Цены на топливо растут (и на бензин, и на дизельное), а “альтернативные силовые установки” еще не успели в достаточной мере себя зарекомендовать (да и в превосходстве их пока “не обвинить”). В связи с выше описанной ситуацией, в очередной раз разгораются дискуссии о плюсах и минусах дизельных технологий – как реальной альтернативе бензиновым. Сегодня мы рассмотрим существующие аргументы в пользу современного дизеля и насколько они убедительны.
Дизельные двигатели (как это было – так и осталось) потребляют топлива меньше бензиновых.
И даже несмотря на то, что современные технологии (прямой бензиновый впрыск, концепция минимизации) делают бензиновые двигатели все более совершенными и экономичными – дизельные двигатели тоже “не стоят на месте” и, по-прежнему, сохраняют разрыв в плане расхода топлива. Современные дизельные агрегаты расходуют топлива примерно на 30% меньше, чем бензиновые моторы с прямым впрыском того же поколения.Дизельный автомобиль компакт-класса предыдущего поколения потреблял на 31% меньше горючего, чем бензиновый двигатель со впрыском через впускной коллектор. Дизели последнего поколения на 29% экономичнее бензиновых двигателей с прямым впрыском, турбокомпрессором на выхлопных газах и уменьшенным литражом.
Дизельные двигатели экономичнее в плане общей стоимости эксплуатации.
Да, дизельный двигатель, в подавляющем числе классов автомобилей, с точки зрения общих годовых эксплуатационных издержек по прежнему выгоднее. Даже при том, что стоимость покупки, налоги и страховая сумма для дизелей выше, чем для бензиновых автомобилей – 30%-ная экономия топлива компенсирует эти затраты.С другой стороны, не секрет, что выгода напрямую зависит от годового пробега автомобиля: чем он выше, тем больше эффект от низкого расхода топлива. Это подтверждается рядом исследований: например, по данным немецкой автомобильной ассоциации ADAC, при годовом пробеге в 20 тыс. км “89% дизельных автомобилей более экономичны, чем их бензиновые аналоги”. Ориентировочный прогноз на будущее: если цена дизельного топлива будет расти так же быстро, как цена на бензин – годовой пробег, при котором дизельные двигатели будут статовиться рентабельнее бензиновых, будет постоянно сокращаться. Еще проще – чем дороже топливо, тем выгоднее дизель.
Распространение дизельных силовых агрегатов помогает реализовывать программу ЕС по сокращению эмиссии CO2.
Благодаря более чем 30% экономии топлива, дизельные двигатели выбрасывают примерно на 25% меньше CO2, чем обычные бензиновые двигатели. Тенденция приобретать большие автомобили (наметившеяся в некоторых странах Европы) неожиданно положительно сказалась на балансе CO2 – только потому, что многие из этих автомобилей оборудованы дизельными двигателями. Автопроизводители смогут достигнуть целевых показателей ЕС по эмиссии CO2 (120 г/км) только в том случае, если дизельные автомобили сохранят или увеличат свою нынешнюю долю среди всех новых автомобилей (в Европейском Союзе это около 50%).
Введение в сранах ЕС налога на CO2 – еще один экономический довод в пользу дизеля.
Введение в странах ЕС налога на эмиссию CO2 создает лишний повод считать дизельные автомобили еще более выгодными, так как они выбрасывают примерно на 25% меньше углекислого газа, чем бензиновые. Следовательно, владельцы дизельных автомобилей заплатят меньший налог.
Дизельные двигатели продолжают совершенствоваться.
Целый ряд решений позволит сделать дизельные двигатели еще более совершенными и сократить расход топлива и, как следствие, выбросы CO2 – по прогнозам ~ на 10% к 2012 г. И уже сегодня, к примеру, концепция минимизации позволяет уменьшать литраж без потери мощности, сокращая расход топлива и эмиссию в двигателях обоих типов. Тех же результатов помогает добиваться и технология “старт-стоп”.
Новые стандарты эмиссии не обязательно приведут к удорожанию дизельных автомобилей.
