Что лучше бензин или газ на авто: Стоит ли переходить с бензина на газ, выгоды, мифы, страхи | 74.ru

Чем газ лучше бензина — МК

26.04.2018 в 07:10

Общество

6547

Поделиться

Предубеждения граждан против использования машин на газу столь же нелепы и беспочвенны, как эйфория по поводу всеобщего и неизбежного перехода на электромобили в ближайшем будущем.

Фото: Михаил Сорокин

«Газ в машине», несмотря на уже десятилетия успешной эксплуатации авто на таком топливе, продолжает вызывать странное и малообъяснимое с точки зрения логики недоверие со стороны автовладельцев. При этом любой из «газофобов» в качестве первого же аргумента против начинает рассказывать о том, что из-за использования газа в салоне машины появляется неприятный запах. Причем, что характерно, подобными утверждениями обычно бросаются люди, никогда не ездившие на машинах с системой питания на газу. Автор этих строк дважды за свою автомобильную биографию имел в личной собственности машины, работающие на газовом топливе. И ни разу ни я, ни пассажиры не могли пожаловаться на хоть какой-то намек на неприятный запах в салоне. А нюхнуть своего «газку» можно лишь в одном случае: когда какой-то элемент системы питания двигателя теряет герметичность. Но это вопрос не к газу как таковому, а к качеству установки и своевременному обслуживанию вашего авто. И на бензиновой машине, если не следить за топливными магистралями, можно доиграться до течи топлива и вони в салоне. Что же касается метана, наиболее дешевого газомоторного топлива, то он легче воздуха в 1,6 раза. Это означает, что даже в случае утечки он физически не сможет скапливаться где-либо в кузове, а просто улетучится из машины в окружающее пространство и не создаст никаких угроз безопасности.

Хотя именно угроза взрыва, пожара и тотального апокалипсиса в машине из-за газового оборудования обычно используется в качестве другого «убойного» аргумента против такого вида топлива. Однако поджечь газ — задача далеко не такая простая, как кажется на первый взгляд. Это разлитому бензину достаточно случайно искры, чтобы вспыхнули его пары. Для воспламенения или, тем более, детонации газа требуется, чтобы он был смешан с воздухом в определенной пропорции. И при меньшей, и при большей чем нужно концентрации метана газовоздушная смесь просто не сможет загореться. Для справки заметим, что по классификации горючих веществ МЧС метан относится к самому безопасному — 4-му классу, а бензин — только к 3-му классу.

Да и вообще, чтобы что-то загорелось, нужно еще, чтобы это «что-то» вырвалось из хранилища. Те же метановые газовые баллоны и вообще все метановое оборудование устанавливается в машине на заводах, и потому риск кустарщины и связанных с ней утечек исключен. Фирменное запорное оборудование газобаллонных установок по определению двукратно дублировано — электрической цепью и механическим способом. Так что утечки тут тоже исключены. А конструктивная прочность баллонов такова, что даже при ДТП они не поддаются деформации.

Еще один «миф о газе» утверждает, что двигатель, работающий на таком топливе, вырабатывает меньше мощности, нежели при работе на традиционном жидком горючем. Строго говоря — да, мотор, питающийся газом, вырабатывает на 5–10% меньше мощности. Большинство автовладельцев в реальной эксплуатации такой убыли и не заметят. На не особо мощных авто включение кондиционера, например, порой приводит к аналогичным по величине потерям мотора. Дело тут в другом. «Уши» мифа о падении мощности торчат из сложившейся в свое время порочной практики установки пропан-бутанового газового оборудования на машины в СТО.

Зачастую сотрудники этих организаций, будучи в курсе, что на газу машина становится чуть менее мощной, сообщали об этом клиентам — тем, кто об этом факте осведомлен не был. И после установки не заморачивались качественной регулировкой газового питания мотора. В результате клиент получал реальное падение производительности силового агрегата не на 5–10%, а на все 15–20% как минимум. А уж это сложно не заметить. Так, последствия халатности и низкой квалификации установщиков пропан-бутановых комплектов прошлых лет в сознании автовладельцев автоматически проецируются на метановые машины заводского производства. На самом деле небольшое снижение мощности мотора, работающего на природном газе, обусловлено более мягким и полным сгоранием газового топлива по сравнению с бензином. Это оборачивается меньшей нагрузкой на поршни двигателя, увеличивая тем самым его ресурс и повышая надежность двигателя.

Четвертый миф о двигателях на метане вообще непонятно откуда взялся. Он утверждает, что они более шумные. Хотя на самом деле (и это подтверждается приборными измерениями) газовый двигатель — один из самых тихих среди прочих моторов. Дело в том, что метан имеет более высокое октановое число, чем углеводороды, из которых состоит бензин. Поэтому детонационных стуков в двигателе, работающем на метане, нет.

