Neden ağır araçlar neredeyse her zaman dizel motor kullanıyor?

Büyük kamyonlar ve otobüsler gibi ağır taşıtların neden neredeyse her zaman dizel motor kullandıklarını merak ettim, hafif araçlarda ise dizel ve benzinli motorlar arasında bir seçim yapılıyor.

Motor verimliliği, dizel motorlara olan tercihi açıklayabilir, ancak o zaman bu yine hafif otomobillerde de geçerli bir husus değil mi? Dizel motorla daha iyi verim elde etmelisiniz ve bu nedenle tüm otomobillerde dizel motor kullanılmalıdır.

Öyleyse neden büyük araçlar hemen hemen her zaman dizel motor kullanıyor, fakat hafif otomobillerin benzinli ve dizel arasında bir seçeneği var mı?

Atkinson döngüsü ile hibrid teknolojisi gibi modern teknoloji, benzinli motorları büyük araçlara da taşıyabilir mi? 2016 yılında Atkinson bisiklet motorunun Toyota Prius'un% 40 termal verimliliğe sahip olduğunu okudum. Bu bence çok dizel gibidir ve eğer teknoloji yükseltilirse, benzin teknolojisinin büyük araçlara getirilmesine yardımcı olabilir.

Tork oyunun adıdır. Ağır yükleri taşımak için yüksek tork gereklidir. Benzinli bir motoru karşılaştırılabilir bir dizel motorla karşılaştırırsanız, dizel her zaman daha yüksek tork değerine sahip olacaktır. Daha yüksek tork, sıkıştırma ateşlemesi için gerekli olan daha yüksek bir sıkıştırma oranına olan ihtiyaçtan kaynaklanır. Daha yüksek sıkıştırma oranına ulaşmak için daha uzun strok gereklidir. Uzun strok, daha büyük bir krank mili kaymasından kaynaklanır. Bu ofset daha fazla tork sağlar.

Diğer bir yönü ise, dizellerin çok düşük devirlerde çok büyük tork üretebilmesidir. Çok basitçe, daha fazla yakıt koymak, diğer her şey aynı tutulduğunda daha fazla torka eşittir. Bir dizelde gaz kelebeği plakaları yoktur ve her vuruşta maksimum miktarda hava çeker. Bir dizelde eklenen yakıt miktarı gücü kontrol eden miktardır. Gaz, ne kadar yakıt eklendiğini kontrol eder. Bu, bir dizelin daima zayıf kaldığı anlamına gelir. Rölantide motor neredeyse hiç yakıt kullanmaz. Bu yağsız karışım, düşük RPM'de bile yüksek miktarda yakıt eklenmesini sağlar. Öte yandan bir benzinli motor her zaman yakıt karışımını en uygun stokiyometrikde tutmak zorundadır. Karışımı doğru tutmak için bu ihtiyaç, daha fazla yakıt almak için motorun daha yüksek devir / dakikalara geri dönmesi gerektiği anlamına gelir. Bu, bir benzinli motorun bir dizelden çok daha yüksek bir RPM'de tork yaptığını gösterir.

Bu tork üretimine geri çeken tek gerçek sınırlı bir RPM'dir. Bu, çok ve çok dişli içeren bir dişli kutusu ile telafi edilir.

Bir benzinli motor kullanılmış olsaydı, daha büyük olması gerekirdi. Çok daha büyük motor daha fazla yakıt tüketimi sağlar.

Benzinli motorların binek araçlarda baskın olmasının ana nedeni, ancak çoğu zaman gözden kaçan bir sebep, dizel motorlara olan ihtiyaçtır. Belirli bir miktarda ham yağ, bileşimine bağlı olarak, belirli miktarda dizel, belirli miktarda benzin, belirli miktarda mum balmumu ve belirli belirli miktarlarda diğer petrol ürünleri verecektir. Bu nedenle, ihtiyaç duyduğumuz bu ürünlerden herhangi birinin miktarını sabit tutmamız durumunda, diğer ürünlerin miktarını da sabit tuttuk.

Vini_i'nin başka bir cevapta açıkladığı gibi, dizeller daha yüksek bir sıkıştırma oranlı motor yaratmadaki mühendislik kararlarının bir yan ürünü olarak daha fazla tork üretir. Ağır vasıtalar dizel motorlu tork üreten motorları kullanıyorlar. Belirli bir ülkenin mallarını dizel ile taşımak için gereken dizel yakıt miktarını düzeltelim. Şimdi, o dizel yakıtı üretmenin bir yan ürünü olarak üretilen sabit miktarda benzinimiz var. Bu artık benzini yakabilecek binek araçlarına benzinli motor koymak, daha sonra üretilen sabit miktarda dizel için yarışacak binek araçlarına dizel motorlar koymak çok daha mantıklıdır.

