Бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Двс бензиновый

Бензиновый двигатель автомобиля

Среди поршневых двигателей внутреннего сгорания в настоящее время наиболее распространен бензиновый двигатель. В бензиновом двигателе воспламенение топливно-воздушной смеси происходит принудительно за счет электрической искры.

Основными направлениями совершенствования бензиновых двигателей являются снижение расхода топлива, токсичности отработавших газов, повышение мощности двигателя.

Бензиновый двигатель автомобиля

Для реализации этих требований на современных бензиновых двигателях применяются ряд систем: непосредственного впрыска, впускная и выпускная системы, турбонаддув, изменения фаз газораспределения, электронного зажигания, рециркуляции отработавших газов, управления двигателем.

Система непосредственного впрыска обеспечивает впрыск топлива непосредственно в камеру сгорания. В зависимости от режима работы двигателя регулируется количество впрыскиваемого топлива, момент впрыска и образуются разные виды топливно-воздушной смеси (послойная, гомогенная, стехиометрическая гомогенная).

Современная впускная система характеризуется дроссельной заслонкой с электрическим приводом и впускными заслонками на каждый цилиндр. Впускные заслонки разделяют поток воздуха на два канала – свободный и перекрываемый заслонкой. Закрытые впускные заслонки обеспечивают послойное смесеобразование за счет вихревого движения воздуха в камере сгорания.

Турбонаддув является достаточно эффективной системой повышения мощности бензинового двигателя, основывающейся на сжатии всасываемого воздуха с помощью энергии отработавших газов. Вместе с тем, применение турбонаддува на бензиновых двигателях ограничено возможностью наступления детонации.

Система изменения фаз газораспределения обеспечивает эффективную работу газораспределительного механизма в разных режимах работы двигателя (холостой ход, низкие обороты, высокие обороты). В различных конструкциях систем эффект достигается за счет изменения момента открытия (закрытия) клапанов, продолжительности их открытия, а также высоты подъема.

Наиболее совершенной системой воспламенения топливно-воздушной смеси бензинового двигателя является электронная система зажигания, в которой создания и распределение тока высокого напряжения по цилиндрам двигателя осуществляется посредством электронных компонентов – датчиков и блока управления.

Выпускная система помимо выпуска отработавших газов в значительной степени снижает и их токсичность. Эту функцию в системе выполняет каталитический нейтрализатор, работающий под управлением кислородного датчика – лямбда-зонда.

Снижению токсичности отработавших газов способствует система рециркуляции отработавших газов. Система уменьшает содержание в отработавших газах оксида азота путем возврата их части во впускной коллектор.

Система управления двигателем объединяет работу всех перечисленных систем, обеспечивая их оптимальное функционирование на всех режимах работы двигателя.

По материалам: avto-opel.com

Загрузка ...

Поделиться "Бензиновый двигатель автомобиля"

Бензиновый двигатель автомобиля

5 (100%) проголосовало 2

avto-opel.com

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания — WiKi

Бензиновые двигатели — это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой. Управление мощностью в данном типе двигателей производится, как правило, регулированием потока воздуха, посредством дроссельной заслонки.

Одним из видов дросселя является карбюраторная дроссельная заслонка, регулирующая поступление горючей смеси в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. Рабочий орган представляет собой пластину, закрепленную на вращающейся оси, помещённую в трубу, в которой протекает регулируемая среда. В автомобилях управление дросселем производится с места водителя от ноги педалью. В современных автомобилях нет прямой механической связи между педалью акселератора и дроссельной заслонкой. Заслонка поворачивается с помощью электродвигателя, управляемого электронным блоком управления (ЭБУ). В педальном блоке находится потенциометр, изменяющий своё сопротивление в зависимости от положения педали.

Классификация бензиновых двигателей

По способу смесеобразования — карбюраторные и инжекторные;
По способу осуществления рабочего цикла — четырёхтактные и двухтактные. Двухтактные двигатели обладают большей мощностью на единицу объёма, однако меньшим КПД. Поэтому двухтактные двигатели применяются там, где очень важны небольшие размеры, но относительно неважна топливная экономичность, например, на мотоциклах, небольших моторных лодках, бензопилах и моторизированных инструментах. Четырёхтактные же двигатели устанавливаются на абсолютное большинство остальных транспортных средств. Следует заметить, что дизели также могут быть четырёхтактными или двухтактными; двухтактные дизели лишены многих недостатков бензиновых двухтактных двигателей, однако применяются в основном на больших судах (реже на тепловозах и грузовиках).;

По числу цилиндров — одноцилиндровые, двухцилиндровые и многоцилиндровые;
По расположению цилиндров — с вертикальным или наклонным расположением цилиндров в один ряд (т. н. «рядный» двигатель), V-образные с расположением цилиндров под углом (при расположении цилиндров под углом 180 двигатель называется двигателем с противолежащими цилиндрами, или оппозитным),W-образные, использующие 4 ряда цилиндров, расположенных под углом с 1 коленвалом (у V-образного двигателя 2 ряда цилиндров), звездообразные;
По способу охлаждения — с жидкостным или воздушным охлаждением;
По типу смазки смешанный тип (масло смешивается с топливной смесью) и раздельный тип (масло находится в картере)

По виду применяемого топлива — бензиновые и многотопливные [1];
По степени сжатия— двигатели высокого (E=12…18) и низкого (E=4…9) сжатия;
По способу наполнения цилиндра свежим зарядом: двигатели без наддува (атмосферные), у которых впуск воздуха или горючей смеси осуществляется за счет разрежения в цилиндре при всасывающем ходе поршня; двигатели с наддувом, у которых впуск воздуха или горючей смеси в рабочий цилиндр происходит под давлением, создаваемым турбокомпрессором, с целью увеличения заряда воздуха и получения повышенной мощности и КПД двигателя;
По частоте вращения: тихоходные, повышенной частоты вращения, быстроходные;
По назначению различают двигатели стационарные, автотракторные, судовые, тепловозные, авиационные и др.
Практически не употребляемые виды моторов — роторно-поршневые Ванкеля (производились только фирмами NSU (Западная Германия), Mazda (Япония) и ВАЗ (СССР/Россия)), с внешним сгоранием Стирлинга и т. д..