И, наконец, пятый стереотип, отталкивающий людей от моторов на газу, говорит, что метановых заправок в России мало. С одной стороны, это так — метановые заправки не встречаются на каждом шагу. Их, как правило, располагают дальше от дорог и жилых домов, чем обычные заправки, из-за законодательных требований в области безопасности. Но стоимость метана на заправке втрое меньше, чем у бензина. Ради такого бонуса вполне можно прокатиться лишних 5–10 км до метановой АЗС.

Подписаться

Авторы:

• Максим Строкер обозреватель портала «АвтоВзгляд»

МЧС
Россия
Газ
Бензин
ДТП
Пожар
Авто
Взрыв
Дороги

Что еще почитать

Что почитать:Ещё материалы

В регионах

• Как отличить сладкие мандарины от кислых прямо в магазине: 6 признаков

  26810

  Калмыкия

• Развожаев: Киев попытался повторить теракт семилетней давности

  22321

  Крым

  Фото: //t. me/razvozhaev/

• Бросьте грецкие орехи в кипящую воду: вы будете удивлены результатом

  11885

  Калмыкия

• Зачем в мясной бульон кладут банановую кожуру: гениальная находка

  8776

  Калмыкия

• Взрыв на военном аэродроме в Рязани 5 декабря 2022 года: что известно

  Фото

  8415

  Рязань

  Анастасия Батищева

• Зачем добавлять чайную ложку сахара в кастрюлю при варке картошки: кулинарная хитрость

  7980

  Калмыкия

В регионах:Ещё материалы

Установка ГБО

Установка газобаллонного оборудования на Ваш автомобиль может существенно удешевить его эксплуатацию. Ведь стоимость газа более чем в 2 раза ниже стоимости такого же количества бензина!

К сожалению, большинство автолюбителей не обладают достаточными знаниями о газобаллонном оборудовании и его преимуществах. Не многие смогут ответить на вопрос: по каким еще показателям, кроме цены, газ лучше бензина, насколько безопасны газотопливные системы, и т.д. И, видимо поэтому, не спешат переводить свои автомобили на газ. Попробуем дать краткие ответы на эти вопросы.

Чем газ лучше?

 Сжиженный газ превосходит бензин по многим показателям и обладает всеми качествами полноценного топлива для двигателей внутреннего сгорания. Его использование не требует изменения конструкции автомобиля и оставляет возможность использования бензина.

Каковы же достоинства применения сжиженного газа в качестве моторного топлива в Вашем автомобиле? Их много:

• Сжиженный газ является самым экологически чистым видом моторного топлива, т.к. его применение заметно снижает суммарную токсичность отработавших газов (выхлопа).
• Газ — это высококачественное топливо с октановым числом в диапазоне 105-115 единиц, поэтому ни в одном режиме работы двигателя не возникает детонация. Из-за этого двигатель работает ровнее и тише (уровень создаваемого им шума снижается на 2-3 дБ).
• Газовое топливо продлевает работоспособность двигателя. При работе двигателя на газовом топливе происходит более полное сгорание газовоздушной смеси, благодаря чему улучшаются условия смазки трущейся пары «цилиндр — поршневые кольца», так как газовое топливо не смывает масло с их стенок и не растворяет его.
• Масло при работе двигателя на газе можно менять реже, чем при заправке бензином, так как оно не разжижается, в меньшей степени подвергается загрязнению и дольше сохраняет свои свойства. Снижается и расход масла на 10-15%.
• Межремонтный пробег двигателя увеличивается в 1,5-2 раза. Улучшается работа системы зажигания, срок службы свечей зажигания возрастает на 40%.
• Снижается износ: гильзы цилиндра на 14%; поршней на 17%; шеек коленчатого вала на 57%; поршневых колец на 63%.
• При полной выработке газа из баллона двигатель автомобиля останавливается не сразу, а прекращает работу через 2-4 км пробега. Переход с газового топлива на бензин и обратно может быть произведен в считанные секунды. В настоящее время во многих городах и вдоль автомобильных дорог России существует и активно развивается сеть АГЗС.

Справедливости ради следует отметить и некоторые «недостатки», с которыми вы столкнетесь, после переоборудования своего автомобиля для работы на газовом топливе. А может быть, Вы их просто не заметите!:

• Увеличение металлоемкости автомобиля на 30-40 кг.
• Изменится порядок пуска холодного двигателя (в зимнее время рекомендуется запуск двигателя производить на бензине, после прогревания — переводить на газовое топливо).
• Баллон с газом занимает определенный объем в багажнике автомобиля (но не более 1/5). 