Сокращение выбросов окиси азота в соответствии с нормами Euro 5, вступающими в действие в 2010 г., вовсе не требует использования дорогостоящих технологий. Во многих случаях (в зависимости от класса автомобиля) современные технологии дизельного впрыска в сочетании с оптимизацией сгорания позволят выполнять даже нормы Euro 6, причем без высокозатратной обработки выхлопных газов и других дополнительных затрат.
Дизельные автомобили завоевывают все большую популярность не только в Европе, но и за ее пределами.
Не европейские страны также стремятся к сокращению вредных выбросов автомобилей и расхода топлива, вводя соответствующие законодательные меры. К примеру, американские покупатели все больше интересуются экономичными и экологически более чистыми двигателями. Сегодня немецкие автопроизводители выводят на американский рынок целый ряд дизельных моделей, соответствующих стандартам эмиссии во всех штатах. Кроме того, США стремятся сократить свою зависимость от импорта сырой нефти, и дизельные двигатели с их более низким расходом топлива могут сыграть ключевую роль в решении этой задачи. Специалисты прогнозируют, что к 2015 году дизельными двигателями будут оснащены 15% и более всех новых легковых и легкогрузовых автомобилей в США.
Вот такие реалии и прогнозы на будущее относительно дизельных двигателей. Понятно, что дизель – это хорошо (и еще лучше, если для дизелей есть хорошее диз. топливо ;-) ). Хорошо, если дизельные двигатели будут только набирать популярность. Но существует опасение, что когда дизельные двигатели, по популярности, обойдут бензиновые – цены на бензин и дизельное топливо займут противоположенные позиции… ну а пока этого не произошло – дизель действительно не только экологичнее, но и выгоднее в эксплуатации.
auto.ironhorse.ru
Никакие другие двигатели внутреннего сгорания не применяются так широко, как дизели'. Такая популярность объясняется, прежде всего, их высокой эффективностью и связанной с этим экономичностью. Наиболее важны следующие области применения дизелей:• стационарные силовые агрегаты;• легковые и легкие грузовые автомобили;• тяжелые грузовые автомобили;• строительная и сельскохозяйственная техника;• тепловозы;• суда.Дизели имеют рядную или V-образную компоновку. Они очень хорошо сочетаются с системами наддува воздуха, так как, в отличие от бензинового двигателя, здесь не возникает детонации (см. главу «Система подачи воздуха»).
При использовании дизеля имеют значение следующие основные параметры:• мощность двигателя;• удельная мощность;• безопасность и надежность эксплуатации;• эксплуатационные расходы;• экономичность в эксплуатации;• совместимость с окружающей средой;• комфорт;• удобство компоновки в силовом отсеке.Конструкции дизелей меняются в зависимости от области их применения.
Стационарные силовые агрегатыСтационарные силовые агрегаты (например, для дизель-генераторов) в основном работают с фиксированной частотой вращения коленчатого вала. Двигатель и система питания в этом случае должны быть он шмальни согласованы дли работы в постоянном режиме.
Регулятор частоты вращения коленчатого вала изменяет величину подачи топлива в зависимости от требуемой нагрузки. Чаще всего на стационарных агрегатах используется аппаратура впрыска топлива с механическим регулятором. В качества стационарных могут также применяться двигатели легковых и грузовых автомобилей. В этом случае регулятор должен быть настроен соответствующим образом.
Двигателю легкового автомобиля особенно необходимы плавность работы и хорошая «эластичность», т. е. способность развивать высокий крутящий момент в широком диапазоне частот вращения коленчатого вала (рис. 1). В этой области больших успехов разработчики дизелей достигли как модернизацией самих двигателей, так и применением новых систем впрыска с электронным управлением. Таким образом, зависимости кривых мощности и крутящего момента в начале 90-х годов существенно изменились. Благодаря этому на легковых автомобилях используются быстроходные дизели с частотой вращения коленчатого вала до 5500 мин ', гамма которых простирается от 10-цилиндрового двигателя рабочим объемом 5000 см* для автомобилей высшего класса до 3-цилиндрового рабочим объемом 800 см* для малолитражных автомобилей. Сегодня дизели легковых автомобилей в Европе оснащаются только системами непосредственного впрыска топлива, так как расход горючего у них примерно на 15...20% меньше, чем у дизелей с разделенными камерами сгорания. Эти агрегаты, почти повсеместно снабженные турбонагнетателями, развивают более высокий крутящий момент, чем аналогичные по рабочему объему бензиновые двигатели. Максимально возможная величина крутящего момента зависит в большинстве случаев от трансмиссии автомобиля и не определяется параметрами двигателя.
