Семь фактов о дизеле, о которых вы наверняка не знали

Свежий номер

РГ-Неделя

Родина

Тематические приложения

Союз

Свежий номер

Экономика

05.09.2021 13:31

Поделиться

Борис Захаров

Дизельные моторы долгое время являлись на российском легковом транспорте экзотикой, однако сегодня они набирают у нас популярность. «РГ» собрала главные факты о дизелях, чтобы потенциальным покупателям было легче сделать выбор в пользу машин, потребляющих «тяжелое топливо».

Istock

Откуда название

Далеко не все в курсе, что дизельные моторы называются так в честь изобретателя такой установки, немецкого инженера французского происхождения Рудольфа Дизеля. В 1892 году Дизель подает заявку на получение патента на «новый рациональный тепловой двигатель» и начинает разработки на Аугсбургском машиностроительном заводе.

Первый функционирующий двигатель с самовоспламенением топлива был создан Дизелем здесь в 1897 году. Воспламенение горючего производилось здесь не искрой от свечи зажигания, а за счет высокой температуры, которой воздух достигал в результате его сжатия поршнем в цилиндре.

Мощность первого агрегата с увеличенной степенью сжатия составила 20 л.с. при 172 оборотах в минуту при КПД 26,2%, что намного превосходило существующие двигатели Отто. В 1908 году дебютировал первый грузовой автомобиль на дизельном двигателе, а в 1936 году был впервые запущен в серию легковой дизельный автомобиль — Mercedes-Benz-260D. Первоначально в качестве топлива использовали растительные масла, а также легкие нефтепродукты.

2. Масло в дизелях меняют чаще, чем в бензиновом моторах

При работе дизельного двигателя из-за особенностей химического состава дизтоплива образуется значительно большее количество сажи, чем в случае с бензиновым мотором.

В итоге масло здесь быстрее загрязняется сажевыми частицами. Этот осадок лишь частично нейтрализуется большим количеством различных присадок, которые изнашиваются быстрее, чем в бензиновых моторах.

Дизельные моторы требовательнее к качеству моторного масла, и у них особые пакеты присадок. В среднем автопроизводители рекомендуют производить замену масла в дизельном моторе на 3 тыс. — 5 тыс. км раньше, чем в бензиновых двигателях. Скажем, если большинство европейских брендов рекомендуют обновить лубрикант в бензиновых «легковушках» на 15 тыс. км, то в случае с дизельным транспортом речь идет о 10 тыс. км, причем при тепличных условиях езды в режиме город-трасса.

3. Солярка — сезонное топливо

Важной особенностью дизельного топлива является его сезонность. С наступлением холодов в баки дизельных машин следует заливать зимнюю солярку и соответственно с потеплением — летнюю. В СССР в соответствии с ГОСТом дизтопливо делилось на летнее (не ниже 0°С), зимнее (не ниже -20°С) и арктическое (до -50°С).

С 2005 г. в РФ начал действовать новый госстандарт. Согласно ему, для районов с умеренным климатом солярка разделялась по сортам: А Сорт (+5 °С), B Сорт (0 °С), C Сорт (-5 °С), D Сорт (-10 °С), E Сорт (-15 °С), F Сорт (-20 °С).

Для районов с экстремально холодным климатом дизтопливо подразделяют на классы: 0 Класс (-20 °С), 1 Класс (-26 °С), 2 Класс (-32 °С), 3 Класс (-38 °С), 4 Класс (-44 °С). И, наконец, в 2011 г. в рамках Технического регламента Таможенного союза Беларуси, Казахстана и России приняты новые обозначения марок дизельного топлива. Л — летнее (температура фильтруемости не определяется), Е — межсезонное (-15 °С), З — зимнее (-20°С), А — арктическое (-38°С). Позднее появились разновидности арктической солярки: ДТ-А-К3 (К4, К5) до -44 °С, ДТ-А-К3 (К4, К5) до -48 °С и ДТ-А-К3 (К4, К5) до -52 °С.

4. Горит хуже, чем бензин, но дает больше энергии

В пожарном отношении дизельное топливо менее опасно, чем бензин по причине более низкой испаряемости. А именно — температура вспышки паров дизельного топлива составляет от 52 до 96 ºС.

