Бензин в дизельный двигатель последствия: 11 наивных вопросов про дизельное топливо — журнал За рулем

Фатальная ошибка? Что делать, если залил бензин вместо дизеля | Практические советы | Авто

Эксплуатация автомобиля с дизельным силовым агрегатом связана с рядом особенностей. Зимой необходимо подливать в топливо антигелевые присадки, помогающие излишкам летней солярки не застывать при ночных заморозках. Моторы на тяжелом топливе трескучи и требуют привыкания. Кроме того, не каждый сотрудник заправочной станции с первого раза понимает, какое топливо нужно лить в бак. Если двигатель на тяжелом топливе установлен в модели, которые на отечественном рынке привыкли видеть лишь с бензиновыми агрегатами, как Renault Duster или Peugeot 408, неудивительно, что многие заправщики путаются. И только от быстроты реакции водителя зависит дальнейшая судьба его дизельного транспорта. Что же может случиться, если в бак попадет бензин вместо солярки?

Почему бензин вреден для дизельного мотора?

Ситуация, когда в дизельную машину заливают бензин, встречаются чаще всего. Завести машину не составит труда, потому как в топливной системе всегда остается солярка, которой хватает не только на запуск, но и на непродолжительную поездку. Кроме того, плотность солярки выше, чем плотность бензина, поэтому перед растворением она какое-то время держится внизу, у топливного насоса. Поэтому есть риск просто не заметить подмену и уехать с АЗС. Однако через минут 10-15 начнутся неприятности. Двигатель троит, тарахтит, теряет в мощности, а на приборной панели загораются лампочки ошибок различных систем.

Дело в том, что дизельный агрегат работает на ином принципе, нежели бензиновый мотор. В камерах сгорания нет свечей зажигания, топливо воспламеняется при давлении, а степень сжатия намного выше. В соответствии с этим разрабатываются сорта солярки и подбирается соответствующее цетановое число, показывающее, при каком давлении может вспыхнуть горючее.

У бензина иные характеристики. Октановое число, наоборот, отображает его способность противостоять преждевременному воспламенению при сжатии поршнем.

В итоге при доливе бензина цитановое число падает, топливо сгорает не полностью, отдача падает, мощность снижается, зато появляется сажа, и мотор перестает отвечать заявленным характеристикам.

Кроме того, в отличие от солярки, которая сама смазывает топливную систему, бензин является хорошим растворителем и так зачищает детали топливной аппаратуры, что они уже работают на износ. Топливный насос (ТНВД), система впрыска, форсунки и прочие элементы быстро изнашиваются, однако даже они способны какое-то время поработать на этой смеси, пока мотор не заглохнет.

В целом, даже после попадания чистого бензина в дизельный мотор серьезных последствий можно избежать. Силовой агрегат просто заглохнет. А вот работа на смеси двух разных сортов горючего с соотношением 60/40 опасна. Силовой агрегат не глохнет, и загрязняется сажей от недогоревшего бензина и солярки. ТНВД придется промывать. Однако в малых дозах бензин безвреден.

Малые дозы полезны

Добавки бензина к солярке в малых количествах даже рекомендуются некоторыми бывалыми водителями во время холодов в качестве антигелевой присадки. Проводят эту операцию единовременно для растворения парафинных сгустков, когда летнее дизельное топливо застывает во время первых заморозков. Водители обычно льют в бак солярки около 10-15 литров бензина. Мотор оживает и способен к передвижению до тех пор, пока не найдется нечто более подходящее. Экспериментальным путем установлено, что дизель будет работать, пока смесь солярки и бензина не достигнет соотношения 50/50. После этого он глохнет.

Если в бак дизельной машины попал бензин примерно в этом соотношении или больше, то потребуется слить топливо и прочистить топливную систему. Обычно сотрудники крупных сетей АЗС знают, как поступить, и имеют бригады техников для разрешения таких проблем.

Что будет, если случайно залить масло для бензиновых моторов в дизель? | Обслуживание | Авто

При выборе масла не все водители подходят к менеджерам и просят выписать подходящую бутылку по VIN-коду машины. Они просто берут похожую канистру с подходящей вязкостью и идут на кассу. Затем масло заливается в двигатель и эксплуатируется, как ни в чем не бывало. Однако иногда при ближайшем рассмотрении оказывается, что кодировка на банке говорит о том, что масло предназначено для дизельных моторов. Повредит ли оно машине?

Универсальные масла

Современные сорта синтетического масла предназначены для работы на нескольких типах двигателей. Оно подходят атмосферным агрегатам с обычной степенью форсировки и степенью сжатия 7-10 единиц. Это же масло можно заливать в моторы с более высокой степенью сжатия в 11-14 единиц, а также в турбированные агрегаты с нагруженной системой наддува. Такая универсальность достигается за счет разнообразных пакетов присадок.

Если взять канистру в руки и внимательно прочитать описание, то можно увидеть фразу, что масло подходит, как к бензиновым, так и к дизельным моторам. Современная «синтетика» хорошо справляется со многими режимами силового агрегата, в том числе и дизельного.

Однако заливать ее можно не во все моторы без разбора. В этом случае необходимо сверить по кодировке, какие производители допускают использование сортов «синтетики» на своих автомобилях. Сделать это можно по VIN-коду машины и через информационные базы поставщика продукции.

Специальное дизельное масло

Если автомобиль старый и производители рекомендовали заливать сорта масла, которых сейчас не выпускают, то тут действовать необходимо более взвешенно. Для старых дизельных машин и грузовиков изготавливались специальные сорта масла. Основная проблема, которую они решали помимо основных свойств, — это повышенная загрязненность сажей и окисление смазывающей жидкости.

Дизели имеют степень сжатия, достигающую 17-22 единиц, и мощный турбонаддув, который вкачивает в камеры сгорания сотни литров воздуха ежеминутно. В цилиндрах сжимается не топливная смесь, как в бензиновых агрегатах, а килограммы воздуха. Затем в камеры сгорания впрыскивается солярка, благодаря чему происходит подрыв взвеси с образованием окислов серы.

Настройка системы впуска напрямую сказывается на процессах сгорания. Они протекают значительно быстрее, благодаря чему дизель более экономичен, чем бензиновый агрегат, и его КПД выше. Но если есть нарушения в настройках, то солярка в цилиндрах сгорает не полностью и выбрасывается в выхлопную трубу. В запущенных случаях из нее идет сизый или даже черный дым, переполненный сажей. Эта сажа улавливается в трубах выпуска сажевыми фильтрами, а вот внутри мотора спасение от нее зависит от масла.

Нагар скапливается на рабочих поверхностях и попадает в смазывающую жидкость. Он приводит к ее окислению и засорению. У грузовиков или старых внедорожников такое бывает часто. Поэтому масло им нужно более защищенное от окисления продуктами неполного сгорания топлива.

Производители для дизельных высоконагруженных моторов вводят в масла присадки для нейтрализации продуктов окисления, они имеют большее щелочное число и устойчивы к загрязнению.

Перепутал масло

Если залить дизельное масло в бензиновый мотор, то оно тоже будет работать. Однако его присадки начнут очищать его от нагара более активно, чем бензиновые сорта. Для некоторых моделей это даже полезно, а вот для старых агрегатов, привыкших ездить только на минеральных маслах, подобная промывка может вызвать засорение фильтра.

В общем, если машина новая, то дизельное масло вреда не нанесет, но долго ездить на нем все же не рекомендуется. Лучше через несколько тысяч километров поменять его на бензиновое.

А вот если в дизельный внедорожник залить старое минеральное масло для бензиновой «копейки», то здесь вреда будет больше. Оно не сможет работать в дизеле с высокой степенью сжатия и не обеспечит его безопасную работоспособность, что приведет к снижению ресурса силового агрегата.

Что будет если залить бензин в дизельный двигатель

Так как топливные системы современных транспортных средств обладают хорошей чувствительностью, то ошибка при заливке другого топлива может значительно повлиять на работу двигателя. Это связано с разным функционированием ДВГ и техническими характеристиками ГСМ.

Многих владельцев интересует, что будет, если залить бензин в дизельный двигатель. Такая ситуация встречается часто, поэтому вопрос имеет высокую актуальность. Каждый владелец должен знать, каким образом надо действовать и что предпринимать нельзя, если был залит бензин вместо дизеля.

Отличия бензина от дизтоплива

Чтобы понять, почему у транспортного средства могут быть проблемы при  использовании не того вида топлива, необходимо изучить, какие отличия есть у бензина и дизеля.

Несмотря на наличие в обоих случаях поршней и коленвалов, сам принцип работы ДВС различный, что и становится основной причиной запрета на использование другого топлива.

В перечень отличий входит:

1. Принцип зажигания. В ситуации с бензином, такой процесс наступает благодаря свечам зажигания. Они воспламеняют смесь топлива и воздуха в цилиндре, попадающего через коллектор впуска. В дизельных двигателях свечи зажигания отсутствуют. Воспламеняется ГСМ за счет сильного сжатия.
2. Топливная смесь. Для бензина характерно слияние воздуха и топлива, для дизеля такого процесса нет. Во втором случае все элементы поступает по отдельности.
3. Компрессия цилиндров. У транспортных средств на солярке она больше и достигает около 20 атмосфер. При использовании бензина этот показатель находится в пределах 9-11 атмосфер.
4. Характеристики воспламеняемости. Дизельное топливо имеет цетановое число, которое отображает насколько быстро может произойти возгорание. Бензин обладает противоположным показателем — октановым числом, которое показывает уровень противостояния к воспламенению.

Еще одна отличительная черта заключается в системе впрыска, для двигателей на соляре используют common rail, которая смазывается самим топливом. Однако бензин не обладает таким свойством.

Перечисленные отличия доказывают, что если авто владелец заправил дизель бензином, то следует ожидать проблем в работе автомобиля. Однако в зависимости от некоторых обстоятельств, они могут возникнуть сразу или через определенное количество времени или расстояния.

Что будет если залить бензин в дизель

Ситуация, в которой вместо дизельного топлива в бак заливается бензин, происходит не редко.

Она может возникнуть из-за ошибки работника АЗС или по собственной невнимательности водителя. Однако важно знать, какие последствия стоит ожидать в таких обстоятельствах.

Стоит сразу отметить, что конечный результат будет зависеть от многих факторов. Однако в любом случае для автомобиля это не очень хорошо.

Если авто владелец столкнулся с такой проблемой, необходимо предположить сколько топливо оставалось в баке. Если резервуар был практически полон или наполовину заполнен, то вливание 1-3 литров бензина не причинит системе вреда. Такую ошибку движок может не заметить.

Однако если в бак добавили большее количество, то последствия будут зависеть от того, завели ли машину или нет.

Если двигатель еще не заводился

Наиболее хорошая перспектива, если ошибку заметили вовремя. При этом автомобиль еще не был заведен. В такой ситуации попадание бензина в двигатель не будет. Он только будет контактировать с топливной системой и баком.

Такой же исход будет, если была предпринята попытка заводки, однако в системе не произошло возгорание из-за недостаточной компрессии цилиндров. При необходимом показателе в 20 атмосфер, бензин может производить только не более 11.  Такая ситуация может возникнуть только, если  в баке практически не осталось солярки.

Если в автомобиль залил бензин вместо дизеля сотрудник автозаправочной станции, то необходимо сохранить чек и дальнейшие бумаги на ремонт. Все этапы от эвакуации до обслуживания должна будет оплатить администрация станции.

Двигатель заводился

Если в баке было достаточно количество дизтоплива, то транспортное средство сможет легко завестись и при попадании в систему бензина. Не редко владелец может проехать еще хорошее расстояние до того, пока автомобиль не начнет показывать первые признаки неполадки — попадания в дизельный мотор бензина. Из под капота будут слышны необычные звуки и детонация, из глушителя будет выходить черный дым, температура резко поднимется, а мощность будет падать. Последний признак образуется из-за только частичного сгорания топливной смеси.

Однако с каждым пройденным километром система двигателя будет постепенно разрушаться:

• из-за отсутствия необходимой смазки под большим давлением будут деформироваться детали, в особенности система впрыска common rail;
• выйдут из строя насосы ТНВД по причине высокой чувствительности к качеству топлива;
• инородные углеводы, возникшие из бензина, станут причиной сбоя управляющей электроники.

При смешивании двух видов топлива получается смесь, которая максимально негативно влияет на все детали транспортного средства. В зависимости от проезженного пути, состояния двигателя и других характеристик, ущерб может не ограничиваться перечисленными проблемами, а быть гораздо масштабней.

Что делать в таком случае

Каждый водитель должен знать, что делать в случае заливки в бак вместо солярки бензина. Так, главный совет всех специалистов — нельзя заводить двигатель. Чем больше он будет работать, тем больше проблем, а следовательно денежных затрат, будут ждать владельца.

В случае обнаружения ошибки следует:

1. Вызвать эвакуатор для буксировки транспортного средства до станции технического обслуживания. При этом на многих крупных АЗС, если ошибка лежит на плечах работника, имеется специальная служба, которая берет на себя всю работу по очистке и ремонту двигателя.
2. Провести промывку топливной системы и бака. Если зажигание в автомобиле включено не было, а, следовательно, насос не работал, то достаточно будет только вымыть резервуар и просушить. Если бензин попал в систему, то замене подлежат фильтры, а насосы, магистрали и прочие элементы необходимо будет почистить.
3. Заменить свечи зажигания. Такой шаг предпринимается в конечном итоге.

Важно понимать, что подобные мероприятия так же проводятся, если в дизель залить бензин. Обратная ситуация так же губительна для всего автомобиля.

Таким образом, ошибка наполнения системы вместо дизеля бензином может выйти владельцу не в маленькую сумму.

Главное правило в такой ситуации — избежать запуска двигателя или зажигания. Тогда можно снизить риск больших трат, выполнив только промывку бака.

