logo1

logoT

 

Кпд двс бензин


Интервью с Дмитрием Европиным

Высказался в рамках следующего круглого стола:

Эволюция ДВС

"Вопрос об эффективности усовершенствования старых технологий остается открытым".

12 марта 2012

Дмитрий Европин

главный редактор MotorPage.ru

В основе всего многообразия сложных механизмов, которыми мы пользуемся сегодня, лежат достижения технической революции конца XIX – начала XX веков. На протяжении всего прошлого столетия изобретения этого периода лишь оттачивались. Совершенствовались технологические процессы, уменьшались допуски, происходила автоматизация, внедрялись второстепенные инновации, направленные на улучшение характеристик той или иной продукции. Это касается и автомобильной промышленности, в особенности в части двигателестроения.

Дело в том, что четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, ставший чуть менее ста лет назад основой автоиндустрии, имеет целый ряд недостатков, не позволяющих получать высокие показатели его общего КПД.

Так считается, что КПД классического автомобильного бензинового двигателя с принудительным искровым зажиганием составляет от 20 до 30%, дизельный двигатель может обеспечить 35-40%. В первой половине XX века это были выдающиеся характеристики на фоне пресловутого «КПД паровоза», который, как все мы помним из школьного курса физики, составлял 5-10%.

Впрочем, уже тогда инженерам было понятно, что необходимо добиваться лучших показателей, и уже в 1920 – 1940 годы для этого были разработаны практически все основные принципы, как то турбонаддув, прямой впрыск и т.д. К 1970 годам началась настоящая погоня за повышением эффективности, продолжающаяся по сей день. Были разработаны такие элементы как охлаждение рабочей смеси, изменение фаз газораспределения, поэтапный впрыск… Сегодня некоторые автопроизводители утверждают, что в современном бензиновом ДВС удается добиться общего КПД в 35-38%. Однако вопрос об эффективности усовершенствования старых технологий остается открытым.

Вся история ДВС – сплошная борьба инженеров с основополагающими особенностями конструкции. Если перечислять их вкратце, то это низкая топливная эффективность за счет слишком короткого цикла сгорания, 25-30% топлива в прямом смысле вылетает в трубу. Низкая механическая эффективность – большие потери на перемещение тяжелых деталей шатунно-поршневой группы, на трение, а так же на работу значительного количества навесного оборудования. Не следует забывать и о том, что в автомобиле ДВС, обладающий очень низким крутящим моментом на малых оборотах, нуждается в коробке передач, а это агрегат, в котором тоже теряется часть полученной энергии. Низкая термодинамическая эффективность – большая часть выделяемого тепла не переводится в полезную работу, ведь на это отведено лишь 0,25 всего цикла. Желающим более подробно ознакомиться с проблемой повышения КПД двигателя внутреннего сгорания могу порекомендовать следующую статью Игоря Исаева, разработчика одной из альтернативных конструкций двигателя.

Как правило, усилия конструкторов приводят к достижению выдающихся результатов в области распределения крутящего момента, повышения мощности и «эластичности» двигателя, снижения вибронагруженности…, но собственно КПД увеличивается не столь существенно, а значит затраты топлива на единицу полученной работы остаются относительно высокими.

Часто приходится сталкиваться с несоответствием реального и декларируемого производителем расхода бензина чуть ли не вдвое. Автомобиль с современными системами турбонаддува оказывается экономичным, только если очень бережно относится к педали газа и лишний раз ее не беспокоить.

Бывает и так, что новая модель автомобиля с двигателем, развивающим 150 л.с., ведет себя словно под капотом на пару десятков «лошадей» меньше, хотя в предыдущем поколении этой же модели ничего подобного не наблюдалось. Объясняется это, как правило, всего лишь новыми экологическими стандартами, ради достижения которых двигатель «душат» перенастройкой блока управления двигателем под использование в основном диапазоне оборотов обедненной смеси, а так же более эффективным каталитическим дожигателем.

Словом, складывается впечатление, что эволюция ДВС достигла своего пика, и в будущем нас ждет лишь увядание этой технологии. В последние годы это ощущение подкрепляется бурным развитием таких направлений, как гибриды и электромобили.

И все же уверенности в скором завершении эпохи ДВС у меня нет!

Не секрет, что параллельно с развитием двигателей Отто и Дизеля были попытки внедрения альтернативных конструкций – Аткинсона, Миллера, Стирлинга, Ванкеля. Есть и более экзотические, в том числе и отечественные, например двигатели Баландина и Фролова. Однако большого распространения они не получили. Пожалуй, только «роторы» Ванкеля применялись на немногочисленных моделях автомобилей вплоть до наших дней, но сейчас и они ушли в прошлое.

Победа силовым агрегатам Отто и Дизеля досталась по причине простоты конструкции, а значит и большей экономической эффективности в производстве. Но сейчас, когда стало возможным добиться гораздо большей механической точности, востребованными оказываются и некоторые, казалось бы, давно забытые идеи. Так для многих современных «гибридов» наиболее удачным оказался двигатель Аткинсона, изобретенный еще в конце XIX века. Его использует корпорация Toyota.

Предпринимаются и попытки внедрения принципиальных инноваций. Например, ученые из Университета Висконсин-Мэдисон в США разработали технологию, позволяющую одновременно использовать преимущества обоих видов топлива, бензина и дизеля, для двигателей внутреннего сгорания. Они предложили осуществлять впрыск дизельного топлива и бензина в цилиндр последовательно в ходе каждого цикла. Это необходимо для самовоспламенения топливной смеси, - вместо свечей зажигания работают капельки солярки, воспламеняющиеся под давлением. Пока эта технология не внедрена в производство, но вполне вероятно у нее есть перспективы.

В России компания «Ё-авто» занимается разработкой роторно-лопастного двигателя, в котором к минимуму сведены потери на трение. Разработчики этой конструкции уже заявляли, что КПД нового двигателя должен составить 42-45%, что весьма неплохо для бензинового агрегата.

Некоторые производители идут по пути дальнейшего увеличения степени сжатия, вплоть до почти «дизельных» значений, для достижения более полного сгорания бензиновой смеси. Не так давно компания Mazda начала производство бензиновых двигателей Skyaktiv-G, в которых степень сжатия составляет 14:1.

Если учесть, что двигатель внутреннего сгорания – это еще и обеспечение постоянного спроса на нефтепродукты, вряд ли в ближайшем будущем мир сможет отказаться от столь «ценной» технологии. Автопроизводители просто обречены заниматься ее дальнейшим совершенствованием. Впрочем, направления этой работы могут быть различны. Надеюсь, в рамках очередной дискуссии на нашем портале представители ведущих автомобильных марок расскажут о своих наиболее перспективных разработках в области повышения эффективности ДВС.

Автор
Дмитрий Европин, главный редактор журнала "MotorPage"

Также высказались:

Обзоров машин на сайте:
5 0 6 7

КПД дизельного двигателя

Коэффициент полезного действия (КПД) является величиной, которая в процентном отношении выражает эффективность того или иного механизма (двигателя, системы) касательно преобразования полученной энергии в полезную работу.

Что касается двигателя внутреннего сгорания (ДВС), такой силовой агрегат осуществляет преобразование тепловой энергии. Данная высвобождающаяся энергия является результатом сгорания топлива в цилиндрах двигателя. КПД мотора представляет собой фактически совершенную механическую работу, которая состоит в соотношении полученной поршнем энергии от сгорания топлива и конечной мощности, которая отдается установкой на коленчатом валу ДВС.

Содержание статьи

Почему КПД дизеля выше

Показатель КПД для различных двигателей может сильно отличаться и зависит от ряда факторов. Бензиновые моторы имеют относительно низкий КПД благодаря большому количеству механических и тепловых потерь, которые возникают в процессе работы силового агрегата данного типа.

Вторым фактором выступает трение, возникающее при взаимодействии сопряженных деталей. Большую часть расхода полезной энергии составляет приведение в движение поршней двигателя, а также вращение деталей внутри мотора, которые конструктивно закреплены на подшипниках. Около 60% энергии сгорания бензина расходуется только на обеспечение работы этих узлов.

Дополнительные потери вызывает работа других механизмов, систем и навесного оборудования. Также учитывается процент потерь на сопротивление в момент впуска очередного заряда топлива и воздуха, а далее выпуска отработавших газов из цилиндра ДВС.

Если сравнить дизельную установку и мотор на бензине, дизельный двигатель имеет заметно больший КПД сравнительно с бензиновым агрегатом. Силовые агрегаты на бензине имеют КПД на отметке около 25-30% от общего количества полученной энергии.

Другими словами, из потраченных на работу двигателя 10 литров бензина только 3 литра израсходованы на выполнение полезной работы. Остальная энергия от сгорания топлива разошлась на потери.

Что касается КПД атмосферного дизельного агрегата, то этот показатель составляет около 40%. Установка турбокомпрессора позволяет увеличить отметку до внушительных 50%. Использование современных систем топливного впрыска на дизельных ДВС в сочетании с турбиной позволило добиться КПД около 55%.

Такая разница в производительности конструктивно схожих бензиновых и дизельных ДВС напрямую связана с видом топлива, принципом образования рабочей топливно-воздушной смеси и последующей реализацией воспламенения заряда. Бензиновые агрегаты более оборотистые по сравнению с дизельными, но большие потери связаны с расходами полезной энергии на тепло. Получается, энергия бензина менее эффективно превращается в полноценную механическую работу, а большая доля попросту рассеивается системой охлаждения в атмосферу.

Мощность и крутящий момент

При одинаковом показателе рабочего объёма, мощность атмосферного бензинового мотора выше, но достигается при более высоких оборотах. Двигатель нужно «крутить», потери возрастают, увеличивается расход топлива. Также необходимо упомянуть крутящий момент, под которым в буквальном смысле понимается сила, которая передается от мотора на колеса и движет автомобиль. Бензиновые ДВС выходят на максимум крутящего момента при более высоких оборотах.

Аналогичный атмосферный дизель выходит на пик крутящего момента при низких оборотах, при этом расходует меньше солярки для выполнения полезной работы, что означает более высокий КПД и экономию топлива.

Солярка образует больше тепла по сравнению с бензином, температура сгорания дизтоплива выше, показатель детонационной стойкости более высокий. Получается, у дизельного ДВС произведённая полезная работа на определенном количестве топлива больше.

Энергетическая ценность солярки и бензина

Дизельное топливо состоит из более тяжелых углеводородов, чем бензин. Меньший КПД бензиновой установки сравнительно с дизелем также заключаются в энергетической составляющей бензина и особенности его сгорания. Полное сгорание равного количества солярки и бензина даст больше тепла именно в первом случае. Тепло в дизельном ДВС более полноценно преобразуется в полезную механическую энергию. Получается, при сжигании одинакового количества топлива за единицу времени именно дизель выполнит больше работы.

Также стоит учитывать особенности впрыска и создание надлежащих условий для полноценного сгорания смеси. В дизель топливо подается отдельно от воздуха, впрыскивается не во впускной коллектор, а напрямую в цилиндр в самом конце такта сжатия. Результатом  становится более высокая температура и максимально полноценное сгорание порции рабочей топливно-воздушной смеси.

Итоги

Конструкторы постоянно стремятся повысить КПД как дизельного, так и бензинового двигателя. Увеличение количества впускных и выпускных клапанов на один цилиндр, активное применение систем изменения фаз газораспределения, электронное управление топливным впрыском, дроссельной заслонкой и другие решения позволяют существенно повысить коэффициент полезного действия. В большей мере это касается дизельного двигателя.

Благодаря таким особенностям современный дизель способен  полностью сжечь насыщенную углеводородами порцию дизтоплива в цилиндре и выдать большой показатель крутящего момента на низких оборотах. Низкие обороты означают меньшие потери на трение и возникающее в результате трения сопротивление. По этой причине дизельный мотор сегодня является одним из наиболее производительных и экономичных типов ДВС, КПД которого зачастую превышает отметку в 50%.

 

Читайте также

Кпд бензинового двигателя


КПД двигателя внутреннего сгорания. Сколько приблизительно равен, а также мощность в процентах

Наверное, каждый задавался вопросом о КПД (Коэффициенте Полезного Действия) двигателя внутреннего сгорания. Ведь чем выше этот показатель, тем эффективнее работает силовой агрегат. Самым эффективным на данный момент времени считается электрический тип, его КПД может достигать до 90 – 95 %, а вот у моторов внутреннего сгорания, будь то дизель или бензин он мягко сказать, далек от идеала …

ОГЛАВЛЕНИЕ СТАТЬИ

Если честно, то современные варианты моторов намного эффективнее своих собратьев, которые были выпущены лет так 10 назад, и причин этому масса. Сами подумайте раньше вариант 1,6 литра, выдавал всего 60 – 70 л.с. А сейчас это значение может достигать 130 – 150 л.с. Это кропотливая работа над увеличением КПД, в который каждый «шажок» дается методом проб и ошибок. Однако давайте начнем с определения.

КПД двигателя внутреннего сгорания – это значение отношения двух величин, мощности которая подается на коленчатый вал двигателя к мощности получаемой поршнем, за счет давления газов, которые образовались путем воспламенения топлива.

Если сказать простым языком, то это преобразование термической или тепловой энергии, которая появляется при сгорании топливной смеси (воздух и бензин) в механическую. Нужно отметить что такое уже бывало, например у паровых силовых установок — также топливо под воздействием температуры толкало поршни агрегатов. Однако там установки были в разы больше, да и само топливо было твердое (обычно уголь или дрова), что затрудняло его перевозку и эксплуатацию, постоянно нужно было «поддавать» в печь лопатами. Моторы внутреннего сгорания намного компактнее и легче «паровых», да и топливо намного проще хранить и перевозить.

Подробнее о потерях

Если забегать вперед, то можно уверенно сказать что КПД бензинового двигателя находится в пределах от 20 до 25 %. И на это много причин. Если взять поступающее топливо и пересчитать его на проценты, то мы как бы получаем «100% энергии», которая передается двигателю, а дальше пошли потери:

1) Топливная эффективность. Не все топливо сгорает, небольшая его часть уходит с отработанными газами, на этом уровне мы уже теряем до 25% КПД. Конечно, сейчас топливные системы улучшаются, появился инжектор, но и он далек от идеала.

2) Второе это тепловые потери. Двигатель прогревает себя и множество других элементов, такие как радиаторы, свой корпус, жидкость которая в нем циркулирует. Также часть тепла уходит с выхлопными газами. На все это еще до 35% потери КПД.

3) Третье это механические потери. НА всякого рода поршни, шатуны, кольца – все места, где есть трение. Сюда можно отнести и потери от нагрузки генератора, например чем больше электричества вырабатывает генератор, тем сильнее он тормозит вращение коленвала.  Конечно, смазки также шагнули вперед, но опять же полностью трение еще никому не удалось победить – потери еще 20 %

Таким образом, в сухом остатке, КПД равняется около 20%! Конечно из бензиновых вариантов есть выделяющиеся варианты, у которых этот показатель увеличен до 25%, но их не так много.

ТО есть если ваш автомобиль расходует топлива 10 литров на 100 км, то из них всего 2 литра уйдут непосредственно на работу, а остальные это потери!

Конечно можно увеличить мощность, например за счет расточки головки, смотрим небольшое видео.

Если вспомнить формулу то получается:

У какого двигателя самый большой КПД?

Теперь хочу поговорить о бензиновом и дизельном вариантах, и выяснить кто же из них наиболее эффективный.

Если сказать простыми, языком и не лезть в дебри технических терминов то – если сравнить два КПД бензинового и дизельного агрегатов – эффективнее из них, конечно же дизель и вот почему:

1) Бензиновый двигатель преобразует только 25 % энергии в механическую, а вот дизельный около 40%.

2) Если оснастить дизельный тип турбонаддувом, то можно достигнуть КПД в 50-53%, а это очень существенно.

Так почему он так эффективен? Все просто — не смотря на схожей тип работы (и тот и другой являются агрегатами внутреннего сгорания) дизель выполняет свою работу намного эффективнее. У него большее сжатие, да и топливо воспламеняется от другого принципа. Он меньше нагревается, а значит происходит экономия на охлаждении, у него меньше клапанов (экономия на трении), также у него нет, привычных нам, катушек зажигания и свечей, а значит не требуется дополнительные энергетические затраты от генератора. Работает он с меньшими оборотами, не нужно бешено раскручивать коленвал —  все это делает дизельный вариант чемпионом по КПД.

О топливной эффективности дизеля

ИЗ более высокого значения коэффициента полезного действия – следует и топливная эффективность. Так, например двигатель 1,6 литра может расходовать по городу всего 3 – 5 литров, в отличие от бензинового типа, где расход 7 – 12 литров. У дизеля намного больше крутящий момент, сам двигатель зачастую компактнее и легче, а так же в последнее время и экологичнее. Все эти положительные моменты, достигаются благодаря большему значению степени сжатия, есть прямая зависимость КПД и сжатия, смотрим небольшую табличку.

Однако не смотря на все плюсы у него также много и минусов.

Как становится понятно, КПД двигателя внутреннего сгорания далек от идеала, поэтому будущее однозначно за электрическими вариантами – осталось только найти эффективные аккумуляторы, которые не боятся мороза и долго держат заряд.

На этом заканчиваю, читайте наш АВТОБЛОГ.

(22 голосов, средний: 4,09 из 5)

КПД двигателя- Отличия бензинового и дизельного двигателя

Известно, что эффективность работы автомобильного двигателя внутреннего сгорания находится в прямой зависимости от величины коэффициента полезного действия. КПД двигателя выражается в виде соотношения мощностей, передаваемых на коленвал и поршни. Современные ДВС отличаются наибольшей эффективность, в сравнении с устаревшими аналогами. Например, мотор объемом 1,6 л., раньше развивал мощность не более 70 лошадиных сил, а теперь этот параметр часто достигает 150 л. с.

КПД парового двигателя

Для приведения в действие силового агрегата необходимо преобразовать тепловую энергию, появляющуюся при сжигании топливовоздушной смеси, в механическую. Раньше применялись паровые двигатели, в которых сгорало твердое топливо (уголь, дрова), поршни приходили в движение под воздействием расширяющегося пара. Размеры таких силовых установок были в несколько раз больше по габаритам, чем современные двигатели, работающие на топливе другого вида.

В паровых машинах поршневого типа КПД не превышает значения 10%. В настоящее время такие устройства почти не применяются, т. к. считается, что не существует кардинальных способов увеличить их коэффициент полезного действия.

С целью увеличения данного показателя, применяют источники тепла, обладающие наименьшей стоимостью. Например, на больших ТЭЦ используется атомная энергия. Вдобавок, применяются современные технологии, при которых отработанное тепло не уходит бесполезно в атмосферу, а используется для отопительных систем в многоквартирных домах. Потери здесь составляют не больше 10 процентов. Современные паровые турбины обладают коэффициентом КПД, равным 50 – 60%.

Интересно: В развитых странах Европы (Швейцарии, Австрии) большой популярностью пользуются паровозы. Их используют в качестве туристического транспорта для перевозки пассажиров по горным дорогам. Благодаря многочисленным усовершенствованиям, экономические показатели паровозов часто соперничают как с электровозами, так и тепловозами.

Чем отличаются КПД бензинового и дизельного двигателя

В отличие от паровых механизмов, топливом для двигателей внутреннего сгорания служит бензин или солярка. Двигатели внутреннего сгорания бензиновый и дизельный имеют схожие конструкции. Однако образование топливовоздушных смесей у них происходит по-разному.

Читайте также...  Стартер крутится, но двигатель не заводится. Причины

В карбюраторном агрегате элементы поршневой группы функционируют при сверхвысоких температурах. Соответственно, они нуждаются в более качественном охлаждении. При этом наблюдается большой расход тепловой энергии. Вследствие неэффективного рассеивания тепла в окружающей среде, понижается коэффициент полезного действия бензинового силового агрегата.

  • КПД бензинового двигателя равняется 25-30 %;
  • дизельного – 40 %;
  • с установкой турбонаддува достигает 50 процентов соответственно.

Роторно-поршневые тепловые двигатели обладают высоким КПД, его значение превышает 40%. Это намного выше бензиновых аналогов, но немного отстает от дизельных моторов.

Турбореактивные самолетные двигатели работают совершенно по другому принципу, который существенно отличается от автомобильных ДВС. Благодаря сравнительно высокому КПД, они пользуются большой популярностью в авиастроении. Чаще всего турбореактивные агрегаты устанавливаются на крупных лайнерах большой грузоподъемности.

Как написано в учебниках физики, чтобы найти КПД двигателя, нужно разделить значение выполненной работы на величину затраченной энергии. При расчете коэффициента полезного действия ДВС полезная работа делится на количество тепла, полученного при сгорании топлива.

Основные потери КПД в двигателях внутреннего сгорания происходят при:

  1. Неполном сгорании топлива в цилиндрах.
  2. Расходе тепла.
  3. Механических потерях.

При неполном сгорании эффективность снижается за счет выхода четвертой части объема топлива с отработавшими газами. Здесь потери КПД двигателя составляют почти 25%. Благодаря появлению инжекторов, работа топливных систем становится более эффективной, но не идеальной.

Часть тепловой энергии уходит на прогрев корпусных деталей двигателя, рабочих узлов, моторного масла, радиатора и пр. Тепло также уходит с выхлопными газами. На данном этапе потери КПД составляют не меньше 35 процентов.

Несмотря на смазывание трущихся поверхностей, энергия расходуется на преодоление сил трения. Это происходит при сопряжении таких элементов, как шатуны, цилиндры, поршни, маслосъемные, компрессионные кольца и т. д. При вырабатывании электричества генератор тоже отбирает немалую долю энергии двигателя. В результате механических потерь, КПД ДВС снижается еще на 20%.

Читайте также...  Порядок работы 4 цилиндрового двигателя

КПД двигателя рассчитывается по специальным формулам, в которых участвуют показатели работы, энергии и потерь.

Интересно: Существуют некоторые методы повышения КПД бензиновых двигателей внутреннего сгорания:

  1. Цилиндры оснащаются двумя впускными, а также двумя выпускными клапанами, вместо привычных конструкций в одном экземпляре.
  2. Свечи зажигания комплектуются отдельными катушками зажигания.
  3. Вместо обыкновенного тросика управления дроссельной заслонкой, используется электрический привод.

От чего зависит КПД дизельного двигателя

Если сравнивать эффективность бензинового и дизельного моторов, выяснится, что второй обладает лучшими показателями:

  • замечено, что, бензиновые двигатели преобразуют только одну четвертую часть использованной энергии в механическую работу;
  • в то время, как дизельные – 40% соответственно;
  • при установке турбонаддува в дизеле, КПД газотурбинного двигателя возрастает до 50 и более процентов.

Конструкция и принцип работы дизелей способствуют наибольшей эффективности в сравнении с карбюраторными двигателями. Причины лучшего КПД дизельного двигателя:

  1. Более высокий показатель степени сжатия.
  2. Воспламенение топлива происходит по другому принципу.
  3. Корпусные детали нагреваются меньше.
  4. Благодаря меньшему количеству клапанов, снижены расходы энергии на преодоление сил трения.
  5. В конструкции дизеля отсутствуют привычные свечи, катушки зажигания, на которые требуется дополнительная энергия от электрогенератора.
  6. Коленчатый вал дизеля раскручивается с меньшими оборотами.

В сравнении с дизелями, электрические двигатели считаются более эффективными. Двигатель с самым большим КПД – это электрический. При создании более долговечных аккумуляторных батарей, которым не страшны морозы, автомобильная промышленность постепенно перейдет на выпуск электромобилей в больших количествах.

КПД реактивного двигателя

Воздушно-реактивный тепловой мотор работает на химической энергии топливного состава. Его мощность расходуется на создание кинетической энергии ракеты и преодоление атмосферного сопротивления. Коэффициент полезного действия таких агрегатов минимальный, по своему значению он является самым маленьким, его значение не превышает даже 1%. Здесь более корректно обсуждать КПД не двигателя, а ракетного топлива, а также, насколько эффективно оно используется.