Для сравнения: для бензина это значение составляет -43 ºС. Однако при этом вещества, имеющие температуру вспышки паров ниже 61 ºС, относятся к легковоспламеняющимся, поэтому и бензин, и дизтопливо — в их числе.

Тем не менее, как известно, одним из достоинств советских танков Т-34 было использование дизтоплива вместо бензина, что существенно снижало их пожароопасность. В то же время у солярки выше полнота сгорания. Дизтопливо при сгорании дает на 15% больше энергии, чем бензин. Иными словами, дизельному мотору не приходится «подливать» горючего для создания идеальной смеси, как это происходит с бензиновыми ДВС. Дизель впрыскивает топлива ровно столько, сколько требуется на преодоление сил трения. На практике это дает уменьшение расхода топлива на холостом ходу до трех раз по отношению к бензину.

5. Дизелю свечи не нужны, но они есть

Топливная смесь в дизельном моторе воспламеняется и отдает энергию в тот момент, когда соединяется с воздухом, сжатым в цилиндрах под высоким давлением. Бензин же загорается и дает энергию в тот момент, когда к нему направляется искра от свечей.

Соответственно, в дизельном двигателе в теории можно было бы обойтись без свечей. Однако эти детали в агрегатах на тяжелом топливе все же применяются. Только речь идет не о свечах зажигания, а о свечах накаливания, нагревательных элементах, которые в считанные секунды раскаляют воздух вокруг себя до температуры до 1000 градусов и выше.

Благодаря им, к примеру, происходит запуск дизельного мотора, даже когда на улице холодно и агрегат остывший. Кстати, время прогрева первых свечей накаливания в 20-е годы прошлого века составляло нескончаемые 180 секунд. Современным свечам требуется для этого от 2 до 10 секунд. Скажем, свечи накаливания с керамическим стержнем осуществляют прогрев за 2 с и выдают максимальную температуру 1350 °C.

6. Турбодизель дороже бензинового ДВС в обслуживании

Как мы уже упоминали, моторное масло на автомобилях с дизелями приходится менять чаще, чем на бензиновых машинах.

К тому же объем масла для заливки в дизельные агрегаты, как правило, больше, чем у бензиновых машин, а «расходники»(фильтры и свечи) дороже, да и топливный фильтр к тому же требует частой замены.

Однако дизельный мотор потребляет в среднем на 20% меньше топлива, чем бензиновый. Соответственно общие затраты (скажем, по итогам года) будут у дизельных машин либо сопоставимы с таковыми у бензинового транспорта.

Правда и то, что обслуживание уже не новых дизельных моторов может обойтись дороже, чем бензиновых, если речь пойдет о замене в частности двухмассового маховика, турбокомпрессора, инжекторов и т.д. С другой стороны, как правило, дизельные автомобили теряют в цене намного медленнее чем бензиновые аналоги.

7. Дизель вибронагруженный

Ввиду особенностей конструкции (прежде всего высокой степени сжатия, отсутствия классических свечей зажигания и меньшее, чем в бензиновых агрегатах, время, отведенное на смесеобразование и подрыв) шум от дизельного двигателя на холостых оборотах выше в сравнении с бензиновыми аналогами.

Кроме того, двигатели на солярке, как правило, отличаются более высокой в сравнению с бензиновыми моторами вибронагруженностью, которая, впрочем, уменьшается по мере прогрева дизельного агрегата. Впрочем, все зависит от класса автомобиля и его возраста.

Дорогие автомобили сегодня оснащают мощной виброшумоизоляцией, они имеют эффективные вибропоглощающие опоры силового агрегата и/или, к примеру, такое ноу-хау, как аккумуляторные топливные системы высокого давления (Common-rail), снижающие шум прежде всего за счет разделения одного импульса впрыска на несколько.