Если проблема была замечена в процессе езды, то необходимо быть готовым к более серьезным последствиям, так как в бензине и солярке имеются разные характеристики, которые напрямую влияют на работу двигателя транспортного средства.

Что будет если… вместо бензина залить дизель — ЗА БАРАНКОЙ

В чем же отличие 

И топливо, и двигатели, рассчитанные на работу с определенным видом топлива — имеют принципиальные различия.  

При перегонке нефти при различных температурах получают фракции, которые после дальнейшей обработки превращаются в: 

— бензин, 

— керосин, 

— дизель, 

— мазут

Таким образом, бензин и дизельное топливо отличаются как по химическому составу, так и по характеристикам горения: они имеют различное содержание различных примесей, разную вязкость, плотность и температуру воспламенения. 

Двигатели внутреннего сгорания для обоих типов топлива тоже различны: в бензиновом двигателе топливовоздушная смесь подается в цилиндры, где поджигается электрической искрой. Принципиальное отличие дизельного двигателя (наряду с массой других отличий) в том, что нагрев и воспламенение топливовоздушной смеси происходит от сжатия внутри цилиндра. 

Дизельное топливо вместо бензина 

В бензиновом двигателе давление, при котором топливовоздушная смесь поступает в цилиндры, намного меньше необходимой для того, чтобы произошло возгорание дизельного топлива. Поэтому пока в топливной системе осталось немного бензина — резко изменится сам процесс сгорания: дизельное топливо будет сгорать не полностью, будет образовываться большое количество нагара.

 

Попадание дизельного топлива в топливные магистрали бензинового авто приведет к их закупориванию. Велика также вероятность того, что дизельное топливо будет просачиваться в картер через цилиндры — т.е. моторное масло придет в негодность. 

А когда остатки бензина будут использованы — двигатель заглохнет. 

В результате: 

— промывка и ремонт двигателя, как минимум — цилиндро-поршневой системы, 

— промывка и ремонт топливной системы, инжекторов, 

— замена топливного фильтра, 

— замена масла

Кстати, стоит отметить, что карбюраторные двигатели несколько более лояльны к солярке, чем инжекторные. 

Бензин вместо дизельного топлива 

Бензин имеет намного меньшую смазывающую способность (а детали топливной аппаратуры смазываются маслами, входящими в состав дизельного топлива), иную теплопроводность, иной режим горения.  

Дизельный двигатель будет работать на несвойственном ему топливе несколько дольше, чем бензиновый. Но и последствия могут быть куда серьезнее: плохая смазка и иная температура горения приведут к перегреву двигателя и могут даже вызвать его разрушение. В результате (если, конечно, двигатель подлежит восстановлению) — придется заменить половину деталей. 

Что делать сразу 

После заливки несвойственного автомобилю топлива, все равно в топливной магистрали остается «нужное» горючие. Поэтому, залив на заправке дизель, на бензиновом авто можно проехать еще некоторое расстояние, на протяжении которого двигателю будет нанесен вред, порой непоправимый. 

То же касается и дизельного двигателя с бензином в системе питания, с той лишь разницей, что дизельный двигатель скорее всего продолжит работать, пока не произойдет критический перегрев или его не выключат. 

Поэтому при ошибке на заправке — ни в коем случае нельзя запускать двигатель — это сохранит и сам двигатель, и топливную систему. Лучше вызвать эвакуатор или на буксире отвезти машину на СТО, на котором сольют топливо и промоют бензобак. Промыть бензобак особенно важно для бензинового авто, дизельный двигатель более лоялен к незначительным остаткам бензина. 

Что потом 

Стоимость ремонта напрямую зависит от нанесенных двигателю повреждений: от минимальных (которые повлекут за собой промывку бака и топливной системы) и до замены двигателя. 

Обычно комплекс работ сводится к следующему: 

— слив топлива и промывка бензобака, 

— промывка топливных магистралей, 

— замена топливного фильтра, 

— промывка форсунок, замена свечей зажигания, 

— замена масла и масляного фильтра. 

1 — топливный бак; 4 — пробка заливной горловины; 5 — датчик уровня топлива; 6 — подв. топливопровод; 7 — сливной топливопровод; 8 — топливный фильтр; 9 — топливный насос; 10 — сетчатый фильтр; 11 — корпус топливного насоса, 12 — аккумулятор давления; 13 — защитный поддон; 14 — адсорбер

Не все так страшно 

Дизельное топливо в бензиновом авто — катастрофа для двигателя, а вот с «дизелем» — немного попроще. Дело в том, что если дизельному двигателю обеспечить необходимую смазку (например, долить масло в бак) — он некоторое время без особых потерь в состоянии работать и на бензине. Конечно, после такой процедуры все равно следует промыть топливопровод. 

А для некоторых дизельных машин в холодную погоду даже советуют в бак добавлять бензин. Количество добавляемого бензина зависит от температуры окружающей среды и может составлять до 5% и даже до 25% от общего объема. 

Итог 

Если полный бак заполнен «не тем» топливом — не запускайте двигатель! Если двигатель не запускать — все может обойтись лишь промывкой бака и топливной системы. 

Бензиновый двигатель не может работать на топливе с примесью солярки. Поэтому доливать в бак бензин «по горлышко» не имеет смысла.

Дизельный двигатель, наоборот, — может работать на топливе с примесью бензина (желательно не более 5%). Поэтому, если бензина в бак было залито немного — его можно разбавить дизелем, и это не слишком критично отразится на его работоспособности. 

 

Источник

последствия и способы не попасть на деньги » АвтоНоватор

Ну, тут либо на заправочной станции новичок ошибётся, либо нужно быть совершенно невнимательным. Как бы то ни было, однозначно стоит знать, к каким последствиям готовиться и как действовать, чтобы не сделать ещё хуже после заливки дизеля в бензиновый двигатель.

Мнение «знатоков»

«По моему скромному мнению…»

Можно найти на форумах некоторых «экспертов», которые на полном серьёзе утверждают, что дизельное топливо не только не вредит бензиновому мотору, но даже полезно, если его смешать с бензином. Аргументируют это тем, что расход топлива будет ниже. Если в случае с ацетоном движок хотя бы не умрёт, то с соляркой всё наоборот. Некоторые новички верят в этот миф.

Более осведомлённые утверждают, что мотор попросту заглохнет и не заведётся, другие предполагают, что в теории машина сможет ехать своим ходом, но чем дольше мотор будет работать на дизельно топливе (ДТ), тем фатальнее для него окажутся последствия. При этом забитая топливная система — это не самое страшное, куда хуже необходимость капитального ремонта двигателя. Кто-то вообще предположит, что ничего страшного не произойдёт.

В чём разница

На деле вот что будет происходить, когда солярка окажется в баке. Кстати, заправить дизельным топливом машину, работающую на бензине, ещё нужно постараться. Во-первых, наклейка на лючке бензобака имеет предупреждающие надписи, а во-вторых, пистолет колонки с ДТ толще и нужно сильно захотеть всунуть его в узкое отверстие бензобака.

Итак, после попадания дизеля в бак топливо сразу опускается на дно из-за более высокой плотности. Это значит, что солярка быстро попадёт в топливную систему и водитель практически сразу после запуска почувствует неладное (сбои в работе двигателя, низкая динамика, рывки).

Всегда нужно обращать внимание на надписи

Всё дело в том, что дизель и бензин имеют совершенно разные химические составы и топливная смесь кардинально отличается. В составе бензина лёгкие углеводороды, которые способны быстро воспламеняться от искры свечей зажигания. Дизельное топливо невозможно поджечь от искр, даже открытым пламенем это сделать проблематично.

Чтобы в этом убедиться достаточно, вспомнить детство. Наверняка многие, будучи в деревне, пытались разжечь костёр. Чтобы сделать это как можно быстрее, использовался бензин. С этим катализатором даже сырая трава вспыхивает как факел. А вот если под рукой только солярка, всё становится сложнее. Чтобы её поджечь, придётся приложить немало усилий, и то, если это и произойдёт, огонь будет распространяться очень медленно. Что-то похожее будет происходить и в двигателе.

Если вы всё-таки умудрились залить ДТ в топливный бак, существует два сценария развития ситуации.

До запуска двигателя

Если ошибка обнаружена ещё на АЗС, то в таком случае всё просто. Необходимо вызывать эвакуатор и отправляться в ближайший автосервис, где снимут и промоют бензобак. Если автомобиль не запускался после заправки, не стоит соглашаться на промывку топливной системы и форсунок, так как солярка фактически не попала даже в топливный насос.

После запуска двигателя

Гораздо хуже обстоят дела, если проблема обнаружена во время движения. Это возможно, если было залито не более трети солярки от находящегося в баке объёма топлива. Постепенно будет снижаться динамика, начнутся рывки, из выхлопной трубы повалит чёрный дым. В этой ситуации следует немедленно остановиться и заглушить мотор. Если этого не сделать, в камеры сгорания будет поступать всё больше и больше «неправильного» топлива, рано или поздно мотор сам заглохнет, и нетрудно догадаться, почему.

Черный дым из выхлопной трубы не заметить невозможно

О последствиях

Если удастся вовремя заглушить двигатель и отправиться на эвакуаторе в автосервис, можно отделаться более-менее легко. Будет промыт бак и вся топливная система, заменены топливные фильтры и свечи зажигания, прочищены форсунки. Это удачный сценарий развития ситуации.

В худшем случае предстоит капитальный ремонт двигателя. В большинстве случаев снижается компрессия, это говорит о том, что кольца либо залегли из-за закоксовывания, либо сломались. Можно попытаться исправить ситуацию, залив раскоксовку. В противном случае потребуется разбирать двигатель, прочищать, промывать и менять повреждённые детали.

Видео: что делать, если залили дизельное топливо в бензиновый двигатель?

Ошибка на заправке — ещё не смертельный приговор, и в большинстве случаев можно избежать дорогостоящего ремонта. Главное — уметь слушать свой автомобиль и понимать его работу.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Можно ли разбавлять дизельное топливо бензином

Многие из наших автолюбителей склонны к экспериментам в процессе обслуживания и эксплуатации своего транспортного средства. Например, это может касаться неродного вида горючего, залитого в топливную систему. И если для бензинового мотора заправка дизелем может оказаться смертельной, то дизельный двигатель реагирует на бензин гораздо спокойнее.

Как работают бензиновые и дизельные движки — их отличия

Для ответа на вопрос «можно ли в солярку добавлять бензин» необходимо понимать разницу функционирования силовых агрегатов, работающих на разных видах топлива. В бензиновом движке горючее сначала впрыскивается в цилиндр. После этого оно под давлением сжимается, а затем происходит поджиг электрической искрой от свечи. При возгорании горючая смесь толкает поршень и происходит его движение. Если не будет возгорания от искры, то мотор не будет работать, а дизельное топливо такими свойствами не обладает.

Перед тем, как добавлять бензин в солярку, нужно понимать, что у него совершенно иной принцип действия. Под воздействием поршня происходит сжатие обычного воздуха и резкое его нагревание. Как только через форсунки впрыскивается дизтопливо, оно мгновенно воспламеняется. После этого процесс действия будет аналогичным описанному выше силовому агрегату. То есть, работа мотора зависит больше не от искры, а от давления, которое необходимо для поджига.

Характеристики каждого вида топлива — октановое и цетановое число

Нередко можно услышать, как водители стремятся улучшить качества дизельного топлива, добавив в пропорции бензин. Особенно это актуально зимой, ведь зимние виды солярки стоят дороже из-за содержащихся в ней специальных присадок. Чтобы улучшить возгораемость смеси и сделать её менее густой, как раз и разбавляют солярку бензином — последствия такого действия могут принести не только пользу, но и вред. Почему так происходит? Потому что многие наши сограждане пытаются создать горючую смесь, которая не замерзала бы в зимние холодные месяцы.

Перед тем, как начать лить в бензин солярку зимой, нужно учесть, насколько важен для дизельного мотора момент зажигания. Если рабочая смесь начнет воспламеняться самостоятельно, возникает эффект так называемого «калильного зажигания». В отличие от понятия октанового числа, которое характеризует способность бензина к самовозгоранию, у солярки есть обратный показатель, который называется цетановое число.

Это примерно аналогичный критерий, только он показывает способность горючего к возгоранию в процессе его сжатия. Чем большим оно будет, тем быстрее оно будет вспыхивать и создавать полезную энергию. У самых лучших сортов солярки этот показатель может достигать 55 единиц. Поэтому, если добавить бензин в дизтопливо, даже зимой, то можно вызвать взаимодействие исключающих друг друга величин. При смешивании октан-число бензина в родном движке снижается, как и мощность мотора, зато возрастает детонация и сильнее начинают стучать клапана.

А что произойдёт при обратном процессе? Соответственно:

• снизится показатель цетанового числа;
• ухудшатся смазочные свойства горючего;
• повысится время сгорания смеси;
• уменьшится полезный КПД двигателя.

Что происходит при заправке бензином

Стоит отметить, что традиция разбавления была придумана компанией Toyota, которая в своё время рекомендовала разжижать солярку низкооктановым бензином. В дальнейшем от этой практики стали отказываться. И вот почему: последствия от разбавления солярки бензином напрямую связаны с парафином. При понижении температуры он переходит в другое состояние, попросту говоря, кристаллизируется. Процесс начинается уже с температуры минус 5 градусов, то есть, с первыми заморозками. Обнаружить это можно и на глаз, в виде помутнения горючего.

Впоследствии эти кристаллы застревают в бумажном фильтре, а дальше вообще образуют пробку, через которую едва может проникать солярка. Вот почему столь опасными являются первые заморозки и наиболее сильные морозы, когда велик риск заправить своего железного коня летним дизтопливом, не подходящим для погоды. Чтобы снизить порог фильтруемости, автовладельцы и задают себе постоянно вопрос: как разбавить солярку бензином?