Читайте также...  Торможение двигателем- Что это и как правильно выполнять

Резюме

При производстве современных двигателей внутреннего сгорания заводы-изготовители вкладывают большие средства в погоне за повышением КПД своей продукции хотя бы на несколько процентов. С этой целью, инженеры усовершенствуют и усложняют конструкции моторов, используют новые материалы для изготовления отдельных элементов.

Иногда случается, что финансовые затраты разработчиков нецелесообразны, в сравнении с полученным результатом в 2 – 3%. Поэтому бывает выгоднее подвергать стандартные двигатели различным форсированиям, доводкам, доработкам при помощи тюнинговых усовершенствований в небольших ремонтных мастерских. В результате чего увеличивается мощность и прочие тяговые характеристики силовых агрегатов.

КПД двигателя: бензиновый, дизельный

КПД двигателя внутреннего сгорания означает значение соотношение двух величин: мощность, подающаяся в процессе функционирования мотора на коленчатый вал к мощности, которая получается поршнем посредством давления газов, образовавшихся при воспламенении топлива. Проще говоря, это преобразование тепловой или термической энергии, которая образуется при сгорании топливной смеси (бензин и воздух) в механическую.

На эффективность КПД двигателя влияют совокупность различных механических потерь, возникающих на разных стадиях функционирования, а также движение отдельных деталей двигателя, вызывающих трение. Эти детали вызывают наибольшие потери, составляющие примерно 70 % от их общего количества. К ним частям относятся поршни, поршневые кольца, подшипники. Помимо этого, потери возникают от функционирования таких механизмов, как магнето, насосы и пр., которые могут достигать до 20%. Наименьшую часть потерь составляют сопротивления, возникающие в процессе впуска/выпуска в топливной системе.

Сравнение КПД двигателей – бензин и дизель

Если сравнить КПД дизельного и бензинового моторов – эффективнее из них, конечно, дизель, причина в следующем:

  1. Бензиновый агрегат преобразует лишь 25 % энергии в механическую, в то же время дизельный до 40%.
  2. Дизельный двигатель, оснащенный турбонаддувом, достигнет 50-53% КПД, а это уже существенно.

Так в чем заключается эффективность дизельного мотора? Все очень просто – не смотря на практически идентичный тип работы (оба мотора являются ДВС) дизель функционирует намного эффективнее. Топливо у него воспламеняется совсем по другому принципу, а также у него большее сжатие. Дизель меньше нагревается, соответственно, происходит экономия на охлаждении, так же у него меньше клапанов (значительная экономия на трении). Кроме этого, у такого агрегата нет свечей, катушек, а значит, нет и энергетических затрат от генератора. Функционирует дизельный двигатель с меньшими оборотами (коленвал не приходится раскручивать). Все это его делает чемпионом по КПД.

КПД дизельного двигателя – заметная эффективность

Показатель КПД для разных двигателей отличается и зависит от некоторых факторов. Бензиновые агрегаты имеют относительно низкий КПД, поскольку для них характерно большое количество тепловых и механических потерь, образующихся в процессе функционирования силовой установки данного типа.

Второй фактор – трение, возникающее в результате взаимодействия сопряженных деталей. Дополнительные потери вызваны работой других систем, механизмов и навесного оборудования и т.д.

Если сравнить дизельный мотор и бензиновый, то КПД дизеля значительно превышает КПД бензиновой установки. Бензиновые моторы имеют КПД в пределах 25% от количества полученной энергии. Иными словами, из потраченных в процессе функционирования мотора двигателя 10 л бензина только 3 л израсходованы на выполнение полезной для системы работы. Остальная часть энергии, образовавшаяся от сгорания бензина, разошлась на различные потери.

Что касается КПД дизельного агрегата атмосферного, то этот показатель достаточно высокий и составляет до 40%. Установка современного турбокомпрессора позволяет эту отметку увеличить до внушительных 50%. Современные системы топливного впрыска, установленные на дизельных ДВС, в совокупности с турбиной позволяют добиться КПД даже 55%.

Такая существенная разница в производительности конструктивно похожих дизельных и бензиновых ДВС обусловлена рядом факторов, к ним относятся:

  • Вид топлива.
  • Способ образования топливно-воздушной смеси.
  • Реализация воспламенения заряда.

Агрегаты, работающие на бензине, более оборотистые, чем дизельные, но имеют более существенные потери, которые вызваны расходом энергии на тепло. Соответственно, полезная энергия бензина менее эффективно преобразуется в полноценную механическую работу, в то же время большая доля рассеивается системой охлаждения.

Мощность и крутящий момент

Когда показатели рабочего объема одинаковые, мощность атмосферного бензинового двигателя выше, но достигается только при более высоких оборотах. Агрегат нужно сильнее «крутить», при этом потери возрастают, соответственно увеличивается расход топлива. Кроме этого, стоит упомянуть крутящий момент, под воздействием которого повышается сила, которая передается от двигателя на колеса и способствует движению автомобиля. Бензиновые двигатели выходят на максимальный уровень крутящего момента лишь высоких оборотах.

Атмосферный дизель с такими же параметрами достигает пика крутящего момента лишь при низких оборотах. Это способствует меньшему расходу топлива, необходимого для выполнения работы, в результате чего, КПД более высокий и топливо расходуется экономнее.

В равнении с бензином, дизельное топливо образует больше тепла, так как температура сгорания дизтоплива значительно выше, что способствует более высокой детонационной стойкости. Получается, у дизельного мотора полезная работа, произведенная на конкретном количестве топлива гораздо больше.

Энергетическая ценность солярки и бензина

В состав солярки входит больше тяжелых углеводородов, нежели в бензин. Меньший КПД такого мотора сравнительно с дизельным агрегатом обусловлен энергетической составляющей бензина и способом его сгорания. При сгорании равного количества бензина и солярки большее количество тепла характерно для бензина. Тепло в дизельном агрегате более полноценно преобразуется в механическую энергию. Соответственно, при сжигании равного количества топлива за определенное количество времени именно дизельный мотор выполнит больше работы.

Помимо этого, нужно учитывать особенности впрыска и условия, способствующие качественному сгоранию смеси. В дизельный агрегат топливо поступает отдельно от воздуха и впрыскивается напрямую цилиндр в конце сжатия, минуя впускной коллектор. Результатом этого процесса становится температура, более высокая, чем у бензинового мотора и максимальное сгорание топливно-воздушной смеси.

Подробнее о потерях

Если сравнивать бензиновый и дизельный и ДВС, можно сказать что КПД бензинового мотора находится на более низком уровне – в пределах 20-25 %. Это обусловлено рядом причин. Если, к примеру, взять поступающее в ДВС топливо и «перевести» его в проценты, то получится как бы «100% энергии», которая передается мотору, а дальше, потери КПД:

  1. Топливная эффективность. Далеко не все потребляемое топливо сгорает, его большая часть уходит с отработанными газами. Потери на этом уровне составляют до 25% КПД. Сегодня, конечно, топливные системы усовершенствуются, появился инжектор, но и это не решает проблему на 100%.
  2. Второе – это тепловые потери. Часть тепла уходит из ДВС с выхлопными газами, кроме этого, мотор прогревает себя и ряд других элементов: свой корпус, жидкость в ДВС, радиатор. На все это приходится еще в пределах 35%.
  3. Третье, на что расходуется КПД – это механические потери. К ним относятся составляющие силового агрегата, где есть трение: шатуны, кольца, всякого рода поршни и т.д. Также сюда можно отнести потери, обусловленные нагрузкой от генератора, к примеру, чем больше электричества он вырабатывает, тем сильнее он притормаживает вращение коленвала. Конечно, различные смазки для ДВС играют свою роль, но все-таки полностью проблему трения они не решают, а это еще дополнительные потери до 20 % КПД.

Таким образом, в остатке КПД не более 20%. Сегодня существует бензиновые варианты, у которых показатель КПД несколько увеличен – до 25%, но, к сожалению, их не так много. К примеру, если автомобиль расходует 10 л топлива на 100 км, то всего лишь 2 л уйдут на работу двигателя, а все остальные – это потери.

Конечно, есть вариант увеличить мощность за счет расточки головки, но к нему прибегают довольно редко, поскольку это вносит определенные изменения в конструкцию ДВС.

Конструкторы постоянно стремятся увеличить КПД как бензинового, так и дизельного агрегатов. Увеличение количества выпускных/впускных клапанов, управление топливным впрыском (электронное), дроссельная заслонка, активное использование систем изменения фаз газораспределения и другие эффективные решения позволяют значительно повысить КПД. Конечно, в большей степени это относится к дизельным установкам.

С помощью таких усовершенствований современный дизель способен практически полностью сжечь дизтопливо в цилиндре, выдав максимальный показатель крутящего момента. Именно низкие обороты означают незначительные потери во время трения и возникающее в результате этого сопротивление. По этой причине дизельный двигатель является одним из производительных и экономичных, КПД которого довольно часто превышает отметку в 50%.

Какой КПД у двигателя автомобиля

Наверняка, многие автолюбители задавались вопросом о том, насколько мощность двигателя внутреннего сгорания соответствует полезности. Предполагается, что чем у силовой системы показатель КПД выше, тем она эффективнее. Если говорить абсолютными категориями, то на сегодняшний день самый высокий коэффициент у электрических двигателей, в некоторых моделях он достигает порядка 95 процентов. Что же до двигателей внутреннего сгорания, то  у большинства из них, вне зависимости от типа топлива этот показатель весьма далёк от идеальных цифр.

КПД двигателя внутреннего сгорания

Конечно, современные двигатели гораздо эффективнее тех, что были разработаны и выпущены лет десять назад, обусловлено это объективными причинами развития технологий. В начале нулевых мотор объёмом в полтора литра выдавал в среднем около семидесяти лошадиных сил, и это было нормальным. Сегодня количество голов в табуне такого же объёма может достигать более 150. Каждый шажочек в плане увеличения КРД двигателя даётся производителям кропотливым трудом и перебором проб, ошибок и удач.

Где теряется эффективность

Забегая вперёд можно констатировать, что для бензиновых двигателей КПД равен примерно 25 процентам. Почему так мало, и чем обусловлены такие цифры? Причины здесь в потерях: если взять некое количество топлива, и обозначить его ста процентами чистой энергии, передающейся мотору, то можно проследить все потери.

  • Для начала следует разобрать топливную эффективность. Все мы в курсе, что топливо сгорает не полностью, и некоторая его часть просто выходит в виде отработанных газов и вместе с ними. А это уже потеря примерно четверти эффективности, то есть – минус 25%. Даже инжектор и другие современные системы не решают этого вопроса, хоть и стали очень эффективными.
  • Далее идут тепловые потери. Мотор греет себя, воздух, другие элементы и узлы, к примеру, радиатор, охлаждающую жидкость, свой корпус, а также выхлоп. В этом месте эффективность теряет ещё около 35%.
  • Немало процентов забирают механические потери. Это поршни, шестерни, кольца, подшипники и прочие элементы и узлы, где присутствует трение. Сюда же относим и нагрузки генератора, который при выработке электроэнергии заметно тормозит коленвал. Несмотря на то, что смазочные материалы стали гораздо эффективнее, вынь да положь ещё двадцать процентов потерь.

И что у нас остаётся в остатке? А всего 20%! Понятно, что это средний показатель, и бензиновые двигатели бывают более эффективными, но насколько – может ещё пять-семь процентов, не больше. Да и двигателей таких совсем немного. Итого из залитых десяти литров топлива, что автомобиль съедает на сто километров пробега, на полезную работу уходить всего два с половиной литра, а остальные семь-восемь литров попросту уходят в потери.

Лучшие двигатели внутреннего сгорания эффективны на 25%

Дизель или бензин

А что в этом плане показывают дизельные агрегаты, и эффективнее ли они бензиновых собратьев? Если не лезть в самые гущи технических джунглей, то коротко можно констатировать, что в плане КПД дизельные двигатели будут эффективнее бензиновых. Если бензиновый агрегат преобразовывает всего 25 % топливной энергии в энергию механическую, то показатели дизельных моторов достигают 40%. А если дизель оснастить качественной турбиной, то КПД может достигать и пятидесяти процентов.

Подошла ли эволюция двигателей внутреннего сгорания к своему пику? Возможно. Поэтому сейчас всё больше автопроизводителей обращают внимание на электрическую тягу. Осталось лишь разработать эффективные батареи, не боящиеся мороза, и долго держащие заряд.

КПД электрического двигателя двигателя

КПД двигателя внутреннего сгорания – определение и сравнение + видео

Среди множества характеристик различных механизмов в автомобиле решающее значение имеет КПД двигателя внутреннего сгорания. Для того чтобы выяснить суть этого понятия, необходимо точно знать, что представляет собой классический двигатель внутреннего сгорания.

В первую очередь, мотор преобразует тепловую энергию, возникающую при сгорании топлива, в определенное количество механической работы. В отличие от паровых машин, эти двигатели более легкие и компактные. Они гораздо экономичнее и потребляют строго определенное жидкое и газообразное топливо. Таким образом, КПД современных двигателей рассчитывается на основании их технических характеристик и прочих показателей.

КПД (коэффициент полезного действия) представляет собой отношение фактически передаваемой мощности на вал двигателя к мощности, получаемой поршнем за счет действия газов. Если провести сравнение КПД двигателей различной мощности, то можно установить, что это значение для каждого из них имеет свои особенности.

Эффективный КПД двигателя зависит от различных механических потерь на разных стадиях работы. На потери влияет движение отдельных частей мотора и возникающее при этом трение. Это поршни, поршневые кольца и различные подшипники. Эти детали вызывают наибольшую величину потерь, составляющие примерно 65 % от их общего количества. Кроме того, потери возникают от действия таких механизмов, как насосы, магнето и прочие, которые могут дойти до 18 %. Незначительную часть потерь составляют сопротивления, возникающие в топливной системе во время процесса впуска и выпуска.

Потери КПД двигателя внутреннего сгорания, особенно бензинового, весьма существенные. В пересчёте на топливовоздушную смесь чистая энергия, передающаяся двигателю, составляет до 100%, а вот после этого начинаются потери.

Больше всего КПД снижается из-за тепловых потерь. Силовая установка прогревает все элементы системы, включая охлаждающую жидкость, радиатор охлаждения и отопителя, вместе с этим теряется тепло. Часть теряется вместе с выхлопными газами. В среднем на тепловые потери приходится до 35% от КПД, а на топливной эффективности ещё 25%. Ещё около 20% занимают механические потери, т.е. на элементы, создающие трение (поршни, кольца и т. д.). Снизить трение помогают качественные моторные масла, но полностью исключить этот фактор невозможно.

Учитывая низкий КПД двигателя можно представить потери более наглядно, например, на количестве топлива. При среднем расходе топлива 10 литров на сто километров пробега на прохождение этого участка уходит лишь 2-3 литра топлива, остальное потери. У дизеля потери меньше, как и к ДВС с газобаллонным оборудованием. Если вопрос высокого КПД двигателя принципиален, то есть на варианты с коэффициентом 90%, но это электромобили и авто с двигателем гибридного типа. Как правило, их стоимость несколько выше и из-за специфики эксплуатации (нужна регулярная подзарядка и ограничен запах хода) такие машины в нашей стране пока редкость.

Если сравнивать между собой КПД бензинового и дизельного двигателя, то следует отметить, что первый из них недостаточно эффективен и преобразует в полезное действие всего 25-30 % произведенной энергии. Например, КПД стандартного дизеля достигает 40 %, а применение турбонаддува и промежуточного охлаждения повышает это значение до 50 %.

Оба двигателя, несмотря на схожесть конструкции, имеют различные виды смесеобразования. Поэтому поршни карбюраторного мотора работают при более высоких температурах, требующих качественного охлаждения. Из-за этого тепловая энергия, которая могла бы превратиться в механическую, рассеивается без всякой пользы, понижая общее значение КПД.

Тем не менее, для того чтобы повысить КПД бензинового двигателя, принимаются определенные меры. Например, на один цилиндр могут устанавливаться два впускных и выпускных клапана, вместо конструкции, когда размещается один впускной и один выпускной клапан. Кроме того, в некоторых двигателях на каждую свечу устанавливается отдельная катушка зажигания. Управление дроссельной заслонкой во многих случаях осуществляется с помощью электропривода, а не обыкновенным тросиком.

КПД дизельного двигателя – заметная эффективность

Дизель является одной из разновидностей двигателей внутреннего сгорания, в котором воспламенение рабочей смеси производится в результате сжатия. Поэтому давление воздуха в цилиндре намного выше, чем у бензинового двигателя. Сравнивая КПД дизельного двигателя с КПД других конструкций, можно отметить его наиболее высокую эффективность.

При наличии низких оборотов и большого рабочего объема показатель КПД может превысить 50 %.

Следует обратить внимание на сравнительно небольшой расход дизельного топлива и низкое содержание вредных веществ в отработанных газах. Таким образом, значение коэффициента полезного действия двигателя внутреннего сгорания полностью зависит от его типа и конструкции. Во многих автомобилях низкий КПД перекрывается различными усовершенствованиями, позволяющими улучшить общие технические характеристики.

КПД двигателя внутреннего сгорания.

Коэффициент полезного действия (КПД) – широко используемая характеристика эффективности некоторой системы или устройства. В нашем случае этой системой выступает двигатель внутреннего сгорания. Казалось бы, о какой эффективности может идти речь в мире современных моторов, разве она не равна 100 процентам? Но оказывается, как нет в нашем мире идеально черного или белого, так нет и машины, у которой вся энергия, получаемая от горения топлива, полностью переходит в механическую энергию, а последняя в свою очередь в полезную энергию прижимающую пилота автомобиля в его кресло.

Что такое КПД двигателя внутреннего сгорания.

Отношение полезной энергии к полной (затраченной), выраженное в процентном отношении, и есть искомый КПД двигателя внутреннего сгорания. Разберемся, куда же теряется энергия.

На что тратиться полезная энергия?

Первый пункт здесь – это потери, возникающие непосредственно при горении топлива, ведь все топливо в двигателе никогда не сгорает, часть его улетает в выхлопную трубу. Эта часть, в среднем, составляет около 25%.

Следующим местом (точнее явлением), куда исчезает энергия, является тепло, выделяемое при горении. Возможно, кто-то из вас еще помнит со времен, проведенных на школьной скамье, что для получения тепла требуется энергия, соответственно, образуемое тепло – это есть потери энергии. Здесь стоит заметить, что тепла при работе двигателя внутреннего сгорания образуется с излишком, что требует внедрения серьезной системы охлаждения.

Далее, кроме тепла, выделяемого от горения, тепло выделяется и при самой работе двигателя, ведь все его части трутся, теряя тем самым часть своей энергии.

Подведя итог, получаем еще порядка 35-40% потерь энергии на образование тепла.

Ну, и третья группа потерь – это потери на обслуживание дополнительного оборудования. Помпа системы охлаждения, генератор, кондиционер и пр. – все они для своей работы тоже потребляют энергию. Энергия эта берется от работы двигателя – в размере порядка 10%.

Подведя итог, получаем, что, сжигая топливо, в реальности на «полезное» дело автомобиль затрачивает лишь четверть, а порой и вовсе пятую часть той энергии, которую вырабатывает его движок. Цифры средние, но разбежка в целом понятна.

КПД бензинового и дизельного двигателя.

При этом стоит оговориться, что у бензиновых и дизельных машин КПД двигателя внутреннего сгорания различен: 20% против 40% (соответственно). Данный факт имеет место быть потому, что несмотря на то, что потери на обслуживание механики и нагрев планеты в бензиновых моторах и «дизелях» сопоставимы, количество сжигаемого в процессе горения топлива у дизельных двигателей выше.

Подводя итоги и вспомнив историю появления двигателя внутреннего сгорания, когда КПД составлял немногим более 5%, можно сказать, что инженеры шагнули далеко вперед, а учитывая факт того, что 100% КПД, а по сути идеального двигателя, им вряд ли удастся добиться, можно утверждать, что современные двигатели, скорее всего, достигли своего верха возможного КПД, поэтому неудивительно, что сегодня все чаще автомобилистам предлагаются машины с гибридными двигателями и электромобили, ведь КПД движка у них (электромобилей) – для справки – порядка 90%.

Видео.

Рекомендую прочитать:

Двигатель ESTEC с самым высоким в мире тепловым КПД

Инженеры Toyota разработали способ применения цикла Аткинсона, используемого в тойотовских гибридах с 1997 года, для работы в двигателях обычных, не гибридных автомобилей. Цикл Аткинсона с высокой степенью сжатия – обычный способ, используемый в ДВС гибридов для повышения тепловой эффективности. Однако обратной стороной высокой степени сжатия является снижение крутящего момента, недостаток которого в гибридах компенсирует электромотор. Тепловая эффективность при малых нагрузках намного важнее для обычных ДВС, чем для ДВС, работающих в гибридных силовых установках. Похоже, что разработчикам Toyota удалось решить эту проблему.

Результатом их работы стал новый 1,3-литровый рядный четырехцилиндровый бензиновый двигатель ESTEC (Economy with Superior Thermal Efficient Combustion). На русский язык это определение можно перевести как «Экономия с высокоэффективным сгоранием». По заводской классификации мотор получил обозначение 1NR-FKE. Он развивает мощность 99 л.с. – это на 4 л.с. больше, чем мощность двигателя 1NR-FE, используемого в тойотовских автомобилях А и В-сегмента, таких как Yaris, iQ и др. Термический КПД ESTEC достигает 38% – это столько же, как и у ДВС, используемых в гибридах. Кроме того, при малых нагрузках ESTEC имеет улучшенную на 11% топливную экономичность.

Термический КПД современных моторов находится в пределах 36%, в то время как у ДВС, используемых в гибридах, он превышает 38%. Для достижения такого показателя в гибридных ДВС, кроме цикла Аткинсона, применяется охлаждаемая система EGR, электрический насос ОЖ и технологии низкого трения.В будущем такие же решения будут использоваться и в обычных ДВС, а термический КПД обоих типов двигателей превысит 40%. Считается также, что улучшение тепловой эффективности позволит преодолеть слабость атмосферных бензиновых ДВС при малых нагрузках. Превышение 40% уровня КПД будет достигаться, в основном, применением охлаждаемых EGR и развитием технологий сжигания бедных смесей. В дополнение к этим основным направлениям рассматриваются также технологии снижения трения и улучшение систем подъема клапанов.

Базовые компоненты ESTEC

Основными конструктивными особенностями ESTEC являются цикл Аткинсона, геометрическая степень сжатия 13,5:1 и система EGR с жидкостным охлаждением (обычный 1NR-FE имеет степень сжатия 11,5:1 и внутреннюю рециркуляцию выхлопных газов). Система бесступенчатого регулирования фаз VVT-iE с электроприводом является ключевым элементом в реализации цикла Аткинсона. Она позволяет быстро и с высокой точностью регулировать подъем впускных клапанов и избежать затруднений, возникающих из-за разницы температуры и давления масла при холодном пуске и на прогретом моторе.

В системе рециркуляции выхлопных газов используется эффективный охладитель и быстродействующий клапан. Кроме того, впускной трубопровод, охладитель и клапан непосредственно соединены между собой для уменьшения образования конденсата от охладителя.

Оптимизированная форма впускных каналов обеспечивает быстрое наполнение цилиндров, а создаваемое завихрение способствует улучшенному сгоранию смеси. Чтобы удовлетворить требованиям, как к производительности, так и к расходу топлива, выпускной коллектор выполнен по схеме 4-2-1. Это позволяет уменьшить количество остаточных газов в цилиндрах двигателя.

Восстановление производительности

Увеличение степени сжатия до 13,5:1 снизило крутящий момент со 104 Нм до 96 Нм. Чтобы восполнить эту потерю, Toyota применила выпускной коллектор измененной формы, уменьшающий количество остаточных газов и температуру в цилиндре; новую водяную рубашку, поддерживающую оптимальную температуру поверхности цилиндров; оптимизацию времени впрыска. Комбинация этих мер (из которых главную роль играет измененный выпускной коллектор) позволила повысить крутящий момент до 105 Нм.

При малых нагрузках из-за работы охлаждаемой EGR происходят чрезмерные колебания крутящего момента. Для устранения этого недостатка используются система регулирования выпускных клапанов (Exhaust VVT) и внутренняя рециркуляция выхлопных газов. При средних и больших нагрузках работа Exhaust VVT приостанавливается, а шаг клапана системы EGR увеличивается.