Поделиться

Главное сегодня

• Мишустин рассказал о льготах для участников свободной экономической зоны в новых регионах

• МО РФ: В Одесской области уничтожен ангар с беспилотниками ВСУ, в ДНР — склад боеприпасов наемников «Иностранного легиона»

• МИД КНР: Пекину пока нечего сообщить о возможной беседе Си Цзиньпина и Зеленского

• Райффайзенбанк заявил, что изучает варианты будущего своей «дочки» в РФ после требования ЕЦБ

• Красноярский губернатор Усс прокомментировал исчезновение сына из-под ареста в Италии

• Журналист Херш: Байден мог взорвать «Северные потоки», чтобы наказать Шольца

Что нужно знать про дизельный двигатель

Многие автомобилисты, которые уже выбрали дизельное транспортное средство, видят все преимущества и особенности. Однако у тех, кто только начинает использовать этот тип двигателя, может возникнуть много вопросов. Попробуем рассказать немного о дизельных двигателях.

Дизельные двигатели: история

Дизельный двигатель появился в 1824 г., когда физик и математик Сади Карно выдвинул теорию, что для повышения эффективности радиатора необходимо быстро сжимать среду внутри до точки воспламенения. Позже этот принцип был использован в качестве функции первого дизельного двигателя.

На протяжении многих лет над проектом дизельного двигателя работали несколько ученых, в том числе Герберт Акройд-Стуарт и Густав Тринклер. Однако только в 1887 году «Рудольфу Дизель» удалось создать первый практически осуществимый и эффективный прототип.

Изначально изобретатель считал, что лучшим топливом для этого двигателя будет угольная пыль, но из-за абразивных свойств и сложности подачи такого топлива в цилиндры ему пришлось отказаться от этой идеи. С другой стороны, изобретение Diesel хорошо работало на растительных маслах и светлых нефтепродуктах.

С тех пор дизельные двигатели постоянно совершенствовались и модернизировались. Многие современные легковые автомобили и большая часть коммерческого транспорта оснащены этими мощными, надежными и эффективными силовыми агрегатами.

Принцип работы

Сегодня легковые автомобили, как правило, оснащаются 4-тактными двигателями. Их рабочий цикл состоит из 4 этапов: допуск, который соответствует вращению коленвала от 0 до 180o. В этот момент воздух поступает в цилиндр через открытый клапан.

Сжатие

Во время этого хода коленвал перемещается от 180oC до 360oC. Поршень сжимает воздух, уже присутствующий в камере, в 16–25 раз и увеличивает его температуру на 700-900oC.

Горение

На этом этапе, соответствует смещению коленвала на 360-540o, топливо впрыскивается и воспламеняется. Образующиеся таким образом вещества опускают поршень.

Выхлоп: при перемещении коленвала из исходного положения от 540 до 720 поршень поднимается вверх, и сжигаемые газы удаляются.

На дизельных двигателях топливо подается через инжекторный насос. Есть несколько типов насосов, используемых в современных транспортных средствах, они содержат пары поршней столько, сколько в цилиндре. Распредвал, соединенный с коленвалом, приводит в движение поршень, и поочередно открывает и закрывает впускные отверстия. Затем создается давление для открытия клапана впрыска, топливо идет в инжектор. Эти насосы надежны и устанавливаются на транспортные средства.

Распространение

Они включают в себя два поршня, которые выполняют возвратно-поступательные вращательные движения, распределяя топливо между цилиндрами. Это обеспечивает еще более равномерное распределение топлива, но при этом изнашиваются элементы. По этой причине распределительные насосы устанавливаются в основном в легковых автомобилях.

Насосы высокого давления

Они используются в топливных системах Common Rail для перекачки топлива в топливные системы, где поддерживается высокое давление независимо от режима работы двигателя. Использование этой системы повышает крутящий момент двигателя на 25% при малом вращении и снижает расход топлива на 20%.

Насосные форсунки

Каждому цилиндру соответствует инжектор насоса с функциями сжатия и впрыска. Использование этой системы повышает энергоэффективность автомобиля и снижает токсичность выхлопных газов, так как сам процесс впрыска осуществляется в 3 этапа. Предварительное впрыскивание обеспечивает плавное горение, а последующее впрыскивание способствует регенерации сажевого фильтра.

5 ключевых преимуществ дизельных двигателей

Они потребляют значительно меньше топлива — в среднем на 30% меньше, чем бензиновые двигатели. Это связано с высоким давлением в камерах зажигания, конструкцией двигателя, принципами его работы и рядом других факторов. Кроме того, в большинстве стран дизельное топливо дешевле бензина.

