- Переваги та недоліки карбюраторного двигуна
- Переваги та недоліки дизельного двигуна
- Переваги та недоліки газових двигунів
Часто можна почути питання, - який двигун вигідніше і краще - карбюраторний або дизельний? Давайте спробуємо розібратися в цьому непростому питанні, і почнемо з порівняння конструкцій цих теплових машин і аналізу їх принципових відмінностей.
Основні відмінності карбюраторних двигунів від дизельних полягають в способі приготування горючої суміші (суміші палива з киснем повітря) і способі її займання. У карбюраторному двигуні горюча суміш, яка зазвичай є сумішшю бензину і повітря, готується поза циліндрів двигуна - в зовнішньому змішувальному пристрої - карбюраторі (зовнішнє сумішоутворення).
При відкритому впускному клапані і ході поршня до нижньої мертвої струмі (такт впуску) в циліндрі створюється розрідження, при цьому повітря засмоктується через повітряний патрубок карбюратора. Переміщаючись по дифузорам карбюратора, повітря змішується бензином, який підсмоктується і розпорошується з жиклерів, що з'єднують камеру поплавця з дифузорами (за принципом вакуумного пульверизатора). У такому вигляді готова до займання суміш надходить в циліндр, де в процесі стиснення відбувається її остаточне перемішування і розігрів.
Далі суміш запалюється від свічки іскри і відбувається такт робочого ходу.
У дизелі горюча суміш готується безпосередньо в циліндрах двигуна (внутрішнє сумішоутворення) - спочатку через впускний клапан в циліндр надходить повітря, а потім, коли повітря сильно стискається і розжарюється від стиснення, в циліндр за допомогою форсунки впорскується порція палива. Займання відбувається без стороннього джерела вогню (іскри) і двигун виконує робочий хід, т. Е. Робить корисну механічну роботу, використовуючи теплову енергію палива, що згорає.
Ступінь стиснення в дизельних двигунах значно вище ступеня стиснення в карбюраторних двигунах, завдяки чому і стає можливим самозаймання робочої суміші.
Не слід плутати два поняття - «робоча суміш» і «горюча суміш». Горюча суміш - це суміш чистого повітря і палива, а в робочій суміші, крім того, присутні відпрацьовані гази, що залишилися в циліндрі після його продувки через випускний клапан. Т. е. В циліндрі запалюється не горючі, а робоча суміш, так як відпрацьовані гази повністю видалити практично не можливо.
Виходячи з аналізу принципових відмінностей між дизельним і карбюраторним двигунами, спробуємо оцінити їхні переваги і недоліки, для об'єктивного порівняння.
***
Переваги та недоліки карбюраторного двигуна
До переваг карбюраторного двигуна в порівнянні з дизелями можна віднести їх наступні властивості:
- менші габаритні розміри і масу (менші ступені стиснення не вимагають важких елементів циліндропоршневої групи);
- більш легкий пуск, особливо при низьких температурах навколишнього середовища (позначається найкраща випаровуваність бензину і примусове займання, а також відносно невисока ступінь стиснення, що полегшує роботу системі пуску);
- низький рівень шуму;
- простота і низька вартість паливної апаратури (вартість дизельної паливної апаратури порівнянна з вартістю основних деталей двигуна);
- простота технічного обслуговування і регулювань системи живлення.
Очевидним плюсом карбюраторних двигунів є більш якісне сумішоутворення, що благотворно позначається на процесі згоряння палива.
До недоліків карбюраторних двигунів можна віднести наступні їх властивості:
- низька економічність;
- більш висока концентрація шкідливих речовин у вихлопних газах;
- високі вимоги до якості палива;
- низькі динамічні якості двигуна при змінних режимах роботи;
- залежність роботи системи живлення від положення двигуна і автомобіля;
- більш висока пожежонебезпека (дизельне паливо складніше підпалити при нормальних умовах).
Істотним недоліком карбюраторних двигунів є відносно високий опір в дифузорі карбюратора, яке перешкоджає швидкому заповненню циліндра горючою сумішшю. Позбутися від цього недоліку в значній мірі дозволяють системи харчування з уприскуванням бензину (інжекторні).
Токсичність продуктів згоряння бензину вимагає установки різних нейтралізаторів, які збільшують опір випускного тракту системи харчування. Ці два фактори значно знижують ефективність і економічність роботи карюбюраторного двигуна.
Дизельні двигуни менш схильні до впливу опору трактів впуску та випуску, а використання турбонаддува дозволяє значно поліпшити наповнюваність циліндрів повітрям.
***
Переваги та недоліки дизельного двигуна
До основних переваг дизеля в порівнянні з карбюраторним двигуном можна віднести наступні властивості:
- більш висока економічність;
- можливість працювати (короткочасно) на нестандартному паливі (іноді дизелі називають багатопаливними двигунами);
- хороші динамічні якості;
- допускають значне форсування (збільшення) потужності шляхом наддуву;
- можливість автоматизації процесів сумішоутворення і дозування кількості палива, що подається в циліндри.
Недоліки дизелів в порівнянні з карбюраторними двигунами:
- великі габарити і маса (питома металоємність конструкції);
- складна і дорога паливна апаратура;
- більш жорстка робота з підвищеним рівнем шуму.
Слабким місцем дизелів є якість сумішоутворення. На відміну від карбюраторного двигуна, де бензин перемішується з повітрям відносно великий проміжок часу (карбюратор - впускний трубопровід - такт всмоктування - такт стиснення), в дизельному двигуні сумішоутворення здійснюється лише коротка мить між уприскуванням палива і його згоряння. Погано змішане з киснем повітря паливо згоряє повільно, і деяка його частина може навіть "полетіти в трубу" в буквальному сенсі цього слова, оскільки згоріти не встигає.
Для підвищення якості сумішоутворення конструкторам доводиться застосовувати різні технічні прийоми і рішення, пов'язані з формою камери згоряння, раціоналізацією уприскування і т. П.
***
Особливе місце займають бензинові двигуни з уприскуванням палива і примусовим займанням робочої суміші. Ці двигуни в залежності від організації процесу сумішоутворення і конструкції можуть поєднувати в собі позитивні властивості, як карбюраторних двигунів, так і дизелів.
оскільки газові двигуни теж мають на автомобілях досить широке застосування, розглянемо властивості і цих теплових машин внутрішнього згоряння.
***
Переваги та недоліки газових двигунів
Двигуни, що використовують для роботи горючі гази (рідкі або газоподібні) мають ряд істотних переваг:
- низька собівартість палива (газ дешевше бензину і дизельного палива в 1,5-2 рази);
- висока детонаційна стійкість газу в порівнянні з бензином дозволяє підвищити ступінь стиснення, а, отже, і ККД;
- вищий ресурс (приблизно в 1,5 рази);
- менша токсичність відпрацьованих газів.
Недоліки двигунів, що працюють на газовому паливі:
- при однаковому ступені стиснення потужність на 7 ... 12% нижче, ніж в бензиновому двигуні;
- велика металоємність паливної апаратури (особливо для стиснених газів);
- високі вимоги до техніки безпеки при роботі з горючими газами (висока пожежонебезпека);
- менший пробіг автомобіля на одну заправку (за обсягом).
***
Так що ж, все-таки, краще - дизель або бензиновий?
Суперечка між автолюбителями про те, який же двигун краще, ведеться давно. Прихильники дизелів стверджують, що за інших рівних умов дизель незрівнянно краще, ніж карбюраторний двигун, але не менше шанувальників і у карбюраторного двигуна, які вважають, що така конструкція, особливо для легкового автомобіля, більш зручна в експлуатації. Очевидно, в межах певних властивостей порівнюваних двигунів можуть мати рацію і ті й інші. Тому однозначну відповідь на питання - що краще - дати складно, оскільки обидві конструкції мають і слабкі місця, і сильні сторони. Проте, можна впевнено стверджувати, що для вантажних автомобілів, призначених для перевезення важких вантажів, а також для багатомісних автобусів, дизель явно перевершує бензинового конкурента
***
Загальний пристрій автомобільних двигунів
Так що ж, все-таки, краще - дизель або бензиновий?
