Плотность дизельного топлива и бензина: Плотность дизельного топлива — методика измерения и лабораторные приборы

Плотность нефтепродуктов и расчет плотности

Заказать топливо

Оптовые поставки дизтоплива (дизельного топлива), бензина, керосина от 2000 литров.

Наш телефон: +7 (926) 513-10-94, +7 (495) 513-92-94
Е-mail: [email protected]

ПЛОТНОСТЬ НЕФТЕПРОДУКТОВ

Точный расчет плотности нефтепродукта

Для того чтобы определить при помощи этой таблицы плотность нефтепродукта при данной температуре, необходимо:

таблица средних температурных поправок плотности нефтепродуктов.

а) найти по паспорту плотность нефтепродукта при +20^oС;

б) измерить среднюю температуру груза в цистерне;

в) определить разность между +20^oС и средней температурой груза;

г) по графе температурной поправки найти поправку на 1^oС, соответствующую плотность данного продукта при +20^oС;

д) умножить температурную поправку плотности на разность температур;

е) полученное в п. «д» произведение вычесть из значения плотности при +20^oС, если средняя температура нефтепродукта в цистерне выше +20^oС, или прибавить это произведение, если температура продукта ниже +20^oС.

Примеры.

Плотность нефтепродукта при +20^oС, по данным паспорта 0,8240. Температура нефтепродукта в цистерне +23^oС. Определить по таблице плотность нефтепродукта при

этой температуре.

Находим:

а) разность температур 23^o — 20^o =3^o;

б) температурную поправку на 1^oС по таблице для плотности 0,8240, состовляющую 0,000738;

в) температурную поправку на 3^o:

0,000738*3=0,002214, или округленно 0,0022;

г) искомую плотность нефтепродукта при температуре +23^oС (поправку нужно вычесть, так как температура груза в цистерне выше +20^oС), равную 0,8240-0,0022=0,8218, или округленно 0,8220.

2. Плотность нефтепродукта при +20^oС, по данным паспорта, 0,7520. Температура груза в цистерне -12^oС. Определить плотность нефтепродукта при этой температуре.

Находим:

а) разность температур +20^oС — (-12^oС)=32^oС;

б) температурную поправку на 1^oС по таблице для плотности 0,7520, составляющую 0,000831;

в) температурную поправку на 32^o, равную 0,000831*32=0,026592, или округленно 0,0266;

г) искомую плотность нефтепродукта при температуре -12^oС (поправку нужно прибавить, так как температура груза в цистерне ниже +20^oС), равную 0,7520+0,0266=0,7786, или округленно 0,7785.

В целях применения статьи 187 НК РФ \ КонсультантПлюс

В целях применения статьи 187 НК РФ:

Вопрос. Каким образом следует определять плотность нефтепродуктов в целях расчета по ним налогооблагаемой базы для исчисления суммы акциза?

Ответ. Если количество нефтепродуктов (в данном случае — автомобильного бензина) определено в литрах, то в целях определения суммы акциза налоговую базу следует определять расчетным путем исходя из количества приобретенного бензина в литрах и значения плотности по каждой конкретной марке бензина, установленной в ГОСТах, регламентирующих производство этих марок.

В то же время, учитывая, что по отдельным нефтепродуктам (например, по автомобильным бензинам) значение плотности не нормируется (т.е. в ГОСТах, регламентирующих их производство, это значение отсутствует), при определении данного показателя в целях расчета по таким нефтепродуктам налогооблагаемой базы для исчисления суммы акциза необходимо руководствоваться следующим.

В Инструкции по контролю и обеспечению сохранения качества нефтепродуктов в организациях нефтепродуктообеспечения, утвержденной Приказом Минэнерго России от 19.06.2003 N 231 (зарегистрированным в Минюсте России 20.06.2003, рег. N 4804) и устанавливающей единые требования по контролю качества нефтепродуктов в организациях и у индивидуальных предпринимателей, осуществляющих деятельность с нефтепродуктами, предусмотрен комплекс мероприятий по контролю качества при приеме, хранении и отпуске нефтепродуктов, включающий, в том числе, и проведение приемо-сдаточного и контрольного анализа, в ходе которых определяется плотность как полученных от поставщиков, так и отпускаемых покупателям нефтепродуктов.

Требования указанной Инструкции обязательны для применения организациями нефтепродуктообеспечения (независимо от организационно-правовых форм и форм собственности) и индивидуальными предпринимателями, осуществляющими технологические операции с нефтепродуктами по их приему, хранению, транспортированию и отпуску.

