Двигатель дизельный из чего состоит: Дизельные двигатели: виды, принцип работы, преимущества дизельных двигателей

Содержание

Как работает дизельный двигатель

Содержание статьи
 

  1. Введение
  2. Сравнение дизельных и бензиновых двигателей
  3. Система впрыска дизельного топлива
  4. Дизельное топливо
  5. Улучшение качества дизельного топлива и Биодизель
  6. Узнать больше
  7. Читайте также » Статьи про все типы двигателей

В данной статье описаны основные процессы, связанные с внутренним сгоранием топлива, рассказывается о четырёхтактном цикле, а также обо всех подсистемах, благодаря которым происходит работа двигателя. 
 
История дизеля начинается с изобретения бензинового двигателя. В 1876г. Николаус Август Отто изобрел и запатентовал бензиновый двигатель. В основе работы его модели лежал четырехтактный цикл сгорания топлива, также известный как «Цикл Отто», который используется в большинстве современных автомобильных двигателей.

На первых порах бензиновый двигатель не обладал большой эффективностью, как и его основные конкуренты, например, паровой двигатель. В таких двигателях лишь 10% топлива реально использовалось для движения автомобиля. Остальное же топливо производило бесполезное тепло.
 
В 1878г. на занятиях в Высшей политехнической школе в Германии (аналог инженерного колледжа) Рудольф Дизель узнал о низком КПД бензиновых и паровых двигателей. Эта проблема вдохновила его на создание более производительного двигателя. Спустя много лет, в 1892г. Дизель запатентовал одноименный «Мощный двигатель внутреннего сгорания».
 
Но если дизельные двигатели более эффективные, почему бензиновые более популярные? Представляя себе дизельный двигатель, Вы, скорее всего, подумаете об огромном грузовике, который извергает черный грязный дым и сильно шумит. Именно по этим причинам в США автомобилистам и не нравится дизель. Несмотря на то, что этот тип двигателя превосходно подходит для перевозки грузов на большие расстояния, дизельные автомобили редко покупают для повседневной езды.   Однако прогресс не стоит на месте, и идет модернизация дизельного двигателя для уменьшения загрязнения атмосферы и снижения уровня шума.
 
Если Вы еще не знаете, то, скорее всего, Вам будет интересно сперва узнать, «Как работает автомобильный двигатель», чтобы иметь общее представление о процессе внутреннего сгорания топлива. Когда прочитаете, возвращайтесь на эту страницу и узнаете все о секретах работы дизельного двигателя и последних инновациях.
 
КПД 4,5-литрового двигателя Duramax V-8 на 25% выше по сравнению с бензиновыми, при этом выхлопы намного чище. 
 
Рудольф Дизель, изобретатель дизельного двигателя.
 



Сравнение дизельных и бензиновых двигателей
 
По большому счету, дизельные и бензиновые двигатели имеют схожее устройство. И те, и другие являются двигателями внутреннего сгорания, преобразующие химическую энергию топлива в механическую.

Эта механическая энергия перемещает поршни вверх-вниз внутри цилиндров. Поршни соединяются с коленвалом, и их линейное движение преобразуется в круговое движение, которое необходимо для вращения колес.
 
Как дизельный, так и бензиновый типы двигателей преобразуют топливо в энергию посредством серии взрывов или сгораний. Основное различие дизельных и бензиновых двигателей состоит в том, как происходят эти взрывы. В бензиновых двигателях подаваемая смесь топлива и воздуха сжимается во время хода поршня и воспламеняется искрой свечи. В дизельном же двигателе сначала происходит сжатие воздуха, затем происходит подача топлива. Нагреваемый при сжатии воздух воспламеняет топливо.
 
Ниже представлена анимация, наглядно демонстрирующая цикл дизеля. Сравните с анимацией цикла бензинового двигателя для того, чтобы увидеть основные различия.
 
В дизельном двигателе, как и в бензиновом, используется четырехтактный цикл сгорания топлива. Четыре такта работы:
 
Такт впуска — Впускной клапан открывается, происходит впуск воздуха и движение поршня вниз. ­
Такт сжатия — Поршень движется вверх, сжимая воздух.
Рабочий такт — Как только поршень достигает верхней точки, происходит впуск и возгорание топлива, при этом поршень движется вниз.
Такт выпуска — Поршень снова движется вверх, выталкивая продукты сгорания через выпускной клапан.
 
Необходимо помнить, что в дизельных двигателях не используются свечи зажигания, т.к. происходит впуск и сжатие воздуха, затем впрыск топлива непосредственно в камеру сгорания (прямой впрыск). В дизельном двигателе возгорание топлива происходит за счет тепла сжатого воздуха. В следующем разделе статьи представлен процесс впрыска дизельного топлива.
 

Компрессия
 
Выполняя расчеты, Рудольф Дизель предположил, что более высокий уровень сжатия топливной смеси способствует повышению эффективности и мощности. Это происходит при сжатии воздуха поршнем в цилиндре, в результате чего увеличивается концентрация воздуха. Дизельное топливо обладает высокой энергоемкостью, поэтому увеличивается вероятность реакции с концентрированным воздухом. Иными словами, чем ближе молекулы воздуха расположены друг к другу, тем больше количество молекул кислорода, с которыми происходит реакция топлива. Рудольф оказался прав — компрессия в бензиновом двигателе происходит при соотношении от 8:1 до 12:1, в то время как компрессия в дизельном двигателе происходит при соотношении от 14:1 до 25:1.

 



Система впрыска дизельного топлива
 
Существенным различием между дизельным и бензиновым двигателем является процесс впрыска топлива. В большинстве автомобильных двигателей используется впрыск во впускные каналы или карбюратор. При впрыске во впускные каналы, топливо поступает до начала такта впуска (вне цилиндра).

В карбюраторе происходит смешивание воздуха и топлива до их попадания в цилиндр. Следовательно, в бензиновом двигателе топливо поступает в цилиндр в течение такта впуска, затем происходит сжатие. Степень сжатия смеси топливо-воздух определяет компрессию двигателя – если воздух слишком сильно сжать, смесь топливо-воздух самопроизвольно воспламеняется, вызывая детонацию. При этом происходит резкое повышение температуры, что может привести к повреждениям двигателя.
 
В дизельных двигателях используется система прямого впрыска топлива — дизельное топливо поступает непосредственно в цилиндр.
 
Дизельная форсунка является наиболее сложной деталью двигателя, которая претерпела многочисленные изменения. Расположение форсунки зависит от конкретного двигателя. Форсунка должна противостоять высокой температуре и давлению внутри цилиндра, распыляя при этом топливо. Равномерное распределение распыленного топлива в цилиндре также представляет собой сложную задачу, для этого на некоторых дизельных двигателях устанавливаются впускные клапаны, камеры предварительного сгорания и другие устройства, способствующие образованию вихревого потока воздуха для улучшения процесса сгорания топлива.
 
В некоторых дизельных двигателях используются свечи накаливания. В холодном двигателе процесс сжатия воздуха не всегда может обеспечить температуру, необходимую для воспламенения топлива. Свеча накаливания представляет собой электрически нагреваемую проволоку (аналогичные проволоки используются в тостерах), которая повышает температуру камеры сгорания, что способствует запуску даже холодного двигателя. По словам высококвалифицированного специалиста по тяжелому оборудованию Клэя Бротертора:
 
Все функции современных дизельных двигателей контролируются электронной системой управления, которая представляет собой блок датчиков для измерения всех показателей, от оборотов двигателя, температуры масла и охлаждающей жидкости до точного положения поршня (верхней мертвой точки). Свечи накаливания редко используются в больших двигателях. Электронная система управления отслеживает температуру окружающего воздуха, задерживая запуск двигателя в холодную погоду.
При этом впрыск топлива происходит позже, чем обычно. Воздух в цилиндре сжимается сильнее, создавая больше тепла, что способствует запуску.
В небольших двигателях и двигателях без сложной электронной системы управления используются свечи накаливания для решения проблемы холодного запуска.
 
Необходимо помнить, что механическая конструкция не является единственным отличием дизельного двигателя от бензинового. Само топливо также отличается.
 
 


Дизельное топливо
 
Сырая нефть является естественным природным образованием. В процессе переработки нефти может быть получено несколько видов топлива, включая бензин, авиационное топливо, керосин и, конечно же, дизель.
 
Если сравнить бензиновое и дизельное топливо, можно легко найти отличия. Они имеют разный запах. Дизельное топливо более тяжелое и маслянистое. Дизель испаряется значительно медленнее бензина – его точка кипения значительно выше, чем у воды. Дизель напоминает жидкое масло.
 
Испарение дизеля происходит медленнее, т.к. он тяжелее. Он содержит больше атомов углерода в более длинных цепочках, чем бензин (цепочка бензина C9h30, тогда как у дизеля уже C14h40). Для производства дизеля требуется меньше очистки, поэтому он дешевле бензина. Однако с 2004г. спрос на дизельное топливо увеличился по нескольким причинам, включая активное развитие промышленности и строительства в Китае и США [Источник: Управление по энергетической информации министерства энергетики США].
 
Энергетическая плотность дизеля значительно выше, чем у бензина. В среднем, 1 галлон (3,8 л) дизельного топлива содержит 155×106 Дж (147000 БТЕ), в то время как 1 галлон бензина содержит123×106 Дж (125000 БТЕ).

Энергетическая плотность и эффективность дизельных двигателей объясняют экономный расход топлива, по сравнению с аналогичными бензиновыми двигателями.
 
Дизельное топливо используется в различных сферах деятельности. Помимо грузовиков, несущихся по шоссе, оно также незаменимо в лодках, автобусах, поездах, кранах, фермерском хозяйстве, автомобилях аварийно-спасательных служб и силовых генераторах. Дизель настолько важен для экономики, что без него промышленность и сельское хозяйство мгновенно пострадали бы из-за больших инвестиций в альтернативное топливо с низкой мощностью и эффективностью. Около 94 % грузоперевозок в поездах, фурах и на кораблях зависят от дизеля.
 
Что касается вопросов экологии, у дизельного топлива есть свои преимущества и недостатки. Среди преимуществ следует отметить тот факт, что дизель выпускает незначительное количество угарного, углекислого газов и углеводородов, которые способствуют глобальному потеплению. К недостаткам можно отнести высокое количество выделяемых азотных соединений и сажи, которые становятся причиной кислотных дождей, смога и плохого самочувствия. На следующей странице представлена информация о последних разработках по устранению недостатков дизеля.
 



Улучшение качества дизельного топлива и Биодизель
 
Во время нефтяного кризиса 1970-х гг., автомобильные компании Европы начали рекламировать дизельные двигатели для коммерческого транспорта как альтернативу бензиновым. Те, кто попробовал перейти на дизельные двигатели, были разочарованы — двигатели работали очень громко, возвращаясь домой, водители обнаруживали, что автомобили полностью покрыты сажей, из-за которой в крупных городах образовывался смог.
 
Однако за последние 30-40 лет были значительно улучшены показатели двигателей и чистота топлива. Прямой впрыск топлива контролируется сложными компьютерами, благодаря чему увеличивается КПД двигателей, снижается количество вредных выбросов. Высокоочищенный дизель, такой как топливо со сверхнизким содержанием серы, позволяет уменьшить количество вредных выбросов и выйти на уровень экологически чистого топлива. Среди других технологий следует отметить сажеуловитель с постоянной регенерацией, в котором используются фильтры и каталитический нейтрализатор отработавших газов. Происходит сжигание сажи и снижение выбросов угарного газа и углеводородов до 90% [Источник: Форум дизельных технологий]. Благодаря постоянному ужесточению экологических стандартов топлива, Европейских Союз подталкивает автомобильную промышленность к решению вопроса снижения выбросов. 
 
Скорее всего, все слышали о биодизеле. Отличается ли он от обычного дизеля? Биодизель является альтернативным топливом или присадкой для дизельных двигателей, использование которых не предполагает значительных изменений конструкции двигателя. Биодизель не является продуктом переработки нефти, он получается из растительных масел или животных жиров после химического изменения. (Интересный факт: Рудольф Дизель изначально планировал использования масла семян овощей в качестве топлива для своего изобретения.) Биодизель добавляют в обычный дизель или используют в качестве отдельного топлива. 
 
 

Выбираем дизельные электростанции, генераторы: какой двигатель лучше?

Скоро на вашем объекте появится автономный источник энергии – дизель-генератор. Вы уже на полпути к покупке. Но в процессе подбора энергоустановки возник резонный вопрос – какой двигатель должен стоять в ее составе?

Универсального ответа на этот вопрос не существует. У каждого дизельного двигателя есть свои плюсы и минусы. Ни одна, даже самая респектабельная, марка, не является исключением. Выбирая электростанцию по двигателю, не стоит ориентироваться исключительно на громкое имя или страну происхождения. Не стоит также делать ставку на высокую или низкую цену. Ваше решение должно основываться на целом ряде критериев. Мы поделимся лишь некоторыми из них – самыми основными.


1. Режим работы

Автономное производство энергии служит разным целям: постоянно снабжать объект электричеством, запитать его в случае аварии, дублировать основной источник энергии или сгладить пики потребления нагрузки. Двигатель для дизельной электростанции стоит выбирать исходя из цели, которую преследуете вы.

Существует несколько режимов работы дизель-генераторов. Мы выделили основную характеристику двигателя, которая потребуется, чтобы справится с каждым из них. Производители двигателей обычно рекомендуют модели, подходящие для того или иного режима. При этом учитывайте, что некоторые марки хороши на малых мощностях, другие – на средних, третьи – на больших.

ESP (Emergency Standby Power)
резервно-аварийный режим

Электростанция включается только в случае внезапного исчезновения энергии в основной сети.

Двигатель должен уметь безопасно и быстро принимать нагрузку.

LTP (Limited Time Power)
режим ограниченной по времени мощности

Энергоустановка страхует сеть от кратковременных блэкаутов. Двигатель в ее составе способен принять максимум нагрузки единовременно.

Двигатель должен быть способен принять 100% нагрузки единовременно.

PRP (Prime Power)
режим основной мощности

Дизель-генератор работает постоянно не на полную мощность или используется как дополнительный источник в энергоемких отраслях промышленности.

Двигатель должен длительное время работать без сбоев.

COP (Continuous Power)
режим длительной мощности

Энергоустановка принимает на себя всю нагрузку во время длительных или часто повторяющихся перебоев в энергоснабжении, особенно на объектах, связанных с транспортом, компьютерной техникой, безопасностью государства.

Двигатель должен показать способность много часов безошибочно работать при полной нагрузке.


2. Конструкция

/> /> /> />
  • Высокотехнологичная

    Снабжена компьютерными мозгами, датчиками и полезными системами, вроде автоматической очистки клапанов.

Плюсы. Элементарное обслуживание и ремонт таких двигателей под силу каждому, кто разбирается в механике.

Плюсы. Двигатели умеют полностью самостоятельно регулировать свою работу.

Минусы. Простая конструкция не предусматривает никаких дополнительных систем, способствующих продлению жизни двигателя. А также ограничивает вас в возможностях контроля за параметрами его работы.

Минусы. Слишком «навороченные» двигатели часто имеют свойство капризничать по пустякам. А обслужить умный двигатель без подготовки не получится — помощь квалифицированного специалиста обязательна.

Резюме. Двигатели простой конструкции подойдут для работы в отдаленных северных поселках и котельных, на промышленных, сельскохозяйственных и горнодобывающих объектах.

Резюме. Электростанции на сложных двигателях идеальны для объектов транспорта, городской инфраструктуры (офисов, больниц), телекоммуникации (серверов, баз данных) Им не место в глубокой глуши — там, где не будет оказано должного профессионального внимания.


3. Ресурс

Чтобы электростанция прослужила вам дольше, жизнеспособность двигателя не должна подвергаться сомнению. Существует ресурс, заложенный производителем. То время, которое двигатель способен проработать до капитального ремонта. Но эта цифра рассчитана для идеальной среды, создать которую в реальности получается редко. Ведь продолжительность жизни двигателя зависит от условий эксплуатации, топлива, которое вы будете использовать, работы в нештатных режимах, своевременного технического обслуживания. Тем не менее, часть параметров, определяющих долговечность двигателя, вполне реально проверить еще до покупки.

  • Отсутствие конструкторских недоработок

    Не важно, какая технология положена в основу двигателя: новейший проект или традиционная схема. Главное, чтобы разработкой этой технологии занимались профессионалы. Только продуманная система работает, как надо. Узнайте, как обстоят дела с инжинирингом у компании-производителя дизельного двигателя.

  • Качественные компоненты

    Какие компоненты использованы в составе двигателя? Где были произведены блок цилиндров, поршневая группа, топливный насос, турбокомпрессор? Проверьте, что производитель имеет дело только с оригинальными частями и новейшими материалами. Тогда они не подведут в процессе работы.

  • Качественная сборка

    Отсутствие производственных дефектов – серьезный показатель долговечности двигателя. Обратите особое внимание на то, где, на каких станках и в каких условиях происходит сборка двигателя.

Хорошо если в механизме газораспределения предусмотрены гидротолкатели клапанов и гидронатяжители цепи. Они способствуют снижению ударных нагрузок и продлению жизни мотора.

Недостаточная жесткость блока цилиндров или небольшая производительность маслонасоса влияет на ресурс двигателя не в лучшую сторону.

Отклонение в процессе производства от геометрических особенностей, заложенных инженерами, недопустимо. Оно может повлечь за собой лишние вибрации и повреждения даже износостойких деталей двигателя.


4. Адаптированность к России

Некоторые регионы нашей страны по своему климату и бытовым условиям впору считать экстремальными. Между тем, автономные источники энергии требуются и там тоже. Поэтому, если вы собрались использовать дизель-генератор на суровом Севере или в безлюдной тайге – узнайте, готов ли двигатель к испытаниям. Для этого он должен обладать тремя незаменимыми характеристиками.

Неприхотливость к качеству топлива

Найти в отдаленных регионах рекомендованное производителем топливо бывает крайне затруднительно. Приходится выходить из положения, и заливать то единственное, что доступно. Но дизельное топливо, выпускаемое в России, по многим параметрам не соответствует европейским стандартам (цетановое число, содержание серы). Как отнесется двигатель к такому питанию? Некоторые моторы, особенно иностранные, крайне чувствительны к загрязнению механическими частицами, водой, посторонними химическими элементами. Топливо низкого качества очень быстро приводит к коррозии и выводит весь агрегат из строя. Поэтому выбирайте двигатель, который без колебаний примет любую предложенную солярку или заранее проверьте, сможете ли обеспечить снабжение двигателя жидкостями должного уровня.

Ремонтопригодность

Тяжелые условия эксплуатации снижают ресурс и приводят к ускоренному износу поршневой группы. Как поведет себя двигатель в этой ситуации? Потребует ремонта или наотрез откажется работать? В российской действительности благоразумнее отдать предпочтение тому двигателю, чей ремонт не потребует особых навыков и не повлечет длительного простоя оборудования. К тому же, если вы вынуждены использовать некачественное топливо, приготовьтесь часто менять элементы фильтрации топлива и регулировать необходимые узлы. Лучше научиться справляться с этим самостоятельно и отказаться от моделей, которые снабжены топливными насосами высокой точности.

Готовность выдержать холода

Безопасность запуска двигателя стремится к нулю, когда за окном -50. Хотя, конечно, само исполнение дизельного агрегата (утепленный контейнер и предпусковой подогреватель) поможет справиться с погодными ненастьями. Но для двигателя нахождение на морозе само по себе не должно стать шоком. В этом случае хорошо, если среди его технических характеристик упомянут мягкий зимний запуск.


5. Топливная экономичность

Абсолютное большинство владельцев ДГУ предпочитает экономить на производстве энергии. Поэтому одно из главных требований, предъявляемых к электростанции, – бережливость. Хотя на эту характеристику сильно влияют конструкция установки, условия и режимы эксплуатации, обеспечить экономичность сможет именно правильно выбранный двигатель. Советуем уже на этапе первого знакомство с ним обратить внимание на следующие показатели. Учитывайте, что их замеряют не при полной, а при 50-75% нагрузке на двигатель.

Запас хода

Количество часов, которые сможет проработать двигатель на одной заправке.

Чем выше эта цифра, тем лучше.

Расход топлива

Количество топлива, расходуемого за час работы.

Чем ниже эта цифра, тем лучше.


6. Распространенность

Известность — не всегда результат доблести. Но иногда все же широкая популярность может стать преимуществом. Хотя бы тогда, когда марка двигателя хорошо известна:

  • В составе ДГУ

    Электростанция работает эффективно, когда эффективно работает ее двигатель. Чтобы не терять полезные Джоули, лучше выбирать те двигатели, которые были собраны с учетом всех потерь, возможных в энергоустановке. Обращайте внимание на то, как часто используется та или иная марка в составе автономных источников энергии, а лучше – присмотритесь к образцам, спроектированным специально для работы в составе дизель-генераторов. С такими двигателями установка с большей вероятностью будет работать на максимум.

  • В вашей сфере деятельности

    У двигателей, давно представленных на рынке, репутация уже сформирована. Есть марки, зарекомендовавшие себя в службе на нефтяных разработках, на железной дороге, в сельском хозяйстве, на морских судах. Считается, что их характеристики отлично подходят для решения конкретных отраслевых задач. Уделяйте больше внимания тем двигателям, которые принято использовать в вашей сфере деятельности.

  • В вашем парке техники

    Если электрогенератор для вас — очередной экземпляр в целой коллекции техники, то неплохо будет подумать о взаимозаменяемости запчастей внутри парка. Единая марка двигателя на всех агрегатах позволит вам экономить на обслуживании: общаться с одной сервисной командой, держать при себе запас ходовых запчастей, использовать одинаковое топливо. Вообще, если вы давно и хорошо знакомы с тем или иным двигателем, то наверняка заходите увидеть его и в составе дизель-генератора.

  • В сервисных компаниях

    Своевременные диагностика, техническое обслуживание и устранение неисправностей должны стать правилом при общении с дизель-генератором. Эти процессы проходят гладко, если достаточное количество сервисных организаций в курсе, как устроен двигатель вашей установки. Узнайте заранее, сколько авторизованных центров находится поблизости и не являются ли запчасти для выбранной марки большой редкостью на российских просторах.


7. Дополнительные преимущества

Если основные рабочие критерии у нескольких моделей двигателей кажутся одинаковыми, то в поле зрения попадают другие не обязательные, но полезные особенности. Иногда именно они могут стать решающим аргументом в деле выбора. Но чаще все же рассматриваются как приятный бонус.

  • Габариты

    Небольшие размеры двигателя — это плюс. Они обеспечат достаточно пространства внутри электростанции для проведения технических работ или установки дополнительного оборудования. Если к тому же речь идет о моделях большой мощности — это еще и показатель конструкторского мастерства создателей двигателя.