С давних пор такой способ разведения горючего практиковался у отечественных автолюбителей, в особенности у тех, кто регулярно работает в северных районах. В некоторых случаях до 70% смеси могло быть разбавлено керосином. Даже для грузовых автомобилей такие методы трудно назвать безболезненными. Дело ещё в том, что дизтопливо является дополнительной смазкой для трущихся элементов из топливной системы. При её разведении смазывающие характеристики, как и вязкость, снижаются. Это приводит к снижению эксплуатационного ресурса топливной системы.

Как последствия зависят от пропорций разведения

Как уже говорилось ранее, всё начинается со снижения цетанового числа. Возрастает показатель самовоспламенения горючей смеси вследствие ее сжатия. Процесс сгорания становится более жестким, а нагрузка на детали кривошипно-шатунного механизма возрастает. Ухудшаются пусковые качества мотора, выхлоп становится более дымным, а запасные части преждевременно изнашиваются. Поэтому даже зимой добавлять в бензин солярку никак не станет оптимальным выходом из ситуации.

Заправка в бак дизельного автомобиля бензина с любым октановым числом может привести к неприятным последствиям, которые обернутся дорогостоящим ремонтом. Правда, последствия будут зависеть от того, сколько и какого топлива оказалось по итогу в баке. Если бак был полностью пустым, то машина сможет продолжать движение лишь по той причине, что топливная система будет содержать в себе некоторое количество дизтоплива. Однако в дальнейшем силовой агрегат попросту загло

В чем разница между дизельным и бензиновым двигателем?

Хотя популярность новых источников энергии, таких как природный газ, гибридные электромобили и E-85, растет, большинство двигателей внутреннего сгорания, продаваемых в США, по-прежнему работают на неэтилированном бензине или дизельном топливе. Хотя химические различия между этими двумя видами топлива значительны, то, как двигатели используют это топливо для выработки энергии, очень похоже. Давайте разберем различия и сходства в топливах и двигателях, чтобы вы могли принять осознанное решение, какой выбрать.

В чем разница между бензином и дизельным топливом?

По сути, бензин и дизельное топливо получают из нефти, но используют разные методы очистки. Неэтилированный бензин в целом более очищен, чем дизельное топливо. Он состоит из множества молекул углерода, размер которых варьируется от C-1 до C-13. Во время сгорания бензин объединяется с воздухом для образования пара, а затем воспламеняется для выработки энергии. Во время этого процесса гораздо труднее сжечь более крупные молекулы углерода (от C-11 до C-13), поэтому, по оценкам, только 80% топлива сгорает в камере сгорания во время первой попытки.

Дизельное топливо менее очищено и имеет размер от молекул углерода C-1 до C-25. Из-за химической сложности дизельного топлива двигателям требуется больше сжатия, искры и тепла для сжигания более крупных молекул в камере сгорания. Несгоревшее дизельное топливо в конечном итоге выталкивается из цилиндра в виде «черного дыма». Возможно, вы видели большие грузовики и другие автомобили с дизельным двигателем, извергающие черный дым из выхлопных газов, но дизельная технология улучшилась до такой степени, что стала экологически чистым вариантом с очень низким уровнем выбросов.

Бензиновые и дизельные двигатели больше похожи, чем различны

По правде говоря, бензиновый и дизельный двигатель больше похожи, чем различны. Оба являются двигателями внутреннего сгорания, которые преобразуют топливо в энергию посредством контролируемого сгорания. Топливо и воздух смешиваются и сжимаются в обоих типах двигателей. Топливо должно воспламениться, чтобы обеспечить мощность, необходимую для двигателя. Оба они используют системы контроля выбросов, включая систему рециркуляции EGR, чтобы попытаться повторно сжечь твердые частицы в камере сгорания.Они также оба используют впрыск топлива в качестве основного источника индукции. Многие дизели используют турбокомпрессоры, чтобы нагнетать больший объем топлива в камеру сгорания, чтобы ускорить сгорание топлива.

Чем они отличаются

Разница между дизельными и газовыми двигателями заключается в том, как они воспламеняют топливо. В бензиновом двигателе топливо и воздух сжимаются вместе в определенной точке цикла, непосредственно перед тем, как поршень выталкивается вверх, чтобы достичь свечи зажигания. Свеча зажигания воспламеняет смесь, опуская поршень вниз и передавая мощность через трансмиссию на колеса.

В дизельном двигателе смесь топлива и воздуха сжимается на ранней стадии процесса сгорания, в результате чего выделяется достаточно тепла для его воспламенения и воспламенения топлива. Для этого процесса не нужны свечи зажигания. Для этого используется термин воспламенение от сжатия. Когда подобный эффект происходит в газовом двигателе, вы слышите стук, который указывает на возможное повреждение двигателя. Дизельные двигатели рассчитаны на такую ​​работу при нормальной работе.

Мощность и крутящий момент — еще одна область, в которой эти два двигателя различаются, и она может быть наиболее важной для ваших целей.Дизельные двигатели создают более высокий уровень крутящего момента, который заставляет автомобиль двигаться, особенно с большими нагрузками, поэтому они идеально подходят для буксировки и перевозки тяжелых грузов. Бензиновые двигатели вырабатывают больше лошадиных сил, благодаря чему двигатель быстрее раскручивается, что обеспечивает лучшее ускорение и максимальную скорость.

Обычно производитель предлагает один и тот же автомобиль с бензиновым или дизельным двигателем. Различные двигатели будут работать по-разному и иметь разную производительность в зависимости от точных характеристик, поэтому лучше всего сравнить детали и пройти тест-драйв, когда вы решаете, какой автомобиль купить.

Топливо для дизель-бензиновых двигателей и их свойства

1. Введение

Топливо можно разделить на три группы: твердое, жидкое и газообразное. Хотя жидкие углеводороды обычно используются в двигателях внутреннего сгорания, в городском транспорте, где загрязнение воздуха является проблемой, биотопливо, такое как спирты и биодизельное топливо или газообразное топливо, которое представляет собой сжиженный нефтяной газ (СНГ) или природный газ, редко использовалось в качестве топлива. . Важность использования альтернативных видов топлива в двигателях внутреннего сгорания возникает из-за ограниченных ресурсов нефти и уменьшения запасов, роста цен на нефть и возрастающих экологических проблем.Для уменьшения зависимости от нефти особый интерес для исследователей представляют альтернативные виды моторного топлива, такие как растительные масла, биотопливо (спирты, биодизель, биогаз) и сжиженный водородный газ [1, 2].

2. Топливо на углеводородной основе

Топливные соединения, содержащие атомы углерода и водорода в своей основной молекулярной структуре, называются топливами на углеводородной основе. Углеводороды можно разделить на две основные группы: алифатические и ароматические. Алифатические углеводороды делятся на два подкласса: насыщенные и ненасыщенные углеводороды.Атом углерода в углеводороде называется насыщенным, если он связан с четырьмя атомами водорода, и ненасыщенным, если атомы углерода образовали двойные или тройные связи углерод-углерод. Насыщенные углеводороды классифицируются как алканы; непредельные углеводороды классифицируются как алкены или алкины [3, 4]. Углеводороды могут находиться в твердой, жидкой и газовой фазах в зависимости от количества атомов углерода в химической структуре. Как правило, углеводороды с 1–4 атомами углерода находятся в газе, 5–19 — в жидкости, а молекулы с 20 и более атомами углерода — в твердой фазе [5].C _n H _m — это общая замкнутая химическая формула жидких углеводородов, используемых в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания. Однако углеводороды состоят из водорода и углерода, а также небольших количеств O ₂ , H ₂ , S, H ₂ O и некоторых металлов, содержащих производные сырой нефти [2]. На рис. 1 приведена классификация соединений углеводородов.

Рисунок 1.

Классификация углеводородов [3].

2.1 Алканы (парафины)

Алканы — это насыщенные углеводороды с общей замкнутой формулой C _n H _{2n + 2} , также известные в литературе как парафины, которые добавляют суффикс «-an» в конце Латинские углеродные числа.Алканы содержат больше водорода в своей химической структуре по сравнению с другими углеводородами, такое большое количество атомов водорода приводит к более высоким тепловым значениям и более низкой плотности, чем другие углеводороды (620–770 кг / м ³ ). По мере увеличения числа атомов углерода в углеводородной цепи свойства алканов, такие как склонность к самовоспламенению, молекулярная масса, а также точки плавления и кипения, увеличиваются. Каждое увеличение числа атомов углерода в углеводородной цепи вызывает повышение температуры кипения примерно на 20–30 ° C.Алканы нерастворимы в воде, потому что они неполярны. Среди неполярных молекул, таких как углеводороды и инертные газы, есть силы Ван-дер-Ваальса, другими словами, силы лондонской дисперсии. Сила дисперсии представляет собой слабую межмолекулярную силу между всеми молекулами посредством временных диполей, индуцированных в атомах или молекулах. Силы рассеивания обычно выражаются как силы Лондона. Число электронов и площадь поверхности молекул являются наиболее важными факторами, влияющими на величину дисперсионных сил.Эти растягивающие силы напрямую влияют на температуру кипения этих материалов. Алканы могут существовать в форме с прямой, разветвленной и циклической цепью, в зависимости от расположения атомов углерода. Силы Ван-дер-Ваальса более эффективны, чем разветвленные, потому что молекулярные поверхности алканов с прямой цепью больше контактируют друг с другом. Таким образом, температура кипения алканов с прямой цепью, имеющих одинаковую молекулярную массу, выше, чем у алканов с разветвленной цепью. Другими словами, по мере увеличения разветвления температура кипения уменьшается, потому что разветвленная структура делает молекулу более плотной.Однако усиление разветвления привело к сужению площади поверхности молекулы и снижению температуры кипения с уменьшением сил Ван-дер-Ваальса между ней и соседними молекулами. Склонность к воспламенению алканов с прямой цепью обычно выше, чем у алканов с разветвленной цепью, так как они легче разрушаются. В отличие от структур с прямой цепью молекул, структуры с разветвленной цепью и кольцами обладают более высокой стойкостью к воспламенению. Следовательно, алканы с прямой цепью более подходят для использования в качестве дизельного топлива, чем в качестве бензинового топлива.Однако изомеры алканов, которые имеют одинаковую замкнутую формулу, но с разными разветвленными цепями и кольцами, более подходят для использования в качестве топлива для бензиновых двигателей, поскольку они обладают более высокой детонационной стойкостью. Свойство, определяющее, воспламеняется ли топливо самопроизвольно, называется октановым числом. Другими словами, это определяется как сопротивление воспламенению. Топливо с прямой длинной цепью обычно имеет более низкое октановое число, тогда как разветвленные структуры имеют более высокое октановое число. Резюмируя это кратко, октановое число обычно обратно пропорционально длине цепи молекул топлива.Чем короче цепная структура молекул топлива, тем выше октановое число. Октановое число прямо пропорционально компонентам разветвленной боковой цепи. Кроме того, кольцевая молекулярная структура топлива приводит к высоким октановым числам. Алканы присутствуют в твердой, жидкой и газообразной форме в зависимости от их углеродного числа. Углерод с числом 1–4 присутствует в газе, 5–25 — в жидкой форме и более 25 — в твердой форме. Алканы содержат менее 4 атомов углерода в своем природном газе и нефтяных газах, 5–12 атомов в бензине, 12–20 атомов в дизельном топливе и 20–38 атомов в смазочных маслах [1, 2, 3, 4, 5, 6 , 7, 8].На рис. 2 показана молекулярная структура первых четырех алканов.

Рисунок 2.

Молекулярная структура первых четырех алканов [8].

2.2 Нафтены (циклопарафины)

Другой тип алканов представляет собой циклические структуры, которые имеют общую формулу C _n H _2n . Два атома водорода отсутствуют в нормальных алканах, потому что их структуры имеют циклическую и замкнутую форму. Поскольку количество атомов водорода мало по сравнению с нормальными алканами, они имеют более низкие термические значения, но более высокие плотности (740–790 кг / м ³ ).Циклоалканы трудно разрушить из-за их структуры замкнутого цикла и они имеют более высокую стойкость к воспламенению, чем алканы с прямой цепью. Однако они также подходят как для бензина, так и для дизельного топлива из-за того, что имеют более низкое сопротивление воспламенению, чем разветвленные. Тепловые показатели нафтенов ниже, чем у алканов, и выше, чем у ароматических углеводородов [2]. На рис. 3 показана циклическая молекулярная структура циклогексана.

Рисунок 3.

Циклическая молекулярная структура циклогексана [5].

2.3 Алкены (олефины)

Алкены представляют собой ненасыщенные углеводороды, которые имеют двойную связь между атомами углерода, показанную общей формулой C _n H _2n . Олефины с одной двойной связью в молекулярной структуре называются моноолефинами (C _n H _2n ), а олефины с двумя двойными связями называются диолефинами (C _n H _2n-2 ). Название моноолефинов указывается после суффикса «en» или «ilen» в конце числа атомов углерода, в то время как название диолефинов получают путем присоединения суффикса «dien» к корням, показывающим число атомов углерода.Многие изомеры образуются за счет замещения двойных связей алкенов. Тепловые показатели алкенов ниже, чем у алканов, и их плотность составляет от 620 до 820 кг / м ³ из-за того, что отношение атомов углерода к атомам водорода выше в молекулярной структуре алкенов. Алкены обладают высокой стойкостью к возгоранию. Алкены менее устойчивы к окислению, чем алканы, поэтому они могут легко реагировать с кислородом. Таким образом, кислород присоединяется к алкенам и, как следствие, блокирует топливопровод.Алкены содержат двойные связи между атомами углерода, одна из которых сигма ( ), а другая — пи ( п ). По этой причине он разрушается труднее, чем алканы с одинарной сигма-связью. Алкены могут использоваться в качестве топлива для бензиновых двигателей благодаря высокой стойкости к воспламенению. Кроме того, его можно использовать в качестве дизельного топлива за счет повышения температуры самовоспламенения. Наиболее важные свойства алкенов дают реакции присоединения с соединениями H ₂ , X ₂ , HX и H ₂ O.Атомы углерода алкенов не полностью насыщены водородом. Следовательно, алкены могут быть более легко связаны с такими элементами, как водород, хлор и бром, поскольку они более химически активны, чем алканы и нафтены. Благодаря такой реакционной структуре они используются в качестве сырья для получения топлива более высокого качества такими методами, как гидрирование, полимеризация и алкилирование. Хотя алкены присутствуют в сырой нефти в очень малых количествах, обычно они могут быть получены методами термического и каталитического крекинга, которые представляют собой нагревание или катализатор посредством разложения крупных молекулярных продуктов.Алкены присутствуют в больших количествах в бензине, полученном этими методами. Высокая стойкость к воспламенению алкенов делает их хорошим бензиновым моторным топливом, но они также могут быть дизельным моторным топливом за счет увеличения склонности к воспламенению [1, 2, 3, 5, 9]. На рис. 4 показана молекулярная структура некоторых алкенов.