Кроме того, в ГОСТах, регламентирующих производство автомобильных бензинов, указано, что определение данного показателя является обязательным.

Таким образом, согласно указанной Инструкции, у лиц, осуществляющих деятельность с нефтепродуктами, показатель плотности нефтепродуктов (в том числе и автомобильных бензинов) по каждой полученной (приобретенной) ими партии должен быть определен и документально зафиксирован на момент получения (оприходования) этого товара.

Соответственно, определенная в ходе приемо-сдаточного и контрольного анализа плотность нефтепродуктов, полученных имеющим свидетельство лицом, может быть использована для исчисления суммы акциза, подлежащей уплате по этой конкретной партии нефтепродуктов.

При этом в соответствии с разъяснением Департамента экономического регулирования Министерства энергетики Российской Федерации согласно информации Всероссийского научно-исследовательского института по переработке нефти (ОАО «ВНИИ НП») в зависимости от температурного режима и пределов испаряемости автомобильного бензина показатель плотности по маркам этого бензина может варьироваться в следующих пределах: для А-76 (АИ-80) — от 0,700 до 0,750 г/куб. см, для АИ-92 — от 0,715 до 0,760 г/куб. см, для АИ-95 — от 0,720 до 0,775 г/куб. см и для АИ-98 — от 0,730 до 0,780 г/куб. см.

В связи с указанными колебаниями плотности в случае если ее значение не определено и документально не зафиксировано в момент получения (оприходования) нефтепродуктов, то в целях пересчета количества нефтепродуктов из литров в тонны может использоваться среднее значение указанного показателя.

Так, согласно вышеуказанному разъяснению в зависимости от марки автомобильного бензина можно принимать следующие средние значения плотности: для А-76 (АИ-80) — 0,715 г/куб. см, для АИ-92 — 0,735 г/куб. см, для АИ-95 — 0,750 г/куб. см, для АИ-98 — 0,765 г/куб. см.

Кроме того, в соответствии с Постановлением Федеральной службы государственной статистики от 19.08.2004 N 36 предприятия-производители, топливоснабжающие и другие организации, занимающиеся реализацией топлива населению, независимо от формы собственности и организационно-правовой формы должны представлять форму федерального государственного статистического наблюдения N 4-топливо «Сведения об остатках, поступлении и расходе топлива, сборе и использовании отработанных нефтепродуктов.

Согласно положениям пункта 4 Порядка заполнения и представления формы N 4-топливо, утвержденного указанным Постановлением, если учет автомобильного бензина ведется в литрах, то при пересчете из объемных единиц в весовые следует пользоваться их фактической плотностью (удельным весом), измеренной с помощью нефтеденсиметров в период проведения учета.

При отсутствии нефтеденсиметров указанный пересчет может быть произведен на основе значений плотности, указанных в товарно-транспортных накладных каждой партии соответствующего нефтепродукта, поступившего на предприятие.

Таким образом, поскольку порядок заполнения и представления формы государственного статистического наблюдения предусматривает вышеуказанные способы определения значения плотности нефтепродуктов, такие способы могут быть использованы и при определении плотности для расчета суммы акциза, подлежащей уплате в бюджет по этим нефтепродуктам (письмо ФНС России от 23.03.2005 N 03-3-09/412/23).

Почему дизельные двигатели экономичнее бензиновых

Дизельные двигатели экономичнее бензиновых. Другими словами, дизельные двигатели имеют лучший пробег на «газе», чем бензиновые двигатели сопоставимого размера. На это есть две причины. Во-первых, дизельное топливо является лучшим ископаемым топливом, чем бензин, с точки зрения плотности энергии. Во-вторых, дизельные двигатели лучше двигателей с точки зрения теплового КПД.

И хотя бензин и дизель — как топлива — не улучшаются, по крайней мере, в отношении удельной энергии, как бензиновые, так и дизельные двигатели двигатели становятся более термически эффективными. Но дизельные двигатели становятся значительно более термически эффективными, в то время как бензиновые двигатели добиваются лишь умеренных успехов.

Принимая во внимание успехи, которые инженеры-бензиновики должны были бы предпринять в отношении теплового КПД, чтобы сделать бензиновые двигатели сопоставимыми с дизельными двигателями — даже если инженеры-дизельостроители не добились бы нулевого прогресса, — почти наверняка бензиновые двигатели никогда не будут такие же экономичные, как дизельные двигатели.

