Степень сжатия: почему у дизельных двигателей она выше?
Степень сжатия является определяющим фактором поведения любого двигателя. Это оценка способности цилиндра двигателя сжимать топливо и воздух. У разных двигателей, таких как бензиновые и дизельные, разные степени сжатия. Однако у дизельного двигателя она сравнительно выше. Почему же степень сжатия дизельных двигателей выше, чем у других двигателей? Этот вопрос, должно быть, не дает вам покоя, и сейчас вы найдете на него ответ.
Давайте разберемся вместе!
Что такое степень сжатия?
Для правильной работы двигателя в различных условиях должны быть соблюдены следующие условия:
- Смесь воздуха и топлива
- Правильная степень сжатия
- Процесс воспламенения
Таким образом, степень сжатия рассчитывается как отношение максимального объема цилиндра (когда поршень находится в нижней мертвой точке) к его минимальному объему (когда поршень находится в верхней мертвой точке).
- Бензиновый двигатель: Степень сжатия должна быть повышена для увеличения мощности двигателя, но при этом риск детонации будет высоким.
- Дизельный двигатель: Степень сжатия можно было бы снизить, чтобы сделать двигатель более «тихим», но, в свою очередь, более низкие давление и температура снизят способность к самовоспламенению, затрудняя горение.
Следовательно, автомобильный инженер должен ограничивать степень сжатия двигателя, использующего каждый тип топлива, определенным диапазоном.
Почему у дизельных двигателей степень сжатия выше? – Основные причины
Как правило, степень сжатия дизельных двигателей выше, чем у бензиновых (за исключением некоторых специальных бензиновых двигателей, таких как у Mazda).
Типичный бензиновый двигатель имеет степень сжатия около 8:1 до 12:1. Однако в дизельных двигателях степень сжатия обычно составляет около 15:1, а существуют «специальные» дизельные двигатели со степенью сжатия до 25:1.
Главное различие между бензиновыми и дизельными двигателями заключается в механизме зажигания. В то время как бензиновым двигателям нужны свечи зажигания для процесса сгорания сжатой воздушно-топливной смеси, дизельные двигатели работают по принципу самовоспламенения. Когда смесь воздуха и дизельного топлива сжимается под высоким давлением (высокая степень сжатия), выделяемое тепло вызывает процесс спонтанного горения. Эта характеристика придает дизельным двигателям высокую энергоэффективность.
Чтобы глубже понять причины, мы перечислили ниже основные из них, по которым дизельный двигатель имеет более высокую степень сжатия. Взгляните!
1. Область применения
Дизельные двигатели идеально подходят для тяжелых транспортных средств, таких как локомотивы, корабли, грузовики и другие гигантские автомобили. Следовательно, они рассчитаны на более высокий крутящий момент. Чтобы запустить такое большое транспортное средство, требуется огромное количество энергии, что в конечном итоге приводит к повышенной степени сжатия. Сжатие воздуха — это процесс, который происходит в большом цилиндре внутри двигателя. Следовательно, топливо также сгорает быстро. Это производит больше мощности внутри двигателя, что в конечном итоге приводит к более высокой степени сжатия. Таким образом, размер цилиндра двигателя и, конечно же, область применения — вот причина, почему дизельные двигатели имеют более высокую степень сжатия.
2. Отсутствие детонации
Детонация — это серьезная проблема в двигателях. Она происходит при аномальном сгорании внутри цилиндра двигателя. Проблемы с детонацией обычно чаще встречаются в бензиновых двигателях. Когда степень сжатия увеличивается, бензиновый двигатель детонирует, поэтому многие не считают его идеальным двигателем сжатия. Возвращаясь к дизельному двигателю, в нем нет детонации. Более крупные цилиндры предоставляют достаточно места для потока и сгорания топлива внутри двигателя.
Основные причины, по которым двигатель может детонировать:
- Задержка зажигания внутри форсунок
- Повышение температуры внутри двигателя
- Когда топливная форсунка не может полностью воспламенить топливо
Таким образом, чтобы избежать детонации в двигателе, дизельный двигатель имеет максимальную степень сжатия.
3. Свеча зажигания
Бензиновым двигателям требуется свеча зажигания для воспламенения топлива. Дизельному двигателю не нужна свеча зажигания для выработки энергии — высокая степень сжатия сама по себе достаточна для воспламенения топлива. Для самовоспламенения двигателя требуется более высокая степень сжатия. Кроме того, дизельное топливо обладает высокой летучестью, и одного сжатия воздуха достаточно для его воспламенения. Таким образом, чтобы предотвратить возгорание двигателя или другие опасности, дизельный двигатель сконструирован так, чтобы иметь высокую степень сжатия. Кроме того, для решения любых непредвиденных проблем с дизельным двигателем вы можете изучить несколько полезных советов по техническому обслуживанию у экспертов.
Заключение
Итак, всякий раз, когда вы задаетесь вопросом, почему у дизельных двигателей степень сжатия выше, вспоминайте эту полезную информацию и выбирайте двигатель на свой вкус.