контакта с элементами конструкции..
В зависимости от формата станины, изделия могут относиться к числу открытых (актуальны только для использования внутри зданий) или закрытых (подходят для уличной эксплуатации). В специальный защитный противопогодный кожух одевают системы, которым назначена эксплуатация в полевых условиях. Контейнер становится пристанищем генератора в ситуации, если нужно вырабатывать энергию на открытом воздухе при сильном морозе или других критических внешних условиях..
Volvo 2.4 R5
В течение многих лет шведы заимствовали дизельные моторы у Рено и Фольксваген. В 2001 году был представлен собственный дизель объемом 2,4 литра. Он имел 5 цилиндров, 20 клапанов и два распределительных вала, приводимых в движение ремнем. Блок и головка выполнены из алюминия. Первое поколение этого двигателя известно как сравнительно простое и надежное устройство. Впрочем, порой приходилось ремонтировать форсунки.
В 2005 году вышло второе поколение – более сильное, но со своими проблемами (заслонки во впускном коллекторе и натяжитель ремня). Кроме того, был добавлен фильтр твердых частиц.
Оба поколения пятицилиндрового дизеля хороши, но сегодня они уже пребывают в преклонном возрасте с пробегом, превышающем полмиллиона километров. Конечно же, это не позволит избежать дополнительных расходов.
В 2009 году дебютировало третье поколение двигателя. Потенциальных проблем с оборудованием здесь гораздо больше ввиду более сложной конструкции (во многих вариантах используется две турбины). И все же турбодизель заслужил хорошую репутацию, благодаря неплохой долговечности (например, в 2.0 R5 возникают трещины в блоке). 2.4 хорошо знаком механикам, специализирующимся на Volvo, а запасные части легкодоступны.
Применение:
Volvo V50
Volvo XC60 – использует много различных версий мощностью до 220 л.с.
Volvo XC90 II – 2.4 R5 единственно возможный дизель в различных вариациях мощности.
Пути развития
Инновации дизельного двигателя заключаются в эволюции топливной аппаратуры. Усилия конструкторов направлены на то, чтобы добиться точного момента впрыска и максимального распыления топлива.
Создание топливного «тумана» и деление процесса впрыска на фазы позволило достигнуть большей экономичности и повышения мощности.
Наиболее архаичные экземпляры имели механический ТНВД и отдельную топливную магистраль к каждой форсунке. Устройство двигателя и ТА такого типа обладали большой надежностью и ремонтопригодностью.
Дальнейший путь развития заключался в усложнении ТНВД дизельного двигателя. В нем появились изменяемые моменты впрыска, множество датчиков и электронное управление процессами. При этом использовались все те же механические форсунки. В таком типе конструкции давление впрыскиваемого топлива было от 100 до 200 кг/см².
Основная конструктивная сложность заключается в форсунках. Именно с их помощью регулируется момент, давление и количество ступеней впрыска. Форсунки системы аккумуляторного типа очень требовательны к качеству топлива. Завоздушивание такой системы приводит к быстрому выходу из строя ее основных элементов. Дизельный двигатель с Common rail работает тихо, потребляет меньше топлива и имеет большую мощность. За все это приходится платить меньшим ресурсом и более высокой стоимостью ремонта.
Еще более высокотехнологичной является система с применением насос-форсунок. В ТА такого типа форсунка соединяет в себе функции нагнетания давления и распыления топлива. Параметры дизельного двигателя с насос-форсунками на порядок выше аналоговых систем. Впрочем, как и стоимость обслуживания и требования к качеству топлива.
Устройство и принцип работы
Дизельная установка представляет собой устройство, способное преобразовывать вращательный момент вала двигателя в электрическую энергию, которая вырабатывается посредством работы генератора переменного тока. Энергетическая станция включает следующие конструктивные элементы.
Дизельный мотор. На электростанции устанавливаются четырёхтактные двигатели внутреннего сгорания. В зависимости от выдаваемой мощности и типа агрегата они могут обладать нескольким цилиндрами: от одного до восьми.
Систему подачи топлива и воздуха. Горючее и воздух в двигатель подаются по отдельности. Воздух нагнетается при помощи турбокомпрессора и через впускной коллектор поступает в цилиндр силовой установки. Горючее посредством топливного насоса впрыскивается в камеру сгорания через форсунки. В процессе сжатия воздух нагревается до такого уровня, когда топливо воспламеняется самостоятельно.
Систему охлаждения. Данное оборудование предназначено для отвода тепла от нагретых устройств и агрегатов, а также для поддержания требуемого температурного режима. В качестве охлаждающей субстанции используется вода либо антифриз. Жидкость подаётся в устройство при помощи насоса и по каналам поступает в водяную рубашку, где и осуществляется охлаждение нагретых элементов. Завершив рабочий цикл, вода отводится в резервуар радиатора. Далее, она проходит через его патрубки и охлаждается посредством холодного воздуха, нагнетаемого вентилятором.
Генератор синхронного или асинхронного типа. Это устройство (альтернатор) отвечает за вырабатывание электрического тока и по своей конструкции может быть однофазным или трёхфазным. Первый вид предназначен для электроснабжения приборов с напряжение 230 В, а второй тип необходим для энергопитания оборудования, которому требуется нагрузка 400 В.