Почему дизельное топливо лучше бензина

По количеству энергии, производимой на единицу объема, дизельное топливо лучше бензина. На галлон или литр топлива в дизельном топливе больше энергии, чем в бензине. Количество энергии в галлоне ископаемого топлива варьируется. Точно так же, как есть разница между бензином и дизельным топливом, есть разница между дизельным топливом и бензином, добытым в разных частях мира. Некоторые дизели имеют больше энергии на галлон, чем другие дизельные, и то же самое верно для разных типов бензина.

Но, как правило, считается, что в галлоне дизельного топлива примерно на 15% больше энергии, чем в галлоне бензина. Мера энергии в объеме топлива называется плотностью энергии. Плотность энергии напрямую связана с количеством молекул углеводородов в топливе.

Плотность энергии

Бензин имеет плотность энергии 33 867 мегаджоулей на кубический метр. Дизель имеет плотность энергии 37 184 мДж/м3. Опять же, это приблизительные оценки. Топливо с более высоким содержанием серы имеет более низкую плотность энергии. Высокооктановый бензин и дизельное топливо с высоким цетановым числом также имеют более низкую плотность энергии.

Тем не менее справедливо будет сказать, что плотность дизельного топлива примерно на 10-20% выше, чем у бензина.

Почему плотность энергии дизельного топлива выше, чем у бензина

Плотность энергии ископаемого топлива зависит от углеводородов. Чем больше количество крупных молекулярных углеводородов в ископаемом топливе, тем тяжелее топливо и тем больше энергии оно дает. Вот почему, например, метан — он же природный газ — имеет такую ​​чрезвычайно низкую плотность энергии. Природный газ состоит в основном из очень малых молекул энергии. Молекулы и молекулярные цепочки в метане настолько малы, что при комнатной температуре метан представляет собой ископаемое топливо в газообразном состоянии.

Бензин тоже состоит из более мелких молекул топлива. Будучи жидким топливом, бензин имеет относительно низкую плотность энергии, особенно по сравнению с дизельным топливом. Дизельное топливо, с другой стороны, обладает чрезвычайно высокой энергией по сравнению с большинством других ископаемых видов топлива. Дизель состоит из крупных углеводородов с длинной цепью. Из-за размера и длины углеводородов в дизельном топливе дизель имеет высокую плотность энергии.

Но плотность энергии дизельного топлива — не единственная причина, по которой дизельные двигатели более экономичны, чем бензиновые двигатели. Мало того, что дизель является лучшим топливом, дизельные двигатели лучше двигателей с точки зрения теплового КПД.

Почему дизельные двигатели лучше, чем бензиновые

Дизельные двигатели более экономичны, чем бензиновые, потому что дизельные двигатели имеют более высокий тепловой КПД, чем бензиновые двигатели. С точки зрения непрофессионала, тепловой КПД — это то, сколько энергии топлива превращается в механическую энергию. Тепловой КПД — это мера того, какую часть общего энергетического потенциала топлива двигатель может преобразовать в энергию, необходимую для движения транспортного средства по дороге, или часть механизма, которая преобразуется в работу.

Все тепловые двигатели, будь то паровые, бензиновые, дизельные, газовые и т. д., удивительно неэффективны.

Тепловой КПД дизельных и бензиновых двигателей

Тепловой КПД технически определяется как комбинация двух законов физики: первого и второго законов термодинамики. Первый закон термодинамики гласит, что выходная энергия системы не может превышать энергии, вложенной в систему. Второй закон термодинамики гласит, что ни одна система не может быть эффективна на 100 %, потому что тепло будет всегда потеряно.

Таким образом, тепловой КПД можно определить по формуле. Тепловой КПД – это количество полезной энергии, вложенной в систему, деленное на общее количество энергии, вложенной в систему. Слово «полезный» важно, потому что законы термодинамики гласят, что всегда отходов.

Из всей энергии, затрачиваемой на двигатель внутреннего сгорания, только часть преобразуется в полезную энергию. Остальное выбрасывается в выхлопную трубу или теряется в виде тепла в окружающую среду вокруг двигателя.

Дизельные двигатели внутреннего сгорания имеют гораздо более высокий тепловой КПД, чем бензиновые двигатели внутреннего сгорания.