Охлаждение является эффективной мерой против снижения крутящего момента у двигателей с высокой степенью сжатия. Однако одновременно это приводит к увеличению расхода топлива из-за повышения трения и потерь на охлаждение. В обычных моторах верхняя часть цилиндра нагревается больше, чем нижняя. Из-за неравномерного нагрева увеличивается трение в цилиндре. В ESTEC новая водяная рубашка со специальной прокладкой выравнивает температуру в разных частях поверхности цилиндра, снижая потери на трение и возможность возникновения детонации.

Цикл Аткинсона
Цикл Аткинсона

В двигателе, работающем по циклу Аткинсона, на такте впуска впускной клапан закрывается не вблизи НМТ, а значительно позже. Это дает целый ряд преимуществ.

Во-первых, снижаются насосные потери, т. к. часть смеси, когда поршень прошел НМТ и начал движение вверх, выталкивается назад во впускной коллектор (и используется затем в другом цилиндре), что снижает в нем разрежение. Горючая смесь, выталкиваемая из цилиндра, также уносит с собой часть тепла с его стенок.

Так как длительность такта сжатия по отношению к такту рабочего хода уменьшается, то двигатель работает, по так называемому, циклу с увеличенной степенью расширения, при котором энергия отработанных газов используется более длительное время, т. е., с уменьшением потерь выпуска. Таким образом,получаем лучшие экологические показатели, экономичность и больший КПД, но меньшую мощность.

КПД двигателя внутреннего сгорания – познаем эффективность в сравнении

Известно, что эффективность работы автомобильного двигателя внутреннего сгорания находится в прямой зависимости от величины коэффициента полезного действия. КПД двигателя выражается в виде соотношения мощностей, передаваемых на коленвал и поршни. Современные ДВС отличаются наибольшей эффективность, в сравнении с устаревшими аналогами. Например, мотор объемом 1,6 л., раньше развивал мощность не более 70 лошадиных сил, а теперь этот параметр часто достигает 150 л. с.

КПД парового двигателя

Для приведения в действие силового агрегата необходимо преобразовать тепловую энергию, появляющуюся при сжигании топливовоздушной смеси, в механическую. Раньше применялись паровые двигатели, в которых сгорало твердое топливо (уголь, дрова), поршни приходили в движение под воздействием расширяющегося пара. Размеры таких силовых установок были в несколько раз больше по габаритам, чем современные двигатели, работающие на топливе другого вида.

В паровых машинах поршневого типа КПД не превышает значения 10%. В настоящее время такие устройства почти не применяются, т. к. считается, что не существует кардинальных способов увеличить их коэффициент полезного действия.

С целью увеличения данного показателя, применяют источники тепла, обладающие наименьшей стоимостью. Например, на больших ТЭЦ используется атомная энергия. Вдобавок, применяются современные технологии, при которых отработанное тепло не уходит бесполезно в атмосферу, а используется для отопительных систем в многоквартирных домах. Потери здесь составляют не больше 10 процентов. Современные паровые турбины обладают коэффициентом КПД, равным 50 – 60%.

Интересно: В развитых странах Европы (Швейцарии, Австрии) большой популярностью пользуются паровозы. Их используют в качестве туристического транспорта для перевозки пассажиров по горным дорогам. Благодаря многочисленным усовершенствованиям, экономические показатели паровозов часто соперничают как с электровозами, так и тепловозами.

Подробнее о потерях

Если забегать вперед, то можно уверенно сказать что КПД бензинового двигателя находится в пределах от 20 до 25 %. И на это много причин. Если взять поступающее топливо и пересчитать его на проценты, то мы как бы получаем «100% энергии», которая передается двигателю, а дальше пошли потери:

1) Топливная эффективность

. Не все топливо сгорает, небольшая его часть уходит с отработанными газами, на этом уровне мы уже теряем до 25% КПД. Конечно, сейчас топливные системы улучшаются, появился инжектор, но и он далек от идеала.

2) Второе это тепловые потер
и
. Двигатель прогревает себя и множество других элементов, такие как радиаторы, свой корпус, жидкость которая в нем циркулирует. Также часть тепла уходит с выхлопными газами. На все это еще до 35% потери КПД.

3) Третье это механические потери

. НА всякого рода поршни, шатуны, кольца – все места, где есть трение. Сюда можно отнести и потери от нагрузки генератора, например чем больше электричества вырабатывает генератор, тем сильнее он тормозит вращение коленвала. Конечно, смазки также шагнули вперед, но опять же полностью трение еще никому не удалось победить – потери еще 20 %

Таким образом, в сухом остатке, КПД равняется около 20%! Конечно из бензиновых вариантов есть выделяющиеся варианты, у которых этот показатель увеличен до 25%, но их не так много.

ТО есть если ваш автомобиль расходует топлива 10 литров на 100 км, то из них всего 2 литра уйдут непосредственно на работу, а остальные это потери!

Конечно можно увеличить мощность, например за счет расточки головки, смотрим небольшое видео.

Если вспомнить формулу то получается:

От чего зависит КПД дизельного двигателя

Если сравнивать эффективность бензинового и дизельного моторов, выяснится, что второй обладает лучшими показателями:

  • замечено, что, бензиновые двигатели преобразуют только одну четвертую часть использованной энергии в механическую работу;
  • в то время, как дизельные – 40% соответственно;
  • при установке турбонаддува в дизеле, КПД газотурбинного двигателя возрастает до 50 и более процентов.

Конструкция и принцип работы дизелей способствуют наибольшей эффективности в сравнении с карбюраторными двигателями. Причины лучшего КПД дизельного двигателя:

  1. Более высокий показатель степени сжатия.
  2. Воспламенение топлива происходит по другому принципу.
  3. Корпусные детали нагреваются меньше.
  4. Благодаря меньшему количеству клапанов, снижены расходы энергии на преодоление сил трения.
  5. В конструкции дизеля отсутствуют привычные свечи, катушки зажигания, на которые требуется дополнительная энергия от электрогенератора.
  6. Коленчатый вал дизеля раскручивается с меньшими оборотами.

В сравнении с дизелями, электрические двигатели считаются более эффективными. Двигатель с самым большим КПД – это электрический. При создании более долговечных аккумуляторных батарей, которым не страшны морозы, автомобильная промышленность постепенно перейдет на выпуск электромобилей в больших количествах.

Энергетическая ценность солярки и бензина

Дизельное топливо состоит из более тяжелых углеводородов, чем бензин. Меньший КПД бензиновой установки сравнительно с дизелем также заключаются в энергетической составляющей бензина и особенности его сгорания. Полное сгорание равного количества солярки и бензина даст больше тепла именно в первом случае. Тепло в дизельном ДВС более полноценно преобразуется в полезную механическую энергию. Получается, при сжигании одинакового количества топлива за единицу времени именно дизель выполнит больше работы.

Также стоит учитывать особенности впрыска и создание надлежащих условий для полноценного сгорания смеси. В дизель топливо подается отдельно от воздуха, впрыскивается не во впускной коллектор, а напрямую в цилиндр в самом конце такта сжатия. Результатом становится более высокая температура и максимально полноценное сгорание порции рабочей топливно-воздушной смеси.

Резюме

При производстве современных двигателей внутреннего сгорания заводы-изготовители вкладывают большие средства в погоне за повышением КПД своей продукции хотя бы на несколько процентов. С этой целью, инженеры усовершенствуют и усложняют конструкции моторов, используют новые материалы для изготовления отдельных элементов.

Иногда случается, что финансовые затраты разработчиков нецелесообразны, в сравнении с полученным результатом в 2 – 3%. Поэтому бывает выгоднее подвергать стандартные двигатели различным форсированиям, доводкам, доработкам при помощи тюнинговых усовершенствований в небольших ремонтных мастерских. В результате чего увеличивается мощность и прочие тяговые характеристики силовых агрегатов.

О топливной эффективности дизеля

ИЗ более высокого значения коэффициента полезного действия – следует и топливная эффективность. Так, например двигатель 1,6 литра может расходовать по городу всего 3 – 5 литров, в отличие от бензинового типа, где расход 7 – 12 литров. У дизеля намного , сам двигатель зачастую компактнее и легче, а так же в последнее время и экологичнее. Все эти положительные моменты, достигаются благодаря большему значению , есть прямая зависимость КПД и сжатия, смотрим небольшую табличку.

Однако не смотря на все плюсы у него также много и минусов.

Как становится понятно, КПД двигателя внутреннего сгорания далек от идеала, поэтому будущее однозначно за электрическими вариантами – осталось только найти эффективные аккумуляторы, которые не боятся мороза и долго держат заряд.

На этом заканчиваю, читайте наш АВТОБЛОГ.

Понятие коэффициента полезного действия (КПД) может быть применено к самым различным типам устройств и механизмов, работа которых основана на использовании каких-либо ресурсов. Так, если в качестве такого ресурса рассматривать энергию, используемую для работы системы, то результатом этого следует считать объем полезной работы, выполненной на этой энергии.

В общем виде формулу КПД можно записать следующим образом: n = A*100%/Q. В данной формуле символ n применяется в качестве обозначения КПД, символ A представляет собой объем выполненной работы, а Q — объем затраченной энергии. При этом стоит подчеркнуть, что единицей измерения КПД являются проценты. Теоретически максимальная величина этого коэффициента составляет 100%, однако на практике достигнуть такого показателя практически невозможно, так как в работе каждого механизма присутствуют те или иные потери энергии.

Анализ теплового цикла

Тепловой цикл включает в себя четыре термодинамических базовых процесса. Вначале происходит преобразование состояния рабочего тела, а затем, возвращение его в исходное состояние: сжатие, получение тепла, расширение и отвод тепла.

Каждый из этих процессов осуществляется по следующей схеме, которая определяет условия реализации цикла:

  1. Изотермический — работа выполняется при постоянной температуре.
  2. Изобарический — рабочий цикл реализуется при постоянном давлении.
  3. Изометрический — тепловой процесс протекает при постоянном объеме
  4. Адиабатический — цикл осуществляется при постоянной энтропии.

Для того чтобы процесс был максимально приближен к обратимому, есть два способа перемещения поршня: изотермический — это означает, что тепло постепенно поступает или выходит из резервуара при температуре, бесконечно отличающейся от температуры газа в поршне, и адиабатический, при котором теплообмен вообще не происходит, газ действует, как пружина.

Таким образом, когда подводится тепло и газ расширяется, температура газа должна оставаться такой же, как и у источника тепла, при этом газ расширяется изотермически. Точно так же позже он будет сжиматься в цикле изотермически, с выделением тепла.

Чтобы выяснить эффективность, нужно проследить за полным циклом двигателя, выяснить, сколько он работает, сколько тепла забирается из топлива и сколько энергии теряется при подготовке к следующему циклу.

Характеристики теплового цикла, связанного с тепловым двигателем, обычно описываются с помощью двух диаграмм изменения состояния: диаграммы PV, показывающей соотношение давление-объем, и диаграммы TS, демонстрирующей пару температура-энтропия.

Для постоянной массы газа работа теплового двигателя представляет собой повторяющийся цикл, и его PV-диаграмма будет выглядеть замкнутой фигурой.

Где теряется эффективность

Забегая вперёд можно констатировать, что для бензиновых двигателей КПД равен примерно 25 процентам. Почему так мало, и чем обусловлены такие цифры? Причины здесь в потерях: если взять некое количество топлива, и обозначить его ста процентами чистой энергии, передающейся мотору, то можно проследить все потери.

  • Для начала следует разобрать топливную эффективность. Все мы в курсе, что топливо сгорает не полностью, и некоторая его часть просто выходит в виде отработанных газов и вместе с ними. А это уже потеря примерно четверти эффективности, то есть – минус 25%. Даже инжектор и другие современные системы не решают этого вопроса, хоть и стали очень эффективными.
  • Далее идут тепловые потери. Мотор греет себя, воздух, другие элементы и узлы, к примеру, радиатор, охлаждающую жидкость, свой корпус, а также выхлоп. В этом месте эффективность теряет ещё около 35%.
  • Немало процентов забирают механические потери. Это поршни, шестерни, кольца, подшипники и прочие элементы и узлы, где присутствует трение. Сюда же относим и нагрузки генератора, который при выработке электроэнергии заметно тормозит коленвал. Несмотря на то, что смазочные материалы стали гораздо эффективнее, вынь да положь ещё двадцать процентов потерь.

И что у нас остаётся в остатке? А всего 20%! Понятно, что это средний показатель, и бензиновые двигатели бывают более эффективными, но насколько – может ещё пять-семь процентов, не больше. Да и двигателей таких совсем немного. Итого из залитых десяти литров топлива, что автомобиль съедает на сто километров пробега, на полезную работу уходить всего два с половиной литра, а остальные семь-восемь литров попросту уходят в потери.

Лучшие двигатели внутреннего сгорания эффективны на 25%

Мощность и КПД

Мощность механизма или устройства равна работе, совершаемой в единицу времени. Работа(A) измеряется в Джоулях, а время в системе Си – в секундах. Но не стоит путать понятие мощности и номинальной мощности. Если на чайнике написана мощность 1 700 Ватт, это не значит, что он передаст 1 700 Джоулей за одну секунду воде, налитой в него. Это мощность номинальная. Чтобы узнать η электрочайника, нужно узнать количество теплоты(Q), которое должно получить определенное количество воды при нагреве на энное количество градусов. Эту цифру делят на работу электрического тока, выполненную за время нагревания воды.

Величина A будет равна номинальной мощности, умноженной на время в секундах. Q будет равно объему воды, умноженному на разницу температур на удельную теплоемкость. Потом делим Q на A тока и получаем КПД электрочайника, примерно равное 80 процентам. Прогресс не стоит на месте, и КПД различных устройств повышается, в том числе бытовой техники.

Напрашивается вопрос, почему через мощность нельзя узнать КПД устройства. На упаковке с оборудованием всегда указана номинальная мощность. Она показывает, сколько энергии потребляет устройство из сети. Но в каждом конкретном случае невозможно будет предсказать, сколько конкретно потребуется энергии для нагрева даже одного литра воды.

Например, в холодной комнате часть энергии потратится на обогрев пространства. Это связано с тем, что в результате теплообмена чайник будет охлаждаться. Если, наоборот, в комнате будет жарко, чайник закипит быстрее. То есть КПД в каждом из этих случаев будет разным.

На что тратиться полезная энергия?

Первый пункт здесь – это потери, возникающие непосредственно при горении топлива, ведь все топливо в двигателе никогда не сгорает, часть его улетает в выхлопную трубу. Эта часть, в среднем, составляет около 25%.

Следующим местом (точнее явлением), куда исчезает энергия, является тепло, выделяемое при горении. Возможно, кто-то из вас еще помнит со времен, проведенных на школьной скамье, что для получения тепла требуется энергия, соответственно, образуемое тепло – это есть потери энергии. Здесь стоит заметить, что тепла при работе двигателя внутреннего сгорания образуется с излишком, что требует внедрения серьезной системы охлаждения.

Далее, кроме тепла, выделяемого от горения, тепло выделяется и при самой работе двигателя, ведь все его части трутся, теряя тем самым часть своей энергии.

Подведя итог, получаем еще порядка 35-40% потерь энергии на образование тепла.

Ну, и третья группа потерь – это потери на обслуживание дополнительного оборудования. Помпа системы охлаждения, генератор, кондиционер и пр. – все они для своей работы тоже потребляют энергию. Энергия эта берется от работы двигателя – в размере порядка 10%.

Подведя итог, получаем, что, сжигая топливо, в реальности на «полезное» дело автомобиль затрачивает лишь четверть, а порой и вовсе пятую часть той энергии, которую вырабатывает его движок. Цифры средние, но разбежка в целом понятна.

что это и как работает. 5 интересных фактов :: Autonews

Двигатель внутреннего сгорания, или сокращённо ДВС, — это «сердце» большинства современных автомобилей. И не только машин, но также мотоциклов, кораблей, тепловозов, самолётов и даже масштабных моделей транспортных средств.

Что такое ДВС

ДВС — это пока основной вид двигателей транспортных средств, тепловая машина, преобразующая химическую энергию топлива в механическую работу. Сжигая горючее во внутренних камерах, двигатель внутреннего сгорания освобождает энергию, а затем преобразует её во вращательное движение. Оно, в свою очередь, раскручивает колёса или лопасти.

Двигатели внутреннего сгорания принято делить на несколько основных типов:

  • Поршневой двигатель внутреннего сгорания;
  • Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания:
  • Газотурбинный двигатель внутреннего сгорания.

Основным типом ДВС является классический поршневой двигатель, поэтому преимущественно речь дальше пойдёт о нём.

Как создавался ДВС

Двигатель внутреннего сгорания стар как мир. История создания этой машины тесно связана с паровыми двигателями, то есть двигателями внешнего сгорания.

Паровые двигатели, применяемые в XVIII веке, были громоздкими и слабыми, с чрезвычайно низким коэффициентом полезного действия. Тепло от сгорания топлива в них использовалось для нагрева жидкости, а та в свою очередь, превращалась в пар и совершала работу. Звучит красиво, а что на деле? По факту практический КПД, то есть эффективность преобразования энергии, обычно составлял от 1 до 8%. Уже тогда было ясно — систему нужно улучшать. Зачем сжигать горючее вне мотора, не лучше ли делать это прямо в нём?

Попытки создания ДВС начались намного раньше, чем вы можете себе представить, — ещё в XVII веке. В 1678 году голландский математик Христиан Гюйгенс создал примитивный ДВС, работающий… на порохе. Идея получила развитие: экспериментаторы в различных странах шли по схожему пути, но далеко не все из них попали в историю.

Доподлинно известно, что в 1794 году Робертом Стритом был запатентован двигатель внутреннего сгорания на жидком топливе. Построен первый рабочий прототип. В 1807 году француз Нисефор Ньепс разработал твердотельный ДВС, работающий на порошке пиреолофора. С прототипом лично ознакомился Наполеон Бонапарт. В том же году Франсуа Исаак де Риваз создал поршневой ДВС, работающий на газообразном водороде — этот мотор получил поршневую группу и искровое зажигание.

Первый автомобильный ДВС в привычном понимании был создан в 1885 году Карлом Бенцем — мотор использовался на автомобиле Benz Patent-Motorwagen.

Многие изобретатели приложили руку к сознанию двигателя внутреннего сгорания, но первым коммерчески успешным проектом стало детище французского изобретателя из Бельгии Жана Этьена Ленуара. К 1864 году он продал свыше 1 400 своих двигателей и неплохо на этом нажился.

Первый автомобильный ДВС в привычном понимании был создан в 1885 году Карлом Бенцем — мотор использовался на автомобиле Benz Patent-Motorwagen.

Устройство поршневого ДВС

Традиционный поршневой двигатель внутреннего сгорания — чрезвычайно сложная система. Однако основных деталей у классического ДВС не так уж и много. Без этих элементов работа двигателя внутреннего сгорания невозможна:

  • блока цилиндров — механической основы мотора;
  • головки блока цилиндров;
  • поршней;
  • шатунов;
  • коленчатого вала;
  • распределительного вала с кулачками;
  • впускных и выпускных клапанов;
  • свечей зажигания*.

* — на самом деле деталей значительно больше, но рассказать о каждой из них в рамках короткой статьи не представляется возможным.

Принципы работы ДВС

Все классические ДВС работают по схожему принципу. В процессе их работы энергия вспышки топлива, то есть тепловая энергия, преобразуется в энергию механическую. Обычно это происходит следующим образом:

  1. Когда поршень в цилиндре движется вниз, открывается впускной клапан. В цилиндр поступает топливовоздушная смесь.
  2. Поршень поднимается, а выпускной клапан закрывается. Поршень сжимает топливовоздушную смесь и доходит до верхней мёртвой точки.
  3. На свече зажигания возникает искра, топливовоздушная смесь мгновенно сгорает, выделяя большой объём газов. Под их действием поршень устремляется вниз.
  4. Открывается выпускной клапан и выхлопные газы выдавливаются в выпускной коллектор.

Четырехтактный двигатель

В четырёхтактном моторе происходит четыре непрерывных последовательных стадии:

  1. Впуск (наполнение цилиндра смесью).
  2. Сжатие.
  3. Рабочий ход или сгорание.
  4. Выпуск отработавших газов.

Двухтактный двигатель

Но бывают и иные моторы — двухтактные. Они работают немного по-другому и применяются, как правило, на мототехнике и бензиновых инструментах вроде бензопил. Что происходит в них?

  1. Когда поршень движется снизу-вверх, в камеру сгорания поступает топливо. Сжатая поршнем топливовоздушная смесь поджигается искрой.
  2. Смесь загорается и поршень устремляется вниз. Открывается доступ к выпускному коллектору и из цилиндра выходят продукты сгорания.

Разница в том, что тактов всего два: на первом одновременно происходит впуск и сжатие, а на втором — опускание поршня и выпуск продуктов сгорания из коллектора.

Какие ещё бывают ДВС

Помимо поршневых двигателей внутреннего сгорания создано немало иных разновидностей ДВС — роторные, газотурбинные, реактивные, турбореактивные и бесчисленное множество их модификаций. Чем они отличаются?

  • Газотурбинные ДВС

Если в традиционных поршневых ДВС работа расширения газообразных продуктов сгорания преобразуется во вращательное движение коленчатого вала, то в газотурбинных работа расширения продуктов сгорания воспринимается рабочими лопатками ротора, а в реактивных используется реактивное давление, возникающее при истечении продуктов сгорания из сопла. Все эти типы ДВС объединяет одно — во время работы они внутри себя сжигают топливо.

Крайне необычные моторы, которые можно встретить даже на серийных машинах. Первый роторно-поршневой мотор был создан немецким инженером Феликсом Ванкелем в 1957 году. Этот ДВС внешне совершенно не похож ни на один традиционный поршневой мотор.

Двигатель Ванкеля состоит из корпуса, камеры сгорания, впускного и выпускного окон, неподвижной шестерни, зубчатого колеса, ротора, вала и свечи зажигания. Ротор на эксцентриковом валу приводится в действие силой давления газов в результате сгорания топливовоздушной смеси. Он вращается относительно статора посредством шестерён. Когда ротор совершает эксцентричные круговые движения, его грани соприкасаются с внутренней поверхностью камеры сгорания. Таким образом создаются три изолированные камеры, в которых попеременно сжигается топливо. Вращающийся ротор передаёт крутящий момент на трансмиссию.

Человечество создало немало невероятных и по-настоящему уникальных моторов. Вот 10 самых совершенных из них:

👉 Железные мускулы. 10 лучших двигателей в истории

5 интересных фактов о ДВС

ДВС может работать на альтернативном топливе

Современные ДВС принято делить на два основных типа по применяемому топливу — бензиновые и дизельные. Однако сама история создания двигателей внутреннего сгорания позволяет понять: сжигать в таких моторах можно многие виды горючего — от различных газов до всевозможных растворителей и спиртов. Главное — испарить их и подмешать воздух в нужных пропорциях.

Наиболее распространённые альтернативы бензину и дизелю — пропан-бутан и метан, но можно использовать даже «гремучую смесь» — водород с кислородом. И это далеко не всё: почти любая современная машина с ДВС способна ездить на смеси бензина с этанолом или на чистом этаноле, то есть спирте, получаемом экологически чистым путём. Поедет бензиновый автомобиль и на различных растворителях. К примеру, запустить ДВС можно на обычном сольвенте из хозяйственного магазина — с помощью этой жидкости обычно осуществляют чистку топливной системы.

ДВС выживет в космосе и под водой (если очень постараться)

Двигатель внутреннего сгорания можно заставить работать даже в космосе. Всё, что для этого требуется, — обеспечить подачу кислорода для создания топливовоздушной смеси. При соблюдении этого нехитрого условия ДВС может запуститься и работать даже под водой. Для него нет ничего невозможного.

ДВС действительно плох

Несмотря на всю свою технологичность и сложность, по уровню КПД бензиновый ДВС недалеко ушёл от парового мотора. Эффективность этих агрегатов оставляет желать лучшего. Коэффициент полезного действия в среднем варьируется в диапазоне от 20 до 25%.