См. также: Классификация автотракторных двигателей

Рабочий цикл бензинового двигателя

Рабочий цикл четырёхтактного двигателя

Как следует из названия, рабочий цикл четырёхтактного двигателя состоит из четырёх основных этапов — тактов.

1. Впуск. В течение этого такта поршень опускается из верхней мёртвой точки (ВМТ) в нижнюю мёртвую точку (НМТ). При этом кулачки распредвала открывают впускной клапан, и через этот клапан в цилиндр засасывается свежая топливно-воздушная смесь. 2. Сжатие. Поршень идёт из НМТ в ВМТ, сжимая рабочую смесь. При этом значительно возрастает температура смеси. Отношение рабочего объёма цилиндра в НМТ и объёма камеры сгорания в ВМТ называется степень сжатия . Степень сжатия — очень важный параметр, обычно, чем она больше, тем больше топливная экономичность двигателя. Однако для двигателя с большей степенью сжатия требуется топливо с бо́льшим октановым числом, которое дороже. 3. Сгорание и расширение (рабочий ход поршня). Незадолго до конца цикла сжатия топливовоздушная смесь поджигается искрой от свечи зажигания. Во время пути поршня из ВМТ в НМТ топливо сгорает, и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, толкая поршень. Степень «недоворота» коленчатого вала двигателя до ВМТ при поджигании смеси называется углом опережения зажигания. Опережение зажигания необходимо для того, чтобы основная масса бензовоздушной смеси успела воспламениться к моменту, когда поршень будет находиться в ВМТ (процесс воспламенения является медленным процессом относительно скорости работы поршневых систем современных двигателей). При этом использование энергии сгоревшего топлива будет максимальным. Сгорание топлива занимает практически фиксированное время, поэтому для повышения эффективности двигателя нужно увеличивать угол опережения зажигания при повышении оборотов. В старых двигателях эта регулировка производилась механическим устройством, центробежным вакуумным регулятором воздействующим на прерыватель. В более современных двигателях для регулировки угла опережения зажигания используют электронику. В этом случае используется датчик положения коленчатого вала, работающий обычно по индуктивному принципу. 4. Выпуск. После НМТ рабочего цикла открывается выпускной клапан, и движущийся вверх поршень вытесняет отработанные газы из цилиндра двигателя. При достижении поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается и цикл начинается сначала.

Необходимо также помнить, что следующий процесс (например, впуск), необязательно должен начинаться в тот момент, когда закончится предыдущий (например, выпуск). Такое положение, когда открыты сразу оба клапана (впускной и выпускной), называется перекрытием клапанов. Перекрытие клапанов необходимо для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью, а также для лучшей очистки цилиндров от отработанных газов.

Рабочий цикл двухтактного двигателя

В двухтактном двигателе рабочий цикл полностью происходит в течение одного оборота коленчатого вала. При этом от цикла четырёхтактного двигателя остаётся только сжатие и расширение. Впуск и выпуск заменяются продувкой цилиндра вблизи нижней мёртвой точки поршня, при которой свежая рабочая смесь вытесняет отработанные газы из цилиндра.

Более подробно цикл двигателя устроен следующим образом: когда поршень идёт вверх, происходит сжатие рабочей смеси в цилиндре. Одновременно, движущийся вверх поршень создаёт разрежение в кривошипной камере. Под действием этого разрежения открывается клапан впускного коллектора и свежая порция топливовоздушной смеси (как правило, с добавкой масла) засасывается в кривошипную камеру. При движении поршня вниз давление в кривошипной камере повышается и клапан закрывается. Поджиг, сгорание и расширение рабочей смеси происходят так же, как и в четырёхтактном двигателе. Однако, при движении поршня вниз, примерно за 60° до НМТ открывается выпускное окно (в смысле, поршень перестаёт перекрывать выпускное окно). Выхлопные газы (имеющие ещё большое давление) устремляются через это окно в выпускной коллектор. Через некоторое время поршень открывает также впускное окно, расположенное со стороны впускного коллектора. Свежая смесь, выталкиваемая из кривошипной камеры идущим вниз поршнем, попадает в рабочий объём цилиндра и окончательно вытесняет из него отработавшие газы. При этом часть рабочей смеси может выбрасываться в выпускной коллектор. При движении поршня вверх свежая порция рабочей смеси засасывается в кривошипную камеру.

Можно заметить, что двухтактный двигатель при том же объёме цилиндра, должен иметь почти в два раза большую мощность. Однако, полностью это преимущество не реализуется, из-за недостаточной эффективности продувки по сравнению с нормальным впуском и выпуском. Мощность двухтактного двигателя того же литража, что и четырёхтактный больше в 1,5 — 1,8 раза.

Важное преимущество двухтактных двигателей — отсутствие громоздкой системы клапанов и распределительного вала.

Преимущества 4-тактных двигателей

Больший ресурс.
Бо́льшая экономичность.
Более чистый выхлоп.
Не требуется сложная выхлопная система.
Меньший шум.
Не требуется добавление масла к топливу.