Опасен ли газ?

Опыт эксплуатации автомобилей на газовом топливе показывает, что ездить на автомобиле, работающем на газе, значительно безопаснее, чем на бензине.

Подтверждением этому служат объективные физико-химические свойства газов, такие, как температурные и концентрационные пределы воспламенения, которые у газов существенно выше, чем у бензина и дизельного топлива. Кроме того, газовые баллоны имеют многократный запас прочности и устанавливаются в наименее уязвимые места в автомобиле.

С точки зрения безопасности автомобильное газобаллонное оборудование не уступает бензиновым системам питания. Если ГБО исправно и правильно установлено, то какие-либо утечки газа исключены. Но, надо помнить, что монтажом, проверкой и регулировкой газовых систем питания должны заниматься опытные мастера специализированных предприятий. Таким предприятием является АО «Няндомамежрайгаз».
 

АО «Няндомамежрайгаз» предлагает для  Вас: 

• Установку современного газового оборудования на Ваш автомобиль (консультации и подбор оборудования – бесплатно!)
• Настройку, ремонт и сервисное обслуживание установленного газового оборудования, в т. ч поверку и ремонт баллонов.
• Большой выбор запасных частей и расходных материалов для ГБО.
• Круглосуточная автогазозаправочная станция.
• Скидки на газовое топливо – постоянным клиентам.  

Узнать подробнее о переоборудовании Вашего автомобиля для работы на газовом топливе вы можете,  обратившись по адресу: ул.П.Морозова, д.13, или позвонив по тел. 8-911-685-10-15 (в рабочее время).

Газ в автомобиле – это выгодно, надежно, безопасно!

Бензин, дизель или сжиженный газ: какое топливо лучше?

2 февраля 2016 г.

Галерея10

Если вы много путешествуете, особенно если вы буксируете караван, то вам необходимо это прочитать. У вас может быть представление о том, какое топливо лучше всего подходит для вашего применения, но было проведено несколько тестов топлива, а также это, чтобы исключить любые предположения.

В последний раз наш дочерний бренд 4×4 Australia сравнивал экономичность и стоимость еще в 2006 году, когда цены на топливо взлетели до небес. Команда взяла дизельные и бензиновые версии тогда еще новых и все еще актуальных Nissan Navara и Toyota Hilux для всесторонней поездки по городу, кустарнику и пляжу во имя исследования.

С тех пор поощрительные скидки правительства Австралии на технологии сжиженного нефтяного газа пришли и ушли.

Кроме того, несколько производителей полноприводных автомобилей сократили количество бензиновых двигателей или полностью отказались от них. Это решение было обусловлено в основном потребностью горнодобывающей промышленности в дизельном топливе (минимальный риск возгорания) и постоянно растущими экономичностью и выходной мощностью турбодизельных двигателей.

В связи с ростом популярности путешествий по Австралии и большим количеством экономных покупателей, желающих купить подержанный полноприводный автомобиль, мы решили, что пришло время еще раз взглянуть на топливо: бензин, дизель и на этот раз сжиженный газ для глубинки и буша. путешествие.

10

МОРСКИЕ СВИНКИ

Нам нужны были транспортные средства, и Toyota Hilux — хороший выбор. Он доступен с четырехцилиндровыми турбодизельными двигателями и является одним из немногих коммерческих автомобилей, которые продолжают предлагать покупателям мощный бензиновый вариант: 4,0-литровый четырехклапанный бензиновый двигатель V6 с четырьмя распредвалами.

Его популярный дизель демонстрирует высокую производительность в диапазоне низких оборотов, что делает его более надежным и способным буксировать автомобиль, чем некоторые двигатели новой конструкции. Он поддерживается механической или автоматической коробкой передач (как показано здесь).

Рядом с ним 4,0-литровый V6 Toyota развивает немного большую мощность, но меньший крутящий момент, чем дизель, хотя благодаря нескольким техническим хитростям мощному V6 удается заполнить нижнюю часть кривой крутящего момента намного лучше, чем его ‘ Технические характеристики и мощность revvy могут подсказать. Конечно, ему не нужно много махать сцеплением, чтобы двигаться.

Бензиновые двигатели можно переоборудовать для работы на более дешевом и экологически чистом сжиженном нефтяном газе (LPG), но это не демонстрационный вариант для любого автомобиля 4×4. Поэтому для этой задачи мы использовали оборудованный кемпером Hilux SR 4WD 2005 года выпуска с 4,0-литровым двигателем V6, оснащенный вторичной системой впрыска сжиженного нефтяного газа для обеспечения работы на двух видах топлива.