Иными словами, при сжигании условных 10 литров бензина лишь около трёх литров выполняют полезное действие. Всё остальное горючее тратится на тепловые и механические потери. С этой точки зрения дизельные движки намного круче: их КПД достигает 40%. Но и их век уже прошёл.

Отказ от ДВС неизбежен

Одну из причин грядущего отказа от двигателей внутреннего сгорания мы уже раскрыли — это низкий КПД. Но есть и ещё один немаловажный момент — влияние на экологию. Поскольку почти все ДВС работают на невозобновляемых ресурсах (бензине, дизеле, нефтяном газе), отказ от них жизненно необходим.

По данным специалистов, мировой запас нефти составляет 1,726 трлн баррелей, которых хватит при нынешнем уровне потребления немногим более чем на 50 лет. Из нефти делают не только топливо. Она — основа синтетических каучуков, пластиков, еды, тканей, шампуней и даже аспирина. Всего того, без чего жизнь человека уже практически невозможна.

Формула КПД (коэффициент полезного действия)


Подробнее о потерях

Если забегать вперед, то можно уверенно сказать что КПД бензинового двигателя находится в пределах от 20 до 25 %. И на это много причин. Если взять поступающее топливо и пересчитать его на проценты, то мы как бы получаем «100% энергии», которая передается двигателю, а дальше пошли потери:

1) Топливная эффективность. Не все топливо сгорает, небольшая его часть уходит с отработанными газами, на этом уровне мы уже теряем до 25% КПД. Конечно, сейчас топливные системы улучшаются, появился инжектор, но и он далек от идеала.

2) Второе это тепловые потери. Двигатель прогревает себя и множество других элементов, такие как радиаторы, свой корпус, жидкость которая в нем циркулирует. Также часть тепла уходит с выхлопными газами. На все это еще до 35% потери КПД.

3) Третье это механические потери. НА всякого рода поршни, шатуны, кольца – все места, где есть трение. Сюда можно отнести и потери от нагрузки генератора, например чем больше электричества вырабатывает генератор, тем сильнее он тормозит вращение коленвала. Конечно, смазки также шагнули вперед, но опять же полностью трение еще никому не удалось победить – потери еще 20 %

Таким образом, в сухом остатке, КПД равняется около 20%! Конечно из бензиновых вариантов есть выделяющиеся варианты, у которых этот показатель увеличен до 25%, но их не так много.

ТО есть если ваш автомобиль расходует топлива 10 литров на 100 км, то из них всего 2 литра уйдут непосредственно на работу, а остальные это потери!

Конечно можно увеличить мощность, например за счет расточки головки, смотрим небольшое видео.

Если вспомнить формулу то получается:

Это интересно: Рабочий тормозной цилиндр – как предупредить крупные неприятности?

Тепловая эффективность двигателя. Не такая страшная физика.

Обычно, если кто-то слышит слоган «тепловая эффективность двигателя», они сразу же меняют тему. Вы можете говорить о двигателях об их мощности, об их расходе топлива или — вызывая уважение собеседников как эксперта — о рабочих системах, таких как Дизель, Отто, Ванкель и Аткинсон. Но термическая эффективность звучит как домашняя работа по физике, то есть вызывает отвращение и негативные реакции. Между тем все это сливается в одно ….

КПД двигателя — обозначается латинским символом η (eta) — это параметр, который характеризует данный двигатель и означает, сколько подаваемого тепла преобразуется в полезную работу. В случае двигателя внутреннего сгорания это преобразование тепловой энергии, возникающей в результате сгорания топлива, в механическую энергию, выделяемую двигателем в результате вращения коленчатого вала.

Значения этой эффективности различны для разных типов двигателей и, например, для двигателей с искровым зажиганием составляют около 0,30–0,36, а для дизельных двигателей — около 0,40–0,45. Это означает не что иное, как то, что при заливке в бак 50 литров топлива только 15-18 литров бензина и 20-22,5 литра дизельного топлива используются для привода компонентов автомобиля. Остальное безвозвратно потеряно.

КПД дизельного двигателя – заметная эффективность

Показатель КПД для разных двигателей отличается и зависит от некоторых факторов. Бензиновые агрегаты имеют относительно низкий КПД, поскольку для них характерно большое количество тепловых и механических потерь, образующихся в процессе функционирования силовой установки данного типа.

Второй фактор – трение, возникающее в результате взаимодействия сопряженных деталей. Дополнительные потери вызваны работой других систем, механизмов и навесного оборудования и т.д.

Если сравнить дизельный мотор и бензиновый, то КПД дизеля значительно превышает КПД бензиновой установки. Бензиновые моторы имеют КПД в пределах 25% от количества полученной энергии. Иными словами, из потраченных в процессе функционирования мотора двигателя 10 л бензина только 3 л израсходованы на выполнение полезной для системы работы. Остальная часть энергии, образовавшаяся от сгорания бензина, разошлась на различные потери.

Что касается КПД дизельного агрегата атмосферного, то этот показатель достаточно высокий и составляет до 40%. Установка современного турбокомпрессора позволяет эту отметку увеличить до внушительных 50%. Современные системы топливного впрыска, установленные на дизельных ДВС, в совокупности с турбиной позволяют добиться КПД даже 55%.

Такая существенная разница в производительности конструктивно похожих дизельных и бензиновых ДВС обусловлена рядом факторов, к ним относятся:

Агрегаты, работающие на бензине, более оборотистые, чем дизельные, но имеют более существенные потери, которые вызваны расходом энергии на тепло. Соответственно, полезная энергия бензина менее эффективно преобразуется в полноценную механическую работу, в то же время большая доля рассеивается системой охлаждения.

Потери мощности — куда и почему

  • топливная эффективность – топливо сгорает не полностью, небольшая его часть просто вылетает в выхлопную трубу. На этом этапе теряется 25%;
  • тепловая – двигатель греет не только себя, но и другие его элементы. Для получения тепла требуется энергия, это и есть потери. На них тратится еще 35%;
  • механические – во время движения механизмов возникает трение. Конечно, смазки ослабляют его действие, однако полностью победить его пока не удалось. Это еще 20%.

  • Фейсбук
  • Гугл+
  • ЖЖ
  • Blogger

На выходе получаем, что кпд двигателя составляет всего 20-25%. Фактически, если автомобиль расходует 10 л бензина на 100км, то на работу уйдет всего 2 л, остальное составляют потери.

На что тратиться полезная энергия?

Первый пункт здесь – это потери, возникающие непосредственно при горении топлива, ведь все топливо в двигателе никогда не сгорает, часть его улетает в выхлопную трубу. Эта часть, в среднем, составляет около 25%.

Следующим местом (точнее явлением), куда исчезает энергия, является тепло, выделяемое при горении. Возможно, кто-то из вас еще помнит со времен, проведенных на школьной скамье, что для получения тепла требуется энергия, соответственно, образуемое тепло – это есть потери энергии. Здесь стоит заметить, что тепла при работе двигателя внутреннего сгорания образуется с излишком, что требует внедрения серьезной системы охлаждения.

Далее, кроме тепла, выделяемого от горения, тепло выделяется и при самой работе двигателя, ведь все его части трутся, теряя тем самым часть своей энергии.

Подведя итог, получаем еще порядка 35-40% потерь энергии на образование тепла.

У какого двигателя самый большой КПД?

Теперь хочу поговорить о бензиновом и дизельном вариантах, и выяснить кто же из них наиболее эффективный.

Если сказать простыми, языком и не лезть в дебри технических терминов то – если сравнить два КПД бензинового и дизельного агрегатов – эффективнее из них, конечно же дизель и вот почему:

1) Бензиновый двигатель преобразует только 25 % энергии в механическую, а вот дизельный около 40%.

2) Если оснастить дизельный тип турбонаддувом, то можно достигнуть КПД в 50-53%, а это очень существенно.

Так почему он так эффективен? Все просто — не смотря на схожей тип работы (и тот и другой являются агрегатами внутреннего сгорания) дизель выполняет свою работу намного эффективнее. У него большее сжатие, да и топливо воспламеняется от другого принципа. Он меньше нагревается, а значит происходит экономия на охлаждении, у него меньше клапанов (экономия на трении), также у него нет, привычных нам, катушек зажигания и свечей, а значит не требуется дополнительные энергетические затраты от генератора. Работает он с меньшими оборотами, не нужно бешено раскручивать коленвал — все это делает дизельный вариант чемпионом по КПД.

Сравнение КПД тепловых двигателей — бензиновый и дизельный

Если сравнивать полезную мощность, то сразу отметим, что бензиновый не такой эффективный. Его величина составляет всего 25-30%, в то время как у дизельного она -40%.

Несмотря на схожесть агрегатов, у них различные виды смесебразования.

  • У бензинового мотора поршни работают при более высоких температурах, что требует хорошего охлаждения. Поэтому тепловая энергия, которая могла бы трансформироваться в механическую, тратится впустую, тем самым снижая КПД.
  • У дизельного – рабочая смесь воспламеняется при сжатии, поэтому давление в цилиндрах намного выше. Кроме того, мотор намного меньше и экологичнее.
    При низких оборотах и большом рабочем объеме уровень КПД может возрасти до 50%.

  • Фейсбук
  • Гугл+
  • ЖЖ
  • Blogger

Это интересно: Сварка кузова автомобиля: как правильно сделать её своими руками

Формула работы в физике

Для механической работы формула несложна: A = F x S. Если расшифровать, она равна приложенной силе на путь, на протяжении которого эта сила действовала. Например, мы поднимаем груз массой 15 кг на высоту 2 метра. Механическая работа по преодолению силы тяжести будет равна F x S = m x g x S. То есть, 15 x 9,8 x 2 = 294 Дж. Если речь идет о количестве теплоты, то A в этом случае равняется изменению количества теплоты. Например, на плите нагрели воду. Ее внутренняя энергия изменилась, она увеличилась на величину, равную произведению массы воды на удельную теплоемкость на количество градусов, на которое она нагрелась.

Асинхронный двигатель и стирлинг

Сегодня на рынке представлены асинхронные машины, большей частью которых являются элетрические. Асинхронный механизм преобразовывает электрическую энергию в механическую.

Основные их достоинства:

  • простота изготовления и относительно низкая стоимость;
  • высокая надежность;
  • эксплуатационные затраты небольшие.

  • Фейсбук
  • Гугл+
  • ЖЖ
  • Blogger

Формула кпд рассчитывается следующим образом: η = P2 / P1 = (P1 — (Pоб — Pс — Pмх — Pд)) / P1, где Роб =Pоб1 + Роб2 – общие потери в обмотках асинхронного мотора. Для большинства современных механизмов такого типа, коэффициент достигает 80 – 90%.

Еще одним двигателем внутреннего сгорания, который может работать от любого источника тепла, является двигатель Стирлинга.

Следует учесть, что такие механизмы используют на космических аппаратах и современных подводных лодках.

  • Фейсбук
  • Гугл+
  • ЖЖ
  • Blogger

Он работает при любых температурах, не требует дополнительных систем для запуска, при этом их коэффициент полезного действия выше на 50-70, чем обычных двигателей.

КПД двигателя внутреннего сгорания – что это?

Во время работы, мотор превращает тепловую энергию, которая получилась от сгорания топлива, в механическую работу. Современные двигатели намного эффективнее, чем тем, которые были изготовлены лет 10 назад. Таким образом, коэффициент полезного действия рассчитывается на основании теххарактеристик, а также других показателей.

КПД это процентное отношение полезной работы к полной. Другими словами, это преобразование мощности, которая поступает на коленчатый вал двигателя, к мощности, которую получает поршень от сгорания топлива.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Все механизмы предназначены для выполнения определенной работы, которую называют полезной. Однако при этом часть энергии растрачивается. Для того чтобы выяснить эффективность работы, вполне подойдет формула кпд в физике: ɳ= А1/А2×100%, где А1 – полезная работа, выполненная машиной или двигателем, А2 – вся затраченная работа. При этом кпд обозначается символом η.

  • Фейсбук
  • Гугл+
  • ЖЖ
  • Blogger

Эффективность кпд измеряется в процентах и зависит от различных потерь, которые происходят в процессе работы.

КПД и мощность электродвигателя

КПД и мощность — это то, на что в первую очередь стоит обратить внимание при выборе асинхронного электродвигателя АИР. Суть работы любого эл двигателя заключается в том, что электрическая энергия, с сопутствующими преобразованию потерями, превращается в механическую. Чем меньше потери при протекании данного процесса, тем выше его КПД и тем эффективнее эл двигатель. Но, при всей важности коэффициента полезного действия, не стоит забывать о мощности мотора. Ведь даже при чрезвычайно высоком КПД и выдаваемой им мощности может быть недостаточно для решения необходимых вам задач. Поэтому при покупке очень важно знать не только, чему равен КПД электродвигателя, но и какую полезную мощность он сможет выдать на своем валу. Оба эти значения должны быть указаны производителем. Порой бывает и такое, что нет доступа к паспорту мотора (например, если вы покупаете его “с рук”, что крайне не рекомендуется делать) и приходится самостоятельно вычислять столь важные параметры. Для начала стоит определить: что такое коэффициент полезного действия, или попросту КПД. И так, это отношение полезной работы к затраченной энергии.

Определение КПД электродвигателя

Получается, для того чтобы определить этот параметр необходимо сравнить выдаваемую им энергию с энергией, необходимой ему чтобы функционировать. Вычисляется КПД с помощью выражения:

η=P2/P1 где η — КПД

P2- полезная механическая мощность электромотора, Вт P1- потребляемая двигателем электрическая мощность, Вт;

Коэффициент полезного действия это величина, находящаяся в диапазоне от 0 до 1, чем ближе ее значение к единице, тем лучше. Соответственно, если КПД имеет значение 0,95 — это показывает, что 95 процентов электрической энергии будут преобразованы им в механическую и лишь 5 процентов составят потери. Стоит отметить, что КПД не является постоянной величиной, он может меняться в зависимости от нагрузки, а своего максимума он достигает при нагрузках в районе 80 процентов от номинальной мощности, то есть от той, которую заявил производитель мотора. Современные асинхронные электродвигатели имеют номинальный КПД (заявленные производителем) 0,75 — 0,95. Потери при работе двигателя в основном обусловлены нагревом мотора (часть потребляемой энергии выделяется в виде тепловой энергии), реактивными токами, трением подшипников и другими негативными факторами. Под мощностью мотора понимают механическую мощь, которую он выдает на своем валу. В целом же мощность — это параметр, который показывает, какую работу совершает механизм за определенную единицу времени.

КПД электродвигателя это очень важный параметр определяющий, прежде всего эффективность использования энергоресурсов предприятия. Как известно КПД электродвигателя значительно снижается после его ремонта, об этом мы писали в этой статье. При уменьшении коэффициента полезного действия будут соответственно увеличены потери электроэнергии. В последнее время набирают популярность энергоэффективные электродвигатели разных производителей, в России популярны моторы производства ОАО «Владимирский электромоторный завод». Любые асинхронные электродвигатели представлены в каталоге продукции. Дополнительную полезную информацию Вы можете посмотреть в каталоге статей.

Максимальное значение кпд идеального двигателя

Как найти кпд двигателя, чье значение было бы идеальным и равнялось 100%. Возможно ли такое? Ответ на этот вопрос дал еще в 1824 г. инженер С. Карно. В своих разработках он придумал идеальную машину, где формула кпд теплового двигателя выглядит так: η=(T1 — Т2)/ T1.

  • Фейсбук
  • Гугл+
  • ЖЖ
  • Blogger

В результате было выяснено, что достичь 100% коэффициента можно лишь в том случае, если температура охладителя будет равна абсолютному нулю, а это невозможно, поскольку она не может быть ниже температуры воздуха.

Мощность и крутящий момент

Когда показатели рабочего объема одинаковые, мощность атмосферного бензинового двигателя выше, но достигается только при более высоких оборотах. Агрегат нужно сильнее «крутить», при этом потери возрастают, соответственно увеличивается расход топлива. Кроме этого, стоит упомянуть крутящий момент, под воздействием которого повышается сила, которая передается от двигателя на колеса и способствует движению автомобиля. Бензиновые двигатели выходят на максимальный уровень крутящего момента лишь высоких оборотах.

Атмосферный дизель с такими же параметрами достигает пика крутящего момента лишь при низких оборотах. Это способствует меньшему расходу топлива, необходимого для выполнения работы, в результате чего, КПД более высокий и топливо расходуется экономнее.

В равнении с бензином, дизельное топливо образует больше тепла, так как температура сгорания дизтоплива значительно выше, что способствует более высокой детонационной стойкости. Получается, у дизельного мотора полезная работа, произведенная на конкретном количестве топлива гораздо больше.

Накануне

В феврале 1893 г. Рудольф Дизель получил патент на двигатель, по имени изобретателя вот уже более ста лет называющийся «дизельным». Первый работоспособный образец мотора своей конструкции был изготовлен Р. Дизелем к началу 1897 г. и 28 января успешно прошел испытания. К этому времени четко обозначилась потребность народного хозяйства и военного ведомства в транспортном двигателе, работавшем на тяжелом топливе. С самого момента появления такой мотор нашел горячих приверженцев в нашей стране, а лицензию на выпуск дизельмотора приобрел завод Нобелей в Петербурге.

К числу достоинств моторов, работавших на тяжелом топливе, относились: отсутствие электрической системы зажигания, меньший на 25-35% удельный расход топлива и его меньшая пожароопасность. Более высокая плотность дизельного топлива позволяла использовать под него баки меньшего объема.

Уже в 1903 г. дизелем петербургского завода Нобелей был оснащен первый в мире теплоход «Вандал». Однако в деле внедрения дизельных двигателей на транспорте возникли и существенные трудности, поскольку для изготовления их топливных систем требовалось применение сложного, а следовательно, и более дорогого, прецизионного оборудования. Кроме того, дизели отличались в целом большей металлоемкостью и существенной удельной массой. Более высокое по сравнению с карбюраторными двигателями давление вспышки (примерно двух-четырех кратное) предъявляло повышенные требования к прочности и жесткости кривошипно-шатунного механизма. Ручной пуск дизельных двигателей был практически невозможен, что, в свою очередь, вызывало необходимость установки специальных пусковых устройств. Поэтому первые опыты с применением дизелей на автомобильном или воздушном транспорте не имели успеха, и они изначально не могли конкурировать с карбюраторными (бензиновыми) двигателями. Первоначально развитие получили малооборотные судовые дизели, а также мобильные дизель-генераторы, предназначавшиеся для снабжения электричеством отдаленных жилых, народнохозяйственных или иных объектов.

Это интересно

Наукой обосновано, что коэффициент полезного действия любого механизма всегда меньше единицы. Это связано со вторым началом термодинамики.

Для сравнения, коэффициенты полезного действия различных устройств:

  • гидроэлектростанций 93-95%;
  • АЭС – не более 35%;
  • тепловых электростанций – 25-40%;
  • бензинового двигателя – около 20%;
  • дизельного двигателя – около 40%;
  • электрочайника – более 95%;
  • электромобиля – 88-95%.

Наука и инженерная мысль не стоит на месте. постоянно изобретаются способы, как уменьшить теплопотери, снизить трение между частями агрегата, повысить энергоэффективность техники.

Резюме

При производстве современных двигателей внутреннего сгорания заводы-изготовители вкладывают большие средства в погоне за повышением КПД своей продукции хотя бы на несколько процентов. С этой целью, инженеры усовершенствуют и усложняют конструкции моторов, используют новые материалы для изготовления отдельных элементов.

Иногда случается, что финансовые затраты разработчиков нецелесообразны, в сравнении с полученным результатом в 2 – 3%. Поэтому бывает выгоднее подвергать стандартные двигатели различным форсированиям, доводкам, доработкам при помощи тюнинговых усовершенствований в небольших ремонтных мастерских. В результате чего увеличивается мощность и прочие тяговые характеристики силовых агрегатов.

Коэффициент полезного действия (КПД) – широко используемая характеристика эффективности некоторой системы или устройства. В нашем случае этой системой выступает двигатель внутреннего сгорания. Казалось бы, о какой эффективности может идти речь в мире современных моторов, разве она не равна 100 процентам? Но оказывается, как нет в нашем мире идеально черного или белого, так нет и машины, у которой вся энергия, получаемая от горения топлива, полностью переходит в механическую энергию, а последняя в свою очередь в полезную энергию прижимающую пилота автомобиля в его кресло.

Литература

  • [1] Котельников В., Медведь А. Авиационные дизели, или тернистый путь А.Д. Чаромского //Двигатель.-2002, №2(20).
  • [2] Зубов Е. Легендарный В-2: три страницы судьбы //Двигатель. 1999, №4(4).
  • [3] Пути к решению вопроса об отечественном тракторостроении // Бюллетень Научно-автомоторно-го института. — 1922, №4.
  • [4] Бухарин Н.А. Современные тракторы. Устройство и эксплуатация. -М-Л., 1931.

источник: Александр Кириндас, Михаил Павлов «МЕХАНИЧЕСКАЯ ТЯГА. КПД ДИЗЕЛЯ» // «Техника и вооружение» Январь 2012

О топливной эффективности дизеля

ИЗ более высокого значения коэффициента полезного действия – следует и топливная эффективность. Так, например двигатель 1,6 литра может расходовать по городу всего 3 – 5 литров, в отличие от бензинового типа, где расход 7 – 12 литров. У дизеля намного больше крутящий момент, сам двигатель зачастую компактнее и легче, а так же в последнее время и экологичнее. Все эти положительные моменты, достигаются благодаря большему значению степени сжатия, есть прямая зависимость КПД и сжатия, смотрим небольшую табличку.

Однако не смотря на все плюсы у него также много и минусов.

Как становится понятно, КПД двигателя внутреннего сгорания далек от идеала, поэтому будущее однозначно за электрическими вариантами – осталось только найти эффективные аккумуляторы, которые не боятся мороза и долго держат заряд.

Читать дальше: Замена механизма стеклоподъемника ваз 2107

На этом заканчиваю, читайте наш АВТОБЛОГ.

(26 голосов, средний: 4,08 из 5)

Наверняка, многие автолюбители задавались вопросом о том, насколько мощность двигателя внутреннего сгорания соответствует полезности. Предполагается, что чем у силовой системы показатель КПД выше, тем она эффективнее. Если говорить абсолютными категориями, то на сегодняшний день самый высокий коэффициент у электрических двигателей, в некоторых моделях он достигает порядка 95 процентов. Что же до двигателей внутреннего сгорания, то у большинства из них, вне зависимости от типа топлива этот показатель весьма далёк от идеальных цифр.

КПД двигателя внутреннего сгорания

Конечно, современные двигатели гораздо эффективнее тех, что были разработаны и выпущены лет десять назад, обусловлено это объективными причинами развития технологий. В начале нулевых мотор объёмом в полтора литра выдавал в среднем около семидесяти лошадиных сил, и это было нормальным. Сегодня количество голов в табуне такого же объёма может достигать более 150. Каждый шажочек в плане увеличения КРД двигателя даётся производителям кропотливым трудом и перебором проб, ошибок и удач.

О методах повышения КПД при техническом творчестве

Относительно скромные успехи государственных НИИ (не случайно основные сведения о работающих на тяжелом топливе моторах были получены на основе данных испытаний зарубежной техники или из иностранной литературы) вынудили изыскивать новые формы организации творческой деятельности. Одной из таких форм организации было создание конструкторских бюро под эгидой ОГПУ. Достаточно хорошо известно своими самолетами ОКБ-1 при заводе №39. ОКБ-2 при заводе №24 проектировало серию двигателей ФЭД (Феликс Эдмундович Дзержинский), в частности, в нем был создан 24-цилиндровый Х-образный дизель со смешанным клапанно-щелевым газораспределением ФЭД-8. Двигатель ФЭД-8 задумывался как авиационный. За разработку дизельного двигателя для нужд наземного транспорта взялись в АТТБ ОГПУ. Производственной базой новосозданного КБ стал Подольский завод. Работу КБ курировали начальник ЭКУ ОГПУ Миронов и начальник Техотдела ОГПУ Горяков.