Bu nedenle, hiçbir motor tipi teknik kaygılar dikkate alınmaksızın tüm araçlarda kullanım için ekonomik olarak uygun değildir. Ne zaman bir motor tipi için yakıt oluşturulmuşsa, diğer motor tipi için olan yakıt bir yan ürün olarak yaratılır ve birileri bu yan ürünü yakabilecek bir motorla birlikte gelir.

OP'nin ana sorusu: “Ağır araçlar neden neredeyse her zaman dizel motor kullanıyor?” Cevap: Maliyet ve güvenilirlik. Dizel motorlar çok daha pahalıdır, ancak benzinli motorlardan çok daha uzun ömürlüdürler. Her gün bütün gün yolda olan ticari bir araç için, daha iyi yakıt verimliliği ve tamirat için daha az aksama nedeniyle büyük tasarruf sağlıyor.

OP'nin dizel kullanan hafif taşıtlarla ilgili ek sorusuna: Amerika Birleşik Devletleri'nde dizel, çok kirli, yüksek sesle, yavaş, vb. Gibi olumsuz bir tüketici imajına sahiptir. ABD'de onları satın almaz. Bu iddianın buradaki geçerliliğini tartışmaya değmez, ancak Avrupa gibi diğer yerlerde çok sayıda tüketici taşıtının dizel olduğunu belirtmek gerekir. Bu nedenle cevap bilimsel olmaktan çok daha kültürel olabilir (ABD tüketici kültürü mü yoksa Büyük Üç otomobil şirketi kültürü yorumlamaya açık mı demek).

Her ikisi de kendi optimum verimliliklerinde çalıştırılan (yani yanmış yakıttaki kimyasal entalpi birimi başına maksimum mekanik iş) çalıştırılan benzer ağırlığa sahip iki motor verildiğinde, her iki motor tipi için de benzer yakıt tüketimine sahip olursunuz. Ancak bir Dizel motor genellikle daha fazla tork vererek, bunun dışında biraz daha fazla güç sunacaktır; bu nasıl daha verimli.

Bununla birlikte, bu tür optimum verime her zaman oldukça düşük RPM'de ulaşılmaktadır. Şimdi, pistonlu motorlar gerçekte , düşük verim maliyetine rağmen, yüksek devirde en fazla gücü sunuyor . Başka bir deyişle, aşağı ve yukarı doğru dönerek, daha fazla güç elde edersiniz (ve daha fazla yakıt gerekir ). Şimdi, Otto motorları Dizel motorlardan daha yüksek devir yapılabildiğinden (ve ayrıca çok daha hızlı tepki verme eğiliminde olduğundan), bu tür “overclock” için daha uygundurlar ve bu nedenle spor otomobiller için daha çekicidirler. Kamyonlar için bu ekonomik değil.

İsterseniz, bir Otto motoru Dizel motor (ağır; düşük RPM'de iyi verimlilik; yüksek RPM'de az miktarda ekstra güç) ve bir gaz türbini (çok hafif; düşük RPM'de korkunç verimlilik; yüksek RPM'de çok fazla güç) arasında bir uzlaşmadır ).

En azından Birleşik Krallık'taki bir diğer husus, tarımsal kullanımda, çok daha az vergi ile sabit jeneratör vb. Kullanım için "kırmızı dizel" (dizel yakıt, kırmızı boyalı) alabilmenizdir. Şu anda burada dizel litre başına yaklaşık 1,10 £ (yerel garaj, daha önce geçmiş), kırmızı dizel satın aldığım son litre litre başına 0,60 pound civarındaydı.

Diğer ülkelerde bu tür bir olay meydana gelip gelmediğini bilmiyorum ama dizel / benzin (benzin) performansındaki benzerlik göz önüne alındığında, yakıt maliyetlerindeki bu önemli azalma, dizelin traktörler ve tarım makineleri için tercih edilmeyen yakıt veya motorun kullanılmadığı motorlar anlamına geliyor. t Soğutma sistemleri ve jeneratörler gibi yoldaki aracın tekerleklerini sürün. Başka ülkelerde de benzer bir durum meydana gelirse, şüphe yok ki dizel motorların bu endüstrilere hükmetmesinin bir nedeni var. Böyle bir yakıt maliyeti farkını telafi etmek için ömrü boyunca yeterince daha az yakıt kullanacak bir benzinli motor yapamazsınız.

Bilmiyorum, ancak benzin motorlarının istenen şartlarda istenen torku veya güvenilirliği üretemediği yıllar boyunca ortaya çıkan böyle bir durumun ortaya çıkmasını önermek isterim, bu yüzden dizel tercih edilen seçenekti. Farklı kullanımlar için yakıt vergisine ilişkin mevzuat, özel şirketler tarafından yapılan modern gelişim oranlarına uymayacaktır.