Почему бензиновые двигатели никогда не будут иметь больший пробег, чем дизельные двигатели

В настоящее время эффективность бензиновых двигателей составляет от 20% до 35%. По данным Toyota, компании, которая пытается производить бензиновые двигатели с высоким тепловым КПД, тепловой КПД «большинства бензиновых двигателей внутреннего сгорания в среднем составляет около 20 процентов». Согласно тому же, «дизели, как правило, выше — в некоторых случаях приближаются к 40 процентам».

Тем не менее, по данным шведской автомобильной инженерной компании MDPI, тепловой КПД как бензиновых, так и дизельных двигателей значительно выше, хотя вряд ли настолько высок, как может предположить неспециалист: «Двигатели с искровым зажиганием текущего производства работают с тормозным тепловым КПД (BTE) около 30–36%, двигатели с воспламенением от сжатия давно признаны одними из самых экономичных силовых агрегатов, нынешние БТЭ дизелей могут достигать до 40–47%».

Toyota утверждает, что разрабатывает бензиновый двигатель со значительно более высоким тепловым КПД, чем обычные бензиновые двигатели, с тепловым КПД 38%. Если MDPI верен, тепловой КПД нового двигателя Toyota по-прежнему более чем на 20% ниже, чем у обычного дизельного двигателя.

Почему тепловая эффективность дизельных двигателей выше, чем у бензиновых двигателей с искровым зажиганием

Термическая эффективность дизельных двигателей выше, чем у бензиновых, по двум причинам: степень сжатия и состав воздушно-топливной смеси. Степень сжатия – это мера разницы между полным объемом камеры сгорания, когда поршень находится в нижней части своего хода, и объемом камеры сгорания в момент сгорания топлива.

Степень сжатия и выходная энергия

Увеличение степени сжатия увеличивает эффективность использования топлива, поскольку чем выше степень сжатия, тем больше количество энергии высвобождается из данного объема топлива. «Теоретически, увеличение степени сжатия двигателя может улучшить тепловой КПД двигателя за счет увеличения выходной мощности». Дизельные двигатели имеют степень сжатия от 14:1 до 25:1. Бензиновый двигатель имеет степень сжатия от 8:1 до 12:1.

Проблема в том, что инженеры по бензиновым двигателям не могут увеличить степень сжатия, по крайней мере, без снижения эффективности использования топлива. Можно сделать бензиновые двигатели с более высокой степенью сжатия. Однако, поскольку бензин очень летуч и нестабилен по сравнению с дизельными двигателями, более высокие степени сжатия означают, что бензин сгорает до того, как искра воспламенит его в топливной камере. Предварительное сгорание бензина обычно называют «детонацией».

Несмотря на то, что воспламенение до сгорания можно предотвратить путем добавления в бензин присадок для повышения октанового числа топлива, высокооктановое топливо менее энергоемко, чем низкооктановое топливо. Причина в том, что присадки, предотвращающие предварительное сгорание, делают это потому, что они имеют более низкую плотность энергии и, следовательно, не воспламеняются так же легко, как бензин.

Другими словами, увеличение степени сжатия бензиновых двигателей является уловкой 22. Целью увеличения степени сжатия является увеличение выхода энергии на единицу объема топлива. Но чтобы повысить степень сжатия бензина, необходимо уменьшить в нем количество энергии. Так вот, повышение октанового числа бензина для того, чтобы увеличить сжатие, которое он может выдержать без возгорания — что-то делается для того, чтобы увеличить общую отдачу энергии — на самом деле снижает отдачу энергии.

Высокое отношение кислорода к топливу

Вторая причина, по которой дизельные двигатели имеют более высокий тепловой КПД, чем бензиновые двигатели, связана с соотношением кислорода и топлива. Чем больше количество воздуха в соотношении воздуха к топливу, тем чище сгорает топливо и тем больше энергии оно производит. Дизельные двигатели могут работать на очень обедненной смеси. Однако в бензиновом двигателе бедная смесь вызывает проблемы.

Идеальная смесь воздуха и топлива в двигателях внутреннего сгорания называется стехиометрическим соотношением воздуха и топлива. Стехиометрическое соотношение воздуха и топлива для бензиновых двигателей является типичным: «14,7: 1, что означает 14,7 частей воздуха на одну часть топлива», по словам Honeywell Garret. Стехиометрическое соотношение воздух-топливо в дизельных двигателях может варьироваться в широких пределах. В то время как стехиометрическое соотношение воздух-топливо составляет 14:6, «дизельные двигатели обычно не работают в стехиометрических условиях. Типичные рабочие диапазоны дизельных двигателей распределяются между соотношением воздух/топливо от 18 до 70, в зависимости от рабочей точки».