Преимущества двухтактных двигателей

Отсутствие громоздких систем смазки и газораспределения у двухтактных вариантов.
Бо́льшая мощность в пересчёте на 1 литр рабочего объёма.
Проще и дешевле в изготовлении.
Проще в ремонте.
Отсутствие блока клапанов и распределительного вала.
Меньший вес.
Лучше разгон.

Карбюраторные и инжекторные двигатели

В карбюраторных двигателях процесс приготовления горючей смеси происходит в карбюраторе — специальном устройстве, в котором топливо смешивается с потоком воздуха за счёт аэродинамических сил, вызываемых энергией потока воздуха, засасываемого двигателем.

В инжекторных двигателях впрыск топлива в воздушный поток осуществляют специальные форсунки, к которым топливо подаётся под давлением, а дозирование осуществляется электронным блоком управления — подачей импульса тока, открывающим форсунку или же, в более старых двигателях, специальной механической системой.

Переход от классических карбюраторных двигателей к инжекторам произошёл в основном из-за возрастания требований к чистоте выхлопа (выпускных газов), и установке современных нейтрализаторов выхлопных газов (каталитических конвертеров или просто катализаторов). Именно система впрыска топлива, контролируемая программой блока управления, способна обеспечить постоянство состава выхлопных газов, идущих в катализатор. Постоянство же состава необходимо для нормальной работы катализатора, так как современный катализатор способен работать лишь в узком диапазоне данного состава, и требует строго определённого содержания кислорода. Именно поэтому в тех системах управления, где установлен катализатор, обязательным элементом является лямбда-зонд, он же кислородный датчик. Благодаря лямбда-зонду система управления, постоянно анализируя содержание кислорода в выхлопных газах, поддерживает точное соотношение кислорода, недоокисленных продуктов сгорания топлива, и оксидов азота, которое способен обезвредить катализатор. Дело в том, что современный катализатор вынужден не только окислять не полностью сгоревшие в двигателе остатки углеводородов и угарный газ, но и восстанавливать оксиды азота, а это — процесс, идущий совершенно в другом (с точки зрения химии) направлении. Желательно также ещё раз окислять окончательно весь поток газов. Это возможно лишь в пределах так называемого «каталитического окна», то есть узкого диапазона соотношения топлива и воздуха, когда катализатор способен выполнить свои функции. Соотношение топлива и воздуха в данном случае составляет примерно 1:14,7 по весу (зависит также от соотношения С к Н в бензине), и удерживается в коридоре приблизительно плюс-минус 5 %. Так как одной из труднейших задач является удержание нормативов по оксидам азота, дополнительно необходимо снижать интенсивность их синтеза в камере сгорания. Делается это в основном снижением температуры процесса горения с помощью добавления определённого количества выхлопных газов в камеру сгорания на некоторых критичных режимах (система рециркуляции выхлопных газов).

Основные вспомогательные системы бензинового двигателя

Системы, специфические для бензиновых двигателей

Система зажигания — обеспечивает поджиг топлива в нужный момент. Она может быть контактной, бесконтактной или микропроцессорной. Контактная система включает в себя: прерыватель-распределитель, катушку, выключатель зажигания, свечи. Бесконтактная система включает то же самое оборудование, только вместо прерывателя стоит датчик Холла или индукционный датчик. Микропроцессорная система зажигания управляется специальным блоком-компьютером, она включает в себя датчик положения коленвала, блок управления зажиганием, коммутатор, катушки, свечи, датчик температуры двигателя. У инжекторного двигателя к этой системе добавляются датчик положения дроссельной заслонки и датчик массового расхода воздуха.
Система приготовления топливовоздушной смеси — карбюратор или же инжекторная система.

Некоторые особенности современных бензиновых двигателей

Для повышения надежности работы используется индивидуальная катушка зажигания для каждой свечи.
Используется по 2 впускных и 2 выпускных клапана на цилиндр вместо одного впускного и одного выпускного. Это связано с тем, что суммарная площадь отверстий клапанов в головках цилиндров современных двигателей значительно увеличена, а при использовании одного большого клапана на высоких оборотах заслонки клапанов не успевают закрыть отверстие к началу следующего цикла, ввиду своей относительно большой массы. Таким образом, имеет место «зависание» заслонок вокруг определенной позиции, в результате чего клапан получается постоянно открытым. Использование более жестких пружин не решает проблемы.
Для управления дроссельной заслонкой используется электропривод, а не тросик педали акселератора.

Системы, общие для большинства типов двигателей

Система охлаждения
Система выпуска отработанных газов. Включает выпускной коллектор, каталитический конвертер (на современных машинах), и глушитель.
Система смазки — бывает с отдельным маслобаком (авиация) и без него (почти все современные автомобили; масло заливается в маслозаливную горловину на клапанной крышке двигателя).
Система запуска двигателя. Для приготовления двигателя к работе необходимо произвести хотя бы один оборот коленчатого вала, для того, чтобы в одном из цилиндров произошли такты впуска и сжатия. Для запуска четырёхтактного двигателя обычно применяется специальный электромотор — стартер, работающий от аккумулятора. Для запуска маломощных двухтактных бензиновых двигателей можно применять мускульную силу человека, например так работает кикстартер в мотоцикле.

См. также

Ссылки

ru-wiki.org

Сравнение дизельных и бензиновых двигателей

Дизель и бензин: что лучше? Вопрос о том, какой тип двигателя лучше: бензиновый или дизельный, волнует всех автолюбителей без исключения. Так где же истина? Выявим преимущества и слабые места каждого агрегата.

Бензиновый и дизельный двигатель относятся к двигателям внутреннего сгорания. В них тепловая энергия превращается в механическую. Топливо сгорает непосредственно в цилиндре. Способы приготовления горючей смеси различаются у бензиновых и дизельных двигателей.