Конструкторам АТТБ, без сомнения, были известны новейшие немецкие форкамерные транспортные дизели (шестицилиндровый «Даймлер-Бенц», а также четырех- и шестицилиндровые «Дейц»), но к разработке двигателя они подошли творчески. Конструкция дизеля «Дейц» была критически рассмотрена и свой выбор инженеры остановили на трехцилиндровом рядном моторе, который явился вполне самостоятельной конструкцией, а от «Дейц» полностью скопировали только форсунку.

Трехцилиндровый двигатель был относительно прост в производстве. Вместе с тем, и двухтактные и четырехтактные трехцилиндровые двигатели из-за наличия моментов сил инерции поршней и шатунов являлись несбалансированными, что вынуждало дополнительно усложнять их конструкцию путем введения успокоительного вала для компенсации моментов 1-го порядка. Наилучшим по плавности хода трехцилиндровым рядным двигателем считался двухтактный.

К моменту организации работ АТТБ ОГПУ было принято принципиальное решение об организации в нашей стране производства тракторов «Катерпиллер» (Caterpillar). Первоначально рассматривался трактор «Thirty», однако позднее выбор остановили на «Sixty». относилась к числу мировых лидеров в производстве тракторов, a «Sixty» считался одной из наиболее совершенных моделей гусеничного трактора конца 1920-х гг. Вместе с тем, этот трактор проектировался как народнохозяйственный, а не специальный военный быстроходный, поэтому он имел сравнительно низкие скорости движения. Одной из возможностей повышения скоростей движения было изменение передаточных чисел в трансмиссии. Однако с ростом скорости трактора неизбежно снижалось тяговое усилие.

Изменение скорости буксировки за счет перемены тягового усилия могло быть реализовано путем модернизации коробки скоростей или введения дополнительного устройства – мультипликатора или демультипликатора. Вероятно, впервые такая возможность повышения скорости артиллерийского трактора рассматривалась на заседании «Кометы» в 1922 г. при обсуждении заказа Обуховскому ) на тракторы Холт 75НР. Однако в то время проблему быстроходности (повышения максимальной скорости с примерно 3,5 до почти 5 верст в час) завод успешно решил за счет улучшения качества и точности изготовления узлов и повышения мощности двигателя с фактических 60 до 75 заявленных лошадиных сил.

При модернизации тракторов «Коммунар» этот принцип был реализован в разработке «скоростной» (разумеется, относительно) модификации 9ЕУ и более «тяговой» модификации 9А. В дальнейшем новшества были внедрены комплексно в наиболее совершенной модели 3-90, оснащенной мощным двигателем, что позволило получить трактор с удовлетворительными тяговыми и скоростными показателями.

Еще одним своеобразным недостатком трактора «Sixty» являлось использование дорогого легкого топлива. Создание мощного дизеля призвано было разрешить обе проблемы сразу.

Другим важным аспектом при освоении новых образцов вооружений (а трактор рассматривался в первую очередь как быстроходный военный) является существенная материальная нагрузка на народное хозяйство, поэтому важным фактором стала мобилизационная готовность государства – перевести экономику на военные рельсы с минимальными издержками. Создание на основе предполагавшегося к освоению массового трактора «Sixty» армейского тягача виделось чрезвычайно заманчивым.

Решить в кратчайшие сроки комплекс этих крайне непростых задач и должен был коллектив АТТБ.

Уже менее чем через год после выхода постановления ПБ ЦК Миронов и Горяков докладывали о проделанной в развитие решения Партии работе и об успехах курируемого ими конструкторского коллектива:

«Забронирован и вооружен пулеметом ДТ трактор «Катерпиллер».

Толщина брони: лоб, передок 6 мм, Верх 4 мм Защита мотора 3 мм Количество патронов 1260 шт.

На трактор поставлен работающий на нефти двухтактный бескомпрессорный дизель собственной конструкции, вместо американского газолинового двигателя, чем достигается большая экономия и по ценности и по его расходу/ 212-222 гр на силу час вместо 330-360 гр газолина/.

Трактор снабжен дополнительной коробкой скоростей/мультпликатор/ дающей возможность увеличить скорость его движения до 13,3 км/ч вместо 5,9 клм у Американского образца. Гусеница трактора облегчена весом, изготовлена из стали повышенного качества. Запроектирован вариант гусеницы на подрезиненных плицах.

Таким образом, трактор мобилизационно может быть превращен в забронированный и вооруженный тягач с повышенными скоростями движения».

В ходе заводских испытаний, завершенных к зиме 1931-1932 гг., от облегченной гусеницы отказались, отдав предпочтение оригинальной гусенице, заимствованной от трактора «Sixty».

На государственные испытания трактор был представлен в конце февраля 1932 г. под маркой КПД («Катерпиллер подольский дизельный»), Наряду с КПД испытаниям подверглись «Sixty» («Катерпиллер-60») и ряд других тракторов.

Испытания были призваны выявить тип трактора, пригодный для возки артиллерийских систем и других военных грузов. Тракторы оценивались по простоте обслуживания, экономичности, прочности конструкции и ряду иных параметров, в частности, определялись

«удобства обращения и легкости, как мастерского, так и особенно полевого ремонта – смена наиболее жизненных и страдающих частей».

Комиссия осмотрела тракторы 24 февраля 1932 г. Затем они прошли обкатку, динамометрирование, а в период с 1 по 16 марта состоялись пробеги протяженностью до 300 км по шоссе и 50 км по грунтовым дорогам, снежной целине ближнего Подмосковья в районе деревни Черной и по Хорошевскому шоссе (сейчас это уже в черте города).

Тракторы выводились на испытания с поездами в составе 203-мм гаубицы М-6, 152-мм мортиры с передком, 76-мм зенитной пушки, а также пары повозок П-26.

Суточный пробег составлял 8 ч, а в случае необходимости трактор оставался на ночевку в пути. В ходе интенсивных испытаний 5 марта на тракторе КПД были погнуты шпоры гусениц, а 8 марта сломан мультипликатор. Все ремонты КПД, как и других машин, удалось осуществить в полевых условиях.

При движении на малых скоростях все поезда двигались без затруднений. С ростом скорости буксировки до 8-10 км/ч наблюдалось виляние (занос) поезда. С повышением скорости до 16 км/ч виляние прицепов становилось очень сильным,

«угрожая возможностью закатиться в канаву или задеть за встречный экипаж задней прицепкой».

Во время очередного скоростного заезда трактор КПД съехал с дороги под откос, и его пришлось извлекать при помощи «Коммунара».

По итогам испытаний военные констатировали:

«Трактор Катерпиллер-60 прочен и прост, удобен в обращении. Исключительно надежно работает мотор в различных условиях, независимо от продолжительности беспрерывной работы».

В числе недостатков трактора «Sixty» были отмечены: скорость не выше 5,9 км/ч, громоздкая крыша, наличие несменных и вызывавших сильную тряску при движении на максимальной скорости по твердому грунту шпор, а также дефект помпы.

Трактор КПД имел те же недостатки гусеничного хода, что и у базовой модели, в связи с чем военные отметили, что он может надежно работать в тех же условиях, что и «Sixty». Выхлоп отработанных газов сильно демаскировал трактор, что было отмечено как серьезный недостаток. Пуск мотора сжатым воздухом также оказался ненадежным.

В целом предъявленная конструкция подтвердила очевидные преимущества дизельных двигателей и принципиальную возможность создания относительно быстроходного трактора на основе «Sixty», но выявленные дефекты воспрепятствовали принятию КПД на вооружение. Опыт разработки и испытаний трактора КПД был учтен при создании новых конструкций машин.

Использованы иллюстративные и документальные материалы РГВА.

Анализ теплового цикла

Тепловой цикл включает в себя четыре термодинамических базовых процесса. Вначале происходит преобразование состояния рабочего тела, а затем, возвращение его в исходное состояние: сжатие, получение тепла, расширение и отвод тепла.

Каждый из этих процессов осуществляется по следующей схеме, которая определяет условия реализации цикла:

  • Изотермический — работа выполняется при постоянной температуре.
  • Изобарический — рабочий цикл реализуется при постоянном давлении.
  • Изометрический — тепловой процесс протекает при постоянном объеме
  • Адиабатический — цикл осуществляется при постоянной энтропии.

Для того чтобы процесс был максимально приближен к обратимому, есть два способа перемещения поршня: изотермический — это означает, что тепло постепенно поступает или выходит из резервуара при температуре, бесконечно отличающейся от температуры газа в поршне, и адиабатический, при котором теплообмен вообще не происходит, газ действует, как пружина.

Таким образом, когда подводится тепло и газ расширяется, температура газа должна оставаться такой же, как и у источника тепла, при этом газ расширяется изотермически. Точно так же позже он будет сжиматься в цикле изотермически, с выделением тепла.

Чтобы выяснить эффективность, нужно проследить за полным циклом двигателя, выяснить, сколько он работает, сколько тепла забирается из топлива и сколько энергии теряется при подготовке к следующему циклу.

Характеристики теплового цикла, связанного с тепловым двигателем, обычно описываются с помощью двух диаграмм изменения состояния: диаграммы PV, показывающей соотношение давление-объем, и диаграммы TS, демонстрирующей пару температура-энтропия.

Для постоянной массы газа работа теплового двигателя представляет собой повторяющийся цикл, и его PV-диаграмма будет выглядеть замкнутой фигурой.

Мы пойдем своим путем

В качестве своеобразной альтернативы традиционному дизельному двигателю рассматривались калоризаторные нефтяные моторы. Один из таких моторов в 1903 г. запатентовал русский изобретатель Я. В. Мамин. В этом двигателе конструктор использовал дополнительную камеру с тепловым аккумулятором в виде вставного запальника («калоризатора»). Калоризатор перед началом работы двигателя нагревали от постороннего источника тепла, а затем дальнейшая работа двигателя обеспечивалась за счет самовоспламенения топлива. В качестве топлива для двигателя с калоризатором использовалась сырая нефть. Двигатели такого типа получили название «русский дизель».

Производство калоризаторных нефтяных двигателей не требовало сложного оборудования и отличалось крайней простотой, однако попытки их применения в качестве транспортных силовых установок оказались не вполне удачными. Пуск двигателя был крайне трудоемким процессом, поскольку осуществлялся путем длительного подогрева калоризатора. Они отличались тихоходностью и крайне низкой литровой мощностью. Конечно, необходимые на подогрев калоризатора затраты времени (20-30 мин), были вполне сопоставимы со временем разведения паров первых тракторов, но стремительное совершенствование карбюраторных двигателей на легком топливе ограничило область применения «русских дизелей» стационарными силовыми установки, в основном для привода сельхозмашин. Подобные двигатели нашли применение и на первых отечественных тракторах так называемого «русского типа».

Выбор калоризаторного нефтяного мотора для первых отечественных тракторов объяснялся стремлением максимально снизить трудоемкость изготовления и применить относительно дешевые конструкционные материалы, что теоретически должно было способствовать уменьшению стоимости изготовления и ремонта самого трактора. Другим важным аспектом снижения стоимости первых тракторов стало использование колесного движителя как отличающегося существенно меньшей металлоемкостью в сравнении с гусеничным, правда, в ущерб тяговым показателям. Важным недостатком тракторов «русского типа» оказалось то, что они на практике отличались неудовлетворительной топливной экономичностью и повышенным расходом воды, а также малой производительностью, поэтому их применение для пахоты было нерентабельно. В связи с этим большинство тракторов применялось в качестве передвижных силовых установок. Перспективы использования маломощных колесных тракторов в военных целях не могли оцениваться как благоприятные.

Несмотря на все возможные конструктивные противоречия, казалось заманчивым объединить преимущества гусеничного трактора и предельно простую конструкцию калоризаторного нефтяного мотора. В развитие данной оригинальной концепции в тракторной лаборатории НАМИ были разработаны проекты тракторов «Лабтрак» с нефтяными моторами различной мощности: сельскохозяйственного – 8,8 кВт (12 л.с.), двойного назначения – 19,1-20,6 кВт (26-28 л.с.) и военного – 35,3-38,2 кВт (48-52 л.с.). Наиболее детально были проработаны проекты тракторов с двигателями мощностью 19,1-20,6 кВт (26-28 л.с.).

В основу концепции проектирования тракторов «Лабтрак» были положены следующие принципы:

«1) Употребление высокосортных материалов, как например, стали никелевой, ванадиевой и др. изготовляемых на очень немногих русских заводах и в очень ограниченном количестве, – должно быть сведено до минимума и употребляться лишь там – где без этого будет резко нарушаться пропорция конструкции.

2) Конструкции всех 3-х моделей должны быть разработаны таким образом, чтобы иметь возможно более одинаковых деталей, каковые будут изготовляться по принципу взаимозаменяемости, чем будет достигаться удешевление как самого производства так и дальнейшего ремонта машин».

На тракторе Г.26-28 поперек продольной оси машины устанавливался двухцилиндровый двухтактный двигатель с горизонтальным расположением цилиндров. На концах коленчатого вала двигателя размещались две зубчатки и маховики. Промежуточный вал трансмиссии имел четыре цилиндрических шестерни, связанных с валом с помощью двух кулачковых и двух дисковых сцеплений. С использованием первых обеспечивалось изменение передаточных чисел трансмиссии или скоростей движения трактора. С помощью вторых осуществлялось управление (поворот) машиной за счет выключения одной из гусениц. Всего в состав трансмиссии входили восемь цилиндрических шестерен, которые располагались в глухих картерах. Крутящий момент от коленчатого вала двигателя на промежуточный вал трансмиссии мог передаваться с двух сторон (слева или справа),

«причем этими переборами и достигается изменение скорости».

За счет изменения передаточных чисел трансмиссии скорость движения трактора составляла от 3 до 6 км/ч. Движение задним ходом обеспечивалось реверсом двигателя. Гусеницы трактора, представлявшие собой тип промежуточных роликовых цепей, свободно подвешивались к раме трактора на передней поперечной рессоре и имели центр качания на основной оси, совпадавший с валом ведущих зубчаток.

Радиаторы системы охлаждения двигателя располагались слева и справа от него так, что вентиляторы для их охлаждения были связаны с маховиками коленчатого вала двигателя через фрикционы. Управление движением трактора и переключение передач осуществлялось с помощью двух рычагов. Для размещения водителя и одного пассажира трактор оборудовался двухместным сиденьем.

Трактор В.26-28 имел продольно установленный двигатель с вертикальным расположением цилиндров и маховиком на коленчатом валу. В трансмиссии трактора использовались три конические шестерни, одна из которых располагалась непосредственно на коленчатом валу двигателя, а две других – на промежуточном валу трансмиссии. Причем с последним они соединялись с помощью кулачковых муфт. Конические шестерни промежуточного вала трансмиссии, в свою очередь, были жестко связаны с внешними коробками дисковых сцеплений, с помощью которых осуществлялось управление трактором. Вся трансмиссия состояла из трех конических и шести цилиндрических шестерен, из которых одна пара имела внутреннее зацепление. Трансмиссия обеспечивала трактору две передачи переднего хода (переключение передач осуществлялась с помощью перемещения концевых малых шестерен промежуточного вала и сцеплением их с той или другой парой шестерен конечной передачи). Для движения задним ходом в зацепление вводились левая или правая коническая шестерня с промежуточным валом трансмиссии.

Гусеничный ход В.26-28 был аналогичен гусеничному ходу трактора Г.26-28. При необходимости гусеничный ход тракторов «Лабтрак» моделей В.26-28 и Г.26-28 мог заменяться колесным ходом с установкой переднего рулевого колеса.

Специальный военный трактор оснащался четырехцилиндровым двигателем, цилиндры которого отливались по два в одном блоке (как и в первом типе), а сами блоки имели угол развала 90º. Существовали два проекта тракторов: М.48-52 – с механической и Г.В.48-52 – с гидравлической трансмиссиями.

Детальное рассмотрение разработанных проектов тракторов показало, что они были «вполне согласованы с требованиями общегражданского транспорта и военных нужд чисто обозного характера». Также отмечалось:

«Конечно, это не касается боевых заданий, каковые требуют специальных машин, отличительным признаком которых является большая скорость их передвижения и значительная мощность двигателя. Но эти специфические требования уже вполне определенно указывают на то, что в этом типе согласовать требования сельского хозяйства и военного ведомства едва ли представится возможным».

Тракторы «Лабтрак» не нашли практического применения из-за недостатков, ставших очевидными еще на этапе проектирования.

Еще одним важным обстоятельством являлось то, что отечественные тракторы с нефтяными калоризаторными двигателями изготавливались кустарно-примитивным способом. Это негативно сказывалось на их стоимости и особенно очевидно проявилось с освоением выпуска на Путиловском , поэтому к 1925 г. на государственном уровне приняли решение о прекращении работ по тракторам «русского типа».

Типы систем питания

Карбюраторный вариант предполагает смешивание воздуха и бензина во впускном трубопроводе карбюратора. В последнее время выпуск таких вариантов двигателей существенно снижается из-за несущественной экономичности подобных двигателей, их несоответствия экологическим нормам современности.

В вариантах впрысковых двигателей подача топлива происходит с помощью одного инжектора (форсунки) в центральный трубопровод.

В случае распределительного впрыска топливо попадает внутрь двигателя несколькими инжекторами. В таком случае увеличивается максимальная мощность, что существенно увеличивает КПД дизельного двигателя.

При этом снижаются расходы бензина и токсичность обработанных газов за счет фиксированной дозировки топлива электронными системами управления автомобильным двигателем.

Рассуждая над тем, каков КПД современного дизельного двигателя, необходимо знать о системе впрыска бензиновой смеси в камеру хранения. Если подача топлива осуществляется порциями, это гарантирует работу двигателя на обедненных смесях, что помогает снижать расход топлива, уменьшать выброс в атмосферу вредных газов.

Базовые компоненты ESTEC

Бензиновый двигатель Газель Некст 2.7 л. устройство ГРМ, технические характеристики Evotech 2.7

Основными конструктивными особенностями ESTEC являются цикл Аткинсона, геометрическая степень сжатия 13,5:1 и система EGR с жидкостным охлаждением (обычный 1NR-FE имеет степень сжатия 11,5:1 и внутреннюю рециркуляцию выхлопных газов). Система бесступенчатого регулирования фаз VVT-iE с электроприводом является ключевым элементом в реализации цикла Аткинсона. Она позволяет быстро и с высокой точностью регулировать подъем впускных клапанов и избежать затруднений, возникающих из-за разницы температуры и давления масла при холодном пуске и на прогретом моторе.

В системе рециркуляции выхлопных газов используется эффективный охладитель и быстродействующий клапан. Кроме того, впускной трубопровод, охладитель и клапан непосредственно соединены между собой для уменьшения образования конденсата от охладителя.

Оптимизированная форма впускных каналов обеспечивает быстрое наполнение цилиндров, а создаваемое завихрение способствует улучшенному сгоранию смеси. Чтобы удовлетворить требованиям, как к производительности, так и к расходу топлива, выпускной коллектор выполнен по схеме 4-2-1. Это позволяет уменьшить количество остаточных газов в цилиндрах двигателя.

Восстановление производительности

Увеличение степени сжатия до 13,5:1 снизило крутящий момент со 104 Нм до 96 Нм. Чтобы восполнить эту потерю, Toyota применила выпускной коллектор измененной формы, уменьшающий количество остаточных газов и температуру в цилиндре; новую водяную рубашку, поддерживающую оптимальную температуру поверхности цилиндров; оптимизацию времени впрыска. Комбинация этих мер (из которых главную роль играет измененный выпускной коллектор) позволила повысить крутящий момент до 105 Нм.

Далее предоставляю Вашему вниманию калькулятор КПД WOT

дабы Вы могли иметь представление о том к какой категории относитесь Вы:

WGR

WN8

WN6

EFF

xTE

Начнем по порядку:

WGR — это официальный рейтинг от Wargaming, четырехзначный рейтинг.

Наверное самый сложный в плане прокачки статистики. Тут наибольшее влияние на результат КПД оказывают:

Средний урон за бой

Средний урон за счет засвета по рации

Средний урон за счет удержания на гусле (не важно, Вы ли наносите урон или союзники)

————————

wn8 — рейтинг WN8 более расширенная статистика игрока (эталонная статистика), в исходном виде — четырехзначный.

Наибольшее влияние на результат оказывают:

Суммарный нанесенный урон игрока

Суммарное количество уничтоженных

Тут необходимо отметить, что эта статистика сильно зависит от машины, на которой вы играете, т.к в эталонной статистике используются для расчетов показания эталона. Грубо говоря эталон урона ни ИСУ-152 будет 700. Так вот, если вы играете на этой ПТ-САУ, то Вы должны с выстрела выбивать эти самые 700 урона, выцеливая уязвимые места противника или пробивая в бок и корму. Другими словами, чем ближе Ваш урон к эталонному, тем выше Ваша статистика. (Примечание: цифра 700 взята «с потолка»…)

————————

wn6 — четырёхзначный КПД, взятый из за «бугра» и разработанный американскими игроками. Тут придется сильно попотеть, чтоб повысить данный КПД. Формула wn6 очень большая и сложная, но мы договорились что я Вас не буду «грузить» формулами, по этому передам основные моменты. Здесь нужно запомнить главное:

очки защиты базы не сильно влияют на КПД;

Первый засвет противника так же практически не оказывает влияния на КПД;

Захват базы вообще не учитывается;

Уничтожение танков низкого уровня оказывает меньшее влияние на рейтинг так что выбираете танк побольше Вас на пару уровней и кусаете;

Получается, что WN6 полностью зависит от Вашего вклада в бой

И особое внимание уделяется суммарному нанесенному урону игрока и суммарному количеству уничтоженных танков (при этом учитывается прочности врага, которого вы уничтожили)

Чтобы повысить этот рейтинг, я бы советовал Вам наносить побольше урона и «выносить» побольше техники противника. А это могут не все танки в игре. Например САУ, ПТ-САУ (топовые и предтоповые, а так же французские барабанные танки). Именно у них самый высокий показатель урона в минуту. Самым минимальным уроном за бой для Вас должны стать цифры выше 1500-2000.

————————

EFF — это старый добрый Рейтинг Эффективности, он же РЭ.

Для тех кто недавно «в танке», тут наибольшее влияние на результат оказывают:

Средний урон за бой;

Среднее количество фрагов (убитых противников) за бой;

Среднее количество очков защиты базы за бой;

Т.е. другими словами чтобы поднять этот КПД Вам необходимо демажить, убивать, еще и успевать на защиту собственной базы! Дерзайте

————————

xTE — это рейтинг, оценивающий Ваше умение играть на конкретном танке по сравнению со всеми другими игроками именно на этом танке.

Тут так эе как и в РЭ, основным будет:

Средний урон за бой;

Среднее количество фрагов за бой;

КПД WOT

Электромобиль – самый экологичный или неэкологичный вид транспорта? Взвешиваем на правильных весах!

30 апреля в ленте телеграм-канала «РИА Новости» промелькнула заметка, которая меня немало позабавила, особенно уровнем аргументации «эксперта» информационного агентства, в роли которого выступил Лифшиц Михаил Валерьевич, глава совета директоров компании-производителя энергооборудования «Ротек».

Лифшиц Михаил Валерьевич, глава совета директоров компании-производителя энергооборудования «Ротек»

Вот практически полностью текст, который был в телеграм-канале: «Электромобиль — самый неэкологичный вид транспорта. КПД бензинового двигателя на борту автомобиля составляет примерно 50%. То есть 50% энергии от сожженного топлива передается на колеса. Пусть даже с небольшой потерей на коробку передач. Если сделать эту машину электрической, то топливо будет сжигаться не на борту, а на ТЭЦ, которая находится не в центре города, а на окраине. КПД электростанции, где будет сжигаться топливо, тоже примерно 50%. Отнимаем потребление ТЭЦ на собственные нужды, сетевые потери, потери на зарядной станции и в итоге для движения электромобиля остается лишь порядка 25-30% КПД от того топлива, которое сожгли на ТЭЦ. То есть электромобиль сожжет существенно больше топлива, чем его бензиновый аналог. В итоге, там, где вы проедете, загрязнений меньше, но рядом с ТЭЦ — в два раза больше! Это называется «экологический эгоизм». А кроме того, это ещё и двукратное увеличение заработка тех людей, которые поставляют топливо на эти конкретные ТЭЦ. Электротранспорт гипотетически может быть чистым только там, где существуют полностью возобновляемые источники энергии (ВИЭ)«. Полный вариант интервью опубликован в «Прайм».