В то время как бензиновые двигатели почти всегда работают как можно ближе к стехиометрическому соотношению воздух-топливо, Hannu Jääskeläinen и Magdi K. Khair из Dieselnet.com объясняют в своей статье Сгорание в дизельных двигателях , «Дизельное сгорание является характеризуется бедным общим соотношением A/F. Самое низкое среднее отношение A/F часто наблюдается в условиях максимального крутящего момента. Чтобы избежать чрезмерного дымообразования, соотношение A/F при пиковом крутящем моменте обычно поддерживается на уровне выше 25:1, что значительно выше стехиометрического (химически правильного) отношения эквивалентности, равного примерно 14,4:1. В дизельных двигателях с турбонаддувом соотношение A/F на холостом ходу может превышать 160:1.

Таким образом, избыточный воздух, находящийся в цилиндре после сгорания топлива, продолжает смешиваться с горящими и уже сгоревшими газами на протяжении всего процесса сгорания и расширения».

 Поскольку бензиновые двигатели всегда работают на близком к стехиометрическому соотношению воздух-топливо, лишь немного богаче, а дизельные двигатели могут работать на обедненной смеси до 160 частей воздуха на одну часть топлива, эффективность сгорания дизельного топлива значительно выше, чем эффективность при котором горит бензин. Чем чище горение, тем больше энергии производится на галлон. Таким образом, дизель не только имеет больше энергии на единицу измерения, дизельный двигатель использует больший процент этой энергии для производства механической мощности.

Как измерить плотность бензина

Измерение плотности бензина поможет вам лучше понять использование бензина для различных целей в различных типах двигателей.

Плотность бензина

Плотность жидкости представляет собой отношение ее массы к объему. Разделите массу на его объем, чтобы вычислить его. Например, если у вас есть 1 грамм бензина, объем которого составляет 1,33 см ³ , плотность будет:

93

Плотность дизельного топлива в США зависит от его класса 1D, 2D или 4D. Топливо 1D лучше подходит для холодной погоды, потому что оно имеет меньшее сопротивление течению. Топливо 2D лучше подходит для более высоких температур наружного воздуха. 4D лучше для тихоходных двигателей. Их плотности соответственно составляют 875 кг/м ³ , 849 кг/м ³ и 959 кг/м ³ . Европейская плотность дизельного топлива в кг/м ^{3 .} варьируется от 820 до 845.

Удельный вес бензина

Плотность бензина также можно определить с помощью удельного веса бензина. Удельный вес — это плотность объекта по сравнению с максимальной плотностью воды. Максимальная плотность воды составляет 1 г/мл при температуре около 4°C. Это означает, что если вы знаете плотность в г/мл, это значение должно быть удельным весом бензина.

Третий способ расчета плотности газа использует закон идеального газа:

PV=nRT

где ​ P ​ давление, ​ V — объем, n — количество молей, R — постоянная идеального газа, T — температура газа. Преобразование этого уравнения дает вам нВ = P/RT , в котором левая часть представляет собой отношение между n и V .

Используя это уравнение, вы можете рассчитать соотношение между количеством молей газа, которое имеется в количестве газа, и его объемом. Затем количество молей можно преобразовать в массу, используя атомный или молекулярный вес частиц газа. Поскольку этот метод предназначен для газов, бензин в жидкой форме будет сильно отличаться от результатов этого уравнения.

Экспериментальная плотность бензина

Взвесьте мерный цилиндр, используя метрические весы. Запишите это количество в граммах. Залейте в цилиндр 100 мл бензина и взвесьте его в граммах на весах. Вычесть массу баллона из массы баллона, если в нем бензин. Это масса бензина. Разделите эту цифру на объем, 100 мл, чтобы получить плотность.

Зная уравнения для плотности, удельного веса и закон идеального газа, вы можете определить, как плотность изменяется в зависимости от других переменных, таких как температура, давление и объем. Выполнение серии измерений этих величин позволяет вам определить, как изменяется плотность в результате их действия или как изменяется плотность в результате действия одной или двух из этих трех величин, в то время как другая величина или величины остаются постоянными. Это часто удобно для практических приложений, в которых вы не знаете всю информацию о каждом отдельном количестве газа.