Разница в устройстве

В бензиновом двигателе она готовится в карбюраторе или системе инжектора. Затем смесь подается в цилиндр и сжимается. В момент, близкий к моменту максимального сжатия топливо-воздушной смеси, смесь поджигается от электрической искры.

В дизельном двигателе смесь готовится в цилиндре. Для начала его заполняют чистым воздухом. В процессе сжатия в цилиндре возрастает давление и температура. При достижении ими максимальной величины происходит вспрыскивание дизельного топлива. Высокая температура в камере сгорания заставляет его воспламеняться.

Устройство двигателей имеет незначительные отличия. Для любого их вида общими элементами являются системы: питания, газораспределения, смазки, охлаждения, зажигания (для бензинового двигателя) и кривошипно-шатунный механизм.

Поршень современного дизельного двигателя Кривошипно-шатунный механизм у обоих двигателей имеет одинаковое строение. Единственное отличие — различные требования к прочности его составляющих. Детали дизельного двигателя более массивные, так как в процессе эксплуатации они подвергаются большей нагрузке. Из-за высокого давления внутри цилиндра дизельные поршни снабжены дополнительным компрессионным кольцом.

Существуют различия в расположении камеры сгорания. У бензинового двигателя она расположена в головке блока цилиндров, у дизеля — в днище поршня.

Система газораспределения у обоих вариантов аналогична. Клапаны у дизеля изготавливаются из жаропрочных материалов. Это обусловлено высокой температурой внутри камеры сгорания.

Нет значительных отличий и в системах смазки и охлаждения. Иногда у дизелей устанавливается дополнительный масляной фильтр со сменными элементами.

Чем отличается дизельный двигатель от бензинового, так это системой питания. Отличия связаны со способом образования горючей смеси и характеристиками топлива. Основная функция системы питания бензинового двигателя — обеспечение подачи топливо-воздушной смеси в определенной пропорции.

Основное назначение системы питания дизеля — создание высокого давления в момент впрыскивания топлива в цилиндр. В ней установлены дополнительные фильтры, так как для осуществления реакции сгорания необходимо исключительно чистое топливо. Дизельный двигатель «боится» попадания воздуха в топливо, поэтому оснащен устройства удаления излишнего воздуха.

Система зажигания есть только у бензинового двигателя. Основная ее цель — преобразование низкого напряжения в высокое и получение искры.

Разница в эксплуатационных характеристиках

Самыми важными характеристиками двигателя являются: степень сжатия и удельный расход топлива. Первый показатель характеризует, во сколько раз сжимается горючая смесь или воздух в цилиндре при движении поршня от нижней мертвой точки до верхней мертвой точки.

Существует прямая зависимость между степенью сжатия и мощностью двигателя. Чем выше этот показатель, тем выше мощность и экономичность двигателя.

Степень сжатия в бензиновых двигателях редко превышает 12 единиц, тогда как в дизелях — варьируется от 13 до 25 едниц

Удельный расход топлива — показатель экономичности. Он определяет, какое количество топлива расходуется двигателем за 1 час при мощности 1кВт. Удельный расход топлива выше для бензиновых двигателей. Он составляет 265 — 305 грамм. Для дизелей — 200 — 230 грамм.

Для бензиновых двигателей характерна меньшая тяга при работе на низких оборотах. Зачастую автомобиль «глохнет» при попытке движения на слишком низких оборотах. Дизели лишены этого недостатка.

Предпочтения автолюбителей из разных стран

Предпочтения между жителями различных стран разделились практически поровну. Особой популярностью авто с дизельным топливом пользуются в странах ЕС. Они занимают более 53% от общего количества машин автомобильного рынка. Основная причина — высокая экономичность.

Самый высокий спрос на машины на солярке приходится на Бельгию, Норвегию, Испанию и Францию. В этих странах более 70% продаж приходится на автомобили с дизелем. Экономные европейцы давно заметили, что дизель потребляет на 30% меньше, чем бензиновый аналог.

Еще один довод в пользу дизеля — введение закона об эмиссии углекислого газа в Европе. Автомобили с бензиновым двигателем выбрасывают углекислого газа на 25% больше, чем дизельные аналоги. Их владельцы оплачивают налог в большем размере.

Биодизель Несмотря на высокие цены, американцы не стремятся полностью пересесть на дизельные авто. На сегодняшний день в США только Mersedes Benz производится с дизельным двигателем. Все дело в цене солярки. В Америке она стоит дороже, чем бензин, так как облагается повышенным налогом.

Особым спросом дизельные авто в России не пользуются. Лишь 5,5 % автомобилистов отдают им предпочтения. Причины: отсутствие качественного дизельного топлива, особенно в глубинке. Цены на качественное дизельное топливо выше, чем на бензин.

Практически все японские марки авто оснащены бензиновыми двигателями. В стране восходящего солнца существуют особые требования к топливу. Некачественный бензин или моторное масло может привести к поломке авто. В Японии солярка стоит дороже бензина. Это и есть причина, по которой японцы не хотят переходить на дизель.

Эксперты полагают, что будущее принадлежит биодизельному топливу. Это метиловый эфир, который производится из растительных веществ и животных жиров. Изначально его получали из рапсового масла, смешанного с дизельным топливом в соотношении 30:70. Сегодня биодизель производится из различных компонентов.

Упрощенная транспортировка. Перевозить биодизель легче и безопаснее;
Наличие характеристик смазочного материала, что продлевает срок жизни двигателя;
Низкая температура воспламенения. В результате реакций горения остается меньше вредных веществ.