Рис. 4.

Молекулярная структура некоторых алкенов [5].

2,4 Алкины (ацетилены)

Алкины представляют собой соединения, имеющие общую замкнутую формулу C _n H _2n-2 и имеющие по крайней мере одну тройную связь (C☰C) между атомами углерода.Алкины являются ненасыщенными углеводородами из-за того, что все атомы углерода не имеют достаточного количества связей с водородом. Кроме того, у алкинов есть суффикс «-в», который добавляется в конце соединения и обозначается в соответствии с числом атомов углерода в самой длинной цепи. Самым простым и известным соединением является ацетилен (C ₂ H ₂ ). Алкины также могут называться производными ацетилена. Алкены более реакционноспособны, чем алканы и нафтены, потому что они ненасыщены. Таким образом, они могут легче реагировать с такими элементами, как водород, хлор и бром, с образованием соединения [3, 5, 9].На рис. 5 представлена ​​молекулярная структура некоторых алкенов.

Рис. 5.

Молекулярная структура некоторых алкинов [5].

2.5 Ароматические соединения (производные бензола)

В конце девятнадцатого века органические соединения были разделены на два класса: алифатические и ароматические. Алифатические соединения означают, что соединения проявляют «липароидное» химическое поведение, тогда как ароматические соединения означают низкое содержание водорода / углерода и «ароматные». Ароматические углеводороды представляют собой ненасыщенные углеводороды, имеющие двойные связи между атомами углерода, которые имеют замкнутую общую формулу C _n H _2n-6 .Ароматические соединения связаны друг с другом ароматическими связями, а не одинарными связями. Другими словами, ароматические углеводороды также называют аренами. Хотя ароматические углеводороды являются ненасыщенными соединениями, они имеют другие химические свойства, чем другие алифатические ненасыщенные соединения. В отличие от алкенов и алкинов, ароматические углеводороды не дают реакции присоединения, которая является характерной реакцией ненасыщенных соединений. Кроме того, ароматические углеводороды проводят реакции замещения, особенно характерные для насыщенных углеводородов. По этим причинам, а ароматические углеводороды более стабильны, чем другие ненасыщенные соединения, ароматические углеводороды были отнесены к отдельному классу углеводородов.Благодаря наличию более чем одного атома углерода с двойной связью и циклической структуры они имеют прочную структуру связей и обладают высокой устойчивостью к воспламенению. Плотность ароматических углеводородов составляет от 800 до 850 кг / м ³ . Более высокая плотность в жидком состоянии приводит к тому, что они имеют высокое содержание энергии на единицу объема, но имеют низкую тепловую ценность на единицу массы. Связи между атомами углерода прочные; ароматические углеводороды обладают высокой детонационной стойкостью. Следовательно, из-за высокого октанового числа ароматических углеводородов они могут быть хорошим бензиновым топливом с добавлением бензина для повышения детонационной стойкости, но они не подходят для использования в качестве топлива для дизельных двигателей из-за их низкого цетанового числа.Простейшим ароматическим соединением является бензол с химической формулой C ₆ H ₆ . Основные структуры других ароматических углеводородов также составляют бензол. Как правило, они могут быть получены искусственно из угля и могут использоваться в качестве добавки к бензину для улучшения детонационной стойкости бензина. Ароматические углеводороды необходимо использовать осторожно, поскольку они канцерогены, вызывают загрязнение выхлопных газов, обладают высокой растворимостью и оказывают коррозионное воздействие на системы подачи топлива [1, 2, 3, 5, 6, 9].На рис. 6 показана молекулярная структура некоторых важных ароматических соединений.

Рисунок 6.

Молекулярная структура некоторых ароматических соединений [5].

3. Топливо двигателя внутреннего сгорания

Бензин и дизельное топливо, являющиеся производными сырой нефти, обычно используются в двигателях внутреннего сгорания. Примерная элементная структура средней сырой нефти состоит из 84% углерода, 14% водорода, 1–3% серы и менее 1% азота, атомов кислорода, металлов и солей. Сырая нефть состоит из широкого спектра углеводородных соединений, состоящих из алканов, алкенов, нафтенов и ароматических углеводородов.Это очень маленькие молекулярные структуры, такие как пропан (C ₃ H ₈ ) и бутан (C ₄ H ₁₀ ), но они также могут состоять из смесей различных структур с очень большими молекулами, таких как тяжелые масла и асфальт. Следовательно, для использования в двигателях внутреннего сгорания сырую нефть необходимо перегонять. В результате тепловой перегонки сырой нефти получаются нефтепродукты, такие как нефтяные газы, топливо для реактивных двигателей, керосин, бензин, дизельное топливо, тяжелое топливо, машинные масла и асфальт.В целом перегонка сырой нефти привела к получению в среднем 30% бензина, 20–40% дизельного топлива и 20% мазута, а тяжелых масел получается от 10 до 20% [2, 5].

При перегонке сырой нефти получается бензин при температуре от 40 до 200 ° C, а дизельное топливо — при температуре от 200 до 425 ° C. Чтобы использовать эти виды топлива в двигателях, необходимо учитывать некоторые важные физические и химические свойства, такие как удельный вес топлива, структурный компонент, тепловая ценность, точка вспышки и температура сгорания, температура самовоспламенения, давление паров, вязкость топлива, поверхностное натяжение, температура замерзания и хладотекучесть.Удельная масса, плотность топлива уменьшается с увеличением содержания водорода в молекуле. Плотность бензина и дизельного топлива обычно указывается в кг / м ³ при 20 ° C. Номер Американского института нефти (API) — это международная система измерения, которая классифицирует сырую нефть по ее вязкости в соответствии с американскими стандартами. Удельный вес может быть определен как отношение веса данного объема данного вещества при 15,15 ° C (60 ° F) к весу воды при том же объеме и температуре.Соотношение между числом API и удельным весом выражается следующим образом [1, 2, 5]:

Удельный вес 15,15 ℃ / 15,15 ℃ = ρобр15,15 ℃ ρводы15,15 ℃ E1

API = 141,5 Удельный вес 15,15 ℃ /15.15℃−131.5E2

В соответствии с номером API сырая нефть делится на три группы: тяжелая, средняя и легкая, и по мере увеличения количества API сырая нефть становится тоньше. Степень API дизельного топлива варьируется от 25 до 45. Вязкость, цвет, основной компонент и определение сырой нефти в соответствии с классом API приведены в Таблице 1 [1, 5].

2 Табл.

Классификация сырой нефти по классу API [5].

В то время как плотность бензина составляет ρ = 700–800 кг / м ³ , она изменяется в пределах ρ = 830–950 кг / м ³ для дизельного топлива. В то время как содержание углерода в алкановом и нафтеновом топливе составляет 86%, для ароматических углеводородов оно составляет около 89%. Помимо атомов углерода и водорода, в бензине и дизельном топливе можно найти серу, асфальт и воду. В частности, сера может вызвать коррозию деталей двигателя, а продукты сгорания серы негативно влияют на окружающую среду.Асфальт прилипает к клапану на поверхностях поршня и вызывает износ. Вода вызывает коррозию и снижает тепловую ценность топлива. Это нежелательные компоненты топлива. Тепловые значения жидкого топлива даны в единицах энергии массы (кДж / кг или ккал / кг), а тепловые значения газовых топлив — в единицах энергии (кДж / л, кДж / м ³ или ккал / м ³ ). Тепловая ценность топлива выражается двумя способами: более низкая и более высокая теплотворная способность. Если в конце измерения вода в топливе находится в парообразном состоянии, это дает более низкую тепловую ценность этого топлива.Когда вода в топливе конденсируется в конце измерения, она передает системе тепло испарения, а измеренное значение дает более высокую теплотворную способность топлива. В результате однофазный пар получается в капсуле калориметра в результате измерения теплового значения, так что измеряется более низкая теплотворная способность. Двойная фаза (фаза жидкость-пар) получается так, что измеряется более высокая теплотворная способность. Когда температура топливовоздушной смеси достаточно высока, топливо начинает воспламеняться само без внешнего воспламенения.Эта температура называется температурой самовоспламенения (SIT) топлива, а время задержки сгорания топлива — задержкой воспламенения (ID). Термины SIT и ID являются важными характеристиками моторных топлив. Значения SIT и ID варьируются в зависимости от таких переменных, как температура, давление, плотность, турбулентность, вращение, соотношение воздух-топливо и наличие инертных газов. Самовоспламенение — основное правило процесса сгорания в дизельных двигателях. Желательно, чтобы значение SIT было высоким для бензиновых двигателей и низким для дизельных двигателей.Температура самовоспламенения бензина составляет 550 ° С и выше [1, 2, 4].

В зависимости от типа бензинового или дизельного двигателя требуемые свойства топлива различаются. Наиболее важными свойствами бензиновых топлив являются такие свойства, как летучесть и детонационная стойкость, тогда как дизельные топлива должны обладать такими важными топливными свойствами, как вязкость, поверхностное натяжение и склонность к воспламенению. В бензиновом топливе летучесть и детонационная стойкость являются одними из наиболее важных параметров, влияющих на работу двигателя.Летучесть бензинового топлива влияет на скорость и количество испарения топлива во впускном канале и в цилиндре. Низкая летучесть топлива влияет на формирование достаточного количества воздушно-топливной смеси, но когда она очень летучая, она может препятствовать потоку топлива, создавая пузырьки пара во всасывающем канале при локальном повышении температуры. Когда фронт пламени продвигается во время сгорания, с увеличением температуры и давления внутри цилиндра, он сжимает воздух-топливо, которого фронт пламени еще не может достичь.Таким образом, топливо может составлять еще один фронт горения из-за того, что топливо самопроизвольно достигает температуры воспламенения из-за тепла и излучения. Скорость горения фронтов пламени в этих различных точках может составлять 300–350 м / с, а давление в цилиндрах может возвратно-поступательно достигать 9–12 МПа. При таких высоких значениях скорости и давления фронты пламени гасятся, ударяясь друг о друга или о стенки камеры сгорания. Это демпфирование не только вызывает потерю энергии, но и увеличивает локальную теплопроводность.В результате этого ухудшаются характеристики двигателя. В бензиновых двигателях это явление называется детонацией и является нежелательной ситуацией. Химическая структура топлива существенно влияет на температуру самовоспламенения. Октановое число (ON) определяется как свойство топлива сопротивляться детонации или как хорошо воспламеняется само топливо. Октановое число обратно пропорционально длине цепи молекул топлива. Чем короче длина молекулярной цепи топлива, тем выше октановое число.Однако октановое число прямо пропорционально компоненту с разветвленной боковой цепью. Чем выше разветвленность в цепи молекулы, тем выше октановое число топлива. Другими словами, это вызывает более высокую детонационную стойкость топлива. Как правило, увеличение количества атомов углерода в составе топлива обеспечивает более высокую ударопрочность. Однако октановое число циклических молекул, нафтенов, спиртов и ароматических углеводородов высокое. Для масштабирования октанового числа бензина берутся две реперные точки, которые представляют точки 0–100.Октановое число нормального гептана (C ₇ H ₁₆ ) принято равным 0, а октановое число изооктана (C ₈ H ₁₈ ) принято равным 100. Причина этих двух видов топлива в качестве ориентира можно указать, что оба топливных соединения имеют почти одинаковые значения летучести и температуры кипения. Причина, по которой эти два топлива являются отправной точкой, заключается в том, что оба топливных соединения имеют почти одинаковые значения летучести и температуры кипения. Также доступны виды топлива, такие как спирты и бензолы, с октановым числом выше, чем максимальное октановое число по данному показателю.В бензиновых двигателях используются присадки для повышения детонационной стойкости топлива и предотвращения детонации. Два наиболее часто используемых метода определения октанового числа топлива — это метод двигателя и метод исследования. Октановые числа, определенные этими методами, дают значения моторного октанового числа (MON) и исследовательского октанового числа (RON), соответственно. В таблице 2 приведены условия испытаний для определения октанового числа топлива [1, 2, 4, 5].

Класс по API	Определение	Вязкость	Цвет	Состав
0–22,3 °	9018 9018 9018 Тяжелый	Asp.	22,3–31,3 °	Средний	Средний	Коричневый	Дизель + бензин
31,3–47 °	Легкий	Жидкость	Светло-желтый

(125 ° C) ) 9018 Отрегулировано для достижения стандартной 9018 детонации 9018

Свойства	RON	MON
Частота вращения двигателя (об / мин)	600	900
Температура всасываемого воздуха	149 (300 ° F)
Температура охлаждающей воды (° C)	100 (212 ° F)	100
Температура масла (° C)	57 (135 ° F)	57
Время зажигания	13 ° KMA (до ВМТ)	13–19 ° KMA (до ВМТ)
Диапазон гвоздей свечи зажигания	0.508 (0,020 дюйма)	0,508
Давление всасываемого воздуха	Атмосферное давление
Соотношение воздух-топливо	Отрегулировано для максимальной детонации
Степень сжатия

Таблица 2.