Газы на практике

Имейте в виду, что такие уравнения, как закон идеального газа, могут работать в теории, но на практике они не учитывают свойства газов на практике. Закон идеального газа не принимает во внимание молекулярный размер и межмолекулярное притяжение частиц газа.

Поскольку закон идеального газа не учитывает размеры частиц газа, он менее точен при более низких плотностях газа. При более низких плотностях объем и давление больше, так что расстояния между частицами газа становятся намного больше, чем размер частиц. Это делает размер частиц меньшим отклонением от теоретических расчетов.

Межмолекулярные силы между частицами газа описывают силы, вызванные различиями в заряде и структуре сил. Эти силы включают дисперсионные силы, силы между диполями или зарядами атомов среди частиц газа. Это вызвано зарядами электронов атомов в зависимости от того, как частицы взаимодействуют с окружающей средой среди незаряженных частиц, таких как благородные газы.

Диполь-дипольные силы, с другой стороны, представляют собой постоянные заряды атомов и молекул, которые используются среди полярных молекул, таких как формальдегид. Наконец, водородные связи описывают очень специфический случай диполь-дипольных сил, в которых молекулы имеют водородные связи с кислородом, азотом или фтором, которые из-за разницы в полярности между атомами являются самыми сильными из этих сил и обуславливают качества. воды.

Плотность бензина с помощью ареометра

Используйте ареометр как метод экспериментального измерения плотности. Ареометр — это прибор, использующий принцип Архимеда для измерения удельного веса. Этот принцип гласит, что объект, плавающий в жидкости, вытеснит количество воды, равное весу объекта. Измеренная шкала сбоку ареометра покажет удельный вес жидкости.

Наполните прозрачную емкость бензином и осторожно поместите ареометр на поверхность бензина. Вращайте ареометр, чтобы вытеснить все пузырьки воздуха и позволить стабилизироваться положению ареометра на поверхности бензина. Очень важно удалить пузырьки воздуха, потому что они увеличивают плавучесть ареометра.

Расположите ареометр так, чтобы поверхность бензина находилась на уровне глаз. Запишите значение, связанное с маркировкой на уровне поверхности бензина. Вам нужно будет записать температуру бензина, так как удельный вес жидкости зависит от температуры. Проанализируйте показания удельного веса.

Бензин имеет удельный вес от 0,71 до 0,77, в зависимости от его точного состава. Ароматические соединения имеют меньшую плотность, чем алифатические соединения, поэтому удельный вес бензина может указывать на относительную долю этих соединений в бензине.

Химические свойства бензина

В чем разница между дизельным топливом и бензином? Бензины, как правило, состоят из углеводородов, представляющих собой цепочки углеродов, соединенных вместе с ионами водорода, длина которых варьируется от четырех до 12 атомов углерода на молекулу.

Топливо, используемое в бензиновых двигателях, также содержит определенное количество алканов (насыщенные углеводороды, то есть они имеют максимальное количество атомов водорода), циклоалканы (молекулы углеводородов, образующие кольцевые образования) и алкены (ненасыщенные углеводороды, имеющие двойные связи) .

В дизельном топливе используются углеводородные цепи с большим числом атомов углерода, в среднем 12 атомов углерода на молекулу. Эти более крупные молекулы увеличивают температуру испарения и требуют больше энергии для сжатия перед воспламенением.

Дизельное топливо, изготовленное из нефти, также содержит циклоалканы, а также варианты бензольных колец с алкильными группами. Бензольные кольца представляют собой шестиугольные структуры из шести атомов углерода в каждом, а алкильные группы представляют собой вытянутые углеродно-водородные цепи, которые ответвляются от молекул, таких как бензольные кольца.

Физика четырехтактного двигателя

В дизельном топливе воспламенение топлива приводит в движение камеру цилиндрической формы, которая выполняет сжатие, вырабатывающее энергию в автомобилях. Цилиндр сжимается и расширяется в соответствии с этапами процесса четырехтактного двигателя. Как дизельные, так и бензиновые двигатели работают по принципу четырехтактного двигателя, включающего впуск, сжатие, сгорание и выпуск.