В дизельных двигателях топливо сгорает непрерывно, как только подается внутрь, обеспечивая высокий крутящий момент при малом вращении. Это улучшает сцепление с дорогой, динамику и управляемость автомобиля. Иногда они обладают высокой эффективностью — до 50%.

Благодаря свечам накаливания и тепловым инжекторам дизельные двигатели легко запускаются независимо от температуры окружающей среды. Они служат почти в два раза дольше бензиновых двигателей.

Дизельные двигатели: 9 правил для экспертов AutoDoc

Во избежание частого ремонта двигателя и топливной системы следуйте этим простым правилам: замените топливный фильтр и топливный/водоотделитель во времени. Дизельные компоненты очень чувствительны к механическим частицам и воде. Благодаря своей сложной конструкции форсунки и компоненты насоса легко засоряются, а сера в топливе смешивается с водой и превращается в серную кислоту, что негативно сказывается на компонентах двигателя.

Убедитесь, что вы используете качественное топливо. Высокое содержание серы в топливе низкого качества значительно сокращает срок службы и эффективность моторного масла и может привести к выходу из строя сажевого фильтра.

Избегайте вращения с высокой частотой: это создает дополнительное напряжение на двигателе. Всегда следите за тем, чтобы топливо было комнатной температуры. Дизельное топливо содержит парафин, который замерзает при низких температурах. Поэтому рекомендуется использовать зимнее топливо (для температур от -25oC до 0oC) или арктическое топливо, сохраняющее свою вязкость при температурах от -35oC до 0oC. На АЗС обычно указывается диапазон температур продаваемого топлива.

Тщательно выбирайте присадки к дизельному топливу. Если вы едете в районах со сложным климатом, антифриз прекрасно подойдет для вашего автомобиля. Имеются также присадки для увеличения крутящего момента и мощности двигателя за счет повышения эффективности сгорания воздушно-топливной смеси, а также чистящие средства для двигателя и топливных магистралей.

Альтернативное вождение в городских районах с поездками в сельскую местность, чтобы двигатель время от времени работал со скоростью 2500 об/мин. При таком режиме работы расходуются сажа и отложения углерода, что снижает риск растрескивания форсунок, прилипания поршневых колец и выхода из строя катализатора.

Двигатель с турбонаддувом не должен выключаться сразу после остановки автомобиля, дайте ему поработать на холостом ходу от 2 до 5 минут, чтобы дать турбине время остыть. Всегда покупайте моторное масло, рекомендованное производителем вашего автомобиля, и никогда не смешивайте смазки разной вязкости. Запускайте медленно, чтобы не повредить кольца внутри турбины.

Заключение

Современные дизельные двигатели экономичны и мощны. Несмотря на стереотипы, они экологичны. Автомобили с дизельными двигателями идеально подходят для поездок в сельскую местность, удобны для больших групп и семей и не ломаются даже при частом использовании. Они очень надежны на бездорожье, что объясняет их популярность среди любителей рыбалки, охоты и активного отдыха. Однако, если вы всегда хотели спортивный автомобиль, или стремились к ускорению или резкому торможению, дизельный автомобиль вам не подойдет: агрессивное вождение будет оказывать слишком сильное давление на двигатель.

Ремонт дизельного двигателя стоит дорого. Однако, следуя вышеизложенному совету, вы понимаете, что необходимость в ремонте возникает нечасто.

Фото: asroad. org

Подписывайтесь на telegram-канал Bfm74.ru,
чтобы не пропустить новости и аналитику от экспертов

Использование дизельного топлива – Управление энергетической информации США (EIA)

Изобретатель дизельного двигателя Рудольф Дизель изначально проектировал свой двигатель для использования угольной пыли в качестве топлива. Он также экспериментировал с растительным маслом до того, как нефтяная промышленность начала производить нефтяное дизельное топливо. Большая часть дизельного топлива, которое мы используем в Соединенных Штатах, перерабатывается из сырой нефти. В настоящее время также широко распространено использование биодизеля, изготовленного из растительных масел и других материалов.