  • Экологичность

    Tier 3 и Евро 5 — это стандарты, регулирующие чистоту и токсичность выхлопных газов. Обратите внимание на двигатели, соответствующие этим показателям, если собираетесь использовать дизельную установку в населенных пунктах, природных заповедниках, охранных зонах или просто беспокоитесь о защите окружающей среды.

  • Внешний вид

    Иметь дело с техникой, внешний вид которой оставляет желать лучшего, неприятно. Пусть даже с ее рабочими свойствами все в порядке. Поэтому если вам не нравится перспектива регулярно наблюдать неаккуратные швы и дефекты покраски, выбирайте образцы, у которых в этой области все безупречно.

Теперь вы знаете, что двигатель, на базе которого собран дизель-генератор, определяет все основные рабочие характеристики энергоустановки. Поэтому к его выбору стоит отнестись с особенной внимательностью. Мы подсказали вам, на каких критериях разумнее всего строить этот процесс. Надеемся, эти советы помогут найти тот самый двигатель, который лучше всего подходит именно для вашего случая. Удачи!


Приложение. Характеристика некоторых двигателей, использующихся в составе ДГУ (дата исследования — 2015 год)

ММЗ, ЯМЗ, ТМЗ (Россия, Беларусь)
Конструкция Простая
Высокотехнологичная
Режимы работы ESP
PRP
LTP
COP
Способны принимать до 100% нагрузки единовременно.
Ресурс Отсутствие конструкторских недоработок
Качественные компоненты
Качественная сборка
Набор мелких дефектов качества.
Адаптированность к России Неприхотливость к качеству топлива
Ремонтопригодность
Способность выдержать холода
Максимально приспособлены к России
Топливная экономичность Большой запас хода
Низкий расход топлива
Не экономичны. Большой расход топлива
Распространенность В составе ДГУ
В определенных сферах деятельности
В сервисных компаниях
Используются в России повсеместно. Огромное количество дилеров и сервисных центров, широкий выбор запасных частей.
Дополнительные преимущества Габариты
Внешний вид
Экологичность

Doosan (Южная Корея)
Конструкция Простая
Высокотехнологичная
ТНВД рядного типа, электронный регулятор.
Режимы работы ESP
PRP
LTP
COP
Хорошо принимают нагрузку.
Ресурс Отсутствие конструкторских недоработок
Качественные компоненты
Качественная сборка
Комплектующие лучших брендов (Bosch, Zexel), качество сборки соответствует мировому уровню.
Адаптированность к России Неприхотливость к качеству топлива
Ремонтопригодность
Способность выдержать холода
Просты в обслуживании, неприхотливы к качеству ГСМ и условиям эксплуатации.
Топливная экономичность Большой запас хода
Низкий расход топлива
Распространенность В составе ДГУ
В определенных сферах деятельности
В сервисных компаниях
  • С маркой работают европейские производители дизель генераторов: SDMO, Himoinsa, Gesan, AKSA
  • Применяются в горных районах – снижение характеристик начинается после высоты 1500 м
  • Большой склад запасных частей, сервисная поддержка в России
Дополнительные преимущества Габариты
Внешний вид
Экологичность

Mitsubishi (Япония)
Конструкция Простая
Высокотехнологичная
ТНВД рядного типа.
Режимы работы ESP
PRP
LTP
COP
Подходят для снабжения энергией объектов, чувствительных даже к небольшим потерям напряжения.
Ресурс Отсутствие конструкторских недоработок
Качественные компоненты
Качественная сборка
Адаптированность к России Неприхотливость к качеству топлива
Ремонтопригодность
Способность выдержать холода
Могут использоваться даже при критически низких температурах и в крайне тяжелых условиях.
Топливная экономичность Большой запас хода
Низкий расход топлива
Средний уровень экономичности.
Распространенность В составе ДГУ
В определенных сферах деятельности
В сервисных компаниях
  • На базе двигателей создаются дизельные электростанции Eisemann, Hitachi, Gesan, SDMO
  • Применяются в авиации, судостроении, компрессорах, строительной и дорожной технике, грузовых и легковых автомобилях, военных машинах
Дополнительные преимущества Габариты
Внешний вид
Экологичность

Volvo Penta (Швеция)
Конструкция Простая
Высокотехнологичная
Двигатели, опережающие время. Имеют электронную систему управления двигателем EMS2.
Режимы работы ESP
PRP
LTP
COP
Хороший прием нагрузки. Среднее время пуска – 6 с.
Ресурс Отсутствие конструкторских недоработок
Качественные компоненты
Качественная сборка
Максимально эффективная конструкция. Работают безотказно. Обладают высоким КПД.
Адаптированность к России Неприхотливость к качеству топлива
Ремонтопригодность
Способность выдержать холода
Минимальная температура холодного пуска — 30° С
Топливная экономичность Большой запас хода
Низкий расход топлива
  • Содержат компрессионные поршневые кольца типа «Keystone» для снижения потерь моторного масла на угар
  • Стоимость одного кВт электроэнергии может быть снижена на 5-7%
Распространенность В составе ДГУ
В определенных сферах деятельности
В сервисных компаниях
  • Разработаны специально для дизель-генераторов. Устанавливается на электростанции SDMO, Pramac, Gesan, Himoinsa
  • Популярны на морских судах
  • Лучшая сервисная сеть в стране
Дополнительные преимущества Габариты
Внешний вид
Экологичность
  • Низкий уровень шума
  • Сниженное воздействие на окружающую среду подстверждено сертификатом Green Commitment

MTU (Германия)
Конструкция Простая
Высокотехнологичная
  • Электронная система управления двигателем с функцией авто-диагностики и возможностью удаленного контроля «ADEC»
  • Встроенная система диагностики неисправностей
Режимы работы ESP
PRP
LTP
COP
Сконструированы специально для работы в режиме Continuous — 24 часа при полной нагрузке.
Ресурс Отсутствие конструкторских недоработок
Качественные компоненты
Качественная сборка
Высокий ресурс — 60 000 часов до капитального ремонта.
Срок службы: более 50 лет Длительные интервалы между плановыми ТО (500 ч).
Адаптированность к России Неприхотливость к качеству топлива
Ремонтопригодность
Способность выдержать холода
Для обслуживания необходимы недешевые расходные материалы, специальное оборудование и высокая квалификация персонала
Топливная экономичность Большой запас хода
Низкий расход топлива
Повышенная экономичность за счет применения особых систем подачи топлива
Распространенность В составе ДГУ
В определенных сферах деятельности
В сервисных компаниях
Используются в сферах, которые требуют повышенной надёжности: оборонный комплекс, железнодорожные и морские суда.
Дополнительные преимущества Габариты
Внешний вид
Экологичность
Низкие уровни шума и вибрации Самый низкий в классе выброс вредных веществ в атмосферу (по немецкому стандарту TA-Luft)

Perkins (Великобритания)
Конструкция Простая
Высокотехнологичная
Насос-форсунки с механическим приводом и электронным управлением (MEUI), подключенные к полностью автономной электронной системе управления, обеспечивают регулирование по классу G3 согласно ISO 8528
Режимы работы ESP
PRP
LTP
COP
Признаны надежными источниками энергии большой мощности
Ресурс Отсутствие конструкторских недоработок
Качественные компоненты
Качественная сборка
Инженерный центр Perkins ведет постоянную работу по усовершенствованию двигателей
Адаптированность к России Неприхотливость к качеству топлива
Ремонтопригодность
Способность выдержать холода
Удлиненный 500-часовой интервал технического обслуживания
Топливная экономичность Большой запас хода
Низкий расход топлива
Распространенность В составе ДГУ
В определенных сферах деятельности
В сервисных компаниях
  • Марка хорошо известна в России
  • Популярна в парках владельцев тракторов и дорожно-строительных машин
  • Более 4000 сервисных центров в Мире
Дополнительные преимущества Габариты
Внешний вид
Экологичность
Допускается использование нескольких видов топлива, например, дизель, авиакеросин, биодизель

FAW (Китай)
Конструкция Простая
Высокотехнологичная
ТНВД рядного типа
Режимы работы ESP
PRP
LTP
COP
Справляются с длительной интенсивной нагрузкой
Ресурс Отсутствие конструкторских недоработок
Качественные компоненты
Качественная сборка
Базовая разработка, компоненты и сборка – лучшее, что может предложить Китай. Однако уровень не дотягивает до мирового
Адаптированность к России Неприхотливость к качеству топлива
Ремонтопригодность
Способность выдержать холода
Для обслуживания не требуется специальное оборудование и высокая квалификация персонала
Топливная экономичность Большой запас хода
Низкий расход топлива
Двигатели форсированы, поэтому расходуют меньше топлива
Распространенность В составе ДГУ
В определенных сферах деятельности
В сервисных компаниях
  • Двигатель слабо известен в мире ДГУ, зато заработал хорошую репутацию в автомобильной сфере. Его используют Toyota, Ford, Mazda, CAT.
  • В России есть официальное представительство, но сервисная сеть не большая
Дополнительные преимущества Габариты
Внешний вид
Экологичность
  • Компактные
  • Хорошее лакокрасочное покрытие

Дизель. Основные типы и конструктивные элементы дизельных двигателей

Дизель представляет собой поршневой мотор внутреннего сгорания, имеет достаточно широкое распространение в современном автомобиле- и судостроении. Такой тип двигателей в отличие от ДВС обладает рядом неоспоримых достоинств; он более мощный, а расход его дешевого дизельного топлива экономичней. От бензинового дизельный двигатель отличается прежде всего особенностями образования и воспламенения смеси. Также за счет высокой степени сжатия они имеют более высокий КПД.

Принцип действия дизеля заключается в соприкосновении топлива со сжатым воздухом с его последующим воспламенением (подача топлива и воздуха — раздельная, независимая друг от друга). Происходит это следующим образом: в цилиндр попадает сильно сжатый вследствие высокого давления воздух, который разогревается до определенной температуры, после чего происходит впрыск топлива, а затем его воспламенение. Энергия приводит поршень в движение, запуская весь механизм.


До 1920 года та система подачи топлива, которая применялась на первых дизельных моторах, не обеспечивала большой частоты вращения коленчатого вала. Это случилось только после изобретения Робертом Бошем топливного насоса высокого давления. (Подробнее об истории дизельного двигателя)

Основные элементы

Основными конструктивными элементами дизельного двигателя являются: топливная система, действие которой направлено на подачу необходимого количества топлива с заданными параметрами давления в определенный момент времени. Система включает: топливный фильтр, ТНВД (топливный насос высокого давления), форсунки. Блок цилиндров, кривошипно-шатунный механизм, картер, газо-распределительный механизм, а также клапаны и поршни, генератор, впускной коллектор. Нагревательные элементы (свечи накаливания), обеспечивающие подогрев воздуха, необходимы для того, чтобы двигатель можно было запускать в холодное время года.

Типы

По типу конструкции дизели бывают тронковыми (здесь них шатун крепится к поршню) и крейцкопфными (шатун присоединяется к специальной конструкции — крейцкопфу, имеющей соединение с поршнем). Каждый из этих видов двигателей обладает преимуществами и недостатками: тронковые более компактные по габаритам, а вот крейцкопфные снижают износ поршня и цилиндра. Однако сегодня они чаще применяются в судоходстве.

По конструкции камеры сгорания подразделяются на двигатели с непосредственным впрыском (камера сгорания не разделена). Такие дизельные моторы, благодаря установленному ТНВД с электронным управлением, работают в экономичном режиме практически без вибрации и шума.

Движки с раздельной камерой сгорания сегодня более распространенный тип силовых агрегатов, устанавливаемый на легковые автомобили. Топливо впрыскивается в дополнительную вихревую камеру, которая соединяется с цилиндром. Именно здесь начинается воспламенение, затем переходит в основную камеру.


Многие современные дизели оснащены специальной системой впрыска топлива Common Rail, особенность которой состоит в том, что горючее подается топливным насосом высокого давления через рампу, а открытие форсунок происходит по сигналу датчиков. Весь процесс автоматизирован и оснащен компьютерной программой.

Во избежании серьезных проблем в работе дизеля следует периодически проходить техническое обслуживание в специализированном сервисном центре. По необходимости квалифицированными специалистами будут произведены диагностика мотора; гарантийный, постгарантийный ремонт с применением высокотехнологичного оборудования. Правильная эксплуатация, а также своевременное обращение к опытным мастерам продлят отличную работу вашего железного друга, сэкономив деньги.


Устройство дизель-генератора

 

Современный дизельный генератор может дополнительно оснащаться устройствами стабилизации напряжения, устройствами защиты от перегрузок и проверки уровня масла, а также различными электрическими системами запуска двигателя. Выпускаемые современными производителями генераторы на дизельном топливе, — это надежные, мощные, экономичные и долговременные поставщики электроэнергии.

Дизель-генераторная станция / установка состоит из силовой установки (дизельный двигатель, генератор), блока управления различных модификаций, жесткой рамы и бака с топливом.

Понятия-аналоги:

дизельная электростанция,

электрогенераторная установка,

дизельный электроагрегат,

дизель-генератор,

дизельгенераторная установка (ДГУ),

Обычно для обозначения менее мощных автономных дизельных источников электроснабжения используют термин «дизель генератор» (ДГ), для более мощных – «дизельная электростанция» (ДЭС). Также используются названия «дизель генераторная установка» (ДГУ) и «дизель электрическая установка» (ДЭУ).

Классификация

Автономные электростанции классифицируются по:

1. виду топлива (дизельные, бензиновые, газовые).

2. назначению (переносные, стационарные)

3. вырабатываемой мощности

4. роду электрического тока, вырабатываемого генератором (переменный, постоянный)

5. продолжительности работы

6. виду пуска (ручной, стартер, автозапуск),

7. способу защиты от атмосферных явлений и вандализма (капот, кожух)

8. виду исполнения (например, на автомобильных и тракторных прицепах)

 

Устройство дизель-генератора

Двигатель

Ключевой узел любой дизельной электростанции – конечно же, двигатель. На дизель-генераторах используются специальные двигатели высокой надежности промышленного типа, которые предназначены для работы на постоянной частоте. Как правило, это 4-тактные дизельные двигатели. Такой дизель снабжается всеми принадлежностями для постоянного или резервного применения на электростанциях, комплектуются сухим воздушным фильтром, механическим или электронным регулятором оборотов, масляным и топливным фильтрами, датчиками давления и температуры.

Возможно применение двигателей с рядным и V-образным расположением цилиндров. Обычно дизель-генераторы с двигателями с рядным расположением цилиндров имеют более узкую и иногда – более длинную раму по сравнению с дизель-генераторами с V-образными дизелями. Устройство и обслуживание рядных двигателей проще. Редко встречаются рядные двигатели с количеством цилиндров больше 6, таким образом, конструкция и устройство дизель генераторов большой мощности предполагает, как правило, использование V-образного двигателя.

На дизель-генераторах мощностью более 15 кВт используются двигатели с жидкостным (радиаторным) охлаждением. Они имеют более простое устройство, более надежны и легче агрегатов с воздушным охлаждением. Сама конструкция двигателей с радиаторным охлаждением подразумевает такие преимущества, как больший ресурс из-за более равномерного охлаждения, более низкий уровень шума, возможность использования в более широком диапазоне температур.

Генератор

В большинстве современных широко применяемых дизельных установок используются синхронные генераторы переменного тока. Это, как правило, промышленные генераторы с горизонтальной осью синхронного типа, бесщеточные, трехфазные (или однофазные на станциях небольшой мощности) на роликовых подшипниках с самовентиляцией внутри кожуха. Устройство бесщеточных генераторов предполагает наличие системы самовозбуждения с саморегуляцией выходного напряжения. Обмотка выполняется, как правило, из электролитической меди и выдерживает высокие температуры нагрева.

Соединительная муфта

Для обеспечения требуемой соосности двигатель и генератор соединяются вместе при помощи конусной муфты. В случае применения одноопорного генератора (генератора с одним опорным подшипником) роль муфты выполняет специальный гибкий диск.

Судовые двигатели и вспомогательные модули

Кампания ООО Элкон – постоянно развивающаяся компания, которая специализируется на поставке судовых двигателей и вспомогательных модулей. А также системы бесперебойного электроснабжения, дизель-генераторы как аварийного, так и вспомогательного назначения. Компания ООО Элкон поставляет только качественную и надежную продукцию. А самое главное, что вся продукция имеет долгосрочную гарантию.

Судовые устройства и их непрерывно растущий спрос на рынке.

Судовые устройства предназначены для работы судна в полном его объеме и со стопроцентной работоспособностью. Каждая деталь выполняет важную функцию, что в комплексе дает надежную работу всего судна. Поэтому для правильной и корректной работы, необходим постоянный контроль и своевременное проведение технического обслуживания. Существуют общесудовые устройства и специальные судовые. К судовым устройствам относятся:

  • Главные судовые дизели
  • Судовые системы управления
  • Вспомогательные дизель-генераторы
  • Аварийные дизель-генераторы
  • Вспомогательные модули

Судовые дизельные двигатели – одно из важных составляющих судовых устройств. Современный дизельный двигатель представляет собой сложную тепловую машину. Судовые дизели состоят из определенных групп деталей, инструментов, систем и устройств. Современный двигатель состоит из фиксированной части двигателя, называемый специальной оболочкой дизельного двигателя, используется для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала, кривошипно-шатунный механизм состоит из следующих частей: поршневые кольца, шатуны, коленчатый вал, кольца.

Судовые системы управления

Судовые системы – это комплекс трубопроводов с арматурой, обслуживающими их цистернами, аппаратами, механизмами, приборами и средствами управления и контроля над ними. Судовые системы обеспечивают целый ряд важных функций в работе судна. Такие как прием или перекачивание водного балласта, что обеспечивает непотопляемость судна, поддержание оптимальной температуры и влажности воздуха в служебных помещениях, а также подача и удаления пресной воды с судна.

В ассортименте компании ОО Элкон имеется одна из самых надежных судовая система управления «Иртыш 7СУ6». Если вы задумались о судовой системе для судна с неограниченным районам плавания (исполнение ОМ4) с классом РРР и отдаете предпочтение надежности, то остановите свой выбор на «Иртыш 7СУ6».

Аварийные дизель генераторы

Не менее важным судовым устройством является аварийный дизель генератор. Аварийный дизель генератор используется в качестве запасного и заменяет работу основного при его неисправности. В процессе эксплуатации основного главного дизель-генератора могут случиться непредвидимые ситуации, когда основной генератор перестает функционировать. В таких моментах и не заменим  аварийный генератор. Классификация аварийных дизель-генераторов не так обширна, и каждый тип предназначен для замены в случи аварии главного генератора.

Аварийный дизель генератор АДГР-315/1500 обеспечивающий нагрузку 315 кВт, используется на крупных суднах, так как является генератором большой мощности. Частота вращения его ротора 1500 оборотов в минуту.

Еще один вид аварийного дизель генератора, которое можно приобрести в ООО Элкон — аварийный дизель генератор АДГР-160/1500. Он применяется как резервный источник питания в системе подачи топлива на основной двигатель, а также в системах разного назначения. В отличие от первого вида данный дизель генератор выдерживает меньшую нагрузку — в 160 кВт.

Все эти судовые устройства вы можете приобрести в ООО Элкон. Наша компания готова в кратчайшие сроки предоставить вам любой вид судовых устройств, представленных на сайте. Сотрудничество с компанией ООО Элкон это надежность, качество и гарантия в точные сроки.

Common rail

Дизельный двигатель, как силовая установка, давно занял лидирующие позиции в сфере коммерческого транспорта. И не мудрено, что такие качества как мощность, экономичность и надежность дизельного двигателя стали востребованы и в легковом транспорте. Современные технологии и конструктивные решения позволили расширить модельный ряд легковых автомобилей, оснащённых дизельными двигателями. Одной из самых распространённых систем является common rail.

Применение технологии common rail позволяет обеспечить низкий расход топлива, снизить шум работы двигателя и повысить экологичность.

COMMON RAIL — что это

Топливная система common rail (дословно – «общая магистраль»). Конструктивно система common rail состоит из трех основных звеньев, каждая из которых включает в себя определенный набор компонентов.

Первое звено — система подачи топлива по магистрали низкого давления. Основными ее элементами являются топливный насос низкого давления и фильтры грубой и тонкой очистки.

Второе звено — линия высокого давления. Включает в себя: топливный насос высокого давления, аккумулятор топлива и форсунки.

Третье звено — электронная система управления, состоит из датчиков, электронного блока управления и исполнительных устройств.

Как работает система common rail

В традиционных системах впрыска давление топлива создается отдельно для каждого цикла впрыска. В системе Common Rail процессы создания давления топлива и собственно впрыска разделены, так что топливо всегда готово к подаче в цилиндр. Давление топлива создается топливным насосом высокого давления. Насос создает давление топлива и подает его по трубопроводу высокого давления к входу в рампу, которая выступает в роли общего резервуара для всех форсунок. Так и появилось название «общая топливная рампа» – Common Rail. Отсюда топливо подается к отдельным форсункам, которые впрыскивают его в камеры сгорания цилиндров.

Разновидности систем common rail.

Система common rail имеет различные модификации.

Общепринятая спецификация различает несколько конфигураций системы common rail. Выбор установленной на автомобиле конфигурации зависит, прежде всего, от транспортного средства (для легковых автомобилей либо грузовых автомобилей). Принципиальная схема работы остается неизменной

Различия касаются, в основном, системы предварительной подачи топлива в контуре низкого давления и организации архитектуры системы.

Кроме того системы common rail могут отличатся схемой реализации используемого типа форсунок.

Тип 1. С  электромагнитным клапаном

Тип 2. С пьезоэлектрическим приводом

Оба типа могут устанавливаться на дизельные двигатели как легкового, так и грузового транспорта.

Проблемы, возникающие при эксплуатации двигателей с системой common rail

Высокая технологичность данной системы позволяет значительно повысить мощность двигателя, гибкость его работы и надежность. Однако применение такой системы накладывает определенные требования к качеству топлива и качеству обслуживания. Дело в том, что выход из строя какого-либо компонента системы, является причиной полной остановки работы двигателя. Особо следует следить за форсунками и их чистотой, так как выход форсунок из строя грозит серьезными тратами.

Профилактика работы системы common rail

Существенно увеличить надежность и ресурс системы common rail позволяет правильное и своевременное техническое обслуживание и соответствующая профилактика.

Прежде всего, необходимо позаботиться о качестве топлива. К сожалению, не всегда есть возможность убедиться в качественных характеристиках топлива. Избежать проблем в таком случае позволяют топливные присадки. На рынке предлагается огромное количество присадок различных производителей. Мы рекомендуем использовать топливные известных производителей, использующих высококачественное сырье и современные технологии. Присадки таких производителей отличаются высокой эффективностью и безопасностью применения.