10

Эта установка LPG аналогична стандартной системе впрыска бензина. Фактически, настройка взаимодействует с заводским ECU Toyota, копируя поведение бензиновой форсунки, чтобы обеспечить точную подачу газа, мощность двигателя и управляемость, идентичные бензиновым.

Даже в режиме LPG запуск и прогрев происходят на бензине. Когда двигатель достигает рабочей температуры, он практически плавно переключается на газ. Если в баке сжиженного газа заканчивается, система подает водителю звуковой сигнал «Нет сжиженного газа» и возвращается к работе на бензине.

Этот переход на два вида топлива обеспечивает снижение затрат на топливо, режимы заправки бензином (и цены) и увеличение запаса хода — очень удобные преимущества для владельцев полноприводных автомобилей.

Двигатель также защищен системой Valvemaster, предотвращающей или уменьшающей повреждение седла клапана, поскольку сжиженный газ горит сильнее и более агрессивно воздействует на выпускные клапаны. Обратите внимание, что, хотя Toyota (и другие производители) предлагают опцию LPG для некоторых моделей, эта система является послепродажной системой от Impco и не одобрена и не гарантируется Toyota.

10

ИСПЫТАНИЕ И МЕСТНОСТЬ

Мы проложили дорожный тестовый маршрут в западной Виктории. Нашей отправной и конечной точкой была станция технического обслуживания Димбулы, где у нас было немного места, чтобы заехать и легко заправиться с трейлером сзади.

Наша петля составляла около 130 км в основном по открытому шоссе со скоростью 100 км/ч, с небольшой городской трассой, проходящей через небольшой город Хоршам.

Это позволило оценить три типа топлива в двух транспортных средствах в реальных — и почти точных — условиях. На петле было небольшое изменение высоты – другими словами, не было крутых холмов – и наша цель состояла в том, чтобы получить сравнительные данные о потреблении между типами топлива в идентичных условиях, которые, с учетом других затрат, таких как обслуживание и стоимость конвертации сжиженного нефтяного газа, были бы позволяют определить сравнительные затраты.

10

Измерение расхода топлива на каждом испытательном цикле имело решающее значение, поэтому было важно уменьшить или устранить то, что белые халаты называют допущенными ошибками. Каждый бак был тщательно и точно заправлен до и после каждого испытания, чтобы обеспечить точное использование топлива при использовании тех же дорог и даже одних и тех же заправщиков, чтобы все было научно.

Каждый тип топлива использовался на нашей петле с пустым хвостом, 800-килограммовым прицепом Cub и 2,2-тонным караваном. Эти два автомобиля были оснащены разным оборудованием, но управлялись одним и тем же водителем, и, как уже упоминалось, каждый тестовый цикл был максимально точно воспроизведен, вплоть до времени холостого хода на светофоре и ускорения на светофоре, а также замедления со 100 до 40 км/ч для дорожные работы.

Ускорение требует значительного расхода топлива — больше, чем на холостом ходу на светофоре — поэтому повторение этих ситуаций каждый раз было критически важным для достоверности теста.

ЦИФРЫ

Большинство людей, которые какое-то время ездили на полноприводных автомобилях, буксировали и путешествовали, не удивятся, узнав, что расход топлива дизельным Hilux был, по одним только цифрам, самым экономичным во всех трех ситуациях, будь то буксировать прицеп, фургон или ничего.

10

А как насчет фактических эксплуатационных расходов? Бензин был 156.9с, дизельное топливо 161,9 с и сжиженный газ 92,9 с. Не подсчитывая суммы, легко увидеть, что аналогичная цена дизельного топлива, но более скромный расход топлива означает, что это лучший выбор в паре… но насколько?

И является ли сжиженный газ жизнеспособной альтернативой дизельному топливу с точки зрения общих эксплуатационных расходов?

10

Итак, чем все это закончилось? Во-первых, нет никаких сомнений в том, что дизельное топливо является предпочтительным топливом для многих из нас по уважительной причине — автомобили, которые используют его, более экономичны, особенно при буксировке в сложных условиях.

Что мы не проанализировали, так это увеличение затрат на обслуживание дизельных автомобилей по сравнению с бензиновыми и двухтопливными машинами. Это зависит от марки и модели, но в целом дизели требуют более частого обслуживания, с более дорогим маслом и большим его количеством, а также с более высокими затратами на рабочую силу. Это съедает любую ежедневную экономию, созданную за счет большей экономии топлива.