Условия испытаний для измерения октанового числа [4].

Поскольку температура воздуха на входе при использовании метода MON выше, чем при использовании метода RON, температура дожигания достигает более высоких значений.Таким образом, топливо самовозгорается и стучит. Следовательно, октановое число, полученное методом MON, ниже, чем октановое число, полученное методом RON, потому что он работает при более низких степенях сжатия в методе MON. Разница в значениях между этими двумя методами определения октанового числа называется чувствительностью к топливу (FS). Когда число чувствительности к топливу составляет от 0 до 10, указывается, что детонационная характеристика топлива не зависит от геометрии двигателя, а если она выше этих значений, детонационная характеристика топлива в значительной степени зависит от сгорания. геометрия камеры двигателя.YD рассчитывается как в формуле. (3):

FS = RON − MONE3

Геометрия камеры сгорания, турбулентность, температура и инертные газы — это параметры, которые влияют на октановое число. Октановое число сильно зависит от скорости пламени в воздушно-топливной смеси. По мере увеличения скорости пламени воздушно-топливная смесь выше температуры самовоспламенения немедленно горит во время задержки воспламенения. Таким образом, существует прямая корреляция между скоростью пламени и октановым числом, поскольку скорость пламени позволяет топливу вытекать без детонации.Спирты имеют высокую скорость пламени, поэтому их октановое число высокое. Период ID не зависит от физических свойств топлива, таких как плотность и вязкость в горячем двигателе в установившемся режиме. Это сильно зависит от компонентов химического состава топлива. Поэтому для увеличения октанового числа топлива добавляют такие добавки, как спирты или органические соединения марганца [4, 5]. Можно работать с более высокими степенями сжатия, увеличив октановое число топлива. Таким образом, высокая степень сжатия увеличивает мощность двигателя и обеспечивает экономию топлива [10].

Дизельное топливо делится на две основные категории: легкое дизельное топливо и тяжелое дизельное топливо. Химическая формула легкого дизельного топлива составляет примерно C _12,3 H _22,2 , в то время как тяжелое дизельное топливо рассматривается как C _14,06 H _24,8 . Молярная масса легкого и тяжелого дизеля составляет приблизительно 170 и 200 г / моль соответственно. Вязкость, поверхностное натяжение и склонность топлива к воспламенению являются важными параметрами свойств дизельного топлива. Легкое дизельное топливо имеет более низкую вязкость и требует меньшего количества прокачки.Так как низкая вязкость также снижает поверхностное натяжение топлива, топливо имеет меньший диаметр капель во время распыления. В отличие от бензиновых двигателей в дизельных двигателях желательно иметь высокую склонность к воспламенению, поскольку сгорание в дизельных двигателях основано на самовозгорании топливовоздушной смеси. На этом этапе цетановое число, которое является мерой воспламеняемости топлива, становится характеристикой топлива. Другими словами, это величина, которая количественно определяет период задержки зажигания.Гексадекан (C ₁₆ H ₃₄ ), топливо с прямой цепью алкановой группы, считается наивысшей точкой отсчета цетанового числа, которое является мерой склонности к воспламенению. Другой контрольной точкой является цетановое число 15 в качестве гептаметилнонана (HMN) C ₁₂ H ₃₄ , или самая низкая контрольная точка была принята за ноль как значение цетанового числа альфа-метилнафталина C ₁₁ H ₁₀ топлива. Прежде всего, топливо с неизвестным цетановым числом перерабатывается в двигателе с регулируемой степенью сжатия.Затем выполняется испытание двигателя до тех пор, пока не будет достигнута степень сжатия, при которой начинается первый детонация, для определения степени сжатия топлива. Затем смесь этих двух эталонных топлив в различных соотношениях испытывается при заданной степени сжатия, и эталонные топлива смешиваются до тех пор, пока не начнется детонация. Процентное содержание гексадекана в момент детонации в топливной смеси гептаметилнонана или альфа-метилнафталина дает нам цетановое число измеренного топлива. Было разработано несколько эмпирических уравнений с использованием физических свойств топлива, поскольку испытания двигателя очень трудоемки и дороги при определении цетанового числа.Эти методы, которые измеряют склонность топлива к воспламенению, называются цетановым индексом, анилиновой точкой или дизельным индексом. Анилин — это ароматическое соединение, которое очень легко смешивается с соединениями своей группы даже при низких температурах, тогда как с алканами (парафинами) сложнее образовывать смеси. Следовательно, гексадекан (C ₁₆ H ₃₄ ), который является алкановой группой и имеет высокую склонность к воспламенению, имеет высокую температуру смешения с анилином. Смесь образца топлива с таким же количеством анилина нагревают для определения дизельного индекса.Затем весь анилин растворяется в топливе. После этого смесь охлаждают, чтобы анилин отделился от топлива. Эта температура, при которой анилин отделяется от топлива, называется анилиновой точкой. Индекс дизельного топлива рассчитывается с анилиновой точкой и классом API, указанными в формуле. (4):

Дизельный индекс = Анилиновая точка ° F × APIat60 ° F100E4

Чем выше значение дизельного индекса, тем больше в топливе алкана (в парафиновой структуре) и у него более высокая склонность к воспламенению.Повышенная летучесть дизельного топлива вызывает ускорение испарения топлива и снижение вязкости. Это обычно нежелательно, поскольку топливо вызывает снижение цетанового числа [1, 2, 4].

Некоторые виды топлива, обычно используемые в двигателях, представлены в таблице 3. Некоторые из важных свойств топлива, такие как замкнутые формулы, молярная масса, более низкая и более высокая теплотворная способность, стехиометрические отношения воздух / топливо и топливо / воздух, температура испарения. приведены моторное октановое число (MON), октановое число по исследовательскому методу (RON) и цетановое число.

8186 C H ₁₅ 9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018

Топливо	Замкнутая формула	Молярная масса	Теплотворная способность		Стехиометрическая температура		Октановое число	кг
			HHV (кДж / кг)	LHV (кДж / кг)	(A / F) s	(F / A) s	MON	RON
Бензин	111	47,300	43,000	14.6	0,068	80–91	92–99	307	—
Легкое дизельное топливо	C 12,3 H 22,2	170	44,86 9018 14186	0,069	—	—	270	40–55
Тяжелое дизельное топливо	C 14,6 H 24,8	200	43,800	41,400 14187		5	0,069	—	—	230	35–50
Изооктан	C 8 H 18	114	47,810,3186		47,810,3186		100	100	290	—
Гептан	C 7 H 16	100	48,070	44,560	15,2	0.066	0	0	316	—
Цетан	C 16 H 34	226	47,280	43,980	9018	9018	292	100
Гептаметилнонан	C 12 H 34	178	—	—	15	0,063	—	Альфа-метилнафталин	C 11 H 10	142	—	—	13.1	0,076	—	—	—	0
Изодекан	C 10 H 22	142	47,590,2187 9018 9018	445	113	—	—

Таблица 3.

Обычные топлива и их свойства [4].

Цетановый индекс можно рассчитать по формуле. (5) что показано перегонкой топлива.Он рассчитывается на основе температур и плотности испарившегося топлива при объемных соотношениях 10, 50 и 90% путем перегонки топлива:

SI = 45,2 + 0,0892T10-215 + 0,131T50-260 + 0,523T90-310 + 0.901BT50−260−0.420BT90−310 + 0.00049T10−2152−0.00049T90−3102 + 107B + 60B2E5

Значения T ₁₀ , T ₅₀ и T ₉₀ являются температурами, при которых топливо испаряется в объемных соотношениях 10, 50 и 90% соответственно. B = −exp [−3500 ( ρ — 850)] — 1, где ρ = плотность в кг / м ³ при 15 ° C.Эта формула относится к количеству цетана, если в топливо не добавлены повышающие цетановое число присадки. В противном случае цетановое число легированного топлива можно измерить с помощью экспериментов по испытанию двигателя. Другой метод, используемый для расчета цетанового индекса, — это эмпирическое уравнение, приведенное в формуле. (6), которая рассчитывается с использованием некоторых физических свойств топлива [5]:

SI = −420,34 + 0,016G2 + 0,192Glog10Tgn + 65.01log10Tgn2−0,0001809Tgn2E6

, где G = (141,5 / S _г ) −131.5 — степень топлива по API. S _g и T _gn — относительная температура кипения в ° F и относительная плотность, соответственно.

Полуэмпирическое выражение, которое прогнозирует продолжительность ID на основе цетанового числа и других рабочих параметров, выглядит следующим образом:

ID = 0,36 + 0,22UpexpEA1 / RuTemεk − 1−1 / 17.19021.2 / Pemεk − 12.40.63E7

ID (° CA) — время в угле коленчатого вала, EA = (618,840) / (цетановое число + 25) энергия активации, Ru = 8.314 кДж / кмоль K универсальная газовая постоянная, T _em и P _em температура в начале времени сжатия, соответственно (K) и давление (бар), ε = степень сжатия и k = cp / cv = 1,4 — значения, используемые при анализе стандартного цикла воздуха. ID рассчитывается по формуле, приведенной в формуле. (8). Он выражается в миллисекундах для двигателя при n об / мин [4]: ​​

IDms = DºCA / 0,006nE8

Низкое цетановое число дизельных двигателей приводит к увеличению времени ID, что, в свою очередь, сокращает время, необходимое для сгорания и CA.Увеличенное время TG приводит к накоплению в камере сгорания большего количества топлива, чем требуется. Таким образом, этот избыток топлива вызывает внезапное повышение высокого давления в начале сгорания. Такое резкое повышение давления вызывает механические напряжения и тяжелую работу двигателя, известную как детонация дизельного двигателя [2, 4].

Вкратце, цетановое число и октановое число относятся к самовозгоранию топлива. Более высокое цетановое число указывает на то, что дизельное топливо быстро и быстро сгорает.Высокое октановое число определяет устойчивость бензина к внезапному возгоранию. Обычно, если цетановое число высокое, октановое число низкое. Между этими двумя свойствами существует обратная зависимость, так что цетановое число низкое, если октановое число высокое [5].

4. Природный газ и сжиженный нефтяной газ (LPG)

Природный газ — это газовая смесь, содержащая метан, этан, пропан, пентан и гексан в более легких количествах, чем воздух, без цвета, запаха и вкуса. Однако он содержит небольшое количество (0–0.5% по объему) диоксида углерода, азота, гелия и газообразного сероводорода. Обычно этот состав газа содержит около 70–90% метана, 0–20% этана и немного меньше пропана, чем этан. Природный газ, используемый на рынке, очищается и отделяется от других газов и используется как почти чистый метановый газ (CH ₄ ) [5]. Природный газ можно хранить в виде сжатого природного газа (КПГ) при высоком давлении, например 16–25 МПа, или сжиженного природного газа при низких давлениях, например 70–210 кПа, и при очень низких температурах, например, -160 ° C.С помощью этих методов можно хранить природный газ и обычно использовать его в качестве сжатого природного газа (КПГ) в двигателях внутреннего сгорания с системой одноточечного распыления. Система одноточечного распыления позволяет наиболее эффективно использовать природный газ, поскольку обеспечивает более длительное время перемешивания, чем требуется для природного газа [4]. В таблице 4 показаны соединения, образующие природный газ, и точки кипения.

Состав	Точка кипения (° C)	Состав	Точка кипения (° C)
Метан	−161.6	Изопентан	28
Этан	−88,6	н-пентан	36,1
Пропан	−42,1							Isoxane Гептан	98,4
н-Бутан	−0,5

Таблица 4.

Соединения и точки кипения в природном газе [5].

Существуют двухтопливные дизельные двигатели, в которых природный газ и дизельное топливо работают вместе.Природный газ подается в камеру сгорания примерно со скоростью звука. Это приводит к высокой турбулентности и высокой скорости пламени. Природный газ имеет более низкие температуры сгорания, чем дизельное топливо, и при более позднем распылении температура в камере сгорания может быть дополнительно снижена. Снижение температуры камеры сгорания значительно снижает образование NO _x . Однако низкое содержание углерода в природном газе приводит к меньшим выбросам CO ₂ и гораздо меньшему количеству твердых частиц [4].

Газовые двигатели на самосвале, преобразующие метан в энергию, являются одним из наиболее распространенных применений природного газа. Газы, образующиеся на свалках, обычно содержат от 45 до 65% метана. Помимо метана, эти свалочные газы содержат сильно загрязняющие газы различного качества, такие как фтор, хлор, кремний и твердые частицы. В двигателях должны использоваться специальные материалы для поршней и клапанов, особенно из-за коррозионного и абразивного воздействия этих газов. Тепловая ценность природного газа составляет 33.4 и 40,9 МДж / м ³ . CO ₂ , H ₂ O и 891 кДж энергии получают, когда 1 моль газообразного метана полностью сгорает. Уравнение горения 1 моля метана описано в уравнении. (9) следующим образом:

Ch5g + 2O2g → CO2g + 2h3Ol + 891kJE9

Высокая скорость пламени и октановое число 120 природного газа позволяют природному газу работать с высокими степенями сжатия. Это гарантирует, что природный газ является хорошим топливом для бензиновых двигателей. Кроме того, у природного газа низкие выбросы выхлопных газов.Кроме того, наиболее важным преимуществом топлива из природного газа является то, что природный газ можно добывать из такого источника, как уголь, который имеет большие запасы по всему миру. Однако, поскольку низкоэнергетическая емкость природного газа находится в форме газа, его низкий объемный КПД приводит к снижению производительности двигателя. Недостатки этого топлива в том, что для природного газа требуются резервуары для хранения топлива под высоким давлением; дозаправка требует времени и имеет переменные компоненты топлива в составе природного газа [4].В таблице 5 представлены свойства природного газа и его сравнение с другими видами топлива в виде тепловых значений.