Первая поездка на дизельном автомобиле совершена 6 января 19 г.30. Поездка длиной почти 800 миль была из Индианаполиса, штат Индиана, в Нью-Йорк. Поездка продемонстрировала потенциальную ценность конструкции дизельного двигателя, который использовался в миллионах автомобилей с момента его первой поездки.

Грузовой автомобиль с дизельным двигателем

Источник: Стоковая фотография (защищено авторским правом)

Дизельное топливо играет важную роль в экономике США а военные машины и оборудование также имеют дизельные двигатели. В качестве транспортного топлива дизельное топливо предлагает широкий спектр характеристик производительности, эффективности и безопасности. Дизельное топливо также имеет большую удельную энергию, чем другие виды жидкого топлива, поэтому оно дает больше полезной энергии на единицу объема.

В 2021 году потребление дистиллятного топлива транспортным сектором США, которое в основном представляет собой дизельное топливо, составило около 46,82 миллиарда галлонов (1,11 миллиарда баррелей), в среднем около 128 миллионов галлонов в день. Это количество составляет около 77% от общего потребления дистиллятов в США, около 15% от общего потребления нефти в США, а с точки зрения содержания энергии — около 25% от общего потребления энергии транспортным сектором США.

Дизельное топливо используется для многих целей

Дизельные двигатели в грузовиках, поездах, лодках и баржах помогают перевозить почти все продукты, потребляемые людьми. Дизельное топливо обычно используется в общественных автобусах и школьных автобусах.

Дизельное топливо питает большую часть сельскохозяйственной и строительной техники в США. Строительная отрасль также зависит от мощности дизельного топлива. Дизельные двигатели могут безопасно и эффективно выполнять сложные строительные работы, такие как подъем стальных балок, рытье фундаментов и траншей, бурение колодцев, мощение дорог и перемещение грунта.

Вооруженные силы США используют дизельное топливо в танках и грузовиках, потому что дизельное топливо менее огнеопасно и менее взрывоопасно, чем другие виды топлива. Дизельные двигатели также реже глохнут, чем бензиновые.

Дизельное топливо также используется в дизель-генераторах для выработки электроэнергии. Многие промышленные объекты, крупные здания, учреждения, больницы и предприятия электроэнергетики имеют дизель-генераторы для резервного и аварийного электроснабжения. Большинство отдаленных деревень на Аляске используют дизельные генераторы в качестве основного источника электроэнергии.

Грузовик и погрузчик загружают мусор в самосвал

Источник: Стоковая фотография (защищено авторским правом)

Дизельные генераторы в Тулаксаке, Аляска

Источник: Центр энергетики и энергетики Аляски

Последнее обновление: 6 июля 2015 г. 2022 г., более свежие данные доступны на момент обновления.

Дизельные двигатели и общественное здравоохранение

Воздействие загрязнения дизельным топливом на здоровье

На дизельные транспортные средства, суда, локомотивы и оборудование приходится более 60 процентов всех оксидов азота (NOx) и более 70 процентов всех мелких твердых частиц (PM2,5) выбросы от транспортных источников в США. Только на дизельные автомобили большой грузоподъемности приходится 20 процентов всех NOx и 25 процентов PM 9.0043 2,5 загрязнение от автотранспорта на территории страны. ¹

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) классифицирует дизельные выхлопы как канцерогенные для человека, и многочисленные исследования показывают, что их компоненты, в том числе PM 2,5 и NOx, прекурсор приземного озона, вредны для здоровья человека даже при низких температурах. концентрации и при кратковременном воздействии. ^{2, 3, 4, 5}  

Загрязнение мелкодисперсными частицами

Твердые частицы, иногда называемые сажей, образуются при неполном сгорании дизельного топлива. Несмотря на то, что это лишь часть ширины человеческого волоса, твердые частицы различаются по размеру от крупных частиц (менее 10 микрон в диаметре, известных как PM 10) до мелких частиц (менее 2,5 микрон, известных как PM 2,5) и сверхмелких частиц. (менее 0,1 мкм). Ультрадисперсные частицы, которые достаточно малы, чтобы проникать в клетки легких, составляют от 80 до 95 процентов загрязнения дизельной сажей. &nbsp