10

Обслуживание по фиксированной цене, предлагаемое большинством производителей новых автомобилей в наши дни, избавляет от необходимости гадать при оценке общих затрат на обслуживание при сравнении топлива и/или транспортных средств. Точно так же есть дополнительные расходы на преобразование LPG: около 4000 долларов за умную двухтопливную систему EFI, как показано здесь. В 2008 году правительство Австралии начало предлагать скидки на переоборудование сжиженного нефтяного газа, поскольку это явно более чистое топливо, чем бензин и (особенно) дизельное топливо.

К сожалению, эта скидка закончилась 30 июня, и с повышением налога/акциза на сжиженный нефтяной газ этот вид топлива уже несколько десятилетий остается привлекательным для экономных (и более заботящихся об окружающей среде) автомобилистов, подорванных фискальной политикой.

Пока мы говорим о затратах, мы заплатили за наши три вида топлива по сельским ценам. Ближе к городу цены ниже, особенно пропорционально на сжиженный газ, что означает еще большую экономию, которая еще больше приближает сжиженный газ к стоимости дизельного топлива на 100 км, но с затратами на обслуживание бензинового автомобиля.

Дизель имеет широкую популярность по уважительной причине, но подсчитайте и конверсия сжиженного нефтяного газа на старом автомобиле или фургоне с бензиновым двигателем может сделать владение автомобилем 4×4 более доступным при переоборудовании на два вида топлива, чем на дизельное топливо в долгосрочной перспективе.

10

ГЛАВНАЯ НА ПОЛЕ

Помимо сокращения повседневных эксплуатационных расходов, переход на два вида топлива, работающий на сжиженном нефтяном газе, может увеличить запас хода вашего внедорожника на несколько сотен километров за счет добавления 60 или более литров сжиженного нефтяного газа. вместимости бензобака. Это означает, что вам, возможно, не придется носить с собой канистры или устанавливать специальный бензобак для дальних поездок для похода в отдаленные районы. Во время тура рекомендуется сначала использовать бензин, а сжиженный газ оставить для домашнего пробега — у вас больше шансов найти бензин и, следовательно, иметь возможность дозаправиться в отдаленных районах… это невозможно с полным бензобаком, если вы сначала сжигали сжиженный газ!

ПЕРЕВОЗКА ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

При переводе на газ в большинстве автомобилей необходимо переместить запасное колесо, чтобы освободить место для баллона с газом. На автомобиле, который мы использовали для испытаний, запасное колесо перемещено в верхнюю часть шкафа для хранения за кабиной, чтобы освободить место под хвостовой частью для тороидального (бубликообразного) газового баллона на 70 л. Небольшая дополнительная глубина по сравнению с запасным колесом не влияет на дорожный просвет или угол съезда.

У некоторых полноприводных автомобилей задний из двух установленных на заводе бензобаков может быть удален, чтобы освободить место под автомобилем для газового баллона. Конечно, у этих популярных туристических автомобилей также может быть заменен оставшийся бензобак на версию с большим запасом хода, чтобы обеспечить еще больший запас хода в сельской местности в сочетании с экономией газа в городе.

10

ЖИЗНЬ С СНГ

СНГ обеспечивает экономичную работу, но уменьшает абсолютный запас хода. Система защиты клапанов необходима, но дешева (около 100 долларов плюс фитинг) для защиты от рецессии седла клапана для многих двигателей из-за потенциально опасного горячего горения сжиженного нефтяного газа. Газовые системы нового поколения запускают и прогревают двигатель на бензине, так что стандартные бензиновые форсунки промываются свежим топливом при каждом запуске, чтобы предотвратить заедание и смолообразование: сохраняйте бензин в баке свежим, потребляя его весь и доливая (даже если он заполнен только на 1/3 или ½) каждый месяц или около того в пригороде.

СНГ И ДИЗЕЛЬ

Можно установить газ и на дизельный автомобиль, но результат будет другим, чем на двухтопливном автомобиле бензин/газ. По данным Diesel Gas Australia, введение небольшого количества СНГ в двигатель, работающий на дизельном топливе, позволяет ему производить больше мощности и крутящего момента при меньшем потреблении дизельного топлива.

Сжиженный нефтяной газ улучшает сгорание дизельного топлива, но не заменяет его полностью, как сжиженный нефтяной газ в бензиновом двигателе. Это лучшее сжигание дизельного топлива благодаря наличию газа повышает крутящий момент и мощность. Поскольку сжиженный нефтяной газ является топливом, увеличивающим мощность, его потребление в дизельном автомобиле составляет небольшую долю сжигаемого дистиллята. Конечно, мы не смогли проверить это в нашем тестовом цикле, но больше ворчливости и лучшей экономии стоит посчитать!