Недостатки биодизеля:

Низкая морозоустойчивость. Данный вид топлива не подходит для суровых зим;

Низкая доля выработки. Для получения метилового спирта растительного происхождения необходимы большие посевы;

Высокая стоимость. Цены на биодизель в несколько раз выше, чем на другие виды топлива.

Когда предпочтительнее дизель?

Основное достоинство дизельного двигателя — экономичность. Его коэффициент полезного действия на 40% выше, чем у бензинового аналога. Это объясняется высокой степенью сжатия. Для дизеля она составляет 20 единиц, для бензина — 10 единиц.

По критерию «безопасность» дизельные агрегаты превосходят бензиновые. У дизтоплива пары менее токсичны, чем у бензина. При утечке они не составляют опасность для пассажиров и водителя. Автомобили на солярке обладают низкой воспламеняемостью.

Уникальным свойством дизеля является способность работы при полном погружении в воду. У бензинового аналога сразу замкнет электропроводка. Специальные трубки-перископы позволяют переезжать «вброд» на дизеле большие водные преграды.

Когда предпочтительнее бензин?

Безусловно, бензиновый двигатель — лучший вариант для осенне-зимнего периода. Учитывая особенности российского климата, морозы в стране могут ударить в любом регионе. Бензиновый двигатель бесперебойно работает и при низких температурах.

В зимний период салон бензинового автомобиля прогревается быстрее, чем салон дизельного автомобиля. Дело в том, что дизельный двигатель выделяет очень мало тепла на холостом ходу. На дорогих дизельных автомобилях устанавливаются отдельные отопители.

Авто на дизеле зачастую зимой выходят из строя, так как нуждаются в качественном топливе. При воздействии низких температур солярка превращается в желеобразную субстанцию. Если же в нее недобросовестный производитель добавил воды, то она может кристаллизоваться и забить топливопровод.

К успешному запуску на морозе препятствуют неисправные калильные свечи. Они участвуют в процессе первичного воспламенения, так как воздушно-дизельной смеси недостаточно в зимний период для запуска авто.

Бензиновые аналоги работают тише, чем дизельные. На холостом ходу и при небольшой скорости разгона автомобили на солярке издают больше шума.

Бензин или дизель: сравнение стоимости 1 км пути

Расход топлива в городском режиме для дизеля в среднем составляет 5,8 литров/100 км, для бензина — 9,2 литра/100км. Соответственно, авто на солярке на 1 км пути расходует 0,058 литра, на бензине — 0,092 литра.

Стоимость 1 литра бензина в среднем составляет 35 рублей, дизельного топлива — 32 рубля.

Расход на 1 км пути для авто на солярке = 0,058* 32 = 1,86 руб.

Расход на 1 км пути для авто на бензине = 0,092*35 = 3,22 руб.

Экономичность дизеля = 3,22/1,86 = 1,73 раза.

Во втором полугодии 2014 года в России планируется уровнять стоимость бензина и дизтоплива. В этом случае экономичность дизеля сократится до 1,6 раза.

Слабые места бензиновых двигателей

Низкий коэффициент полезного действия. Бензиновый двигатель способен преобразовать до 25% энергии в полезную работу, тогда как дизель — до 50%;
Повышенная взрывоопасность. Связана с высокой летучестью топлива;
Высокий расход топлива. Этот показатель на 30 — 40% выше, чем у дизельного аналога;
Негативное воздействие на окружающую среду. Бензиновые агрегаты производят больше парниковых газов, чем аналоги, работающие на солярке.

Слабые места дизельных двигателей

При низкой температуре дизельное топливо может замерзнуть;
Повышенный уровень шума. Специфический стук наблюдается при невысоких скоростях;
Высокая стоимость ремонта;
Высокая чувствительность к качеству топлива и загрязнениям;
Частая замена масла.

Схема устройства двигателя с common rail Для устранения этих недостатков японскими и европейскими разработчиками была создана система подачи топлива common rail. Ее работа основана на подаче топлива от топливной рампы к форсункам.

Преимущество системы — регулирование давления в цилиндре и момента начала впрыска. Common rail позволяет достичь еще большей экономии топлива и практически полностью устранить шум в двигателе. По замерам уровень шума сократился на 10%, расход — на 15%.

Новая система существенно снизила выработку вредных веществ. Авто на дизеле с common rail стал экологичнее, экономичнее и надежнее(при условии использования высококачественного топлива).

Итак, что выбрать, дизель или бензин? Каждый автомобилист выбирает его исходя из преследуемых целей.

Жителям России предпочтительнее машины на бензине. Это объясняется низким качеством дизтоплива, суровым климатом и трудностями с ремонтом автомобилей на солярке.

Также предлагаем вам посмотреть видео об особенностях дизельных и бензиновых двигателях внутреннего сгорания.

alubitel.net

Бензиновый и дизельный двигатель автомобиля: какой выбрать?

На протяжении многих десятилетий между бензиновыми и дизельными двигателями идет «война», оспаривать существование которой нет никакого смысла. Сегодня многие автопроизводители одни и те же модели снабжают как бензиновыми, так и дизельными силовыми установками, потому утверждать, что тот или иной тип двигателя является предпочтительным, нельзя. Но мы все же попытаемся выяснить все о преимуществах и недостатках бензина и дизеля, чтобы вы в будущем сделали верный выбор.

Бензиновые и дизельные двигатели всегда "воевали"

фото

Зачастую на автофорумах встречаются темы, где автомобилисты пишут об использовании бензина для дизельных двигателей и наоборот. Сразу же поспешим предупредить вас, что использование топлива, тип которого не предназначен для двигателя – это полная ерунда и первый решительный шаг к тому, чтобы мотор вашей «стальной лошадки» испустил дух. Все дело в принципиальной разнице между дизельными и бензиновыми двигателями, которые отличаются способом воспламенения рабочей смеси в цилиндрах. Каковы же эти принципы?