Kabul edildiğinde, kırmızı dizel argümanı yoldaki araçlarla kesmiyor, ancak 40'lık bir römorkta çekilen yükün bir tarladaki traktör ve römorkla karşılaştırılabilir olduğunu düşündüğünüzde, motor üreticilerinin iki benzer yapması daha kolay pazara göre uyarlanmış motorlar. Son elli yıl boyunca dizel motor üreticilerine kimin ne zaman geldiğine kimin sahip olduğu konusunda yeterince yakın bir yer bilmiyorum ama en azından şüpheli bir şey.

Son olarak, eğer herkes dizel kullanıyorsa, polisin, bugün fizibil bir şekilde kullanabilecek küçük bir yüzdesi yerine, yakıt deposundaki her dizel araçta kırmızı dizel olup olmadığını kontrol etmesi gerekecektir. Bu, hükümetlere ve petrol şirketlerine, milyonlarca gelir kaybına neden olacak ve bu da elbette düşünülemez olacak.

Bazıları iyi, bazıları da neredeyse iyi cevaplar.

Dizel (veya herhangi bir pistonlu) motor - yukarıda belirtilenlerin aksine - yüksek sıkıştırma için mutlaka uzun bir strok gerekmez; ancak genellikle kısa olmayan kare delikleri ve / veya kısa darbeleri vardır (tipik benzinli motor standartlarına göre).

Dizel motorlar - yukarıda belirtilenlerin aksine - gaz kelebeği plakalarına sahiptir; bunlar gelen hava akışını düzenler - bu sırada tork, güç ve devirleri düzenler. . vb.

Yüksek sıkıştırma, strokta ve strokta değişiklik yapmadan yapılabilir ve bu, çubuk uzunluğu (strok ile aynı değil) değiştirilerek yapılabilir, böylece pistonu silindir bloğundan daha yükseğe yerleştirir ve muhtemelen yanma odasına çıkar. / veya piston geometrisini değiştirerek.

Büyük vuruş, krank milinde daha büyük bir ani ve kompozit tork momenti oluşturabilir ve sık sık yol açabilir (büyük bir anahtarla kaldıraç düşünün; bu [artı daha fazla sürtünme] tam olarak BMEP'e verdiğiniz ve / veya ürettiği piston üzerinde uygulanan kuvvettir. her yanma ürünü uzun strok / "kol" ile krank miline bağlandığında; fakat - belirtildiği gibi - aynı zamanda sürtünmeyi de arttırır.

Dizel motorlar, tipik olarak, diğerlerinin yanı sıra, tipik bir benzinli motorda olacak sıkıştırma oranlarında sıkıştırma-tutuşma yapmadığından dolayı kullandıkları yakıt nedeniyle oldukça yüksek bir sıkıştırma (tipik benzinli motorlardan çok daha yüksek) çalıştırabilir.

Yukarıdan gelen cevaplar ve notlar gibi; Oyunun adı her zaman Tork'tur.

Bu da - artı yüksek tork değerlerini hem güvenilir hem de (yapılan iş için) ekonomik olarak üretme yeteneği - Dizel motorların üretilmesinin nedeni budur.

Beygir Gücü (düz bir çizgi ve / veya doğrusal bir düzlemde hareket eden nesneler [bir kamyon] ile ilişkili olan bir kuvvet) yalnızca bir tork ürünüdür (dönen ve / veya dönen nesneler [bir krank mili] ile ilişkili bir kuvvet); belirli bir zamanda üretilen tork miktarı ve / veya devir sayısı.

Gerçekten de birkaç şey olduğundan, güç aktarma mühendisinin herhangi bir (dizel / benzinli) pistonlu motorun (bir yana, yakıt yanmış ve / veya süpürülmüş kapasiteyi artırmak, statik motor kapasitesini arttırmak, sıkıştırmayı arttırmak, sürtünmeyi azaltmak / karşılıklı ağırlık. vb.), artan sıkıştırmanın doğrudan artan verimlilik ve verimle ilgili olduğunu lütfen unutmayın.

Aksine, statik motor kapasitesinin arttırılması; 454 inçlik bir chev (<7 litre), örneğin 3 litrelik V6'nın turboşarj olmaması şartıyla, muhtemelen 454 muhtemelen chev'in daha güçlü olmasına rağmen, 3 litrelik bir V6 modelinden daha verimli değil.

O zaman bile, 454'ün turboşarjı, 1500HP'nin ötesinde olağanüstü bir tork ve güce sahip olacaksınız ve tüm ayarlama / yakıtlama işlemlerinin doğru yapılması şartıyla muhtemelen 2000HP'ye yaklaşacaksınız.

Bu nedenle Dizel motorlar yukarıda belirtilen tasarım yaklaşımları ve çok yüksek sıkıştırma / yanma ile önemli tork üretecek şekilde tasarlanmıştır.