Гленн Торренс

Журналист

Помешанный на автомобилях на протяжении всей жизни, GT пишет об автомобилях и образе жизни вокруг них с тех пор, как в 1992 году фотосессия с его самодельным VW Beetle 1956 года привела к роли в журнале Fast Fours & Rotaries.

Бензиновые и дизельные двигатели: сравнение топливной экономичности

Бензиновые и дизельные двигатели — с точки зрения топливной эффективности — даже не обсуждается. В отличие от Европы и подавляющего большинства остального развитого мира, люди в Соединенных Штатах нередко не знают, что дизель является лучшим топливом, чем бензин, с точки зрения экономии топлива. Хотя это не является общеизвестным среди потребителей автомобилей в США, это правда. Дизельные двигатели лучше по расходу топлива, чем бензиновые двигатели.

Дизельные двигатели намного экономичнее бензиновых двигателей сопоставимого размера.

Дизельные двигатели имеют гораздо больший расход «газа», чем бензиновые двигатели.

Сравнение топливной экономичности дизеля и бензина даже близко не подходит. Дизельные двигатели обычно на 25-35% экономичнее бензиновых двигателей. Дизельные двигатели расходуют на четверть или треть меньше «газового» пробега, чем бензиновые двигатели.

Если автомобиль с бензиновым двигателем расходует 30 миль на галлон, то аналогичный автомобиль с дизельным двигателем расходует от 37,5 до 40,5 миль на галлон. В худшем случае дизельный двигатель проезжает 40 миль на каждые 30 миль, которые проезжает бензиновый двигатель на том же объеме топлива. В лучшем случае на каждые 65 миль, пройденных бензиновым двигателем, дизельный двигатель проедет 100 миль на том же объеме топлива.

Таким образом, сравнение суммы выбросов галлона дизельного топлива на галлон с количеством выбросов от галлона газа не имеет значения.

Причина в том, что даже несмотря на то, что дизельные двигатели производят на 13% больше углекислого газа на галлон, чем сопоставимые бензиновые двигатели, этот факт имеет очень мало общего с тем, сколько каждый из двигателей вырабатывает во время практического использования. В то время как, по данным Европейской ассоциации производителей автомобилей, «1 кг дизельного топлива, сгоревшего в идеальных условиях, производит 2,65 кг CO2. 1 кг бензина, сожженного в идеальных условиях, производит 2,3 кг CO2», сравнение объемов дает очень мало полезной информации.

Таким образом, на милю бензиновый двигатель производит на 12-22% больше углекислого газа, чем сопоставимый дизельный двигатель. Другими словами, топливная экономичность дизельного двигателя определяет реальное соотношение выбросов дизельного топлива и бензина в гораздо большей степени, чем сравнение по объему.

Почему дизельные двигатели имеют больший пробег на «газе», чем бензиновые двигатели

Чтобы понять, почему дизельные двигатели намного эффективнее бензиновых, не требуется тест-драйв двух двигателей сопоставимого размера — одного с дизельным двигателем и другого с бензиновым двигателем — и сравнение пробега на галлон. Вместо этого, чтобы понять, почему дизельные двигатели намного более экономичны, чем бензиновые двигатели, нужно понять три вещи, касающиеся бензина и дизеля, бензиновых двигателей и дизельных двигателей: плотность энергии, термический КПД и степень сжатия.

Плотность энергии, тепловой КПД и степень сжатия дизельного топлива по сравнению с газом

Первое существенное различие между дизельным топливом и бензином — плотность энергии. В галлоне дизельного топлива содержится больше энергии, чем в галлоне бензина. Плотность энергии дизельного топлива как минимум на 13% больше, чем у бензина. Часто плотность энергии дизельного топлива более чем на 13% выше, чем у бензина.

По совпадению существует прямая зависимость между плотностью энергии и загрязнением. Чем более энергоемкое топливо, тем больше загрязнения оно производит в объемном масштабе. Дизель производит на 13% или более энергии и на 13% больше выбросов. Но опять же, сравнение выбросов, произведенных по единице измерения объема, не дает полезной информации. Если поездка из одного места в другое составляет 50 миль и для преодоления этого расстояния в бензиновом автомобиле требуется галлон бензина, то для дизельного двигателя обязательно требуется только 6,5 галлона.

Вторым фактором, отличающим дизельные двигатели от бензиновых, также называемых «тепловыми двигателями», является тепловой КПД. Тепловой КПД дизельного двигателя может быть в два раза выше, чем у бензинового двигателя. Термическая эффективность увеличивает эффективность использования топлива.