Названы по имени Рудольфа Дизепя (1858-1913). который в 1892 т. получил свой первый патент на -новый рациональный тепловой двигатель-. Тем не менее потребовалось провести много эксперимент!), прежде чем в 1897 г. в Аугсбурге устойчиво заработал первый дизель.
Рис.11. Привод клапанов2. Насос форсунка3. Поршень с пальцем и шатуном4. Охладитель наддувочного воздуха5. Насос системыохлаждения6. Цилиндр
Все более жесткие ограничения по нормам токсичности отработавших газов (ОГ) и постоянный рост мощности обусловили применение систем впрыска топлива с очень высоким рабочим давлением. Растущие ограничения содержания вредных веществ в ОГ требуют от разработчиков дизелей дальнейшего совершенствования конструкции, поэтому в будущем, особенно в области нейтрализации ОГ, следует ожидать новых изменений.
Для тяжелых грузовых автомобилей прежде всего важна экономичность, поэтому здесь необходимо применять только дизели с системой непосредственного впрыска топлива (рис. 2). Частота вращения коленчатого вала этих двигателей достигает величины 3500 мин Ограничения норм токсичности ОГ для грузовых автомобилей также становятся все более жесткими. Это означает как высокие требования к существующим системам впрыска, так и необходимость разработки новых систем очистки и нейтрализации ОГ.
Рис.21. Генератор2. Форсунка3. Аккумулятор топлива4. ТНВД
В области строительных и сельскохозяйственных машин дизель давно нашел многообразное применение. При определении параметров этих моторов, кроме особенно высокого значения экономичности, разработчики обращают внимание на прочность, надежность и удобство обслуживания. Максимальная мощность и оптимизация шума здесь имеют меньшее значение, чем, например, на легковых автомобилях. На строительной и сельскохозяйственной технике используются дизели самой разнообразной мощности — от 3 кВт до величин, превышающих значения, характерные для тяжелых грузовых автомобилей. В строительных и сельскохозяйственных во многих случаях ещеприменяются системы впрыска с механическим регулятором. В отличие от других областей, где используются преимущественно двигатели жидкостного охлаждения, здесь широко распространена надежная и простая в эксплуатации система воздушного охлаждения.
Двигатели тепловозов конструктивно похожи на более крупные корабельные дизели, что обусловлено, в частности, длительным сроком их эксплуатации. Кроме того, они должны в крайнем случае работать на дизельном топливе худшего качества. Их типоразмеры охватывают область от больших дизелей грузовых автомобилей до средних судовых силовых агрегатов.
Требования к судовым дизелям сильно различаются в зависимости от области применения. Имеются агрегаты высокой мощности, например для морских или спортивных катеров. В этом случае применяются четырехтактные среднеоборотные двигатели с частотой вращения коленчатого вала до 1500 мин имеющие до 24 цилиндров (рис. 3). С другой стороны, большие двухтактные двигатели, имеющие высокую экономичность , находят применение в условиях длительной эксплуатации.