Комплекс автоматического управления. Электроустановки, которые предназначены для аварийного энергопитания, оснащаются системой АВР — автоматическим вводом резерва. Такое устройство самостоятельно осуществляет запуск генератора и не требует присутствия оператора станции.
Топливный бак. Все дизельные электростанции, как правило, оснащаются вместительными резервуарами для горючего, имеющими объём от 200 до 300 литров.
Рама. Каркас, на котором установлены все рабочие элементы, выполнен из высокопрочных сортов стали и оборудован демпферными прокладками, защищающими оборудование от воздействия вибрации.
Контейнер. Приспособление такого рода защищает агрегат от негативного воздействия окружающей среды, а также выполняет функцию поглощения шума, уровень которого у дизельных генераторов достаточно высок.
Принцип работы дизельной электростанции заключается в следующем:
- В цилиндры двигателя подаётся воздух, где он сжимается и разогревается до высоких пределов. Затем в рабочую камеру под давлением поступает топливо и происходит его возгорание;
- Образовавшиеся в результате горения газы запускают двигатель в работу. Коленчатый вал начинает вращаться, передавая свой момент на ротор электрического генератора;
- В альтернаторе образуется магнитное поле, которое на выходе превращается электрическую энергию.
https://youtube.com/watch?v=9wj-JSqgsuM
Возможно вы еще не определились с выбором между дизельным, газовым и бензиновым генератором, тогда вам могут быть полезны наши статьи:
Схема устройства системы питания дизельного ДВС
Система питания дизельного двигателя состоит из следующих базовых элементов:
- топливный бак;
- фильтры грубой очистки дизтоплива;
- фильтры тонкой очистки топлива;
- топливоподкачивающий насос;
- топливный насос высокого давления (ТНВД);
- инжекторные форсунки;
- трубопровод низкого давления;
- магистраль высокого давления;
- воздушный фильтр;
Дополнительными элементами частично становится электронасосы, выпуск отработанных газов, сажевые фильтры, глушители и т.д. Систему питания дизельных ДВС принято делит на две группы топливной аппаратуры:
- дизельная аппаратура для повода топлива (топливоподводящая);
- дизельная аппаратура для подвода воздуха (воздухоподводящая);
Топливоподводящая аппаратура может иметь различное устройство, но сегодня наиболее распространена система разделенного типа. В такой системе топливный насос высокого давления (ТНВД) и форсунки реализованы в виде отдельных устройств. Топливо подается в дизельный двигатель по магистралям высокого и низкого давления.
Дизельное топливо хранится, фильтруется и подается к ТНВД под невысоким давлением посредством магистрали низкого давления. В магистрали высокого давления ТНВД поднимает давление в системе для осуществления подачи и впрыска строго определенного количества топлива в рабочую камеру сгорания дизельного двигателя в заданный момент.
В системе питания дизеля присутствуют сразу два насоса:
- топливоподкачивающий насос;
- топливный насос высокого давления;
Топливоподкачивающий насос обеспечивает подачу топлива из топливного бака, прокачивает горючее через фильтр грубой и тонкой очистки. Давление, которое создает топливоподкачивающий насос, позволяет осуществить подачу топлива по топливопроводу низкого давления к топливному насосу высокого давления.
ТНВД реализует подачу топлива к форсункам под высоким давлением. Подача происходит в соответствии с порядком работы цилиндров дизельного мотора. Топливный насос высокого давления имеет определенное количество одинаковых секций. Каждая из таких секций ТНВД соответствует определенному цилиндру дизельного двигателя.
Существует также система питания дизельных двигателей неразделенного типа и применяется на дизельных двухтактных двигателях. В такой системе топливный насос высокого давления и форсунка объединены в одном устройстве под названием насос-форсунка. Данные моторы работают жестко и шумно, имеют небольшой срок службы.
В конструкции их системы питания отсутствуют топливопроводы магистрали высокого давления. Указанный тип ДВС не имеет большого распространения.
Вернемся к массовой конструкции дизельного мотора. Дизельные форсунки располагаются в головке блока цилиндров (ГБЦ) дизельного двигателя. Основной их задачей становится точное распыление горючего в камере сгорания двигателя. Топливоподкачивающий насос подает к ТНВД большое количество топлива. Получившиеся избытки горючего и проникающий в систему топливоподачи воздух возвращаются в топливный бак по специальным трубопроводам, которые называются дренажными. Инжекторные дизельные форсунки бывают двух видов:
- дизельная форсунка закрытого типа;
- дизельная форсунка открытого типа;
Четырехтактные дизельные моторы преимущественно получают форсунки закрытого типа. В таких устройствах сопла форсунки, которые представляют собой отверстие, закрываются особой запорной иглой.
Получается, что внутренняя полость, расположенная внутри корпуса распылителей форсунок, сообщается с камерой сгорания только во время открытия форсунки и в момент впрыска дизельного топлива. Ключевым элементом в конструкции форсунки выступает распылитель. Распылитель получает от одного до целой группы сопловых отверстий. Именно эти отверстия и образуют факел топлива в момент впрыска. От их количества и расположения зависит форма факела, а также пропускная способность форсунки.
Какой двигатель эффективней- Дизель или бензин?
[media=https://www.youtube.com/watch?v=ilZyCD-QlJg]
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.