масло

Свойства	Природный газ	Виды топлива	Теплотворная способность (ккал / кг)
Объем по составу (%)	95–98	10,200
Молярный вес (кг / моль)	16,04	1 кг нет: шесть мазут	9200
Плотность (кг / м 3 )	0.82	1 кг СУГ	11000
Тепловая мощность (МДж / м 3 )	36,14	1 кг импортный бурый уголь	4700/6500
Максимальная скорость пламени (м / с)	0,39	1 м 3 природный газ	8250

Таблица 5.

Свойства природного газа и его сравнение с другими видами топлива [11].

СНГ, сжиженный нефтяной газ, производится как побочный продукт в процессах производства природного газа или при перегонке нефти на нефтеперерабатывающих заводах.Как правило, он содержит 90% пропана, 2,5% бутана и небольшое количество этана и пропилена с тяжелыми углеводородами. Эти газовые соотношения пропана и бутана в СНГ могут варьироваться в зависимости от регионов и областей использования [5]. В последние годы смеси пропана и бутана в различных соотношениях (80% пропана / 20% бутана, 70% пропана / 30% бутана, 50% пропана / 0% бутана) были испытаны в качестве топлива в транспортных средствах. Сжиженный нефтяной газ, используемый в Турции, состоял на 30% из пропана и на 70% из бутана. LPG является наиболее предпочтительным видом топлива после бензина и дизельного топлива, поскольку LPG намного легче хранить и транспортировать, чем природный газ [1, 4].

СНГ — это нетоксичный и легко воспламеняющийся газ без цвета, запаха и запаха. LPG представляет собой смесь газа пропана и бутана, который является газом при нормальном давлении и температуре. Однако СНГ — это жидкость при умеренном давлении. Кроме того, он вдвое тяжелее воздуха и вдвое тяжелее воды. Следовательно, в случае протечки сжиженный нефтяной газ течет на пол. LPG в жидком состоянии расширяется примерно в 273 раза по сравнению с объемом жидкости. Это называется внезапным расширением и охлаждением резкого перепада температуры с очень быстрым испарением жидкого топлива, когда оно переходит в газообразное состояние.Так как это может вызвать холодные ожоги, нельзя прикасаться к газу голыми руками. Хотя сжиженный нефтяной газ — некоррозионный газ, он может плавить краску и масло, а также раздувать материалы из натурального каучука, что приводит к потере их свойств. Поэтому использование материалов, совместимых со сжиженным нефтяным газом, в автогазовых системах, работающих на сжиженном нефтяном газе, очень важно для безопасности [1, 5]. Система LPG широко используется в бензиновых автомобилях. В связи с этим сравнение физических и химических свойств пропана и бутана, которые являются компонентами СНГ и бензинового топлива, приводится в таблице 6.