1. На этапе впуска поршень перемещается из верхней части камеры сжатия в нижнюю таким образом, что он втягивает смесь воздуха и топлива в цилиндр, используя разницу давлений, возникающую в результате этого процесса. Клапан остается открытым на этом этапе, так что смесь свободно проходит через него.
2. Далее, на этапе сжатия поршень вдавливает смесь в себя, увеличивая давление и вырабатывая потенциальную энергию. Клапаны закрыты так, что смесь остается внутри камеры. Это приводит к нагреву содержимого цилиндра. Дизельные двигатели используют большее сжатие содержимого цилиндра, чем бензиновые двигатели.
3. Этап сгорания включает вращение коленчатого вала за счет механической энергии двигателя. При такой высокой температуре эта химическая реакция протекает самопроизвольно и не требует внешней энергии. Свеча зажигания или тепло на этапе сжатия воспламеняют смесь.
4. Наконец, на этапе выпуска поршень перемещается обратно вверх с открытым выпускным клапаном, так что процесс может повторяться. Выпускной клапан позволяет двигателю удалять сгоревшее топливо, которое он израсходовал.

Дизельные и бензиновые двигатели

Бензиновые и дизельные двигатели используют внутреннее сгорание для выработки химической энергии, которая преобразуется в механическую энергию. Химическая энергия сгорания в бензиновых двигателях или сжатия воздуха в дизельных двигателях преобразуется в механическую энергию, приводящую в движение поршень двигателя. Это движение поршня через различные ходы создает силы, которые приводят в действие сам двигатель.

Бензиновые двигатели или бензиновые двигатели используют процесс искрового зажигания для воспламенения смеси воздуха и топлива и создания химической потенциальной энергии, которая преобразуется в механическую энергию на этапах технологического процесса двигателя.

Инженеры и исследователи ищут экономичные методы выполнения этих шагов и реакций, чтобы сохранить как можно больше энергии, оставаясь при этом эффективными для целей бензиновых двигателей. Дизельные двигатели или двигатели с воспламенением от сжатия («двигатели с воспламенением от сжатия»), напротив, используют внутреннее сгорание, в котором в камере сгорания происходит воспламенение топлива, вызванное высокими температурами при сжатии топлива.

Это повышение температуры сопровождается уменьшением объема и повышением давления в соответствии с законами, демонстрирующими изменение количества газа, такими как закон идеального газа: ​ PV = nRT ​. Для этого закона P — давление, V — объем, n — количество молей газа, R — постоянная закона идеального газа и T это температура.

Хотя эти уравнения могут быть верны в теории, на практике инженерам приходится учитывать ограничения реального мира, такие как материал, используемый для создания двигателя внутреннего сгорания, и то, что топливо намного более жидкое, чем чистый газ.

Эти расчеты должны учитывать, как в бензиновых двигателях двигатель сжимает топливно-воздушную смесь с помощью поршней, а свечи зажигания воспламеняют смесь. Дизельные двигатели, напротив, сначала сжимают воздух, прежде чем впрыскивать и воспламенять топливо.

Бензин и дизельное топливо

Бензиновые автомобили более популярны в США, в то время как дизельные автомобили составляют почти половину всех продаж автомобилей в европейских странах. Различия между ними показывают, как химические свойства бензина придают ему качества, необходимые для транспортных и технических целей.

Дизельные автомобили более эффективны при пробеге по шоссе, потому что дизельное топливо обладает большей энергией, чем бензиновое топливо. Автомобильные двигатели на дизельном топливе также имеют больший крутящий момент или силу вращения в своих двигателях, что означает, что эти двигатели могут разгоняться более эффективно. При движении по другим районам, таким как города, преимущество дизеля менее существенно.

Дизельное топливо также обычно труднее воспламенить из-за его меньшей летучести, т. е. способности вещества испаряться. Однако при испарении его легче воспламенить, поскольку он имеет более низкую температуру самовоспламенения. Бензин, с другой стороны, требует свечи зажигания для воспламенения.

В США почти нет разницы в стоимости бензина и дизельного топлива. Поскольку дизельное топливо имеет больший пробег, его стоимость по отношению к пробегу лучше. Инженеры также измеряют выходную мощность автомобильных двигателей, используя лошадиные силы, меру мощности. Хотя дизельные двигатели могут ускоряться и вращаться легче, чем бензиновые, они имеют более низкую выходную мощность.

Преимущества дизеля

Наряду с высокой топливной экономичностью, дизельные двигатели обычно имеют более низкие затраты на топливо, лучшие смазывающие свойства, большую плотность энергии в процессе четырехтактного двигателя, меньшую воспламеняемость и возможность использовать биодизельное ненефтяное топливо.