Рис.31. Нагнетатель воздуха2. Маховика - мощность двигателяb - кривая сопротивления движению¥ - граница полной нагрузки
История дизеля
В 1892 г. Рудольф Дизель (1858-1913) начал в Аугсбурге исследовательские работы, в основе которых лежала идея создания совершенно нового двигателя с воспламенением горючей смеси от сжатия. Через пять лет упорного труда, в 1897 г.. был создан первый в мире действующий мотор такого типа, развивавший мощность 20 л. с. при 175 мин-1. Этот агрегат имел ряд преимуществ по сравнению с уже нашедшими распространение паровыми машинами и поршневыми двигателями с воспламенением смеси от искры. Он расходовал заметно меньше относительно дешевого топлива и мог развивать значительно более высокую мощность. Изобретение Дизеля было быстро внедрено на судах и стационарных силовых агрегатах. Однако чем большее распространение находил дизель, тем более высокие требования предъявлялись к небольшим быстроходным двигателям с воспламенением топлива от сжатия. Самую большую проблему в создании высокооборотного дизеля представлял применявшийся в то время процесс подачи топлива, при котором оно вдувалось в камеру сгорания сжатым воздухом. Это ограничивало требуемое повышение частоты вращения коленчатого вала. Кроме того, был необходим очень дорогой дополнительный компрессор, который не позволял уменьшить габариты и массу силового агрегата. В конце 1922 г. Роберт Бош решил заняться разработкой новой системы впрыска дизельного топлива. Уже в начале 1923 г. появилось более десяти различных проектов топливных насосов высокого давления (ТНВД). С середины 1923 г. проводились первые моторные испытания. Летом 1925 г. был наконец принят окончательный проект топливного насоса. В 1927 г. первые серийные ТНВД покинули завод в Штутгарте. Разработанная Бошем топливная аппара тура открыла перспективы широкого внедрения дизелей и позволила освоить новые области применения. В Германии, азатем и во всем мире стали очень популярными дизельные грузовики. Первым серийным легковым автомобилем с дизелем стал Mercedesenz 260D1936 г. (2580 см1, 50 л. е.). Предвидение Рудольфа Дизеля сбылось.
Рис. 1Этот ТНВД был создам в 1927 г. для опытной эксплуатации легкового автомобили Stoewei. Двигатель рабочим объемом 2580 см3 развивал мощность 27 л. с. почти 20 кВт)
Эти большие низкооборотные дизели (п < 300 мин ') имеют наивысший среди поршневых двигателей эффективный коэффициент полезного действия (КПД) до 55%. В большинстве случаев они могут работать на недорогом мазуте, для чего, однако, ня борту судна требуется специальная подготовка топлива. В зависимости от качества его следует подогревать до высокой температуры (порядка 160СС). Только при таких условиях вязкость мазута уменьшается до значений, которые обеспечивают необходимую работу фильтров и насосов. На судах среднего водоизмещения часто применяются двигатели, которые, собственно, создавались для тяжелых грузовых автомобилей. В результате получается экономичный силовой агрегат, не требующий дополнительных затрат на разработку. При этом регулировки и настройки топливного оборудования должны быть изменены в соответствии с новыми условиями эксплуатации.
Для специального применения (например, использования на местности с нестабильной поставкой топлива или в военных целях) разрабатывались дизели, способные работать как на дизельном топливе, так и на бензине либо других альтернативных заменителях. К настоящему времени такие дизели утратили свою яктуяпьногть, поскольку они совершенно не укладываются в сегодняшние требования кэмиссии ОГ, а также не отличаются совершенными мощностными характеристиками.
Таблица 1 позволяет сравнить важнейшие параметры различных дизелей и бензиновых двигателей. У последних, оснащенных системаминепосредственного впрыска топлива, среднее эффективное давление примерно на 10% больше, чем у приведенных в таблице двигателей со впрыском топлива во впускной трубопровод. При этом удельный расход горючего уменьшается на 25%. Степень сжатия у этих двигателейдоходит до е=13.