Третьим фактором, влияющим на эффективность использования топлива и выбросы двигателей внутреннего сгорания, является степень сжатия. Степень сжатия двигателя определяется сопротивлением сжатию топлива. Сопротивление сжатию — это то, какое давление сжатия топливо может выдержать без возгорания. Чем выше степень сжатия двигателя, тем лучше. Чем выше степень сжатия, тем больше полнота сгорания, сколько топлива сгорает при сгорании.

В сочетании плотность дизельного топлива, тепловой КПД дизельных двигателей и степень сжатия дизельных двигателей делают транспортные средства и механизмы с дизельным двигателем значительно более экономичными, чем бензиновые двигатели. И эти три фактора также являются причиной того, что дизельные двигатели загрязняют окружающую среду меньше, чем бензиновые двигатели.

Плотность энергии бензина по сравнению с дизельным топливом

Плотность энергии дизельного топлива на 15-25% выше, чем у бензина. Плотность энергии — это мощность топлива, количество энергии на единицу измерения — галлон, литр, кубический фут или метр и т. д. Как объясняет Исаак Рамос из Стэнфордского университета в статье под названием «Сравнение дизельного и бензинового топлива в потребительских автомобилях,

«Что касается энергии, следует помнить еще об одном важном показателе — плотности энергии дизельного топлива и бензина. Дизельное топливо тяжелее и маслянистее бензина, и для его получения требуется меньше очистки, его химический состав C14h40. Бензин, с другой стороны, C9h30. [4] При сгорании эти химические соединения соответствуют плотности энергии примерно 155 миллионов Дж на галлон для дизельного топлива и 132 миллиона Дж на галлон для бензина. Таким образом, с точки зрения удельной энергии дизель явно лидирует в химическом отношении».

Причина, по которой дизельное топливо имеет более высокую плотность энергии, чем бензин, заключается в структуре содержащихся в нем углеводородов. Углеводороды являются ценным компонентом ископаемого топлива. Углеводороды — это молекулы ископаемого топлива, которые воспламеняются, горят, сгорают и взрываются — окисляются. Именно окисление углеводородов заставляет вращаться современный мир.

Не все углеводороды одинаковы. Чем выше отношение водорода к углероду в углеводородах, тем легче ископаемое топливо. Кроме того, чем выше отношение атомов водорода к атомам углерода в молекулах углеводородов ископаемого топлива, тем меньше энергии ископаемого топлива на единицу объема, например, на галлон. Именно из-за того, что метан — он же «природный газ» — имеет очень маленькие молекулы углеводорода с очень высоким соотношением водорода к углероду, он является ископаемым топливом в газообразном состоянии.

С другой стороны, высокое соотношение атомов углерода к атомам водорода приводит к образованию тяжелых молекул с высокой плотностью энергии. Дизельные углеводороды имеют высокое отношение углерода к водороду. Бензин, с другой стороны, имеет среднее соотношение углерода к водороду по сравнению с другими видами ископаемого топлива. Таким образом, бензиновые углеводороды имеют очень низкое отношение углерода к водороду по сравнению с дизельными углеводородами. Из-за высокого отношения углерода к водороду дизельное топливо более энергоемкое, чем бензин.

Поскольку дизель производит больше энергии на галлон, литр, кубический фут или метр, это означает, что бензиновым двигателям требуется больше галлонов бензина, чтобы проехать то же расстояние, что и дизельному двигателю на меньшем количестве топлива.

Но плотность топлива — не единственная причина, по которой автомобили с дизельным двигателем более экономичны, чем их бензиновые собратья. Эффективность сгорания дизельных двигателей также делает их более экономичными.

Эффективность сгорания определяется двумя факторами: отношением кислорода к топливу и степенью сжатия.

Эффективность сгорания дизельных и бензиновых двигателей

Эффективность сгорания — скорость окисления углеводородов — частично является продуктом соотношения между углеводородами и кислородом. Чем больше количество кислорода, добавляемого в топливно-кислородную смесь, тем выше процент топлива, которое сгорает. Без кислорода углеводороды не будут гореть независимо от того, сколько тепла или пламени-искры-воздействия.

Однако это не означает, что воздействие тепла и пламени не изменяет неоксигенированные углеводороды. Углеводороды, которые не смешаны с кислородом, но которые подвергаются воздействию тепла и/или пламени, вступят в химическую реакцию. Но они не окислятся — воспламенятся, сгорят, сгорят, взорвутся. Химическая реакция, в которую вступают неоксигенированные углеводороды при воздействии тепла или пламени, обычно представляет собой химическую связь.

Полностью сгоревшее ископаемое топливо производит только два выброса: воду и углекислый газ.