Система common rail, в силу своих конструктивных особенностей особенно трепетно относиться к чистоте всей системы и форсунок. К сожалению, качество дизельного топлива во многих регионах приводит к повышенному износу системы.

Поэтому, уход за топливной системой common rail следует разделить на два этапа:

Этап 1. Очистка форсунок от нагара и загрязнений. Крайне важный этап, позволяющий избавиться от повышенного нагара на форсунках. Очистку форсунок следует проводить не реже 1 раза в сервисный интервал! Оптимальная частота очистки форсунок – каждые 3-5 тыс км. пробега. К счастью, сейчас для очистки форсунок и топливной системы не нужно ее разбирать. Команда технологов немецкой компании Liqui Moly создала специальный препарат для очистки форсунок от нагара и загрязнений — Промывка дизельных систем Diesel Spulung. Регулярное применение промывки позволяет содержать форсунки в чистоте, тем самым, значительно увеличивая их ресурс.

 Этап 2. Использование защитной (комплексной) топливной присадки. Также необходимый этап при эксплуатации систем с common rail, так как топливная аппаратура значительно страдает от коррозии. Задача данного типа присадок, в первую очередь, защита от коррозии. Мы рекомендуем использовать присадку Liqui Moly Diesel Systempflege. Она прекрасно защищает топливную аппаратуру от коррозии, а за счет специальных компонентов нивелирует низкие смазывающие свойства низкосернистого топлива (Euro стандарта).

Защита топливного фильтра дизельных автомобилей

Топливный фильтр присутствует на любом дизельном автомобиле. Крайне важным является его правильная замена. Подробнее можно прочитать в этой статье.

Особенности эксплуатации системы common rail в зимний период

Не секрет, что самым тяжелым испытанием для топливной аппаратуры дизельного двигателя является его эксплуатация в зимний период.

Морозы и холодный пуск не прибавляют здоровья топливной аппаратуре. Дизельное топливо зимой должно обладать такими же характеристиками, как и в летний период. Для улучшения низкотемпературных свойств топлива и бесперебойной работы системы common rail рекомендуется использовать только качественные антигели! Дизельный антигель Diesel Fliess-Fit является победителем многих тестов как многих температурных тестов, так и обладает великолепными смазывающими свойствами, чего нет у дешевых аналогов.

Он предназначен для поддержания топлива в жидком состоянии при низких температурах до -31 °C. Используется для самых современных дизельных систем — присадка разработана по высочайшим стандартам в отношении безопасности для  систем автомобиля.

Итог

Современные дизельные топливные системы common rail позволяют качественно улучшить характеристики дизельного двигателя, но также и предъявляют более жесткие требования к обслуживанию. Надежность и большой ресурс системы common rail обеспечивается правильным уходом и применением правильных и высокачественных топливных присадок.


ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА | STP® Добавки в масло и топливо

Топливная система состоит из топливного бака, насоса, фильтра и инжектора или карбюратора и предназначена для хранения и подачи топлива в двигатель, когда это необходимо. Каждый компонент должен безупречного работать и обеспечивать ожидаемые ходовые качества автомобиля, а также быть долговечным.

КОМПОНЕНТЫ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ

Со временем характеристики двигателя ухудшаются из-за образования отложений, которые засоряют важнейшие детали топливной системы и приводят к уменьшенной подаче топлива и снижению мощности двигателя.

ВПУСКНОЙ КЛАПАН

Клапан открывается, чтобы в камеру сгорания могла поступать топливовоздушная смесь. Отложения на впускных клапанах могут ограничивать или искажать форму распыления топливовоздушной смеси, поступающей в камеры сгорания. Топливо может удерживаться отложениями на впускном клапане и не поступать в необходимом количестве в камеру сгорания. Правильная добавка к топливу, такая как STP® Долговременный уход за топливной системой бензиновые двигатели или Долговременный уход за топливной системой дизельные двигатели может поддерживать детали системы впуска топлива в чистоте без вредных отложений.

ТОПЛИВНЫЕ ФОРСУНКИ/КАРБЮРАТОРЫ

Топливные форсунки – клапаны, отвечающие за подачу топлива во впускной коллектор двигателя, из которого оно поступает в камеры сгорания. Они предназначены для подачи точного количества распыленного топлива, и малейшие отложения/загрязнения могут нарушить форму факела, что приводит к многочисленным проблемам (ненадежный запуск, неровная работа на холостом ходу, запаздывание зажигания). Очистка топливных форсунок имеет критическое значение для сохранения нормальных ходовых качеств автомобиля. Продукты STP® проходят строжайшие независимые испытания, чтобы гарантировать, что STP® Очиститель форсунок бензинового двигателя или Очиститель топливных форсунок дизельного двигателя восстанавливает 95 % исходного уровня характеристик.
 
До конца 1980-х годов на большинстве автомобилей для создания рабочей смеси использовался карбюратор. Большинство карбюраторов представляют собой устройства без электронных компонентов, используемые для приготовления рабочей смеси, которая может сжиматься и возгораться в двигателе внутреннего сгорания. Карбюраторы в основном были вытеснены электронными системами впрыска топлива.

ПОРШЕНЬ

Поршень перемещается вверх и вниз, преобразуя давление, возникающее при горении рабочей смеси во вращение коленчатого вала. Очищающие добавки, такие как STP® Комплексный уход за топливной системой бензиновые двигатели или Комплексный уход за топливной системой дизельные двигатели, доказали, что они способны эффективно уменьшать или контролировать образование отложений и ухудшение выходных характеристик двигателя.

КАМЕРА СГОРАНИЯ

Место, где происходит сгорание топливовоздушной смеси. Наличие отложений в камере сгорания может влиять на теплообмен и степень сжатия топливовоздушной смеси. Перегрев может вызывать преждевременное зажигание и детонацию.

В некоторых двигателях используются датчики детонации, которые определяют моменты возникновения детонации, моменты, предшествующие детонации, или после детонации. С помощью этих датчиков компьютер изменяет настройки двигателя для устранения этого явления, которое неблагоприятно влияет на характеристики двигателя. Наличие отложений в топливной системе приводит к возникновению детонации, поэтому так важно поддерживать чистоту топливной системы автомобиля, используя такие продукты, как Добавка в топливо STP® Ultra «5 в 1» для бензиновых двигателей.

ДОБАВКИ В ТОПЛИВО STP

®

Моющие добавки варьируются по типу и концентрации. Ниже описываются продукты STP®, предотвращающие, удаляющие отложения или глубоко очищающие детали от них.

  1. STP® Долговременный уход за топливной системой бензиновые двигатели или Долговременный уход за топливной системой дизельные двигатели дает возможность поддерживать чистоту в системе впуска топлива.
  2. STP® Очиститель форсунок бензинового двигателя или Очиститель форсунок дизельного двигателя удаляет отложения для поддержания оптимальных характеристик.
  3. STP® Комплексный уход за топливной системой бензиновые двигатели или Комплексный уход за топливной системой дизельные двигатели очищает всю топливную систему двигателя, поддерживая его идеальное состояние.

Дизельный двигатель — Energy Education

Рис. 1 Схема рядного четырехцилиндрового двигателя. Поршни серого цвета, коленвал зеленого цвета, блок прозрачный [1]

Дизельный двигатель представляет собой тепловой двигатель внутреннего сгорания, работающий на дизельном топливе. Эти двигатели приводят в действие небольшие электрические генераторы, называемые дизельными генераторами, часто в отдаленных районах, а также двигатели легковых и грузовых автомобилей (как больших, так и малых).

Процессы

Зажигание топлива

Дизельные двигатели воспламеняют свое топливо за счет сжатия.Температура молекул газа повышается при уменьшении объема по закону идеального газа (если газ при этом не охлаждается). Дизельные двигатели полагаются на это. Поршень сжимает воздух в цилиндре (см. рис. 1), сильно нагревая его. Затем дизельное топливо распыляется в форсунках, и в горячий воздух распыляется туман. Горячий воздух сразу воспламеняет топливо, обеспечивая воспламенение. [2]

Это воспламенение заставляет дизельное топливо сгорать с кислородом из атмосферы, что превращает химическую энергию в повышенную температуру, что позволяет газу выталкивать поршень обратно, см. рис. 1.

В холодном состоянии в дизельных двигателях используется нагретый кусок металла, называемый свечой накаливания, который способствует воспламенению дизеля. [3]

Запуск

Запуск дизельного двигателя сложнее запуска бензинового из-за того, что дизельные двигатели воспламеняют свое топливо. Стартер дизельного двигателя должен быть достаточно мощным, чтобы сжимать газ внутри цилиндров, воспламеняя дизельно-воздушную смесь. Это требует более высокой потребляемой мощности, чем традиционный двигатель с искровым зажиганием, поэтому дизельные двигатели имеют более надежные батареи.

Детали дизельного двигателя

Блок

Блок является основой двигателя. Это большой металлический блок, обычно алюминиевый или стальной, с прорезанными в нем отверстиями для цилиндров.

Цилиндры

Работа выполняется в цилиндрах двигателя. Топливо впрыскивается в цилиндры, где оно воспламеняется при сжатии дизельного топлива и воздуха, что приводит к взрыву. Этот взрыв приводит в движение поршни, совершая работу, позволяя транспортному средству двигаться вперед.

Поршни

Поршни — это устройства, которые скользят вверх и вниз внутри цилиндров. Их работа состоит в том, чтобы скользить внутрь и наружу, соединенные с коленчатым валом, чтобы сжимать воздух, впрыскиваемый в камеру — это вызывает нагрев воздуха. Объем воздуха, поступающего в камеру, сжимается примерно в 14-25 раз по сравнению с первоначальным объемом. [4]

Распредвал

основной артикул

Распределительный вал — это устройство, которое управляет синхронизацией двигателя.Работа распределительного вала заключается в регулировании подачи топлива в двигатель и выпуска выхлопных газов. Эта, казалось бы, простая работа может оказать большое влияние на работу двигателя.

Форсунки

Топливная форсунка предназначена для распыления топлива. Это означает превращение жидкого топлива в туман, что резко увеличивает площадь его поверхности. Это позволяет топливу сгорать быстрее, давая больший импульс поршню. Топливные форсунки — это улучшение по сравнению с карбюраторами, поскольку они требуют меньшего обслуживания и лучше распыляют топливо.Впрыск топлива обеспечивает более высокую эффективность двигателя, что может привести к увеличению мощности и увеличению расхода топлива.

Коленчатый вал

основной артикул

Коленчатый вал является наиболее важной частью двигателя, поскольку он соединяет части вместе и позволяет двигателю создавать мощность. Его цель состоит в том, чтобы превратить прямолинейное (вверх и вниз) движение поршней во вращательное движение. Один конец коленчатого вала прикреплен к распределительному валу через зубчатый ремень.Другой конец подключен к маховику, который регулирует мощность, выходящую из двигателя, что-то вроде защиты от перенапряжения для вашего компьютера.

Стартер

Это одно из самых больших отличий дизельного двигателя от бензинового. Поскольку дизельные двигатели воспламеняют свое топливо за счет сжатия, стартер должен быть в состоянии вызвать это сжатие, чтобы двигатель начал двигаться. Это означает, что аккумулятор автомобиля с дизельным двигателем должен быть более мощным, чем аккумулятор автомобиля с бензиновым двигателем.

Для дальнейшего чтения

Ссылки

Бензиновые и дизельные двигатели

: в чем разница?

1) UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.

2) Для получения информации о результатах программы и другой информации посетите сайт www.uti.edu/disclosures.

3) Приблизительно 8000 из 8400 выпускников UTI в 2019 году были готовы к работе. На момент составления отчета около 6700 человек были трудоустроены в течение одного года после выпуска, что в общей сложности составляет 84%.Эта ставка не включает выпускников, недоступных для трудоустройства в связи с продолжающимся образованием, военной службой, состоянием здоровья, лишением свободы, смертью или статусом иностранного студента. В рейтинг входят выпускники, прошедшие программы повышения квалификации для производителей, и лица, занятые на должностях которые были получены до или во время обучения в области ИМП, при этом основные должностные обязанности после его окончания совпадают с образовательными и учебными целями программы. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.

5) Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях, использующих предоставленное обучение, в первую очередь в качестве техников для автомобилей, дизельных двигателей, ремонта после столкновений, мотоциклов и морских техников. Некоторые выпускники UTI устраиваются на работу в рамках своей области обучения на должности, отличные от в качестве техника, например: помощник по запчастям, автор услуг, производитель, покраска и подготовка к покраске, а также владелец / оператор магазина. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.

6) Достижения выпускников УТИ могут различаться.Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату. ИМП это учебное заведение и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.

7) Для прохождения некоторых программ может потребоваться более одного года.

10) Финансовая помощь, стипендии и гранты доступны тем, кто соответствует требованиям. Награды различаются в зависимости от конкретных условий, критериев и штата.

11) См. сведения о программе, чтобы узнать о требованиях и условиях, которые могут применяться.

12) На основе данных, составленных Бюро статистики труда США, Прогнозы занятости (2016–2026), www.bls.gov, просмотрено 24 октября 2017 года. вакансии по классификации должностей: Техники и механики по обслуживанию автомобилей, 75 900; Специалисты по механике автобусов и грузовиков и дизельным двигателям, 28 300 человек; Кузовные и смежные ремонтные мастерские, 17 200. Вакансии включают вакансии в связи с ростом и чистые замены.

14) Программы поощрения и права сотрудников определяются работодателем и доступны в определенных местах. Могут действовать особые условия. Поговорите с потенциальными работодателями, чтобы узнать больше о программах, доступных в вашем регионе.

15) Оплачиваемые производителем программы повышения квалификации проводятся UTI от имени производителей, которые определяют критерии и условия приемки. Эти программы не являются частью аккредитации UTI. Программы доступны в некоторых местах.

16) Не все программы аккредитованы ASE Education Foundation.

20) Пособия по программе VA могут быть доступны не во всех кампусах.

21) GI Bill® является зарегистрированным товарным знаком Министерства по делам ветеранов США (VA). Дополнительную информацию о льготах на образование, предлагаемых VA, можно найти на официальном сайте правительства США.

22) Грант Salute to Service предоставляется всем имеющим право на участие ветеранам во всех кампусах. Программа Yellow Ribbon утверждена в наших кампусах в Эйвондейле, Далласе/Форт-Уэрте, Лонг-Бич, Орландо, Ранчо Кукамонга и Сакраменто.

24) Технический институт NASCAR готовит выпускников для работы в качестве автомехаников начального уровня. Выпускники, изучающие факультативы, посвященные NASCAR, также могут иметь возможность трудоустройства в отраслях, связанных с гонками. Из выпускников 2019 года, сдавших факультативы, примерно 20% нашли возможности, связанные с гонками. Общий уровень занятости в NASCAR Tech в 2019 году составил 84%.

25) Ориентировочная средняя годовая заработная плата техников и механиков по обслуживанию автомобилей в Бюро статистики труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г.UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Достижения выпускников UTI могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату. Зарплата начального уровня может быть ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях, использующих предоставляемое обучение, в первую очередь в качестве автомобильных техников. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от техников, таких как сервисный писатель, инспектор смога и менеджер по запчастям.Информация о заработной плате для Содружества Массачусетса: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве техников и механиков по обслуживанию автомобилей в Содружестве. штата Массачусетс (49-3023) составляет от 30 308 до 53 146 долларов США (Развитие труда и рабочей силы штата Массачусетс, данные за май 2019 г., просмотрено 2 июня 2021 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасовой оплаты средних 50% квалифицированных автомобильных техников в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 20 долларов.59. Бюро статистики труда не публикует данные начального уровня. данные о заработной плате. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 14,55 и 11,27 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г. Специалисты автомобильной службы и механики, просмотрено 2 июня 2021 г.)

26) Ориентировочная средняя годовая заработная плата сварщиков, резчиков, паяльников и сварщиков в сфере занятости и заработной платы Бюро статистики труда США, май 2020 г.UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. ИМП достижения выпускников могут быть разными. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату. Начальный уровень зарплата может быть ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях, использующих предоставляемое обучение, в первую очередь в качестве техников-сварщиков. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от техников, например, сертифицированный инспектор и контроль качества.Информация о заработной плате для Содружества Массачусетса: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих сварщиками, резчиками, паяльщиками и сварщиками в Содружестве Массачусетса (51-4121) составляет от 34 399 до 48 009 долларов США (Развитие труда и рабочей силы штата Массачусетс, данные за май 2019 г., просмотрено 2 июня 2021 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасового заработка средних 50% квалифицированных сварщиков в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 20 долларов.28. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. данные. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 16,97 и 14,24 доллара соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г. Сварщики, резчики, паяльщики, и Brazers, просмотрено 2 июня 2021 г.)

27) Не включает время, необходимое для прохождения квалификационной предварительной программы продолжительностью 18 недель, плюс дополнительные 12 или 24 недели обучения для конкретного производителя, в зависимости от производителя.

28) Ориентировочная средняя годовая заработная плата специалистов по ремонту автомобилей и связанных с ними ремонтных мастерских согласно данным Бюро статистики труда США о занятости и заработной плате, май 2020 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. выпускников УТИ достижения могут быть разными. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату. Заработная плата начального уровня может быть ниже.Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве техников по ремонту после столкновений. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от техников, например, оценщик, сметчик и инспектор. Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве ремонтников автомобильных кузовов и связанных с ними автомобилей (49-3021) в Содружестве Массачусетс. составляет от 30 765 до 34 075 долларов США (Развитие труда и рабочей силы штата Массачусетс, данные за май 2019 года, просмотрено 2 июня 2021 года, https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасовой оплаты средних 50% квалифицированных техников по ДТП в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 23,40 доллара США. Бюро статистики труда не публикует данные начального уровня. данные о заработной плате. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 17,94 и 13,99 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г.Автомобильный кузов и все, что с ним связано Ремонтники, просмотрено 2 июня 2021 г.)

29) Ориентировочная средняя годовая заработная плата механиков автобусов и грузовиков и специалистов по дизельным двигателям в отчете Бюро статистики труда США о занятости и заработной плате, май 2020 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать занятость или оплата труда. Достижения выпускников UTI могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработная плата.Зарплата начального уровня может быть ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях, использующих предоставляемое обучение, в первую очередь в качестве техников-дизелистов. Некоторые выпускники UTI устраиваются на работу по своей специальности на должности, отличные от дизельных. техник по грузовым автомобилям, например, техник по обслуживанию, техник по локомотивам и техник по морским дизелям. Информация о заработной плате для Содружества Массачусетса: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих механиками автобусов и грузовиков. и специалистов по дизельным двигателям (49-3031) в Содружестве Массачусетса — от 34 323 до 70 713 долларов (Развитие труда и рабочей силы штата Массачусетс, данные за май 2019 г., просмотрено 2 июня 2021 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: Министерство труда США оценивает почасовой заработок в среднем 50% для квалифицированных дизельных техников. в Северной Каролине, опубликованной в мае 2021 года, стоит 23,20 доллара. Бюро статистики труда не публикует данные о заработной плате начального уровня. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 19,41 и 16,18 долларов соответственно. (Бюро труда Статистика, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г.Механики автобусов и грузовиков и специалисты по дизельным двигателям, просмотрено 2 июня 2021 г.)

30) Ориентировочная средняя годовая заработная плата механиков мотоциклов в отчете Бюро статистики труда США о занятости и заработной плате, май 2020 г. MMI является образовательным учреждением и не может гарантировать занятость или заработную плату. Достижения выпускников ММИ может различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату.Зарплата начального уровня может быть ниже. Программы MMI готовят выпускников к карьере в отраслях с использованием предоставляемого обучения, в первую очередь в качестве техников по мотоциклам. Некоторые выпускники MMI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от техников, например, специалист по сервисному обслуживанию, специалист по оборудованию. техническое обслуживание и запчасти. Информация о заработной плате для Содружества Массачусетс: Средняя годовая заработная плата начального уровня для лиц, работающих в качестве механиков по мотоциклам (49-3052) в Содружестве Массачусетса, составляет 30 157 долларов США (Массачусетс). Labour and Workforce Development, данные за май 2019 г., просмотрено 2 июня 2021 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасового заработка средних 50% квалифицированных специалистов по ремонту мотоциклов в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 15,94 доллара США. Бюро статистики труда не публикует данные начального уровня. данные о заработной плате. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 12,31 и 10,56 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г.Механика мотоциклов, просмотрено 2 июня 2021 г.)

31) Ориентировочная средняя годовая заработная плата механиков моторных лодок и техников по обслуживанию в Бюро статистики труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г. MMI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Достижения выпускников ММИ могут различаться. Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату.Зарплата начального уровня может быть ниже. Программы MMI готовят выпускников к карьере в отраслях с использованием предоставляемого обучения, в первую очередь в качестве морских техников. Некоторые выпускники MMI устраиваются на работу в своей области обучения на должности, отличные от техников, такие как техническое обслуживание оборудования, инспектор и помощник по запчастям. Информация о заработной плате для Содружества Массачусетса: средний годовой диапазон заработной платы начального уровня для лиц, работающих в качестве механиков моторных лодок и техников по обслуживанию (49-3051) в Содружество Массачусетса составляет от 30 740 до 41 331 долл. США (Развитие труда и рабочей силы штата Массачусетс, данные за май 2019 г., просмотрено 2 июня 2021 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасовой оплаты средних 50% квалифицированного морского техника в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 18,61 доллара США. Бюро статистики труда не публикует данные начального уровня. данные о заработной плате. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 15,18 и 12,87 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г.Механика моторных лодок и Специалисты по обслуживанию, просмотрено 2 июня 2021 г.)

33) Курсы различаются в зависимости от кампуса. Для получения подробной информации свяжитесь с представителем программы в кампусе, в котором вы заинтересованы.

