Скорость сгорания

Как известно, бензиновый двигатель воспламеняет топливовоздушную смесь с помощью свечи зажигания, и пламя распространяется от искры, выжигая всю смесь, тогда как в дизельном двигателе топливо воспламеняется почти мгновенно после впрыска в камеру сгорания, поэтому полное сгорание происходит за более короткое время.

По движению поршня можно увидеть, что в бензиновом двигателе поршень уже проходит значительное расстояние вниз до завершения сгорания смеси, тогда как в дизельном двигателе до полного сгорания топлива поршень смещается лишь на небольшое расстояние. В результате пламя сгорания в дизельном двигателе дольше воздействует на поршень при его ходе вниз, преобразуясь в большее количество полезной работы и больший крутящий момент. В бензиновом двигателе, если сгорание продолжается после того, как поршень удалился от верхней мертвой точки, эта часть пламени может толкать поршень лишь на коротком участке; если бы сгорание происходило ближе к верхней мертвой точке, поршень можно было бы толкать на более длинном участке. Поэтому, если бы бензиновый двигатель обладал такой же почти мгновенной характеристикой сгорания, как дизельный, он также мог бы максимально увеличить выходной крутящий момент.

Отношение диаметра цилиндра к ходу поршня

На практике дизельные двигатели чаще имеют малый диаметр цилиндра и длинный ход, тогда как бензиновые двигатели чаще имеют большой диаметр цилиндра и короткий ход. Поскольку крутящий момент равен силе x плечо приложения, в дизельных двигателях действует не только большая сила, но и большее расстояние (более длинное плечо кривошипа коленчатого вала), которое усиливает эту силу, и в итоге все это преобразуется в больший крутящий момент.

Например, предположим, что есть два одноцилиндровых двигателя объемом 0.6L. У дизельного двигателя диаметр цилиндра 80mm, ход 120mm; у бензинового двигателя диаметр цилиндра 100mm, ход 80mm. Оба имеют рабочий объем 0.6L, но ход дизельного двигателя значительно длиннее.

Стоит отметить, что из-за гораздо более высокой скорости сгорания у дизельного двигателя момент сгорания не приходится на идеальный угол поворота коленчатого вала, поэтому длинный ход заметно помогает в создании большего крутящего момента. Еще важнее то, что более высокая степень сжатия дизельного двигателя в сочетании с почти мгновенным сгоранием и турбонаддувом является причиной высокого крутящего момента.Более длинный ход также ограничивает обороты дизельного двигателя, потому что при более длинном ходе поршень при той же частоте вращения должен двигаться быстрее.

Дизельные двигатели лучше подходят для турбонаддува

Компоненты дизельного двигателя имеют более высокую прочность. Прочность чугунного блока цилиндров, поршней, шатунов и коленчатого вала выше. Это делает двигатель более тяжелым, но также позволяет ему выдерживать больший крутящий момент.

Еще одна особенность дизельных двигателей — обедненное сгорание. Соотношение воздух-топливо у дизельного двигателя может достигать 18:1~70:1. Благодаря обедненному сгоранию больше воздуха может использоваться для расширения и выполнения полезной работы, поэтому эффективность двигателя выше. Для достижения такого эффекта требуется помощь турбокомпрессора, который нагнетает как можно больше воздуха для эффективного сгорания.

Одновременно насосные потери у дизельного двигателя меньше, чем у бензинового, потому что дизельному двигателю не требуется дроссельная заслонка, или, точнее, она почти всегда полностью открыта. Напротив, диапазон соотношения воздух-топливо у бензинового двигателя гораздо уже, а давление наддува тоже не будет слишком высоким, поскольку серийные бензиновые двигатели не рассчитаны так, как дизельные, на очень высокое давление наддува. В целом большее давление наддува и большее количество топлива означают большую мощность, а значит и больший крутящий момент.

Дизельное топливо имеет более высокую энергетическую плотность

При одинаковом объеме топлива, будь то 1L дизельного топлива или 1L бензина, дизель содержит примерно на 10-15% больше энергии, чем бензин, поэтому при впрыске одинакового количества топлива дизель вырабатывает больше энергии, а значит и больший крутящий момент.

• Папярэдняя: 4 основные меры предосторожнос···
• далей:Принципы контроля шума малошум···