Чем «живет» бензиновый мотор

Топливовоздушная смесь в такой силовой установке формируется за пределами цилиндра, а именно во впускном коллекторе (это, естественно, если не учитывать возможность непосредственного впрыска). Окончательное перемешивание паров бензина и воздуха происходит в конце такта сжатия. Тогда в камере сгорания двигателя образуется топливная смесь, называемая гомогенной и распределяемая равномерно по объему. Сжатие приводит к повышению температуры смеси, которая нагревается до 500°С, что значительно ниже той температуры, которая необходима для воспламенения бензина. После этого наступает черед свечей зажигания, которые дают искру и поджигают смесь.

Бензиновый двигатель

фото

Как видите, все довольно просто, если вникнуть. Для тех, кто не задумывался об этом, сразу становится понятен смысл определения «двигатель внутреннего сгорания». Дизельные установки также именуются ДВС, но при этом их принцип работы в корне отличается от бензиновых агрегатов.

Внутреннее сгорание по-дизельному

Все недостатки бензиновых двигателей нивелированы принципом работы дизельных моторов. Судите сами. В цилиндре такого двигателя сжимается только воздух, на который воздействует давление в 30-50 бар. В результате сжатия воздух нагревается до 900°С. При этом в камере сгорания распыляется солярка перед верхней мертвой точкой поршня. Мелкие капли дизельного топлива испаряются, и образуется топливовоздушная смесь. Кстати, образование смеси в дизельном двигателе происходит на порядок быстрее, чем в бензиновом. Именно поэтому получается неоднородная или, как ее еще называют, гетерогенная смесь, которая самовоспламеняется и отлично сгорает.

Дизельный двигатель

фото

Итак, мы разобрались с принципами работы двигателей разных типов. Теперь самое время перейти непосредственно к их недостаткам и преимуществам, о которых нельзя говорить однозначно, потому как в определенных ситуациях любой минус двигателя может превратиться в плюс, и наоборот.

В России бензиновые двигатели пользуются большей популярностью, нежели дизельные, и объяснить это можно довольно просто. Причина кроется в нашем сознании и тех стереотипах, которые засели в нем, словно занозы. Мы привыкли к тому, что в советскую эпоху дизельные силовые установки устанавливали на тяжелую сельскохозяйственную технику, как то КАМАЗы и тракторы «Беларусь». Но мало кто знает, что дизелями оснащались и легковые автомобили, которые в основной своей массе шли на экспорт.

О популярности дизельных двигателей говорит статистика. Так, во Франции каждый третий автомобиль «питается» соляркой, а в Австрии около 50% автомобилей оборудованы дизельными моторами. Возможно, европейцы знают то, о чем забыли сказать нам? Давайте разбираться.

Бензин всегда стоит дороже, чем солярка

фото

КПД двигателя и его мощность

Принято считать, что дизельный двигатель выигрывает в плане экономичности. На самом деле раньше так полагали, потому что солярка стоила на порядок дешевле, сегодня же разница в цене между бензином и дизелем практически нивелировалась. Однако дизельные моторы все равно остаются менее прожорливыми. Это достигается благодаря высокой степени сжатия (20 единиц у дизеля, 10 единиц у бензина), которая позволяет переплюнуть показатели КПД бензинового агрегата примерно на 40%, что, естественно, является довольно серьезной заявкой на победу. Иными словами, сгорание рабочей смеси в дизельном двигателе более эффективно. Владельцы автомобилей с дизельными моторами знают, что расход топлива у них будет на 20% меньше, чем у их собратьев, приносящих жертвы бензиновому богу. Впрочем, это никоим образом не умаляет достоинств «зажигалок», которые могут тоже быть довольно экономичными.

Выбор между бензиновым и дизельным двигателем похож на патовую ситуацию

фото

В то же время бензиновые моторы обладают большей мощностью. Например, Mercedes-Benz в кузове W124 дизельной версии модели E 200 D под капотом затаил всего 75 «лошадок», в то время как бензиновый аналог «мерса» располагает табуном в 136 «лошадей». Однако и тут есть свой нюанс: сравнительно небольшая мощность дизеля с лихвой компенсируется ровной тягой на абсолютно любых оборотах, что бензиновым силовым установкам может только сниться.

Шумовые характеристики

Очевидно, что дизельные двигатели создают больше шума и больше вибраций. Вот вам и плюс, который вдруг стал минусом. Все дело в высоком давлении при сгорании топлива. Однако тут не нужно грешить на мотор, а обратить внимание на шумоизоляцию: если она хорошая, вы вряд ли сможете, сидя в салоне автомобиля, определить на слух, какой двигатель установлен. Также многое зависит от того, как вы относитесь к тому или иному недостатку автомобиля. Некоторые ученые утверждают, что урчание дизельного двигателя на холостом ходу по частоте очень напоминает кошачье мурлыканье. А, как известно, этот звук успокаивает человека и даже обладает целебными свойствами.

Выхлопные газы

Популярность дизельных двигателей в Европе объясняется в первую очередь тем, что они более экологичные. Это в прошлом поездка в хвосте дизельного авто сулила неприятные запахи и клубы едкого черного дыма. Современные дизельные агрегаты соответствуют стандартам «Евро-4», а неприятный запах – это все дела вкуса. Многим людям не нравится запах бензина, а многие не имеют ничего против сладковатого аромата солярки.