34) Расчетная медианная годовая заработная плата операторов станков с числовым программным управлением в отчете Бюро статистики труда США о занятости и заработной плате, май 2020 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать занятость или заработную плату. Достижения выпускников UTI могут различаться.Индивидуальные обстоятельства и заработная плата зависят от личных данных и экономических факторов. Опыт работы, отраслевые сертификаты, местонахождение работодателя и их компенсационные программы влияют на заработную плату. Зарплата начального уровня может быть ниже. Программы UTI готовят выпускников к карьере в отраслях с использованием предоставленного обучения, в первую очередь в качестве техников по обработке с ЧПУ. Некоторые выпускники UTI получают работу в рамках своей области обучения на должностях, отличных от техников, таких как оператор ЧПУ, подмастерье машиниста и инспектор обработанных деталей.Информация о заработной плате для Содружества Массачусетса: средняя годовая заработная плата начального уровня для лиц, занятых в качестве операторов станков с компьютерным управлением, слесарных и Пластик (51-4011) в Содружестве Массачусетса стоит 37 638 долларов США (Массачусетское развитие труда и рабочей силы, данные за май 2019 г., просмотрено 2 июня 2021 г., https://lmi.dua.eol.mass.gov/lmi/OccupationalEmploymentAndWageSpecificOccupations#). Информация о заработной плате в Северной Каролине: оценка Министерства труда США почасовой оплаты средних 50% квалифицированных станков с ЧПУ в Северной Каролине, опубликованная в мае 2021 года, составляет 20 долларов.24. Бюро статистики труда не публикует данные начального уровня. данные о заработной плате. Однако 25-й и 10-й процентили почасового заработка в Северной Каролине составляют 16,56 и 13,97 долларов соответственно. (Бюро статистики труда, Министерство труда США, профессиональная занятость и заработная плата, май 2020 г. Компьютерное числовое управление Операторы инструментов, просмотрено 2 июня 2021 г.)

37) Курсы Power & Performance не предлагаются в Техническом институте NASCAR. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.Для получения информации о результатах программы и другой раскрытой информации посетите сайт www.uti.edu/disclosures.

38) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 году общая занятость в стране по каждой из следующих профессий составит: Техники и механики автомобильного обслуживания, 705 900 человек; Сварщики, резчики, паяльщики и паяльщики — 452 400 человек; Автобус и грузовик Специалисты по механике и дизельным двигателям — 296 800 человек; Кузовные и связанные с ними ремонтные мастерские — 161 800; и операторы станков с числовым программным управлением, 154 500 человек.См. Таблицу 1.2. Занятость по профессиям, 2020 г. и прогноз на 2030 г., Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

39) Повышение квалификации доступно для выпускников только при наличии курса и свободных мест. Студенты несут ответственность за любые другие расходы, такие как плата за лабораторные работы, связанные с курсом.

41) Для техников и механиков автомобильной службы U.S. Бюро статистики труда прогнозирует в среднем 69 000 вакансий в год в период с 2020 по 2030 год. Вакансии включают вакансии в связи с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами. См. таблицу 1.10 Профессиональные увольнения и вакансии, прогноз на 2020–2030 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI — это образовательное учреждение. и не может гарантировать занятость или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

42) Для сварщиков, резчиков, паяльщиков и сварщиков пайки U.S. Бюро статистики труда прогнозирует в среднем 49 200 вакансий в год в период с 2020 по 2030 год. Вакансии включают вакансии в связи с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами. См. таблицу 1.10 Профессиональные увольнения и вакансии, прогноз на 2020–2030 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI — это образовательное учреждение. и не может гарантировать занятость или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

43) Для механиков автобусов и грузовиков и специалистов по дизельным двигателям: U.S. Бюро статистики труда прогнозирует в среднем 28 100 вакансий в год в период с 2020 по 2030 год. Вакансии включают вакансии в связи с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами. См. Таблицу 1.10. Увольнения по профессиям и вакансии, прогноз на 2020–2030 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. учреждения и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

44) Для кузовных мастерских и связанных с ними ремонтных мастерских U.S. Бюро статистики труда прогнозирует в среднем 15 200 вакансий в год в период с 2020 по 2030 год. Вакансии включают вакансии в связи с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами. См. Таблицу 1.10. Профессиональные увольнения и вакансии, прогноз на 2020–2030 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI — это образовательное учреждение. и не может гарантировать занятость или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

45) Для операторов станков с числовым программным управлением код U.S. Бюро статистики труда прогнозирует в среднем 16 500 вакансий в год в период с 2020 по 2030 год. Вакансии включают вакансии в связи с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами. Видеть Таблица 1.10. Увольнения по профессиям и вакансии, прогноз на 2020–2030 годы, Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. учреждения и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

46) Учащиеся должны поддерживать минимальный средний балл 3,5 и посещаемость 95%.

47) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 году общая занятость техников и механиков автомобильного обслуживания в стране составит 705 900 человек. gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

48) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 году общая занятость в стране для механиков автобусов и грузовиков и специалистов по дизельным двигателям составит 296 800 человек.См. Таблицу 1.2. Занятость по профессиям, 2020 г. и прогноз на 2030 г., Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

49) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 г. общая занятость в автомобильных кузовных и смежных ремонтных мастерских составит 161 800 человек. Бюро трудовой статистики США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено в ноябре 18, 2021.

50) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 году общая занятость сварщиков, резчиков, паяльщиков и сварщиков в стране составит 452 400 человек. Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату.Обновлено в ноябре 18, 2021.

51) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 году общая занятость операторов станков с числовым программным управлением в стране составит 154 500 человек. www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

52) Бюро статистики труда США прогнозирует среднегодовое количество вакансий по стране в каждой из следующих профессий в период с 2020 по 2030 год: техников и механиков по обслуживанию автомобилей, 69 000; Механика автобусов и грузовиков и дизельный двигатель Специалисты — 28 100 человек; и сварщики, резчики, паяльщики и паяльщики — 49 200 человек.Вакансии включают вакансии в связи с чистыми изменениями занятости и чистыми заменами. См. Таблицу 1.10 Увольнения и вакансии, прогнозируемые на 2020–2030 годы, Бюро США. of Labor Statistics, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 года. UTI является образовательным учреждением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Утверждено 18 ноября 2021 г.

53) Бюро статистики труда США прогнозирует, что к 2030 г. общая занятость в стране по каждой из следующих профессий составит: Техники и механики автомобильного обслуживания — 705 900 человек; Сварщики, резчики, паяльщики и паяльщики — 452 400 человек; Автобус и грузовик Специалисты по механике и дизельным двигателям, 296 800 человек.См. Таблицу 1.2. Занятость по специальностям, 2020 г. и прогноз на 2030 г., Бюро статистики труда США, www.bls.gov, просмотрено 18 ноября 2021 г. UTI является учебным заведением и не может гарантировать трудоустройство или заработную плату. Обновлено 18 ноября 2021 г.

Универсальный технический институт штата Иллинойс, Inc. одобрен Отделом частного бизнеса и профессиональных школ Совета высшего образования штата Иллинойс.

границ | Преимущества и недостатки дизельных однотопливных и двухтопливных двигателей

Введение

Двигатель на обедненной смеси, с воспламенением от сжатия (CI) и непосредственным впрыском (DI) является наиболее эффективным двигателем внутреннего сгорания (ДВС) (Zhao, 2009; Mollenhauer and Tschöke, 2010).Он производит выбросы закиси азота и твердых частиц (ТЧ) на выходе из двигателя, которые нуждаются в последующей очистке, чтобы соответствовать чрезвычайно низким предельным значениям, установленным для транспортных средств (Lloyd and Cackette, 2001; Burtscher, 2005; Maricq, 2007), несмотря на качество воздуха. не только транспортные выбросы, но и многие другие источники. Одних лишь стратегий сжигания (Khair and Majewski, 2006) было недостаточно для соблюдения порога выбросов, и требовались специальные катализаторы сжигания обедненной смеси, особенно для NOx в дополнение к сажевым фильтрам в выхлопных газах.Несмотря на свой экономический успех, дизельные двигатели столкнулись с еще более строгим законодательством по выбросам во всем мире (Knecht, 2008; Zhao, 2009) ценой поэтапного отказа от технологии, нацеленной на нереалистичные минимальные постепенные улучшения.

У дизеля как и у всего есть плюсы и минусы. Он имеет эффективность преобразования топлива при полной и частичной нагрузке, превышающую эффективность стехиометрических двигателей с искровым зажиганием (SI), как с прямым впрыском, так и с впрыском топлива через порт (PFI). CIDI ICE имеют пиковую эффективность около 50% и эффективность выше 40% на большинстве скоростей и нагрузок.Напротив, SI ICE имеют пиковую эффективность в середине 30%, и эта эффективность резко снижается при снижении нагрузки. ДВС CI поставляют механическую энергию по запросу с эффективностью преобразования топлива, которая также выше, чем эффективность электростанций, работающих на сжигании топлива, вырабатывающих электроэнергию. По данным EIA (2018), в 2017 году в США угольные парогенераторы работали со средним КПД 33,98%. Бензиновые и газовые парогенераторы работают примерно с одинаковым КПД, 33.45 и 32,96%. Газотурбинные генераторы работают с пониженным КПД 25,29% на нефти и 30,53% на природном газе. КПД генераторов с двигателями внутреннего сгорания больше, чем у газотурбинных и парогенераторов, на 33,12% с нефтью и 37,41% с природным газом. Генераторы внутреннего сгорания превосходят только парогазовые генераторы, не на бензине с КПД 34,78%, а на природном газе с КПД 44,61%.

По сравнению с электромобилями CIDI ICE по-прежнему имеют неоспоримые преимущества для транспортных приложений (Boretti, 2018).Однако CIDI ICE страдает от плохой репутации, ставящей под угрозу его потенциал. В недавнем прошлом дизельные двигатели CIDI CIDI не смогли обеспечить удельные выбросы NOx в циклах сертификации при холодном пуске во время прогрева в реальных графиках вождения, которые сильно отличались от циклов сертификации (Boretti, 2017; Boretti and Lappas, 2019). Это досадное происшествие было использовано против CIDI ICE, чтобы создать впечатление, что этот двигатель экологически небезопасен для выбросов загрязняющих веществ, хотя это не так.

Большие выбросы NOx двигателями CIDI ICE являются результатом большого образования NOx в цилиндрах при работе с избыточным обеднением воздуха стехиометрии в сочетании с неправильной работой системы доочистки. Катализатор обедненной смеси ДВС CIDI менее развит, чем трехкомпонентный каталитический (TWC) стехиометрический ДВС SI (Heywood, 1988; Zhao, 2009; Mollenhauer and Tschöke, 2010; Reşitoglu et al., 2015). Кроме того, не учитывалась длительная рабочая разминка (Boretti and Lappas, 2019).Кроме того, некоторые производители, использующие впрыск мочевины для последующей обработки, решили вводить меньше мочевины, чем это необходимо, если это не требуется строго сертификацией выбросов. Точно так же некоторые производители также сосредоточили внимание на вопросах управляемости и экономии топлива, а не на выбросах, когда их не задавали строго, вдали от условий эксплуатации, вызывающих озабоченность при сертификации выбросов. Таким образом, несоответствие выбросам NOx в случайно выбранных условиях не было фундаментальным недостатком ДВС CIDI в целом, а только конкретных продуктов, разработанных в соответствии с нормами выбросов и требованиями рынка конкретного времени.Это не рассматривается недоброжелателями ДВС CIDI, поскольку эти двигатели оснащены уловителями частиц с почти идеальной эффективностью, движение автомобилей, оснащенных этими двигателями, в районах с высоким уровнем загрязнения приводит к лучшим условиям выхлопной трубы, чем условия впуска, для твердых частиц, что способствует к очистке воздуха.

В настоящей публикации представлен честный обзор плюсов и минусов экономичного сжигания, CIDI ICE, которые намного лучше, чем предполагалось. Поскольку ICE, безусловно, будет востребован в ближайшие десятилетия, дальнейшие улучшения экономичного сжигания CIDI ICE будут полезны для экономики и окружающей среды.В дополнение к дизельным ДВС CIDI в этой работе также рассматриваются двухтопливные двигатели дизель-СПГ (Goudie et al., 2004; Osorio-Tejada et al., 2015; Laughlin and Burnham, 2016), дизель-СПГ (Maji et al. , 2008; Shah et al., 2011; Ryu, 2013) или дизельное топливо на сжиженном нефтяном газе (Jian et al., 2001; Ashok et al., 2015). Работа с небольшим количеством дизельного топлива и гораздо большим (в энергетическом отношении) количеством гораздо более легкого углеводородного топлива с уменьшенным содержанием углерода до водорода позволяет дополнительно снизить выбросы твердых частиц на выходе из двигателя, а также CO 2 и освобождение от компромисса PM-NOx, который влияет на стратегии впрыска только дизельного топлива, также снижает выбросы NOx на выходе двигателя.Также рассмотрены тенденции развития двухтопливных ДВС CIDI.

Использование биодизеля для производства дизельного топлива с низким содержанием углерода с использованием однотопливного подхода, безусловно, является еще одним вариантом сокращения выбросов CO 2 . Хотя эта возможность не влияет на выбросы загрязняющих веществ, производство биотоплива в целом растет, но не ожидаемыми темпами (IEA, 2019), а проблема продуктов питания и топлива (Ayre, 2007; Kingsbury, 2007; Inderwildi and King, 2009) также может иметь отрицательное значение в мире с прогнозируемым неизбежным кризисом воды и продовольствия (United Nations, 2019).Кроме того, преимущества биотоплива по сравнению с LCA являются давними спорными спорами в литературе (McKone et al., 2011).

Существует возможность выбросов метана из двухтопливных двигателей, работающих на природном газе и дизеле (Camuzeaux et al., 2015). Поскольку метан является мощным парниковым газом, этот аспект следует учитывать при определении целей по сокращению выбросов парниковых газов. Существует не только возможность утечки метана из транспортных средств, оснащенных двухтопливными дизельными двигателями СПГ. Существуют также выбросы метана при добыче нефти и газа.Помимо выбросов метана при добыче природного газа, существуют выбросы электроэнергии, связанные с эксплуатацией завода СПГ. Хотя СПГ (и КПГ), безусловно, по-прежнему будет давать преимущества по сравнению с дизельным топливом, это преимущество может быть меньшим, чем то, что можно было бы вывести из соотношения С-Н в топливе. Безусловно, существует проблема сокращения выбросов метана, связанных с добычей, транспортировкой и сжижением природного газа (Ravikumar, 2018).

Наконец, несмотря на то, что фумигация природным газом для двухтопливных дизельных двигателей широко используется, поскольку она намного проще и может быть достигнута за счет низкотехнологичных преобразований, и, таким образом, большинство транспортных средств используют этот подход, дизельные двигатели переводятся на дизельное топливо и фумигируют природным газом. страдают от значительного снижения эффективности преобразования топлива по сравнению соригинальный дизель, как с полной, так и с частичной нагрузкой, а также с уменьшенной мощностью и плотностью крутящего момента. Если природный газ смешивается (фумигируется) с всасываемым воздухом перед подачей в цилиндр, а в качестве источника воспламенения используется дизельное топливо, то количество вводимого природного газа ограничивается возможностью детонации предварительно перемешанной смеси. Кроме того, нагрузка обычно регулируется дросселированием впуска, как в обычных бензиновых двигателях, а не количеством впрыскиваемого топлива, как в дизельном двигателе.Поскольку цель состоит в том, чтобы обеспечить равные или лучшие характеристики (мощность, крутящий момент, переходный режим) и выбросы новейшего дизельного двигателя с двухтопливной конструкцией, эта двухтопливная конструкция должна предусматривать непосредственный впрыск дизельного и газообразного топлива.

Происхождение плохой репутации дизеля

Плохая репутация дизельных двигателей и в целом двигателей внутреннего сгорания (ДВС) является результатом действий Калифорнийского совета по воздушным ресурсам (CARB), а также Агентства по охране окружающей среды США (EPA) (Parker , 2019), с « Diesel-gate » — это всего лишь один шаг уловки.

В свое время водородная экономика была более вероятной будущей моделью транспорта, лучше любой другой альтернативы, учитывая прерывистость производства энергии ветра и солнца (Crabtree et al., 2004; Muradov and Veziroglu, 2005; Marbán and Valdés- Солис, 2007). Предполагалось, что в транспортных средствах будут использоваться ДВС, работающие на возобновляемом водороде (H 2 -ДВС), с необходимостью всего, кроме кардинальных изменений в технологии двигателей, но усилия в основном будут направлены на хранение и распределение.Примерно в те же дни была популярна идея экономики метанола, в которой метанол, произведенный с использованием возобновляемого водорода и CO 2 , уловленных на угольных электростанциях, был прямой заменой традиционного бензинового топлива (Olah, 2004). , 2005). Модель H 2 -ICE стала историей после того, как CARB обсудил выпуск BMW Hydrogen 7, первого автомобиля с двигателем внутреннего сгорания, который был доставлен на рынок и не был квалифицирован как автомобиль с нулевым уровнем выбросов (CO 2 ). В 2005 году BMW предложила автомобиль Hydrogen 7 как автомобиль с нулевым уровнем выбросов.Горящий водород, в выхлопной трубе был в основном водяной пар и абсолютно не было выбросов CO 2 , но Агентство по охране окружающей среды США не согласилось с нулевым выбросом CO 2 (Nica, 2016). Агентство по охране окружающей среды США заявило, что у автомобиля все еще был ДВС, с возможностью того, что масло, используемое для смазки, могло попасть в цилиндр, в результате чего образовался CO 2 . Тот факт, что общий расход масла составлял ничтожно малые 0,04 л масла на 1000 км, не учитывался. Из-за неофициального обсуждения BMW прекратила исследования водородного ДВС.После этого все остальные производители оригинального оборудования прекратили свои исследования и разработки.

Что касается негативного отношения CARB и US EPA к ДВС в целом, то в 2011 году BMW предложила в качестве концепт-кара аккумуляторно-электрический i3 с возможностью увеличения запаса хода (Ramsbrock et al., 2013; Scott and Burton, 2013) . Расширитель диапазона представлял собой небольшой бензиновый ДВС, питающий генератор для подзарядки аккумулятора. Внедрив расширитель диапазона, удалось увеличить запас хода автомобиля и снизить стоимость, вес и объем аккумуляторной батареи, что является серьезной проблемой для экономики и окружающей среды.Поскольку производство планировалось начать только в 2013 году, CARB сразу же поспешила установить правила, чтобы предотвратить оптимизацию этой концепции, выпустив в 2012 году (CARB, 2012) слишком длинный регламент, предписывающий использовать расширитель диапазона только для достижения ближайшей перезарядки. точка. Помимо других требований, CARB запросил у автомобиля с увеличенным запасом хода номинальный полностью электрический запас хода не менее 75 миль, запас хода меньше или равен запасу хода от аккумуляторной батареи вспомогательной силовой установки и, наконец, чтобы вспомогательная силовая установка не должна включаться до полного разряда аккумуляторной батареи.В результате из-за всех этих ограничений BMW изо всех сил пыталась сделать расширитель запаса хода конкурентоспособным, и в конечном итоге они недавно прекратили производство i3 с расширителем запаса хода (Autocar, 2018).

Эти два события помогают объяснить « дизель-гейт » 2015 года и последующее « дизель-фобия ». Дизельный двигатель был популярен (для легковых автомобилей) в основном в Европе, и ЕС продвигал дизельные автомобили для решения проблем изменения климата. В то время было ясно, что преждевременный переход на электрическую мобильность мог обернуться экономической и экологической катастрофой.Таким образом, группа Volkswagen стала мишенью скандала с « дизельными воротами ». Дизельные ДВС обеспечивали низкие выбросы CO 2 , конкурентоспособные с аккумуляторными электромобилями в анализах жизненного цикла, при этом выбрасывая меньше загрязняющих веществ, чем предписано, по результатам испытаний, предписанных в то время. Легковые автомобили были проверены на соответствие правилам выбросов в течение установленного цикла в лаборатории в повторяющихся условиях с использованием надлежащего оборудования. Международный совет по чистому транспорту (ICCT) организовал несколько случайных поездок по дорогам различных дизельных транспортных средств и измерения загрязняющих веществ с помощью PEM.Они обнаружили, что транспортные средства, оптимизированные для производства низких удельных (на км) выбросов CO 2 и загрязняющих веществ в определенных условиях, не могли обеспечить такие же удельные выбросы при любых других условиях, как это было логично ожидать. Агентство по охране окружающей среды выпустило уведомление о нарушении против Volkswagen, что привело к наложению огромного штрафа в следующих судебных действиях. « Diesel-gate » на сегодняшний день стоил VW более 29 миллиардов долларов в виде штрафов, компенсаций и выкупов, в основном в Соединенных Штатах (физ.орг, 2018). Часть миллиарда долларов Volkswagen в конечном итоге пошла на поддержку мобильности электромобилей на батареях, финансируя инфраструктуру подзарядки электромобилей в Соединенных Штатах отдельными поставщиками (O’Boyle, 2018). « Diesel-gate » затем использовался для определения конца мобильности на основе ICE (Raftery, 2018; Taylor, 2018).

Предполагаемый избыточный выброс NOx транспортными средствами, оснащенными дизельными ДВС CIDI, который начинается с « дизельный вентиль », по-прежнему популярен, несмотря на то, что он не соответствует действительности (Chossière et al., 2018) утверждает, что дизельные автомобили стали причиной преждевременной смерти 2700 человек только в Европе в 2015 году из-за их « избыточных » выбросов NOx. Данная работа не является объективной при анализе выбросов дизельного двигателя. Неверно утверждать, что дизельные автомобили в ЕС выбрасывают гораздо больше NOx на дороге, чем нормативные пределы. Как было написано ранее, правила выбросов регулировали выбросы загрязняющих веществ в конкретных условиях лабораторных испытаний, а не во всех других возможных условиях.Неразумно ожидать конкретной экономии топлива и выбросов регулируемых загрязняющих веществ и двуокиси углерода, которые не зависят от конкретного испытания. Чтобы иметь выброс « избыток », сначала необходимо установить предел для конкретного применения, а затем измерить « избыток » при конкретных условиях. Утверждение о преждевременной смертности, вызванной избыточными выбросами NOx от дизельных транспортных средств, основано на завышенном дифференциальном выбросе NOx, предполагая, что выбросы намного хуже, чем фактические выбросы, и сравнивая эти выбросы с маловероятной эталонной ситуацией с почти нулевым уровнем выбросов.Утверждение также основано на завышенном отнесении количества смертей к этому дифференциальному выбросу. Эти два предположения не подтверждаются проверенными данными.

Поскольку более современные дизельные автомобили заменили еще более загрязняющие окружающую среду автомобили, единственное возможное объективное утверждение, которое может быть сделано о выбросах старых и новых дизельных автомобилей в Европе, основанное на неоспоримых доказательствах, основано только на правилах подачи жалоб на выбросы. время их регистрации. Поскольку правила выбросов становятся все более строгими, хотя это подтверждается только лабораторными сертификационными испытаниями, как показано в Таблице 1, неверно предполагать, что дизельные ДВС CIDI выбрасывают больше NOx, чем раньше.В то время как дизельные легковые автомобили, соответствующие стандарту Евро-6, должны были выбрасывать менее 0,08 г/км NOx при покрытии NEDC в лабораторных испытаниях, дизельным автомобилям, соответствующим стандартам Евро-5-3, разрешалось выбрасывать 0,18, 0,25 и 0,50 г/км на тот же тест, и дизельные автомобили, соответствующие стандартам Евро 1 и 2, должны были подтвердить только порог выбросов 0,7-0,9 и 0,97 г/км в том же тесте. Нет никаких измерений, доказывающих, что старые дизельные автомобили, которые соответствовали прежним правилам Евро, были более экологичными по всем критериям загрязняющих веществ, включая NOx, во время реального вождения, чем новейшие дизельные автомобили.Кроме того, характеристики выбросов обычно ухудшаются с возрастом, а отсутствие технического обслуживания может еще больше усугубить ситуацию. Это делает утверждение Chossière et al. (2018) непоследовательно.