Позвольте, КПД ДВС 50%? Это немного лукаво, мягко выражаясь. Только этой весной Nissan объявила, что смогла достигнуть термического КПД двигателя внутреннего сгорания в 50%. Но это только в экспериментальном двигателе, который будет использоваться в гибридной силовой установке e-Power исключительно как генератор, и только для подзарядки батареи. Ни о каких 50% КПД в классической компоновке бензинового автомобиля речи нет. Да и к тому же, как можно сравнивать КПД ДВС двигателя на борту автомобиля с КПД электрического двигателя, но почему-то опять же не «на борту», а с учётом ресурсов затраченных на генерацию электричества для него? Это не справедливо. Абсолютно!

Давайте говорить честно, что бензин в баке бензинового автомобиля, что закаченная электроэнергия в аккумулятор электромобиля, это виды «топлива». В одном случае это жидкое топливо, в другом это электроны с определённым потенциалом. И делая простой логический вывод, можно сказать, что автомобили это передвижные накопители и потребители топлива.

То есть, говоря про КПД ДВС двигателя на борту, мы по-честному, должны его сравнивать с КПД Электромотора электромобиля на борту. Топливо, каким бы оно ни было, тут выносится за скобки. Поэтому КПД ДВС двигателя никогда не сможет приблизиться к КПД электромотора.

А вот теперь поговорим про «топливо»

В обсуждаемой мною речи говорилось, что электроэнергия, которой заряжаются электромобили, производится на ТЭС, путём сжигания топлива. А мы, про какую страну говорим? В каждой конкретной стране свой собственный энергобаланс. В России он один, в Германии другой, во Франции третий. О чём речь? И если мы говорим про Россию, то у нас один из самый «зелёных» энергобалансов в мире. Об этом говорил Президент России Владимир Путин ещё на РЭН-2017 (в котором также участвовал и Михаил Валерьевич Лифшиц), это же он подтвердил и в этом году, оглашая Послание Федеральному собранию, и в рече на онлайн Климатической конференции.

Так что у нас с «озеленением» энергобаланса всё хорошо, идёт планомерный перевод угольных ТЭС на газ, строятся новые энергоблоки АЭС, Росатом строит ветропарки, и говорится к запуску водородной промышленности. Ну а поставить на газовую ТЭС хорошие фильтры проще и экономичнее, чем на миллионы ископаемотопливных автомобилей. К тому же, хочу напомнить, что не так давно Правительство России приняло соответствующие нормативные документы, которые позволят людям продавать в сеть избытки своей «зелёной» микрогенерации. И для владельцев своих домов или дач это будет совсем не плохо — генерировать электроэнергию для своего дома и электромобиля, а избытки продавать в сеть, снижая сроки окупаемости оборудования.

И мы забыли поговорить про бензин и дизель. Ну, раз, говоря про электроэнергию для электромобилей говорилось про «грязную генерацию», то давайте поговорим про жидкое топливо.

Прежде чем в баке ДВС автомобиля окажется литр бензина или дизеля, пройдёт ох как много технологических этапов, экстраполировав которые на конечный продукт мы получим КПД ДВС не озвученные 50%, а дай Бог процентов 15-20. Итак, прежде чем появится литр бензина, геологи должны провести изыскания, найти месторождение. И прикидываем, сколько на это понадобится ресурсов. Потом месторождение осваивают, ставят качалки, компрессорные и перегонные станции, трудобпроводы, и потом сырая нефть идёт на НПЗ. И на всех, описанных выше этапах, расходуется ископаемое топливо и электроэнергия, которую мы также плюсуем в баланс будущего литра бензина. Это то, что мы называем «углеродный след».

На НПЗ нефть, многократно перегоняется, отделяются различные фракции, и на выходе получается бензин, дизель, мазут и так далее. А сколько электроэнергии было затрачено на производство Одного литра бензина. Кстати, я этот вопрос уже поднимал в одной из публикаций ранее — «Литр бензина против киловатта электроэнергии. Что эффективнее в автотранспорте?«!

Да, конечно не все технологические процессы на НПЗ идут с применением электричества, можно жечь и попутный газ и прочие горючие составляющие нефти. Но разве это не «нефтегазовый эгоизм»? Поговорите с жителями московских районов Копотня, Марьино, Люблино, подмосковного Дзержинского, думаю, что и возле Ярославского НПЗ не ромашками пахнет.

получается, что сторонники электромобилей это экологические эгоисты, а вот нефтегазовики прям ангелочки

Так что по итогу баланс будет всё равно не в пользу ДВС автомобилей. И надо смотреть правде в глаза — гибриды это только переходная модель, для некоторых компаний, которые не умеют или боятся быстро перейти на производство чистых электромобилей.

Также в интервью «Прайм» Михаил Лифшиц сказал: «…По-настоящему экономичная и рациональная схема достигается в гибриде, объединяющем на борту электромотор, суперконденсатор с аккумулятором и небольшой двигатель внутреннего сгорания, который вырабатывает электроэнергию«.

Знаете, есть такая поговорка «Всё гениальное просто». То о чём мечтает Михаил Лифшиц просто чудовищно, по крайней мере, для рядового автомобилиста. То есть, по его мнению, автомобиль надо напичкать ДВС, а значит ещё и баком для топлива, электромотором, блоком аккумуляторов, и плюс ко всему ещё блоком суперконденсаторов! Вы себе хоть представляете какой будет вес этой конструкции? Сколько элементов, которые могут выйти из строя, и в конечном итоге, сколько весь это «сэндвич» будет стоить? Зачем такое нагромождение систем? Чтобы никого не обидеть? Всем сестрам по серьгам? Нефтяникам рынок бензина, производителям суперконденсаторов тоже достанется кусок пирога? А для чего, и за чей счёт банкет?

Но факт исторического процесса, и трансформации мировой автомобильной промышленности говорит о том, что никаких суперконденсаторов в личных легковых электромобилях не будет. Они будут применяться исключительно в специализированной и тяжёлой технике.

По итогу, электромобиль уже сегодня самый чистый и экологичный вид транспорта, о чём мы, доказательно, Вам, уважаемые наши читатели, рассказываем!

___________________________

Уважаемые читатели, чтобы не пропустить наши свежие статьи вы можете подписаться на наш Телеграм-канал. Оставляйте комментарии, ставьте лайки, делайте репосты (кнопки соцсетей есть в конце каждого материала). Ваше участие нам очень важно!

статью прочитали: 928

Поделиться статьёй:

Понравилось это:

Нравится Загрузка...

Похожее

90 000 Виды топлива для двигателей внутреннего сгорания

Каковы характеристики наиболее популярных видов топлива для двигателей внутреннего сгорания?

По данным Европейской ассоциации автопроизводителей за 2014 год, по дорогам стран Евросоюза ездит 54,1% легковых автомобилей, работающих на бензине, 41% — на дизеле и только 5% — на альтернативном топливе. Польские водители меньше используют дизельное топливо – 28%, а альтернативное топливо – чаще – 13,5%.

Виды топлива для двигателей внутреннего сгорания

В настоящее время, в зависимости от типа вашего двигателя, вы можете выбрать один из 3-х основных видов топлива на заправочной станции. Два в жидком состоянии — бензин и дизель — и один в газообразном состоянии.

«Бензин применяется для двигателей с искровым зажиганием. Впервые он был использован для питания двигателя в конце 19 века Готлибом Даймлером и Вильгельмом Майбахом. До этого его чаще всего использовали в качестве чистящего средства.Бензин производится в результате процесса ректификации (дистилляции) сырой нефти», — объясняет Радослав Яскульский, инструктор ŠKODA Auto Szkoła.

«Потребление бензина в стране в 2015 году оценивалось более чем в 5,5 млрд литров», — добавляет Яскульский.

Дизельное топливо используется в двигателях с воспламенением от сжатия.Первый дизельный двигатель был запатентован в феврале 1893 года Рудольфом Александром Дизелем. Как и бензин, его получают при переработке сырой нефти.

LPG (сжиженный нефтяной газ) — альтернативный источник энергии для двигателей внутреннего сгорания. Его изобрел Др. Уолтера Снеллинга, и вначале он в основном использовался в качестве топлива для газовых плит.

Газ получают при переработке сырой нефти, а также непосредственно добывают из подземных месторождений.Хотя он используется как газ, его хранят в специальных резервуарах в жидком состоянии. Потребление газа в Польше оценивается в 4,2 миллиарда литров.

Распределение топлива в Польше осуществляется на 6 601 АЗС (по состоянию на конец 2015 г.).

См. также: Какие параметры бензина определяют его качество?

Функционирующие топлива, а также те новые, на которых проводятся работы, должны отвечать определенным требованиям, в которых указывается:

- обеспечение надлежащего расхода топлива,

- воздействие продуктов сгорания и самого топлива на окружающую среду,

- безопасность распределения, транспортировки и хранения,

- необходимость и объем изменений в топливной системе автомобиля,

- правильность и качество создания горючей смеси,

- Воздействие на внутренние компоненты двигателя.

Для бензиновых двигателей особое значение имеют следующие параметры топлива:

- Октановое число, определяющее стойкость к неконтролируемому самовоспламенению моторного топлива. Несоблюдение значений может привести к повреждению двигателя.

- Испаряемость бензина, т.е. способность топлива испаряться. Нарушения этого параметра топлива могут вызвать проблемы с запуском двигателя, опасность нарушения его работы и даже внезапную остановку двигателя.

- Содержание серы - несоблюдение этого параметра может сократить срок службы катализатора и, как следствие, проблемы с исправной работой двигателя.

- Содержание свинца - добавление свинца в бензин предотвращает его неправильное сгорание, повышая тем самым его октановое число.В настоящее время использование этилированных бензинов запрещено из-за их негативного воздействия на природную среду и здоровье человека.

- Водосодержание - вода, рассеянная в топливе, не представляет серьезной угрозы для работы ТНВД и форсунок в летний период. Существует риск в случае использования водонасыщенного топлива при температуре ниже 0 градусов. Замерзшая вода может перекрыть подачу топлива в цилиндры.

См. также: Легкое загрязнение топлива опасно для двигателя

Для дизельных двигателей особое значение имеют:в такие параметры дизельного топлива как:

- Цетановое число - это мера способности топлива к самовоспламенению под действием сжатой воздушно-топливной смеси. Несоблюдение этого значения приводит к повышенному расходу топлива и чрезмерному шуму двигателя.

- Плотность топлива - Значение за пределами нормы может привести к снижению мощности и увеличению расхода топлива.

- Фракционный состав - нарушения состава могут повлиять на неправильную работу двигателя и его более быстрый износ.

- Температура вспышки - слишком высокая температура вспышки вызывает снижение эффективности и экономичности работы двигателя и увеличение выброса токсичных веществ в окружающую среду.С другой стороны, при его низком уровне возникает серьезная опасность взрыва паров масла при заливке топлива из ТРК в бак.

См. также: Будут ли цены на топливо падать дальше?

Для двигателей с установкой ГБО важны следующие параметры:

- Октановое число двигателя свидетельствует о бездетонационном и экономичном сгорании топлива. Его значение зависит от углеводородного состава СУГ.

- Содержание диенов снижает значение моторного октанового числа и свидетельствует о склонности топлива к образованию отложений и нагара.

- Остаток выпаривания указывает на количество отложений веществ в испарителях. Несоблюдение этого параметра приводит к более быстрому износу фильтров и редукторов.

Используйте правильное топливо, чтобы поддерживать автомобиль в хорошем состоянии. Использование топлива из ненадежного источника не только рискованно с юридической точки зрения, но и может повредить сердце автомобиля — двигатель.

Источник: пресс-материалы Skoda

.

ДИЗЕЛЬ ИЛИ БЕНЗИН? | Decydent & Принятие решений

1 декабря 2011 г.

В будущем двигатель будет один

Человеческому разуму трудно понять некоторые физические и химические явления, происходящие с течением времени. Мы не понимаем времена, когда происходят процессы в двигателе. Миллисекунда — короткое и незначительное время для двигателя. Человек не может представить себе миллисекунду, мы охватываем только секунду, - говорит д-р техн.Влодзимеж Сел.

С ДР. АНГЛ. WŁODZIMIERZEM SELEM

constructor,

president of the Team of Appraisers

Automotive, Machines and Devices,

10 Passenger Cars Factory in Żerań

беседовал Дамиан А.Catch

Вы исключительно опытный моторостроитель, специалист по новейшим мировым решениям в этой области, поэтому скажите, пожалуйста, какой двигатель: бензиновый или дизельный лучше и экономичнее - в сегодняшнем свете , в котором бензин дешевле дизеля?

Włodzimierz Sel: Ответ не может быть однозначным, но я приведу аргументы в пользу обоих решений.Напомню, что двигатель с воспламенением от сжатия, известный в народе как дизель, впервые применили на легковых автомобилях в 1935 году. Это был чрезвычайно громкий двигатель, загрязнявший окружающую среду, но тогда на него не обращали внимания и запускать его было крайне сложно, особенно в мороз. Обороты этого несовершенного двигателя не превышали 2500 в минуту, что также было недостатком, дискредитировавшим его установку на легковом транспорте.

С другой стороны, сегодняшний дизель успешно конкурирует с бензиновым двигателем, который также не отстает и планомерно модернизируется.Жесткая конкуренция между этими двигателями продолжается уже 30 лет. Лично я сторонник теории, что дизель лучше бензинового.

Позвольте задать вам простой вопрос: почему?

Во-первых, дизель более экономичен. Его КПД в процессе горения составляет 50 %, т.е. 50 % работы получается из подведенных 100 % энергии. Однако в бензиновом двигателе максимум 35-38%. Более высокая эффективность дизельного двигателя также является результатом большей степени сжатия, большего количества избыточного воздуха, отсутствия дроссельной заслонки и, следовательно, дроссельной заслонки в диапазоне частичных нагрузок.

Во-вторых, дизельный двигатель более экологичен, чем бензиновый.

Работа дизельного двигателя, в отличие от бензинового, не зависит от состава смеси, определяющего предел воспламеняемости, поэтому он может работать на очень бедных смесях. Таким образом, в выхлопных газах содержится гораздо меньше ядовитых токсинов, таких как окись углерода (CO), углеводороды (HC), но и в современном дизельном двигателе значительно снижается содержание оксидов азота (NOx) и твердых частиц.

Обусловлена ​​ли такая разница свойствами используемого топлива?

Химическая энергия содержится в топливе, которое мы подаем в двигатель, будь то бензин или дизельное топливо. Эта энергия преобразуется с помощью тепла в механическую энергию, приводящую в движение автомобиль. И эта энергия в дизеле используется лучше.

Топлива дизельные (дизельные топлива), как и бензины, состоят из большого количества различных углеводородных соединений.Сегодня для дизельного двигателя используются качественные дизельные масла с высоким цетановым числом, соответствующей плотностью, вязкостью, смазывающей способностью и т.д. Высококачественные бензины сегодня также используются в бензиновых двигателях.

Что еще отличает дизельный двигатель?

Революционная система Common Rail. Основным преимуществом этой системы является возможность изменения и регулировки давления и времени впрыска.Это стало возможным благодаря разделению контуров создания давления и впрыска топлива. Common Rail также обеспечивает очень высокое давление впрыска (до 200 МПа) и возможность многократного предварительного и дополнительного впрыска. Все это сказывается на том, что дизельный двигатель увеличивает мощность агрегата, снижает расход топлива, уровень шума и выброс вредных компонентов выхлопных газов.

Чем выше технологический прогресс, тем выше сложность.

Человеческому разуму трудно понять некоторые физические и химические явления, происходящие с течением времени.Мы не понимаем времена, когда происходят процессы в двигателе. Миллисекунда — короткое и незначительное время для двигателя. Человек не может себе представить миллисекунду, мы охватываем только секунду. Сегодняшние пьезоэлектрические форсунки, очень дорогие и не везде используемые, настолько быстры, что выполняют пять впрысков за один ход за 0,25 миллисекунды. Благодаря этому был устранен столь характерный для дизелей шум. Кроме того, автомобиль с таким двигателем может развивать скорость от нуля до 100 км за четыре секунды.

Но это еще не все?

Очень важным элементом обоих типов двигателей является степень сжатия, которая влияет на эффективность и, следовательно, на расход топлива. Нам, конструкторам, хотелось бы, чтобы этот уровень был как можно выше, потому что тогда двигатель более экономичный. Когда мы начали производить первые варшавские двигатели с нижним расположением клапанов в Жеране, они имели степень сжатия 6, что давало 45 л.с. Мы сразу внедрили наше решение, внедрив новый карбюратор, и добились 7 класса, что увеличило мощность до 52 л.с.Внедрение двигателя с верхним расположением клапанов увеличило мощность до 70 л.с.

Автомобильные конструкторы для повышения степени сжатия в бензиновых двигателях стали вводить в бензин присадки, например в виде тетраэтилсвинца, и добились степени сжатия даже 9. Но вскоре оказалось, что эта присадка очень вредно для здоровья. Итак, сегодня у нас неэтилированный бензин. В обычном бензиновом двигателе степень сжатия равна 10, а в форсированном и вовсе 12. Большего и не получишь.А вот у дизеля этот ранг 22. Почему? Потому что чем выше степень сжатия, тем легче запускается двигатель. Но одно было забыто: такая высокая степень трения вызывает огромное сопротивление трению. Соответственно был введен непосредственный впрыск топлива в цилиндр. Это решение используется сегодня во всех дизельных двигателях. В бензиновых двигателях тоже, но это было позже - скопировано с дизеля. Сегодня у нас также есть свечи накаливания, которые настолько быстры, что дают температуру 1000 градусов по Цельсию за долю секунды.Компромиссным решением было бы, чтобы оба типа двигателей имели одинаковую степень сжатия - 14. Именно к этому и стремится.

Когда можно ожидать такого революционного компромисса?

Трудно сказать, но я верю, что через какое-то время у нас будет только один тип двигателя, правда, он будет работать на совершенно другом топливе, чем сегодняшняя сырая нефть.

Итак, какой двигатель сегодня выигрывает?

Оба двигателя очень остро конкурируют друг с другом и идут лицом к лицу.Я считаю, что бензин сегодня более динамичен, часто достигая более 6000 об/мин, а дизельный двигатель — до 4500 об/мин, хотя уже ведутся исследования по увеличению оборотов дизельного двигателя до 5000 об/мин. С экологической точки зрения дизель более эффективен, расход дизеля намного ниже, несмотря на то, что на сегодняшний день дизельное топливо дороже бензина (что за меньшее не связано с технологией). Хоть дизель и дороже бензинового, но я, как сказал в начале нашего разговора, сторонник дизеля с воспламенением от сжатия.

Большое спасибо за интервью.

.90 000 Разработка двигателей внутреннего сгорания за последние годы 90 001

Стандарты и требования

Ключевым моментом в развитии двигателей внутреннего сгорания стал 2005 год, когда вступил в силу стандарт чистоты выхлопных газов Евро 4. Уже тогда выброс вредных веществ, поступающих из выхлопной системы, был радикально снижен. В среднем вдвое должны были снизиться выбросы углеводородов, оксидов азота и оксидов углерода, а у дизеля еще и твердых частиц.Уже тогда производители, не имевшие проблем с соблюдением директив, подумывали о грядущем Евро-5. Началась работа над технологиями и решениями, которые должны были сделать двигатели еще чище. Стандарт Евро 5 коснулся бензиновых двигателей не так сильно, как дизельных. Последний должен был показать несколько меньшую эмиссию углеводородов и оксидов азота, но эмиссию твердых частиц нужно было уменьшить аж в 5 раз. Введение этого стандарта в 2009 году задало новые стандарты в конструкции дизельных двигателей, и согласно им, инженерам нужно было спешить готовиться к Евро 6, который в первую очередь снижает выбросы оксидов азота.Стандарт Euro 6 действует с сентября 2014 года, и сегодня все автомобили, продаваемые в Европейском союзе, должны соответствовать стандарту 9006. Какие технологии и технические решения используют для этого производители?

Эффективность, эффективность и еще раз эффективность

Помните, что двигатель и автомобиль неразделимы и о самом двигателе нельзя говорить, если не упомянуты другие составляющие. Стандарты чистоты выхлопных газов проверяются на автомобилях в сборе, а не на самих двигателях, поэтому говорить о том, что двигатель соответствует тем или иным стандартам, будет ошибкой - им соответствует автомобиль с конкретным двигателем.КПД двигателей внутреннего сгорания все еще относительно низок и произошли изменения в конструкции автомобилей. Сегодня производители стремятся добиться минимально возможной снаряженной массы, низкого сопротивления качению и хорошей аэродинамики. Очень важно управлять всеми компонентами автомобиля таким образом, чтобы они создавали минимально возможное сопротивление движению автомобиля, а также работе двигателя. Конечно, ключевым элементом остается сам двигатель.

В настоящее время эффективность является основной целью разработчиков двигателя .Сжигание топлива должно осуществляться таким образом, чтобы минимизировать потери содержащейся в нем энергии. При этом пользователь хочет управлять автомобилем с хорошими характеристиками. Для достижения этой цели необходимо было начать с совершенствования систем впрыска, подающих топливо в камеры сгорания.

Дизельный двигатель обязателен без сверхбыстрых пьезофорсунок Common Rail и усовершенствованной системы очистки отработавших газов

В конце 1990-х гг.В 1980-х годах конструкторы дизельных двигателей пришли к выводу, что будущее за точным дозированным впрыском топлива под высоким давлением, будь то бензиновый или дизельный двигатель. Именно тогда с началось чрезвычайно динамичное развитие дизельных двигателей с системой впрыска Common Rail . Одним из пионеров этого решения была компания Peugeot. Клиенты быстро узнали о преимуществах этого решения. Ровная работа двигателя, высокая динамика и крайне низкий расход топлива – это достигнуто за счет изменения способа подачи топлива.После 2000 года все крупные автомобильные компании на рынке предлагали или работали над дизельными двигателями с системой впрыска Common Rail.
Разработка системы Common Rail позволила увеличить давление впрыска с 1000 бар до более чем 2000 бар всего за 15 лет. Сегодня точный впрыск топлива возможен благодаря пьезоэлектрическим, чрезвычайно быстрым форсункам, которые заменили примитивные электромагнитные решения, не поспевающие за развитием технологий. С введением последующих евростандартов требовалась не только хорошая производительность, но и эффективность, проявляющаяся в низком уровне выбросов.Сегодняшний уровень был бы невозможен без нескольких  -  от 5 до 7 -  доз топлива, точно подаваемых за один ход поршня. Это возможно только благодаря пьезоэлектрическим форсункам, которые почти с самого начала использовались, в частности, Peugeot в агрегатах с обозначением HDI.

GT и дизельный двигатель  - сегодня такое сочетание уже не удивляет

С развитием дизельных систем впрыска продолжились испытания с непосредственным впрыском на бензиновых двигателях.Сначала не очень удачно, но со временем все надежнее и выгоднее как с экономической, так и с экологической точки зрения. Бензиновые двигатели с непосредственным впрыском имеют очень чистый выхлопной газ . Кроме того, их отличает высокая культура работы, гораздо более высокий КПД, чем в случае с непрямым впрыском, и благоприятная кривая крутящего момента, доступная в нижнем диапазоне оборотов. Другое дело, что безнаддувный двигатель с непрямым впрыском не способен достичь максимального крутящего момента агрегата с непосредственным впрыском. Сегодня непосредственный впрыск становится стандартным, еще не является необходимостью в меньших двигателях без наддува. Тем не менее, ожидается, что в ближайшие годы он будет внедрен на всех бензиновых двигателях. В ближайшем будущем можно ожидать дальнейших этапов повышения эффективности бензиновых двигателей за счет повышения давления наддува, давления впрыска и степени сжатия. Воспламенение от сжатия также серьезно рассматривается в бензиновых двигателях, даже в определенном диапазоне скоростей и нагрузок.

Сегодня для 1,6-литрового двигателя не проблема развить мощность свыше 200 л.с.