Раньше у дизелей был просто адский выхлоп

фото

Вопросы эксплуатации

Бензиновые двигатели менее долговечны, чем дизельные. Это обусловлено более жестким и прочным выполнением блока цилиндров, деталей цилиндро-поршневой группы, коленчатого вала и головки блока цилиндров. Кроме этого, солярка также способствует более продолжительной эксплуатации двигателя, ведь этот тип топлива также в известной степени играет роль смазочного материала. Но все вышеперечисленное – это всего лишь теория, потому как качество солярки на российских АЗС оставляет желать лучшего. Тут нужно отдать должное бензиновым моторам, которые более стойки к низкокачественному топливу.

У дизеля очень низкие показатели морозостойкости

фото

Кроме этого, дизельные двигатели очень боятся низких температур. Вернее, солярка не любит, когда столбики термометров падают ниже плинтуса. Но это решается при помощи специальных сортов топлива, а также при помощи современных систем отопления.

Низкая морозостойкость дизеля компенсируется тем, что такие двигатели вообще не боятся воды. Ведь электричество нужно лишь для того, чтобы запустить дизельный мотор, потом он работает без использования электрических цепей. Именно поэтому дизели часто устанавливают на внедорожники и танки, которые, как известно, грязи не боятся.

Проблемы обслуживания

Наверное, вопрос обслуживания двигателя является самым важным во всей этой истории внутреннего сгорания. Низкое качество российской солярки, о котором мы говорили выше, приводит к тому, что владельцам дизельных авто приходится сравнительно часто менять масла и фильтры, а также регулярно проводить проверки компрессии в цилиндрах.

Если говорить о ремонте, то на станциях техобслуживания реже берутся восстанавливать дизельные моторы в связи с их сложной конструкцией. Кроме этого, ремонт дизеля обходится, как правило, дороже, особенно если речь идет о топливном насосе высокого давления (новый ТНВД стоит, как подержанная иномарка).

Ахиллесова пята дизельного агрегата - ТНВД

фото

Но вот ресурс дизельной силовой установки не оставляет ни малейшего шанса своему бензиновому конкуренту. Именно поэтому МАЗы и КАМАЗы из прошлого до сих пор колесят по российским дорогам, иногда наезжая до 3 миллионов километров.

Теперь давайте рассмотрим преимущества каждого из наших претендентов.

Преимущества бензиновых двигателей	Преимущества дизельных двигателей
низкий уровень вибраций и шума	экономичность
сравнительно большая мощность	сравнительно невысокая стоимость солярки
может работать на высоких оборотах без негативных последствий для двигателя	приличное тяговое усилие на низких оборотах
хорошо справляется с некачественным топливом	не боится воды
доступность запчастей	отсутствие системы зажигания
сравнительная дешевизна в обслуживании	долговечность
хорошо заводится при низких температурах	солярка исполняет роль смазочного материала
-	экологичность

Недостатков у дизелей больше, но следует помнить о субъективности всех минусов.

Недостатки бензиновых двигателей	Недостатки дизельных двигателей
больший расход топлива	большая масса
максимальной мощности можно достигнуть в небольшом диапазоне оборотов	небольшая мощность
менее долговечный	повышенный шум
-	плохая динамика разгона
-	чувствительность топливной системы к некачественному топливу
-	низкая морозоустойчивость
-	нетерпимость к высоким оборотам и скоростям
-	чаще требует замену масел и фильтров
-	для запуска дизельного двигателя требуется аккумулятор большего объема
-	дороговизна обслуживания
-	довольно неприятные характеристики выхлопа
-	не на всех СТО берутся за ремонт дизельного агрегата

Таким образом, делаем вывод, что лишь объединение всех характеристик бензиновых и дизельных двигателей могут обеспечить нас идеальными во всех отношениях автомобильными моторами. А пока остается лишь руководствоваться собственными предпочтениями и ждать, пока ученые наконец-то научатся помещать под капоты наших авто миниатюрные ядерные реакторы.

Фото

www.gazu.ru

Бензиновый ДВС — PhysBook

Самый распространенный тип современного теплового двигателя — двигатель внутреннего сгорания. Двигатели внутреннего сгорания устанавливаются на автомобилях, самолетах, танках, тракторах, моторных лодках и т. д. Двигатели внутреннего сгорания могут работать на жидком топливе (бензин, керосин и т. п.) или на горючем газе, сохраняемом в сжатом виде в стальных баллонах или добываемом сухой перегонкой из дерева (газогенераторные двигатели).

Мы рассмотрим устройство четырехтактного бензинового двигателя автомобильного типа. Устройство двигателей, устанавливаемых на тракторах, танках и самолетах, в общих чертах сходно с устройством автомобильного двигателя.

Основной частью двигателя внутреннего сгорания является один или несколько цилиндров, внутри которых производится сжигание топлива (рис. 1). Отсюда и название двигателя.

Рис. 1. Устройство автомобильного двигателя

Внутри цилиндра может передвигаться поршень (рис. 2). Поршень представляет собой полый, с одной стороны закрытый цилиндр 1, опоясанный пружинящими кольцами 2, вложенными в канавки на поршне (поршневые кольца). Назначение поршневых колец — не пропускать газы, образующиеся при сгорании топлива, в промежуток между поршнем и стенками цилиндра (показаны штриховой линией). Поршень снабжен металлическим стержнем 3 («пальцем»), служащим для соединения поршня с шатуном 4. Шатун в свою очередь служит для передачи движения от поршня коленчатому валу 5.

Рис. 2. Устройство поршня двигателя внутреннего сгорания. Справа показано присоединение шатуна к поршню

Верхняя часть цилиндра сообщается с двумя каналами, закрытыми клапанами. Через один из каналов — впускной подается горючая смесь, через другой — выпускной выбрасываются продукты сгорания. Клапаны имеют вид тарелок, прижимаемых к отверстиям пружинами. Клапаны открываются при помощи кулачков, помещенных на кулачковом валу; при вращении вала кулачки поднимают клапаны посредством стальных стержней (толкателей). Кроме клапанов, в верхней части цилиндра помещается так называемая свеча. Это — приспособление для зажигания смеси посредством электрической искры, получаемой от установленных на двигателе электрических приборов (магнето или бобины).