Bir dizel motor içindeki strok uzunluğunun maksimum tork üretme (yanma ürününden) ve / veya tasarım - saf sıkıştırmadan daha fazla ilgisi vardır; ancak - yukarıda belirtildiği gibi - sıkıştırmaya da yardımcı olabilir.

Yanma işlemi karmaşık bir işlemdir ve burası verimlilik, ekonomi ve tork / gücün en üst düzeye çıkarılabileceği bir yerdir.

Bu nedenle günümüz benzinli arabalarının - özellikle Avrupalıların - doğrudan enjeksiyonla çıktığını görüyoruz; Tıpkı çoğu mazotun yıllardır olduğu gibi

Bu şekilde yanma işlemi tüm koşullar ve "modlar" kullanılarak daha iyi kontrol edilebilir.

Dizel motorlar - çoğu tipik benzinli motordan farklı olarak, özellikle de on yıl önceki motorlardan farklı olarak - hemen hemen her zaman, sıkıştırma ateşlemesine dayandıkları için tam da en üst ölü merkezde (TDC) ateş etmelerini sağlar.

Pek çok tipik benzinli motor - bugünün bir kısmı bile - bir motorun karmaşıklığı ve içindeki hareketlerin ne kadar hızlı hareket ettiğinden dolayı, her bir yanma çevrimini doğrudan TDC'de ateşleme hassasiyeti yoktur; ve bu başarısızlıkla sonuçlandığında verimlilik ve tork düşer.

Bir motor ne kadar hızlı zorlanırsa, her bir yanma çevriminin doğrudan TDC'ye ateş etmesini sağlamak zorlaşır; Bu, dizel motorsuz motorların günümüzde hepsinin ayrı bobin paketlerine (her bir fiş için) ve bir tür elektronik / bilgisayar kontrollü ateşlemeye sahip olmasının bir nedenidir.

Benzer şekilde, Dizel motorlar elektronik ateşleme sistemlerine hiç ihtiyaç duymazlar ve yüksek krank mili hızlarına da sahip değillerdir (okyanus tipi bir dizel dizini nadiren 250 - 300 rpm'den daha fazlasını yapar).

Dizel motorlar ayrıca temel olarak çok düşük araç / motor hızlarından önemli bir tork üretecek şekilde üretilmiştir ve ayrıca çok yüksek bir sıkıştırma oranını kolaylaştırmak için tasarlanmış bir yakıt (mevcut tek benzin yakıtı kullanıldığında) kullanmaktadırlar.

Dizel motorların, günümüz modern benzinli motorlardan çok daha verimli olması yanlıştır.

Genellikle - on yıl kadar önce - dizel motorun düşük araç / motor hızlarından yüksek tork oranlarını destekleme kabiliyetini ve aynı zamanda dizellerin turboşarjını destekleme kabiliyetiyle önemli bir tork sağlama kabiliyeti; bu genellikle tipik benzinli motorda algılanan verimliliği ve diğer avantajları sağlar.

Bu günler - özellikle yüksek sıkıştırmayı destekleyen kurşunlu olmayan benzinli ürünlerle - tipik benzinli motorlar yalnızca turboşarjlı, doğrudan enjeksiyonlu ve yüksek sıkıştırma oranlarına sahip değil - aynı zamanda dizellerden daha büyük krank mili dönme hızı bant genişliklerini de üretebiliyor ve üretebiliyorlar. Düşük krank mili dönme hızlarında da büyük tork sayıları.

Bu, daha önce sunulan dizellerin sunduğu benzersiz satış tekliflerinin birçoğuyla aynı hedefi vuruyor.

Yine de, Dizel motor tipik benzine göre biraz daha ucuz olduğu için Dizel motor bir süre popülerlik kazanacaktır.

Artı, dizel motorlar; (a) sağlam, (b) nispeten basit, (c) genellikle düşük hızlarda çalışırlar [ve bu nedenle tork ürünleridir ve "makul ölçüde" ekonomik / maliyet etkindir], (d) sofistike valf sistemi gerektirmezler ve / veya ateşleme sistemi ile ilgili hususlar ve (e) 2 zamanlı modda çalışmak üzere tasarlandıklarında, özellikle vana katarı ile ilgili hususlarda, bazen eşit veya daha az karmaşıklıkta daha fazla tork çıkışı sağlamak için uygulanabilirler.

Bence, fosil yakıt endüstrisinin yavaşça ortadan kalkması, çoğu dünya ülkesinin karbon / kirlilik politikalarının ve aynı zamanda binek araçlarında hibrit / bağımsız elektrikli motorların yükselişinin bir arada olacağını düşünüyorum. gelişir - gelecek 10 yıl içerisinde dizel motorunu durdurun.