Твердые частицы раздражают глаза, нос, горло и легкие, способствуя респираторным и сердечно-сосудистым заболеваниям и даже преждевременной смерти. Хотя все подвержены загрязнению твердыми частицами, дети, пожилые люди и люди с ранее существовавшими респираторными заболеваниями являются наиболее уязвимыми. Недавнее исследование показало, что показатели девяти распространенных причин смерти, включая сердечно-сосудистые заболевания, рак легких и другие распространенные смертельные состояния, были связаны с воздействием даже при концентрациях мелких частиц ниже действующих федеральных стандартов. ⁶

Большой объем научных данных ясно показывает, что цветные и социально-экономически неблагополучные сообщества подвергаются непропорционально более высокому воздействию загрязнения ТЧ _2,5 , и, несмотря на значительное снижение концентраций в окружающей среде за последние 40 лет, эти сообщества по-прежнему подвержены такому же воздействию пропорциональные более высокие уровни. ⁷ &nbsp

Воздействие оксидов азота (NO

_x )

Дизельные автомобили большой грузоподъемности также выбрасывают значительные количества NOx, особенно на низких скоростях при движении по городским кварталам. ⁸ NOx особенно опасен, так как сам по себе является загрязнителем и химическим прекурсором, приводящим к образованию мелкодисперсных частиц и озонового загрязнения на уровне земли. Было показано, что воздействие загрязнения NOx вызывает ряд проблем со здоровьем органов дыхания как при краткосрочном, так и при длительном воздействии, включая снижение функции легких и воспаление.

Длительное воздействие NOx напрямую связано с развитием астмы, тогда как кратковременное воздействие может вызвать астматические симптомы. ⁹ &nbsp

Приземный озон

Дизельные выбросы NOx способствуют образованию приземного озона, который раздражает дыхательную систему, вызывая кашель, удушье и снижение объема легких. Загрязнение приземным озоном, образующееся при объединении выбросов NOx и углеводородов в присутствии солнечного света, представляет опасность как для здоровых взрослых, так и для людей, страдающих респираторными заболеваниями. Загрязнение озоном в городах было связано с увеличением числа госпитализаций по поводу респираторных заболеваний, таких как астма, даже при уровнях озона ниже федеральных стандартов. ^{10, 11}

Воздействие особенно вредно для более уязвимых групп населения, включая пожилых людей и людей с уже существующими заболеваниями. Недавнее исследование обнаружило значительную связь между смертностью среди населения Medicare и небольшим кратковременным повышением концентрации озона. ¹² Было также доказано, что приземный озон повреждает сельскохозяйственные культуры, что приводит к ощутимому сокращению сельскохозяйственного производства во всем мире, а изменение климата только усугубит это воздействие. ¹³ &nbsp

Электромобили здесь

Сегодня на рынке представлено более 100 моделей электрических грузовиков и автобусов, включая автомобили для доставки, тягачи, шаттлы и чартерные автобусы. ¹⁴ Предприятия теперь могут приобретать электрические грузовики и автобусы со значительно меньшими и более предсказуемыми затратами на топливо и техническое обслуживание. Электромобили уже готовы к работе. ¹⁵

Доступность грузовиков с нулевым уровнем выбросов продолжает быстро расти, а разница между стоимостью жизненного цикла электрических и дизельных грузовиков уменьшается с каждым годом. По оценкам Калифорнийского совета по воздушным ресурсам, к 2030 году электрические грузовики будут иметь благоприятную совокупную стоимость владения (TCO), от транспортных средств для доставки до тягачей, отчасти из-за существующей государственной политики и снижения затрат на технологии. ¹⁶

Необходима государственная политика

Ландшафт вокруг электрических грузовиков и автобусов резко изменился благодаря последним достижениям в области технологий. В последний раз, когда EPA рассматривало выбросы большегрузных автомобилей, электромобили были концепцией будущего, но теперь мы можем полностью исключить выбросы выхлопных газов большегрузных автомобилей. В то время как электрические грузовики никуда не денутся, актуальность климатического кризиса и неравенства в отношении здоровья в несоразмерно пострадавших сообществах требует государственной политики для ускорения национального рынка электрических грузовиков и автобусов, обеспечивая при этом некоторую регуляторную определенность для отрасли.