0,508

Свойства	Пропан	Бутан	Бензин
Объемная масса при 15 ° C (кг / л)	0,508 0,508	0,508	Давление газа при 37,8 ° C (бар)	12,1	2,6	0,5–0,9
Температура кипения (° C)	−42	0,5	30–225
RON 111	103	96–98
MON	97	89	85–87
Нижняя теплотворная способность (МДж / кг)	46.1	45,46	44,03
Нижняя теплотворная способность (МДж / л)	23,4	26,5	32,3
Стехиометрическое соотношение	Таблица 15,8	15,6 Свойства СУГ и бензина [1]. Газ против Дизеля | Преимущества и недостатки бензиновых и дизельных двигателей КПД двигателя Дизельные двигатели по многим причинам обладают гораздо большей экономией топлива, чем бензиновые.Дизельный двигатель нередко потребляет на 10-30% меньше топлива, чем сопоставимый бензиновый двигатель, а топливная эффективность не снижается так быстро в дизельных двигателях при сценариях движения с высокой нагрузкой. Высокая термическая эффективность Самым большим преимуществом дизельного двигателя является, возможно, его относительно высокий тепловой КПД. Тепловая эффективность процесса показывает, насколько эффективно двигатель может преобразовывать тепловую энергию сгорания в полезную механическую энергию.Основным фактором, если не самой важной характеристикой дизельного двигателя, является его относительно высокая степень сжатия. Хотя степени сжатия различаются в зависимости от конструкции двигателя (например, в дизельных двигателях непрямого действия обычно используются более высокие степени сжатия, чем в двигателях с прямым впрыском), в дизельных двигателях степень сжатия обычно находится в диапазоне от 16: 1 до 22: 1. Напротив, типичный бензиновый двигатель будет демонстрировать степень сжатия в диапазоне от 9: 1 до 12: 1 в связи с тем, что бензиновый двигатель подвержен детонации (преждевременное воспламенение топлива во время такта сжатия).Детонация не является проблемой в дизельных двигателях, поскольку они не сжимают воздух и топливо как смесь — топливо не впрыскивается в двигатель до тех пор, пока не будет желательно воспламенение, поэтому высокие степени сжатия практичны и достижимы в дизельных двигателях. Более высокие степени сжатия приводят к более высокой скорости расширения газов во время рабочего такта, что преобразует большее количество тепловой энергии в механическую энергию, чем сопоставимый двигатель с более низкой степенью сжатия. Результатом является относительно низкая температура выхлопных газов, что приводит к более высокому тепловому КПД, поскольку большая часть тепла, создаваемого во время сгорания, расходуется на перемещение поршня вниз. Энергосодержание дизельного топлива по сравнению с бензином Дизельное топливо содержит примерно на 10% больше потенциальной энергии на единицу объема, чем бензин. Следующая таблица значений была предоставлена ​​Центром данных по альтернативным видам топлива Министерства энергетики США: Бензин (E10) Этанол (E100) Дизельное топливо (ULSD) B100 Биодизель Нижняя теплотворная способность 112 000 — 116 000 БТЕ / галлон 76000 БТЕ / галлон 128,500 БТЕ / галлон 119,500 БТЕ / галлон Более высокая теплотворная способность 120 000 — 124 000 БТЕ / галлон 84,500 БТЕ / галлон 138,500 БТЕ / галлон 128000 БТЕ / галлон Обратите внимание, что «меньшая» и «высокая» теплотворная способность — это измерения содержания энергии с немного разными параметрами теста.В любом случае дизельное топливо имеет значительно более высокое содержание энергии, чем бензин; согласно этим значениям, галлон дизельного топлива содержит 113% энергии, содержащейся в галлоне бензина (на 13% больше). Теоретически это приводит к большей экономии топлива, поскольку каждый галлон дизельного топлива имеет способность производить больше полезной механической энергии, чем галлон бензина. Соотношение воздух-топливо Процесс сгорания дизельного топлива является гибким в том смысле, что дизельный двигатель может работать в диапазоне соотношений воздух-топливо и не обязательно ограничен своим стехиометрическим соотношением, как у бензиновых двигателей.Основным фактором, способствующим этому, является то, что у дизельных двигателей нет свечей зажигания, которые быстро загрязнялись бы из-за загрязнения сажей, если бы двигатель работал на богатой топливовоздушной смеси. Что еще более важно [с точки зрения эффективности], дизельный двигатель может работать с относительно обедненным соотношением воздуха и топлива без каких-либо проблем. Напротив, бензиновый двигатель будет иметь тенденцию загрязнять свечи зажигания при работе на чрезмерно богатой смеси, а температура сгорания будет иметь тенденцию достигать приемлемых пределов при работе на чрезмерно бедной смеси.Способность работать на относительно бедной смеси означает снижение расхода топлива в условиях низкой нагрузки, то есть при движении по ровным дорогам. Рекуперация отходящего тепла Дизельные двигатели с турбонаддувом (безнаддувные двигатели уже давно не используются для применения на шоссе) способны преобразовывать отработанное тепло, выделяемое двигателем, в полезную механическую энергию. Горячие выхлопные газы, выходящие из камеры сгорания, направляются в корпус турбины турбонагнетателя, где тепловая энергия выхлопных газов преобразуется в механическую энергию посредством термодинамического процесса через колесо турбины.Получающееся в результате рекуперация энергии, которая в противном случае была бы ненужной, способствует повышению эффективности двигателя и увеличению общего потенциала производительности. Это позволяет дизельным двигателям меньшего рабочего объема демонстрировать рабочие характеристики значительно большего двигателя без недостатков, связанных с двигателем большого рабочего объема. Долговечность Дизельные двигатели отличаются своей прочностью, отчасти благодаря тому, что они предназначены для преодоления давления в цилиндрах, связанного с высокой степенью сжатия и принудительной индукцией.Они также обычно имеют квадратную форму (длинный ход, малое отверстие), что требует возвратно-поступательного движения с большей массой для противодействия высоким напряжениям. Дизельные двигатели также работают на низких оборотах, обычно в диапазоне от 3000 до 3500 об / мин, что способствует снижению износа в течение всего срока службы двигателя. Эти факторы способствуют увеличению срока службы дизельных двигателей, который значительно превышает срок службы любого сопоставимого массового бензинового двигателя. Дизельные автомобили и пикапы нередко преодолевают 500 000 миль, прежде чем им потребуется капитальный ремонт.Аналогичным образом, дизельные двигатели в тяжелых грузовиках (тракторных прицепах) нередко превышают 1 000 000 миль, прежде чем потребуется капитальный ремонт. Слабость двигателя заключается в том, что дизельные двигатели обычно значительно тяжелее бензиновых. Крутящий момент на низких оборотах Дизельное топливо не только содержит больше энергии, чем бензин, но и обладает совершенно другими свойствами, чем бензин. Одно из основных различий заключается в том, насколько быстро происходит сгорание и, в частности, в скорости расширения выхлопных газов.Бензин воспламеняется и быстро расширяется при воспламенении, тогда как дизельное топливо горит намного медленнее. Можно утверждать, что разница равносильна быстрому удару поршня с большой силой по сравнению с медленным толканием поршня вниз с большой силой. Как относительно большая длина хода двигателя, так и характеристики сгорания дизельных двигателей способствуют их значительному низкому номинальному крутящему моменту, хотя и за счет высокой мощности в лошадиных силах. Стоимость владения Стоимость владения — интересная тема в отношении соответствующих различий между бензиновыми и дизельными двигателями.Необходимо учитывать множество факторов, в том числе использование транспортного средства, закупочную цену, расчетный срок службы двигателя, затраты на техническое обслуживание и затраты на топливо. Во многих случаях автомобили с дизельным двигателем являются экономичной альтернативой автомобилям с бензиновым двигателем. Аналогичным образом, есть много случаев, когда автомобиль с бензиновым двигателем представляет собой более экономичный вариант при оценке общей стоимости владения и эксплуатации в течение срока службы автомобиля. Что касается грузовых автомобилей, то предпочтение отдается дизельным двигателям, поскольку они способны буксировать суда значительной массы и будут работать гораздо эффективнее, чем сопоставимый бензиновый двигатель в аналогичной категории характеристик.Тем не менее, дизельные двигатели, как правило, дороже в обслуживании из-за более строгих графиков обслуживания, большего объема масла в картере и в некоторых случаях дополнительных затрат, связанных со сложностью современных двигателей. Покупатели автомобилей с дизельным двигателем также обычно сталкиваются с более высокими закупочными ценами. Еще одно важное соображение (как обсуждалось ранее) заключается в том, что дизельные двигатели обычно имеют [значительно] более длительный срок службы, чем бензиновые, в первую очередь из-за их прочной конструкции. Выбросы выхлопных газов / побочные продукты сгорания Различия в выбросах выхлопных газов между дизельными и бензиновыми автомобилями представляют собой интересную дискуссию, и, не вдаваясь в подробности, можно сделать вывод, что выбросы дизельных и газовых двигателей различаются, но одно не обязательно хуже другого. Вот разбивка по четырем важным категориям выбросов: Выбросы окиси углерода (CO) Окись углерода (CO) — это бесцветный газ без запаха, обладающий высокой токсичностью.Окись углерода в потоке выхлопных газов превращается в CO2 с помощью катализатора; катализатор (ы) на бензиновом двигателе и катализатор окисления дизельного топлива (DOC) на дизельных двигателях. При сгорании бензина образуется более высокая концентрация монооксида углерода, чем в дизельных двигателях, хотя, как правило, нет однозначных споров относительно выбросов CO двумя двигателями, поскольку существуют методы уменьшения выбросов монооксида углерода в обоих двигателях. Выбросы двуокиси углерода (CO2) Углекислый газ является «исходным» парниковым газом и, хотя он превращается в кислород в результате жизнедеятельности растений, является основным фактором глобального потепления.По данным Агентства по охране окружающей среды США (EPA), сжигание 1 галлона бензина в двигателе производит 19,59 фунта CO2, а 1 галлон дизельного топлива производит 22,44 фунта CO2. Хотя дизельные двигатели производят больше углекислого газа на галлон потребляемого топлива, они также потребляют меньше топлива, чем дизельные двигатели сравнимых размеров, и поэтому обычно получают преимущество в этой категории выбросов. Выбросы оксидов азота (NOx) «Окиси азота» — это промышленный термин, используемый для описания диоксида азота (NO2) и оксида азота (NO), оба из которых состоят из атомов азота и кислорода.Выбросы NOx способствуют возникновению видимого «смога» в нижних слоях атмосферы и, как известно, вызывают проблемы, связанные с дыхательной системой. У людей с уже имеющимися заболеваниями, такими как бронхит и астма, оксиды азота имеют тенденцию ухудшать симптомы. Окиси азота являются продуктами сгорания как в бензиновых, так и в дизельных двигателях, однако они гораздо более заметны при сгорании дизельного топлива (особенно, когда двигатель работает на обедненной смеси). В бензиновых двигателях выбросы NOx сокращаются за счет системы рециркуляции выхлопных газов (EGR).В современных дизельных двигателях выбросы NOx также снижаются с помощью системы рециркуляции отработавших газов, однако в дизельных двигателях дополнительно используется система избирательного каталитического восстановления (SCR) для преобразования газов NOx в газообразный азот и водяной пар. В системе SCR используется выхлопная жидкость на основе мочевины (DEF) для обеспечения реакции восстановления, которая имеет место в катализаторе SCR. В результате использования этой системы дополнительной обработки выбросы NOx в автомобилях с дизельным двигателем заметно ниже. Выбросы твердых частиц Как дизельные, так и бензиновые двигатели выделяют определенные углеводороды или твердые частицы.Однако при сгорании дизельного топлива образуется значительно больше твердых частиц (сажи), чем при сжигании бензина. Сажа выхлопных газов дизельных двигателей является известным канцерогеном и поэтому представляет серьезную опасность для здоровья. К счастью, отраслевые правила значительно сократили выбросы твердых частиц из дизельных двигателей за счет использования дизельных сажевых фильтров (DPF), которые на 99% эффективны в улавливании и переработке этих частиц, и, таким образом, выбросы твердых частиц больше не являются серьезной проблемой для автомобильных дорог. дизельные двигатели. Дизель против газа | Преимущества и недостатки газовых / дизельных двигателей Бензиновый двигатель Дизельный двигатель Преимущества Низкие выбросы, не требующие обширного оборудования / устройств для контроля выбросов Высокая тепловая эффективность (экономия топлива до 30%) Легкий и сравнительно небольшой размер Топливо демонстрирует высокое энергосодержание на единицу объема Высокая мощность / крутящий момент на средних и высоких оборотах Гибкое соотношение воздух-топливо Может работать при высоких оборотах двигателя Долговечные, прочные компоненты двигателя Низкие затраты на обслуживание и ремонт Создает высокий крутящий момент при низких оборотах двигателя Привлекательная стоимость владения / низкая первоначальная стоимость покупки Отсутствие системы зажигания Низкий уровень шума, вибрации и жесткости Двигатели охлаждаются (редко перегреваются при надлежащем обслуживании системы охлаждения) Топливо доступно Хорошо подходит для непрерывной работы при высокой нагрузке в течение длительных периодов времени Конструкция двигателя хорошо подходит для малых и больших двигателей Высокая стоимость при перепродаже Недостатки Ограниченный срок службы Сравнительно большой размер и масса двигателя Более низкий тепловой КПД Сравнительно высокая первоначальная стоимость покупки Детонация (детонация или «гудение») становится серьезной проблемой в двигателях с высокой степенью сжатия Сравнительно высокие затраты на обслуживание и ремонт Более низкая стоимость при перепродаже (в первую очередь для ограниченного срока службы и меньшей желательности в определенных сферах) Разбавление топлива — серьезная проблема, не подходящая для непрерывной езды или длительных периодов холостого хода Летучесть топлива (повышенная безопасность при хранении и заправке) Ограниченная максимальная частота вращения двигателя Увеличение полезной нагрузки (без веса прицепа) в грузовых автомобилях способствует снижению веса двигателя Обширная, если не сказать несколько обременительная система контроля выбросов (современные двигатели) Этанол в бензине может быть вредным для топливных систем (Федеральные предписания в США.S.A. требует, чтобы весь автомобильный бензин смешивался с этанолом) Не на всех АЗС есть дизельное топливо (хотя найти дизельное топливо в любом населенном пункте не составляет особого труда) Daimler откажется от бензина, дизельных двигателей, сосредоточится на электромобилях Этот сайт может получать партнерские комиссии по ссылкам на этой странице. Условия эксплуатации. Эталон автомобильной промышленности, Daimler, отказывается от двигателей внутреннего сгорания в пользу автомобилей с электрическим приводом.Daimler прекратит разработку любых новых двигателей внутреннего сгорания, бензиновых или дизельных. Родитель Mercedes-Benz недавно выпустил новое семейство двигателей внутреннего сгорания. Сообщается, что это будут последние новые двигатели. Их будут дорабатывать, улучшать и модернизировать в течение многих лет, возможно, десятилетий, но совершенно новых двигателей не будет. История была взята из немецкого журнала Auto Motor und Sport (щелкните, чтобы увидеть очень хороший перевод). В нем цитируется глава отдела разработки Маркус Шефер, который заявил, что Daimler не планирует разрабатывать двигатель внутреннего сгорания следующего поколения.В прошлом году Daimler предшествовал Volkswagen, который заявил, что не будет разрабатывать новые семейства двигателей, кроме тех, которые уже находятся в разработке к 2026 году. Семейства двигателей существуют от десятилетия до полувека. Это не значит, что веселье окончено. У вас по-прежнему будут отличные автомобили для езды на пределе, если вы захотите (верхнее изображение). У электромобилей тоже будет много мощности и отличная подвеска, если этого хотят клиенты. Электромобиль Mercedes-Benz EQC 400 4MATIC. Многие автопроизводители сделали заявления о том, что к X-году (где-то между 2020 и 2025) каждая новая линейка автомобилей будет предлагать электрификацию.Совершенно новая, не обновленная модель выходит каждые 5-7 лет. Новая модель будет предлагать гибридную, подключаемую гибридную или электрическую версию автомобиля в дополнение к версии с двигателем внутреннего сгорания. Таким образом, «электрификация» не означает, что единственным выходом, помимо бензина, будет электромобиль. Volkswagen Group прошлой осенью, а теперь и Daimler сделали перспективные прогнозы срока службы своих двигателей внутреннего сгорания. Частично это связано с тем, что к 2050 году в мире будет углеродно-нейтральный мир. Чтобы добиться этого, последние автомобили с двигателями внутреннего сгорания будут произведены примерно в 2040 году.При среднем сроке службы автомобиля около 11 лет (по крайней мере, в США) к 2050 году половина автомобилей с двигателями внутреннего сгорания исчезнет. На транспорт приходится около 15 процентов выбросов парниковых газов во всем мире (около 30 процентов в США). Все это предполагает изменение климата и глобальное потепление. Не все согласны, но климатологи говорят об этом почти единогласно. Другой большой вопрос — готовы ли автомобилисты покупать электромобили. В США проникновение составляет около 2 процентов, и большая часть этих автомобилей была продана с доступными федеральными налоговыми льготами в размере 7 500 долларов США и, как правило, с государственными кредитами.Есть также опасения / пугающие истории о том, что ключевые элементы в литий-ионных аккумуляторах могут поступать только из автомобилей, не дружественных для США и западных стран. Daimler AG и BMW Group совместно работают над автономным вождением. Будут ли они также совместно работать над электрификацией? Daimler ожидает, что к 2030 году половина проданных автомобилей будет электрическими или гибридными, что отличается от того, что 100 процентов этой половины будут полностью электрическими. (Во многих историях говорится, что гибриды и PHEV не станут важной частью смеси электрификации, но а) неясно, насколько сильно это предвзятость автора иопыт и б) в качестве промежуточных транспортных средств PHEV сокращают углеродный след и готовят пользователей к полноценным электромобилям.) Но все зависит от спроса покупателя. Было мнение, что, хотя покупатели из США не уверены в электромобилях, европейцы настроены более оптимистично. Затем на автосалоне во Франкфурте состоялась серьезная частная дискуссия о том, хотят ли европейцы скоро перейти на электромобили. Есть надежда, что отношение изменится по мере снижения стоимости электромобилей, увеличения количества зарядных станций (и уменьшения времени зарядки) и по мере продолжения субсидий, будет продано больше электромобилей. электромобилей больше подходят для городских районов, и, по прогнозам ООН, 68 процентов населения мира к 2050 году будет проживать в городах. Сейчас около 55 процентов. Это также означает, что крупным городам необходимо развивать зарядную инфраструктуру для большинства людей, у которых нет частных электрифицированных гаражей. Auto Motor und Sport завершает свою историю: Доля новых зарегистрированных электромобилей в Германии все еще мала, несмотря на постоянный рост. Но нет никаких признаков возврата: если сейчас крупные автомобильные компании, пусть временами, прощаются с тщательно продуманной и дорогостоящей разработкой двигателей внутреннего сгорания, каждый должен понять, что эпоха заканчивается.