Эффективность также означает меньшие потери, а в двигателях потери генерируются каждым компонентом, каждым подшипником и каждой механической движущейся частью. Конструкторам предстояло многое сделать с точки зрения уменьшения трения и сопротивления. Сегодня в сочетании с моторными маслами с низкой вязкостью используются материалы с низким коэффициентом трения для кривошипа/поршня.Подшипники спроектированы так, чтобы быть максимально легкими и генерировать как можно меньшие потери. Генератор переменного тока может заряжать аккумулятор только во время торможения, таким образом восстанавливая энергию во время этого процесса, не теряя энергию двигателя при движении автомобиля, что можно назвать микрогибридной технологией, которую Peugeot использует в двигателях e-HDI. В таких конструкциях генератор также становится стартером, что позволяет быстро заводить автомобиль, оснащенный системой Start&Stop.

Благодаря своей эффективности отдельные насосы, которые когда-то приводились в движение двигателем через ремень или простую трансмиссию, становятся электрическими. И здесь особого внимания заслуживает гидроусилитель руля, гидравлическая версия которого уже стала историей. В ближайшем будущем электропомощь, инновационная 10-15 лет назад, станет нормой. Все это для ограничения потерь мощности двигателя внутреннего сгорания. Другим примером может служить масляный насос, расход и давление которого регулируются на основе ряда параметров, таких как температура, скорость и нагрузка на двигатель.

Работа над двигателями внутреннего сгорания продолжается, и камеры сгорания

по-прежнему являются ключевой областью

Отходы также являются топливом, которое сгорает, когда в нем нет необходимости. Конечно, отключение зажигания при отпускании педали газа — стандарт, существующий десятилетиями, но в настоящее время большинство автомобилей оснащены системой Start&Stop. Система выключает двигатель, когда автомобиль стоит, даже на короткое время. Это приводит к ощутимой экономии топлива, особенно во время движения по городу, когда останавливаться на светофорах — обычное дело.Правильное включение нейтральной передачи позволяет, среди прочего. в автомобилях Peugeot включение системы Start&Stop и, как следствие, выключение двигателя при выезде на перекресток на малой скорости. Благодаря электроусилителю руля можно не беспокоиться о невозможности поворота.

Следующая потеря энергии - нагрев двигателя. Тепловые машины, такие как двигатель внутреннего сгорания, имеют то преимущество, что они эффективно работают только в узком диапазоне температур. Поэтому езда с двигателем, не достигшим оптимальной температуры, неэффективна, а в это время холодный двигатель выделяет много вредных веществ.Здесь, в числе прочих, Фазовые термостаты , которые регулируют температуру двигателя лучше, чем обычные термостаты. В двигателях с наддувом становится обычной практикой соединять компоненты, которые нагревают друг друга. В результате даже в зимних условиях температура охлаждающей жидкости достигает нужной температуры уже через 1–3 км пробега. Дизельные двигатели используют свечи накаливания для нагрева камеры сгорания даже во время движения , например, когда вы едете по склону или тормозите на высокой скорости, когда топливо не сгорает.Все это для того, чтобы двигатель не терял температуру, при которой он чувствует себя лучше всего. Также по этой причине алюминий становится широко используемым материалом для изготовления не только головок цилиндров, но и корпусов двигателей. Кроме того, стенки корпуса двигателя становятся тоньше, а сами двигатели все более плотно упаковываются внутри. Уже есть отдельные системы охлаждения блока цилиндров и головки.

Маленький может больше?

Небольшого 3-цилиндрового двигателя достаточно для эффективной работы легкого Peugeot 208

.

Важным этапом в развитии двигателей внутреннего сгорания является технология уменьшения габаритов.Этот термин можно перевести как уменьшение размера двигателя без потери производительности, практика, которая применяется почти всеми производителями автомобилей в мире в течение последних нескольких лет. Идея проста - маленькому двигателю нужно меньше топлива, чем большому . Проблема, которую нужно было решить, заключалась, конечно, в производительности, которую нужно было сохранить и даже улучшить по сравнению с более крупным мотоциклом. Если мы хорошо помним, даунсайзинг уже применялся в 90-х годах, но тогда мы просто называли такие двигатели маленькими и слабыми.Современный даунсайзинг состоит из сравнительно небольших и мощных силовых агрегатов.

Нет другого способа извлечь большую мощность из маленького двигателя, кроме турбонаддува. Вот почему современные малолитражки могут иметь рабочий объем от 0,8 до 1,2 литра, а с тремя цилиндрами вместо четырех они еще менее прожорливы к топливу. Однако они полностью отличаются от старых безнаддувных двигателей. Можно предположить, что сегодня 1,2-литровые агрегаты пришли на смену безнаддувным двигателям 1,6 и 1,8 л .При тихой работе они достигают значительно меньшего расхода топлива, а благодаря более высоким значениям крутящего момента разгоняются динамичнее, чем на низких оборотах. Даже если они имеют меньшую максимальную мощность, воспринимаемая динамика будет аналогичной или лучше, чем в случае с безнаддувным аналогом с гораздо большей мощностью. Идея уменьшения габаритов заключается в том, чтобы позволить водителю двигаться на низких оборотах, не жертвуя динамикой. Это было невозможно с безнаддувными двигателями.

Двигатель 1.6 HDI в большом семейном фургоне, таком как Peugeot 5008, также является признаком эффективного сокращения размеров модели

.

Однако не каждый небольшой двигатель нуждается в наддуве. Выяснилось, что благодаря системе изменения фаз газораспределения и оптимизации впрыска топлива можно получить соответствующие параметры для малолитражных двигателей малолитражных автомобилей. Примером этого является технология Peugeot PureTech, где 82-сильные 1,2-литровые агрегаты приводят в движение 208-й, успешно удовлетворяя потребности среднего водителя и наслаждаясь низким расходом топлива.Тот же двигатель с наддувом легко достигает 130 л.с. и может питать компактный Peugeot 308, который при этом становится очень динамичным, но при этом экономичным автомобилем.
К преимуществам уменьшения объема двигателя относятся более быстрый прогрев, высокий крутящий момент на низких оборотах благодаря турбонаддуву, меньший расход топлива и затраты на обслуживание за счет меньшего количества цилиндров, а также более низкие страховые взносы.

Чистый выхлопной газ

Суперчистая выхлопная система дизельного двигателя Blue HDI с сажевым фильтром и системой SCR

Так называемыйКлапаны EGR, т.е. устройства, обеспечивающие рециркуляцию отработавших газов. Сегодня они входят в стандартную комплектацию любого двигателя. Выхлопные газы, выбрасываемые из камер сгорания, в нужный момент возвращаются в двигатель и несколько раз «обрабатываются». С развитием системы впрыска Common Rail увеличилась мощность и динамика автомобилей, а также выброс очень вредных частиц и оксидов азота, которые не могли устранить клапаны EGR. Вот почему последующие стандарты требовали от производителей исключения этих веществ. Уже в начале прошлого десятилетия некоторые производители экспериментировали с сажевым фильтром , и одним из первопроходцев в этой области стала компания Peugeot, предложившая его в качестве опции на автомобилях с двигателями HDI.На момент введения стандарта Евро 5 ни у кого не было сомнений, что сажевый фильтр стал штатным устройством в каждом дизельном автомобиле. Сегодня они широко используются, но это еще не все. С момента введения стандарта Евро 6 некоторые дизели не могут обходиться без Selective Catalytic Reduction (SCR) , т.е. технологии, которая еще лучше очищает выхлопные газы от оксидов азота, которые являются результатом постоянного повышения давления наддува и давления впрыска без изменения дозы топлива, другими словами, повышая эффективность двигателей.Здесь, к сожалению, мы имеем замкнутый круг, из которого невозможно выйти изменением параметров двигателя - он либо выбрасывает больше твердых частиц, либо больше оксидов азота. Поэтому скоро системы SCR станут стандартом для каждого дизеля — другого пути нет. В двигателях с технологией SCR используется водный раствор мочевины AdBlue, который хранится в отдельном баке и впрыскивается в выхлопную систему автомобиля. Затем мочевина вступает в химическую реакцию в каталитическом нейтрализаторе SCR и преобразует вредные газы в безвредный азот и водяной пар.В случае Peugeot двигатели с этой технологией маркируются как BlueHDI.

В 2020 году перед строителями встанет проблема снижения выбросов углекислого газа. Ограничение в 95 г/км распространяется на все модели одного производителя, поэтому для большинства легковых автомобилей этот лимит должен быть значительно ниже. Не обойдется без еще более радикального уменьшения габаритов и еще более легких конструкций двигателя и кузова. Это будет самая большая проблема, с которой инженерам придется столкнуться более чем за столетие.

Комфорт через экономию?

Изменения, о которых вы читаете, продиктованы требованиями к чистоте выхлопных газов и тем, что заказчик с каждым поколением автомобиля хочет получить более качественный продукт. Производители не могут себе позволить купить автомобиль более экономичный и экологичный, но менее динамичный и неудобный. Принцип экономии топлива не менялся десятилетиями – маленький двигатель сжигает меньше топлива при минимально возможных оборотах. Вот почему сегодня мотоциклы становятся низкооборотными двигателями, независимо от того, работают ли они на бензине или на дизеле .Однако для того, чтобы водитель мог безопасно и комфортно использовать низкие обороты двигателя, необходимы были изменения, которые позволили бы ему это сделать.

Водителям теперь помогает современная, быстрая и высокоэффективная автоматическая коробка передач

.

Одним из последствий работы является, конечно же, наддув, который устраняет проблему нехватки крутящего момента в малом двигателе на более низких оборотах. Однако сам турбонаддув прошел долгий путь до того, что мы имеем сегодня.Первые компрессоры характеризовались так называемым турбо-лаг, т.е. длительное время, необходимое для разгона компрессора. Сегодня благодаря крошечным турбокомпрессорам с изменяемой геометрией лопаток турбин мы получаем максимальное значение давления наддува сразу после нажатия на педаль газа. Часто система изменения геометрии лопаток турбокомпрессора имеет электронное управление, что еще больше сокращает время отклика.

Проблему с неудобной работой на низких оборотах, которая несколько лет назад приводила к рывкам всего автомобиля, устранил двухмассовый руль, поглощающий эти вибрации.Двухмассовые колеса работают с демпферами на шкивах, которые также устраняют вибрации, возникающие при движении на скорости 1200-1600 . Даже в 1990-х годах водитель знал, что бензиновому двигателю нужно минимум 2000 об/мин. чтобы газ можно было нажимать без чрезмерной вибрации. Сегодня вам даже не нужно превышать 2000 об/мин. для переключения на более высокую передачу. Это же касается и дизелей, которые в принципе не требуют оборотов больше 2000.

В прошлом редуктор должен был передавать привод на колеса, сегодня это устройство, оказывающее огромное влияние на эффективность привода.Это также должно облегчить водителю задачу выбора правильной передачи, чтобы автомобиль потреблял как можно меньше топлива. Пример современного дизайна — коробка передач Peugeot EAT6

.

К сожалению, не все привыкли к таким ТТХ, и в то же время классические АКПП устарели с точки зрения производительности. Именно поэтому все более популярными становятся трансмиссии с электронным управлением и коробка передач с двойным сцеплением, которые отлично передают привод на колеса без потери мощности.Такие трансмиссии отлично работают с бензиновыми двигателями, особенно с меньшей мощностью в малолитражных автомобилях. Второй стандарт, предназначенный в основном для мощных двигателей, в том числе и дизельных, это классические автоматы, но с возможностью блокировки гидротрансформатора, через который крутящий момент нормально убегает. В новейших конструкциях блочных преобразователей потери энергии минимальны. Также все чаще в таких трансмиссиях используется система старт/стоп, что еще несколько лет назад было невозможно. Также есть увеличение количества передач как в МКПП, где текущий стандарт 6 передач, так и в автоматических, где количество передач достигает 9. Благодаря большому выбору доступных передач, вы практически всегда можете двигайтесь в оптимальном диапазоне оборотов двигателя независимо от скорости.

Подводя итог, что нам дало развитие двигателей внутреннего сгорания за последние 10-15 лет? В дополнение к более низкому расходу топлива и чрезвычайно низкому уровню выбросов загрязняющих веществ, он также обеспечивает беспрецедентный комфорт вождения.Любой, кто водил современный автомобиль, даже с небольшим двигателем, быстро оценит возможности и преимущества езды на низких оборотах. Комфорт, возникающий в результате использования технологии гашения вибраций, также не имеет себе равных. Вне зависимости от выбора вида топлива удовольствие от вождения автомобиля, оснащенного современным приводом, несравненно приятнее, чем несколько или десятки лет назад.

Материал создан в сотрудничестве с брендом Peugeot.

Оцените качество нашей статьи: Ваши отзывы помогают нам создавать лучший контент.

.

Типы двигателей внутреннего сгорания - MS ENGINE

Рынок двигателей внутреннего сгорания обречен на постоянные изменения, обусловленные главным образом развитием технологий. Технический прогресс всегда шел рука об руку с экологическими проблемами. Нельзя отрицать, что высокая концентрация выхлопных газов в воздухе является реальной проблемой, особенно для городов, поэтому конструкторы двигателей внутреннего сгорания вынуждены искать более новые, более экологичные решения. Нельзя отрицать, что общепринятые стандарты постоянно меняются, следовательно, и производство двигателей внутреннего сгорания постоянно меняется.

Двигатели внутреннего сгорания – общий раздел

Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать на основе многих критериев, но основным аспектом, отличающим каждый тип, является сгорание топлива. Двигатели можно разделить на двигатели открытого и закрытого сгорания.
В случае открытых камер сгорание топливовоздушной смеси происходит в негерметичной камере, а в случае закрытых камер сгорание происходит в герметичных цилиндрах.
С учетом рабочего цикла двигателей на первый план выходят два типа двигателей, повсеместно распространенных сегодня - двухтактные и четырехтактные двигатели, которые могут применяться в различных машинах или транспортных средствах.

Топливо однозначно лидирует по своим характеристикам. В случае двигателей с искровым зажиганием в качестве топлива обычно используется бензин, а в случае двигателей с воспламенением от сжатия используется масло. Легко сделать вывод, что двигатели с искровым зажиганием относятся к так называемым бензиновые двигатели, а двигатели с воспламенением от сжатия — так называемыедизельные двигатели.

Двигатели с принудительным зажиганием и воспламенением от сжатия

Бензиновые двигатели используют искру для воспламенения смеси, которая прыгает между электродами свечи зажигания. Воздух засасывается внутрь цилиндра, сжимается движущимся поршнем, куда впрыскивается соответствующая доза бензина. Затем прыгающая искра воспламеняет образовавшуюся смесь, что позволяет создать соответствующее давление и тягу агрегата. Как следует из названия, они используют топливо.

Двигатель с воспламенением от сжатия не нуждается в воздушно-топливной смеси для воспламенения свечи зажигания. За его воспламенение отвечает сильно сжатый воздух – он имеет настолько высокую температуру, что без проблем воспламеняет топливо, впрыскиваемое под очень высоким давлением. Они используют дизельное топливо.

Эффективность двигателей внутреннего сгорания

Все изменения, внесенные конструкторами за последние десятилетия, направлены на то, чтобы сделать двигатели внутреннего сгорания максимально эффективными.Сжигание топлива должно осуществляться таким образом, чтобы минимизировать потери содержащейся в нем энергии. Для достижения этой цели постоянно ведутся работы по совершенствованию систем впрыска, отвечающих за подачу топлива в камеры сгорания.

Одним из решений стал точно дозированный впрыск топлива под высоким давлением. Следовательно, за последние десять или около того лет дизельные двигатели с системой впрыска Common Rail динамично развивались. Они отличаются плавностью хода, высокой динамикой и низким расходом топлива.В настоящее время точный впрыск топлива достигается благодаря чрезвычайно быстрым пьезоэлектрическим форсункам, которые подают от 5 до 7 порций топлива за один ход поршня.

Были также проведены испытания бензиновых двигателей с непосредственным впрыском топлива. Они становились все более надежными, экономичными и экологичными. В настоящее время они имеют чрезвычайно чистые выхлопные газы, гораздо более высокий КПД, лучшую рабочую культуру и более благоприятную кривую крутящего момента, которая доступна в нижнем диапазоне оборотов.

Конструкторы продолжают работать над тем, чтобы сделать двигатели внутреннего сгорания еще более экономичными, экологичными и иметь меньшие габариты. Все из-за удобства использования машин, которые они поставляют.

.

Дизель или бензин - какой двигатель выбрать?

Вы ищете новую машину? Проверьте, каковы основные различия в конструкции бензинового двигателя и дизельного двигателя. Узнайте, что выгоднее в эксплуатации, меньше поломок и что позволяет сэкономить больше денег.

Комплектация:
1. В чем разница между дизельным двигателем и бензиновым?
2. Дизель или бензин? Различия вождения
3. Бензин или дизель – какой автомобиль экономичнее?
4.Дизель или бензин. Резюме

Выбор привода не самый простой. Оба типа имеют свои преимущества и недостатки, и выбор не облегчается многочисленными мифами и субъективными мнениями владельцев транспортных средств, которые используют их определенным образом (например, частые дальние поездки). Вы должны знать, что решение должно зависеть в первую очередь от того, как вы планируете использовать автомобиль.

В чем разница между дизельным двигателем и бензиновым двигателем?

Основное различие между двумя типами двигателей заключается в способе воспламенения воздушно-топливной смеси.Бензиновый двигатель имеет систему зажигания, в которой использует свечи зажигания для создания искры, а затем зажигает ее.

Дизельный двигатель (также известный как дизельный двигатель) представляет собой двигатель с воспламенением от сжатия, что означает отсутствие системы зажигания. Воздух сжат до такого уровня, что его температура позволяет самовоспламенение при подаче топливной смеси.

Эта, казалось бы, небольшая разница, на самом деле выливается в совершенно другие ощущения от вождения, эффективность, экономичность и частоту отказов двигателя.Ниже приведены некоторые сведения о том, чем дизель отличается от бензинового в эксплуатации:

Частота отказов

Бензиновые двигатели отличаются более простой конструкцией, поэтому чаще всего считаются менее аварийными агрегатами. В дизельных двигателях используются дополнительные компоненты (включая фильтр DPF, турбонагнетатель, двухмассовое колесо), которые часто являются причинами выхода из строя. Дизельные двигатели также должны эксплуатироваться определенным образом – например, не рекомендуется частая езда на короткие расстояния.По этой причине это менее универсальный дизайн.

Экономия топлива

Дизельные двигатели обычно имеют более низкое сгорание, чем топливные агрегаты. Это связано с их экономичностью – дизель превращает в работу около 50% подаваемого топлива, а бензин – около 38%. Дизельные двигатели также обеспечивают высокий крутящий момент с самых низких оборотов, в то время как бензиновые двигатели должны вращаться выше, чтобы обеспечить такую ​​​​же эффективность.

Смотрите также: Сколько можно проехать в запасе? Эксперт отвечает

Экология

По этому поводу ходит много слухов, которые стоит пояснить. Да, многие старые автомобили, оснащенные дизельным двигателем без сажевого фильтра, значительно превышают сегодняшние нормы выбросов. Однако дизельные конструкции все еще разрабатываются и дорабатываются производителями, поэтому новейшие двигатели этого типа сравнимы с бензиновыми двигателями, а зачастую и лучше для окружающей среды — даже используемое в настоящее время дизельное топливо чище бензина.

Сажевые фильтры и другие современные компоненты обеспечивают низкий уровень выбросов выхлопных газов дизельных двигателей. К сожалению, адаптировать их к постоянно меняющимся нормам выбросов сложнее, чем в случае с бензиновыми двигателями, в результате чего доля этих агрегатов на рынке потребительских автомобилей сокращается. Будущее в этом случае скорее за электрическими, гибридными и — уже давно — бензиновыми двигателями.

Дизель или бензин? Различия в вождении

Дизельные автомобили с рабочим объемом, аналогичным бензиновым двигателям, могут быть менее мощными. Но он доступен при гораздо меньших оборотах, чем в бензиновых двигателях, что выливается, среди прочего, в для лучшего поведения при движении с большой нагрузкой (погрузка, прицеп). С другой стороны, более широкий диапазон оборотов у бензиновых агрегатов позволяет им лучше справляться со спортивной ездой.

Дизельные двигатели прогреваются намного медленнее, чем бензиновые. Это делает их не лучшим выбором для преодоления городских, коротких расстояний и пробок. Регулярная езда на недостаточно прогретом двигателе может привести к его более частому выходу из строя. Эта же функция становится преимуществом при поездках на дальние расстояния. Более медленный прогрев значительно затрудняет перегрев дизельного двигателя. По этой причине такие агрегаты идеально подходят для дальних поездок с постоянной, высокой скоростью, поддерживаемой при низких оборотах двигателя.

Дизельные двигатели издают характерный звук, который громче, чем у бензиновых двигателей. Это вызвано детонацией, т.е. моментом, когда дизельное топливо смешивается с воздухом и быстро сгорает.

При отрицательных температурах у дизельного двигателя могут возникнуть проблемы с запуском, особенно у старых автомобилей. Это связано с тем, что дизельный двигатель имеет гораздо большее сопротивление при пуске, чем бензиновый агрегат, а значит, необходимо соблюдение большего количества условий: топливо хорошего качества, крепкий аккумулятор, эффективный стартер и система впрыска. Если какой-либо из этих элементов не полностью исправен, очень вероятны проблемы с запуском двигателя.

Последнее отличие относится не непосредственно к вождению, а к эксплуатации дизельного автомобиля. Автомобиль с таким двигателем заправляется дизельным топливом (ОН), поэтому заправлять его следует другим пистолетом, чем тот, которым заправляется бензиновый двигатель. К счастью, с доступностью проблем нет — солярка есть на каждой заправке. Если вы ранее владели автомобилем с бензиновым двигателем то есть риск перепутать пистолет с ТРК . К счастью, пушки на станциях различаются по ширине, поэтому попасть в настой не той пушки сложно. Если такая ситуация все-таки возникла, единственное решение - не запускать двигатель и откачивать не то топливо. Невыполнение этого требования может привести к повреждению привода. Ремонт может быть очень дорогостоящим, а иногда даже невозможным.

Бензин или дизель – какой автомобиль экономичнее?

Что лучше? Дизель или бензин? Двигатели, работающие на дизельном топливе, более экономичны, чем их бензиновые аналоги. Это приводит к улучшению ходовых качеств и снижению расхода топлива. По этой причине такие двигатели встречаются в подавляющем большинстве коммерческих автомобилей — фургонах, автобусах, грузовиках и тракторах. Оценка экономичности данного двигателя зависит прежде всего от его использования.

Если вы ищете автомобиль для регулярных поездок, для дальних поездок или перевозки тяжелых грузов, то будет более экономичным решением на дизельном топливе. Дизельный двигатель сэкономит вам больше денег, но только в определенных областях применения.Сама цена автомобилей, оснащенных таким силовым агрегатом, как правило, выше бензиновых собратьев.

Эксплуатация такого автомобиля требует надлежащей гигиены вождения - езда на большие расстояния, ожидание после запуска двигателя, пока масло не распределится по системе привода зимой, ожидание после выключения прогретого двигателя. Если мы не будем следовать хорошей практике, мы можем привести к провалу. У дизеля гораздо больше аварийных узлов, чем у , заменить которые дорого.В конечном итоге это увеличивает эксплуатационные расходы такого двигателя.

Бензин или Дизель для города - что выбрать?

Но если вам нужен городской автомобиль для коротких поездок на работу и вы проезжаете не более 20 000 км в год, — это бензиновый двигатель. Его конструкция хорошо подходит для такого типа катания, что позволит вам использовать в течение более длительного периода времени без сбоев. Бензин или дизель? Проанализируйте задачи, для которых вы будете использовать новый автомобиль.

Читайте также: Газ в машине. Выгодна ли установка ГБО?

Дизель или бензин. Резюме

Дизель или бензин? Решение о выборе типа двигателя зависит в первую очередь от того, для чего вам нужна машина. Вы ищете автомобиль для езды по городу? Выбирайте бензин. Вы ищете автомобиль для регулярных выездов в дальние путешествия, а езда по автомагистралям – это ваша повседневная жизнь? Подумайте о дизельном топливе, так как это может быть более экономичным решением.