В двигателе неоксигенированные углеводороды, подвергающиеся воздействию тепла и/или пламени, связываются друг с другом, образуя самые разнообразные выбросы. Продукты связанных несгоревших углеводородов в двигателе внутреннего сгорания включают монооксид углерода, оксиды натрия, оксиды азота, озон, ацетальдегид, ацетон, бензол, метилбензол, этилбензол и ксилолы.

Возникает очевидный вопрос: почему бы просто не спроектировать все транспортные средства для работы на чрезвычайно обедненной топливной смеси с высоким содержанием кислорода? Дизельные двигатели могут работать на очень обедненной топливной смеси.

Но бензиновые двигатели не могут работать на обедненных топливно-воздушных смесях.

Почему бензиновые двигатели не могут работать на сверхкислородном топливе

Бензиновые двигатели не могут работать на обедненной топливно-воздушной смеси. Бензиновые двигатели всегда должны работать на богатой смеси. Идеальное сочетание воздуха и топлива называется стехиометрическим соотношением . Стехиометрическое соотношение — это точка, при которой количество кислорода точно соответствует необходимому для сжигания суммы топлива. Если кислорода меньше, чем требуется для достижения стехиометрического соотношения, автомобиль работает на обогащенной смеси. Если есть избыток кислорода — больше кислорода, чем требуется для достижения стехиометрического соотношения — двигатель работает на обедненной смеси.

Бензиновые двигатели не могут работать ни на стехиометрическом соотношении, ни на обедненной смеси. Причина в том, что когда автомобиль работает при стехиометрическом соотношении, двигатель не может справиться с выделяемым теплом.

«Нагрузка на большинство двигателей внутреннего сгорания максимальна, когда они работают при стехиометрическом соотношении. Фронт пламени быстро распространяется, максимизируя пиковое давление и температуру и генерируя максимальную мощность для данного воздушного потока. [Бензиновые] двигатели, генерирующие большую мощность, рассчитаны на работу со значительным обогащением при пиковых температурах и внутреннем давлении. [Они предназначены для работы] при соотношении примерно 12:1, [а не] при стехиометрическом соотношении 14,7:1».

Работа бензинового двигателя на стехиометрическом уровне приведет к перегреву двигателя, разрушению поршней и расплавлению прокладок. Работа на обедненной смеси — избыток воздуха, выталкивающий смесь за пределы стехиометрического соотношения, — также вызывает проблемы, в том числе обратный выброс, неустойчивый холостой ход, резкий холодный пуск и т.  д. 

При работе бензинового двигателя с равным стехиометрическое соотношение означает, что эффективность сгорания самая высокая, а выбросы самые низкие, это невозможно сделать, не разрушив двигатель.

Дизель, с другой стороны, может работать на обедненной смеси.

Почему дизельные двигатели могут работать на очень обедненной топливной смеси

С другой стороны, дизель настолько энергоемок, что в смесь можно добавить гораздо большее количество воздуха. Стехиометрическое соотношение дизельного топлива намного выше, чем у бензина, потому что, опять же, дизельное топливо значительно более плотное по энергии. «Типичные рабочие диапазоны дизельных двигателей распределяются между соотношением воздух/топливо от 18 до 70, в зависимости от рабочей точки».

Дизель начинает свое сгорание в локально богатой среде (прямо рядом с форсункой), но топливо в целом находится в довольно бедной смеси, поэтому, как только пламя начинается в богатой области, оно горит в обедненной среде с медленным и устойчивым фронт пламени, но высокие температуры пламени связаны с образованием NOx в процессе пикового сжигания обедненной смеси. Именно высокое давление и внезапный выброс энергии при работе на пике вызывают перегрев двигателей, а не температура пламени, поэтому дизель не перегревается.

Стук, также известный как предварительное сгорание. Причина в том, что бедные топливные смеси будут предварительно сгорать в бензиновом двигателе из-за слабого сопротивления сжатию бензина. Поскольку бензин представляет собой легкое топливо с низким энергопотреблением и высокой летучестью, бензин сгорает при меньшем давлении, чем тяжелое стабильное топливо, такое как дизельное топливо. Это означает, что бензиновые двигатели имеют гораздо более низкую степень сжатия, чем дизельные двигатели.

Чем выше давление углеводородов перед сгоранием, тем эффективнее сгорание. Эффективность сгорания и, следовательно, экономия топлива в бензиновых двигателях плохая, потому что сопротивление сжатию бензина низкое, когда бензин сильно насыщен кислородом.

Двигатели с высокой степенью сжатия, работающие на обедненной смеси, отличаются максимальной топливной экономичностью.