В 20-е — 30-е годы прошлого вена предпринималось множество попыток адаптировать двух- и четырехтактные дизели для применения в авиации. Преимуществами дизелей наряду со сравнительно небольшим расходом топлива и низкой его стоимостью считались также меньшая пожароопасность и упрощенное обслуживание, связанное с отсутствием карбюраторов и системы зажигания. Применение воспламенения топлива от сжатия позволяло ожидать меньшую потерю мощности двигателя на больших высотах. При использовании бензиновых двигателей существовала опасность возникновения перебоев в искрообразовании. Основные проблемы при разработке авиационного дизеля заключались в его высокой механической и тепловой нагруженности, а также в сложности достижения стабильного качества горючейсмеси на разных высотах. Самым удачным оказался авиационный двухтактный шестицилиндровый дизель Junkers Jumo 205 с противоположно движущимися поршнями (см. рис.). После своего первого появления в 1933 г. он устанавливался на многих самолетах. Этот дизель, развивая взлетную мощность 645 кВт (880 л. е.), чаще всего применялся для перелетов на большие расстояния, например в Трансатлантической почтовой службе. Всего было изготовлено около 900 экземпляров этого надежного двигателя. Система впрыска Jumo 205 для каждого цилиндра состояла из 2 секций топнового мотора с непосредственным впрыском топлива. На основе Jumo 205 в 1939 г. был создан двигатель Jumo 207 той же взлетной мощности, предназначенный для полетов на больших высотах. Благодаря турбонаддуву самолеты с этими моторами достигали высот до 14 ООО м. Вершиной технического развития авиационных дизелей стал созданный в начале40-х годов экспериментальный 24-цилиндровый двигатель Jumo 224 с противоположно движущимися поршнями, развивавший взлетную мощность 3330 кВт (4400 л. е.). В этом Х-образном двигателе блоки цилиндров были расположены в форме креста, а поршни действовали начетыре коленчатых вала. Другие производители также создали ряд авиационных дизелей, которые, однако, так и не вышли из экспериментальной стадии. Позже интерес к авиационным дизелям уменьшился из-за совершенствования бензиновых двигателей высокой мощности с системами впрыска бензина.
www.boschdiagnost.ru
Нефтяное топливо или просто нефть добывается из-под Земли с давних времен. Когда сырая нефть очищена в очистительных заводах, она подразделяется на несколько видов топлива, таких как бензин, реактивное топливо, керосин и конечно же дизель. Если Вы сравнивали когда-либо дизельное топливо и бензин, Вы кончено же обнаружили несколько отличий. Первое - это конечно же разный запах. Дизельное топливо более тяжелое и более жирное. Дизельное топливо сжигается намного медленнее, чем бензин, также его максимальная температура кипения больше температура воды. Вы можете часто слышать когда дизельное топливо называют дизельным маслом, изза его высокого уровня жирности. Дизельное топливо сжигается намного медленнее, так как оно более тяжелое чем бензин. В нем содержится больше атомов углерода, нежели в бензине (C9h30-бензин, по сравнению C14h40 - дизель). Для создания дизельного топлива требуется меньше фильтрации в нефти, поэтому обычно дизель дешевле чем бензин. Однако с 2004 года востребованность к дизельному топливу повысилась в связи с несколькими причинами, включая повышенную индустриальную отрасль и повышенное автомобилестроение в Китае и США. Количество тепла или энергии, которое производит при сгорании дизель выше показателей бензина: при сгорании 1 галлона (3.8 литров) дизеля выделяется 155x10 в 6 степени Джоулей энергии, по сравнению с 1 галлоном (3.8 литров) бензина. Эта пропорция объясняет то, что при одном и том же количестве топлива, автомобиль с дизельным двигателем пройдет более длинное растояние, чем с бензиновым, другими словами дизель потребляет на 30% меньше топлива для производства одного и того же количества работы. Дизельное топливо используется для приведения в действие множества разных транспортных средств и механизмов, имеет очень широкое применение. Конечно же дизельные двигатели используются на больших грузовиках, которые мы видим ежедневно, также на лодках, автобусах, маршрутках, поездах, подъемных кранах, а также на других генераторных машинах. Если вдуматься, то дизель оказывается играет большую роль в экономике, без его энергии не работала бы строительная промышленность, сельское хозяйство не развивалось бы на должном уровне без тракторов и комбайнов, работающих на дизельном топливе. Приблизительно 94 процента транспорта, включая поезда и грузовики, работают на дизельном топливе. С точки зрения влияния дизеля на экологию окружающей среды есть некие преимущества и недостатки. К преимуществу относится то, что дизель выпускает относительно небольшое количества угарного газа, углеводородов и углекислого газа. Недостаток - содержание высокого количества азота и сажи в продукте сгорания, что может привести к кислотному дождю, отрицательно влияющего на здоровье человека. В следующем разделе будут описаны некоторые усовершенствования в области дизельного топлива.
znamus.ru