Таблица 1 . Нормы выбросов Европейского Союза для легковых автомобилей (категория M) принудительной (бензиновой) и компрессионной (дизельной) конструкции.

Преимущества и недостатки механизма CIDI Lean-Burn

Основным преимуществом ДВС CIDI, работающего на обедненной смеси, является эффективность преобразования топлива, которая намного выше, чем у стехиометрических ДВС SI, как при полной, так и при частичной нагрузке (Heywood, 1988; Zhao, 2009; Mollenhauer and Чоке, 2010).В то время как легковые автомобили с обедненной смесью ДВС CIDI, работающие на дизельном топливе, имеют пиковую эффективность преобразования топлива около 45%, пиковая эффективность легковых автомобилей со стехиометрическими ДВС SI, работающих на бензине, составляет всего около 35%. Уменьшая нагрузку на количество впрыскиваемого топлива, эффективность преобразования топлива при сжигании обедненной смеси, CIDI ICE высока в большей части диапазона нагрузок. И наоборот, при снижении нагрузки, дросселирующей впуск, эффективность преобразования топлива стехиометрического ДВС SI резко ухудшается при уменьшении нагрузки.Это дает возможность легковым автомобилям, оснащенным системой CIDI ICE, потреблять гораздо меньше топлива и, следовательно, выбрасывать намного меньше CO 2 во время ездовых циклов (Schipper et al., 2002; Zervas et al., 2006; Johnson). , 2009; Чжао, 2009; Молленхауэр и Чоке, 2010; Боретти, 2017, 2018; Боретти и Лаппас, 2019).

Дожигание на обедненной смеси в целом (дизельные ДВС CIDI изначально работают на обедненной смеси, за исключением случаев экстремального использования рециркуляции отработавших газов, EGR), однако, намного менее эффективны, чем стехиометрическая последующая обработка конвертерами TWC бензиновых ДВС SI (Lloyd и Cackette, 2001; Burtscher, 2005; Maricq, 2007).Следовательно, выбросы регулируемых загрязняющих веществ, в частности, NOx, в течение рабочих циклов, которые в значительной степени отклоняются от циклов сертификации, являются намного более продолжительными и требуют, чтобы двигатель работал в значительной степени полностью прогретым, намного больше в ДВС, работающих на обедненной смеси, чем в стехиометрические ДВС. Кроме того, ДВС CIDI, работающие на обедненной смеси, содержат твердые частицы, что является обычным явлением, даже в меньшей степени, для двигателей с прямым впрыском топлива, включая ДВС SI DI. ТЧ возникает, когда впрыскиваемая жидкость, еще жидкая, взаимодействует с пламенем, в результате чего образуется сажа.Сажа образуется в богатых топливом областях камеры сгорания (Hiroyasu and Kadota, 1976; Smith, 1981; Neeft et al., 1997). Таким образом, для двигателей CIDI ICE с обедненной смесью необходимы ловушки для частиц (Neeft et al., 1996; Saracco et al., 2000; Ambrogio et al., 2001; Mohr et al., 2006). Это, однако, также является возможностью, поскольку циркуляция в зонах с фоновыми твердыми частицами может привести к лучшему качеству воздуха в выхлопной трубе, чем на впуске. Дополнительным недостатком двигателей CIDI, работающих на обедненной смеси, является то, что эти двигатели, как правило, с турбонаддувом, стоят дороже.Двухтопливная работа на сжиженном нефтяном газе, сжиженном природном газе или сжиженном природном газе не создает никаких недостатков с точки зрения регулируемых загрязняющих веществ или CO 2 , а только дает преимущества.

Эффективность преобразования топлива

Не нацеливаясь на рекуперацию отработанного тепла (WHR), дизельные двигатели CIDI CIDI доказали свою способность достигать пиковой эффективности преобразования топлива около 50%, обеспечивая при этом чрезвычайно высокое среднее эффективное давление торможения в гонках на выносливость (Boretti and Ordys, 2018). Благодаря высокому давлению, высокой степени распыления, высокой скорости потока и быстродействующим форсункам, стратегии многократного впрыска позволяют контролировать процессы сгорания, происходящие в объеме камеры сгорания, для наилучшего компромисса между работой давления, повышением давления и пиковое давление.

В то время как системы рекуперации отработанного тепла (WHR), безусловно, могут улучшить стационарную эффективность преобразования топлива в дизельных двигателях (Teng et al., 2007, 2011; Teng и Regner, 2009; Park et al., 2011; Wang et al., 2014; Yu et al., 2016; Shi et al., 2018), переходные процессы при холодном пуске являются ахиллесовой пятой традиционных WHR. Кроме того, WHR добавляют вес, тепловую инерцию, проблемы с упаковкой и сложность. Инновационные концепции для WHR с использованием контура охлаждающей жидкости в качестве предварительного нагрева модифицированного турбопарогенератора (Freymann et al., 2008, 2012) без необходимости двойного контура требуют значительных усилий в области исследований и разработок.

Важны результаты, достигнутые Audi в гонках на выносливость (Audi, 2014 г.) менее чем за десятилетие разработок. С 2006 по 2008 год Audi использовала V12 TDI в Audi R10 TDI. Двигатель объемом 5,5 л развивал крутящий момент 1100 Нм. На номинальной скорости очень тихо работающий двигатель с двойным турбонаддувом производил примерно 480 кВт. В 2009 и 2010 годах Audi перешла на V10 TDI в Audi R15 TDI. Он был короче и легче двенадцатицилиндрового.Рабочий объем 5,5 л был распределен на два цилиндра меньше. Двигатель имел мощность около 440 кВт и крутящий момент более 1050 Нм. Верхние значения BMEP превышали 24 бара. Затем, с 2011 по 2013 год, Audi перешла на V6 TDI в Audi R18 TDI, R18 ultra и R18 e-Tron Quattro. Объем двигателя был уменьшен до 3,7 л. Легкий и компактный V6 TDI развивал мощность более 397 кВт и крутящий момент более 900 Нм. Система Common-Rail создавала давление до 2600 бар. Верхние значения BMEP превышали 30 баров.

Когда основное внимание уделялось экономии топлива, в 2014 году двигатель V6 TDI в Audi R18 e-Tron Quattro был оснащен модернизированным двигателем V6 TDI с увеличенным до 4,0 л рабочим объемом. Максимальная мощность составляла 395 кВт, а максимальный крутящий момент — более 800 Нм. Давление закачки составляло более 2800 бар. Расход топлива снизился более чем на 25% по сравнению с 3,7-литровым двигателем. Последняя (2016 г.) мощность 4-литрового двигателя составляла 410 кВт, что соответствует крутящему моменту 870 Нм при максимальной скорости 4500 об/мин.Это соответствует 27,3 бар BMEP в рабочей точке максимальной скорости/максимальной мощности. Последние двигатели имели ограниченный расход топлива, так что для системы рекуперации энергии (СУР) мощностью 6 МДж на торможение максимальный расход топлива составлял 71,4 кг/ч. Для дизельного топлива с низшей теплотой сгорания (НТС) 43,4 МДж/кг мощность расхода топлива составила 860,8 кВт. Таким образом, максимальная мощность была получена при пиковом КПД силового тормоза η = 0,475, что намного больше, чем пиковый КПД многих серийных быстроходных дизелей, которые могут работать до пикового КПД η = 0.45 при более низких оборотах двигателя.

Из расчетов максимальный крутящий момент, а также максимальная эффективность торможения были получены при частоте вращения <4500 об/мин, что является технологическим пределом диффузионного горения (Boretti and Ordys, 2018). Из-за постоянного времени, необходимого для испарения топлива и его смешивания с воздухом, фаза диффузионного сгорания имеет продолжительность, выраженную в градусах угла поворота коленчатого вала, которая увеличивается с увеличением числа оборотов двигателя. Таким образом, при скоростях выше 4500 об/мин длина фазы сгорания обычно становится чрезмерной, и при более низких оборотах получается гораздо лучшая мощность.Пиковый крутящий момент, скорее всего, превышал 916 Нм, что соответствует 29 барам BMEP. Пиковая эффективность преобразования топлива, скорее всего, приближалась к η = 0,50. Дальнейшие разработки для гонок были в пределах досягаемости, когда деятельность была остановлена ​​после « дизель-гейт ». Более высокое давление впрыска и более продвинутый турбонаддув, такой как современная электронная турбина F1 или супертурбонаддув (Boretti and Castelletto, 2018; Boretti and Ordys, 2018), могли бы быть полезны для дизельных двигателей обычного производства для легковых автомобилей.

Лабораторные испытания выбросов

Предыдущая сертификация выбросов, проводившаяся производителями оригинального оборудования (OEM) и не прошедшая независимую проверку, имела недостатки из-за неточностей в тестах и ​​неадекватности цикла сертификации (Boretti, 2017; Boretti and Lappas, 2019). Короткий, сильно стилизованный новый европейский ездовой цикл (NEDC) был крайне далек от реальных условий вождения, с которыми сталкиваются европейские пассажиры пригородной зоны. Поскольку OEM-производители были вынуждены на протяжении более двух десятилетий сосредоточить свои RandD на производстве двигателей, соответствующих требованиям и экономичных в течение этого цикла, с усугублением холодного запуска, другие возможные варианты использования не регулировались и оставлялись на усмотрение OEM.Неточности (и осторожность) в способах проведения испытаний привели к множеству несоответствий, начиная с большого разброса выбросов углекислого газа (CO 2 ) при потреблении теоретически одного и того же литра топлива (Boretti and Lappas, 2019). Новый Всемирный согласованный цикл испытаний легковых автомобилей (WLTC), недавно заменивший NEDC из-за « дизельных ворот » (Chossière et al., 2018), лучше, поскольку он немного длиннее. Тем не менее, это по-прежнему связано с условиями вождения, отличными от тех, которые возникают в часы пик в перегруженных районах (Boretti and Lappas, 2019).

В исторической перспективе правила выбросов из года в год ужесточались и ужесточались, но объявлялось, что они измеряются только во время предписанных лабораторных испытаний. В таблице 1 представлены нормы выбросов Европейского Союза (ЕС) для легковых автомобилей (категория M) с принудительным (бензин) и компрессионным (дизельным) зажиганием. Несгоревшие углеводороды (НС)+NOx для бензина и дизельного топлива предусмотрены только в стандартах Евро 1 и 2. Выбросы были протестированы в рамках NEDC с использованием лабораторной процедуры динамометрического стенда.На протяжении многих лет к OEM-производителю требовалось производить автомобили, выбрасывающие меньше загрязняющих веществ, чем регламентированное, в течение определенного сертификационного цикла во время лабораторных испытаний. Вождение в реальном мире было нематериальной концепцией, не воплощенной в каких-либо конкретных законодательных требованиях. Снижение предельных значений выбросов NOx и твердых частиц в стандартах Евро 5 и 6 привело к резкому увеличению затрат на доочистку и к увеличению, а не снижению расхода топлива, а иногда и к проблемам с управляемостью.Еще раз важно понять компромисс между экономией топлива и выбросами загрязняющих веществ и осознать, что чрезмерные запросы по одному критерию могут привести к невозможности выполнения других критериев.

Выбросы от вождения в реальном мире

Только недавно в Европейском союзе (ЕС) были введены тесты на выбросы при реальном вождении (RDE). Выбросы дорожных транспортных средств теперь измеряются с помощью портативных анализаторов выбросов (PEM). Тест RDE должен длиться 90–120 минут и включать один городской (<60 км/ч), один сельский (60–90 км/ч) и один автомагистральный (>90 км/ч) сегменты равного веса, преодолевая расстояние не менее 16 км.Затем в предельных значениях выбросов RDE используются коэффициенты соответствия для соотнесения с лабораторными испытаниями на динамометрическом стенде. Что касается NOx, коэффициент соответствия составляет 2,1 с сентября 2017 года для новых моделей и с сентября 2019 года для всех новых автомобилей. Другие факторы соответствия еще предстоит определить. Хотя тест RDE по-прежнему не является репрезентативным для реального вождения в перегруженных районах, он является неточным, субъективным, невоспроизводимым и еще не определяющим (Boretti and Lappas, 2019), но это, безусловно, шаг вперед.

Австралийские данные о реальных выбросах от вождения транспортных средств, действующих до введения новых правил, предложены ABMARC (ABMARC, 2017). В отчете, подготовленном для Австралийской автомобильной ассоциации, представлены результаты испытаний на выбросы и расход топлива 30 различных легковых и легких коммерческих автомобилей, измеренных с помощью PEMS на дорогах Австралии. Большинство автомобилей соответствовало стандартам Евро 4, 5 и 6, а 1 из них соответствовало стандартам Евро 2. Реальный расход топлива испытанных автомобилей по сравнению с результатами сертификационного цикла был в среднем на 23 % выше, у дизельных автомобилей — на 21 %, с 4 % ниже до 59 % выше, у бензиновых автомобилей — на 24 % выше, от от 3% ниже до 55% выше.У одного автомобиля, работающего на сжиженном газе, расход топлива в реальных условиях был на 27 % выше, чем результат сертификационного цикла. У одного подключаемого гибридного автомобиля реальный расход топлива был на 166 % выше, чем результат сертификационного цикла с полным зарядом, и на 337 % выше при тестировании с низким уровнем заряда. Данные о расходе топлива для автомобилей с сажевым фильтром включают применение поправочного коэффициента для учета регенерации фильтра.

Таким образом, расхождения между лабораторными тестами и реальным вождением были разными не только для автомобилей, оснащенных дизельными ДВС CIDI, но и для автомобилей с бензиновыми ДВС SI, а также с традиционными и гибридными силовыми агрегатами.Однако основное отличие заключалось в выбросах NOx дизельных двигателей CIDI CIDI. В последних правилах EURO автомобили должны были соответствовать все более строгим стандартам выбросов регулируемых загрязняющих веществ, а также сокращать выбросы CO 2 . Поскольку эти требования были противоречивыми и трудновыполнимыми, несоответствие между реальным потреблением топлива и результатами сертификационного цикла увеличивается с увеличением стандарта. Автомобили, соответствующие стандарту Евро-6, имели наибольшее расхождение между реальным миром и результатами сертификационного цикла.

Что касается выбросов, то 13 транспортных средств превысили удельные выбросы NOx, установленные для цикла сертификации. Из этих 13 автомобилей 11 были дизельными. Только 1 из 12 автомобилей с дизельным двигателем продемонстрировал удельный выброс NOx в пределах цикла сертификации. Пять автомобилей с бензиновым двигателем превысили лимит выбросов CO в цикле сертификации. Только 1 дизельное транспортное средство превышало лимит ТЧ в сертификационном цикле. В среднем выбросы NOx и твердых частиц дизельными автомобилями были в 24 и 26 раз выше, чем у бензиновых автомобилей, а выбросы CO дизельными автомобилями были в 10 раз ниже, чем у бензиновых автомобилей.Автомобили с дизельным двигателем превысили предельные значения NOx для сертификационного цикла на 370 %, в то время как автомобили с бензиновым двигателем выбросили 43 % предельных значений NOx для сертификационного цикла. Транспортные средства с бензиновым двигателем выбросили 95% выбросов CO в цикле сертификации. Автомобили с дизельным двигателем выбрасывают 20% выбросов CO в цикле сертификации. Что касается ТЧ, то автомобили с дизельным двигателем выбрасывают 43% предельного количества ТЧ в сертификационном цикле, а автомобили с двумя бензиновыми двигателями и непосредственным впрыском топлива (GDI) выбрасывают 26% от предельного значения ТЧ в сертификационном цикле.Что касается выбросов NOx двигателей CI, работающих на обедненной смеси, результаты измерений были лучше, чем то, что было заявлено в ходе « дизельных ворот » или заявлено в таких работах, как (Chossière et al., 2018).

Введены новые правила начиная с « дизельных ворот », а также улучшены дизельные двигатели CIDI. Европейские данные о реальных выбросах от вождения транспортных средств после введения новых правил предложены ACEA (2018a). В ходе должным образом проведенной экспериментальной кампании в воспроизводимых условиях с соответствующим оборудованием и с применением научного метода Европейская ассоциация автопроизводителей (ACEA) недавно показала, что все 270 испытанных дизельных автомобилей были ниже предельных значений выбросов, установленных недавно установленными тесты вождения в реальном мире (RDE), как общие, так и городские.Ни один из автомобилей не превышал удельный выброс NOx в 165 мг/км, который сейчас предписан (ACEA, 2018a), рис. 1. Подробные результаты утверждения типа для 270 типов дизельных транспортных средств, соответствующих требованиям RDE, доступны в ACEA (2018b) . Результаты RDE для отдельных транспортных средств можно найти в (ACEA, 2018c).

Новые данные, опубликованные ACEA, недвусмысленно свидетельствуют о том, что дизельные автомобили последнего поколения выбрасывают на дорогу низкий уровень выбросов загрязняющих веществ и являются экономичными. Испытания проводились в реальных условиях водителями различных национальных органов по официальному утверждению типа.За прошлый год на европейский рынок было представлено 270 новых типов дизельных автомобилей, сертифицированных по последнему стандарту Euro 6d-TEMP. Все эти дизельные автомобили показали очень хорошие результаты ниже порогового значения NOx теста RDE, который теперь применяется ко всем новым типам автомобилей с сентября 2017 года. У большинства этих автомобилей выбросы NOx значительно ниже более строгого порогового значения, которое будет обязательным с января 2020 года. RDE тест гарантирует, что уровни выбросов загрязняющих веществ, измеренные во время новых лабораторных испытаний WLTP, будут подтверждены на дороге.Каждый протестированный автомобиль представляет собой «семейство », состоящее из аналогичных автомобилей разных модификаций. Эта деятельность доказывает, что автомобили с дизельным двигателем, доступные в настоящее время на рынке, имеют низкий уровень выбросов в любых приемлемых условиях. Немецкий автомобильный клуб (ADAC) недавно подсчитал, что на 30 октября 2018 года было доступно 1206 различных автомобилей, соответствующих RDE, как бензиновых, так и дизельных (ADAC, 2018a). Следовательно, дизельные ДВС CIDI не заслуживают той плохой репутации, которую они получили из-за « дизельных ворот », что является скорее политическим, чем технологическим вопросом.

Современные дизельные автомобили, поддерживаемые политикой обновления парка и в сочетании с альтернативными силовыми агрегатами, могут сыграть важную роль, помогая городам двигаться к достижению целей в области качества воздуха, повышая при этом эффективность использования топлива и снижая выбросы CO 2 в краткосрочной и среднесрочной перспективе. . Недавние дорожные испытания, проведенные ADAC (2018b), показали, что новейшие дизельные автомобили выбрасывают в среднем на 85% меньше NOx, чем автомобили Евро-5, а самые эффективные дизельные автомобили стандарта Евро-6, соответствующие RDE, выбрасывают на 95–99% меньше выбросов. NOx, чем автомобили Евро 5.Каждый протестированный автомобиль выбрасывает меньше, чем предельные значения для каждого регулируемого загрязняющего вещества. Эти автомобили также обеспечивают исключительную экономию топлива. Кроме того, существует возможность производить еще меньше CO 2 и меньше регулируемых загрязняющих веществ, переходя на двухтопливное дизельное топливо — СПГ, КПГ или СНГ.

PM Преимущества автомобилей с дизельным двигателем

Дизельные двигатели не являются целевыми из-за их вклада ТЧ в транспортный сектор в общее качество воздуха. Однако, поскольку качество воздуха во многих частях мира плохое, а сажевые фильтры могут помочь улучшить качество воздуха, аргумент PM может фактически быть использован в пользу дизельной мобильности, а также против альтернатив, таких как электрический. мобильность.Хотя неверно утверждать, что более современные дизельные автомобили выбрасывают « избыток » NOx и ухудшают качество воздуха, более современные дизельные автомобили способствуют очистке воздуха загрязненных территорий, например, от твердых частиц. Из таблицы 1 видно, что старые автомобили с дизельным двигателем производились в соответствии с гораздо менее строгими правилами в отношении ТЧ. Загрязнители воздуха выбрасываются из многих природных и антропогенных источников, последние включают сжигание ископаемого топлива при производстве электроэнергии, в промышленности, в быту, на транспорте, в промышленных процессах, при использовании растворителей, в сельском хозяйстве и при переработке отходов.Следовательно, наличие транспортных средств с выбросами ТЧ из выхлопных газов потенциально ниже, чем во впуске, — это возможность очистить воздух.

Табачный дым в окружающей среде (ETS) вызывает загрязнение помещений мелкими ТЧ, превышающее предельные значения для транспортных средств. Данные, сравнивающие выбросы ТЧ от ETS и дизельного автомобиля Евро-3, показывают, что концентрации ТЧ внутри помещений в 10 раз превышают концентрации, выбрасываемые дизельным автомобилем Евро-3, работающим на холостом ходу (Invernizzi et al., 2004). Пределы PM были значительно улучшены в Евро 4, 5 и 6, в 10 раз, если быть точным.Исследование Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) (Martuzzi et al., 2006) показывает значительное воздействие PM 10 на здоровье городского населения в 13 крупных итальянских городах, которое оценивается в 8 220 смертельных случаях в год, что связано с концентрациями PM 10 выше 20 мкг/м. Это 9% смертности от всех причин (исключая несчастные случаи) среди населения старше 30 лет. Эти уровни PM 10 не являются результатом обращения новейших, чистых дизельных автомобилей.

Характеристики дизельных сажевых фильтров (DPF) относительно сложны (Fiebig et al., 2014). Новейшие технологии DPF более эффективны при больших размерах, но менее эффективны или даже неэффективны при меньших нанометровых размерах. Мониторинг часто ограничивается PM 10 – частицами диаметром 10 микрометров или PM 2,5 – частицами диаметром 2,5 микрометра. DPF может улавливать от 30% до более чем 95% микрометрических PM (Barone et al., 2010). При оптимальном DPF выбросы PM могут быть снижены до 0,001 г/км или менее (Fiebig et al., 2014), что в 5 раз ниже нынешнего значения 0.005 Евро 6. Хотя эта массовая мера не учитывает загрязнение субмикронными и нанометровыми частицами, в настоящее время нет контроля над этим типом загрязняющих веществ из любого источника.