Весьма важной частью бензинового двигателя является прибор для получения горючей смеси — карбюратор. Его устройство схематически показано на рис. 3.

Рис. 3. Устройство карбюратора

Если в цилиндре открыт только впускной клапан и поршень движется к коленчатому валу, то сквозь отверстие 1 засасывается воздух. Воздух проходит мимо трубочки 2, соединенной с поплавковой камерой 3. В камере 3 находится бензин, подцеживаемый при помощи поплавка 4 на таком уровне, что в трубочке 1 он как раз доходит до конца ее. Это достигается тем, что поплавок, поднимаясь при натекании бензина в камеру, запирает отверстие 5 особой запорной иглой 6 и тем прекращает подачу бензина, если уровень его повысится. Воздух, проходя с большой скоростью мимо конца трубочки 2, засасывает бензин и распыляет его. Таким образом, получается горючая смесь (пары бензина и воздух), приток которой в цилиндр регулируется дроссельной заслонкой 7. Работа двигателя состоит из четырех тактов (рис. 4).

<swf age="13" bgcolor="#F8F8FF" dummy="Dummy_pic1.jpg">dvigat-vc-1.swf</swf> Двигатель внутреннего сгорания Увеличить Flash Рис. 4.

I такт — впуск. Открывается впускной клапан 1, и поршень 2, двигаясь вниз, засасывает в цилиндр горючую смесь из карбюратора.

II такт — сжатие. Впускной клапан закрывается, и поршень, двигаясь вверх, сжимает горючую смесь. Смесь при сжатии нагревается.

III такт — рабочий ход. Когда поршень достигает верхнего положения (при быстром ходе двигателя несколько раньше), смесь поджигается электрической искрой, даваемой свечой. Сила давления газов — раскаленных продуктов сгорания горючей смеси — толкает поршень вниз. Движение поршня передается коленчатому валу, и этим производится полезная работа. Производя работу и расширяясь, продукты сгорания охлаждаются и давление их падает. К концу рабочего хода давление в цилиндре падает почти до атмосферного.

IV такт — выпуск (выхлоп). Открывается выпускной клапан 3, и отработанные продукты горения выбрасываются сквозь глушитель в атмосферу.

Из четырех тактов двигателя (т. е. за два оборота коленчатого вала) только один, третий, является рабочим. Ввиду этого одноцилиндровый двигатель должен быть снабжен массивным маховиком, за счет кинетической энергии которого двигатель движется в течение остальных тактов. Одноцилиндровые двигатели ставятся главным образом на мотоциклах. На автомобилях, тракторах и т.п. с целью получения более равномерной работы двигателя ставятся четыре, шесть и более цилиндров, установленных на общем валу так, что при каждом такте, по крайней мере, один из цилиндров работает. Чтобы двигатель начал работать, его надо привести в движение внешней силой. В автомобилях это делается при помощи особого электромотора, питающегося от аккумулятора (стартер).

Добавим, что необходимой частью двигателя является приспособление для охлаждения стенок цилиндров. При чрезмерном перегревании цилиндров наступает пригорание масла, возможны преждевременные вспышки горючей смеси и детонация (взрыв горючей смеси вместо сгорания, имеющего место при нормальной работе). Детонация не только вызывает понижение мощности, но и разрушительно действует на мотор. Охлаждение цилиндров производится проточной водой, отдающей теплоту воздуху (рис. 5), или непосредственно воздухом.

Рис. 5. Схема устройства водяного охлаждения цилиндров двигателя автомобиля

Вода циркулирует, омывая цилиндры 1. Движение воды вызывается нагреванием ее вблизи цилиндров и охлаждением в радиаторе 2. Это — система медных трубок, по которым протекает вода. В радиаторе вода охлаждается потоком воздуха, засасываемого при движении вентилятором 3.

Кроме четырехтактных двигателей, существуют менее распространенные двухтактные двигатели.

Двигатель внутреннего сгорания обладает рядом преимуществ, являющихся причиной его широкого распространения (компактность, малая масса). С другой стороны, недостатками двигателя являются: а) то, что он требует жидкого топлива высокого качества; б) невозможность получить при его помощи малую частоту вращения (при малом числе оборотов, например не работает карбюратор). Это заставляет прибегать к разного рода приспособлениям для уменьшения частоты вращения (например, к зубчатой передаче).

Литература

Элементарный учебник физики: Учебное пособие. В 3 т./ Под ред. Г.С. Ландсберга: Т. 1. Механика. Теплота. Молекулярная физика — 13-е изд.—М.:ФИЗМАТЛИТ, 2003. — С. 585-589.

www.physbook.ru

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания - это... Что такое Бензиновый двигатель внутреннего сгорания?

Одним из видов дросселя является карбюраторная дроссельная заслонка, регулирующая поступление горючей смеси в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. Рабочий орган представляет собой пластину, закрепленную на вращающейся оси, помещённую в трубу, в которой протекает регулируемая среда. В автомобилях управление дросселем производится с места водителя, причём обычно предусматривается двойная система привода: от руки рычажком или кнопкой и от ноги педалью. Их обычно связывают между собой так, что при нажатии водителем на педаль кнопка ручного управления остаётся неподвижной, а при вытягивании кнопки ручного управления педаль опускается. Дальнейшее открывание дросселя можно производить педалью. При отпускании педали дроссель остаётся в положении, установленном ручным управлением.