Дизелов двигател и бензин: сравнение на ефективността

Коефициентът на ефективност (COP) е стойност, която изразява като процент ефективността на даден механизъм (двигател, система) по отношение на превръщането на получената енергия в полезна работа.

Що се отнася до двигателя с вътрешно горене (ICE), такъв силов агрегат преобразува топлинна енергия. Тази освободена енергия е резултат от изгарянето на гориво в цилиндрите на двигателя. Ефективността на двигателя всъщност е перфектна механична работа, която се състои в съотношението на енергията, получена от буталото от изгарянето на горивото, и крайната мощност, която се дава от монтажа върху коляновия вал на двигателя с вътрешно горене.

Дизелов двигател и бензин: сравнение на ефективността

Препоръчваме също да прочетете статията за това какъв експлоатационен живот има дизеловият двигател в сравнение с бензиновия. В тази статия ще научите за основните фактори, влияещи върху ресурса на двигателя с вътрешно горене преди първия ремонт.

Съдържанието на статията

  • Защо ефективността на дизела е по-висока
  • Мощност и въртящ момент
  • Енергийна стойност на дизелово гориво и бензин
  • Резултати

Защо ефективността на дизела е по-висока

Дизелов двигател и бензин: сравнение на ефективността

Коефициентът на ефективност за различните двигатели може да варира значително и зависи от редица фактори. Бензиновите двигатели имат относително ниска ефективност поради големия брой механични и топлинни загуби, които възникват по време на работа на енергиен блок от този тип.

Вторият фактор е триенето, произтичащо от взаимодействието на свързващите се части. По-голямата част от консумацията на полезна енергия е задвижването на буталата на двигателя, както и въртенето на части вътре в двигателя, които са конструктивно фиксирани върху лагерите. Около 60% от енергията за изгаряне на бензин се изразходва само за осигуряване на работата на тези блокове.

Допълнителни загуби са причинени от работата на други механизми, системи и приспособления. Той също така взема предвид процента на загубите поради съпротивление в момента на приемане на следващото зареждане с гориво и въздух и след това освобождаването на отработени газове от цилиндъра на двигателя с вътрешно горене.

Ако сравним дизелов двигател и бензинов двигател, дизеловият двигател има значително по-висока ефективност в сравнение с бензиновия двигател. Бензиновите силови агрегати имат ефективност от около 25-30% от общото количество получена енергия.

С други думи, от 10 литра бензин, изразходвани за работа на двигателя, само 3 литра се изразходват за извършване на полезна работа. Останалата енергия от изгарянето на гориво е изразходвана за загуби.

Дизелов двигател и бензин: сравнение на ефективността

Що се отнася до ефективността на атмосферния дизелов агрегат, тази цифра е около 40%. Инсталирането на турбокомпресор ви позволява да увеличите марката до впечатляващите 50%. Използването на съвременни системи за впръскване на гориво при дизелови двигатели с вътрешно горене в комбинация с турбина направи възможно постигането на ефективност от около 55%.

Подобна разлика в производителността на структурно подобни бензинови и дизелови двигатели с вътрешно горене е пряко свързана с вида на горивото, принципа на образуване на работеща горивно-въздушна смес и последващото изпълнение на запалването на заряда. Бензиновите агрегати са по-ефективни от дизеловите, но големите загуби са свързани с консумацията на полезна енергия за топлина. Оказва се, че енергията на бензина се превръща по-малко ефективно в пълноценна механична работа и голям дял просто се разсейва от охлаждащата система в атмосферата.

Дизелов двигател и бензин: сравнение на ефективността

Препоръчваме също да прочетете статията за това как да увеличите мощността на дизелов двигател с помощта на чип тунинг. От тази статия ще научите какво представлява фърмуерът на ECU на двигателя и какви резултати се постигат чрез промяна на стандартните параметри на контролера.

Мощност и въртящ момент

Дизелов двигател и бензин: сравнение на ефективността

Със същия индикатор за работния обем мощността на атмосферния бензинов двигател е по-висока, но се постига при по-високи обороти. Двигателят трябва да бъде "завъртян", загубите се увеличават, разходът на гориво се увеличава. Необходимо е също да се спомене въртящият момент, което буквално означава силата, която се предава от мотора на колелата и задвижва автомобила. Бензиновите двигатели с вътрешно горене достигат максимален въртящ момент при по-високи обороти в минута.

Подобен атмосферен дизел достига своя върхов въртящ момент при ниски обороти, като същевременно използва по-малко дизелово гориво за полезна работа, което означава по-висока ефективност и икономия на гориво.

Дизеловото гориво генерира повече топлина от бензина, температурата на горене на дизеловото гориво е по-висока и детонационната устойчивост е по-висока. Оказва се, че дизеловият двигател с вътрешно горене има по-полезна работа върху определено количество гориво.

Енергийна стойност на дизелово гориво и бензин

Дизелов двигател и бензин: сравнение на ефективността

Дизеловото гориво се състои от по-тежки въглеводороди от бензина. По-ниската ефективност на бензиновия завод в сравнение с дизеловия двигател също се крие в енергийния компонент на бензина и особеностите на неговото изгаряне. Пълното изгаряне на еднакво количество дизелово гориво и бензин ще даде повече топлина в първия случай. Топлината в дизелов двигател с вътрешно горене се превръща по-пълно в полезна механична енергия. Оказва се, че при изгаряне на същото количество гориво за единица време, дизелът е този, който ще свърши повече работа.

Също така си струва да се разгледат характеристиките на инжектирането и създаването на подходящи условия за пълно изгаряне на сместа. Дизелът се доставя с гориво отделно от въздуха; той се впръсква не във всмукателния колектор, а директно в цилиндъра в самия край на компресионния ход. Резултатът е по-висока температура и най-пълно изгаряне на част от работещата горивно-въздушна смес.

Резултати

Дизайнерите непрекъснато се стремят да подобрят ефективността както на дизеловите, така и на бензиновите двигатели. Увеличаването на броя на всмукателните и изпускателните клапани на цилиндър, активното използване на променливи системи за синхронизация на клапаните, електронното управление на впръскването на горивото, дроселната клапа и други решения могат значително да увеличат ефективността. В по-голяма степен това се отнася за дизеловия двигател.

Благодарение на тези характеристики, съвременният дизелов двигател е в състояние напълно да изгори част от дизеловото гориво, наситено с въглеводороди в цилиндър и да произведе голям въртящ момент при ниски обороти. Ниските обороти означават по-малко загуби от триене и по-малко съпротивление при триене. Поради тази причина дизеловият двигател днес е един от най-производителните и икономични видове двигатели с вътрешно горене, ефективността на които често надвишава 50%.

 

Подобен...