Если новые дизельные автомобили не выбрасывают в атмосферу больше NOx, чем более старые дизельные автомобили, они, безусловно, выбрасывают гораздо меньше ТЧ, и, возможно, в некоторых обстоятельствах они способны очищать воздух от ТЧ, образующихся из других источников, которые не учитываются должным образом директивными органами. . Случай Гонконга, который не является худшим на Земле, описан в Haas (2017).Помимо местных выбросов из различных источников, в том числе от легковых автомобилей, в Гонконг попадает значительное количество загрязняющих веществ, привезенных из материкового Китая. Хотя данные о загрязняющих веществах в Китае ограничены, хорошо известно, что Гонконг сталкивается с серьезными проблемами со здоровьем, связанными с загрязнением воздуха, в основном импортируемым с материка. Загрязнение воздуха в Гонконге не так сильно, как в Китае или Индии, где токсичное облако, получившее название « airpocalypse », часто покрывает значительную часть этих стран, но это все еще хороший пример того, как все больше дизельных автомобилей вытесняется более современными автомобилями. дорожные старые транспортные средства, оказывающие положительное влияние.

Из многих типов аэрозольных частиц, циркулирующих в атмосфере, одним из самых разрушительных является PM 2,5 . Во многих районах Китая и Индии уровни PM 2,5 и PM 10 намного превышают нормы ВОЗ, рис. 10 20 мкг/м 3 . Во всем мире средний уровень загрязнения атмосферного воздуха колеблется от <10 до более 100 мкг/м 3 для ТЧ 2 .5 , и от <10 до более 200 мкг/м 3 , для ТЧ 10 . Широко распространены случаи плохого качества воздуха не только в Китае и Индии. Тем не менее, промышленный центр южного побережья Китая является одним из районов с самым сильным загрязнением, таким как Пекин и Дели. В то время как пекинский «аэропокалипсис » подавляется радикальными мерами, в основном направленными на использование угля, но также ограничивающими движение любых транспортных средств (Южная Китайская Морнинг Пост, 2018), «аэропокалипсис » в Дели выходит на новый уровень. резко возросла, в том числе благодаря « сжиганию стерни » в районах (Indiatimes, 2018).

Рисунок 2 . Карта PM 2.5 для Азии осенью 2018 года в почти реальном времени. Показаны только области, охваченные станциями. Изображение с сайта Berkeley Earth, www.berkeleyearth.org.

Качество воздуха в Гонконге далеко не превосходное (Haas, 2017). Уровни загрязняющих веществ превышают стандарты ВОЗ уже более 15 лет. В пиковые периоды они более чем в пять раз превышали допустимые уровни. Выбросы от транспортных средств и судов являются одними из крупнейших местных источников загрязнения.Электростанции также играют свою роль, поскольку они почти полностью зависят от ископаемого топлива, в основном угля. Однако около 60-70% ТЧ поступает из материкового Китая. Этот поток чрезвычайно актуален, особенно в зимнее время, когда ввозимые ТЧ составляют около 77% от общего количества. В последние годы резко возросли заболеваемость астмой и бронхиальными инфекциями. Только в Гонконге было более 1600 реальных, а не гипотетических, как у Chossière et al. (2018), преждевременная смерть в 2016 г. только из-за загрязнения воздуха (Haas, 2017).

Помимо улучшения стандартов на топливо и расширения использования электромобилей, значительное внедрение современных дизельных автомобилей, оснащенных улавливателями частиц, может дополнительно способствовать улучшению качества воздуха в городе, которое все еще не соответствует ни одному из рекомендаций ВОЗ.Что касается возможности использования электромобилей, подзаряжаемых электростанциями, работающими на горючем топливе, то электромобили могут фактически способствовать загрязнению ТЧ. Согласно Ходану и Барнарду (2004 г.), самым крупным источником PM 2,5 из антропогенных источников является износ шин и дорожного покрытия. Поскольку электромобили тяжелее и имеют больший мгновенный крутящий момент, чем автомобили с ДВС, они производят намного больше PM 2,5 . Следовательно, большее количество электромобилей сделает Гонконг еще более грязным из PM, поскольку они производят PM 2.5 , и они не могут сжигать ТЧ, образующиеся из других источников, таких как дизельный ДВС CIDI, оснащенный уловителем частиц.

Как показано на Рисунке 1 и в Таблице 1, автомобили, оснащенные новейшими двигателями с воспламенением от пыли, не производят избыточного количества NOx, а из рисунков 2 и 3 видно, что во многих регионах мира концентрации ТЧ в воздухе намного выше, чем можно обнаружить в выхлопной трубе автомобилей, оснащенных новейшими дизельными двигателями CIDI, Таблица 1, и NO 2 концентрации также достаточно велики. Работа на двух видах топлива: СПГ, КПГ или СНГ с неизмененным в остальном транспортным средством, на котором установлен сажевый фильтр, может еще больше способствовать очистке окружающего воздуха от твердых частиц.

Рисунок 3 . Среднемесячные концентрации для Китая в январе 2015 г.: PM 2,5 вверху и NO 2 внизу. Изображения с сайта Berkeley Earth, www.berkeleyearth.org.

Преимущества двухтопливного дизельного топлива — СПГ/СНГ/СПГ

Современные технологии

Дизель-СПГ (Goudie et al., 2004; Osorio-Tejada et al., 2015; Laughlin and Burnham, 2016), дизель-СПГ (Maji et al., 2008; Shah et al., 2011; Ryu, 2013) или дизельное топливо на сжиженном нефтяном газе (Jian et al., 2001; Ashok et al., 2015) двигатели обеспечивают такие показатели, как эффективность преобразования дизельного топлива и удельная мощность, при этом улучшая выбросы как для регулируемых загрязняющих веществ (PM, NOx), так и для CO 2 . Благодаря криогенному хранению СПГ можно использовать для большегрузных автомобилей. LPG (и CNG) может быть предпочтительным в легковых автомобилях и транспортных средствах малой грузоподъемности.

Дизельные двигатели по-прежнему выделяют значительное количество двуокиси углерода (CO 2 ) и выбросы твердых частиц (ТЧ) из-за диффузионного сгорания жидкого дизельного топлива с высоким отношением С/Н.Выбросы оксидов азота (NOx) на выходе из двигателя также характерны для работы на обедненной смеси с избытком воздуха (Heywood, 1988). И PM, и NOx могут быть уменьшены за счет последующей обработки, хотя стратегии сжигания дизельного топлива часто определяются для наилучшего соотношения NOx-PM.

Использование газообразного топлива с пониженным содержанием углерода, такого как природный газ, который в основном представляет собой метан CH 4 , в жидкой форме, как СПГ, или в газовой форме, как СПГ, или сжиженный нефтяной газ (СНГ), который в основном представляет собой пропан C 3 H 8 , имеет интуитивно понятные основные преимущества по выбросам CO 2 по сравнению сдизель переменного состава, но ориентировочно C 13,5 H 23,6 . Поскольку испарение намного проще, существуют также преимущества для выбросов ТЧ и, таким образом, косвенно также для выбросов NOx, по сравнению с дизельным двигателем (Kathuria, 2004; Chelani and Devotta, 2007; Yeh, 2007; Engerer and Horn, 2010; Лин и др., 2010; Кумар и др., 2011).

LNG, CNG и LPG имеют меньшее отношение углерода к водороду. Следовательно, выбрасывается намного меньше CO 2 для получения той же мощности с примерно такой же эффективностью преобразования топлива.CNG — это впрыскиваемый газ. СПГ тоже газ в нормальных условиях. Сжиженный газ в нормальных условиях жидкий, но испаряется намного быстрее, чем дизель. Это практически сводит к нулю выбросы ТЧ (кроме тех, которые исходят от пилотного дизеля). Поскольку СПГ, КПГ и СНГ являются высокооктановым топливом с низким цетановым числом, их трудно использовать отдельно в двигателе с воспламенением от сжатия. Проблема решается за счет работы на двух видах топлива (westport.com, 2019a,b). Небольшое количество дизельного топлива производит воспламенение. СПГ, КПГ или СНГ, впрыскиваемые до или после воспламенения от впрыска дизельного топлива, могут затем гореть предварительно смешанным или диффузионным способом.Первая фаза сгорания вызывает быстрое нарастание давления. Скорость сгорания второй фазы определяется скоростью впрыска СПГ, КПГ или СНГ, направленной на поддержание давления во время первой части такта расширения.

Одной из основных проблем при использовании СПГ или КПГ является удельный объем топлива, поскольку плотность газа при нормальных условиях низкая. Это создает проблемы для системы впрыска, для которой требуются форсунки с гораздо большей площадью поперечного сечения дизеля, и значительно затрудняет быстрое срабатывание, возможности многократного впрыска, характерные для новейших дизельных форсунок.Это также проблема хранения, поскольку объем топлива, необходимый для данного количества энергии на борту транспортного средства, намного больше, чем у дизельного топлива. СПГ имеет лучшую объемную плотность, но для поддержания низкой температуры ему нужна криогенная система. СПГ имеет меньшую объемную плотность и дополнительно нуждается в баллонах под давлением.

Система Westport HPDI для дизельного топлива и СПГ/СПГ — это технология, хорошо зарекомендовавшая себя десятилетиями (Li et al., 1999; westport.com, 2015). Вначале HPDI представлял собой простой основной впрыск природного газа после пилотного/преддизельного впрыска.В последнее время HPDI развивается в сторону более сложных стратегий, модулирующих предварительное смешивание и диффузионное сжигание природного газа, как это было предложено Боретти (2013).

Традиционный HPDI в тяжелых ДВС позволяет ДВС, работающему на природном газе, сохранять производительность, аналогичную дизелю, при этом получая большую часть своей мощности от природного газа. Небольшой пилотный впрыск дизельного топлива (5–10% энергии топлива) используется для воспламенения газовой струи с прямым впрыском. Природный газ горит в контролируемом смешивании, диффузионном режиме горения (Li et al., 1999; westport.com, 2015).

Технология будущего

Несколько работ описывают тенденции развития технологии HPDI. Мактаггарт-Коуэн и др. (2015) отчет о двухтопливных форсунках на 600 бар для СПГ. Событие сгорания СПГ ограничивается давлением впрыска, которое определяет скорость смешивания и сгорания. Значительное повышение эффективности и снижение количества твердых частиц достигаются при высоких нагрузках и особенно на более высоких скоростях за счет увеличения давления впрыска с традиционных 300 бар до новейших 600 бар.Горение ограничено скоростью впрыска. Мактаггарт-Коуэн и др. (2015) сообщают о повышении эффективности при более высоком давлении примерно на 3% в дополнение к снижению содержания твердых частиц на 40–60%.

Mabson et al. рассматривали различные формы сопла. (2016). Форсунка с парными отверстиями была разработана для уменьшения образования твердых частиц за счет увеличения вовлечения воздуха из-за взаимодействия струй. Выбросы CO и PM были в 3–10 раз выше при использовании сопел с парными отверстиями. Сопло с парными отверстиями создавало более крупные агрегаты сажи и большее количество частиц.

Мамфорд и др. сообщают об улучшениях Westport HPDI 2.0 (Mumford et al., 2017). HPDI 2.0 обеспечивает лучшую производительность и выбросы по сравнению с HPDI первого поколения, а также только с базовым дизельным двигателем. Мамфорд и др. (2017) также обсуждают потенциал и проблемы более высоких давлений закачки.

Стратегии сжигания с контролируемой диффузией и с частичным предварительным смешиванием рассматриваются Florea et al. (2016) с использованием Westport HPDI. Частично предварительно смешанное сгорание, называемое DI 2 , является многообещающим, повышая эффективность двигателя более чем на 2 балла по сравнению со стратегией сгорания с контролируемой диффузией.Модуляция двух фаз горения, потенциально более полезная, в работе не исследуется.

Режим горения DI 2 также изучался Neely et al. (2017). Природный газ впрыскивается во время такта сжатия перед воспламенением впрыска дизельного топлива. Показано, что это частично предварительно смешанное сжигание природного газа улучшает как тепловую эффективность, так и эффективность сгорания по сравнению с традиционным режимом сжигания двойного топлива с фумигацией. Сгорание природного газа с частичным предварительным смешиванием также обеспечивает повышение теплового КПД по сравнению с базовым сгоранием с регулируемой диффузией, когда впрыск природного газа происходит после впрыска дизельного воспламенения.

Влияние стратегий впрыска на выбросы и характеристики двигателя HPDI изучается Faghani et al. (2017а,б). Они исследуют влияние позднего последующего впрыска (LPI), а также сгорания с небольшим предварительным смешиванием (SPC) на выбросы и характеристики двигателя. При SPC впрыск дизельного топлива задерживается. Эксплуатация SPC с высокой нагрузкой снижает содержание твердых частиц более чем на 90 %, повышая эффективность использования топлива на 2 % при почти таком же уровне выбросов NOx. Однако SPC имеет большие колебания от цикла к циклу и чрезмерную скорость нарастания давления.PM не увеличивается для SPC с более высоким уровнем EGR, более высоким общим коэффициентом эквивалентности по кислороду (EQR) или большей массой пилота, что обычно увеличивает PM при сгорании HPDI с контролируемым смешиванием. LPI, дополнительный впрыск 10–25% от общего количества топлива, происходящий после основного события сгорания, приводит к значительному сокращению PM при лишь незначительном влиянии на другие выбросы и характеристики двигателя. Основное снижение ТЧ по сравнению с LPI связано с уменьшением количества топлива при первом впрыске. Вторая инъекция вносит незначительный чистый вклад в общее количество ТЧ.

Двухтопливный инжектор дизель-СПГ Westport HPDI показывает превосходные результаты. Однако в этом подходе есть фундаментальный недостаток. Он не обеспечивает таких же характеристик, как инжектор последнего поколения, предназначенный только для дизельного топлива, как по расходу, скорости срабатывания, так и по распылению дизельного топлива. Таким образом, может быть предпочтительнее использовать одну форсунку только для дизельного топлива последнего поколения со специальной форсункой для второго топлива, чтобы обеспечить лучшие характеристики впрыска как для дизельного топлива, так и для второго топлива.Более высокое давление впрыска и более быстрое срабатывание способствуют улучшению характеристик сгорания.

Например, в (Boretti, 2011b,c) изучались двухтопливные дизель-водородные ДВС CIDI

с возможностью установки двух непосредственных форсунок на цилиндр. Одна форсунка использовалась для дизеля, а другая для водорода. Было показано, что смоделированный дизельный двигатель, преобразованный в двухтопливный дизель-водород с использованием этого подхода, обеспечивает КПД при полной нагрузке до 40–45% и снижает потери в эффективности, снижая нагрузку, работая немного лучше, чем базовый дизель в каждой рабочей точке.Хотя использование двух форсунок на цилиндр не представляет проблемы для новых двигателей, введение двух форсунок при модернизации существующих дизельных двигателей затруднительно. Специализированные форсунки прямого действия для СПГ, СНГ или КПГ нуждаются в дальнейшей доработке для конкретного применения.

Использование двух отдельных форсунок вместо одной двойной топливной форсунки с более высоким давлением впрыска, более быстрым срабатыванием и полной независимостью от впрыска отдельных видов топлива обеспечивает гораздо большую гибкость при формировании формы впрыска.Работа на двух видах топлива обычно характеризуется впрыском пилотного/преддизельного топлива, за которым следует основной впрыск второго топлива. Предпочтительно второе топливо не должно полностью впрыскиваться после зажигания дизельного впрыска. Его можно впрыскивать перед дизельным топливом, одновременно с ним или после него, причем не только в виде однократного впрыска, но и в виде многократных впрысков. Таким образом, второе топливо может сжигаться частично предварительно смешанным и частично диффузионным образом.

Возможны различные режимы горения. « Controlled » HCCI является одним из этих режимов.В управляемом HCCI второе топливо впрыскивается первым, и воспламенение впрыска дизельного топлива происходит до ожидаемого начала самовоспламенения HCCI (Boretti, 2011a,b). HCCI не имеет преимуществ с точки зрения эффективности преобразования топлива по сравнению с объемным сгоранием в центре камеры, окруженной воздушной подушкой. Гомогенное горение всегда страдает большими потерями тепла на стенках и неполным сгоранием на гашение пламени. HCCI также не создает пикового давления во время такта расширения, обеспечивая пиковое давление точно в верхней мертвой точке.Тем не менее, HCCI может иметь преимущества в отношении выбросов вне двигателя, поскольку это чрезвычайно низкотемпературный процесс, и это событие сгорания намного ближе к теоретически лучшему изохорному сгоранию при анализе цикла давления.

Наиболее интересными режимами являются предварительно смешанный, диффузионный или модулированный предварительно смешанный и диффузионный в центре камеры. При предварительном смешанном, но послойном сгорании второе топливо впрыскивается в центр камеры и сгорает за счет впрыска дизельного топлива перед однородным заполнением всей камеры.При диффузионном сгорании второе топливо впрыскивается в центр камеры после того, как воспламенение впрыска дизельного топлива создаст подходящие условия для следующего сгорания, которое будет происходить с диффузионным контролем, и там оно сгорает. Существует возможность для предварительного впрыска второго топлива, а также современного или последующего впрыска второго топлива со ссылкой на зажигание дизельного пилота / предварительного впрыска, которые должны быть тщательно сформированы для обеспечения наилучшей эффективности преобразования топлива. , в пределах ограничений по выбросам при выключенном двигателе, скорости нарастания давления и пикового давления.

Альтернатива электрической мобильности все еще преждевременна

Экологичность и экономичность дизельной мобильности не признается многими странами, которые в противном случае рассматривали преждевременный переход на электрическую мобильность, не решив предварительно многие проблемы электромобилей, т. е. высокую экономичность и экологические затраты на создание, эксплуатацию и утилизацию автомобилей, ограниченные характеристики этих тяжелых транспортных средств из-за все еще неадекватных аккумуляторных технологий, отсутствие инфраструктуры для подзарядки, питаемой только возобновляемой энергией.

Номинально для решения проблемы глобального потепления, а не загрязнения воздуха, Великобритания, Франция и Китай обсудили прекращение мобильности на базе ДВС к 2040 году. Однако данные МЭА (IEA, 2018) показывают, что производство электроэнергии геотермальной, солнечная энергия, ветер, приливы, волны и океан по-прежнему составляли около 1% от общего количества в 2015 году, при этом общее предложение первичной энергии (TPES) значительно превышает производство электроэнергии. Поскольку доля солнечной и ветровой энергии в TPES все еще невелика, нет смысла предлагать только электромобили, даже забывая о других ключевых проблемах, связанных с поиском электрической мобильности.

В настоящее время анализ жизненного цикла выбросов CO 2 (LCA) не показывает явного преимущества мобильности на электричестве по сравнению с мобильностью на базе ДВС (Boretti, 2018). Обоснование LCA для электрической мобильности в решающей степени зависит от того, как вырабатывается электроэнергия, что без огромного увеличения накопления энергии, большего, чем простое увеличение зарегистрированной мощности ветра и солнца, нуждается в поддержке за счет ископаемого топлива. С 1990-х годов в аккумуляторных технологиях произошли улучшения, но еще не необходимые прорывы.Производить, использовать и утилизировать электромобили по-прежнему слишком дорого с экономической и экологической точек зрения, к тому же возникает дополнительная проблема с материалами, необходимыми для производства аккумуляторов, которые подвержены большему риску истощения, чем ископаемое топливо (Boretti, 2018). . Кроме того, эти материалы добываются неэтичным образом в очень немногих местах.

Amnesty International (Onstad, 2019) недавно отметила, что индустрия электромобилей (EV) позиционирует себя как экологически чистая, но производит многие из своих аккумуляторов с использованием ископаемого топлива и минералов, полученных неэтичным путем, испорченных нарушениями прав человека.Маловероятно, что имеется достаточно сырья для удовлетворения ожидаемого резкого спроса на литий-ионные батареи электромобилей и аккумуляторные системы, подключенные к сети, для хранения прерывистой энергии ветра и солнечной возобновляемой энергии (Jaffe, 2017). Кроме того, без какого-либо четкого пути переработки и негативных прошлых (и настоящих) примеров переработки в промышленно развитых странах за счет ущерба окружающей среде в развивающихся странах (Minter, 2016) электрическая мобильность может привести к значительному ущербу для экономики. и окружающая среда.

Хотя электрическая мобильность, безусловно, может решить некоторые проблемы загрязнения воздуха, связанные с транспортом, маловероятно, что это произойдет в ближайшее время, она не решает проблему загрязнения из других источников и в целом еще не настолько дружелюбна , где все включено. Потребление топлива для сжигания по-прежнему резко возрастает, и существует очень мало примеров технологических возможностей для преобразования химической энергии топлива в механическую или электрическую энергию с более высокой эффективностью преобразования энергии топлива и снижением выбросов загрязняющих веществ дизельными двигателями CIDI.Переход на электрическую мобильность в транспортном секторе будет сопряжен с огромными затратами, в том числе с точки зрения выбросов парниковых газов.

Обсуждение и выводы

Хотя ICCT, US EPA и CARB изображают дизельные автомобили вредными для окружающей среды, последние тесты вождения в реальных условиях, проведенные ACEA, показывают, что это неверно. Современные автомобили с дизельным двигателем имеют относительно низкий уровень выбросов CO 2 и загрязняющих веществ, включая NOx и ТЧ. Как бы то ни было, движение дизельных автомобилей в сильно загрязненных районах может улучшить качество воздуха, загрязненного другими источниками, а не только более старыми дизельными автомобилями.

Дизельные ДВС

CIDI можно сделать лучше, гораздо более экологичными, благодаря дальнейшим разработкам в системе впрыска, а также последующей обработке. ДВС CIDI также можно улучшить, просто приняв двухтопливную конструкцию, с LPG, CNG или LNG в качестве второго топлива. Эти альтернативные виды топлива обеспечивают такие же или лучшие характеристики дизельного двигателя внутреннего сгорания в том, что касается установившегося крутящего момента, мощности и эффективности преобразования топлива, а также переходных процессов, при этом значительно улучшая выбросы CO 2 , а также Выбросы ТЧ и NOx на выходе из двигателя.

В дополнение к лучшему соотношению CH в отношении выбросов CO 2 , преимущества двухтопливных двигателей CIDI CIDI с LNG, CNG или LPG также возникают из-за возможности модулировать предварительно смешанную и диффузионную фазы сгорания с впрыском второго газа. топливо, которое намного легче испаряется и менее склонно к самовозгоранию, предшествующее, современное или после дизельного топлива до / пилотного. Также важным, особенно для СПГ, является охлаждающий эффект за счет криогенной закачки. Дальнейшие разработки в системе впрыска являются областью серьезного беспокойства при разработке этих новых двухтопливных ДВС CIDI.

Преимущества ДВС CIDI, дизельного или двухтопливного, по сравнению с любым другим альтернативным решением для транспортных приложений, в настоящее время не признаются ни одним разработчиком политики. Европейские автопроизводители уже прекратили свои планы исследований и разработок своих ДВС, чтобы сосредоточиться только на электромобилях. Учитывая нерешенные проблемы, связанные с электрической мобильностью, вскоре это может оказаться неправильным для экономики и окружающей среды. Использование более современных дизельных транспортных средств и транспортных средств, работающих на дизельном топливе и альтернативном топливе, может только спасти жизни, а не привести к гибели людей, улучшить качество воздуха, ограничивая при этом истощение природных ресурсов и выбросы CO 2 , не требуя неподъемных усилий и драматические изменения.

Вклад авторов

Автор подтверждает, что является единственным автором этой работы и одобрил ее публикацию.

Конфликт интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Ссылки

Амброджо М., Саракко Г. и Спеккиа В. (2001). Комбинация фильтрации и каталитического сжигания в сажевых фильтрах для очистки выхлопных газов дизельных двигателей. Хим. англ. науч. 56, 1613–1621. doi: 10.1016/S0009-2509(00)00389-4

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ашок, Б., Ашок, С. Д., и Кумар, Ч. Р. (2015). Двухтопливный дизельный двигатель, работающий на сжиженном нефтяном газе – критический обзор. Александр. англ. Дж. 54, 105–126. doi: 10.1016/j.aej.2015.03.002

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Бароне, Т.Л., Стори, Дж.М., и Доминго, Н. (2010). Анализ производительности дизельного сажевого фильтра: выбросы твердых частиц до, во время и после регенерации. J. Управление воздушными отходами. доц. 60, 968–976. дои: 10.3155/1047-3289.60.8.968

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Боретти, А. (2011a). Дизельная и HCCI-подобная работа двигателя грузовика, преобразованного в водород. Междунар. Дж. Гидр. Энергия 36, 15382–15391. doi: 10.1016/j.ijhydene.2011.09.005

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Боретти, А. (2011b). Достижения в области двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия водорода. Междунар. Дж. Гидр. Энергия 36, 12601–12606. doi: 10.1016/j.ijhydene.2011.06.148

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Боретти, А. (2011c). Преимущества прямого впрыска как дизельного топлива, так и водорода в двухтопливных двигателях h3ICE. Междунар. Дж. Гидр. Энергия 36, 9312–9317. doi: 10.1016/j.ijhydene.2011.05.037

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Боретти, А. (2013). Рассматриваются новейшие концепции систем сгорания и рекуперации отходящего тепла для водородных двигателей. Междунар. Дж. Гидр. Энергия 38, 3802–3807. doi: 10.1016/j.ijhydene.2013.01.112

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Боретти, А. (2017). Будущее ДВС после «Дизель-Гейт. Уоррендейл, Пенсильвания: Технический документ SAE 2017-28-1933. дои: 10.4271/2017-28-1933

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Боретти, А. (2018). Анализ жизненного цикла Сравнение мобильности на базе электрического двигателя и двигателя внутреннего сгорания .Уоррендейл, Пенсильвания: Технический документ SAE 2018-28-0037. дои: 10.4271/2018-28-0037

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Боретти, А., и Кастеллетто, С. (2018). «Бензиновый двигатель с реактивным зажиганием и непосредственным впрыском топлива с турбонаддувом», в Proceedings of the FISITA World Automotive Conference, 2–5> OCTOBER 2018 (Chennai).

Академия Google

Боретти, А., и Лаппас, П. (2019). Сложные независимые лабораторные тесты для определения экономии топлива и выбросов в условиях реального вождения. Доп. Технол. Инновация. 4, 59–72.

Академия Google

Боретти, А., и Ордис, А. (2018). Супер-турбонаддув двухтопливного дизельного двигателя с воспламенением от впрыска . Технический документ SAE 2018-28-0036. дои: 10.4271/2018-28-0036

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Бертшер, Х. (2005). Физическая характеристика выбросов твердых частиц дизельными двигателями: обзор. J. Аэрозоль. науч. 36, 896–932. doi: 10.1016/j.jaerosci.2004.12.001

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Камюзо, Дж. Р., Альварес, Р. А., Брукс, С. А., Браун, Дж. Б., и Стернер, Т. (2015). Влияние выбросов метана и эффективности транспортных средств на климатические последствия большегрузных газовых грузовиков. Окружающая среда. науч. Технол. 49, 6402–6410. doi: 10.1021/acs.est.5b00412

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Шосьер, Г. П., Малина, Р., Аллрогген, Ф., Истхэм, С.Д., Спет, Р.Л., и Барретт, С.Р. (2018). Атрибуция на уровне страны и производителя воздействия на качество воздуха из-за избыточных выбросов NOx дизельными легковыми автомобилями в Европе. Атмос. Окружающая среда. 189, 89–97. doi: 10.1016/j.atmosenv.2018.06.047

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Крэбтри, Г.В., Дрессельхаус, М.С., и Бьюкенен, М.В. (2004). Водородная экономика. Физ. Сегодня 57, 39–44. дои: 10.1063/1.1878333

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Энгерер, Х.и Хорн, М. (2010). Автомобили на природном газе: вариант для Европы. Энергетическая политика 38, 1017–1029. doi: 10.1016/j.enpol.2009.10.054

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Faghani, E., Kheirkhah, P., Mabson, C., McTaggart-Cowan, G., et al. (2017а). . Уоррендейл, Пенсильвания: Документ SAE 2017-01-0774. дои: 10.4271/2017-01-0774

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Фагани, Э., Kheirkhah, P., Mabson, C., McTaggart-Cowan, G., et al. (2017б). . Уоррендейл, Пенсильвания: Технический документ SAE 2017-01-0763. дои: 10.4271/2017-01-0763

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Фибиг, М., Виарталла, А., Холдербаум, Б., и Кисоу, С. (2014). Выбросы твердых частиц из дизельных двигателей: корреляция между технологией двигателя и выбросами. Дж. Оккуп. Мед. Токсикол. 9:6. дои: 10.1186/1745-6673-9-6

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Флореа Р., Нили Г., Абидин З. и Мива Дж. (2016). . Уоррендейл, Пенсильвания: Документ SAE 2016-01-0779. дои: 10.4271/2016-01-0779

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Фрейманн, Р., Ринглер, Дж., Зайферт, М., и Хорст, Т. (2012). Турбокомпрессор второго поколения. МТЗ Мир 73, 18–23. doi: 10.1365/s38313-012-0138-1

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Фрейманн, Р., Штробль, В., и Обиегло, А. (2008). Турбокомпрессор: система, использующая принцип когенерации в автомобилестроении. МТЗ по всему миру 69, 20–27. дои: 10.1007/BF03226909

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Гуди, Д., Dunn, M., Munshi, S.R., Lyford-Pike, E., Wright, J., Duggal, V., et al. (2004). Разработка тяжелого двигателя с зажиганием от сжатия, работающего на природном газе, с низким уровнем выбросов NOx (№ 2004-01-2954) . Уоррендейл, Пенсильвания: Технический документ SAE. дои: 10.4271/2004-01-2954

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Хейвуд, Дж. Б. (1988). «Сгорание в двигателях с воспламенением от сжатия», в Основах двигателей внутреннего сгорания (Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: McGraw-Hill), 522–562.

Академия Google

Хироясу, Х., и Кадота, Т. (1976). Модели сгорания и образования оксида азота и сажи в дизельных двигателях с непосредственным впрыском топлива. SAE Trans. 85, 513–526. дои: 10.4271/760129

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Invernizzi, G., Ruprecht, A., Mazza, R., Rossetti, E., Sasco, A., Nardini, S., et al. (2004). Твердые частицы табака в сравнении с выхлопными газами дизельных автомобилей: образовательная перспектива. Борьба против табака 13, 219–221.doi: 10.1136/tc.2003.005975

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Джаффе, С. (2017). Уязвимые звенья в цепочке поставок литий-ионных аккумуляторов. Дж 1, 225–228. doi: 10.1016/j.joule.2017.09.021

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Цзянь Д., Сяохун Г., Гешен Л. и Синьтан З. (2001). Исследование двухтопливных двигателей, работающих на дизельном топливе и сжиженном нефтяном газе (№ 2001-01-3679) . Уоррендейл, Пенсильвания: Технический документ SAE. дои: 10.4271/2001-01-3679

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Джонсон, Т.В. (2009). Обзор дизельных выбросов и контроль. Междунар. Дж. Инж. Рез. 10, 275–285. дои: 10.1243/14680874JER04009

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Катурия, В. (2004). Влияние КПГ на загрязнение окружающей среды в Дели: примечание. Транспорт. Рез. Часть D. 9, 409–417. doi: 10.1016/j.trd.2004.05.003

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Хайр, М.К., и Маевский, В.А. (2006). Выбросы дизельных двигателей и их контроль (т.303). Уоррендейл, Пенсильвания: Технический документ SAE. doi: 10.4271/R-303

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Кнехт, В. (2008). Разработка дизельного двигателя с учетом сниженных норм выбросов. Энергия 33, 264–271. doi: 10.1016/j.energy.2007.10.003

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Кумар, С., Квон, Х.Т., Чой, К.Х., Лим, В., Чо, Дж.Х., Так, К., и др. (2011). СПГ: экологически чистое криогенное топливо для устойчивого развития. Заяв. Энергия 88, 4264–4273. doi: 10.1016/j.apenergy.2011.06.035

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Лафлин, М., и Бернхэм, А. (2016). Практический пример: региональные грузовики для перевозки природного газа (№ DOE/CHO-AC02-06Ch21357-1603). Аргонн, Иллинойс; Колумбия, Мэриленд: Энергетика; Аргоннская национальная лаборатория.

Академия Google

Ли Г., Уэллет П., Думитреску С. и Хилл П. Г. (1999). Исследование оптимизации непосредственного впрыска природного газа с пилотным зажиганием в дизельных двигателях .Уоррендейл, Пенсильвания: Документ SAE 1999-01-3556. дои: 10.4271/1999-01-3556

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Линь, В., Чжан, Н., и Гу, А. (2010). СПГ (сжиженный природный газ): необходимая часть будущей энергетической инфраструктуры Китая. Энергия 35, 4383–4391. doi: 10.1016/j.energy.2009.04.036

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Mabson, C., Faghani, E., Kheirkhah, P., Kirchen, P., et al. (2016). Сгорание и выбросы парных форсунок в двигателе с непосредственным впрыском топлива с пилотным зажиганием .Уоррендейл, Пенсильвания: Документ SAE 2016-01-0807. дои: 10.4271/2016-01-0807

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Маджи, С., Пал, А., и Арора, Б. Б. (2008). Использование СПГ и дизельного топлива в двигателях с воспламенением в двухтопливном режиме (№ 2008-28-0072). Уоррендейл, Пенсильвания: Технический документ SAE. дои: 10.4271/2008-28-0072

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Марбан, Г., и Вальдес-Солис, Т. (2007). К водородной экономике? Междунар. Дж. Гидр. Энергия 32, 1625–1637.doi: 10.1016/j.ijhydene.2006.12.017

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Марик, М. М. (2007). Химическая характеристика выбросов твердых частиц дизельными двигателями: обзор. J. Аэрозоль. науч. 38, 1079–1118. doi: 10.1016/j.jaerosci.2007.08.001

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Мартуцци М., Митис Ф., Явароне И. и Серинелли М. (2006). Воздействие на здоровье PM10 и озона в 13 итальянских городах . Европейское региональное бюро ВОЗ.

Академия Google

McKone, T.E., Nazaroff, W.W., Berck, P., Auffhammer, M., Lipman, T., Torn, M.S., et al. (2011). Большие проблемы для оценки жизненного цикла биотоплива. Окружающая среда. науч. Технол. 45, 1751–1756. дои: 10.1021/es103579c

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

McTaggart-Cowan, G., Mann, K., Huang, J., Singh, A., et al. (2015). Непосредственный впрыск природного газа под давлением до 600 бар в сверхмощном двигателе с пилотным зажиганием. Международный SAE. Дж. Инж. 8, 981–996. дои: 10.4271/2015-01-0865

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Мор, М., Форсс, А.М., и Леманн, У. (2006). Выбросы твердых частиц от легковых автомобилей с дизельным двигателем, оснащенных уловителем частиц, по сравнению с другими технологиями. Окружающая среда. науч. Технол. 40, 2375–2383. дои: 10.1021/es051440z

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Молленхауэр, К., и Чоке, Х. (ред.). (2010). Справочник по дизельным двигателям, Vol. 1. Берлин: Springer. дои: 10.1007/978-3-540-89083-6

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Мамфорд, Д., Гуди, Д., и Сондерс, Дж. (2017). Потенциал и проблемы HPDI . Уоррендейл, Пенсильвания: документ SAE от января 2017 г., 1928 г. дои: 10.4271/2017-01-1928

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Мурадов Н.З. и Везироглу Т.Н. (2005). От углеводорода к водороду – углерод к водородной экономике. Междунар.Дж. Гидр. Энергия 30, 225–237. doi: 10.1016/j.ijhydene.2004.03.033

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Нефт, Дж. П., Макки, М., и Мулин, Дж. А. (1996). Дизельный контроль выбросов твердых частиц. Топливный процесс. Технол. 47, 1–69. дои: 10.1016/0378-3820(96)01002-8

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Neeft, J.P., Nijhuis, T.X., Smakman, E., Makkee, M., and Moulijn, J.A. (1997). Кинетика окисления дизельной сажи. Топливо 76, 1129–1136. doi: 10.1016/S0016-2361(97)00119-1

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Нили Г., Флореа Р., Мива Дж. и Абидин З. (2017). . Уоррендейл, Пенсильвания: Документ SAE 2017-01-0766. дои: 10.4271/2017-01-0766

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Осорио-Техада, Дж., Ллера, Э., и Скарпеллини, С. (2015). СПГ: альтернативное топливо для автомобильного грузового транспорта в Европе. ВИТ транс. Построенная среда. 168, 235–246. дои: 10.2495/SD150211

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Парк, Т., Тенг, Х., Хантер, Г.Л., ван дер Вельде, Б., и Клавер, Дж. (2011). Система цикла Ренкина для рекуперации отработанного тепла дизельных двигателей Hd — экспериментальные результаты (№ 2011-01-1337). Уоррендейл, Пенсильвания: Технический документ SAE. дои: 10.4271/2011-01-1337

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Рамсброк, Дж., Вилимек, Р., и Вебер, Дж. (2013). «Изучение удовольствия от вождения на электротяге — пилотные проекты BMW EV», в International Conference on Human-Computer Interaction (Berlin; Heidelberg: Springer), 621–630. дои: 10.1007/978-3-642-39262-7_70

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Решитоглу, И. А., Алтинишик, К., и Кескин, А. (2015). Выбросы загрязняющих веществ от автомобилей с дизельными двигателями и системы нейтрализации отработавших газов. Чистая технология. Окружающая среда Политика 17, 15–27.doi: 10.1007/s10098-014-0793-9

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Рю, К. (2013). Влияние времени предварительного впрыска на характеристики сгорания и выбросов в дизельном двигателе, использующем двойное топливо биодизель-СПГ. Заяв. Энергия 111, 721–730. doi: 10.1016/j.apenergy.2013.05.046

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Саракко Г., Руссо Н., Амброджо М., Бадини К. и Спеккиа В. (2000). Сокращение выбросов дизельных частиц с помощью каталитических ловушек. Катал. Сегодня , 60, 33–41. doi: 10.1016/S0920-5861(00)00314-X

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Шиппер, Л., Мари-Лиллю, К., и Фултон, Л. (2002). Дизели в Европе: анализ характеристик, схемы использования, последствия для экономии энергии и выбросов CO2. Дж. Трансп. Экон. Политика 36, 305–340.

Академия Google

Shah, A., Thipse, S.S., Tyagi, A., Rairikar, S.D., Kavthekar, K.P., Marathe, N.V., et al. (2011). Обзор литературы и моделирование двухтопливных дизельных двигателей, работающих на сжатом природном газе (№ 2011-26-0001). Уоррендейл, Пенсильвания: Технический документ SAE. дои: 10.4271/2011-26-0001

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ши, Л., Шу, Г., Тиан, Х., и Дэн, С. (2018). Обзор модифицированных органических циклов Ренкина (ORC) для рекуперации отработанного тепла двигателя внутреннего сгорания (ICE-WHR). Продлить. Поддерживать. Энергия Ред. 92, 95–110. doi: 10.1016/j.rser.2018.04.023

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Смит, О.И. (1981). Основы образования сажи в пламени применительно к выбросам твердых частиц дизельных двигателей. Прог. Энергетическое сгорание. науч. 7, 275–291. дои: 10.1016/0360-1285(81)-2

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Тенг, Х., Клавер, Дж., Парк, Т., Хантер, Г.Л., и ван дер Вельде, Б. (2011). Система цикла Ренкина для рекуперации отработанного тепла от дизельных двигателей HD — Разработка системы WHR (№ 2011-01-0311) . Уоррендейл, Пенсильвания: Технический документ SAE.дои: 10.4271/2011-01-0311

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Тенг, Х., и Регнер, Г. (2009). Повышение топливной экономичности дизельных двигателей HD с циклом Ренкина WHR за счет отвода тепла охладителем EGR (№ 2009-01-2913). Уоррендейл, Пенсильвания: Технический документ SAE. дои: 10.4271/2009-01-2913

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Тенг, Х., Регнер, Г., и Коуленд, К. (2007). Утилизация отработанного тепла дизельных двигателей большой мощности с помощью органического цикла Ренкина Часть I: Гибридная энергетическая система дизельных двигателей и двигателей Ренкина (№2007-01-0537). Уоррендейл, Пенсильвания: Технический документ SAE. дои: 10.4271/2007-01-0537

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ван Т., Чжан Ю., Чжан Дж., Пэн З. и Шу Г. (2014). Сравнение системных преимуществ и термоэкономических показателей рекуперации энергии выхлопных газов, применяемых в дизельном двигателе большой мощности и бензиновом двигателе легкового автомобиля. Преобразователь энергии Управлять. 84, 97–107. doi: 10.1016/j.enconman.2014.04.022

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Йе, С.(2007). Эмпирический анализ внедрения транспортных средств на альтернативном топливе: случай транспортных средств, работающих на природном газе. Энергетическая политика 35, 5865–5875. doi: 10.1016/j.enpol.2007.06.012

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ю, Г., Шу, Г., Тиан, Х., Хуо, Ю. и Чжу, В. (2016). Экспериментальные исследования каскадной системы с паровым/органическим циклом Ренкина (RC/ORC) для рекуперации отработанного тепла (WHR) дизельного двигателя. Преобразователь энергии Управлять. 129, 43–51. дои: 10.1016/j.enconman.2016.10.010

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Зервас, Э., Пулопулос, С., и Филиппопулос, К. (2006). CO 2 Изменение выбросов в результате внедрения легковых автомобилей с дизельным двигателем: пример Греции. Энергия 31, 2915–2925. doi: 10.1016/j.energy.2005.11.005

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Чжао, Х., (ред.). (2009). Усовершенствованные двигатели внутреннего сгорания с непосредственным впрыском Технологии и разработки: Дизельные двигатели .Кембридж: Издательство Вудхед.

Академия Google

7 фактов о дизельном топливе, которые вы могли не знать

1. Дизельные двигатели более эффективны, чем бензиновые.

Газовый двигатель имеет КПД всего около 20%. Это означает, что только 20% топлива фактически приводит автомобиль в движение, а остальное теряется на трение, шум или работу двигателя или уходит в виде тепла в выхлопных газах. А вот дизельные двигатели могут достигать КПД 40% и выше. Вот почему они так популярны для перевозки тяжелых транспортных средств, таких как грузовики, где дополнительное топливо действительно начинает дорожать.

2. Если бросить зажженную спичку в лужу дизельного топлива, она погаснет.

Это потому, что дизель гораздо менее воспламеняем, чем бензин. В автомобиле для воспламенения дизельного топлива требуется сильное давление или постоянное пламя. С другой стороны, если вы бросите спичку в лужу с бензином, она даже не коснется поверхности — воспламенит пары над поверхностью. (Пожалуйста, не делайте этого дома!)

3. Сейчас мы производим примерно в 100 раз больше биодизельного топлива, чем 10 лет назад.

В 2002 году в США было произведено около 10 миллионов галлонов биодизеля. В 2012 году это число составляло 969 миллионов.

4. На больших высотах дизельные двигатели развивают большую мощность, чем бензиновые.

Бензиновые двигатели работают при особом соотношении топлива и воздуха. На больших высотах воздух тоньше — в буквальном смысле: меньше молекул воздуха на кубический фут. Это означает, что в горах бензиновые двигатели должны добавлять меньше топлива, чтобы сохранить идеальное соотношение, что влияет на производительность.Дизельные двигатели имеют турбонагнетатели, которые на больших высотах нагнетают больше воздуха в камеры сгорания, что помогает им работать лучше.

5. Дизель не такой грязный.

Агентство по охране окружающей среды США теперь требует, чтобы дизельные двигатели соответствовали тем же критериям загрязнения, что и бензиновые двигатели. Автопроизводители добавили устройство, называемое сажевым фильтром, которое удаляет видимый дым. «Если вы покупаете дизельный автомобиль 2007 года выпуска или позже, он не грязнее, чем автомобиль с бензиновым двигателем», — говорит инженер-механик из Аргонны Стив Чиатти.

6. Дизельные двигатели имеют наилучшие характеристики при скорости ниже 65 миль в час.

Они получают пиковую мощность, когда число оборотов двигателя в минуту (RPM) низкое, как правило, при скорости ниже 65 миль в час. Бензиновые двигатели, напротив, достигают пиковой мощности, работая быстро и на высоких оборотах при 5000 об/мин (т. е. с педалью до упора).

7. Дизель — интересный вариант для тех, кто заботится об окружающей среде.

Поскольку они производят меньше углекислого газа, работают более эффективно, имеют большой пробег на галлон и очищают свои выбросы, автомобили с дизельным двигателем являются альтернативой для тех, кто хочет уменьшить свой углеродный след.Поскольку технология уже хорошо развита, они, как правило, относительно дешевы.

Что, если бы вы могли объединить лучшие черты бензиновых и дизельных двигателей? Аргоннский инженер Стив Чиатти занимается именно этим.

Почему дизельные двигатели служат дольше бензиновых?

Дизельные двигатели

— впечатляющая демонстрация технических возможностей. Они считаются одними из самых надежных и долговечных механических изделий. Поэтому, естественно, они используются в некоторых из самых крупных и инновационных моторизованных транспортных средств в мире.

Но что делает дизельный двигатель намного лучше своего бензинового аналога? И как дизельный двигатель имеет такой долгий срок службы?

Почему дизельные двигатели работают так хорошо и служат так долго?

Бензиновый двигатель вашего автомобиля может проехать около 200 000 миль, прежде чем он потребует серьезного ремонта или вам понадобится новый автомобиль. Но дизельные двигатели могут непрерывно работать в течение впечатляющих 1 000 000-1 500 000 миль, прежде чем потребуется какой-либо серьезный ремонт.На самом деле дизельный двигатель в хорошем состоянии может прослужить 30 и более лет.

По данным Capital Reman Exchange, долговечность, долговечность и надежность дизельного двигателя обусловлены тремя основными причинами:

  1. Общая конструкция дизельного двигателя.
  2. Топливо, используемое дизельным двигателем. В отличие от других деталей, которые могут быть сломаны или повреждены, шестерни можно легко починить и они никогда не сбиваются.В большинстве дизельных автомобилей также могут использоваться водяные и масляные насосы с шестеренчатым приводом. Это снижает риск выхода из строя деталей и компонентов.

    Транспортные средства, использующие дизельные двигатели, обычно изготавливаются из компонентов для тяжелых условий эксплуатации, которые могут выдерживать мощность транспортного средства, что означает меньший износ каждой части двигателя.

    Дизельные двигатели

    также хороши самоохлаждением, что значительно снижает вероятность их перегрева. Используются несколько датчиков и термостатов, а это значит, что при выходе из строя одного есть другие, чтобы предотвратить перегрев двигателя.Несколько форсунок для охлаждения поршня также обеспечивают свободный поток охлаждающей жидкости через двигатель.

    Для того чтобы использовать топливо для собственного питания, дизельный двигатель использует воспламенение от сжатия. Это происходит, когда дизельное топливо и воздух достаточно сжаты для создания тепла, что вызывает самовозгорание. Согласно Digital Trends, это самовозгорание гораздо выгоднее для долговечного двигателя.

    Отличия двух двигателей

    Так что же отличает дизельный двигатель от двигателей, работающих на бензине, и делает их более долговечными? Начнем с того, что дизельные и бензиновые двигатели имеют существенные конструктивные отличия.

    Дизельные двигатели

    имеют намного большие коленчатые валы, распределительные валы и цилиндры, а также большие размеры подшипников. Это означает, что в двигателе больше места для свободного движения большего количества масла. Больший объем масла и охлаждающей жидкости в дизельном двигателе означает лучшую смазку и меньший износ. Фактически, средний бензиновый двигатель потребляет около одного галлона масла, тогда как большой дизельный двигатель может использовать 15 галлонов.

    Бензиновый двигатель не имеет зубчатого привода, что означает, что в нем используются зубчатые ремни, цепи, насосы и другие компоненты, которые легче повредить и чаще выходить из строя.В дополнение к тому, что дизельные двигатели лучше справляются с саморегулированием температуры масла и топлива, они, как правило, также лучше экономят топливо и некоторыми считаются более безопасными для окружающей среды. По данным OSV Ltd, они работают лучше из-за более мощной системы впрыска топлива, лучшего крутящего момента и в результате самого дизельного топлива.

    Дизельное топливо имеет консистенцию легкого масла, что означает, что оно смазывает при прохождении через любой цилиндр. Бензин, с другой стороны, больше растворитель.Согласно Indiana Diesel, это означает, что бензин более кислый, чем дизельное топливо, и может выгорать на поверхностях, вызывая коррозию и повреждения. Дизельное топливо гораздо менее летучее, чем бензин, который может воспламениться только от искры.

    Двигатели, работающие на бензине, развивают от 2500 до 3500 об/мин (оборотов в минуту), а дизельные двигатели — от 1300 до 1600 об/мин. И хотя это большее число кажется хорошим, бензиновые двигатели работают в два раза больше, чем дизельные, при той же производительности.Вот почему бензиновые двигатели подвержены большему износу при меньшем пробеге.

    Почему мы не видим больше дизельных двигателей?

    Если дизельные двигатели долговечнее и мощнее, почему на дорогах их меньше? Как и в случае с большинством потребительских товаров и продуктов, из-за превосходной конструкции дизельный двигатель также дороже в производстве, покупке и обслуживании по сравнению с бензиновыми двигателями.

    Согласно How Stuff Works, также не рекомендуется использовать дизельные двигатели в определенных ситуациях или местах, где часто или обычно бывают минусовые температуры.Топливо, используемое для дизельных двигателей, также не так доступно, как бензин, что затрудняет доступ к высокопроизводительным дизельным двигателям.

    Различные типы дизельных двигателей грузовиков и их история

    Когда вы видите эти гигантские грузовики, перевозящие огромные грузы в гору, это может показаться работой стандартного двигателя, но в основном мы неправильно понимаем огромную мощность, которую генерирует дизельный двигатель. чтобы заставить этот процесс работать и получить работу. Эти дизельные двигатели являются источником энергии для некоторых из самых больших и мощных машин, таких как грузовики, поезда и корабли.

    Что такое дизельный двигатель и как он работает?

    Дизельный двигатель — это тип двигателя внутреннего сгорания, в котором топливо сжигается внутри центральной части двигателя путем подачи горячего воздуха под высоким давлением в камеру или цилиндры для выработки мощности.

    Стандартные бензиновые двигатели наших автомобилей также являются двигателями внутреннего сгорания, в отличие от двигателей внешнего сгорания, используемых в старомодных паровозах; тем не менее, дизель более мощный.

    Кроме того, вы также обнаружите, что эти двигатели внутреннего сгорания более эффективны, поскольку они не тратят много энергии, поскольку тепло просто остается в одном месте. Вы также обнаружите, что ваш двигатель внутреннего сгорания производит больше энергии из того же объема топлива, чем любой другой двигатель внешнего сгорания.

    Процесс понимания того, как работает дизельный двигатель, можно объяснить в четыре простых шага:

    Индукция

    Это включает в себя процесс всасывания воздуха, когда поршень движется по каналу и открывает впускной клапан.Ключ в том, чтобы сделать это, когда давление воздуха составляет от 1,7 до почти 2,4 мегапаскалей. Только тогда воздух может быть введен в каждый из цилиндров.

    Другие методы запуска зависят от мощности двигателя и подключенной нагрузки. Они могут включать использование вспомогательного оборудования, подачу струй сжатого воздуха к двигателю с пневматическим приводом, подачу электрического тока на электростартер и использование небольшого бензинового двигателя, соединенного с маховиком двигателя.

    Сжатие

    Поскольку впускной клапан закрывается в нижней части хода поршня, это позволяет поршню подниматься и сжимать собранный внутри воздух.Дизельный двигатель не использует топливно-воздушную смесь, а сжимает воздух, что предотвращает проблемы с преждевременным зажиганием, которые в основном встречаются в двигателях с искровым зажиганием с высокой степенью сжатия. Более высокая степень сжатия может быть достигнута с дизельными двигателями, а также более высокая теоретическая эффективность цикла.

    Зажигание

    Когда топливо впрыскивается в верхнюю часть такта, оно толкает поршень вниз, обеспечивая зажигание. Дизельный двигатель получает энергию, когда горящее топливо распыляется или впрыскивается в цилиндр, где присутствует горячий сжатый воздух.Однако, чтобы этот процесс работал, температура воздуха должна быть выше температуры, при которой может воспламениться впрыскиваемое топливо. Это позволит топливу вступить в реакцию с кислородом воздуха и, следовательно, сгореть.

    Кроме того, интересно отметить, что эти дизельные двигатели также известны как двигатели с воспламенением от сжатия, потому что нагрев воздуха за счет сжатия, а не электрической искры, вызывает инициирование сгорания.

    Выхлоп

    Когда поршень движется вверх, он открывает выпускной клапан, позволяя выйти сгоревшим газам.Турбокомпрессор и доохладитель в дизельных двигателях имеют улучшенные характеристики с точки зрения эффективности и мощности.

    Чем дизельный двигатель отличается от бензинового и бензинового двигателей?

    Несмотря на то, что дизельный двигатель и бензиновый двигатель имеют много схожих основных компонентов и оба работают по четырехтактному циклу, существует несколько неотъемлемых различий в способе воспламенения топлива в обоих этих двигателях и в том, как регулируется выходная мощность.

    Ниже приведены наиболее важные различия между ними:

    Зажигание

    В бензиновом или бензиновом двигателе топливно-воздушная смесь воспламеняется от искры.Процесс начинается с впрыска топлива и воздуха в небольшие металлические цилиндры, а сжатие поршня делает эту смесь взрывоопасной. Следовательно, он воспламеняется от электрической искры, когда свеча зажигания в двигателе поджигает его. Затем эта топливно-воздушная смесь взорвется, создав достаточно энергии, чтобы толкнуть поршень в цилиндр и запустить автомобиль.

    Хотя дизельные двигатели могут следовать более прямому процессу, они гораздо более управляемы. Для воспламенения в дизельном двигателе требуется только сжатие воздуха.Когда, с одной стороны, бензиновый двигатель имеет типичную степень сжатия 9:1, дизельный двигатель работает при степени сжатия 20:1. Следовательно, только сжатие может воспламенить топливо, когда воздух имеет более высокую температуру, без электрической искры или какой-либо другой системы зажигания.

    Простой способ понять этот процесс — связать его с накачкой велосипедной шины. Вы можете заметить, что чем дольше вы им пользуетесь, тем сильнее нагревается насос. Это показывает, что при сжатии воздуха выделяется тепло.Точно так же дизельный двигатель сжимает тепло в еще меньшем пространстве. Это делает воздух горячим; она может доходить до 500°C, а иногда и выше.

    Следовательно, когда топливо впрыскивается, оно мгновенно воспламеняется и взрывается без использования свечи зажигания, что, с другой стороны, требуется в нефтяном или бензиновом двигателе. Весь этот процесс демонстрирует силу и эффективность дизельного двигателя и то, насколько важным он стал по сравнению с другими типами двигателей, особенно с теми, которые работают на нефти и бензине.

    Воздух на всасывание

    Дизельный двигатель всегда всасывает одинаковое количество воздуха, независимо от скорости вращения двигателя, через впускной тракт, который открывается и закрывается только с помощью впускного клапана. Принимая во внимание, что в бензиновом двигателе вы обнаружите различное количество всасываемого воздуха. Это будет зависеть от степени открытия дроссельной заслонки.

    Конструкция двигателя

    Хотя вы можете обнаружить, что дизельный двигатель выглядит почти так же, как бензиновый или бензиновый двигатель, и содержит почти одинаковые детали, он имеет много других компонентов, что делает его более долговечным, чем бензиновый или бензиновый двигатель.

    Вы обнаружите, что дизельный двигатель обычно имеет более толстые стенки и большее количество распорок по сравнению с бензиновым двигателем. Это придает ему дополнительную силу и помогает выдерживать дополнительные нагрузки.

    Дизельный двигатель обычно представляет собой более прочный блок с более прочными шатунами, поршнями, крышками подшипников и коленчатыми валами. Поскольку форма камеры сгорания и вихревой камеры дизельного двигателя отличается от бензинового или газового двигателя, вы обнаружите, что конструкция ГБЦ у обоих двигателей также отличается.

    Топливо

    Как видно дизель работает на дизельном топливе, а бензиновый на бензине; однако необходимо понять, как эти различные виды топлива совместимы с работой их двигателей, и сделать их более эффективными.

    Дизельное топливо в основном менее очищенное, более плотное, более вязкое, менее летучее, чем бензин. Для тех из вас, кто видел надпись «derv» на дизельной насосной станции, это топливо, которое вы можете использовать для своих автомобилей с дизельным двигателем.

    В этом случае также важно учитывать соотношение между дизельным топливом и водой. Он может затвердевать или даже затвердевать, когда он холодный, так как может наблюдать большое количество воды, которая может замерзнуть. Он может обрабатывать около 50 или 60 частей воды. Это может быть немного проблематично, так как может вызвать замерзание или образование парафина на топливопроводах и форсунках.

    Если вы когда-нибудь видели, как зимой кто-то дует лампочками на дизельном грузовике, вы должны понять, почему. Более того, другие также используют определенные добавки, чтобы избежать этой проблемы.

    Что еще более важно, вы обнаружите, что дизельное топливо имеет более высокую плотность энергии, чем бензин и бензин. Эта большая мощность, составляющая около 147 000 БТЕ, вырабатываемая в среднем на один галлон дизельного топлива, означает, что он обладает более высокой мощностью, эффективностью и лучшим пробегом.

    Это также объясняет, почему дизельное топливо используется для питания основных транспортных средств, таких как автобусы, грузовики, поезда, краны, строительное и сельскохозяйственное оборудование, а также лодки, что делает его критически важным для строительства, транспорта и сельского хозяйства, и, следовательно, всю экономику.

    Типы дизельных двигателей 

    Вы обнаружите, что дизельные двигатели бывают двух разных типов: двухтактные и четырехтактные. Ход поршня относится к работе поршня в двигателе, и это принципиально отличает две модели.

    Двухтактный

    Двухтактный дизельный двигатель использует ход в двух направлениях для завершения своего цикла. Первый такт связан со сжатием, когда поршень движется вверх, что приводит к воспламенению сжатого топлива.Второй такт или обратный ход происходит, когда поршень движется вниз только один раз, чтобы подать новое топливо в цилиндр.

    Двухтактный двигатель обычно следует этим трем необходимым шагам:

    1. Выпуск и впуск: когда свежий воздух входит в цилиндр, вытесняя старый через верхние клапаны.
    2. Сжатие: происходит, когда впускной и выпускной клапаны закрываются, а поршень движется вверх, сжимая и затем нагревая воздух.Топливо добавляется, когда поршень достигает верхней части цилиндра, что приводит к самовозгоранию.
    3. Мощность: при воспламенении воздушно-топливной смеси поршень будет перемещен вниз, и мощность будет направлена ​​на запуск колес.

    Четырехтактные двигатели

    Четырехтактный двигатель может быть частью как дизельного двигателя, так и бензинового или бензинового двигателя. Он имеет один такт сжатия и один такт выпуска, а также каждый из них имеет обратный ход, что в целом делает его четырехтактным двигателем.

    Такт сжатия связан со сжатием воздушно-топливной смеси, что приводит к воспламенению, тогда как такт выпуска связан с выпуском сгоревших газов. Поршень в этом случае дважды перемещается вверх и вниз.

    Четырехтактный двигатель состоит из четырех основных этапов:

    1. Впуск: заключается во всасывании воздуха в цилиндр через впускной клапан при движении поршня вниз.
    2. Сжатие: происходит, когда поршень движется вверх, закрывая впускной клапан и сжимая воздух для его нагрева.Поскольку в него впрыскивается топливо, зажигание происходит без свечи зажигания.
    3. Мощность: с зажиганием, поршень толкается вниз, и мощность передается на колеса.
    4. Выхлоп: поршень теперь возвращается, и отработанные газы выбрасываются через выпускной клапан.

    Различия между двумя типами

    Хотя существенная разница между двухтактным двигателем и четырехтактным двигателем заключается в количестве тактов, очевидно, что эти два типа отличаются друг от друга и другими факторами.Некоторые из них перечислены ниже:

    • Двухтактные двигатели легче и меньше по сравнению с четырехтактными.
    • Двухтактные двигатели также более эффективны, потому что они производят мощность один раз за каждый оборот, а не один раз за каждые два оборота, как в случае с четырехтактными. Хотя это и плюс, это также означает, что двухтактные двигатели могут страдать от более значительного износа. Следовательно, они могут потребовать большего охлаждения и смазки.
    • Вы увидите, что большинство дизельных двигателей имеют четырехтактный цикл. Двухтактные обычно используются в более крупных двигателях, например, для кораблей и скутеров. С другой стороны, вы можете найти четырехтактные двигатели, которые обычно используются в легковых, грузовых и других автомобилях.
    • Для двухтактных двигателей требуется более легкий маховик, тогда как для четырехтактных двигателей требуется тяжелый маховик. Четырехтактный двигатель имеет более сбалансированную силу с одним оборотом на один рабочий ход, а двухтактный двигатель создает более неуравновешенную силу с двумя оборотами на один рабочий ход.
    • Смазка, как правило, проще для двухтактных двигателей и сложнее для четырехтактных.
    • Двухтактные двигатели считаются более шумными, чем четырехтактные. Они также производят больше дыма.
    • Двухтактные двигатели намного дешевле четырехтактных, которые могут быть дороже из-за своего клапана и механизма смазки, а также сравнительной сложности в производстве.

    Краткий обзор истории дизельных двигателей

    Он был начат Рудольфом Дизелем, немецким инженером, который придумал дизельный двигатель, поэтому дизельный двигатель назван в его честь.Дизель был тем, кто понял, что такт сжатия может заменить процесс электронного зажигания существующего бензинового двигателя. Он предложил этот цикл в своих патентах 1892 и 1893 годов. Он начинался как четырехтактный двигатель.

    Вначале в качестве топлива предлагался либо угольный порошок, либо жидкая нефть. Первый промышленный двигатель, разработанный на основе патентов Дизеля, был создан Адольфусом Бушем в Сент-Луисе, штат Миссури, и стал предшественником двигателя Буш-Зульцер. Который отвечал за питание многих подводных лодок США во время Первой мировой войны.

    Позже солдаты, вернувшиеся с войны и работавшие на дизелях, были взяты производителями, которые хотели разработать двухтактный дизель. Это сделало дизельные двигатели дешевле и проще в производстве.

    Позже была внедрена технология впрыска топлива, чтобы удовлетворить растущую потребность в воздушном компрессоре высокого давления. Он начинался как насос, сделанный для замены воздушного компрессора высокого давления.

    Однако нужно было сделать еще одно улучшение.В выхлопе двигателя было очень много дыма, что привело к неправильному сгоранию топлива. Так, для впрыска топлива в цилиндр была введена топливная форсунка.

    В 1914 году Уильям Т. Прайс, молодой американский инженер, также внес свой вклад в дизельный двигатель, работая над двигателем, который нуждался в более низкой степени сжатия и без термометров. Он добился успеха и, следовательно, также подал заявку на патенты. Однако многое еще предстояло сделать, чтобы привести дизельный двигатель к тому виду, который используется сегодня.

    В то время двухтактные двигатели обычно использовались для производства электроэнергии, приводили в действие водонасосные установки и моторные лодки, траулеры и буксиры.

    В начале 1920-х General Electric и Ingersoll-Rand объединились в создании дизель-электрического локомотива. Успех был таким, что заказы на локомотив поступали практически из всех отраслей, включая заводы, шахты и железные дороги. Теперь они используются в тяжелой строительной технике, мощных сельскохозяйственных тракторах и большинстве больших грузовиков и автобусов.

    Несмотря на то, что использование грузовика с дизельным двигателем имеет свои недостатки, такие как более значительное отсутствие загрязняющих веществ в воздухе, его изобретение по-прежнему является прорывом, который внес огромный вклад в несколько отраслей промышленности в мире, в основном в транспорт, строительство и сельское хозяйство.

    Поэтому крайне важно знать, как был инициирован этот процесс, и какие типы дизельных двигателей для грузовых автомобилей существуют в настоящее время.

    Когда дело доходит до ремонта вашего дизельного двигателя, обратитесь в надежную ремонтную мастерскую, специалисты которой смогут эффективно отремонтировать дизельный двигатель вашего грузовика в соответствии с вашими пожеланиями.

    В STP Diesel мы верим в обнаружение и устранение основной причины неисправности, а не только симптома. Предотвращение повторного ремонта является одним из наших основных принципов; Возможность также определить профилактический ремонт является ключом к тому, чтобы ваша установка оставалась на дороге.

    Лучшее знание того, как работает дизельный двигатель и чем он отличается от других типов двигателей, таких как двигатели, работающие на бензине и бензине, дает более четкое представление о том, как мы развивались в технологическом отношении.

    Итак, в следующий раз, когда вы увидите большой грузовик с дизельным двигателем, проезжающий мимо вашей машины и перевозящий большой груз, оцените различия и поймите более важную механику, лежащую в основе его вождения.

    STP Diesel в настоящее время обслуживает большую территорию Хьюстона, включая Вудлендс, Спринг, Конро, Томбол, Магнолию, Бэйтаун, Шугар Лэнд и Кэти.

    Рудольф Дизель | Lemelson

    Рудольф Дизель, родившийся 18 марта 1858 года в Париже, создал тепловой двигатель с воспламенением от давления, известный как дизельный двигатель. После окончания Мюнхенского политехнического института он начал работать инженером-холодильником в компании Linde Ice Machine Company в Париже, а в 1890 году переехал в Берлин, чтобы управлять техническим отделом компании.Но его страсть к дизайну двигателей никогда не покидала его ума. В свободное время Дизель работал над идеей эффективного теплового двигателя, завершив его к 1892 году, на который год спустя он получил патент.

    Конструкция дизельного двигателя была направлена ​​на повышение эффективности по сравнению с существующими в то время двигателями. Дизельный двигатель не требует внешнего воспламенения смеси воздуха и топлива внутри. Скорее, это достигается за счет сжатия воздуха внутри цилиндра и нагревания его таким образом, чтобы топливо, которое должно было войти в контакт с воздухом непосредственно перед концом периода сжатия, воспламенилось бы само по себе.В результате дизельный двигатель будет меньше и легче, чем традиционный двигатель, используемый в большинстве дорожных транспортных средств, и не потребует использования дополнительного источника топлива для зажигания.

    Дизель хотел, чтобы его конструкция стала настоящей работающей машиной. Для этого он обратился за помощью к крупным производителям машин. В конце концов его наняли для производства испытательного двигателя, и в 1893 году он завершил прототип. Первые испытания дали опасные результаты; Дизель чуть не погиб, когда один из его двигателей взорвался.Но этот тест доказал, что топливо может воспламениться без искры. Он усердно работал над улучшением своей модели двигателя, проведя свое первое успешное испытание в 1897 году.

    Всего год спустя Дизель стал очень богатым человеком. Его двигатель, который работал с теоретическим КПД 75 процентов по сравнению с теоретическим КПД 10 процентов для традиционных паровых двигателей, сразу же был использован для приведения в движение автомобилей, грузовиков и лодок. Он также использовался для питания трубопроводов, электрических и водных установок, а также в горнодобывающей промышленности, на заводах и нефтяных месторождениях.Даже современные дизельные двигатели основаны на оригинальной концепции изобретателя.

    Дизельный двигатель оказал большое влияние во время промышленной революции, обеспечивая более эффективную и, следовательно, более дешевую мощность для различных отраслей промышленности по всему миру. Поскольку для его использования не требовалось сжигать уголь, железнодорожные транспортные и судоходные компании смогли сэкономить много денег. Это, однако, не было благом для угольной промышленности, которая должна была потерять большую часть своего бизнеса.

    Сентябрь.29 декабря 1913 года Дизель исчез с парохода, следовавшего в Лондон.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *