1.4 Порівняльна характеристика дизельних і бензинових двигунів.

1.4.1 Особливості експлуатації двигунів різних типів

Конструктивно дизельні двигуни, як і бензинові, відносяться до двигунів внутрішнього згорання. Головною їх відмінністю є пристрій системи живлення і процес згорання палива. У циліндри дизеля всмоктується чисте повітря. Потім воно стискується до ступеня стискування в середньому 21-22 і при цьому нагрівається до високих температур, близько 600 С. Після цього в камеру згорання уприсується паливо, яке самозапалюється, і відбувається робочий цикл. Таким чином, свічок запалення, на відміну від бензинових силових агрегатів, для дизелів не потрібно. Для подачі палива в дизельних силових установках використовується спеціальний паливний насос високого тиску, який також розподіляє паливо по циліндрах і проводить уприскування через форсунки в строго певний момент часу, визначуваний кутом випередження уприскування.

ПНВТ (паливні насоси високого тиску) і форсунки є пристроями прецизійної точності. Плунжери насоса і штифти форсунок в процесі роботи змащуються дизельним паливом, що поступає. Тому виключно важлива чистота палива, що подається. Паливо не повинне містити механічних домішок, води, а також з'єднань сірки, які сильно зношують ПНВТ. Для очищення палива використовуються спеціальні фільтри грубого і тонкого очищення, які, згідно інструкції, потрібно періодично очищати і замінювати. Надлишки палива, що утворюються в процесі роботи, відводяться від форсунок і ПНВТ по трубопроводу і прямують назад в бак. Процес згорання палива в дизелях відбувається при великому тиску, тому сили, що впливають на цилиндро-поршневу групу, вище, ніж в бензинових двигунах.

Шумність дизеля вища, ніж у бензинових моторів, що теж пояснюється особливостями згорання палива. В той же час є цілий ряд переваг дизельного двигуна, що забезпечують останньому широке розповсюдження. По-перше, це висока надійність і моторесурс. По-друге, двигуни подібного типу економічніші, у тому числі і на холостому ходу. Дизелі забезпечують високий крутний момент, з витікаючим звідси поліпшенням тягових характеристик автобуса. При однаковій потужності з бензиновим двигуном, крутний момент дизеля істотно вище.

1.4.2 Основні характеристики автобусних двигунів

Потужність ( що розвивається газами усередині циліндрів двигуна, називають індикаторною, а потужність, що отримується на колінчастому валу двигуна, - ефективною. Ефективна потужність менше індикаторної на величину втрати потужності на тертя і приведення в дію кривошипно-шатунового механізму і механізму газорозподілу, вентилятора, рідинного, масляного і .топливного насосів, генератора струму і інших допоміжних механізмів. Крутний момент, і ефективна потужність тим більше, чим більше робочий об'єм двигуна (діаметр і число циліндрів, хід поршня) і чим вище наповнення циліндрів горючою сумішшю (або повітрям) і ступінь стискування. Ефективна потужність дизеля залежить також від частоти обертання колінчастого валу, кількості уприскуваного палива і моменту початку уприскування.

Потужність карбюраторного і газового двигунів також залежить від частоти обертання колінчастого валу, складу горючої суміші і моменту іскрового розряду між електродами свічки. Літрова потужність (кВт/л) - відношення максимальної ефективної потужності двигуна до його робочого об'єму (літражу). Підвищують літрову потужність збільшенням частоти обертання колінчастого валу і застосуванням наддуву.Оскільки у дизеля в режимі максимальної потужності частота обертання колінчастого валу набагато менша, а склад суміші бідніший, ніж у карбюраторного або газового двигуна, то і літрова потужність його складає не більше 20 кВт/л, тоді як у карбюраторних і газових двигунів вона досягає 20-50 кВт/л (більше значення - для легкових автомобілів). Пояснюється це тим, що у дизеля більше маса поршня і інших деталей кривошипно-шатунового механізму, що здійснюють зворотно-поступальний рух. Тому, щоб запобігти надмірному зростанню сил інерції цих деталей, частоту обертання колінчастого валу дизеля в режимі максимальної потужності обмежують істотно меншими значеннями. Бідніші склади сумішей, що спалюються в дизелях, обумовлені малим часом, що відводиться на процеси сумішоутворення (близько 0,002-0,004 с). Питома ефективна витрата палива [г/(кВт • ч)] - кількість палива в грамах, що витрачається двигуном на отримання протягом 1 г ефективної потужності в 1 кВт. Питома ефективна витрата палива є показником економічності двигуна. У технічній характеристиці двигуна зазвичай указують мінімальну питому витрату палива при роботі двигуна по зовнішній швидкісній характеристиці, який складає для дизелів 200-230 г/(кВт • ч), а для карбюраторних двигунів - 245-305 г/(кВт • ч).

Таблиця 2.1 - Порівняльна таблиця переваг і недоліків бензинових і дизельних двигунів

Переваги дизельних ДВЗ

Переваги бензинових ДВЗ

- економічність, витрата палива при тому ж об'ємі і потужності менше на 15-25%; - менша вартість палива; - хороша тяга на низьких обертах, дизельний двигун зручний для джипів і вантажівок особливо на бездоріжжі; - відсутність свічок запалення, проводів, трамблерів. - гірше за динамікою розгону більший шум і вібрація; - чутлива паливна система, особливо до низькоякісного палива - може не завестися при низьких температурах; - не терпить високих обертів, і як наслідок високих швидкостей; - велика маса, менша літрова потужність; - частіше заміна масла і фільтрів, масло необхідне вищої якості; - для запуску дизельного двигуна необхідний акумулятор більшої ємкості, отже, більше і вартість.

- низький рівень шуму і вібрацій; - велика літрова потужність; - здатний працювати на високих обертах, без негативних наслідків для двигуна. - більша чим у дизеля витрата палива; - наявність системи запалення; - найбільша потужність досягається в невеликому діапазоні оборотів наприклад з 3500 до 4000, правда у нових бензинових двигунів діапазон ширший і рівніший, за рахунок зміни фаз газорозподілу, застосування безпосереднього упорскування ;

Таким чином, підвівши підсумки можна назвати ряд основних переваг і недоліків дизельних і карбюраторних двигунів один перед одним. Дизелі економічніші по витраті палива, чим карбюраторні і газові двигуни. Це пояснюється високим ступенем стискування, поліпшуючим використання теплоти, що виділяється, в результаті більшого розширення продуктів згорання протягом робочого ходу. Крім того, дизелі споживають дешевші сорти нафтових палив і менш небезпечні в пожежному відношенні. Дизелі мають великий ресурс до капітального ремонту (400-800 тис. км. пробігу автобуса). Проте дизелі дорожчі у виробництві (у 1,5-2 рази) і мають більшу масу, чим карбюраторні і газові двигуни, тому їх встановлюють на автомобілі великої і особливо великої вантажопідйомності - МАЗ, КРАЗ, КАМАЗ, а найближчим часом передбачається збільшити випуск дизельних вантажних автомобілів ЗІЛ і ГАЗ.

Що стосується токсичності відпрацьованих газів, то проведене за останнє десятиліття удосконалення бензинових двигунів, включаючи керований поршневим процесором пряме уприскування форсунками, значно поліпшило цей показник. Проте багато фахівців провідних автобусних компаній, наприклад фірми Volkswagen, вважають, що в умовах підвищених вимог до захисту навколишнього середовища і витрати палива дизелі залишаються найбільш перспективними двигунами.В даний час у ФРН на 14 % автомобілів встановлені дизелі, у Франції - на кожному третьому автомобілі, а в Австрії - на кожному другому.