Каждая из этих конструкций также имеет свои недостатки. Бензиновые двигатели хуже выдерживают течение времени, а обслуживание дизельных двигателей обычно дороже бензиновых агрегатов.

Независимо от того, водите ли вы дизельный или бензиновый автомобиль, безопасность превыше всего. Помните о регулярном обслуживании, водите аккуратно и в соответствии с правилами. В обоих случаях необходима хорошая страховка. В LINK4 вы можете купить полисы AC, NNW и OC онлайн, не выходя из дома.Выбирайте комфорт и безопасность!

Вы также можете использовать наш калькулятор ответственности перед третьими лицами для расчета страховой премии!

Подробная информация о продуктах, ограничениях и исключениях, а также Общих условиях доступна на сайте www.link4.pl.

.

Дизель, бензин или электрик | Что выгодно? 🚗 Карсон 👈

Бензин, дизель или электромобиль? При выборе автомобиля бывает, что мы сталкиваемся с дилеммой, как на нем ездить. В настоящее время мы можем выбирать автомобили с бензиновыми двигателями, дизельными двигателями, гибриды и электромобили, которые становятся все более популярными. У каждого из них есть свои преимущества и недостатки, которые измеримо влияют на стоимость покупки и стоимость использования. Так что давайте потратим время на анализ и сделаем осознанный выбор.


Известные конструкции - бензиновый двигатель и дизельный двигатель

Бензиновые и дизельные двигатели являются известными конструкциями. Оба были изменены и усовершенствованы много раз. Вряд ли кто-то знает, в чем отличия вышеперечисленных двигателей, ограничиваясь правильной заправкой автомобиля на АЗС. Стоит знать основные отличия бензиновых моторов от дизелей .

В бензиновом двигателе требуется, чтобы к цилиндру подавалась искра для перемещения поршня, когда поршень пружинит вместе. Искра исходит от блока зажигания , т.е. свечей зажигания. Устройство зажигания управляет последовательностью воспламенения, в результате чего поршни двигаются и энергия от этого движения передается приводному валу. В конечном итоге создается приводной крутящий момент, приводящий в движение другие системы и колеса автомобиля.

В дизельном двигателе зажигание самопроизвольно включается под высоким давлением. Свеча не дает искры. Двигатель и его компоненты более сложны, потому что они выдерживают более высокое давление.Сжатый воздух достигает огромной температуры и при контакте с топливом воспламеняется при контакте с горячим воздухом. Дизельные двигатели имеют более высокий КПД , выделяют более низкую температуру и не перегреваются так быстро, как бензиновые двигатели. КПД двигателя также повышает свеча накаливания, сжигающая остальную смесь. Дизель более эффективен, чем бензиновый двигатель . В некоторых двигателях смесь сжимается. Последующие такты двигателя такие же, как и у бензинового двигателя.

Дизельный двигатель старого типа

Второе принципиальное отличие — расход топлива. Бензин сжигает больше, дизель меньше . Дизели старшего поколения
двигались вяло, им не хватало мощности и даже двигатели большой мощности не развивали внушительных оборотов, крутящий момент разгонялся лучше.

Популярные гнойники из девяностых, когда царствовали двигатели группы VAG, оснащенные роторными насосами, были очень прочными и мало ломались. Пробеги более 500 000 км без ремонта никого не удивили. Сегодня дизельный двигатель уже не имеет такой репутации. Это связано с проблемами, дорогостоящим ремонтом и загрязнением окружающей среды оксидами азота.

Пользователи борются с забитыми фильтрами DFP, которым не нравятся короткие поездки по городу. Форсунки даже регенерировать дорого, а передача мощности часто осуществляется с применением аварийных двухмассовых муфт , замена которых стоит недешево.Дизель не на полосе в прессе. В Америке скандал с дизельгейтом был у всех на слуху. В автомобилях концерна Фольксваген прикрывались фактические выбросы выхлопных газов из выхлопной системы. Программное обеспечение, установленное в двигателях TDI, означало, что выбросы оксидов азота во время обязательных испытаний соответствовали американским стандартам, а при движении в городском потоке они были до 40 раз выше. Подозрение в подобной подделке пало на многих других производителей и отвращение осталось.

Бензиновый двигатель

Конструкция бензиновых двигателей также претерпела значительную эволюцию.С топливным кризисом 1970-х годов закончилась тенденция к созданию двигателей большой мощности, потребляющих топливо. Конструкторы начали строить простых конструкций, с небольшой мощностью сгоревших. Сегодня в бензиновых двигателях мы можем найти турбины, которые позволяют получить более 100 л.с. мощности из 1 литра. Однако стоимость компонентов этих двигателей относительно ниже, чем у дизельных двигателей. Кроме упомянутых турбин запчасти дешевле .

Экология и ее влияние на изменения в автомобилестроении.

Мы наблюдаем постоянное ужесточение экологических норм, что значительно увеличивает затраты на очистку выхлопных газов автомобилей. Эти затраты значительно выше в случае автомобилей, работающих на дизельном топливе. Производители дают понять, что большого будущего у дизелей нет. Именно по этой причине их производство будет прекращено в пользу других накопителей.

Безусловно, на такую ​​и никакую другую политику корпораций большое влияние оказывают геополитические условия.В будущем многие страны Европейского Союза планируют допустить к эксплуатации только автомобилей с низким уровнем выбросов , что означает отсутствие регистрации дизельного топлива. Иная политика была и есть в США, хотя и там на первый план выходят проэкологические организации.

Электромобили экологичнее

Сегодня предвкушением того, что нас ждет в будущем, являются ограничения на въезд в мегаполис для транспортных средств, не соответствующих новым стандартам. Для въезда во многие европейские города необходимо соответствовать высоким стандартам ЕВРО 5 и ЕВРО 6.Таким образом, мы не будем въезжать в центр Берлина на старых бензиновых и дизельных автомобилях. При этом автомобили, соответствующие стандарту ЕВРО 6, то есть автомобили, которым всего несколько лет, будут допущены в самый центр.

Бензиновый двигатель ждет лучшее будущее. Чуть-чуть, ибо неизвестно на сколько, но все же. Бензин чище , и ему легче соответствовать стандарту . В настоящее время производители снижают мощность двигателей и оснащают их исправными турбинами. Несколько лет назад на рынке доминировали автомобили объемом 1600 см3, что давало пользователю мощность около 100 км под педалью.Сегодня такая же мощность получается от 1000-кубового двигателя, оснащенного турбиной. У этого есть обратная сторона. Турбины иногда аварийные, стоят недешево. Говорят, что жизненный цикл такого двигателя будет уже не 250 000 км, а всего 150 000 км.

Год также можно снизить стоимость эксплуатации автомобиля, оснащенного бензиновым двигателем, установив установку ГБО . Часто такие установки предлагают сами производители. Такой автомобиль будет сжигать примерно на 20% больше бензина, чем бензин. Цена газа в два раза меньше бензина, поэтому стоимость газовой установки возвращается через год, если автомобиль проходит 15 000-20 000 км в год.В настоящее время цена на бензин составляет около 2 злотых, на бензин и дизельное топливо - около 5 злотых. Стоимость проезда на 100 км на бензине в малолитражном автомобиле составляет около 30 злотых. Стоимость автомобиля на 100 км с бензиновым двигателем и газовой установкой составляет 15-20 злотых. Стоимость 100 км на дизельном топливе составляет около 25 злотых.

Покупка новых дизельных автомобилей дороже, чем бензиновых. Однако на вторичном рынке все иначе. С возрастом дизельные автомобили теряют в цене больше, чем автомобили с бензиновым двигателем, поскольку с их пробегом увеличиваются затраты на потенциальный ремонт.Значительные затраты появляются при пробеге 200-300 тысяч километров.

Дизели не любят город и короткие поездки . Выделившаяся сажа не успевает выгореть и забивает сажевый фильтр при совершении автомобилем коротких поездок. Именно поэтому, глядя на дизельный автомобиль, в перспективе это не лучшее решение для города. но для выполнения значительных пробегов. Автомобиль должен выдержать без ремонта 300 000 км.

Бензин и СНГ универсальные автомобили .Низкая степень сложности делает услуги не такими дорогими. Очень интересна альтернатива в виде снижения эксплуатационных расходов на сжиженном газе. Если производитель допускает такую ​​установку или автомобиль уже находится на гарантии, гадать не приходится.

Как это работает на практике?

Для сравнения возьмем вневременную и популярную модель Volkswagen Golf VII поколения. Эта модель, выпускаемая с 2012 года, имеет множество версий двигателей. Сравним рабочие параметры пятидверного хэтчбека из этого семейства мощностью около 110 л.с.Этот диапазон мощностей должен обеспечить достаточный комфорт для большинства пользователей. Основываясь на данных AutoCentrum, мы видим, что бензиновый двигатель Golf 1.0 TSI мощностью 110 л.с. и дизельный двигатель 1.6 TDI мощностью 115 л.с. дают Golf аналогичную мощность.

Бензин

110 л.с. достигается при 5000 об/мин и имеет крутящий момент 200 Нм в диапазоне от 2000 до 3500 об/мин. Это приводит к максимальной скорости 204 км/ч и разгону до 100 км/ч за 9,7 секунды. Расход топлива в смешанном цикле составляет 4,5 л на 100 км, 3,9 л на 100 км по трассе, 5,5 л на 100 км по городу.

Дизель

развивает мощность 115 л.с. с максимальным крутящим моментом 250 Нм в диапазоне от 1500 до 3200 об/мин. Это приводит к максимальной скорости 198 км/ч и разгону до 100 км/ч за 10,2 секунды. Расход топлива в смешанном цикле составляет 4,1 л на 100 км, 3,8 л на 100 км по трассе, 4,6 л на 100 км в городе.

Отметим, что характеристики обоих двигателей по максимальной скорости и ускорению сопоставимы с .Дизель выигрывает за счет большего крутящего момента и меньшего расхода топлива. В результате дизель динамичнее и дешевле на АЗС.

Гибрида займет место дизеля?

Тойота, известный производитель гибридов из Японии, хвастался в рекламных роликах, что его гибрид, т.е. комбинация бензинового двигателя с электроприводом, проедет без ремонта миллион километров. Это маркетинговый ход, но, похоже, в нем много правды. Подержанные гибриды прошли 400 000 км без значительных затрат на ремонт как это может быть, например.в дизелях. Здесь после замены аккумулятора машина будет ездить в два раза больше. Эти автомобили обычно хорошо оборудованы. Автоматические коробки передач, любимые водителями в Европе, тоже справляются со своей задачей.

Гибридный двигатель Toyota

Сочетание бензинового двигателя с электрическим – проверенное решение на сегодняшний день. Электродвигатель обеспечивает немедленный прирост мощности. Крутящий момент электродвигателя доступен сразу. Так что о медленном разгоне не может быть и речи. Гибрид способен двигаться от огней более ярко, чем многие очень сильные, классические автомобили.Это хорошо видно на Toyota RAV4, где эффективная гибридная система выдает целых 197 л.с., что делает большой внедорожник очень динамичным, и в то же время характеризуется низким расходом топлива .

В этом варианте машина меньше горит, потому что энергия накапливается в батареях. Аккумуляторы заряжаются благодаря рекуперации , т.е. энергия от торможения, замедления или спуска поглощается. Восстановленная таким образом энергия разгоняет автомобиль до определенной скорости. Электродвигатель позволяет отрываться от фар и проехать на небольшой скорости до нескольких километров.Автомобиль с гибридным приводом позволяет эффективно подъезжать в пробке, передвигаться по дорогам местного значения или маневрировать на парковке. Таким образом, выброс выхлопных газов ниже, чем у популярных бензиновых двигателей, и значительно ниже, чем у дизельных двигателей.

Поэтому

Hybrid идеально подходит для городских пробок, но не только. Исследование Краковского технологического университета, проведенное на автомобиле Toyota C-HR Hybrid, показало, что автомобиль использовал электродвигатель более половины времени движения на городских скоростях (испытание предполагало скорость до 56 км/ч). час).Удивительно, но в загородном цикле на скорости до 76 км/ч испытуемый автомобиль с использованием электродвигателя двигался более процента времени движения. Неплохой результат был получен и на трассе. При движении со скоростью до 131 км/ч на электродвигатель приходилось около 30 процентов работы привода.

Стоимость проезда на 100 км на гибридном ниже, чем на бензиновом двигателе, и составляет около 20 злотых для компактного автомобиля. Существует также альтернатива с LPG.В прошлом году упомянутый производитель предложил своим покупателям современный комбо-гибрид, предназначенный для торговых представителей и такси, оснащенных установкой ГБО. Такой автомобиль проехал 100 км по городу менее чем за 15 злотых.

Недостатки гибридов? Неисправность низкая на уровне, аналогичном бензиновым двигателям. Батареек должно хватить на 10 лет. По истечении срока службы замена батареи может оказаться дорогостоящей. Производители справились с размещением аккумуляторной батареи в днище, так что большого значения не имеет, когда речь идет о пространстве внутри автомобиля или вместимости багажника.

Будущее за электрикой

В настоящее время мы находимся в переходном периоде. Электромобили появились несколько лет назад на рынке, где преобладали автомобили с двигателем внутреннего сгорания. Электрика предлагала более низкие затраты и меньшее негативное воздействие на окружающую среду. Здесь коэффициенты выбросов NOx намного ниже, чем в случае автомобилей с бензиновым двигателем.

Зарядная станция Tesla в Познани

Следует добавить, что воздействие на окружающую среду электромобилей, работающих на угольных электростанциях, будет значительно отличаться от тех, которые заряжаются электричеством от возобновляемых источников энергии.В скандинавских странах, где в энергетическом балансе большой процент энергии из возобновляемых источников, в таких странах уровень выбросов ниже более чем на 50%.

В Польше, где более 80% энергии приходится на сжигание ископаемого топлива, эта разница намного меньше. Скорее, положительный эффект от вождения электромобиля заключается в том, что автомобили не способствуют смогу в городах, а дым от сгоревшего угля выходит из дымовой трубы электростанции более контролируемым образом и на большой высоте.Со временем, в том числе и в Польше, энергетический баланс изменится, и процент использования возобновляемых источников энергии будет выше. К остальным угольным электростанциям будут применяться более строгие стандарты фильтрации.

Сечение электромобиля

Будущее за автомобилями без вредных выбросов, автомобилями с чисто электрическим приводом. В настоящее время на рынок выходит все больше полностью электрических автомобилей. Здесь правит Tesla, но за клиента борются другие компании. Например, для нового Peugeot 208 заказы на электрическую версию составляют целых 25% от общего количества заказов.Новаторский VW ID.3 приходится долго ждать в автосалонах, потому что вся продукция давно выкуплена. Hyundai Kona, Nissan Leaf и Renault ZOE также имеют сильные позиции на рынке.

Читайте также : Карта электрических зарядных устройств в Польше 90 140 90 139 90 140

Электромобили обеспечивают более высокую эффективность трансмиссии по сравнению с автомобилями с двигателями внутреннего сгорания. Решающим преимуществом электромобилей является снижение выбросов углекислого газа и других токсичных газов, выделяемых при сгорании топлива.Большим стимулом для тех, кто рассматривает покупку такого автомобиля, также станет возможность бесплатной зарядки автомобилей на некоторых зарядных станциях и возможность движения по полосам для движения и бесплатная парковка в специально отведенных местах в крупных городах.

Независимо от того, является ли энергетический баланс более или менее экологичным, в крупнейших городах, где смог является большой проблемой, продвижение автомобилей с нулевым уровнем выбросов абсолютно логично. Для сознательных водителей это будет дополнительным поводом выбрать электрику.

.

Дизель или бензин? Типы двигателей в строительной технике

Строительные машины могут быть оснащены различными типами двигателей: двигателями внутреннего сгорания, работающими на бензине или дизельном топливе, и электрическими — проводными или аккумуляторными двигателями. Все эти двигатели имеют свои характерные особенности, определяющие применение устройств в конкретных случаях. В сегодняшней статье мы рассмотрим устройства с двигателями внутреннего сгорания, а также развеем извечную дилемму механизаторов: что выбрать – дизель или бензин? Мы приглашаем вас читать.

Двигатели внутреннего сгорания в строительной технике

Преимущества использования двигателей внутреннего сгорания в различных типах строительной техники многочисленны. Несмотря на образующиеся выхлопные газы и более требовательное обслуживание, чем электрооборудование, мощность двигателя внутреннего сгорания очень популярна среди предпринимателей и операторов машин. Почему? Прежде всего, двигатели внутреннего сгорания обеспечивают полную мобильность и независимость от постоянного источника электроэнергии. Таким образом, они используются в основном во время строительных работ, где доступ к электросети очень затруднен или даже невозможен.

Еще одна проблема заключается в том, что двигатели внутреннего сгорания могут работать на различных видах топлива. Бензиновые двигатели используют бензин, а дизельные двигатели (также известные как дизельные двигатели или двигатели с воспламенением от сжатия) используют дизельное топливо. Однако, хотя принцип работы обоих двигателей очень похож, способ получения энергии из сгораемого топлива настолько различается, что невозможно использовать попеременно оба вида топлива. Отличаются и рабочие характеристики самого двигателя, что также во многом определяет его окончательный выбор.

Так чем же отличаются бензиновые и дизельные двигатели? Существует ли идеальное решение, которое будет работать в любых условиях? Дело сложнее, чем может показаться. Чтобы говорить о конкретных различиях, сначала нужно узнать, как работают два двигателя.

Как работают бензиновые двигатели?

Принцип работы бензинового двигателя объяснить относительно просто. Смесь бензина и воздуха, поступающая в камеру сгорания, воспламеняется искрой от свечи.Электрический разряд длится доли секунды, но этого достаточно, чтобы воспламенить топливо. Момент зажигания играет здесь ключевую роль. Слишком раннее или слишком позднее зажигание может серьезно ухудшить работу двигателя или даже помешать его запуску. Конечно, важны и пропорции сгорания, так как слишком бедная или слишком богатая смесь будет способствовать неправильному сгоранию.

Какое топливо выбрать - ПБ95 или ПБ98?

Интересно, что бензиновые двигатели могут быть приспособлены для сжигания бензина с другим октановым числом, напримерПБ95 или ПБ98. Однако для машин и строительного оборудования нет необходимости или особой выгоды в использовании более дорогого бензина PB98. Следовательно, самого дешевого бензина PB95 достаточно, чтобы двигатель работал. Почему бензин ПБ98 лучше не использовать для двигателей строительной техники?

Например, есть экономические причины, ведь бензин с более высоким октановым числом дороже на 20-30 центов за литр, чем классический вариант 95-го бензина.Кроме того, заливка двигателя более дорогим бензином не улучшит его характеристики сгорания или производительность. Другое дело, когда мы заливаем такое топливо в бак спортивного автомобиля, двигатель которого имеет правильно отрегулированный угол опережения зажигания, адаптированный к высокооктановому топливу. Тогда реально будет ощущаться разница в мощности.

Как работают дизельные двигатели?

Дизельные двигатели (также известные как дизельные двигатели или двигатели с воспламенением от сжатия) не используют искру для сжигания воздушно-топливной смеси, а используют высокое давление и температуру.Отсюда и их название: «дизельные двигатели». Таким образом, бензин и дизельное топливо не могут использоваться взаимозаменяемо в обоих случаях. И эти виды топлива, и двигатели имеют разные рабочие характеристики и характеристики сгорания. Таким образом, заливка бензинового двигателя дизельным топливом, а по аналогии дизельного двигателя бензином, их остановит.

Что такое свечи накаливания?

Может возникнуть вопрос, как достигается такая высокая температура и давление в дизельных двигателях? Это прямой результат гораздо более высокой компрессии в цилиндре по сравнению с бензиновыми двигателями.Смесь дизельного топлива и воздуха сжимается настолько, что самовоспламеняется. В этом помогает свеча накаливания в камере сгорания, похожая на свечу зажигания в бензиновом двигателе. Разница, однако, в том, что свечи накаливания не дают искры, а быстро нагреваются до огромных температур, даже до 1000 градусов по Цельсию. Это очень важно, особенно при запуске двигателя при низких температурах, например зимой. Неисправные свечи накаливания существенно затрудняют запуск дизеля, что вызывает необходимость более продолжительного прокручивания стартера, а значит - более быстрый износ как самого стартера, так и повышенный расход электроэнергии от аккумуляторной батареи.

Преимущества и недостатки бензиновых двигателей

Наиболее важные преимущества бензиновых двигателей вытекают непосредственно из их простой конструкции. Они определенно менее сложны, чем дизельные двигатели. Таким образом, бензиновые двигатели, прежде всего, дешевле покупать и обслуживать. При этом они легче и имеют лучшую культуру работы – бензин сгорает медленнее, чем солярка. Таким образом, в основном небольшие строительные машины и устройства оснащены бензиновыми двигателями, такие как цепные пилы , отбойные молотки , фрезы , виброрейки или в основном уплотнители из сплавов и мотопомпы .Кроме того, бензиновое оборудование также легко загорается при очень низких температурах и быстро выходит на рабочую температуру.

Так есть ли у бензиновых двигателей недостатки? К сожалению, да. Самым большим из них является большая экономия топлива по сравнению с двигателями с воспламенением от сжатия - даже на 30%. Кроме того, бензиновые двигатели чаще всего менее долговечны и быстрее изнашиваются. Поэтому их нужно чаще обслуживать. Другой проблемой, которой часто пренебрегают, является риск воспламенения топлива при заправке.Необходимо иметь в виду, что пары бензина легко воспламеняются и могут воспламениться, даже если источник тепла находится на небольшом расстоянии от его поверхности. Другие недостатки бензиновых двигателей больше касаются автомобилей, поскольку, например, бензиновые двигатели без наддува выдают меньший крутящий момент при той же мощности, чем дизели.

Преимущества и недостатки дизельных двигателей

Дизельные двигатели также легко устанавливаются на строительную технику. В первую очередь он оснащен:в тяжелые однонаправленные виброплиты , двухсторонние виброплиты , гусеничные экскаваторы , некоторые электрогенераторы или больше бетонорезы . Но что делает дизельные двигатели столь охотно используемыми в более крупных строительных машинах? Прежде всего, их эффективность, так как они сжигают меньше топлива, чем двухцилиндровые бензиновые двигатели. Кроме того, за счет большего КПД эти двигатели выделяют меньше тепла, поэтому лучше выдерживают тяжелые условия работы и длительную эксплуатацию.По своей природе дизельные двигатели тяжелее и толще, что делает их более долговечными.

Однако двигатели с воспламенением от сжатия имеют и некоторые недостатки, которые необходимо учитывать. Во-первых, они сложнее в изготовлении, а значит, дороже в покупке и обслуживании. Они также тяжелее, поэтому вы не найдете их в небольшой и переносной строительной технике. Еще одним недостатком, вытекающим из специфики сгорания дизельного топлива, является более громкая работа дизеля.Наконец, нельзя забывать, что изношенный дизель может иметь проблемы с запуском при экстремально низких температурах. Прежде всего, помните об исправном состоянии свечей накаливания и их регулярной замене в случае выхода из строя.

Дизель или бензин - какое оборудование купить?

Несмотря на существенные различия в работе двух обсуждаемых двигателей, они используются во многих видах строительной техники и пользуются большой популярностью у пользователей.Кроме того, большинство машин выпускаются в версиях как с бензиновыми, так и с дизельными двигателями. Поэтому выбор конкретного решения должен быть продиктован в первую очередь условиями и видом работ, для которых мы будем использовать оборудование. Например, если нас интересует переносной электрогенератор , который будет запускаться эпизодически, то вкладываться в дорогие и тяжелые модели с дизельными двигателями не стоит. Лучше поставить дешевый и тихий бензиновый агрегат. Другое дело, когда мы покупаем тяжелый двухсторонний каток для компании, такой как, например. реверсивная виброплита Husqvarna LG504 Hatz El 700 мм . Тогда единственно верным решением будет покупка дизельного двигателя, ведь несмотря на огромный вес устройства и длительную эксплуатацию, расход топлива все равно будет на разумном уровне.

.

Смотрите также

     ico 3M  ico armolan  ico suntek  ico llumar ico nexfil ico suncontrol jj rrmt aswf