Но никто не утверждает, что это конец всем драйверам. Как говорит Daimler: в следующие десять лет автомобиль изменится больше, чем за 100 лет до этого. Инженеры каждый день работают над улучшением электроприводов, а также каждый день ищут технически более совершенные альтернативы. Выход из развития двигателя внутреннего сгорания — четкий сигнал к развитию, а не к концу автомобиля. В то время как ненавистники будут ненавидеть электромобили, может оказаться, что электрификация делает автомобили лучше почти во всех отношениях, включая безопасность и производительность.Параллельно с электрификацией будет автономное вождение с ожиданием гораздо большей безопасности. Поначалу беспилотные автомобили будут добровольными, за ними последуют бонусы за автономное вождение (полосы для HOV преобразованы в полосы для самостоятельного вождения), с нечетким будущим на случай, если на некоторых дорогах будет требоваться автономное вождение. Нет никаких сомнений в том, что в очень долгосрочной перспективе мы все будем водить электромобили. Но когда? Это менее определенно. В то время как уровень утилизации составляет 11 лет в США (половина всех автомобилей утилизируется к этому возрасту), около 20 процентов легковых и грузовых автомобилей на дорогах старше 15 лет, сообщает IHS Markit. BMW, еще один ведущий производитель автомобилей в мире, считает, что бензин и дизельное топливо уйдут, но в течение более длительного периода времени. Клаус Фрёлих, член совета директоров BMW Group по развитию, в июне сообщил Automotive News Europe, что в обозримом будущем компания продолжит инвестировать в новые двигатели внутреннего сгорания с постепенным отказом от дизельных двигателей в течение следующих 20 лет (примерно 2040 г.) и бензиновых двигателей. более 30 лет (2050 г.). По словам Фрёлиха, внедрение электромобилей может быть отложено из-за неадекватной инфраструктуры для подзарядки в трех областях: Россия почти повсюду, богатый нефтью Ближний Восток и западный / внутренний Китай. Разные сроки перехода на полностью электрическую версию Daimler, VW и BMW могут быть обусловлены не столько внутренними расчетами, сколько тем, насколько сильно их подталкивают правительства и мировые руководящие органы, которые, в свою очередь, могут по потребительскому спросу на доступные автомобили или на стабильные температуры. Сейчас читайте: Прорыв Mazda в 2019 году: дизельный двигатель, работающий на бензине Этот сайт может получать партнерские комиссии по ссылкам на этой странице. Условия эксплуатации. Mazda заявляет, что в 2019 году она представит на рынке новую технологию двигателей, в которой используется дизельная технология воспламенения от сжатия — высокая степень сжатия, а не свеча зажигания — но с бензином в качестве топлива. Mazda считает, что двигатель может улучшить экономию топлива на 20-30 процентов. Mazda рассматривает двигатель с воспламенением от сжатия (HCCI) как мост к более полному электрическому будущему через 10, 25 или сколько угодно лет. Маленькая Mazda, очевидно, освоила технологию, которую опробовали десятки крупных автопроизводителей, но пока не смогли реализовать ее. Часть волшебства Mazda заключается в том, чтобы держать свечу зажигания в каждом цилиндре, чтобы зажигать топливо, когда двигатель холодный. Mazda назовет технологию SkyActiv-X и свой долгосрочный план «Sustainble Zoom-Zoom 2030».” Электрификация. Двигатель внутреннего сгорания на первом месте. «Мы считаем, что создание идеального двигателя внутреннего сгорания является для нас неотложной и фундаментальной задачей», — заявил на пресс-конференции во вторник руководитель отдела исследований и разработок Mazda Киёси Фудзивара. «Электрификация необходима, но двигатель внутреннего сгорания должен быть на первом месте». Продажи электромобилей во всем мире стремительно растут, достигнув 1 миллиона в 2015 году и 2 миллионов в 2016 году. Но это немного, если в прошлом году во всем мире было продано более 85 миллионов автомобилей с двигателями внутреннего сгорания — бензиновых, дизельных, гибридных.Таким образом, Mazda стремится создать технологию, которая может применяться в большинстве автомобилей. Сравнение с искровым зажиганием и двигателем HCCI (источник: Mazda) Как работает HCCI В системе искрового зажигания, которая сжигает бензин, поршень сжимает воздух в цилиндре примерно до одной десятой его первоначального объема, а топливная форсунка разбрызгивается. туман бензина, свеча зажигания поджигает топливно-воздушную смесь, и поршень опускается, производя мощность. Десятилетия исследований и разработок позволили получить более однородную воздушную смесь, определив, когда лучше всего впрыскивать топливо, как распределить топливо и как спроектировать поршень и головку блока цилиндров, чтобы максимально увеличить расход топлива для повышения эффективности.Но получить дальнейшую отдачу от экономики и мощности становится все труднее. Более высокая степень сжатия дизеля, примерно до 20: 1, позволяет использовать больше энергии, накопленной топливом. Высокие температуры сжатия воспламеняют топливо. Но дизельная технология страдает от более высоких выбросов оксида азота или частиц сажи. Большинство автопроизводителей очищают выбросы, добавляя небольшую дозу мочевины или дизельной выхлопной жидкости (DEF), когда выхлоп проходит через выхлопную трубу. Двигатель Mazda с воспламенением от сжатия с однородным зарядом воспламеняет бензин за счет сжатия, как и дизельное топливо.В отличие от дизельных двигателей и в отличие от других, которые пытались использовать дизель на бензине, Mazda решила использовать свечи зажигания в каждом цилиндре при определенных условиях, в основном, когда двигатель холодный при запуске. Это называется искровым воспламенением от сжатия (SCCI). Mazda заявляет, что короткий период перехода от искрового зажигания к воспламенению от сжатия был настроен на плавный. Двигатель SkyActiv-X будет оснащен нагнетателем, и его крутящий момент будет на 10–30% больше, чем у нынешнего двигателя (SkyActiv-G).HCCI делает возможным режим сжигания сверхнормативной обедненной смеси, который повышает эффективность двигателя на 20-30 процентов по сравнению с текущим бензиновым двигателем, на 35-45 процентов более экономичен, чем аналогичный бензиновый двигатель Mazda 2008 года, и «равен или превосходит» новый дизельный двигатель по эффективности . Mazda — график внедрения новых технологий. График работы Mazda Первый двигатель и автомобиль SkyActiv-X (HCCI) поступят в продажу в 2019 году. Исполнительный вице-президент Mazda Акира Марумото говорит, что Mazda не планирует поставлять двигатель другим автопроизводителям.По крайней мере, так он говорит сегодня. Автопроизводители могут зарабатывать кучу денег на лицензировании технологий для других, когда есть только одно решение общей проблемы. Компания Mitsubishi, например, изобрела балансирный вал для уменьшения вибрации, присущей четырехцилиндровым двигателям, и большинство автопроизводителей приняло его на вооружение. Mazda также продвигает свои планы по созданию автомобиля с дизельным двигателем, о которых ходят слухи уже почти последнее десятилетие. Этой осенью двигатель SkyActive-D появится в новом компактном кроссовере Mazda CX-5.Mazda будет использовать его как мощный двигатель CX-5. Отдельно Mazda заявляет, что начнет тестирование концепции Mazda Co-Pilot с автономным управлением к 2020 году и «стремится сделать эту систему стандартом для всех моделей к 2025 году». Почему следует разрабатывать бензиновый авиационный двигатель, а не дизель? Двигатель Вес: Настоящая проблема дизельных двигателей в том, что они НЕ легкие. Дизельные двигатели, способные производить +/- 100 л.с., весят +/- 100 кг [220 фунтов] и более.(Не дайте себя обмануть цифрами веса дизельного двигателя, которые не включают в себя все необходимое для работы двигателя, например, охлаждающие и смазочные жидкости, трубопроводы, шланги, радиаторы, турбонагнетатель и промежуточный охладитель, генератор, топливный насос (ы) воздух / масло сепаратор — сапуны, камеры для смешивания воздуха, выхлопная система, катушки / жгуты зажигания, кабели и т. д.!) Подушка для дизельного двигателя, скорее всего, также будет тяжелее, чем для бензинового двигателя. Этот увеличенный общий вес двигателя по сравнению с бензиновым двигателем означает пропорционально уменьшенную полезную нагрузку для самолета, в котором они установлены.По сравнению с двигателем ULPower готовый к работе дизель такой же выходной мощности весит на +/- 30 кг [66 фунтов] больше. Тяжелое топливо: Как вы думаете, почему дизельное топливо еще называют «тяжелым топливом»? Потому что 100 литров [26,4 галлона США] дизельного топлива весит на 19 кг [42 фунтов] больше, чем 100 литров бензина. Люди склонны думать, что дизельные двигатели в автомобилях намного экономичнее бензиновых, потому что они потребляют значительно меньше (по объему) топлива. Типичный показатель для экономичного бензинового двигателя составляет 8 литров / 100 км (30 миль / галлон США), в то время как дизель, производящий сопоставимую мощность, потребляет 6 литров / 100 км (39 миль / галлон США). В коммерческих и военных самолетах расход топлива обычно выражается в фунтах / час. Используя приведенные выше данные о расходе топлива, 8 литров бензина в час будут равны 12,7 фунтам в час; 6 литров / час дизельного топлива будет 12,2 фунта / час. В то время как объемный расход топлива снижается на 25%, снижение расхода топлива по массе составляет всего 4%. Компрессионные двигатели более экономичны, поскольку в них обычно используются более бедные смеси, а их степень сжатия намного выше. Оба фактора делают дизельные двигатели более экономичными, чем бензиновые.Поскольку разница в расходе топлива по массе топлива почти одинакова, это также показывает, что удельное энергосодержание (на единицу веса) большинства углеводородных топлив очень похоже. Более высокий удельный вес дизельного топлива, безусловно, не является преимуществом для самолета с дизельным двигателем. Каждый производитель планеров делает все возможное, чтобы увеличить полезную нагрузку своих самолетов за счет уменьшения веса планера. Производители сверхлегкого света ликуют, когда они могут заявить об уменьшении веса своей конструкции на 15 кг [33 фунта] без снижения коэффициентов безопасности. Дизельный самолет с полной топливной загрузкой 100 литров имеет уменьшенную пассажирскую полезную нагрузку +/- 50 кг [110 фунтов] !! по сравнению с тем же самолетом с двигателем ULPower . (Примечание: керосин имеет удельный вес, который находится между бензином и дизельным топливом, поэтому его потеря веса меньше.) Топливо дешевле?: Многие видят главное преимущество дизеля в использовании более дешевого топлива. Однако разница в стоимости дизельного топлива, Jet A1 и бензина для населения является исключительно вопросом государственных налогов и мало связана с производственной стоимостью.Во многих европейских странах, например в Германии и Швейцарии, дизельное топливо стоит столько же, сколько неэтилированный бензин. По мере того как население все больше и больше переходит на дизельные автомобили и самолеты, правительства будут повышать налоги на дизельное топливо, чтобы компенсировать снижение доходов от более низких продаж бензина. В Бельгии 3/4 новых купленных автомобилей — дизельные, потому что это топливо (раньше) было на 30% дешевле. Европейский Союз стремится сделать стоимость всех видов топлива для конечного потребителя зависимой от его удельного энергосодержания, а не от типа топлива. Дизели дороже покупать: Другая проблема заключается в том, что авиадизельные двигатели значительно дороже, чем бензиновые двигатели той же мощности. Производители дизельного топлива сообщают своим потенциальным клиентам, что увеличение стоимости легко компенсируется более низкой стоимостью топлива, что отчасти связано с более высокой топливной экономичностью дизельного двигателя. Услышав этот аргумент, обратите внимание на два момента; Как долго сохранится это преимущество в цене на топливо? Будет ли владелец налетать достаточное количество часов, чтобы меньший расход / стоимость топлива были больше, чем надбавка к стоимости дизельной электростанции? Средний пилот-любитель налетает менее 50 часов в год, а многие — менее 30 часов.Если мы предположим, что дизельная энергия всегда будет иметь преимущество в расходе топлива по сравнению с бензином, экономия дизельных двигателей на самом деле не имеет большого значения для общей стоимости полетов в течение года для этого типа пилотов, если вы считаете стоимость покупки, обслуживания , страхование, сборы за ангар и посадку и т. д. Однако преимущество возможности иметь резерв в 50 кг [110 фунтов] дополнительной полезной нагрузки каждый раз при взлете (если вы используете наш двигатель вместо дизеля) очень важно. Преимущество, и не только для пилота-любителя.Это преимущество в весе может легко означать разницу между возможностью совершить путешествие за один раз или необходимости совершить промежуточную посадку на пути для дозаправки, если это возможно. Экологические проблемы: В выхлопных газах дизельных двигателей очень мелкие частицы углерода составляют 0,2-0,5% от общего количества. Это потенциальная проблема будущего для авиационных дизельных электростанций, потому что экологические группы уже жалуются на (небольшое) количество частиц сажи, выделяемых дизельными двигателями.Поскольку количество дизельных двигателей выглядит так, как будто оно продолжит резко увеличиваться в ближайшем будущем, поэтому в конечном итоге экстракторы частиц сажи станут обязательными. Некоторые производители дизельных автомобилей предлагают экстракторы сажи в качестве опции, другие включают их в стандартную комплектацию, поскольку знают, что это станет обязательным. Если / когда фильтры частиц сажи станут обязательными на самолетах, недостаток веса, связанный с дизельной мощностью, увеличится еще больше … Фильтры сажи, вероятно, также будут означать дополнительную (небольшую) потерю мощности.У бензиновых двигателей такой проблемы нет. В статье New Scientist (2 ноября 2002 г.), цитирующей исследование в Journal of Geophysical Research, говорится, что «Бензиновые двигатели не так опасны для планеты, как их более эффективные дизельные аналоги. Комплексная климатическая модель показывает, что сажа производство дизельных двигателей согреет климат в течение следующего столетия больше, чем дополнительный выброс углекислого газа от автомобилей с бензиновым двигателем «. Меры предосторожности: Дизельное топливо, купленное на автозаправочных станциях, может создать дополнительную проблему для пользователей самолетов.Чтобы парафин в дизельном топливе не застывал в очень холодную погоду, необходимо добавлять присадки. В холодном климате это делается автоматически на нефтеперерабатывающих заводах. Однако летом можно легко заправить дизельным топливом на местной заправочной станции без присадок и прилететь в очень холодные условия, что приведет к закупорке топливопроводов. Даже с добавками топливопроводы по-прежнему необходимо хорошо экранировать или даже нагревать, чтобы не допустить их засорения, поскольку незащищенная часть может быть источником проблем из-за охлаждения ветром.Чтобы самолет продолжал работать в холодных погодных условиях, бензиновые двигатели нуждаются в нескольких дополнительных мерах предосторожности и, следовательно, являются одним источником потенциальных проблем для пилота. Сильные импульсы крутящего момента: Проблема импульса крутящего момента является общей для всех поршневых двигателей, но гораздо более выражена и является гораздо большей проблемой для дизельных двигателей. В системах с дизельным двигателем проблемы усугубляются использованием легких двигателей — тех, которые используются в авиации.Этот факт заставил EASA (Европейское агентство по безопасности самолетов) добавить в свои правила рекомендательный материал, который обращает внимание на необходимость обращать внимание на разрушительное воздействие импульса крутящего момента. Неизбежный факт работы поршневого двигателя заключается в том, что он создает импульсы крутящего момента, которые на мгновение ускоряют или замедляют нормальную работу коленчатого вала. Это обусловлено порядком зажигания, углом открытия и количеством цилиндров. Поскольку в дизельном двигателе не используется искровое зажигание, и вместо этого для воспламенения топлива требуется высокая степень сжатия газа (до трех раз больше, чем в бензиновых двигателях с искровым зажиганием), импульсы больше, чем в двигателях с искровым зажиганием.Некоторая степень пропусков зажигания также может вызвать «скачки давления», потому что зажигание не всегда происходит именно тогда, когда должно, и топливо не сгорает полностью при каждом такте зажигания. Импульсы крутящего момента вносят гармонические силы возбуждения, которые не являются частью плавного выхода крутящего момента двигателя и не добавляют к полезной выходной мощности. Однако их диапазон может достигать десятикратного превышения нормального рабочего крутящего момента двигателя, поэтому они могут существенно увеличивать общий крутящий момент, передаваемый через систему, а также скорость износа и повреждений, возникающих в результате этого. Явление импульса крутящего момента может легко усугубить взаимосвязь между двигателем и приводимым оборудованием с точки зрения крутильных колебаний и резонанса, которые могут усилить эту вибрацию до разрушительного уровня. Использование гребных винтов, изготовленных из материалов, которые с трудом поглощают импульсы крутящего момента поршневых бензиновых двигателей, часто вызывает серьезные проблемы. Импульсы крутящего момента привели к катастрофическому отказу лопастей или удерживающих ступиц. Поскольку дизельные двигатели создают гораздо более сильные импульсы крутящего момента, чем бензиновые двигатели, если производитель дизельного двигателя не принял специальных мер для ограничения импульсов крутящего момента до уровней, сопоставимых с бензиновыми двигателями, многие пропеллеры, которые в настоящее время хорошо работают с бензиновыми двигателями, не будут подходить для дизельных двигателей. приведенный в действие самолет. Часть приведенного выше текста была взята из: ulpower.com/lovejoy-inc.com/Articles/article-newtwiststodieselvibration.htm Большие (тяжелые) батареи: Поскольку дизельные двигатели имеют гораздо более высокую степень сжатия, чем бензиновые двигатели, электрическая мощность, необходимая для запуска дизеля, также значительно больше. Обычно это означает, что необходимо установить батарею большей емкости (и более тяжелую), чтобы иметь достаточный запас мощности, чтобы дизель запускался особенно в холодную погоду, а стартер также должен быть мощнее и тяжелее, чем то, что требуется для двигателя с искровым зажиганием.Ни один производитель двигателя не включает вес стартерной батареи в эксплуатационный вес двигателя. Более безопасное топливо ?: И, наконец, положительный момент: дизельное топливо и топливо Jet A1 имеют одно преимущество, которое останется навсегда — оно не взрывается и не горит так же легко, как бензин, в случае аварии. Существуют методы изготовления топливных баков для бензина, исключающих взрывы, но дизельное топливо является более безопасным топливом на борту в случае аварии. Сделайте сначала свои собственные расчеты: Поскольку дизельные двигатели тяжелее и дороже бензиновых при той же выходной мощности, мы думаем, что почти все пилоты-любители легких самолетов мало что получат от возросших расходов на покупку дизельной силовой установки для своих самолетов.Немногочисленные сертифицированные самолеты, которые предлагают вариант с поршневыми дизельными силовыми установками, имеют лишь предельную грузоподъемность по сравнению с такими же самолетами, использующими традиционные бензиновые поршневые двигатели. Если принять во внимание все аспекты полета, а не только коэффициент расхода топлива / стоимости , мы искренне верим, что наш бензиновый двигатель ULPower имеет реальное конкурентное преимущество по сравнению с любым дизельным двигателем такой же мощности для подавляющее большинство владельцев / операторов VLA, спортивных, экспериментальных и сверхлегких самолетов. No related posts. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *