Какое дизтопливо лучше для современного дизельного мотора: Виды и качество дизельного топлива

Какое дизтопливо лучше для современного дизельного мотора

Добрый день, Друзья!

Когда то давно я приводил мини-обзор существующих на нашем авторынке бензинов(Немного о бензинах: Какой лучше использовать?) — www.drive2.ru/l/476192164871668114/
Михаил-Борода boroda66 предложил продолжить — написать про ДизТопливо.
Поехали!)))

Не претендую на академичность, просто свое мнение.

1. Основной потребитель дизтоплива — транспорт.

2. Причем в России машин на тяжелом топливе значительно меньше, чем в Европе:

3. С 1 января 2016 года в соответствии с Техническим регламентом № 609 «О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, вредных (загрязняющих) веществ» на территории РФ введен экологический класс топлива Евро-5.

4. Ну а реально ситуация с качеством ДТ у нас похуже, чем хотелось бы … Как то так=)))

Основной характеристикой ДТ является ЦЧ(цетановое число).
Цетановое число определяет время от впрыска до возгорания.
Как и в случае с бензином, дизельный двигатель проектируется под определенное ЦЧ, на котором он обладает оптимальными характеристиками. Если ЦЧ слишком высокое и топливо загорается быстро, то оно не успевает хорошо смешаться с воздухом и испариться. При этом процесс горения будет медленным и менее эффективным. Кислород в дальних участках камеры сгорания не будет участвовать в процессе. Однако чем быстрее горение тем больше за рабочий такт мы можем подать топлива, а значит больше мощность.
Если ЦЧ низкое — то топливо успеет полностью испариться, но из-за этого процесс горения будет быстрым и жестким — из-за долгого воспламенения не успеть подать максимально возможное количество топлива за рабочий такт — снизится максимальная мощность и увеличатся ударные нагрузки на кривошипно-шатунный механизм двигателя.

Есть мнение что, каждая единица отклонения ЦЧ от оптимального дает увеличение расхода топлива на 0,3-0,4%.
Идеальным алгоритмом работы дизеля является быстрое воспламенение и медленное горение. Добиться этого позволяют современные системы впрыска, улучшающие испаряемость топлива в камере сгорания и процесс горения. Соответственно, чем прогрессивней система впрыска в вашем дизеле, тем больше пользы вы получите от высокого цетанового числа.
Улучшить характеристики ДТ можно с помощью присадок — цетан-корректоров( увеличение ЦЧ) и промоутеров(катализаторов) горения.

Еще одной важной характеристикой ДТ является смазывающая способность. Топливо должно эффективно препятствовать износу сложной топливной аппаратуры. Раньше с этой задачей прекрасно справлялась сера, но она вызывает нагар и вредна для экологии. Поэтому, в современных топливах, ее содержание максимально снижают и заменяют смазывающими (противоизносными) присадками. Чем лучше смазывающая способность, тем дольше прослужит ваш ТНВД и форсунки.

5. Несколько лет назад журнал «За рулем» проводил исследования качества дизтоплива:

В последние несколько лет качество топлива улучшилось и появились продвинутые сорта дизтоплива.
BP, например, заявляет об увеличении мощности на ДТ Ultimate от 2% до 8% за счет увеличенного ЦЧ и за счет очищения двигателя( т.е. наличия пакета присадок(комплексных присадок), включая моющие).

Ну а если рассмотреть паспорта продаваемых топлив:
6. Евро ДТ Экто (Евро-5) Лукойл

Нефтебаза — Ногинский район, г. Старая купавна;
Цетановое число/цетановый индекс: 51,1 / 51,2(зима).
В летнем варианте ЦЧ вырастет на 4-5 единиц.
Присадки: Цетаноповышающая — 0,008%, противоизносная — 0,023% (вероятно BASF Kerokorr LA99C), моющая — 0,020% (вероятно BASF Keropur DP 4510 C), депрессорно-диспергирующая — 0,023%.

Строго по ГОСТу, но не лучше его.С 2011 года единственным преимуществом Лукойла было только низкое содержание серы и возможность купить топливо с моющей присадкой.

ДТ ТАНЕКО Летнее ( Нижнекамске нефтеперерабатывающий комплекс)
Цетановое число/цетановый индекс: 60,2 / 63,4.
Присадки — нет данных. Скорее всего, по аналогии с зимним вариантом — Противоизносная OLI 5500 — 0,02%, депрессорно-диспергирующая Keroflux 3670 — 0,03%.
Данные компании с оф. сайта: ДТ ТАНЕКО производится с 29 января 2014 года, характеризуется минимальным содержанием серы (не более 1-2ppm, что может соответствовать Евро-6), и высоким цетановым числом — вплоть до 60 без цетаноповышающих присадок.

Мой выбор в последние пару лет — солярка ТАНЕКО( при отсутствии возможности заправиться — Лукойл или Газпромнефть).
8.

Топливо ТАНЕКО появилось на рынке в 2014 года. Производитель на всех АЗС один — самый современный Нижнекамский нефтеперерабатывающий комплекс.
Летнее ДТ обладает астрономическим ЦЧ — 60. При этом содержание серы минимально — около 1 ppm. Это в разы меньше, чем в любом другом ДТ или бензине Евро-5.
Немного огорчает отсутствие моющей присадки в топливе, но если вспомнить, что содержание серы в 10 раз ниже требований стандарта Евро-5, то потребности в постоянном её применении нет.

Консалтинговое агентство J.D. Power Asia Pacific провело исследование. Выяснилось, что четверть всех автомобилей работают на дизельных двигателях. Согласно прогнозам, ежегодно число автомобилей с дизельными двигателями будет расти на 1-2%. Это обусловлено тем, что характеристики таких моторов постоянно улучшаются.

Преимущества и недостатки дизельных двигателей

Дизельный двигатель работает на дизтопливе. Его главные преимущества:

• Экономичность — потребление топлива такими движками на 30-40% ниже по сравнению с бензиновыми аналогами.
• Экологичность — в выхлопном газе низкое содержание углекислого газа.
• Долговечность — дизельные агрегаты служат почти в два раза дольше, чем бензиновые.
• Простота устройства — в нем не предусмотрена система зажигания, поэтому обслуживание и эксплуатация мотора проще.
• Низкое потребление масла — солярка выполняет функцию масла, смазывает основные функциональные узлы мотора.
• Водостойкость — даже при большом количестве конденсата двигатель не теряет технических характеристик.
• Высокий КПД — в полезную энергию преобразуется 36% энергии, а у бензиновых моторов всего 26%.
• Низкая вероятность возгорания из-за отсутствия системы зажигания

Кроме того, дизельное топливо пока остается дешевле бензина. Вкупе с низким потреблением топлива мотор позволяет экономить на заправке транспортного средства.

Несмотря на многие преимущества, у дизельных агрегатов есть существенные недостатки. В их числе:

• Чувствительность к качеству топлива — некачественная солярка быстро уничтожит форсунки.
• Звук мотора — он громче, чем у бензиновых агрегатов, и прогревать машину придется дольше.
• Высокая стоимость обслуживания — на 20% выше по сравнению с агрегатами, которые работают на бензине.
• Чувствительность топлива к морозу — в зимние месяцы приходится использовать специальное топливо с высокой морозостойкостью.

Мини-рейтинг самых лучших дизельных двигателей на рынке

Все лучшие агрегаты можно разделить на несколько групп по странам происхождения:

• Азиатские. Бренды Toyota и Hyundai постоянно работают над высокими динамическими показателями, при этом не забывают о надежности. Их продукция устойчива к низкому качеству топлива, отличается долговечностью и высоким коэффициентом полезного действия.
• Американские. Известные компании Chrysler и Ford пытаются совместить важные характеристики: работают над мощностью и экономичностью, при этом стараются уменьшить расход топлива. Их агрегаты мощные и надежные, при этом потребляют мало.
• Немецкие. Бренды Mercedes и BMW славятся отменным качеством, присущим всем изделиям из Германии. Концерны используют самые современные технологии, поэтому их продукция отличается высокими технологическими показателями и надежностью.

В зависимости от параметров оценки, можно выделить несколько лучших двигателей, работающих на дизеле.

Самый экономичный

От Volkswagen. Самым экономичным мотором можно по праву назвать 1,6-литровый TDI от компании Volkswagen. Его устанавливают на хетчбеки Golf, кроссоверы Tiguan, бизнес-седан Passat. Также такой силовой агрегат устанавливают на автомобили дочерних предприятий — Audi, SEAT, Skoda и так далее.

Обновленная версия мотора пришла на смену старой 1,9-литровой комплектации. Инженеры увеличили давление в топливной раме и немного модифицировали турбину. За счет этого удалось значительно снизить «аппетиты» установки, при этом ничуть не потерять в мощности. Так, в зависимости от авто, она может достигать 120 лс.

Максимальные показатели экономичности реализованы в авто Passat BlueMotion. Был заявлен расход топлива 3,2-3,3 литра на каждые 100 километров. По результатам испытаний от независимого эксперта он составил 3,14 литра на 100 километров. Журналист из Британии Гэвин Конуэй проехал на авто с таким силовым устройством проехал более 2 400 километров, не заправляясь. Эта цифра была занесена в Книгу Рекордов Гиннеса.

У других автомобилей «аппетиты» больше, потому что они отличаются худшими показателями аэродинамики. Так, хетчбек Golf «ест» 3,5 литра каждые 100 километров.

От Toyota. В ответ на агрегат компании Volkswagen концерн Toyota выпустил свой дизельный агрегат с уменьшенным расходом топлива. Его используют на полноприводном авто Urban Cruiser. Объем мотора составляет 1,4 литра, а мощность — 90 лошадиных сил. Не самый высокий показатель, однако «аппетит» устройства составляет 4,5 литра на каждые 100 километров. В городских условиях он увеличивается до 5-5,6 литров.

Volkswagen также выпускает еще один экономичный мотор. Под капот хетчбека SEAT Ibiza Ecomotive устанавливают трехцилиндровый мотор объемом 1,4 литра мощностью 75 лс. Средний расход топлива достигает 3,1 литра на «сотку». Таким образом, самые экономичные кроссоверы на дизтопливе — у Toyota, самые экономные малолитражки — у Volkswagen.

Самый мощный

Рекорд по самому мощному дизельному двигателю принадлежит концерну BMW. С самого начала появления агрегатов компания ратовала за одну турбину в моторах, позднее стала использовать две турбины. Потом инженеры представили разработку, которая удивила всех: 6-цилиндровый мотор объемом 3 литра с тремя турбинами с изменяемой геометрией. Он построен на базе уже используемой модульной технологии. Мощность такого дизельного агрегата равна 381 лошадиной силе, что делает двигатель практически единственным самым мощным агрегатом. По удельной мощности ему нет равных среди моторов, работающих на дизельном топливе.

Такими агрегатами комплектуют полноразмерные кроссоверы X5 и X6, а также седаны BMW пятой и седьмой серии. Технические характеристики таких транспортных средств просто поражают. Например, «седьмой» седан весом более 2 тонн разгоняется до 100 километров в час всего за 5-6 секунд. При этом расход агрегата составляет всего 5-6 литров на 100 километров. Для сравнения, аналогичные бензиновые моторы с такими же техническими характеристиками тратят на езду около 20 литров на те же 100 километров в час.

Самый надежный

От Mercedes. Концерн выпускал легендарный мотор ОМ602. Эти пятицилиндровые силовые агрегаты с двумя клапанами выпускались немногим более двадцати лет — с 1985 по 2002 год. Их устанавливали на внедорожники, фургоны и другие автомобили. Так, их до сих пор можно увидеть на Mercedes в кузове W124 или фургоне Sprinter.

Такие моторы отличались экономичностью и надежностью. Несмотря на небольшую мощность, она достигала 130 лошадиных сил, такие силовые агрегаты обладали весьма внушительными техническими характеристиками. Так, пробег некоторых экземпляров превышает 1 500 000 километров. Рекордные показатели перевалили за 2 миллиона километров на одном двигателе.

От BMW. Баварский концерн выпускает не только самые мощные, но и самые надежные моторы. Так, одними из самых надежных силовых агрегатов считаются шестицилиндровые дизели. Их устанавливали на Range Rover, E46 и другие автомобили, в том числе дочерних предприятий. Эти силовые агрегаты выпускались ровно 10 лет — с 1998 по 2008 год.

Мощность дизелей больше, чем у аналогов от концерна Mercedes. В зависимости от модели, она варьируется в пределах 201-286 лошадиных сил. Ресурс моторов достаточно высокий. У них может быть достаточно много мелких проблем, однако крупных поломок практически нет. Так, двигатели прекрасно работают без поломок до пробега в 400-500 тысяч километров.

Самый «российский»

Самый ориентированный на российские условия дизель — силовой агрегат U2 I4. Это — практически совместная разработка инженеров концернов Toyota и Hyundai. Этот двигатель отличается оптимизированной формой камеры сгорания, экономичностью и турбокомпрессором переменной геометрии. Мотор U2 I4 самый тихий в своем классе, к тому же прекрасно справляется с суровыми российскими реалиями — например, он устойчив к некачественному топливу, которое можно встретить на заправках.

Выбирая новый или поддержанный автомобиль, обращайте особое внимание на характеристики его «сердца» — мотора. Чтобы не тратить деньги на ремонт, заправляйтесь на проверенных заправках или покупайте дизельное топливо у нас. Мы продаем его с доставкой по Москве, области и в другие регионы, с сертификатами качества и индивидуальными скидками в зависимости от объема покупок.

ООО «Компания «Нипетойл» поставляет дизельное топливо в Москву и область. У нас есть собственный автопарк из 16-ти бензовозов и нефтебаза, поэтому мы гарантируем стабильность поставок. Предоставляем на каждую партию паспорт качества. Позвоните нам, и вы более подробно узнаете об условиях покупки, нефтепродуктах, доставке и оплате.

Прежде чем начать рассказ о дизельном топливе, хотелось бы с огорчением сообщить о том, что наша отечественная солярка на сегодняшний день занимает всего лишь 43-е место по качеству среди ведущих нефтяных компаний Европы. Отсюда и все проблемы дизельных двигателей наших легковых автомобилей, топливная аппаратура которых рассчитана на ДТ стандарта, соответствующего как минимум Евро-3.

Сразу же предупреждение для любителей халявной солярки: если вы не хотите запороть дизель своей иномарки, ни в коем случае не сливайте ДТ из тракторов, оно однозначно Евро-3 не соответствует. Кстати, на наших АЗС дизтоплива стандарта Евро нет вообще, существуют так называемые классы со 2-го по 5-й, у которых нормы по цетановому числу заметно занижены. А что же такое цетановое число дизельного топлива и чем оно отличается от октанового числа того же бензина?

Как известно, октановое число бензина характеризует его детонационную стойкость к давлению и температуре. Но принцип работы дизельного двигателя как раз и заключается в этой самой детонации, поэтому цетановое число и характеризует самовоспламенение ДТ в цилиндре. Другими словами, чем выше ЦЧ, тем больше склонность ДТ к самовоспламенению. Кроме этого, ЦЧ ещё определяет лёгкость запуска двигателя, период белого дымления после запуска и жёсткость работы на холостом ходу, так называемый дизельный стук. Если ЦЧ меньше положенного для данного вида топливной аппаратуры, начнутся проблемы с запуском двигателя, а если больше положенного – падает мощность, возрастает дымность, и ухудшается экономичность.

Расход топлива увеличивается пропорционально превышению ЦЧ над расчётным – до 0.5% на единицу ЦЧ. Поэтому, если вы не хотите вышеперечисленных проблем с запуском и эксплуатацией дизеля, необходимо придерживаться следующих стандартов: для дизельных и турбо дизельных двигателей ЦЧ должно быть в пределах 45-48 единиц, для двигателей типа TDI, CDI и HDI с насос-форсунками или системой Common Rail ЦЧ не менее 51, а для самых современных моторов, соответствующих стандартам Евро-5, ЦЧ должно равняться 55.

Кроме цетанового числа дизельное топливо отличается между собой по фракционному составу, влияющему на пуск двигателя и токсичность выхлопных газов при пуске и прогреве. От фракционного состава зависит также температура перехода топлива в газообразное состояние (чем ниже температура перехода, тем выше мощность и лучше экономичность). Общепринятый норматив требует, чтобы 95 % топлива переходило в газообразное состояние до 360°С. Основными компонентами фракционного состава дизельного топлива являются сера и полициклические ароматические углеводороды, так называемые ПАУ, количество которых не должно превышать более 11%.

Больше всего вреда экологии приносит сера, способствующая к тому же коррозии деталей двигателя и выходу из строя нейтрализаторов выхлопных газов и сажевых фильтров. Но без неё никак нельзя, сера обеспечивает смазку деталей. Остаётся только ограничить её содержание в топливе: для дизельных атмосферных двигателей не более 350 ррм, турбированных – не более 50 ррм и TDI, CDI, HDI – не более 10 ррм.

Конечно, на АЗС вы этого ничего не узнаете, но если задаться целью определения нормальной заправочной станции, торгующей соответствующей для вашего двигателя соляркой, то достаточно взять топливо на пробу на нескольких АЗС и отправить его в лабораторию. Там вам выдадут не только его ЦЧ, но и температуру вспышки, влияющую на пусковые свойства и токсичность, которая должна быть не ниже 40°, а также температуру помутнения (точку начала кристаллизации парафинов). Для летнего дизтоплива она должна быть не выше -5°С, а для зимнего – не выше -25°С. Процесс определения температуры помутнения длится в течение пяти часов, но он стоит того, так как от этого зависит запуск дизеля при минусовых температурах.

Существует ещё так называемая температура предельной фильтруемости, ниже которой топливные фильтры выходят из строя, а также температура застывания, при которой ДТ теряет подвижность. Обычно она ниже температуры предельной фильтруемости на 5-7° С. Ну и, конечно же, нельзя обойти такую характеристику дизельного топлива, как его смазывающая способность, от которой напрямую зависит долговечность деталей топливной аппаратуры. Определяется она по диаметру пятна контакта, составляющему не менее 460 мкм.

На сегодняшний день требуемым показателям по Евро-4 наиболее соответствует дизельное топливо, реализуемое на АЗС корпорации ТНК. Кроме этого, оно полностью отвечает требованиям экологических стандартов, но для обычных атмосферных и турбированных дизелей у топлива ТНК слишком большое цетановое число. Высокие моторные показатели благодаря сбалансированным ФХП (фракционно-химическим присадкам) имеет дизтопливо на АЗС, принадлежащих ЛУКОЙЛ, но у него выявилась недостаточная смазывающая способность. В отличие от ЛУКОЙЛ, топливо Татнефть демонстрирует хорошую смазывающую способность и низкое содержание ПАУ, но при его использовании резко увеличивается расход топлива. Высокое цетановое число обеспечивает топливо компании Shell, но, к сожалению, в нём слишком много серы и очень высокое содержание ПАУ. Такое же высокое ЦЧ гарантирует и корпорация ВР, чьё дизтопливо отлично подойдёт для двигателей TDI, CDI и HDI, но у него слишком низкая смазывающая способность, а ЦЧ категорически не подходит для обычных атмосферных и турбированных дизелей. Для всех без исключения двигателей подойдёт дизельное топливо, реализуемое на АЗС Роснефть, с минимальной дымностью и минимальным количеством ПАУ. У него только один недостаток – много серы.

В общем, если вы хотите минимизировать проблемы эксплуатации топливной аппаратуры дизельного двигателя, выберите одно АЗС, наиболее подходящее для вашего автомобиля и старайтесь заправляться только там. В нашей стране дизельное топливо классифицируется по сортам, классам и низкотемпературным свойствам. Для умеренного климата существует классификация по сортам от А до F, а для холодного и арктического климата установлены классы от 0 до 4, различающиеся температурой воспламенения (до -35°C) и температурой застывания (до – 50° C). В России в теплые месяцы должно реализовываться летнее ДТ, характеризуемое температурой воспламенения равной 62°C и температурами застывания и фильтрации не ниже -5°C. В холодное время года на АЗС поступает зимнее дизтопливо, соответствующее классу 1 с температурой воспламенения не выше 40°C, застывания не меньше -35°C и фильтрации не менее – 26°С.

В переходные климатические периоды (как правило, апрель и октябрь) АЗС должны реализовывать ДТ сорта Е с температурой фильтруемости не выше -15° С. Другими словами, сорт Е – это смешивание летнего и зимнего топлива в пропорции 50х50. Но это всё возможно только в идеале. На самом деле большинство АЗС не станет реализовывать зимнее дизтопливо, пока не продаст летнее, от чего в первую очередь страдают рядовые водители. Что делать? Выхода только два: поиск порядочной АЗС или применение антигелевых присадок. Кстати, многие водители совершают ошибку, заливая антигель в заполненный топливный бак после снижения температуры ниже нулевой отметки. Это в корне неверно. Антигель заливается в пустой бак перед заправкой ещё при плюсовой температуре, чтобы успеть качественно перемешаться с топливом и выполнить свою низкозамерзающую функцию. В крайнем случае, можно использовать керосин, обладающий смазывающими свойствами. При добавлении керосина в топливо в пропорции 1 к 5 (20% керосина) топливная смесь не застынет до – 40°С. Но ни в коем случае не добавляйте в дизтопливо бензин – это смерть для топливной аппаратуры дизеля.

Наступает ли конец дизельного двигателя?

2 декабря 2016

Автор фото, Reuters

Подпись к фото,

Многие крупные города страдают от проблем с качеством воздуха, и Лондон — не исключение

Мэры Афин, Мехико, Мадрида и Парижа пообещали к 2025 году запретить на своих улицах дизельные автомобили и грузовики.

Вместо этого они обещали поощрять использование альтернативных транспортных средств — электромобилей, гибридных и водородных автомобилей.

Все четыре города страдают от проблем с качеством воздуха. Их мэры ссылаются на опыт Токио, где уже запрещено движение дизельных автомобилей.

Автопроизводители опасаются, что более широкий запрет машин с дизельными двигателями — лишь дело времени.

Действительно ли дизельные двигатели, выбрасывающие в атмосферу большое количество двуокиси азота и других вредных для здоровья веществ, обречены на вымирание?

Ведущий программы «Пятый этаж» Александр Баранов беседует с автомобильным экспертом Вячеславом Субботиным.

Автор фото, Not Specified

Александр Баранов: Здравствуйте, дорогие друзья! Сегодня с нами на «Пятом этаже« Вячеслав Субботин, автомобильный эксперт и автогонщик, пилот команды «Газ Рейд Спорт«. Вячеслав, здравствуйте!

Вячеслав Субботин: Добрый вечер!

А.Б.: Мы рады приветствовать вас здесь у нас в гостях в нашей программе. Четыре города на конференции в Мексике пообещали к 2025 году запретить полностью дизельные машины. Ссылаются, кстати, на опыт Токио, куда уже на дизеле не въедешь. Как вы считаете: насколько это решение важно для судьбы дизельных двигателей в принципе, действительно ли дизельный двигатель обречен, умрет ли он быстро или еще помучается какое-то время? Как вы считаете?

В.С.: С одной стороны, я считаю, что это конъюнктурное предложение. Это все входит в схему дизель-гейта, который возник с группы «Фольксваген», и борьбы с ним на этом фоне. Почему это носит такой характер предвзятый? У дизельного двигателя на самом деле КПД выше, чем у двигателя внутреннего сгорания на бензине.

Мало того, солярка обладает большей теплотворной способностью, из нее можно получить больше энергии. Не смотрите на то, что дизели более дорогие, в обслуживании более дорогие. На самом деле, они приблизились по конструкции, по обслуживанию, по сложности к обычным бензиновым моторам.

Но самое главное — они эффективнее. Другое дело, что много старых дизельных автомобилей. Скажем, Париж просто задыхается, особенно зимой: никуда этот выхлоп не рассеивается.

А.Б.: Старые автомобили — это другой вопрос. В Париже, насколько я знаю, запретили автомобили старше 1997 года выпуска. Здесь, в Лондоне, тоже вовсю идут разговоры. Новый мэр говорил о том, что он хотел бы ввести дополнительный налог на автомобили, которые старше 10 лет. В этом смысле нас тоже обкладывают.

То, что касается дизельного двигателя: ирония в том, что еще недавно его всячески пропагандировали как более чистый. Количество машин с дизельным двигателем в Англии, например, возросло стремительно. Где-то в 2011 или 2012 году их стало продаваться больше, чем бензиновых — и тут вдруг все повернулось.

Объясняют это тем, что те выхлопы, которые производят дизельные двигатели — окись азота, формальдегиды, какие-то частицы — сажа, короче говоря, вылетает — все это очень вредно для здоровья. Вреднее, чем то, что выбрасывает бензиновый двигатель. Это же, наверное, должно беспокоить действительно, если это так?

В.С.: Разумеется, это беспокоит, но здесь беспокоит только один параметр — это выброс сажи. Весь остальной букет присутствует в равной степени и в автомобилях с бензиновым двигателем — в равной степени, а, может быть, даже еще и большей. Поэтому здесь только сажа.

Для этого есть специальные системы: сажевые фильтры, системы нейтрализации газов. Все это есть и отрабатывается. Рециркуляция отработавших газов, дожиг отработавших газов, то есть масса всего придумана. Вопрос в том, что это должно работать.

Дизельный двигатель, как ни крути, эффективнее. Почему он так популярен? Потому что он меньше топлива расходует на 100 километров пробега при той же, равной работе.

А.Б.: Да, но сейчас бензиновые двигатели стали намного более эффективными, в принципе, они уже приближаются к дизелю. Конечно, еще отстают, но разница не настолько большая. Многое еще зависит от цены дизельного топлива.

Скажем, если в Германии дизельное топливо намного дешевле, чем бензин, то здесь, в Англии, дизельное топливо подороже, чем бензин. Если посмотреть на экономию: еще надо учесть, что дизельный двигатель более сложный, более тяжелый и так далее, поэтому цена дизельной машины на несколько тысяч дороже.

Если вы мало ездите — а обычная семья, в общем-то, мало ездит по городу — то дизельный двигатель оказывается не настолько экономичным. Тут еще и вредный, еще говорят, что рак можно заработать от всех этих вредных выбросов.

В.С.: Рак можно заработать, побывав, скажем, в Австралии или в Новой Зеландии. Под озоновой дырой побыл — ну и все, привет, как говорится: получил излучение. Таких мест, где можно получить рак, на самом деле полно.

Дизельный двигатель на самом деле гораздо эффективнее, а то, что сейчас говорят, что он сложнее, что он тяжелее — глупости все. На самом деле он по конструкции стал очень технологичным. Дизельный двигатель среди двигателей внутреннего сгорания — это явное преимущество.

Никогда бензиновый двигатель не подойдет по своим характеристикам к дизельному, во всяком случае, по своей эффективности. Не сможет. Теплотворная способность бензина всегда меньше. Это точно так же, как теплотворная способность газа всегда меньше, чем у бензина.

Если сжечь один килограмм бензина, то мы получим гораздо меньше энергии, чем если мы сожжем один килограмм солярки.

А.Б.: Да, может быть. В таком случае виноваты сами автопроизводители. Говорят, что бензиновые двигатели стали намного меньше выбрасывать СО2, а ведь СО2 — это главный показатель был все последние годы.

Борьба с озоновыми дырами, глобальное потепление и так далее — на СО2 обращали внимание в первую очередь, вообще только на СО2 обращали внимание. Тем временем бензиновые двигатели стали чище, а дизельные двигатели чище не стали, хотя они стали более технологичными. Как вы сами рассказываете, они стали лучше.

Более того, с дизельными двигателями еще такая «петрушка«: очень часто можно услышать совет — если у вас дизельный двигатель, первым делом надо отвинтить у него фильтр, тогда он будет еще более эффективный, еще дешевле. И вот ездит масса дизельных машин без фильтров.

В.С.: А знаете, сколько ездит бензиновых автомобилей с пробитым катализатором, катколлектором? Плохое топливо залили или просто свечи не вовремя поменяли, он оплавляется, осыпается, забивается — и все. Когда глушитель забит, то мотор не работает.

Что в этом случае делают во всех странах? Берут лом, снимают эту штуку и пробивают ломом, потом перепрошивают программу. Таких автомобилей ездит по любой стране, даже моторизованной, просто огромная масса. Это известный прием, об этом знает любой сервисмен и даже гаражник, как это сделать.

Современный дизельный двигатель сегодня гораздо эффективнее по конструкции, потому что он выбрасывает эффективнее, чем бензиновый, тут даже доказывать нечего. Вопрос только в старых автомобилях.

А.Б.: Еще говорят о том, что на самом деле есть новые технологии, которые позволят сделать дизельный двигатель намного более чистым, практически чистым, но автопроизводители не хотят это делать, потому что это будет стоить примерно 220 фунтов лишних на одну машину, специалисты даже посчитали. Вы можете что-то сказать по этому поводу? Действительно, может быть, в этом автопроизводители сами виноваты?

В.С.: Не то что виноваты. Производители — это бизнесмены. Прежде всего их душу греет рубль или доллар, фунт, — все, что угодно. Им интересно продавать то, с чего они получают наибольшую прибыль. Наибольшую прибыль они получают, скажем, с бензинового мотора: массовый автомобиль, дешевый, дешевле гораздо производить — и пошел в серию.

Их, думаете, так беспокоит безопасность окружающей среды? Их беспокоит закон, который заставляет их, вынуждает это делать. Поэтому делают бензиновые двигатели и не стараются делать, скажем, на солярке. Потом все прекрасно понимают, что будущее все-таки за электромобилями, поэтому сюда направляют наибольшие усилия.

А.Б.: Мне тоже кажется, что это отдельное решение. Может быть, оно, как вы говорите, какое-то конъюнктурное, вызвано чем-то, может быть, не вызвано, не знаю.

Дело даже не в этом, а дело в том, что это решение Афин, Мехико, Мадрида и Парижа очень вписывается в общий тренд, который сейчас просто набирает обороты — тренд на отказ от традиционных моторов, двигателей как дизельного, так и бензинового.

Вопрос в том, я думаю, что автомобилисты гадают сейчас: как быстро это все произойдет? Как много времени нужно, чтобы электрические машины заняли рынок и стали распространенными, чтобы их действительно можно было бы покупать без каких-то долгих размышлений: а где мы будем их заряжать и так далее? Как вы думаете, как быстро это может произойти?

В.С.: Электромобили наступают и наступают лавинообразно. Даже в странах с холодным климатом они есть, а в странах с теплым климатом, где вообще не видели снега, это само собой.

Понятное дело, что в ближайшие несколько лет — я не знаю, может быть, три года, пять лет — они будут занимать в городе существенную долю, просто огромную долю. К этому будет подвигать не только экономическая сторона.

Электромобиль легче обслуживать, он дешевле, там только батарейки дорогие на сегодняшний день. Батарейки можно брать в аренду. Есть такая форма: пошел, взял в аренду, откатал несколько лет, сдал эти батарейки, их утилизируют, поменяют на новые.

Самое главное — КПД электромобиля гораздо выше, чем машины с бензиновым или дизельным двигателем, с двигателем внутреннего сгорания, потому что энергию производят на стационарных станциях или вообще производят, как говорится, бесплатно — от солнца, от воды, от прилива, от чего угодно.

А.Б.: Я думаю, что если мы перейдем на электромобили, то одними солнцем и водой тут не обойтись. На самом деле это огромное количество электроэнергии, которое надо будет производить. На мой взгляд, когда говорят об экологии, о том, что будет воздух более чистый, это некоторое лукавство.

Что происходит с электромобилями? Очищается воздух там, где они ездят, то есть в городе, и начинает загрязняться где-то в пригороде, где стоят электростанции, которые производят это электричество. Грязный воздух перемещается из города в деревню — так получается с электромобилями?

В.С.: Так говорят те, кто не учил в шестом или в седьмом классе физику. На самом деле стационарные станции, вырабатывающие электроэнергию, гораздо эффективнее, чем двигатели внутреннего сгорания.

Самое главное — коэффициент полезного действия от того же газа, если это тепловая электростанция, которая работает на газе. Они из этого топлива получают чуть ли не 60% — это на самой плохой станции, а так — все 80%. Мало того, 20% улетучивается просто в тепло.

Высокий КПД — это первое. Второе: там система фильтров совсем другая, там фильтрация другая. Наконец, это стабильный режим, а двигатель внутреннего сгорания работает в режиме частичных нагрузок — все время не прогретый, перегретый или сломанный. Его даже контролировать невозможно.

Наконец, третье: станцию можно контролировать, а как автомобиль контролировать? Никак. Потом мы все говорим: «Ограничения по выхлопу, скажем, СО2 — углекислого газа. Есть ограничения: чтобы не больше чем на 100 тысяч километров».

А кто-нибудь замеры делал, когда машина пробежала 100 тысяч километров, 150? Я вас заверю: эти нормы уже там не соблюдаются, нет этих норм. А на электростанции как 10 лет назад производили с определенными выбросами, небольшими, так и дальше будут производить с небольшими выбросами. Вопрос контроля.

А.Б.: Это интересно. Есть еще другая проблема, которая не связана напрямую с экологией, но связана с тем, что электромобили пожирают большое количество электричества. Уже сейчас с этой проблемой столкнулись в Калифорнии.

Я ездил туда, и мне рассказывали люди — «из первых рук«, что называется: в продвинутой Калифорнии есть уже небольшие улицы в достаточно богатых предместьях, где двадцать домов и пять-шесть электромобилей, которые ночью заряжаются. Электрические сети просто падают, абсолютно не выдерживают этой нагрузки.

Для этого нужно абсолютно все менять — всю систему электроснабжения. Это тоже огромные деньги. Нынешние электросети в Англии точно, я думаю, что и в России тоже, просто не готовы к электромобилям.

В.С.: На самом деле это тоже не так. Все электросети готовы. Электромобили в основном заряжаются ночью. Днем они ездят. Днем кто заряжает? Никто. К офису приехал, у кого есть, воткнул вилку в розетку, заряжаешься. Заряжаются ночью, тогда, когда мощности простаивают — в этом вся «фишка».

Энергетикам это очень выгодно. Электроэнергию нельзя в бак залить, или еще куда-то, чтобы ее накопить. Ее можно произвести и прямо сейчас реализовать. Электромобили — это спасение для энергетиков, и они сами об этом говорят. То, что не выдерживают сети — сделайте, ребята, так, чтобы выдерживали. Медные провода нужно делать.

А.Б.: Сейчас дело даже не в проводах. Сейчас появляются компании в той же Калифорнии, которые занимаются «умным« распределением электроэнергии между различными источниками.

Действительно, очень часто так бывает, что электростанцию не закрыть, она работает вхолостую, это электричество не используется — ничего хорошего в этом нет. Эта система распределения электричества становится более компьютеризированной, более «умной« и помогает как-то с этой проблемой справиться.

На самом деле даже ночью — вы говорите, что ночью — все зависит от количества машин. Как только машин появится много, ночью не будут справляться с зарядкой. Это еще для наших автолюбителей далекое будущее, до него еще надо дожить и доехать. А сейчас вы б сами покупали машину, купили бы дизель?

В.С.: У меня есть дизельный автомобиль, я на нем успешно езжу, правда, я езжу на нем успешно на дальние расстояния. У меня автобус, и я на нем путешествую. По городу я перемещаюсь на маленьком автомобиле с бензиновым двигателем. Просто его проще завести, он быстрее прогреется.

Это действительно так, потому что дизельный двигатель прогревается слабо. Он работает фактически, если на холостых оборотах, на минимальных, то он работает исключительно на воздухе. Поэтому да, есть определенные трудности. Скажем, в России, да и в любой моторизованной стране переход с солярки летней на зимнюю очень для автолюбителей неважный, потому что может замерзнуть солярка. Ударил мороз, солярка замерзла — все, привет, машина встала.

А.Б.: В любом случае, мне кажется, что если человек сегодня купит дизель, если у него срок 10 лет, допустим, хотя он дольше может ездить, то в любом случае, наверное, это уже будет последний дизель нашего автолюбителя, и следующая машина наверняка будет электрическая, наверное, да? Как вы думаете?

В.С.: Я предполагаю, что дизельные двигатели будут еще долго и долго производиться и будут совершенствоваться, потому что это не только легковые автомобили, это еще и коммерческий транспорт. Это очень важно. Коммерческому транспорту выгодно ездить на солярке. Она действительно экономит, много экономит, а электромобили — да, придут. Для людей, живущих в мегаполисах, особенно в центре, особенно там, где есть ограничения, это очень выгодно, очень выгодно.

А.Б.: Хорошо, спасибо огромное, Вячеслав. Было очень интересно узнать и стало немножко яснее, какую же машину покупать.

________________________________________________________

Загрузить подкаст передачи «Пятый этаж» можно здесь.

Моторное масло для дизельных двигателей, масло для дизеля

Дизельное моторное масло имеет свою специфику, поэтому оно и выделяется в отдельный класс. В первую очередь это связано с ухудшенными условиями сгорания топлива – смесеобразование происходит уже в конце такта сжатия. Также нужно учитывать повышенное давление в цилиндрах, из-за чего продукты неполного сгорания активнее проникают в картер. При работе мотора на высокосернистом топливе темпы старения масла, в сравнении с бензиновыми двигателями, значительно возрастают.

ROLF Lubricants GmbH, разрабатывая новые сорта специализированных дизельных масел, делает упор на повышенную стабильность, применяет эффективные пакеты диспергирующих и моющих присадок.

Характеристики дизельных масел

Основной характеристикой масла для дизельных двигателей (с эксплуатационной точки зрения) является вязкость. Ее изменение в зависимости от температуры определяет применимость продукта для конкретного двигателя, а также возможность всесезонного использования.

Принятая как де-факто классификация SAE обеспечивает удобство маркировки и сравнения характеристик масел. В ней все масла для автомобилей делятся на зимние, летние и всесезонные. Характеристики вязкости разбиты по диапазонам на несколько классов, получающих символическое числовое обозначение. Чем индекс класса выше, тем больше вязкость масла. Например, масло SAE 5W-40 по сравнению с 5W-30 имеет одинаковые низкотемпературные свойства, но оно более вязкое при работе двигателя. У 5W-30 кинематическая вязкость при 100 °С должна находиться в интервале 9,3–12,5 мм2/с, а у 5W-40 в интервале 12,5–16,3 мм2/с.

Чтобы отличить «зимний» индекс вязкости, к маркировке добавляется суффикс W. У всесезонных масел указываются и «зимнее», и «летнее» обозначения. Так, моторное масло SAE 10W-40 удовлетворяет требованиям класса 10W для низких температур и аналогично по рабочим характеристикам на прогретом моторе летним маслам SAE 40 (с дополнениями, введенными стандартом SAE J300 в 2007 году).

Выбирать моторное масло для дизельного двигателя необходимо по простому принципу – индекс «летней» вязкости должен соответствовать требованиям производителя авто. От этого зависят рабочее давление в системе смазки на прогретом двигателе, эффективность разбрызгивания масла коленчатым валом на стенки цилиндров и так далее. Увеличивать вязкость допустимо только при жесткой эксплуатации, повышенных температурах, на двигателях с ощутимым износом. Индекс низкотемпературной вязкости во многом определяется климатом региона, в котором эксплуатируется автомобиль. Чем ниже температуры зимой, тем меньше должен быть индекс низкотемпературной вязкости: от 20W в жарком климате до 0W в северных широтах.

По перечню эксплуатационных свойств моторное масло для дизеля выделяется:

• повышенным щелочным числом. Если это допускается классом качества, так как масло активно набирает кислотные соединения. Особенно это актуально при износе ЦПГ и работе на дизтопливе неудовлетворительного качества;
• активной работой диспергирующих и моющих присадок. Масло должно надежно удерживать в себе сажу, очищать двигатель от нагара, позволяя масляному фильтру отделить частицы загрязнений;
• отличными противоизносными свойствами. Для дизельных моторов характерны высокие нагрузки на КШМ уже при низких оборотах, когда давление масла в смазочных каналах меньше всего;
• термостабильностью. Несмотря на то, что дизельный мотор за счет высокого КПД «холоднее» бензинового, в ряде точек масло может нагреваться значительно выше рабочей температуры самого двигателя. Особенно это характерно для мощных турбодизелей.

Качественное моторное масло для дизельных автомобилей производится с добавлением сбалансированного и сложного пакета присадок. Особенно это характерно для специализированных продуктов, которые должны соответствовать актуальным экологическим нормам. Также они должны быть рассчитаны на применение многокомпонентных катализаторов и сажевых фильтров в системе выпуска отработанных газов.

Классификация дизельного моторного масла

Для более удобного подбора масла по характеристикам двигателя следует ориентироваться на системы стандартизации смазочных материалов. Старейшая из них и наиболее распространенная – система American Petroleum Institute (API). В ней масла для дизельных двигателей входят в отдельную группу с префиксом С (Commercial). Аналогично группе масел S для бензиновых двигателей, каждый новый принимаемый стандарт получает обозначение следующей буквой латинского алфавита. При этом требования нового стандарта жестче, чем у предыдущего и/или вводятся дополнительные. Важно, что стандарт обеспечивает совместимость масел в прямом направлении – продукты, изготовленные по новым стандартам, могут применяться в ранее разработанных дизелях.

Однако из-за того, что дизельные двигатели на автомобилях и спецтехнике могут работать и по четырехтактному, и по двухтактному циклу, маркировка класса качества может усложняться еще и указанием на тактность агрегата. Например, масла класса API CF-2 рассчитаны именно на двухтактные моторы, в то время как API CF-4 – на четырехтактные. Между собой они не взаимозаменяемы.

Европейская система ACEA изначально выделяла дизельные масла в группу B, стандарты нумеровались численно в порядке принятия. Но после введения норм Euro и увеличения сложности систем снижения токсичности были созданы две новые группы классов:

• ACEA C – масла для двигателей, соответствующих экологическим нормам Euro 4 и выше. Стандарт включает в себя специфические требования к зольности, содержанию фосфора и серы, рассчитан преимущественно на легковой транспорт;
• ACEA E – система классификации масел для тяжелого дизельного транспорта. Масла этой группы не имеют взаимозаменяемости по порядку индексов, подбор ведется по прямому соответствию требованиям производителя техники.

Типы базовых масел

Изначально моторные масла для дизельных двигателей производились на минеральной базе – продуктах переработки нефти. Более того, низкооборотным дизелям с малой удельной мощностью, в сравнении с бензиновыми, дольше подходили масла на минеральной основе. Более жесткие классы качества вводились медленнее. Для коммерческого транспорта с его значительными годовыми пробегами очень важно было и то, что минеральные масла имеют наименьшую стоимость.

Одновременно из-за неудовлетворительной стабильности минеральной базы она должна была дополняться все большим объемом присадок, доводящих качество моторного масла до соответствующего уровня. С распространением турбодизелей, где нагрузки значительно выросли в сравнении с низкофорсированными атмосферными моторами, возникла и потребность в более стабильных и качественных моторных маслах.

Синтетика, производимая на гидрокрекинговой или полиальфаолефиновой базе, создала возможность не только увеличить удельную мощность двигателей, но и улучшить экологические характеристики дизелей. Современные нормы экологии уже невозможно обеспечить исключительно за счет управления смесеобразованием двигателя. Помимо катализаторов, используются специфические системы именно для дизелей (сажевые фильтры, впрыск мочевины). Такие моторы нуждаются в отдельных маслах, производство которых на минеральной базе просто нерентабельно из-за высоких требований к испаряемости, зольности и содержанию фосфора.

Компромиссный вариант – полусинтетика, при производстве которой в минеральную базу вводится достаточный объем синтетического масла. При сохранении демократичной цены полусинтетическое масло становится стабильнее минерального, может соответствовать более жестким классам качества. В случаях, когда использование полусинтетики допустимо по требованиям производителя автомобиля, она дает заметное снижение стоимости эксплуатации машины без особого влияния на ресурс мотора.

Дизельное масло для турбированных двигателей

Специфика дизельных двигателей, описанная выше, наиболее ярко выражена на примере моторов с турбонаддувом. У них увеличиваются и удельные нагрузки, и объем продуктов неполного сгорания топлива, попадающих в масло. Появляются и специфические требования:

• работоспособность в парах трения «сталь – медные сплавы». В то время как в самом ДВС цветных сплавов такого типа практически нет, подшипники скольжения большинства турбокомпрессоров изготавливаются именно из бронзы. Учитывая, что рабочие обороты турбин доходят до сотен тысяч в минуту, масло в турбокомпрессорном двигателе должно обеспечивать эффективность защиты подшипников;
• минимальная коксуемость. Турбокомпрессор после работы двигателя на большой нагрузке достаточно долго сохраняет высокую температуру, в то время как поток масла прекращается почти сразу же после остановки мотора. Чрезмерное образование отложений в этом случае быстро выведет турбину из строя. В связи с этим и появились различные типы турботаймеров, которые дают турбине остыть на холостых оборотах. Несмотря на распространение турбокомпрессоров с водяным охлаждением, минимальная коксуемость масла по-прежнему важна.

Полезные советы

Распространенное мнение о возможности оценки качества моторного масла по скорости его потемнения в корне неверно, даже если речь идет о дешевой «минералке». Потемнение дизельного моторного масла возникает неизбежно из-за проникновения в него сажи и, напротив, сигнализирует об эффективной работе диспергирующих присадок.

При выборе моторного масла для современных двигателей с сажевыми фильтрами (DPF) необходимо в обязательном порядке использовать сорта с зольностью, соответствующей требованиям производителя техники. Если сервисная документация допускает использование среднезольных масел (MidSAPS), также могут применяться и малозольные LowSAPS-масла. Но, если в сервисной книжке указано использование только малозольных моторных масел, применение MidSAPS не допускается, так как в таком случае уже возможно снижение срока службы сажевого фильтра.  Так же на срок службы сажевого фильтра влияет дизельное топливо, чем больше в нем серы, тем скорее DPF выйдет из строя, вне зависимости от зольности моторного масла.

Моторные масла ROLF для дизельных двигателей

ROLF OPTIMA 15W-40 SL/CF

Всесезонное минеральное масло для всех типов бензиновых и дизельных двигателей. Обеспечивает высокие защитные и моющие свойства.

Подробнее

Нужно ли применять присадки в дизель?

Несмотря на постоянное совершенствование, современным дизельным двигателям присущи недостатки. Процесс сгорания дизтоплива более «грязный», чем у бензина. При сгорании солярки, образуется сажа и сопутствующие нагары, которые ухудшают распыление топлива и оно начинает сгорать еще «грязнее». Это нормальный процесс, заложенный особенностями конструкции двигателя и самого топлива. Для выполнения современных экологических норм, сам двигатель обвязывают дополнительными системами, улучшающими экологию. Это клапан EGR, призванный снизить концентрацию окислов азота, и сажевый фильтр, из названия которого все становится понятно.

Клапан EGR работает следующим образом: часть отработавших газов, клапан отправляет во впускной коллектор, тем самым снижая температуру в камерах сгорания. В результате снижается концентрация окислов азота, но есть и негатив. Во впускной коллектор попадают несгоревшие остатки топлива и масла, обеспечивая усиленное нагарообразование на впуске и на клапанах. Причем, чем больше пробег, тем больше проблема.

Сажевый фильтр 90% времени работает в режиме накопления сажи. Как только сажевый фильтр заполнился, блок управления должен включить режим прожога. Ключевое слово здесь «должен», так как для активации прожога должно быть сочетание нескольких условий, а именно: автомобиль должен быть в движении и на средних оборотах или выше, иначе блок управления прожог не включит. В условиях городских пробок прожог становится невозможным и сажа накапливается в сажевом фильтре сверх всякой меры, забивая фильтр полностью. Избавиться от загрязнений можно меняя детали на новые, что очень дорого, но есть и другой путь, путь профилактики.

Нужно ли применять присадки в дизель? Каждый решает этот вопрос самостоятельно. Кто-то пользуется услугами официальных сервисов, тратит время и деньги. А люди, понимающие суть процессов и желающие сэкономить пользуются присадками. Присадки в дизель способны избавить не только от перечисленных проблем, но и продлить срок службы двигателя.

Старый пример прошлого десятилетия: с появлением норм ЕВРО 4 в дизтопливе ограничили содержание серы, а сера – смазывающий компонент. В результате некоторые производители столкнулись с повышенным износом топливной аппаратуры. Проблема, в конце концов, была решена совершенствованием конструкций топливной аппаратуры и введением дополнительных смазывающих компонентов в дизельное топливо. Но пока готовили решение, несколько мировых производителей, такие как Land Rover & Jaguar и KIA, рекомендовали и даже бесплатно выдавали прошедшим очередное обслуживание автовладельцам присадки в дизтопливо для снижения износа ТНВД.

Компания Liqui Moly, основанная в 1957 на родине Рудольфа Дизеля уже более полувека выпускает самые разные присадки в дизельное топливо, как комплексные, так и узкого специального назначения. Какие проблемы способны решить присадки в дизель?

Первая и самая распространенная – запуск в морозную погоду. Такова природа дизтоплива, при понижении температуры образуются кристаллы парафина, забивающие топливный фильтр. Избавляет от этого присадка Diesel Fliss Fit — «антигель», выпускаемый компанией Liqui Moly. Молекулы антигеля предотвращают рост кристаллов парафина, что улучшает фильтруемость дизельного топлива при отрицательных температурах. Иначе говоря, без «антигеля» нормальная эксплуатация в мороз невозможна.

Проблема вторая – низкое цетановое число дизельного топлива. Цетановое число характеризует характер сгорания, чем оно выше, тем быстрее и плавнее происходит воспламенение, тем мягче и мощнее работает двигатель. Дизельное топливо с высоким цетановым числом производить дорого, поэтому производители топлива часто экономят. Повысить цетановое число дизельного топлива поможет любая присадка Liqui Moly универсального действия, например, Langzeit Diesel Additiv, артикул 2355 или Speed Diesel Zusatz, артикул 1975.

Третья проблема – загрязнения форсунок. Симптомами загрязнения будут перерасход топлива, дымление, потеря приемистости, попадание солярки в масло. Последнее особенно опасно для двигателя, потому, что происходит разжижение масла и возможен выход двигателя из строя. Liqui Moly Diesel Spulung эффективно борется с загрязнением форсунок.

Четвертая проблема – «сухое» топливо ЕВРО 4-6. Если из дизтоплива удалить соединения серы, то такое топливо специалисты называют «сухим». Только крупные нефтяные компании добавляют смазочные присадки в дизель, более мелкие производители такой возможности не имеют, поэтому защита двигателя перекладывается на плечи самого автовладельца. Специально для защиты от износа Liqui Moly выпускает две присадки, Diesel Schmier-Additiv, артикул 7504, для классических ТНВД (их осталось в эксплуатации мало) и Diesel Systempflege, артикул 7506 для современных систем впрыска высокого давления Common Rail.

Пятая проблема – загрязнение сажевого фильтра. Облегчает прожог (регенерацию) сажевого фильтра присадка Diesel Partikelfilter Schutz, артикул 2298. Эта присадка добавляется в топливный бак, при её сгорании образуются активные вещества, которые выносятся в сажевый фильтр и работают как катализатор, позволяя накопившейся саже сгорать при более низкой, чем обычно температуре.

Ответ на вопрос «нужно ли применять присадки в дизель?» совершенно очевиден. Присадки позволяют устранять недостатки топлива, корректировать условия эксплуатации, сохранять экологию и продлевать ресурс самого двигателя. Нужно ли это — решать самому автовладельцу.

Дизельные двигатели авто — устройство и как работают, из чего состоят, типы дизелей

Всё про устройство и принцип работы современного дизельного двигателя автомобиля — какая конструкция и строение, из чего состоит. Подходит для начинающих автолюбителей и чайников.

Конструкция и строение

По конструкции дизельный двигатель не отличается от бензинового — те же цилиндры, поршни, шатуны. Правда, клапанные детали усилены, чтобы воспринимать высокие нагрузки — ведь степень сжатия дизеля намного выше (19-24 единиц против 9-11 у бензинового мотора). Этим объясняется большой вес и габариты дизельного мотора в сравнении с бензиновым. Принципиально отличие в способах формирования смеси топлива и воздуха, её воспламенения и сгорания. У бензинового мотора смесь образуется во впускной системе, а в цилиндре воспламеняется искрой свечи зажигания. В дизельном двигателе подача топлива и воздуха происходит раздельно. Вначале в цилиндры поступает воздух. В конце такта сжатия, когда он нагревается до температуры 700-800^оС, в камеру сгорания форсунками, под большим давлением впрыскивается солярка и почти мгновенно самовоспламеняется.

Смесеобразование в дизелях протекает за очень короткий промежуток времени. Для получения горючей смеси, способной быстро и полностью сгорать, необходимо, чтобы топливо было распылено на возможно более мелкие частицы, и каждая частица имела достаточное для полного сгорания количество воздуха. С этой целью топливо в цилиндр впрыскивается форсункой под давлением, в несколько раз превышающим давление воздуха при такте сжатия в камере сгорания.

В дизелях применяют неразделенные камеры сгорания. Они представляют собой единый объем, ограниченный днищем поршня 3 и поверхностями головки и стенок цилиндров. Для лучшего перемешивания топлива с воздухом форму неразделенной камеры сгорания приспосабливают к форме топливных факелов. Углубление 1, выполненное в днище поршня, способствует созданию вихревого движения воздуха.

Мелко распыленное топливо впрыскивается из форсунки 2 через несколько отверстий, направленных в определенные места углубления. Чтобы топливо полностью сгорало и дизель обладал наилучшими мощностями и экономическими показателями, топливо нужно впрыскивать в цилиндр до прихода поршня в ВМТ.

Самовоспламенение сопровождается резким нарастанием давления — отсюда повышенная шумность и жесткость работы. Такая организация рабочего процесса позволяет работать на очень бедных смесях, что определяет высокую экономичность. Экологические характеристики тоже лучше — при работе на бедных смесях выбросы вредных веществ меньше, чем у бензиновых моторов.

К недостаткам относят повышенную шумность и вибрацию, меньшую мощность, трудности холодного пуска, проблемы с зимней соляркой. У современных дизелей эти проблемы не столь очевидны.

Дизельное топливо должно отвечать определенным требованиям. Главные показатели качества топлива — чистота, малая вязкость, низкая температура самовоспламенения, высокое цетановое число (не ниже 40). Чем больше цетановое число, тем меньше период задержки самовоспламенения после момента впрыска его в цилиндр и двигатель работает мягче (без стуков).

Типы дизельных двигателей

Существует несколько типов дизельных моторов. Различие в конструкции камеры сгорания. В дизелях с неразделенной камерой сгорания — их называю дизелями с непосредственным впрыском — топливо впрыскивается в надпоршневое пространство, а камера сгорания выполнена в поршне. Непосредственный впрыск применяется на низкооборотных двигателях большого рабочего объема. Это связано с трудностями процесса сгорания, а также повышенным шумом и вибрацией. Благодаря внедрению топливных насосов высокого давления (ТНВД) с электронным управлением, двухступенчатого впрыска топлива и оптимизации процесса сгорания удалось добиться устойчивой работы дизеля с неразделенной камерой сгорания на оборотах до 4500 об/мин, улучшить экономичность, снизить шум и вибрацию.

Наиболее распространенным является другой тип дизеля — с раздельной камерой сгорания. Впрыск топлива осуществляется не в цилиндр, а в дополнительную камеру. Обычно применяется вихревая камера, выполненная в головке блока цилиндров и соединенная с цилиндром специальным каналом так, чтобы при сжатии воздух, попадая в вихревую камеру, интенсивно закручивался, что улучшает процесс самовоспламенения и смесеобразования. Самовоспламенение начинается в вихревой камере, а затем продолжается в основной камере сгорания.

При раздельной камере сгорания снижается темп нарастания давления в цилиндре, что способствует снижению шумности и повышению максимальных оборотов. Такие двигатели составляют большинство среди устанавливаемых на современные автомобили.

Устройство топливной системы

Важнейшей системой является система топливоподачи. Ее функция — подача строго определенного количества топлива в заданный момент и с заданным давлением. Высокое давление топлива и требования к точности делают топливную систему сложной и дорогой.

Главными элементами являются: топливный насос высокого давления (ТНВД), форсунки и топливный фильтр.

ТНВД

Предназначен для подачи топлива к форсункам по строго определенной программе, в зависимости от режима работы двигателя и действий водителя. По своей сути современный ТНВД совмещает в себе функции сложной системы автоматического управления двигателем и главного исполнительного механизма, отрабатывающего команды шофера.

Нажимая педаль газа, водитель не увеличивает непосредственно подачу топлива, а лишь меняет программу работы регуляторов, которые сами изменяют подачу по строго определенным зависимостям от числа оборотов, давления наддува, положения рычага регулятора и т.п.

На современных авто применяются ТНВД распределительного типа. Насосы этого типа получили широкое распространение. Они компактны, отличаются высокой равномерностью подачи топлива по цилиндрам и отличной работой на высоких оборотах благодаря быстродействию регуляторов. В то же время они предъявляют высокие требования к чистоте и качеству дизтоплива: ведь все их детали смазываются топливом, а зазоры в прецизионных элементах малы.

Форсунки

Они вместе с ТНВД обеспечивает подачу строго дозированного количества топлива в камеру сгорания. Регулировка давления открытия форсунки определяет рабочее давление в топливной системе. Тип распылителя определяет форму факела топлива, которая важна для процесса самовоспламенения и сгорания. Применяются обычно форсунки двух типов: со шрифтовым или многодырчатым распределителем.

Форсунка на двигателе работает в тяжелых условиях: игла распылителя совершает возвратно-поступательные движения с частотой в половину меньшей, чем обороты двигателя, и при этом распылитель непосредственно контактирует с камерой сгорания. Поэтому распылитель форсунки изготавливается из жаропрочных материалов с особой точностью и является прецизионным элементом.

Топливный фильтр

Является важнейшим элементом дизельного мотора. Его параметры, такие как тонкость фильтрации, пропускная способность, должны строго соответствовать определенному типу двигателя. Одной из его функций является отделение и удаление воды, для чего обычно служит нижняя сливная пробка. На верхней части корпуса фильтра часто установлен насос ручной подкачки для удаления воздуха из топливной системы.

Иногда устанавливается система электроподогрева топливного фильтра, позволяющая несколько облегчить запуск двигателя, предотвращающая забивание фильтра парафинами, образующимися при кристаллизации дизтоплива в зимних условиях.

Как происходит запуск

Холодный пуск дизеля обеспечивает система предпускового подогрева. В камеры сгорания вставлены электрические нагревательные элементы — свечи накаливания. При включении зажигания свечи за несколько секунд разогреваются до 800-900^оС, обеспечивая тем самым подогрев воздуха в камере сгорания и облегчая самовоспламенение топлива. О работе системы водителю в кабине сигнализирует контрольная лампа. Погасание контрольной лампы свидетельствует о готовности к запуску. Электропитание со свечи снимается автоматически, но не сразу, а через 15-25 секунд после запуска, чтобы обеспечить устойчивую работу непрогретого двигателя. Современные системы предпускового подогрева обеспечивают легкий пуск исправного дизеля до температуры 25-30^оС, разумеется, при условии соответствия сезону масла и дизтоплива.

Турбонаддув и Common-Rail

Эффективным средством повышения мощности является турбонаддув. Он позволяет подать в цилиндры дополнительное количество воздуха и в результате увеличивается мощность. Давление выхлопных газов дизеля в 1,5-2 раза выше, чем у бензинового мотора, что позволяет турбокомпрессору обеспечить эффективный наддув с самых низких оборотов, избежав свойственного бензиновым турбомоторам провала — «турбоямы».

Турбодизель имеет и некоторые недостатки, связанные с надежностью работы турбокомпрессора. Так, его ресурс существенно меньше ресурса самого двигателя и не превышает 150 тыс. км. Турбокомпрессор предъявляет жесткие требования к качеству моторного масла. Подробнее в статье: что такое турбокомпрессор.

Система Common-Rail. Компьютерное управление подачей топлива позволило впрыскивать его в камеру сгорания цилиндра двумя точно дозированными порциями. Сначала поступает крохотная, всего около миллиграмма, доза, которая при сгорании повышает температуру в камере, а следом идет главный «заряд». Для дизеля — двигателя с воспламенением топлива от сжатия — это очень важно, так как при этом давление в камере сгорания нарастает более плавно, без «рывка». Вследствие этого мотор работает мягче и менее шумно.

В результате в дизелях с системой Common-Rail расход топлива сокращается на 20%, а крутящий момент на малых оборотах коленвала возрастает на 25%. Также уменьшается содержание в выхлопе сажи, и снижается шумность работы мотора.

Распространенные зимние проблемы дизельных автомобилей и их решение

Любой автомобиль сказал бы: «Зима – отвратительное время года», если бы умел издавать звуки, помимо надсадного чихания при запуске, скрежета дворниками по обледеневшему стеклу или неприятного стука.

Минусовая температура на улице – испытания для любого транспортного средства, однако больше всех зимние проблемы преследуют дизельные автомобили. Обычно на морозе дизельный двигатель начинает сбоить при запуске, дольше прогревается, а также становится максимально чувствительным к качеству топлива.

Сегодня мы поговорим про распространенные зимние проблемы дизельных автомобилей, а также расскажем о путях их решения при помощи препаратов от LAVR.

Первая зимняя проблема – низкокачественное топливо

Трудности холодного запуска и неустойчивая работа двигателя – распространенные неприятности дизельных авто, которые обычно возникают из-за плохого топлива, не отличающегося нужными низкотемпературными свойствами.

Замерзание солярки на морозе – очень серьезная неприятность, предотвратить которую можно, если ознакомиться с другой нашей статье. Сегодня мы рассмотрим зависимость между цетановым числом дизельного топлива и правильной работой силового агрегата. Запуск дизельного двигателя происходит сложнее, чем бензинового, а устройство его топливной системы более сложное – сгорание внутри дизельных агрегатов сопровождается сильным сжатием воздуха в цилиндрах, куда непосредственно впрыскивается топливо.

Современные дизели прогревают воздух до необходимой температуры при помощи свечей накаливания, а правильное горение достигается при помощи камер предварительного сгорания, электронных систем управления впрыском и так далее. К сожалению, все эти элементы не могут полноценно решить зимнюю проблему по запуску дизельного автомобиля, потому в ход идет цетановое число топлива – чем оно выше, тем лучше проходят процессы сгорания, тем правильнее работает силовой агрегат.

Порой качество ДТ оставляет желать лучшего, оно сгорает не полностью – остатки горючего не задерживаются внутри камеры сгорания, попадают в моторное масло и разжижают его. Все это грозит ускоренным износом деталей силового агрегата.

К счастью, на рынке есть решение – присадка Цетан-корректор от LAVR, которая призвана нормализовать процессы сгорания топлива на дизельных автомобилях. Чтобы улучшить низкотемпературные свойства горючего, можно воспользоваться Суперантигелем от LAVR – результатом будет стабильный запуск на холодную, а также бесперебойная работа двигателя.

Вторая зимняя проблема – смазка и защита элементов двигателя

Все дело в том, что зимнее ДТ отличается своей легкостью, потому его смазывающие свойства выражены недостаточно сильно – для новых автомобилей и «здоровых» двигателей это опасно лишь при экстремальных условиях эксплуатации, например, когда силовой агрегат работает на частично застывшем топливе.

Однако двигатели постарше более чувствительны к смазывающим свойствам ДТ, так как засоры между прецизионными парами топливной аппаратуры со временем увеличиваются, начинаются протечки. Именно это является причиной недостаточного получения двигателем горючего, что несомненно сказывается на мощности агрегата. Автолюбители замечают, что теряется реакция на нажатие педали газа, «будто кто-то тянет автомобиль назад».

Решение этой зимней проблемы есть – депрессорная присадка для дизельного топлива – Суперантигель от LAVR. Состав эффективно препятствует замерзанию ДТ, а также повышает его смазочные свойства, что эффективно защищает детали силового агрегата от преждевременного износа. Главное достоинство средства – возможность добавлять его в бак тогда, когда вам этого хочется – никаких опасений за передозировку препаратом.

Третья зимняя проблема – конденсат в топливном баке

Одна из коварных неприятностей дизельных автомобилей – наличие воды внутри топливного бака, что слабо выражается летом, однако максимально сильно мешает зимой. Перепады температуры образуют конденсат внутри топливного бака, влага вызывает коррозию топливной аппаратуры, впитывает в себя загрязнения, образует ледяные пробки – все это приводит к неправильной работе силового агрегата.

Слить воду с фильтра современного дизельного автомобиля нельзя, потому удалить конденсат из бака не так просто.

Несмотря на это, решение есть – Нейтрализатор воды LAVR для дизелей, а также осушитель топлива LAVR – оба состава эффективно удаляют воду из топливной системы, а также защищают силовой агрегат от пагубного воздействия влаги. Помните, что лучше всего подготовить дизельный автомобиль к зиме заранее – для этого периодически добавляйте в бак нейтрализатор, а когда придут морозы – осушитель, так как он является более мощным препаратом, способным справляться с небольшими ледяными пробками.

Четвертая зимняя проблема – защита катализатора и сажевого фильтра

Один из уязвимых элементов дизельного автомобиля – это катализатор и сажевый фильтр, которые чувствительны к загрязнениям, особенно в зимнее время года, когда скорость их образования возрастает. Все дело в том, что силовой агрегат работает при экстремальных условиях, качество ДТ падает, а минусовая температура частенько не дает прогреваться двигателю – как итог внутри цилиндров зарождаются процессы холодного осмоления.

Решение данной неприятности есть – Комплексный очиститель топливной системы для дизелей от LAVR. Состав поддерживает чистоту внутри топливной системы, удаляет вредные отложения, а также обеспечивает правильную работу катализатора и сажевого фильтра.

Какое дизельное топливо лучше? Лучшее дизельное топливо для современного мотора

Аналитики рынка дизельного топлива провели исследования относительно вредного влияния выхлопов дизельных двигателей на окружающую среду. Самый качественный продукт на мировой рынок поставляют скандинавы, а именно Швеция. Уровень серы в шведском топливе ниже, чем в аналогичной продукции, производимой другими странами. Второе и третье место заняли Япония и Германия.

Некачественное топливо наносит вред окружающей среде и снижает ресурс двигателя, приводит к частым поломкам. Российские производители приобщаются к мировой тенденции повышения качества топлива и выпускают продукцию, соответствующую международным нормам качества. Компания «Ренетоп» предлагает лучшие цены на дизельное топливо.

Лучшее дизельное топливо для современного мотора

Для современного дизельного двигателя лучшим будет дизтопливо, изготовленное организацией-производителем по следующим стандартам:

• Евро-5 в Таможенном союзе (ТР ТС 013/2011). Массовая доля серы не превышает 10 мг/кг. Показатель цетанового числа для летнего топлива не опускается ниже 51, для зимнего ниже 47. Коксуемость, содержание воды и зольность не регламентируется. Массовая доля полициклических ароматических углеводородов не превышает 8%.
• Евро-5 в Евросоюзе (EN 590).Массовая доля серы не превышает 10 мг/кг. Показатель цетанового числа для летнего топлива не опускается ниже 51, для зимнего ниже 47. Зольность составляет не более 0,01% веса, содержание воды — не более 200 мг/кг. Коксуемость 10-% остатка — не более 0,3% веса. Массовая доля полициклических ароматических углеводородов не превышает 8%.

Как не ошибиться при выборе поставщика дизтоплива

Услуги компании «Ренетоп»:

Надежный поставщик дизельного топлива должен соответствовать следующим требованиям:

• Доставка в ваш регион различных объемов продукции. Поставщик должен предлагать клиентам доставку топлива в мелких, средних и больших объемах независимо от местонахождения заказчика.
• Система лояльности. Поставщик должен предлагать клиентам скидки и бонусы, снижающие финансовые затраты со стороны заказчика.
• Качество дизельного топлива и его соответствие заявленным в нормативных актах требованиям. При отгрузке продукции поставщик должен предъявлять паспорт качества и результаты лабораторных исследований, подтверждающие соответствие реализуемого топлива всем его качественным характеристикам.

границ | Преимущества и недостатки дизельных одно- и двухтопливных двигателей

Введение

Обедненная смесь, воспламенение от сжатия (CI), прямой впрыск (DI), является наиболее эффективным двигателем внутреннего сгорания (ДВС) (Zhao, 2009; Mollenhauer and Tschöke, 2010). Он производит выбросы оксидов азота и твердых частиц (ТЧ) из двигателя, которые нуждаются в последующей обработке, чтобы соответствовать чрезвычайно низким пределам, установленным для транспортных средств (Lloyd and Cackette, 2001; Burtscher, 2005; Maricq, 2007), несмотря на то, что качество воздуха невысокое. не только под влиянием транспортных выбросов, но и из многих других источников.Одних только стратегий сжигания (Khair and Majewski, 2006) было недостаточно для достижения пороговых значений выбросов, и требовались специальные катализаторы сжигания обедненной смеси, особенно для NOx в дополнение к фильтрам твердых частиц в выхлопных газах. Несмотря на свой экономический успех, дизельные двигатели во всем мире сталкивались со все более строгими законами о выбросах (Knecht, 2008; Zhao, 2009) ценой постепенного отказа от технологии, нацеленной на нереалистичные минимальные дополнительные улучшения.

У дизеля есть как все плюсы, так и минусы.Он имеет эффективность преобразования топлива при полной и частичной нагрузке, превышающую эффективность стехиометрических ДВС с искровым зажиганием (SI), как с прямым впрыском, так и с впрыском топлива в порт (PFI). CIDI ICE имеют пиковый КПД около 50% и КПД выше 40% на большинстве скоростей и нагрузок. Напротив, у SI ICE пиковый КПД составляет около 30%, и этот КПД резко снижается за счет снижения нагрузки. CI ICE поставляют механическую энергию по запросу с эффективностью преобразования топлива, которая также выше, чем эффективность электростанций на сжигании топлива, вырабатывающих электроэнергию.По данным EIA (2018), в 2017 году в США угольные парогенераторы работали со средней эффективностью 33,98%. Парогенераторы на нефти и природном газе работают примерно с одинаковым КПД — 33,45 и 32,96%. Газотурбинные генераторы работают с пониженным КПД 25,29% для нефти и 30,53% для природного газа. КПД генераторов с двигателями внутреннего сгорания выше, чем у газовых турбин и парогенераторов: 33,12% для нефти и 37,41% для природного газа. Только парогазовые генераторы, не работающие на нефти, имеют КПД 34.78%, но с природным газом, который имеет КПД 44,61%, превосходят генераторы внутреннего сгорания.

По сравнению с электрической мобильностью, двигатели CIDI ICE по-прежнему имеют неоспоримые преимущества для транспортных приложений (Boretti, 2018). Однако у CIDI ICE плохая репутация, что ставит под угрозу его потенциал. Дизельные двигатели CIDI ICE в недавнем прошлом не смогли обеспечить удельные выбросы NOx для сертификационных циклов холодного пуска во время прогретых реальных графиков вождения, которые сильно отличались от сертификационных циклов (Boretti, 2017; Boretti and Lappas, 2019).Этот досадный случай был разыграен против CIDI ICE, чтобы создать впечатление, что этот двигатель экологически вреден для выбросов загрязняющих веществ, хотя это не так.

Большие выбросы NOx двигателей CIDI ICE являются результатом большого образования NOx в цилиндрах при избыточном обедненном воздухе стехиометрии, в сочетании с неправильной работой системы последующей обработки. Катализатор обедненного сжигания ДВС CIDI менее развит, чем трехкомпонентный каталитический преобразователь (TWC) стехиометрических ДВС SI (Heywood, 1988; Zhao, 2009; Mollenhauer and Tschöke, 2010; Reşitoglu et al., 2015). Кроме того, не учитывалась длительная разминка при эксплуатации (Boretti and Lappas, 2019). Кроме того, некоторые производители, применяющие впрыскивание мочевины для последующей обработки, решили вводить меньше мочевины, чем необходимо, когда это не строго требуется сертификацией выбросов. Точно так же некоторые производители также сосредоточились на вопросах управляемости и экономии топлива, а не на выбросах, когда их строго не спрашивали, вдали от условий эксплуатации, вызывающих озабоченность при сертификации выбросов. Таким образом, несоблюдение требований по выбросам NOx в случайно выбранных условиях не было фундаментальным недостатком двигателей CIDI ICE в целом, а только конкретных продуктов, разработанных с учетом нормативов выбросов и требований рынка в конкретное время.Противники двигателей CIDI ICE не считают, что эти двигатели оснащены уловителями твердых частиц с почти идеальной эффективностью, и циркуляция автомобилей, оснащенных этими двигателями, в сильно загрязненных районах приводит к лучшим условиям для выхлопной трубы, чем условия впуска, для твердых частиц, что способствует для очистки воздуха.

Настоящая статья представляет собой объективный обзор плюсов и минусов экономичного сжигания, CIDI ICE, которые намного лучше, чем предполагалось. Поскольку ДВС, безусловно, потребуется в ближайшие десятилетия, дальнейшие улучшения сжигания обедненной смеси CIDI ICE будут полезны для экономики и окружающей среды.Помимо дизельных двигателей CIDI ICE, в этой работе также рассматриваются двухтопливные двигатели, работающие на дизельном СПГ (Goudie et al., 2004; Osorio-Tejada et al., 2015; Laughlin and Burnham, 2016), дизель-CNG (Maji et al. , 2008; Shah et al., 2011; Ryu, 2013) или дизель-СНГ (Jian et al., 2001; Ashok et al., 2015). Работа с небольшим количеством дизельного топлива и гораздо большим (с точки зрения энергии) количеством гораздо более легкого углеводородного топлива с пониженным содержанием углерода до водорода позволяет еще больше снизить выбросы ТЧ при выходе из двигателя, а также CO _{. 2} выбросов и освобождение от компромисса PM-NOx, влияющего на стратегии впрыска только дизельного топлива, также снижает выбросы NOx из двигателя.Также рассмотрены тенденции развития двухтопливных двигателей CIDI ICE.

Использование биодизеля для производства низкоуглеродного дизельного топлива с использованием однотопливного подхода, безусловно, является еще одним вариантом сокращения выбросов CO ₂ . Хотя эта возможность не влияет на выбросы загрязняющих веществ, производство биотоплива в целом растет, но не ожидаемыми темпами (IEA, 2019), и вопрос о соотношении продуктов питания и топлива (Ayre, 2007; Kingsbury, 2007; Inderwildi and King, 2009) также может иметь негативный вес в мире с прогнозируемым неизбежным водным и продовольственным кризисом (United Nations, 2019).Кроме того, преимущества биотоплива перед LCA — давняя и противоречивая дискуссия в литературе (McKone et al., 2011).

Существует возможность выбросов метана из двухтопливных дизельных двигателей, работающих на природном газе (Camuzeaux et al., 2015). Поскольку метан является мощным парниковым газом, этот аспект следует должным образом учитывать при сокращении выбросов парниковых газов. Существует не только возможность утечки метана из транспортных средств, оснащенных двухтопливными дизельными двигателями, работающими на СПГ. Также существуют выбросы метана при добыче нефти и газа.Помимо выбросов метана при добыче природного газа, существуют выбросы электроэнергии, связанные с эксплуатацией завода по производству СПГ. Хотя СПГ (и КПГ), безусловно, будет иметь преимущества по сравнению с дизельным топливом, это преимущество может быть меньше, чем то, что можно было бы вывести из отношения C-H в топливе. Безусловно, существует проблема сокращения выбросов метана, связанных с производством, транспортировкой и сжижением природного газа (Ravikumar, 2018).

Наконец, хотя фумигация природного газа для двухтопливных дизельных двигателей широко используется, поскольку она намного проще и может быть достигнута за счет низкотехнологичных преобразований, и, таким образом, большинство транспортных средств используют этот подход, дизельные двигатели переведены на дизельное топливо и фумигационный природный газ. страдают от значительного снижения эффективности преобразования топлива по сравнению соригинальный дизель, как при полной, так и при частичной нагрузке, со сниженной мощностью и удельным крутящим моментом. Если природный газ смешивается (окуривается) с всасываемым воздухом перед впуском в цилиндр, а дизельное топливо используется в качестве источника воспламенения, количество вводимого природного газа ограничивается возможностью детонации предварительно смешанной смеси. Кроме того, нагрузка обычно регулируется дросселированием впуска, как в обычных бензиновых двигателях, а не количеством впрыскиваемого топлива, как в дизельном двигателе.Поскольку цель состоит в том, чтобы обеспечить равные или лучшие характеристики (мощность, крутящий момент, переходный режим) и выбросы новейшего дизельного топлива с двухтопливной конструкцией, эта двухтопливная конструкция должна предусматривать прямой впрыск дизельного и газообразного топлива.

Происхождение плохой репутации дизеля

Плохая репутация дизеля и, в целом, двигателя внутреннего сгорания (ДВС) является результатом действий Совета по воздушным ресурсам Калифорнии (CARB), а также Агентства по охране окружающей среды США (EPA) (Parker , 2019), с « Diesel-gate » только один шаг.

В те времена водородная экономика была более вероятной моделью будущего для транспорта, лучше, чем любая другая альтернатива, учитывая непостоянство производства энергии ветра и солнца (Crabtree et al., 2004; Muradov and Veziroglu, 2005; Marbán and Valdés- Солис, 2007). Предполагалось, что в автомобилях будут использоваться ДВС, работающие на возобновляемом водороде (H ₂ -ICE), со всем, кроме кардинальных изменений, которые требовались в технологии двигателей, но усилия в основном были направлены на хранение и распространение.Примерно в те же дни была популярна идея метанольной экономики, в которой метанол, полученный с использованием возобновляемого водорода и CO ₂ , улавливаемого на угольных электростанциях, был прямой заменой традиционного бензинового топлива (Olah, 2004 , 2005). H ₂ -ICE стал историей после того, как CARB рассмотрел BMW Hydrogen 7, первое транспортное средство с двигателем внутреннего сгорания, которое было поставлено на рынок, не квалифицировалось как автомобиль с нулевым уровнем выбросов (CO ₂ ). В 2005 году BMW предложила автомобиль Hydrogen 7 как автомобиль с нулевым уровнем выбросов.Горящий водород, в выхлопной трубе был в основном водяной пар и абсолютно не выделялся CO ₂ , но Агентство по охране окружающей среды США не согласилось с нулевым уровнем выбросов CO ₂ (Nica, 2016). Агентство по охране окружающей среды США заявило, что у транспортного средства все еще был ДВС, с возможностью того, что масло, используемое для смазки, могло попасть в цилиндр, образуя CO ₂ . Тот факт, что общий расход масла составлял ничтожно малые 0,04 л масла на 1000 км, не учитывался. Из-за неофициальных обсуждений BMW отказалась от исследования водородных ДВС.Все остальные производители оригинального оборудования впоследствии прекратили свои исследования и разработки.

Что касается негативного отношения CARB и Агентства по охране окружающей среды США к ДВС в целом, в 2011 году BMW предложила в качестве концепт-кара аккумуляторно-электрический i3 с возможностью увеличения запаса хода (Ramsbrock et al., 2013; Scott and Burton, 2013). . Расширителем запаса хода был небольшой бензиновый ДВС, приводивший в действие генератор для подзарядки аккумулятора. Внедрение расширителя диапазона позволило увеличить запас хода автомобиля и снизить стоимость, вес и объем аккумуляторной батареи, что является серьезной проблемой для экономики и окружающей среды.Поскольку производство планируется начать только в 2013 году, CARB сразу же поспешил установить правила, предотвращающие оптимизацию этой концепции, выпустив в 2012 году (CARB, 2012) чрезмерно долгое постановление, предписывающее, что расширитель диапазона должен использоваться только для достижения ближайшей подзарядки. точка. В промежутке между другими требованиями CARB запросил у транспортного средства с расширителем запаса хода номинальный запас хода на полностью электрической основе не менее 75 миль, диапазон меньше или равный диапазону заряда батареи от вспомогательной силовой установки, и, наконец, чтобы Вспомогательная силовая установка не должна включаться до тех пор, пока не разрядится аккумулятор.В результате всех этих ограничений BMW изо всех сил пыталась сделать расширитель диапазона конкурентоспособным, и в конечном итоге они недавно прекратили производство i3 с расширителем диапазона (Autocar, 2018).

Эти два события помогают объяснить « diesel-gate » 2015 г. и последующий « дизель-фобия ». Дизельный двигатель был популярен (для легковых автомобилей) в основном в Европе, и ЕС продвигал дизельные автомобили для решения проблем изменения климата. В то время было ясно, что преждевременный переход к электромобильности мог привести к экономической и экологической катастрофе.Таким образом, концерн Volkswagen стал мишенью скандала « diesel gate ». Дизельные ДВС обеспечивали низкие выбросы CO ₂ , конкурирующие с аккумуляторными электромобилями при анализе жизненного цикла, при этом выделяя меньше, чем предписано, загрязняющих веществ в ходе испытаний, предписанных в то время. Легковые автомобили тестировались на соответствие правилам выбросов в течение заданного цикла, в лаборатории, в повторяемых условиях с правильным оборудованием. Международный совет по чистому транспорту (ICCT) организовал случайное вождение по дорогам на различных дизельных транспортных средствах и измерения загрязняющих веществ с помощью PEM.Они обнаружили, что автомобили, оптимизированные для производства низких удельных (на км) выбросов CO ₂ и выбросов загрязняющих веществ в определенных условиях, не могли обеспечить такие же удельные выбросы при всех других условиях, как это было логично. EPA выпустило уведомление о нарушении в отношении Volkswagen, что привело к огромному штрафу в следующих судебных исках. « Diesel-gate » обошлась VW более чем в 29 миллиардов долларов в виде штрафов, компенсаций и обратных закупок, в основном в США (физ.орг, 2018). Часть миллиарда долларов Volkswagen была направлена ​​на поддержку мобильности аккумуляторных электромобилей, финансирование инфраструктуры подзарядки электромобилей в Соединенных Штатах отдельными поставщиками (O’Boyle, 2018). Затем « Diesel-gate » использовался для определения конца мобильности на базе ICE (Raftery, 2018; Taylor, 2018).

Предполагаемый избыточный выброс NOx транспортными средствами, оснащенными дизельными ДВС CIDI, которые начинались с « diesel gate », по-прежнему популярны, хотя и не соответствуют действительности (Chossière et al., 2018) утверждает, что дизельные автомобили стали причиной 2700 преждевременных смертей в 2015 году только в Европе из-за их выбросов NOx « сверх ». Эта работа не является объективной при анализе выбросов дизельного двигателя. Неверно утверждать, что дизельные автомобили в ЕС выбрасывают на дороге гораздо больше NOx, чем нормативные ограничения. Как было написано ранее, правила выбросов регулируют выбросы загрязняющих веществ в конкретных условиях лабораторных испытаний, а не во всех других возможных условиях.Неразумно ожидать определенной экономии топлива и выбросов регулируемых загрязнителей и углекислого газа, которые не зависят от конкретного испытания. Чтобы иметь выбросы « превышение », сначала необходимо установить предел для конкретного применения, а затем — показатель « превышение » при определенных условиях. Утверждение о преждевременной смертности, вызванной избыточными выбросами NOx от дизельных транспортных средств, основано на завышенной разнице выбросов NOx, предполагая, что выбросы намного хуже, чем фактические, и сравнивая этот выброс с невероятной эталонной ситуацией, близкой к нулю.Требование также основано на завышении количества смертей в этой разностной эмиссии. Эти два предположения не подтверждаются проверенными данными.

Поскольку более современные дизельные автомобили заменили еще больше загрязняющих окружающую среду транспортных средств, единственное возможное объективное заявление, которое можно сделать о выбросах старых и новых дизельных автомобилей в Европе, основанное на неоспоримых доказательствах, основано только на правилах рассмотрения жалоб на выбросы время их регистрации. Поскольку правила выбросов стали все более ограничительными, хотя и подтверждено только лабораторными сертификационными испытаниями, как показано в таблице 1, неверно предполагать, что дизельные ДВС CIDI выбрасывают больше NOx, чем раньше.В то время как пассажирские автомобили с дизельным двигателем, соответствующие стандарту Euro 6, должны были выделять менее 0,08 г / км NOx при выполнении лабораторных испытаний NEDC, дизельные автомобили, соответствующие стандартам Euro 5–3, в противном случае могли выделять 0,18, 0,25 и 0,50 г / км на тот же тест, и дизельные автомобили, соответствующие стандартам Euro 1 и 2, должны были проверить только пороговые значения выбросов 0,7-0,9 и 0,97 г / км в одном и том же тесте. Нет никаких измерений, подтверждающих, что старые дизельные автомобили, соответствующие предыдущим правилам Евро, были более экологически чистыми по всем критериям загрязнения, включая NOx, во время реального вождения, чем новейшие дизельные автомобили.Кроме того, характеристики выбросов обычно ухудшаются с возрастом, а отсутствие технического обслуживания может еще больше усугубить ситуацию. Это делает заявление Chossière et al. (2018) непоследовательно.

Таблица 1 . Нормы выбросов Евросоюза для легковых автомобилей (категория M) положительного (бензин) и компрессионного (дизельного) исполнения.

Преимущества и недостатки экономичного двигателя CIDI

Основным преимуществом сжигания обедненной смеси, CIDI ICE является эффективность преобразования топлива, которая намного выше, чем у стехиометрических, SI ICE, как при полной нагрузке, так и, более того, при частичной нагрузке (Heywood, 1988; Zhao, 2009; Mollenhauer and Чёке, 2010).В то время как у легковых автомобилей с обедненной топливной смесью CIDI ICE на дизельном топливе пиковая эффективность преобразования топлива составляет около 45%, пиковая эффективность легковых автомобилей со стехиометрическими двигателями SI ICE, работающими на бензине, составляет всего около 35%. Уменьшение нагрузки за счет количества впрыскиваемого топлива, эффективности преобразования топлива при сжигании обедненной смеси, CIDI ICE является высоким в большей части диапазона нагрузок. И наоборот, при уменьшении нагрузки, дросселируя впуск, эффективность преобразования топлива стехиометрического, SI ICE резко ухудшается при уменьшении нагрузки.Это дает возможность легковым автомобилям, оснащенным системой сжигания обедненной смеси CIDI ICE, потреблять гораздо меньше топлива и, следовательно, выделять гораздо меньше CO ₂ во время ездовых циклов (Schipper et al., 2002; Zervas et al., 2006; Johnson , 2009; Zhao, 2009; Mollenhauer, Tschöke, 2010; Boretti, 2017, 2018; Boretti, Lappas, 2019).

Бедная смесь после обработки в целом (дизельные ДВС CIDI изначально работают на обедненной смеси, за исключением случаев экстремального использования рециркуляции выхлопных газов, EGR), однако, намного менее эффективна, чем стехиометрическая после обработки преобразователями TWC бензиновых ДВС SI (Lloyd and Cackette, 2001; Burtscher, 2005; Maricq, 2007).Следовательно, выбросы регулируемых загрязняющих веществ, в частности NOx, в течение рабочих циклов, которые в значительной степени отклоняются от сертификационных циклов, являются гораздо более продолжительными и требуют, чтобы двигатель работал в значительной степени полностью прогретым, намного больше в ДВС, работающем на обедненной смеси, чем стехиометрические ДВС. Кроме того, двигатели CIDI ICE, работающие на обедненной смеси, содержат твердые частицы, что является обычным недостатком, даже в меньшей степени, двигателей с прямым впрыском топлива, включая двигатели SI DI ICE. ТЧ возникают, когда закачиваемая жидкость, еще жидкая, взаимодействует с пламенем, образуя сажу.Сажа образуется в богатых топливом областях камеры сгорания (Hiroyasu and Kadota, 1976; Smith, 1981; Neeft et al., 1997). Постное сжигание, CIDI ICE, таким образом, нуждаются в ловушках для частиц (Neeft et al., 1996; Saracco et al., 2000; Ambrogio et al., 2001; Mohr et al., 2006). Это, однако, также является возможностью, поскольку циркуляция в областях с фоновыми частицами может обеспечить лучшее качество воздуха в выхлопной трубе, чем во впускной. Кроме того, двигатели CIDI ICE, работающие на обедненной смеси, эти двигатели, как правило, с турбонаддувом, стоят дороже.Двухтопливный режим работы с LPG, CNG или LNG не имеет никаких недостатков с точки зрения регулируемых загрязняющих веществ или CO ₂ , а дает только преимущества.

Эффективность преобразования топлива

Без нацеливания на рекуперацию отходящего тепла (WHR) дизельные двигатели CIDI ICE доказали свою способность достигать максимальной эффективности преобразования топлива около 50%, обеспечивая при этом чрезвычайно высокое среднее эффективное давление при торможении в гонках на выносливость (Boretti and Ordys, 2018). Благодаря высокому давлению, высокой степени распыления, высокой скорости потока и быстродействующим форсункам, несколько стратегий впрыска позволяют контролировать процессы сгорания, происходящие в объеме камеры сгорания, для наилучшего компромисса между работой давления, повышением давления и пиковое давление.

В то время как системы рекуперации отработанного тепла (WHR), безусловно, могут улучшить стационарную эффективность преобразования топлива в дизельных двигателях (Teng et al., 2007, 2011; Teng and Regner, 2009; Park et al., 2011; Wang et al., 2014; Yu et al., 2016; Shi et al., 2018), переходные процессы при холодном пуске являются ахилловой пятой традиционных WHR. Кроме того, WHR увеличивают вес, тепловую инерцию, проблемы с упаковкой и сложность. Инновационные концепции WHR, использующие контур охлаждающей жидкости в качестве подогревателя модифицированного « turbo steamer » (Freymann et al., 2008, 2012) без необходимости использования двойного контура, требуют значительных усилий в области исследований и разработок.

Важны результаты, достигнутые Audi в гонках на выносливость (Audi, 2014) менее чем за десять лет разработок. С 2006 по 2008 год Audi использовала двигатель V12 TDI в Audi R10 TDI. Двигатель объемом 5,5 л развивал крутящий момент 1100 Нм. На номинальной скорости очень тихий твин-турбо выдавал около 480 кВт. В 2009 и 2010 годах Audi перешла на V10 TDI в Audi R15 TDI. Он был короче и легче двенадцатицилиндрового.Рабочий объем 5,5 л был распределен на два цилиндра меньше. Двигатель имел примерно 440 кВт и крутящий момент более 1050 Нм. Верхний BMEP превышал 24 бара. Затем, с 2011 по 2013 год, Audi перешла на V6 TDI в Audi R18 TDI, R18 ultra и R18 e-Tron Quattro. Уменьшение объема двигателя позволило довести рабочий объем двигателя до 3,7 л. Легкий и компактный двигатель V6 TDI развивал более 397 кВт и крутящий момент более 900 Нм. Система Common Rail создавала давление до 2600 бар. Верхний BMEP превышал 30 бар.

Когда основное внимание уделялось экономии топлива, в 2014 году двигатель V6 TDI в Audi R18 e-Tron Quattro был оснащен модернизированным двигателем V6 TDI с рабочим объемом 4,0 л. Максимальная мощность составляла 395 кВт, а максимальный крутящий момент — более 800 Нм. Давление закачки составило более 2800 бар. Расход топлива снизился более чем на 25% по сравнению с 3,7-литровым двигателем. Последняя (2016 г.) выходная мощность 4-литрового двигателя составляла 410 кВт, что соответствовало 870 Нм крутящего момента при максимальной скорости 4500 об / мин.Это преобразовалось в BMEP 27,3 бар в рабочей точке максимальной скорости / максимальной мощности. Последние двигатели имели ограниченный расход топлива, так что для системы рекуперации энергии 6 МДж (ERS) для торможения максимальный расход топлива составлял 71,4 кг / ч. Для дизельного топлива с низшей теплотворной способностью (НТС) 43,4 МДж / кг мощность потока топлива составила 860,8 кВт. Таким образом, максимальная мощность была получена при пиковом КПД торможения η = 0,475, что намного больше, чем максимальный КПД многих серийных высокоскоростных дизельных двигателей, которые могут работать, вплоть до максимального КПД η = 0.45 при более низких оборотах двигателя.

Из расчетов максимальный крутящий момент, а также максимальная эффективность торможения были получены при скоростях <4500 об / мин, что является технологическим пределом диффузионного горения (Boretti and Ordys, 2018). Из-за постоянного времени, необходимого для испарения топлива и смешивания с воздухом, фаза диффузионного сгорания имеет продолжительность в градусах угла поворота коленчатого вала, которая увеличивается с частотой вращения двигателя. Таким образом, на скоростях выше 4500 об / мин продолжительность фазы сгорания обычно становится чрезмерной, и гораздо лучшая мощность получается на более низких скоростях.Максимальный крутящий момент, скорее всего, превышал 916 Нм, что соответствует BMEP 29 бар. Пиковая эффективность преобразования топлива с большой вероятностью приближалась к η = 0,50. Дальнейшие разработки в области гонок были в пределах легкой досягаемости, в то время как деятельность была остановлена ​​после выхода « diesel-gate ». Более высокое давление впрыска и более совершенный турбонаддув, такой как современный F1 e-turbo или супер турбонаддув (Boretti and Castelletto, 2018; Boretti and Ordys, 2018), могли бы быть полезны для обычных серийных дизельных двигателей для легковых автомобилей.

Лабораторные испытания выбросов

Прошлая сертификация выбросов, которая проводилась производителями оригинального оборудования (OEM) и не подвергалась независимым испытаниям, была связана с неточностями в тестах и ​​несоответствием цикла сертификации (Boretti, 2017; Boretti and Lappas, 2019). Короткий, сильно стилизованный новый европейский ездовой цикл (NEDC) был чрезвычайно далек от реальных условий вождения, с которыми сталкиваются европейские пассажиры. Поскольку более двух десятилетий OEM-производители были вынуждены сосредоточить свои RandD на производстве двигателей, соответствующих требованиям и экономичных во время этого цикла, из-за ухудшения состояния из-за холодного запуска, другие возможные применения не регулировались и оставались на усмотрение OEM.Неточности (и осторожность) в способе проведения испытаний привели к множеству несоответствий, начиная с большого разброса выбросов углекислого газа (CO ₂ ) при потреблении теоретически одного и того же литра топлива (Boretti and Lappas, 2019). Новый согласованный во всем мире цикл испытаний легких транспортных средств (WLTC), который недавно заменил NEDC, из-за « diesel gate » (Chossière et al., 2018), лучше, поскольку он немного длиннее. Тем не менее, это по-прежнему связано с условиями вождения, отличными от тех, которые используются в часы пик в густонаселенных районах (Boretti and Lappas, 2019).

С исторической точки зрения, правила по выбросам из года в год ужесточаются и ужесточаются, но заявлено, что они измеряются только в ходе предписанных лабораторных испытаний. В таблице 1 представлены нормы выбросов Европейского Союза (ЕС) для легковых автомобилей (категория M) с принудительным (бензин) и компрессионным (дизельным) зажиганием. Несгоревшие углеводороды (HC) + NOx были предписаны для бензина и дизельного топлива только стандартами Euro 1 и 2. Выбросы были проверены через NEDC с использованием лабораторной процедуры динамометрического стенда.На протяжении многих лет от OEM-производителя требовалось производить автомобили, выбрасывающие меньше, чем регулируемый загрязнитель, в течение определенного цикла сертификации во время лабораторных испытаний. Реальное вождение было нематериальным понятием, не переведенным ни в одно конкретное законодательное требование. Снижение предельных значений выбросов NOx и PM в стандартах Euro 5 и 6 привело к резкому увеличению затрат на последующую обработку и к увеличению, а не снижению расхода топлива, иногда с проблемами управляемости.Еще раз важно понимать компромисс между экономией топлива и выбросами загрязняющих веществ и понимать, что чрезмерные запросы по одному критерию могут привести к невозможности удовлетворить другие критерии.

Выбросы от вождения в реальном мире

Совсем недавно Европейский Союз (ЕС) ввел тесты на выбросы выхлопных газов в реальных условиях движения (RDE). Выбросы от дорожных транспортных средств теперь измеряются с помощью портативных анализаторов выбросов (PEM). Тест RDE должен длиться 90–120 минут и включать один городской (<60 км / ч), один сельский (60–90 км / ч) и один автомагистральный (> 90 км / ч) сегмент равного веса, покрывающий расстояние. не менее 16 км.Затем в пределах выбросов RDE используются коэффициенты соответствия, которые относятся к лабораторным испытаниям на динамометрическом стенде. Что касается NOx, коэффициент соответствия составляет 2,1 с сентября 2017 года для новых моделей и с сентября 2019 года для всех новых автомобилей. Другие факторы соответствия еще предстоит определить. Хотя тест RDE по-прежнему не является репрезентативным для реального вождения в густонаселенных районах, он неточный, субъективный, невоспроизводимый и еще не определяющий (Boretti and Lappas, 2019), это, безусловно, шаг вперед.

Реальные данные по австралийским выбросам от вождения транспортных средств, выпущенных до введения новых правил, предложены ABMARC (ABMARC, 2017). В отчете, подготовленном для Австралийской автомобильной ассоциации, представлены результаты испытаний на выбросы и расход топлива 30 различных легковых и легких коммерческих автомобилей, измеренные с помощью PEMS на австралийских дорогах. Большинство автомобилей соответствовали стандартам Euro 4, 5 и 6, а один из них соответствовал стандартам Euro 2. Реальный расход топлива протестированных автомобилей по сравнению с результатами цикла сертификации был в среднем на 23% выше, на 21% выше для автомобилей с дизельным двигателем, с 4% ниже до 59% выше и на 24% выше для автомобилей с бензиновым двигателем, начиная с 3% ниже до 55% выше.У одного транспортного средства, работающего на сжиженном нефтяном газе, реальный расход топлива на 27% выше, чем результат цикла сертификации. У одного гибридного автомобиля с подзарядкой от сети реальный расход топлива на 166% выше, чем результат цикла сертификации с полным состоянием заряда, и на 337% выше при испытании с низким уровнем заряда. Данные о расходе топлива для автомобилей с дизельными сажевыми фильтрами включают поправочный коэффициент для учета регенерации фильтра.

Таким образом, расхождения между лабораторными испытаниями и реальным вождением были разными не только для автомобилей, оснащенных дизельными ДВС CIDI, но и для автомобилей с бензиновыми ДВС SI, а также с традиционными и гибридными силовыми агрегатами.Однако основным отличием были выбросы NOx дизельных двигателей CIDI. В последних правилах ЕВРО автомобили должны соответствовать все более строгим стандартам выбросов регулируемых загрязняющих веществ, а также сокращать выбросы CO ₂ . Поскольку эти требования противоречили друг другу и их трудно было удовлетворить, несоответствие между реальным расходом топлива и результатами цикла сертификации увеличивается с увеличением стандарта. Автомобили, соответствующие стандарту Euro 6, имеют наибольшее расхождение между реальными результатами и результатами цикла сертификации.

Что касается выбросов, то у 13 транспортных средств превышены удельные выбросы NOx, предписанные для цикла сертификации. Из этих 13 автомобилей 11 были дизельными. Только 1 из 12 автомобилей с дизельным двигателем произвел выброс NOx в пределах цикла сертификации. Пять автомобилей с бензиновым двигателем превысили лимит выбросов CO, установленный в сертификационном цикле. Только 1 автомобиль с дизельным двигателем превысил лимит PM цикла сертификации. В среднем выбросы NOx и PM у автомобилей с дизельным двигателем были в 24 и 26 раз выше, чем у автомобилей с бензиновым двигателем, а выбросы CO у автомобилей с дизельным двигателем были в 10 раз ниже, чем у автомобилей с бензиновым двигателем.Транспортные средства с дизельным двигателем превысили предел NOx сертификационного цикла на 370%, а автомобили с бензиновым двигателем выбросили 43% от предельного значения NOx сертификационного цикла. Автомобили с бензиновым двигателем выбрасывают 95% предельного количества CO, установленного в сертификационном цикле. Автомобили с дизельным двигателем выбрасывают 20% от предельного количества CO, установленного в сертификационном цикле. Что касается ТЧ, то выбросы дизельных автомобилей составили 43% от предельного количества ТЧ сертификационного цикла, а от автомобилей с прямым впрыском 2-х бензинового бензина (GDI) выбрасывается 26% от предельного количества ТЧ сертификационного цикла.Что касается выбросов NOx от двигателей с обедненной горючей смесью, измеренные результаты были лучше, чем заявленные во время « дизельный шибер » или заявленные в таких работах, как (Chossière et al., 2018).

Новые правила были введены после « diesel gate », а дизельные двигатели CIDI были улучшены. Европейские реальные данные о выбросах транспортных средств после введения новых правил представлены ACEA (2018a). В ходе правильно проведенной экспериментальной кампании, в повторяемых условиях, с соответствующим оборудованием и с применением научного метода, Европейская ассоциация автопроизводителей (ACEA) недавно показала, что все 270 протестированных автомобилей с дизельным двигателем были ниже пределов выбросов, установленных недавно. тесты по вождению в реальных условиях (RDE), как общие, так и городские.Ни один из транспортных средств не превышал установленный в настоящее время удельный выброс NOx в 165 мг / км (ACEA, 2018a), рис. 1. Подробные результаты утверждения типа для 270 типов дизельных транспортных средств, соответствующих требованиям RDE, доступны в ACEA (2018b). . Результаты RDE для отдельных автомобилей можно найти на сайте (ACEA, 2018c).

Новые данные, опубликованные ACEA, недвусмысленно свидетельствуют о том, что дизельные автомобили последнего поколения выделяют низкие выбросы загрязняющих веществ на дорогах и являются экономичными. Испытания проводились в реальных условиях вождения водителями различных национальных органов по официальному утверждению типа.270 новых типов дизельных автомобилей, сертифицированных по последнему стандарту Euro 6d-TEMP, были представлены на европейском рынке за последний год. Все эти дизельные автомобили показали очень хорошие результаты ниже порогового значения NOx теста RDE, которое теперь применяется ко всем новым типам автомобилей с сентября 2017 года. Большинство этих автомобилей имеют выбросы NOx значительно ниже более строгого порога, который будет обязательным с января 2020 года. test гарантирует, что уровни выбросов загрязняющих веществ, измеренные во время новых лабораторных испытаний WLTP, подтверждаются на дороге.Каждый протестированный автомобиль представляет собой «семейство », состоящее из похожих автомобилей различных вариантов. Эта деятельность доказывает, что автомобили с дизельным двигателем, которые сейчас доступны на рынке, имеют низкий уровень выбросов в любом приемлемом состоянии. Немецкий автомобильный клуб (ADAC) недавно подсчитал, что на 30 октября 2018 года было доступно 1206 различных автомобилей, совместимых с RDE, как с бензиновым, так и с дизельным двигателем (ADAC, 2018a). Следовательно, дизельные ДВС CIDI не заслуживают плохой репутации, которую они получили из-за «дизельного затвора », что является скорее политическим, чем технологическим вопросом.

Современные дизельные автомобили, поддерживаемые политикой обновления парка и в сочетании с альтернативными силовыми агрегатами, могут сыграть важную роль в содействии городам в достижении целей по качеству воздуха при одновременном повышении топливной эффективности и сокращении выбросов CO ₂ в краткосрочной и среднесрочной перспективе . Недавние дорожные испытания, проведенные ADAC (2018b), показали, что новейшие автомобили с дизельным двигателем выбрасывают в среднем на 85% меньше NOx, чем автомобили стандарта Евро 5, а самые эффективные дизельные автомобили стандарта Евро 6, соответствующие требованиям RDE, выбрасывают на 95–99% меньше NOx по сравнению с автомобилями Euro 5.Каждый протестированный автомобиль выделяет меньше лимитов для каждого регулируемого загрязнителя. Эти автомобили также обеспечивают исключительную экономию топлива. Кроме того, есть возможность производить еще меньше CO ₂ и менее регулируемых загрязняющих веществ, переходя на двухтопливное дизельное топливо — СПГ, КПГ или СНГ.

PM Преимущества дизельных автомобилей

Дизельные двигатели не являются мишенью из-за того, что транспортный сектор вносит свой вклад в общее качество воздуха. Однако, поскольку качество воздуха во многих частях мира оставляет желать лучшего, и дизельные фильтры твердых частиц могут помочь улучшить качество воздуха, аргумент PM может фактически быть использован в пользу мобильности на основе дизельного топлива, а также против альтернатив, таких как электрические. мобильность.Хотя неверно утверждать, что более современные автомобили с дизельным двигателем выделяют « избыток » NOx и ухудшают качество воздуха, более современные автомобили с дизельным двигателем способствуют очистке воздуха загрязненных территорий, например, от ТЧ. Из Таблицы 1 видно, что старые дизельные автомобили были произведены в соответствии с гораздо менее строгими правилами PM. Загрязнители воздуха выбрасываются из многих естественных и антропогенных источников, последние включают сжигание ископаемого топлива в электроэнергетике, промышленности, домашних хозяйствах, транспорте, промышленных процессах, использовании растворителей, сельском хозяйстве и переработке отходов.Следовательно, наличие транспортных средств с выбросами ТЧ из выхлопной трубы потенциально ниже, чем на впуске, — это возможность очистить воздух.

Табачный дым в окружающей среде (ETS) вызывает загрязнение помещений мелкими ТЧ, превышающее допустимые пределы для транспортных средств. Данные, сравнивающие выбросы ТЧ от ETS и автомобиля с дизельным двигателем Euro 3, показывают, что концентрации ТЧ в помещении в 10 раз превышают те, которые выбрасываются от двигателя с дизельным двигателем Euro 3 на холостом ходу (Invernizzi et al., 2004). Пределы PM были значительно улучшены для Euro 4, 5 и 6, а если быть точным, то в 10 раз.Исследование Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) (Martuzzi et al., 2006) показывает значительное воздействие PM ₁₀ на здоровье городского населения 13 крупных итальянских городов, которое, по оценкам, составляет 8220 смертей в год, что связано с концентрациями PM ₁₀ выше 20 мкг / м. Это 9% смертности от всех причин (без учета несчастных случаев) среди населения старше 30 лет. Эти уровни PM ₁₀ не являются результатом использования новейших автомобилей с чистым дизельным двигателем.

Эффективность дизельных сажевых фильтров (DPF) относительно сложна (Fiebig et al., 2014). Новейшие технологии DPF более эффективны для больших размеров, в то время как менее эффективны или даже отрицательны для меньших нанометрических размеров. Мониторинг часто ограничивается PM ₁₀ — частицами диаметром 10 микрометров или PM _2.5 — частицами диаметром 2,5 микрометра. DPF может улавливать от 30% до более 95% микрометрических ТЧ (Barone et al., 2010). При оптимальном сажевом фильтре выбросы ТЧ могут быть снижены до 0,001 г / км или менее (Fiebig et al., 2014), что в 5 раз меньше, чем в настоящее время 0.005 of Euro 6. Хотя эта мера массы не учитывает загрязнение субмикрометрическими и нанометрическими частицами, в настоящее время нет контроля над этим типом загрязнителя из любого источника.

Если новые автомобили с дизельным двигателем не выбрасывают больше NOx, чем старые автомобили с дизельным двигателем, они, безусловно, выбрасывают гораздо меньше ТЧ, с, возможно, в некоторых обстоятельствах, способностью очищать воздух от ТЧ, произведенных из других источников, которые не являются адекватным направлением деятельности директивных органов. . Случай Гонконга, который не является худшим на Земле, описан в Haas (2017).Помимо местных выбросов из различных источников, в том числе от легковых автомобилей, в Гонконг есть значительное количество загрязняющих веществ, занесенных из материкового Китая. Хотя данные о загрязнителях в Китае ограничены, хорошо известно, что Гонконг сталкивается с серьезными проблемами со здоровьем, связанными с загрязнением воздуха, в основном импортируемым с материка. Загрязнение воздуха в Гонконге не так ужасно, как в Китае или Индии, где токсичное облако, получившее название « airpocalypse », часто покрывает значительную часть этих стран, но это все еще один хороший пример того, что более современные дизельные автомобили заменяют на дорога старые автомобили оказывают положительное влияние.

Из многих типов аэрозольных частиц, циркулирующих в атмосфере, одним из самых разрушительных является PM _2,5 . Во многих областях Китая и Индии уровни PM _2,5 и PM ₁₀ намного превышают рекомендованные ВОЗ, рис. 2. Руководящие принципы ВОЗ (среднегодовые): PM _2,5 из 10 мкг / м ³ и PM ₁₀ из 20 мкг / м ³ . Во всем мире средний уровень загрязнения окружающего воздуха колеблется от <10 до более 100 мкг / м ³ для PM _2.5 , и от <10 до более 200 мкг / м ³ , для PM ₁₀ . Случаи плохого качества воздуха широко распространены не только в Китае и Индии. Однако промышленный центр южного побережья Китая является одним из районов с наиболее высоким уровнем загрязнения, как Пекин и Дели. В то время как Пекинский « airpocalypse » подавляется решительными мерами, в основном направленными на использование угля, но также ограничивающими движение любого транспортного средства (South China Morning Post, 2018), « airpocalypse » Дели достигает нового чрезвычайно высокий, в том числе благодаря « сожженной стерни » из окрестностей (Indiatimes, 2018).

Рисунок 2 . Карта PM _2.5 для Азии осенью 2018 года в режиме почти реального времени. Показаны только области, покрытые станциями. Изображение с Земли Беркли, www.berkeleyearth.org.

Качество воздуха в Гонконге не самое лучшее (Haas, 2017). Уровни загрязняющих веществ превышают стандарты ВОЗ более 15 лет. На пиках они более чем в пять раз превышают допустимые уровни. Выбросы от транспортных средств и судов являются одними из крупнейших местных источников загрязнения.Свою роль играют и электростанции, которые почти полностью зависят от ископаемого топлива, в основном угля. Однако около 60-70% PM поступает из материкового Китая. Этот поток чрезвычайно актуален, особенно зимой, когда импортируемый PM составляет около 77% от общего количества. В последние годы резко возросли масштабы астмы и бронхиальных инфекций. Только в Гонконге было зарегистрировано более 1600 фактов, а не гипотетических, как у Chossière et al. (2018), преждевременная смерть в 2016 году только из-за загрязнения воздуха (Haas, 2017).

В дополнение к улучшенным стандартам топлива и расширению использования электромобилей, значительное распространение последних дизельных транспортных средств, оборудованных уловителями твердых частиц, может еще больше способствовать улучшению качества воздуха в городе, которое по-прежнему не соответствует ни одному руководству ВОЗ.Что касается возможности использовать электромобили, заряжаемые электростанциями, работающими на горючем топливе, электромобили могут фактически способствовать загрязнению ТЧ. Согласно Hodan and Barnard (2004), крупнейшим источником PM _2,5 из антропогенных источников является износ шин и дорожного покрытия. Поскольку электромобили тяжелее и имеют более высокий крутящий момент, чем автомобили на базе ДВС, они производят намного больше PM _2,5 . Следовательно, увеличение количества электромобилей сделает Гонконг еще более грязным по отношению к PM, поскольку они производят PM _2.5 , и они не могут сжигать ТЧ, произведенные из других источников, например, дизельный ДВС CIDI, оснащенный уловителем твердых частиц.

Как показано на Рисунке 1 и в Таблице 1, автомобили, оснащенные новейшими двигателями ХИ, не производят избыточных NOx, а из Рисунков 2, 3 видно, что во многих регионах мира концентрация ТЧ в воздухе намного выше, чем можно найти. в выхлопной трубе автомобилей, оснащенных новейшими дизельными двигателями CIDI, таблица 1 и NO ₂ концентрации также довольно велики. Двухтопливный режим работы на СПГ, КПГ или СНГ с неизменным в остальном транспортным средством, в котором установлен сажевый фильтр, может еще больше способствовать очистке окружающего воздуха от твердых частиц.

Рисунок 3 . Среднемесячные концентрации для Китая в январе 2015 г.: PM _2,5 , вверху, и NO ₂ , внизу. Изображения с Земли Беркли, www.berkeleyearth.org.

Преимущества двухтопливного дизельного топлива — СПГ / СНГ / КПГ

Современные технологии

Diesel-LNG (Goudie et al., 2004; Osorio-Tejada et al., 2015; Laughlin and Burnham, 2016), дизельное топливо-CNG (Maji et al., 2008; Shah et al., 2011; Ryu, 2013) или дизельное топливо-СНГ (Jian et al., 2001; Ashok et al., 2015) двигатели обеспечивают эффективность преобразования дизельного топлива и удельную мощность, улучшая при этом выбросы как регулируемых загрязняющих веществ (PM, NOx), так и CO ₂ . СПГ может использоваться для большегрузных автомобилей благодаря криогенному хранению. LPG (и CNG) может быть предпочтительнее в легковых и легких транспортных средствах.

Дизельные двигатели по-прежнему выделяют значительное количество углекислого газа (CO ₂ ) и выбросы твердых частиц (ТЧ) из двигателя из-за диффузионного сгорания тяжелых углеводородов, высокого отношения C / H и жидкого дизельного топлива.Выбросы оксидов азота (NOx) из двигателя также являются неотъемлемой частью процесса сжигания обедненной смеси в избыточном воздухе (Heywood, 1988). Как PM, так и NOx могут быть уменьшены посредством дополнительной обработки, хотя стратегии сжигания дизельного топлива часто определяются для наилучшего компромисса между NOx и PM.

Использование газообразного топлива с пониженным содержанием углерода, такого как природный газ, который в основном представляет собой метан CH ₄ , в жидкой форме, как СПГ, или в газовой форме, как СПГ, или сжиженный нефтяной газ (СНГ), в основном пропан C ₃ H ₈ , имеет интуитивно понятные основные преимущества в выбросах CO ₂ по сравнению сдизельное топливо переменного состава, но примерно C _13,5 H _23,6 . Поскольку испарение намного проще, существуют также преимущества для выбросов ТЧ из двигателя и, следовательно, косвенно также для выбросов NOx из двигателя по сравнению с дизельным топливом (Kathuria, 2004; Chelani and Devotta, 2007; Yeh, 2007; Engerer and Horn, 2010; Lin et al., 2010; Kumar et al., 2011).

СПГ, КПГ и СНГ имеют меньшее соотношение углерода и водорода. Следовательно, гораздо меньше CO ₂ выбрасывается для получения такой же мощности с примерно такой же эффективностью преобразования топлива.CNG — это нагнетаемый газ. СПГ также является газом в нормальных условиях. LPG в нормальных условиях жидкий, но испаряется намного быстрее, чем дизельное топливо. Это практически сводит к нулю выбросы твердых частиц (кроме выбросов пилотного дизеля). Поскольку СПГ, КПГ и СНГ представляют собой высокооктановое топливо с низким цетановым числом, их трудно использовать отдельно в двигателе с воспламенением от сжатия. Проблема решена при работе на двух видах топлива (westport.com, 2019a, b). Воспламенение вызывает небольшое количество дизельного топлива. СПГ, КПГ или СНГ, впрыскиваемые до или после зажигания впрыска дизельного топлива, могут затем сгореть в смеси с предварительным смешиванием или диффузией.Первая фаза сгорания вызывает быстрое повышение давления. Скорость сгорания второй фазы определяется скоростью впрыска СПГ, КПГ или СНГ, нацеленной на поддержание давления во время первой части такта расширения.

Одной из основных проблем, связанных с использованием СПГ или КПГ, является удельный объем топлива, так как плотность газа в нормальных условиях низкая. Это создает проблемы для системы впрыска, которой требуются форсунки с гораздо большей площадью поперечного сечения дизельного топлива, и значительно затрудняет быстрое срабатывание и возможности многократного впрыска, характерные для новейших дизельных форсунок.Это также проблема для хранения, поскольку объем топлива, необходимый для данного количества энергии на борту транспортного средства, намного больше, чем у дизельного топлива. СПГ имеет лучшую объемную плотность, но для поддержания низкой температуры требуется криогенная система. КПГ имеет меньшую объемную плотность и дополнительно требует резервуаров под давлением.

Система Westport HPDI для дизельного топлива и КПГ / СПГ — это технология, хорошо зарекомендовавшая себя десятилетиями (Li et al., 1999; westport.com, 2015). Вначале HPDI представлял собой простой основной впрыск природного газа после пилотного / предварительного впрыска дизельного топлива.В последнее время HPDI развивается в сторону более сложных стратегий, регулирующих предварительно смешанное и диффузионное сжигание природного газа, как было предложено Боретти (2013).

Традиционный HPDI в мощных ДВС позволяет ДВС, работающему на природном газе, сохранять рабочие характеристики, аналогичные характеристикам дизеля, при этом большая часть энергии обеспечивается за счет природного газа. Небольшой пилотный впрыск дизельного топлива (5–10% энергии топлива) используется для зажигания непосредственно впрыскиваемой газовой струи. Природный газ горит в режиме диффузионного горения с контролируемым смешением (Li et al., 1999; westport.com, 2015).

Технологии будущего

В нескольких работах описаны тенденции развития технологии HPDI. McTaggart-Cowan et al. (2015) отчет о двухтопливных форсунках 600 бар для СПГ. Событие сгорания СПГ ограничено давлением впрыска, которое определяет скорость смешения и сгорания. Значительное повышение эффективности и снижение PM достигаются при высоких нагрузках, и особенно на высоких скоростях, за счет увеличения давления впрыска с традиционных 300 бар до последних 600 бар.Скорость горения ограничена. McTaggart-Cowan et al. (2015) сообщают о выгодах эффективности от более высоких давлений около 3%, добавленных к сокращению выбросов твердых частиц на 40–60%.

Различные формы сопла были рассмотрены Mabson et al. (2016). Инжектор « сопла с парными отверстиями » был разработан для уменьшения образования твердых частиц за счет увеличения уноса воздуха из-за взаимодействия струи. Выбросы CO и PM были наоборот в 3–10 раз выше при использовании сопел с парными отверстиями. Сопло с парными отверстиями давало более крупные агрегаты сажи и большее количество частиц.

Mumford et al. сообщают об улучшениях Westport HPDI 2.0 (Mumford et al., 2017). HPDI 2.0 обеспечивает лучшие характеристики и уровень выбросов по сравнению с HPDI первого поколения, а также только с базовым дизельным двигателем. Мамфорд и др. (2017) также обсуждают потенциал и проблемы более высокого давления нагнетания.

Стратегии сжигания с контролируемой диффузией и с частичным предварительным смешиванием рассматриваются Florea et al. (2016) с помощью Westport HPDI. Сгорание с частичным предварительным смешиванием, называемое DI ₂ , является многообещающим, повышая эффективность двигателя более чем на 2 пункта по сравнению со стратегией сгорания с контролируемой диффузией.Модуляция двух фаз горения, потенциально более полезная, в работе не исследуется.

Режим горения DI ₂ также исследован в Neely et al. (2017). Природный газ впрыскивается во время такта сжатия перед зажиганием впрыска дизельного топлива. Показано, что такое сгорание природного газа с частичной предварительной смесью улучшает как термическую, так и эффективность сгорания по сравнению с традиционным режимом двухтопливного сгорания с фумигацией. Сгорание природного газа с частичной предварительной смесью также обеспечивает повышение теплового КПД по сравнению со сгоранием с регулируемой диффузией по базовой линии, когда впрыск природного газа происходит после впрыска дизельного зажигания.

Влияние стратегий впрыска на выбросы и характеристики двигателя HPDI изучено Faghani et al. (2017а, б). Они исследуют влияние позднего дополнительного впрыска (LPI), а также сгорания с небольшим предварительным смешиванием (SPC) на выбросы и характеристики двигателя. При использовании SPC впрыск дизельного топлива задерживается. Работа SPC при высокой нагрузке снижает PM более чем на 90% с улучшением топливной эффективности на 2% при почти таком же уровне NOx. Однако SPC имеет большие вариации от цикла к циклу и чрезмерную скорость нарастания давления.ТЧ не увеличивается для SPC с более высоким уровнем рециркуляции отработавших газов, более высоким глобальным коэффициентом эквивалентности на основе кислорода (EQR) или более высокой пилотной массой, что обычно увеличивает количество ТЧ при сжигании с регулируемым смешиванием HPDI. LPI, пост-впрыск 10–25% от общего количества топлива, происходящий после основного сгорания, приводит к значительному сокращению выбросов твердых частиц с незначительным влиянием на другие выбросы и характеристики двигателя. Основное сокращение PM от LPI связано с уменьшением количества топлива при первом впрыске. Вторая закачка вносит незначительный чистый вклад в общее количество ТЧ.

Двухтопливный инжектор дизель-СПГ Westport HPDI дает отличные результаты. Однако у этого подхода есть фундаментальный недостаток. Он не обладает такими же характеристиками, как дизельные форсунки последнего поколения, как по скорости потока, так и по скорости срабатывания и распылению дизельного топлива. Таким образом, может быть предпочтительным соединение с одним дизельным инжектором последнего поколения со специальным инжектором для второго топлива, чтобы обеспечить лучшие характеристики впрыска как для дизельного, так и для второго топлива.Более высокое давление впрыска и более быстрое срабатывание являются движущими силами улучшенных режимов сгорания.

Двухтопливные дизель-водородные ДВС CIDI с возможностью установки двух прямых форсунок на цилиндр были исследованы, например, в (Boretti, 2011b, c). Один инжектор использовался для дизельного топлива, а другой — для водорода. Смоделированный дизельный двигатель, преобразованный в двухтопливный дизель-водородный двигатель после этого подхода, показал КПД при полной нагрузке до 40–45% и снижение потерь в КПД, снижая нагрузку, работающую немного лучше, чем базовое дизельное топливо в каждой рабочей точке.Хотя использование двух форсунок на цилиндр не представляет проблемы для новых двигателей, сложно установить две форсунки при модернизации существующих дизельных двигателей. Специализированные форсунки прямого действия для СПГ, СНГ или КПГ требуют дальнейшего развития для конкретного применения.

Использование двух специализированных форсунок, а не одной двухтопливной форсунки с более высоким давлением впрыска, более быстрым срабатыванием и полной независимостью от впрыска отдельных видов топлива, обеспечивает гораздо большую гибкость в формировании впрыска.Двухтопливный режим обычно характеризуется предварительным / предварительным впрыском дизельного топлива, за которым следует основной второй впрыск топлива. Предпочтительно, чтобы второе топливо не впрыскивалось полностью после зажигания впрыска дизельного топлива. Его можно впрыскивать до или одновременно с дизельным топливом или после дизельного топлива, причем не только за один впрыск, но и за несколько впрысков. Таким образом, второе топливо может гореть частично предварительно смешанным и частично диффузионным.

Возможны разные режимы горения. « Controlled » HCCI — один из таких режимов.В управляемом HCCI второе топливо впрыскивается первым, и воспламенение дизельного топлива происходит до ожидаемого начала самовоспламенения HCCI (Boretti, 2011a, b). HCCI не имеет преимуществ с точки зрения эффективности преобразования топлива по сравнению с объемным сгоранием в центре камеры, окруженной воздушной подушкой. Однородное горение всегда страдает большими потерями тепла на стенках и неполным сгоранием на гашение пламени. HCCI также не создает пикового давления во время такта расширения, обеспечивая пиковое давление точно в верхней мертвой точке.Однако HCCI может иметь преимущества для выбросов из двигателя, поскольку это чрезвычайно низкотемпературный процесс, и это событие сгорания намного ближе к теоретически лучшему изохорному сгоранию из анализов цикла давления.

Наиболее интересные режимы — это предварительное смешение, диффузия или модулированное предварительное смешение и диффузия в центре камеры. При предварительно смешанном, но стратифицированном сгорании второе топливо впрыскивается в центр камеры и сжигается за счет впрыска дизельного топлива до однородного заполнения всей камеры.При диффузионном сгорании второе топливо впрыскивается в центр камеры после того, как зажигание впрыска дизельного топлива создает подходящие условия для того, чтобы следующее сгорание проходило под контролем диффузии, и там оно сгорает. Существует возможность для предварительного впрыска второго топлива, а также для современного или последующего впрыска второго топлива в отношении пилотного / предварительного впрыска дизельного топлива, которые должны быть тщательно сформированы для обеспечения наилучшей эффективности преобразования топлива. в пределах ограничений по выбросам из двигателя, скорости нарастания давления и пиковому давлению.

Альтернатива электрической мобильности все еще преждевременна

Экологичность и экономичность дизельной мобильности не признается многими странами, которые в противном случае задумывались о преждевременном переходе к электрической мобильности, не решив сначала многие проблемы электромобилей, т. Е. Высокую экономичность и экономичность. экологические затраты на строительство, эксплуатацию и утилизацию автомобилей, ограниченные характеристики этих тяжелых транспортных средств из-за все еще неадекватных технологий аккумуляторов, отсутствие инфраструктуры для подзарядки только за счет возобновляемых источников энергии.

Номинально для решения проблемы глобального потепления, а не загрязнения воздуха, Великобритания, Франция и Китай обсудили прекращение мобильности на базе ДВС к 2040 году. Однако данные МЭА (IEA, 2018) показывают, что производство геотермальной электроэнергии, Солнце, ветер, приливы, волны и океан по-прежнему составляли около 1% от общего количества в 2015 году, при этом общее предложение первичной энергии (ОППЭ) значительно превышает производство электроэнергии. Поскольку доля солнечной и ветровой энергии в TPES все еще невелика, нет никакого смысла предлагать только электромобили, даже если забыть о других ключевых моментах, связанных с поиском электрической мобильности.

В настоящее время анализ жизненного цикла выбросов CO ₂ (LCA) не показывает явного преимущества электрической мобильности по сравнению с мобильностью на базе ДВС (Boretti, 2018). Пример LCA для электрической мобильности критически зависит от того, как вырабатывается электричество, которое без огромного увеличения накопления энергии, а не просто увеличение зарегистрированной мощности ветра и солнца, нуждается в поддержке ископаемым топливом. С 1990-х годов в аккумуляторных технологиях произошел прогресс, но пока еще не произошло необходимого прорыва.Производство, использование и утилизация электромобилей по-прежнему слишком дорого с экономической и экологической точек зрения, что связано с дополнительными проблемами, связанными с материалами, необходимыми для производства аккумуляторов, которые подвержены большему риску истощения, чем ископаемое топливо (Boretti, 2018). . Кроме того, эти материалы добываются неэтично в очень немногих местах.

Amnesty International (Onstad, 2019) недавно отметила, что индустрия электромобилей (EV) позиционирует себя как экологически чистые, но при этом многие из своих аккумуляторов производят с использованием ископаемого топлива и минералов, полученных из неэтичных источников, зараженных нарушениями прав человека.Маловероятно, что имеется достаточно сырья для удовлетворения ожидаемого резкого спроса на литий-ионные батареи электромобилей и подключенных к сети аккумуляторных систем для хранения периодически возобновляемой энергии ветра и солнца (Jaffe, 2017). Более того, без четкого пути для рециркуляции и отрицательных прошлых (и настоящих) примеров рециркуляции промышленно развитыми странами за счет экологического ущерба в развивающихся странах (Minter, 2016), электрическая мобильность может привести к значительному ущербу для экономики. и окружающая среда.

Хотя электрическая мобильность, безусловно, может решить некоторые из проблем загрязнения воздуха, связанных с транспортом, маловероятно, что это может произойти в ближайшее время, она не решает проблемы загрязнения из других источников, и это еще не так дружелюбно, в целом , где все включено. Потребление топлива для сжигания все еще резко увеличивается, и существует очень мало примеров технологических возможностей для преобразования химической энергии топлива в механическую или электрическую энергию с более высокой эффективностью преобразования энергии топлива и снижением выбросов загрязняющих веществ дизельных ДВС CIDI.Переход на электрическую мобильность в транспортном секторе потребует огромных затрат, в том числе с точки зрения выбросов парниковых газов.

Обсуждение и выводы

Хотя ICCT, US EPA и CARB описывают дизельные автомобили как вредные для окружающей среды, последние испытания вождения, проведенные ACEA, показывают, что это неверно. Современные дизельные автомобили имеют относительно низкие выбросы CO ₂ и загрязняющих веществ, включая NOx и PM. Само по себе движение дизельных автомобилей в сильно загрязненных районах может улучшить качество воздуха, загрязненного другими источниками, а не только старыми дизельными автомобилями.

Дизельные ДВС

CIDI могут быть улучшены и более экологичны благодаря дальнейшим усовершенствованиям в системе впрыска, а также в системе дополнительной обработки. ДВС CIDI также можно улучшить, просто приняв двухтопливную конструкцию со сжиженным нефтяным газом, сжатым природным газом или сжиженным природным газом в качестве второго топлива. Эти альтернативные виды топлива обеспечивают такие же или лучшие характеристики ДВС, работающего только на дизельном топливе, в том, что касается установившегося крутящего момента, мощности и эффективности преобразования топлива, а также переходных процессов, при этом значительно улучшая выбросы CO ₂ , а также Выбросы ТЧ и NOx из двигателя.

В дополнение к лучшему соотношению CH для выбросов CO ₂ , преимущества двухтопливных двигателей CIDI ICE с СПГ, КПГ или СНГ также проистекают из возможности регулирования фаз предварительного смешивания и диффузии сгорания путем впрыска второй фазы. топливо, которое намного легче испаряется и менее склонно к самовоспламенению до, после или после предварительного / пилотного дизельного топлива. Также особенно важен для СПГ охлаждающий эффект за счет криогенного впрыска. Дальнейшие разработки в системе впрыска являются предметом особого внимания при разработке этих новинок двухтопливных ДВС CIDI.

Преимущества дизельных или двухтопливных двигателей CIDI ICE по сравнению с любыми другими альтернативными решениями для транспортных приложений в настоящее время не признаются ни одним директивным органом. Европейские автопроизводители уже приостановили свои планы исследований и разработок своих ДВС, чтобы сосредоточиться только на электромобилях. Учитывая нерешенные проблемы, связанные с электромобильностью, это может вскоре оказаться неправильным для экономики и окружающей среды. Использование более современных дизельных транспортных средств и транспортных средств, работающих на двухтопливном дизельном топливе, может только спасти жизни, но не вызывать смертность, улучшить качество воздуха, ограничивая истощение природных ресурсов и выбросы CO ₂ , не требуя непозволительных усилий и кардинальные изменения.

Авторские взносы

Автор подтверждает, что является единственным соавтором этой работы, и одобрил ее к публикации.

Конфликт интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

Амброджио, М., Саракко, Г., и Спеккиа, В. (2001). Сочетание фильтрации и каталитического сжигания в уловителях твердых частиц для обработки выхлопных газов дизельных двигателей. Chem. Англ. Sci. 56, 1613–1621. DOI: 10.1016 / S0009-2509 (00) 00389-4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ашок Б., Ашок С. Д. и Кумар К. Р. (2015). Дизельный двухтопливный двигатель LPG — критический обзор. Alexand. Англ. J. 54, 105–126. DOI: 10.1016 / j.aej.2015.03.002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бароне Т. Л., Стори Дж. М. и Доминго Н. (2010). Анализ характеристик отработанного в полевых условиях сажевого фильтра: выбросы твердых частиц до, во время и после регенерации. J. Управление отходами воздуха. Доц. 60, 968–976. DOI: 10.3155 / 1047-3289.60.8.968

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Боретти А. (2011a). Дизельный и HCCI-подобный режим работы двигателя грузовика, преобразованного на водород. Внутр. J. Hydr. Energy 36, 15382–15391. DOI: 10.1016 / j.ijhydene.2011.09.005

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Боретти А. (2011b). Достижения в двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия водорода. Внутр. J. Hydr. Энергия 36, 12601–12606. DOI: 10.1016 / j.ijhydene.2011.06.148

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Боретти А. (2011c). Преимущества прямого впрыска дизельного топлива и водорода в двухтопливном h3ICE. Внутр. J. Hydr. Энергия 36, 9312–9317. DOI: 10.1016 / j.ijhydene.2011.05.037

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Боретти А. (2013). Рассматриваются новейшие концепции систем сгорания и рекуперации отработанного тепла для водородных двигателей. Внутр. J. Hydr. Энергия 38, 3802–3807. DOI: 10.1016 / j.ijhydene.2013.01.112

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Боретти А. (2017). Будущее двигателя внутреннего сгорания после «Diesel-Gate. Warrendale, PA: SAE Technical Paper 2017-28-1933. DOI: 10.4271 / 2017-28-1933

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Боретти А. (2018). Анализ жизненного цикла Сравнение мобильности электрических двигателей и двигателей внутреннего сгорания .Warrendale, PA: SAE Technical Paper 2018-28-0037. DOI: 10.4271 / 2018-28-0037

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Боретти, А., Кастеллетто, С. (2018). «Бензиновый двигатель с турбонаддувом и непосредственным впрыском», в Труды Всемирной автомобильной конференции FISITA, 2–5> ОКТЯБРЬ 2018 г. (Ченнаи).

Google Scholar

Боретти А. и Лаппас П. (2019). Комплексные независимые лабораторные испытания, подтверждающие экономию топлива и выбросы в реальных условиях вождения. Adv. Technol. Innovat. 4, 59–72.

Google Scholar

Боретти А., Ордис А. (2018). Супертурбонаддув двухтопливного дизельного двигателя с системой зажигания . Технический документ SAE 2018-28-0036. DOI: 10.4271 / 2018-28-0036

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Burtscher, Х. (2005). Физические характеристики выбросов твердых частиц из дизельных двигателей: обзор. J. Aerosol. Sci. 36, 896–932. DOI: 10.1016 / j.jaerosci.2004.12.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Камузо, Дж. Р., Альварес, Р. А., Брукс, С. А., Браун, Дж. Б., и Стернер, Т. (2015). Влияние выбросов метана и эффективности транспортных средств на воздействие большегрузных грузовиков, работающих на природном газе, на климат. Environ. Sci. Technol. 49, 6402–6410. DOI: 10.1021 / acs.est.5b00412

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шоссьер, Г. П., Малина, Р., Аллрогген, Ф., Истхэм, С. Д., Спет, Р. Л., и Баррет, С. Р. (2018). Атрибуция на уровне страны и производителя воздействия на качество воздуха из-за чрезмерных выбросов NOx от дизельных легковых автомобилей в Европе. Атмос. Environ. 189, 89–97. DOI: 10.1016 / j.atmosenv.2018.06.047

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Крэбтри, Г. В., Дрессельхаус, М. С., и Бьюкенен, М. В. (2004). Водородная экономика. Phys. Сегодня 57, 39–44. DOI: 10.1063 / 1.1878333

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Энджерер, Х., и Хорн, М. (2010). Автомобили, работающие на природном газе: вариант для Европы. Энергетическая политика 38, 1017–1029. DOI: 10.1016 / j.enpol.2009.10.054

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Faghani, E., Kheirkhah, P., Mabson, C., McTaggart-Cowan, G., et al. (2017a). Влияние стратегий нагнетания на выбросы от экспериментального газового двигателя с прямым впрыском топлива — Часть I: Поздний дополнительный впрыск . Warrendale, PA: SAE Paper 2017-01-0774. DOI: 10.4271 / 2017-01-0774

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фагани, Э., Kheirkhah, P., Mabson, C., McTaggart-Cowan, G., et al. (2017b). Влияние стратегий впрыска на выбросы от экспериментального двигателя прямого впрыска природного газа — Часть II: Сгорание с небольшим предварительным смешиванием . Варрендейл, Пенсильвания: Технический документ SAE 2017-01-0763. DOI: 10.4271 / 2017-01-0763

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фибиг М., Виарталла А., Холдербаум Б. и Кисоу С. (2014). Выбросы твердых частиц из дизельных двигателей: взаимосвязь между технологией двигателя и выбросами. J. Occup. Med. Toxicol. 9: 6. DOI: 10.1186 / 1745-6673-9-6

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Флореа Р., Нили Г., Абидин З. и Мива Дж. (2016). Эффективность и характеристики выбросов при сжигании двух видов топлива с частичным предварительным смешиванием с прямым впрыском природного газа и дизельного топлива (DI2) . Warrendale, PA: SAE Paper 2016-01-0779. DOI: 10.4271 / 2016-01-0779

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фрейманн, Р., Ринглер, Дж., Зайферт, М., и Хорст, Т. (2012). Турбореактивный пароход второго поколения. МТЗ в мире 73, 18–23. DOI: 10.1365 / s38313-012-0138-1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фрейманн Р., Штробл В. и Обьегло А. (2008). Турбопарогенератор: система, представляющая принцип когенерации в автомобильной промышленности. МТЗ в мире 69, 20–27. DOI: 10.1007 / BF03226909

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гоуди, Д., Данн, М., Мунши, С. Р., Лайфорд-Пайк, Э., Райт, Дж., Дуггал, В. и др. (2004). Разработка сверхмощного экспериментального двигателя с воспламенением от сжатия, работающего на природном газе, с низким уровнем выбросов NOx (№ 2004-01-2954) . Warrendale, PA: SAE Technical Paper. DOI: 10.4271 / 2004-01-2954

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хейвуд, Дж. Б. (1988). «Сжигание в двигателях с воспламенением от сжатия», в Internal Combustion Engine Fundamentals (New York, NY: McGraw-Hill), 522–562.

Google Scholar

Хироясу Х. и Кадота Т. (1976). Модели сгорания и образования оксида азота и сажи в дизельных двигателях с прямым впрыском. SAE Trans. 85, 513–526. DOI: 10.4271 / 760129

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Invernizzi, G., Ruprecht, A., Mazza, R., Rossetti, E., Sasco, A., Nardini, S., et al. (2004). Твердые частицы табака по сравнению с выхлопными газами дизельных автомобилей: образовательная перспектива. Tobacco Control 13, 219–221.DOI: 10.1136 / tc.2003.005975

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джаффе, С. (2017). Уязвимые звенья в цепочке поставок литий-ионных аккумуляторов. Джоуль 1, 225–228. DOI: 10.1016 / j.joule.2017.09.021

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Цзянь Д., Сяохун Г., Гешэн Л. и Синьтан З. (2001). Исследование двухтопливных двигателей дизель-СНГ (№ 2001-01-3679) . Warrendale, PA: SAE Technical Paper. DOI: 10.4271 / 2001-01-3679

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джонсон, Т.В. (2009). Обзор выбросов дизельных двигателей и контроль. Внутр. J. Eng. Res. 10, 275–285. DOI: 10.1243 / 14680874JER04009

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Катурия В. (2004). Воздействие КПГ на загрязнение автотранспортом в Дели: примечание. Транспорт. Res. Часть Д. 9, 409–417. DOI: 10.1016 / j.trd.2004.05.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хайр, М. К., Маевски, В. А. (2006). Выбросы дизельного топлива и их контроль (Том.303). Warrendale, PA: SAE Technical Paper. DOI: 10.4271 / R-303

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кнехт, В. (2008). Разработка дизельного двигателя с учетом пониженных стандартов выбросов. Energy 33, 264–271. DOI: 10.1016 / j.energy.2007.10.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кумар, С., Квон, Х. Т., Чой, К. Х., Лим, В., Чо, Дж. Х., Так, К. и др. (2011). СПГ: экологически чистое криогенное топливо для устойчивого развития. Заявл. Energy 88, 4264–4273. DOI: 10.1016 / j.apenergy.2011.06.035

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лафлин, М., и Бернхэм, А. (2016). Пример : региональные грузовые автомобили для перевозки природного газа (№ DOE / CHO-AC02-06Ch21357-1603). Аргонн, Иллинойс; Колумбия, Мэриленд: Энергетика; Аргоннская национальная лаборатория.

Google Scholar

Ли Г., Уэллетт П., Думитреску С. и Хилл П. Г. (1999). Исследование оптимизации прямого впрыска природного газа с экспериментальным зажиганием в дизельные двигатели .Warrendale, PA: SAE Paper 1999-01-3556. DOI: 10.4271 / 1999-01-3556

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Линь В., Чжан Н. и Гу А. (2010). СПГ (сжиженный природный газ): необходимая часть будущей энергетической инфраструктуры Китая. Energy 35, 4383–4391. DOI: 10.1016 / j.energy.2009.04.036

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Mabson, C., Faghani, E., Kheirkhah, P., Kirchen, P., et al. (2016). Горение и выбросы парных сопел в газовом двигателе прямого впрыска с пилотным зажиганием .Warrendale, PA: SAE Paper 2016-01-0807. DOI: 10.4271 / 2016-01-0807

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Маджи С., Пал А. и Арора Б. Б. (2008). Использование КПГ и дизельного топлива в двигателях CI в двухтопливном режиме (№ 2008-28-0072). Warrendale, PA: SAE Technical Paper. DOI: 10.4271 / 2008-28-0072

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Марбан Г. и Вальдес-Солис Т. (2007). К водородной экономике? Внутр. J. Hydr. Энергия 32, 1625–1637.DOI: 10.1016 / j.ijhydene.2006.12.017

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Марик, М. М. (2007). Химическая характеристика выбросов твердых частиц из дизельных двигателей: обзор. J. Aerosol. Sci. 38, 1079–1118. DOI: 10.1016 / j.jaerosci.2007.08.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мартуцци М., Митис Ф., Явароне И. и Серинелли М. (2006). Влияние PM10 и озона на здоровье в 13 городах Италии . Европейское региональное бюро ВОЗ.

Google Scholar

McKone, T. E., Nazaroff, W. W., Berck, P., Auffhammer, M., Lipman, T., Torn, M. S., et al. (2011). Основные задачи оценки жизненного цикла биотоплива. Environ. Sci. Technol. 45, 1751–1756. DOI: 10.1021 / es103579c

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

McTaggart-Cowan, G., Mann, K., Huang, J., Singh, A., et al. (2015). Прямой впрыск природного газа под давлением до 600 бар в двигатель большой мощности с пилотным зажиганием. SAE Int. J. Eng. 8, 981–996. DOI: 10.4271 / 2015-01-0865

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мор М., Форсс А. М. и Леманн У. (2006). Выбросы твердых частиц от дизельных легковых автомобилей, оборудованных уловителем твердых частиц, по сравнению с другими технологиями. Environ. Sci. Technol. 40, 2375–2383. DOI: 10.1021 / es051440z

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Молленхауэр К. и Чёке Х. (ред.). (2010). Справочник по дизельным двигателям, Vol. 1. Берлин: Springer. DOI: 10.1007 / 978-3-540-89083-6

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мамфорд Д., Гоуди Д. и Сондерс Дж. (2017). Возможности и проблемы HPDI . Warrendale, PA: SAE Paper 2017-01-1928. DOI: 10.4271 / 2017-01-1928

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мурадов Н. З., Везироглу Т. Н. (2005). От углеводородной к водородно-углеродной к водородной экономике. Внутр.J. Hydr. Энергия 30, 225–237. DOI: 10.1016 / j.ijhydene.2004.03.033

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нефт, Дж. П., Макки, М., и Мулиджн, Дж. А. (1996). Контроль выбросов твердых частиц из дизельного топлива. Топливный процесс. Technol. 47, 1–69. DOI: 10.1016 / 0378-3820 (96) 01002-8

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нефт, Дж. П., Найджуис, Т. Х., Смакман, Э., Макки, М., и Мулиджн, Дж. А. (1997). Кинетика окисления дизельной сажи. Топливо 76, 1129–1136. DOI: 10.1016 / S0016-2361 (97) 00119-1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нили, Г., Флореа, Р., Мива, Дж., И Абидин, З. (2017). КПД и характеристики выбросов при сжигании двух видов топлива с частичной предварительной смесью путем совместного прямого впрыска ПГ и дизельного топлива (DI2) — Часть 2 . Warrendale, PA: SAE Paper 2017-01-0766. DOI: 10.4271 / 2017-01-0766

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Осорио-Техада, Дж., Ллера, Э., и Скарпеллини, С. (2015). СПГ: альтернативное топливо для грузовых автомобильных перевозок в Европе. WIT Trans. Встроенная среда. 168, 235–246. DOI: 10.2495 / SD150211

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Парк Т., Тенг Х., Хантер Г. Л., ван дер Вельде Б. и Клавер Дж. (2011). Система цикла Ренкина для рекуперации отработанного тепла дизельных двигателей HD — экспериментальные результаты (№ 2011-01-1337). Warrendale, PA: SAE Technical Paper. DOI: 10.4271 / 2011-01-1337

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рэмсброк, Дж., Вилимек, Р., Вебер, Дж. (2013). «Изучение удовольствия от вождения на электромобиле — пилотные проекты BMW EV», Международная конференция по взаимодействию человека и компьютера, (Берлин; Гейдельберг: Springer), 621–630. DOI: 10.1007 / 978-3-642-39262-7_70

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Решитоглу И. А., Алтинишик К. и Кескин А. (2015). Выбросы загрязняющих веществ от автомобилей с дизельными двигателями и систем нейтрализации выхлопных газов. Clean Technol. Environm. Политика 17, 15–27.DOI: 10.1007 / s10098-014-0793-9

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рю, К. (2013). Влияние времени предварительного впрыска на характеристики сгорания и выбросов в дизельном двигателе, использующем биодизель-КПГ. Заявл. Энергия 111, 721–730. DOI: 10.1016 / j.apenergy.2013.05.046

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Саракко, Г., Руссо, Н., Амброджио, М., Бадини, К., и Спеккиа, В. (2000). Снижение выбросов твердых частиц дизельного топлива с помощью каталитических ловушек. Catal. Сегодня , 60, 33–41. DOI: 10.1016 / S0920-5861 (00) 00314-X

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шиппер Л., Мари-Лиллиу К. и Фултон Л. (2002). Дизели в Европе: анализ характеристик, моделей использования, экономии энергии и последствий выбросов CO2. J. Transp. Экон. Политика 36, 305–340.

Google Scholar

Шах, А., Типсе, С. С., Тьяги, А., Райрикар, С. Д., Кавтекар, К. П., Марате, Н. В. и др. (2011). Обзор литературы и моделирование двухтопливных дизельных двигателей, работающих на КПГ (№ 2011-26-0001). Warrendale, PA: SAE Technical Paper. DOI: 10.4271 / 2011-26-0001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ши, Л., Шу, Г., Тиан, Х., и Дэн, С. (2018). Обзор модифицированных органических циклов Ренкина (ORC) для рекуперации отработанного тепла двигателей внутреннего сгорания (ICE-WHR). Обновить. Поддерживать. Energy Rev. 92, 95–110. DOI: 10.1016 / j.rser.2018.04.023

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Смит, О.I. (1981). Основы образования сажи в пламени применительно к выбросам твердых частиц дизельных двигателей. Прог. Энергия сгорания. Sci. 7, 275–291. DOI: 10.1016 / 0360-1285 (81)

-2

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Teng, H., Klaver, J., Park, T., Hunter, G. L., and van der Velde, B. (2011). Система цикла Ренкина для рекуперации отработанного тепла из дизельных двигателей высокого давления — разработка системы WHR (№ 2011-01-0311) . Warrendale, PA: SAE Technical Paper.DOI: 10.4271 / 2011-01-0311

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Teng, H., and Regner, G. (2009). Повышение экономии топлива для дизельных двигателей HD с циклом Ренкина, управляемым за счет отвода тепла охладителя EGR (№ 2009-01-2913). Warrendale, PA: SAE Technical Paper. DOI: 10.4271 / 2009-01-2913

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Teng, H., Regner, G., and Cowland, C. (2007). Рекуперация отходящего тепла дизельных двигателей для тяжелых условий эксплуатации с помощью органического цикла Ренкина, часть I: гибридная энергетическая система дизельного двигателя и двигателя Ренкина (No.2007-01-0537). Warrendale, PA: SAE Technical Paper. DOI: 10.4271 / 2007-01-0537

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван Т., Чжан Ю., Чжан Дж., Пэн З. и Шу Г. (2014). Сравнение преимуществ системы и термоэкономики для рекуперации энергии выхлопных газов, применяемых в тяжелых дизельных двигателях и бензиновых двигателях легких транспортных средств. Energy Conv. Управлять. 84, 97–107. DOI: 10.1016 / j.enconman.2014.04.022

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ага, С.(2007). Эмпирический анализ внедрения транспортных средств, работающих на альтернативном топливе: на примере транспортных средств, работающих на природном газе. Энергетическая политика 35, 5865–5875. DOI: 10.1016 / j.enpol.2007.06.012

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ю., Г., Шу, Г., Тиан, Х., Хо, Ю., и Чжу, В. (2016). Экспериментальные исследования каскадной системы парового / органического цикла Ренкина (RC / ORC) для рекуперации отработанного тепла (WHR) дизельного двигателя. Energy Conv. Управлять. 129, 43–51. DOI: 10.1016 / j.enconman.2016.10.010

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Зервас Э., Пулопулос С. и Филиппопулос К. (2006). CO ₂ Изменение выбросов в результате внедрения легковых автомобилей с дизельным двигателем: пример Греции. Energy 31, 2915–2925. DOI: 10.1016 / j.energy.2005.11.005

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжао, Х., (ред.). (2009). Передовые технологии и разработки двигателей внутреннего сгорания с прямым впрыском топлива: дизельные двигатели .Кембридж: Издательство Вудхед.

Google Scholar

действительно ли дизельные автомобили более загрязняют окружающую среду, чем бензиновые?

Наука теперь говорит нам, что автомобили с дизельным двигателем вызывают загрязнение более чем в четыре раза больше, чем автомобили с бензиновым двигателем.

Садик Хан, мэр Лондона

Автомобили с дизельным двигателем в последнее время стали предметом значительной негативной огласки из-за большого количества токсичных выбросов, которые они производят. Некоторые правительства планируют отказаться от их использования или вообще запретить их использование в городских районах.Тем не менее, некоторые владельцы дизельных автомобилей отреагировали гневно, заявив, что купили автомобили, потому что они якобы были экологически чистым вариантом.

Дизельное топливо рекламировалось как более экологически чистое топливо в рамках реакции ЕС на Киотский протокол 1997 года по сокращению выбросов парниковых газов, особенно диоксида углерода (CO₂). Дизельные двигатели работают на обедненной смеси, что означает, что они потребляют меньше топлива и больше воздуха для достижения той же производительности, что и бензиновый двигатель.

Итак, в то время как дизельное топливо содержит немного больше углерода (2.68 кг CO₂ / литр), чем бензин (2,31 кг CO₂ / литр), общие выбросы CO₂ дизельного автомобиля обычно ниже. При использовании в среднем это составляет около 200 г CO₂ / км для бензина и 120 г CO₂ / км для дизельного топлива.

Но даже когда правительства продвигали дизельные автомобили, мы знали, что существуют проблемы с токсичными выбросами (непосредственно вредными для человека, а не CO₂). При нагревании воздуха в двигателе образуются оксиды азота (NOₓ), в том числе токсичный диоксид азота (NO₂), парниковый газ закись азота (N₂O) и оксид азота (NO), который реагирует с кислородом с образованием NO₂.В бензиновом автомобиле их можно очистить с помощью трехкомпонентного каталитического нейтрализатора, так что он выбрасывает в среднем примерно на 30% меньше NOₓ, чем дизельный автомобиль, без дополнительной обработки.

Мы знаем, что длительное воздействие оксида азота может значительно увеличить риск респираторных заболеваний, поэтому эти выбросы в течение некоторого времени регулируются. Мелкодисперсные твердые частицы (ТЧ), выделяемые дизельными двигателями, также вызывают рак и могут иметь острые респираторные эффекты.

Фильтры твердых частиц в выхлопных газах автомобилей могут снизить выбросы твердых частиц более чем на 90%, но они требуют хороших условий эксплуатации и регулярного технического обслуживания.Они также могут производить больше диоксида азота, что делает дизельное топливо одним из основных источников этого токсичного газа.

Сегодняшние стандарты ЕС на бензин и дизельное топливо по CO2 (Евро 6) очень похожи. Европейский Союз, предоставлено автором

Несмотря на все различия между бензиновыми и дизельными автомобилями в прошлом, действующие стандарты ЕС по выбросам для новых автомобилей обоих типов весьма схожи. Но на дорогах все еще есть много старых автомобилей, которые соответствуют более ранним стандартам выбросов.

Plus, чтобы достичь этих стандартов, производителям дизельных двигателей пришлось прибегнуть к таким технологиям, как сажевые фильтры, которые имеют тенденцию засоряться при использовании в основном для езды по городу.А новейшие технологии выбросов требуют, чтобы владелец регулярно добавлял в двигатель смесь мочевины, такую ​​как AdBlue. В отличие от этого, системы выбросов бензина регулируются сами по себе, требуя меньшего участия водителя.

Проблема в том, что правительства часто не понимают, что сосредоточение внимания на одной проблеме за раз, например, на выбросах CO₂, неизбежно приводит к игнорированию других, таких как выбросы токсичных веществ. Представляется вероятным, что для решения обеих проблем правительствам в конечном итоге придется начать вообще запрещать автомобили с двигателями внутреннего сгорания, сначала в городских районах, а в конечном итоге в более общем плане.

Вердикт

Для большинства автомобилей, построенных за последние 20 лет, которые все еще могут использоваться, бензин, вероятно, будет в целом менее загрязняющим, чем дизельное топливо. Бензиновые автомобили также требуют меньше обслуживания, чтобы поддерживать их работоспособность на этом уровне. Но новые, ухоженные дизельные автомобили, построенные по последним стандартам, имеют те же выбросы, что и новые бензиновые автомобили.

Обзор

Аонгхус Макнабола, доцент кафедры гражданского строительства и строительства, Тринити-колледж Дублин

В целом, я считаю, что это хорошее размышление о дизельных автомобилях.Некоторые моменты заслуживают дальнейшей проработки. С точки зрения воздействия на здоровье население также должно быть особенно обеспокоено мелкими твердыми частицами, выбрасываемыми дизельными двигателями, поскольку они связаны с ухудшением здоровья сердца. Исследования доказали, что увеличение фоновых концентраций твердых частиц приводит к большему количеству госпитализаций и смертей от сердечных приступов, особенно среди тех, кто уже находится в группе риска.

Почти общеевропейский план по поощрению людей покупать дизельные автомобили за последние несколько лет является еще одним примером отсутствия связи между политикой в ​​области загрязнения воздуха и политикой в ​​области изменения климата, а также трудностей рассмотрения выбросов CO₂ отдельно от многих других тысяч. соединений, выделяемых в результате деятельности человека.Замена бензиновых автомобилей на дизельные действительно приводит к снижению выбросов CO₂ и снижению воздействия на климат, но явно хуже для здоровья человека.

В этой статье справедливо резюмируется предположение о том, что новые, ухоженные дизельные автомобили имеют примерно такие же уровни выбросов твердых частиц, что и бензиновые автомобили, хотя они все же выше. Однако в большинстве автопарков преобладают старые и значительно более загрязняющие окружающую среду автомобили с более ранними стандартами выбросов. Этим машинам потребуется много лет, чтобы вывести их из строя.В течение этого времени выбросы дизельного топлива по-прежнему будут наносить вред здоровью человека.

Разговор проверяет заявления общественных деятелей. Заявления проверяются академиком, имеющим опыт работы в данной области. Затем второй академический эксперт просматривает анонимную копию статьи. Если вы заметили претензию, которую хотите, чтобы мы рассмотрели, свяжитесь с нами, отправив нам электронное письмо по адресу [email protected]. Пожалуйста, включите заявление, которое вы хотите, чтобы мы проверили, дату, когда оно было сделано, и ссылку, если возможно.

Руководство для начинающих по изучению дизельных двигателей

Руководство для начинающих по изучению дизельных двигателей

Майк МакГлотлин

Не секрет, что большинство американцев больше привыкли к бензиновым двигателям, чем к дизелям. Статистические данные, собранные Р.Л. Полком, подтверждают это, поскольку в 2013 году всего 2,8% всех зарегистрированных легковых автомобилей (легковые автомобили, внедорожники, пикапы и фургоны) работали на дизельном топливе номер 2.S. ожидает найти свечи зажигания или блоки катушек, когда они открывают капот, а не турбокомпрессоры и топливные насосы (два очень важных элемента почти на каждом дизельном двигателе, с которым вы столкнетесь, отсюда и термин «турбодизель»).

Чтобы понять разницу между дизельным и бензиновым двигателями, мы начнем со всех общих черт между ними. Тип топлива, сжигаемого любой силовой установкой, ничего не меняет в отношении общего состава двигателя (то есть вращение коленчатого вала, движение шатунов и поршней вверх и вниз, нагнетание воздуха и отвод выхлопных газов).Фактически, одна и та же базовая архитектура очень похожа. Но то, что происходит в цилиндре в дизельном топливе, сильно отличается от того, что вы найдете в его бензиновых аналогах.

Проще всего объяснить разницу между бензиновыми и дизельными двигателями с помощью слов «воздух» и «топливо». В бензиновом двигателе воздушный поток — это все. Ты задыхаешь воздух. Дизельная мельница — полная противоположность. Он работает на основе ограничения количества впрыскиваемого топлива — воздух просто следует этому примеру. Следовательно, нет необходимости дросселировать поступающий воздух.С этой целью в дизельном двигателе также не создается вакуума.

Впускной воздух

Для наших целей мы будем использовать четырехтактный дизельный двигатель с турбонаддувом и промежуточным охлаждением, чтобы проиллюстрировать потоки воздуха и топлива через современную дизельную электростанцию. Свежий воздух поступает в корпус компрессора (сторона всасывания) турбонагнетателя и сжимается в крыльчатке компрессора, где создается наддув. Это делает воздух более плотным, но и намного теплее.

Для охлаждения сжатого воздуха перед его поступлением в головку (головки) цилиндров он проходит через охладитель наддувочного воздуха (также известный как промежуточный охладитель).Чаще всего используется промежуточный охладитель типа воздух-воздух и по сути представляет собой простой теплообменник. Интеркулер значительно снижает температуру всасываемого воздуха на пути к двигателю, и делает это с очень минимальной потерей наддува.

Компрессионное зажигание

Все становится интереснее, когда сжатый воздух нагнетается в цилиндр. Во время такта впуска, когда поршень опускается в нижнюю границу своего диапазона, впускной клапан (ы) открывается, позволяя «не дросселирующему» воздуху заполнить цилиндр.Он отличается от бензинового двигателя двумя способами: 1) газовые двигатели вводят смесь топлива и воздуха во время такта впуска и 2) в дизельном топливе воздух всасывается только во время такта впуска. Затем впускной клапан (-ы) закрывается, и начинается такт сжатия. Когда поршень движется вверх, воздух, который когда-то заполнял цилиндр, теперь занимает всего 6% от площади, которую он занимал раньше. Этот воздух под огромным давлением мгновенно перегревается до более чем 400 градусов тепла, что более чем достаточно, чтобы дизельное топливо воспламенилось само по себе.Именно это и происходит в верхней части хода поршня. Ранее упомянутый перегретый воздух встречает порцию дизельного топлива (выпускаемого в цилиндр соответствующей топливной форсункой) в течение идеального промежутка времени, прежде чем поршень достигнет верхней мертвой точки и произойдет сгорание. Поскольку дизельный двигатель использует теплоту сжатия для воспламенения топлива, никакая помощь для начала процесса сгорания не требуется (например, свечи зажигания, например, в бензиновом двигателе).

Турбокомпрессоры делают дизели такими, какие они есть: великолепны

Последним этапом работы является такт выпуска, при котором отработавшие газы сгорания вытесняются из выпускных клапанов через выпускной коллектор в сторону турбины (выхлопа) турбонагнетателя.В обычном бензиновом двигателе нет турбонагнетателя, а это значит, что выхлопные газы, выходящие из двигателя, сразу же направляются в выхлопную трубу. Это не так в дизельном топливе, поскольку турбонагнетатель, который нагнетает свежий воздух в двигатель, фактически использует выхлопные газы, оставляя его, чтобы управлять самим. Поскольку турбокомпрессор состоит из турбинного (выпускного) колеса, имеющего общий вал с компрессорным (впускным) колесом, выхлопные газы всегда необходимы для подачи воздуха в двигатель.Одно зависит от другого. Мы разберем важность турбонагнетателя следующим образом: вы дросселируете топливо (отправляете дизельное топливо в двигатель), происходит сгорание, выхлопные газы покидают двигатель, вращая колесо турбины на выходе, которое поворачивает колесо компрессора, вводя воздух. в двигатель. Бесконечный цикл, если хотите. Тепловой КПД дизельного двигателя повышается за счет турбонагнетателя, поскольку он увеличивает объем поступающего в него воздуха, что создает основу для сжигания большего количества топлива.

Различия в горении

Одно из основных различий между дизельными и газовыми двигателями заключается в типе сгорания, который каждый из них использует. Как обсуждалось выше, в дизельном топливе, когда топливо наконец встречает сжатый воздух в цилиндрах, результатом является сгорание. В бензиновом двигателе топливо и воздух смешиваются еще до того, как произойдет сгорание. Но, кроме того, камеры сгорания каждого двигателя расположены по-разному. В типичном бензиновом двигателе камера сгорания утоплена в головке (головках) цилиндров.В дизельном двигателе с прямым впрыском камера сгорания фактически находится внутри поршня. Эта камера сгорания чаще всего имеет конструкцию «мексиканская шляпа», которая состоит из утопленного отверстия в центре поршня. Внизу этого углубления имеется выступ конической формы. Поскольку топливная форсунка расположена непосредственно над ней, именно этот выступ позволяет оптимизировать распыление топлива и обеспечить идеальный процесс сгорания. Более чем в 99 процентах всех дизельных двигателей используется конструкция Mexican Hat, поскольку основную ударную нагрузку от взрыва сгорания принимает на центр поршня, а не на головку поршня.Это придает поршню исключительную надежность.

Прямой впрыск

Проще говоря, прямой впрыск означает, что форсунки системы выступают и распыляют прямо на верхнюю часть поршня. Здесь нет форкамеры или вихревой камеры, и топливо не должно проходить через впускной коллектор перед поступлением в цилиндр. При непосредственном впрыске весь процесс сгорания происходит быстрее, проще и намного эффективнее, чем в типичном бензиновом двигателе с многоточечным впрыском топлива.Дизели с прямым впрыском также работают при очень бедном соотношении воздух / топливо по сравнению с бензиновыми двигателями. Типичное соотношение воздух / топливо от 25: 1 до 40: 1 (дизельное топливо) по сравнению с 12: 1 до 15: 1 (бензин) дает некоторое представление о том, почему дизели настолько консервативны в отношении расхода топлива. Эффективность дополнительно подтверждается тем фактом, что современные дизельные двигатели с прямым впрыском впрыскивают топливо при давлении, приближающемся (или в некоторых случаях превышающем) 30 000 фунтов на квадратный дюйм. Это обеспечивает наилучшее возможное распыление не только для эффективного сжигания, но и с низким уровнем отходящего тепла.

Начало впрыска по времени

Хотя термин «синхронизация» часто используется как в мире бензиновых, так и в дизельных двигателях, это одно слово означает две очень разные вещи в зависимости от того, с каким типом двигателя вы имеете дело. Излишне говорить, что важно проводить различие между ними. В бензиновом двигателе время относится к началу сгорания. В дизельном топливе синхронизация — это начало впрыска или SOI (когда форсунка начинает распылять топливо в цилиндр). Опять же, все сводится к тому, что топливо (и система впрыска) является ключевым аспектом дизельного двигателя.

Момент. Много этого.

Люди, незнакомые с дизельными двигателями, часто задаются вопросом, почему и как они создают впечатляющий крутящий момент, который они создают. Отношение крутящего момента к мощности в дизельных двигателях редко бывает ниже 2: 1, а для двигателей тяжелой промышленности типично соотношение 3: 1 и даже 4: 1. Бензиновые двигатели намного ближе к соотношению 1: 1. Причина, по которой дизельные двигатели вырабатывают такой большой крутящий момент, связана с тремя ключевыми факторами: 1) наддув, создаваемый турбонагнетателем, 2) ход поршня и 3) давление в цилиндре.

В настоящее время серийные дизельные двигатели получают давление от 25 до 35 фунтов на квадратный дюйм прямо с завода. Для сравнения, наддув в 10 фунтов на квадратный дюйм часто считается чрезмерным в бензиновых двигателях. Лучшее в сжатом всасываемом воздухе (то есть наддув) в дизельном двигателе заключается в том, что он снижает насосные потери двигателя на такте впуска и увеличивает давление в цилиндре на рабочем такте (сгорание).

Коленчатые валы с длинным ходом всегда способствовали созданию крутящего момента, будь то бензиновый или дизельный двигатель.Но почему? Посмотрите на это так, как будто вы используете длинный гаечный ключ, чтобы ослабить очень тугой болт, а не более короткий гаечный ключ, который изначально не справлялся с работой. Вы можете применить больший крутящий момент с большим рычагом, не так ли? Конечно вы можете. В длинноходном двигателе шатун может использовать большее усилие при повороте коленчатого вала (в то время как поршень опускается во время рабочего хода): следовательно, больший крутящий момент.

Как вы, возможно, уже догадались, давление в цилиндре, создающее крутящий момент, создается во время рабочего хода.Увеличение времени впрыска, которое происходит в цилиндре с более ранним началом впрыска (SOI), эффективно создает большее давление в верхней части поршня. Чем больше давление создается в верхней части поршня, тем создается больший крутящий момент.

Перестроен

Чрезвычайное давление в цилиндре, длинный ход и высокий уровень наддува не только объясняют, почему дизели создают крутящий момент, но также объясняют, почему дизельные электростанции построены с использованием таких сверхпрочных компонентов. Чтобы противостоять огромным нагрузкам, которым они подвергаются, производители используют такие вещи, как чугунные блоки с глубокой юбкой (и даже чугун с уплотненным графитом), коленчатые валы и шатуны из кованой стали, и обычно используют головки цилиндров с как минимум 6 болтами на цилиндр.Цельностальные поршни пользуются успехом даже в тяжелой промышленности и в двигателях класса 8. В целях долговечности дизельные двигатели имеют надстройку. В дизелях с малым рабочим объемом не редкость, что заводская штриховка все еще присутствует на цилиндрах после 300 000 миль использования. И это нормально для внедорожного двигателя класса 8 — проехать от 750 000 до 1 000 000 миль между капитальными ремонтами.

Дизель никуда не денется

Метод сгорания, впрыска топлива и зажигания, используемый в дизельном двигателе, определенно отличает его от его бензинового аналога.Преимущество дизельного топлива по сравнению с бензиновыми электростанциями — это то, что выдвинуло его на передний план в сегодняшних разговорах об экономии топлива. В связи с быстрым приближением стандартов CAFE (средняя корпоративная экономия топлива), шумом вокруг гибридных автомобилей, кажущихся плоскими, и электромобилей, не обеспечивающих достаточный запас хода, в ближайшие годы все больше производителей обратятся к дизельным электростанциям, чем когда-либо прежде. Будьте уверены, дизельные двигатели здесь не только надолго — они вполне могут стать двигателем будущего.

Источники:

Diesel Power Magazine
Апрельский выпуск 2009 г., стр. 50

The Diesel Forum (данные R.L. Polk)
http://www.dieselforum.org/resources/top-10-states-of-diesel-drivers

TTS Power Systems (начало впрыска)

Книга: « Современные дизельные технологии: Дизельные двигатели »
Автор: Шон Беннет

Как это работает: дизельные двигатели
http://www.dieselpowermag.com/tech/1208dp_how_it_works_diesel_engines/

Анатомия современного дизельного двигателя

Более легкие, чистые и технологичные современные дизели полностью отличаются от своих предшественников.

Europe лидирует в модернизации дизельного топлива с целью достижения высочайших стандартов производительности при минимальном воздействии на окружающую среду.

Благодаря неустанным инвестициям в технологию дизельных двигателей, европейские производители и поставщики автомобилей произвели революцию в дизельных двигателях с помощью инноваций в дизельных технологиях, включая новаторское устройство контроля выбросов выхлопных газов, каталитический нейтрализатор и AdBlue ^® , эффективное химическое вещество, которое помогает снизить вредные выбросы.

Технология доочистки

Устройства доочистки дизельных выхлопных газов имеют решающее значение, поскольку они позволяют более строго контролировать выбросы и улучшать качество воздуха.

Первоначально представленный в середине 1970-х годов для бензиновых автомобилей, оригинальный катализатор был известен как «катализатор окисления», пока его не заменил «трехкомпонентный катализатор». Катализатор окисления дизельного топлива (DOC) остается ключевым элементом технологии для дизельных двигателей, поскольку он преобразует оксид углерода (CO) и углеводороды (HC) в диоксид углерода (CO ₂ ) и воду (H ₂ O).DOC также снижает массу выбросов твердых частиц дизельного топлива за счет окисления некоторых углеводородов, которые адсорбируются на частицах углерода.

После разработки новых технологий и систем, снижающих выбросы и повышающих топливную эффективность, был создан дизельный сажевый фильтр (DPF) для дальнейшего снижения выбросов за счет улавливания твердых частиц сажи, которые DOC не мог окислить.

сажевого фильтра были установлены на дизельных автомобилях в 2000 году, а с 2011 года все новые дизельные автомобили в ЕС были оснащены этой технологией, которая предотвращает выброс вредных частиц выхлопных газов.

По сравнению с тем, что было 10 лет назад, сегодняшние дизельные двигатели чище и эффективнее, они оснащены системами контроля выбросов для устранения вредных выбросов из выхлопной трубы автомобиля.

Последним усовершенствованием выхлопных систем является избирательное каталитическое восстановление (SCR). С помощью катализатора система SCR преобразует оксиды азота (NOx) в двухатомный азот (N ₂ ) и H ₂ O. Когда условия не являются оптимальными для катализаторов SCR, полезны адсорберы NOx, поскольку они собирают поступающие NOx. от двигателя, чтобы хранить их, и обрабатывать их при подходящих условиях.

В конечном счете, сочетание различных технологий контроля выбросов обеспечивает больший контроль над вредными выбросами.

Дизельный сажевый фильтр (DPF) улавливает более 99,9% частиц сгорания

Как инновации в дизельном топливе сокращают загрязнение воздуха

Новое поколение дизельных двигателей состоит из интегрированной системы, состоящей из трех частей: высокоэффективного двигателя, дизельного топлива со сверхнизким содержанием серы и усовершенствованной системы контроля выбросов.

Усовершенствованная электронная система управления двигателем — это «мозг» современного двигателя, который контролирует, среди прочего, уровни выбросов, поскольку он собирает и обрабатывает сигналы и данные от бортовых датчиков, а затем координирует работу систем нейтрализации выхлопных газов DPF и SCR.

Сверхнизкий уровень (менее десяти частей на миллион) серы в топливе позволяет использовать улучшенные устройства контроля выбросов. Это позволяет двигателю использовать сажевый фильтр для улавливания частиц сажи, снижения ее выбросов и, таким образом, улучшения качества воздуха.

Кроме того, системы впрыска дизельного топлива высокого давления Common Rail способствуют повышению эффективности дизельных двигателей. Эти системы повышают давление в форсунках и обеспечивают лучшее распыление топлива, что, в свою очередь, улучшает процессы зажигания и сгорания. Это обеспечивает подачу в общую топливную рампу только необходимого количества топлива, необходимого для форсунок. Это также позволяет регулярно «регенерировать» фильтр за счет сжигания собранной сажи.

В последнем поколении дизельных двигателей используются каталитические нейтрализаторы, адсорберы и фильтры твердых частиц, которые преобразуют до 99% загрязняющих веществ в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания (HC, CO, NOx и твердые частицы).Каталитический нейтрализатор играет важную роль в контроле выбросов: окись углерода (CO) и несгоревшие углеводороды (HC) окисляются до CO ₂ и H ₂ O, в то время как NOx, т.е. NO и NO ₂ восстанавливается до инертного азота. ₂ , таким образом, практически устраняя токсичные газы и уменьшая загрязнение воздуха.

Промышленность продемонстрировала свою приверженность улучшению качества воздуха путем разработки и комбинирования технологий, которые могут напрямую решать проблемы загрязнения воздуха.

В то время, когда еще не было эпидемиологических данных о воздействии частиц на здоровье, был применен «принцип предосторожности», требующий устранения углеродных частиц за счет использования сажевых фильтров на всех новых дизельных автомобилях, продаваемых в Европе с 2011 года. Это было подтверждено в Обзоре фактических данных по аспектам загрязнения воздуха (REVIHAAP), проведенном Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) за 2013 год, который показал, что сверхмелкозернистые частицы оказывают токсическое воздействие на организм человека.

DPF с пристенным потоком имеет функцию улавливания и хранения твердых частиц во всем диапазоне размеров. Выхлопной газ проходит через сотовую структуру с пористой керамической стенкой, где частицы сажи осаждаются в виде слоя сажи. Этот «сажевый пирог» не только накапливает сажу, но и отфильтровывает сверхмелкозернистые частицы.

Следовательно, масса частиц и количество выбросов от дизельных транспортных средств эффективно контролируются в реальных условиях вождения, поскольку количество частиц уменьшается на несколько порядков.Затем при высоких температурах выхлопных газов сажа, собранная в DPF, периодически сжигается, таким образом регенерируя фильтр и делая его готовым к следующему этапу сбора сажи.

Промышленность продемонстрировала свою приверженность улучшению качества воздуха путем разработки и комбинирования технологий, которые могут напрямую решать проблемы загрязнения воздуха.

Высокоэффективные дизельные двигатели

Улучшение характеристик дизельного двигателя означает, что за последние 15 лет пределы выбросов NOx и твердых частиц (ТЧ) были резко снижены.

На практике сажевые фильтры удаляют более 99,9% частиц, в том числе ультратонких. Сокращение реальных выбросов NOx не всегда улучшалось такими же темпами, как стандарты Euro 3-5, но общая тенденция к снижению наблюдалась по базе данных измерений транспортных средств AECC.

AECC уже более десяти лет измеряет выбросы транспортных средств, которые происходят вне регулирующих процедур. Сначала это было в испытательном цикле Artemis, лабораторном испытании, которое более полно отражает реальное вождение, чем прежний нормативный цикл испытаний NEDC.

С 2012 года он прошел дорожные испытания, в ходе которых автомобиль был оснащен портативной системой измерения выбросов (PEMS). На рисунке ниже показано реальное сокращение выбросов NOx от дизельных автомобилей, которые AECC испытывала на протяжении многих лет.

От типового до реальных выбросов NOx в дизельном топливе в базе данных AECC

Хотя усовершенствования двигателя имеют тенденцию уменьшать выбросы NOx, они также имеют тенденцию к увеличению выбросов твердых частиц. Другими словами, уменьшение NOx за счет снижения максимальной температуры сгорания увеличивает выбросы твердых частиц из двигателя, поскольку это препятствует полному окислению сажи.Это называется «компромисс NOx-PM».

Большинство производителей в Европе решили использовать этот компромисс, чтобы минимизировать выбросы твердых частиц на выходе из двигателя, в то же время используя доочистку SCR для контроля выбросов NOx, поступающих из двигателя. Этот метод позволяет улучшить экономию топлива по сравнению с двигателями предыдущего поколения.

На практике сажевые фильтры удаляют более 99,9% частиц, в том числе сверхмелкозернистых.

Какие инновации нас ждут дальше?

С начала 90-х годов Европейский Союз ввел все более строгие ограничения выбросов для транспортных средств, известные как «серия стандартов евро».Стандарты Евро 1–4 не были такими строгими, как Евро 5 и 6, поскольку они не требовали установки на дизельные автомобили устройств для нейтрализации твердых частиц или NOx. Эти старые, «более грязные» дизельные автомобили усугубляют проблемы качества воздуха, с которыми сталкиваются европейские города.

Чтобы соответствовать новым и более строгим стандартам выбросов в Европе, автомобильная промышленность с дизельным двигателем постоянно вводила новшества и повышала эффективность двигателей.

Обновленный в 2017 году стандарт Euro 6 теперь учитывает выбросы в атмосферу при реальном движении (RDE).Это гарантирует, что технологии последующей обработки с контролем NOx используются в полной мере, снижая выбросы NOx в транспортных средствах. Сегодня коэффициент соответствия (CF) дает запас по выбросам NOx на дороге.

С 1 сентября 2017 года для RDE новых автомобилей был установлен предел выбросов без превышения (NTE) с промежуточным CF 2,1 для выбросов NOx. Это означает, что реальные выбросы могут быть в 2,1 раза выше предельного значения, установленного законодательством. Этот новый дорожный и более строгий стандарт называется Euro 6d-temp и применяется ко всем новым автомобилям, зарегистрированным с сентября 2019 года.

Европейская комиссия и государства-члены ЕС сочли CF важным с технической точки зрения, чтобы отразить неопределенность измерения RDE, поскольку он проводится в дороге, а не в лаборатории. Без CF соответствующие транспортные средства могут не пройти тест RDE, поскольку он не будет точно отображать, сколько автомобиль выделяет.

Однако расхождение будет дополнительно уменьшено за счет снижения CF до 1,0 плюс неопределенность измерения, начиная с января 2020 года для всех новых моделей транспортных средств и с 2021 года для всех новых транспортных средств.

Неопределенность измерения изначально была установлена ​​на 0,5, но будет проводиться ежегодный анализ CF, чтобы учесть технические усовершенствования оборудования для дорожных испытаний. В марте 2018 года Европейская комиссия предложила снизить неопределенность измерения с 0,5 до 0,43. Этот более строгий CF соответствует стандарту Euro 6d.

Дизельные двигатели прошли долгий путь в невероятно короткие сроки. По сравнению с тем, что было 10 лет назад, сегодняшние дизельные двигатели чище и эффективнее, они оснащены системами контроля выбросов для устранения вредных выбросов из выхлопной трубы автомобиля.

Все более строгие цели означают, что дизельная промышленность будет продолжать достигать еще более высоких стандартов эффективности.

Пять мифов о дизельных двигателях

Миф №1: Дизель грязный.

«У всех нас есть этот образ грузовиков, извергающих грязный черный дым», — сказал Чиатти. Этот дым представляет собой твердые частицы выхлопных газов дизельного двигателя: сажу и небольшие количества других химикатов, производимых двигателем.

Но требования EPA по выбросам значительно ужесточились, и теперь дизельные двигатели должны соответствовать тем же критериям, что и бензиновые двигатели.Они делают это, добавляя дизельный сажевый фильтр (DPF), который удаляет видимый дым. «DPF очень эффективны», — сказал Чиатти. «Они удаляют 95 с лишним процентов дыма».

Дым, захваченный керамической матрицей, накапливается до тех пор, пока компьютер автомобиля не определит, что пора его очистить в процессе, называемом «циклом регенерации».

Во время работы в камеры сгорания двигателя добавляется небольшое количество дополнительного топлива; образующееся тепло и кислород активируют катализатор в сажевом фильтре, чтобы сжечь накопившуюся сажу.Это снижает расход топлива.

«Согласно правилам 2007-2010 гг. Видимого дыма практически нет», — сказал Чиатти. «Если вы покупаете дизельный автомобиль 2007 года выпуска или позже, он не грязнее, чем автомобиль с бензиновым двигателем».

Миф № 2: Дизельные двигатели не заводятся зимой.

«Современные технологии холодного пуска очень эффективны, — сказал Чиатти. «Современные дизельные двигатели запускаются в холодную погоду с минимальными усилиями».

Проблема в том, что дизельное топливо загустевает при низких температурах.При температуре ниже 40 ° F некоторые углеводороды в дизельном топливе становятся гелеобразными. «Поскольку двигатель зависит от аэрозольного топлива, вам не нужно липкое топливо», — пояснил Чиатти.

Часто это устраняется с помощью свечей накаливания, которые нагреваются аккумулятором и помогают подогреть топливо, чтобы оно могло испаряться.

Низкие температуры не являются проблемой для бензиновых двигателей, потому что бензин гораздо более воспламеняем, чем дизельное топливо. Даже при комнатной температуре и давлении бензин частично является паром. «Бросьте спичку в лужу с бензином, и спичка никогда не коснется поверхности жидкости; он воспламенит слой пара над бассейном », — сказал Чиатти.«Вот почему с бензином нужно обращаться с особой осторожностью вблизи любого источника возгорания. Дизель не такой летучий; если бросить спичку в лужу с дизельным топливом, она погаснет ».

Свечи накаливания и другие средства эффективно испаряют дизельное топливо, чтобы подготовить его к сгоранию.

Миф № 3: Автомобили с дизельным двигателем не работают.

Поскольку дизельные двигатели по-прежнему наиболее распространены в грузовиках, многие люди предполагают, что автомобили с дизельным двигателем будут вести себя так же, как грузовик: медленные и вялые.«Но имейте в виду, что этот грузовик, вероятно, будет перевозить около 50 тонн», — сказал Чиатти. «Фактически, в некоторой степени, некоторые люди, которые водят дизельные двигатели, обнаруживают, что они работают лучше, чем бензиновые двигатели».

Это потому, что дизельные двигатели получают максимальную мощность при низких оборотах двигателя в минуту (об / мин), то есть на скоростях ниже 65 миль в час, где происходит большая часть движения. Бензиновые двигатели, напротив, достигают максимальной мощности за счет очень высокой и быстрой работы двигателя; бензиновый автомобиль достигает максимальной мощности только тогда, когда педаль акселератора опущена в пол, а двигатель работает со скоростью 5000 об / мин.

«Характеристики дизельного автомобиля намного лучше, чем предполагаемая мощность в лошадиных силах, потому что вы получаете всю эту мощность на скоростях, на которых вы фактически ведете автомобиль», — сказал Чиатти. «У вас больше тягового усилия и больше ускорения на этих скоростях».

Миф № 4: Вы не можете найти дизельное топливо на заправке.

Пикапы и автомобили с дизельным двигателем достаточно популярны, чтобы заинтересовать рынок; на большинстве соседних бензоколонок теперь есть автомобильные дизельные насосы.

«Сам ездил на дизельном автомобиле 10 лет.Я могу сосчитать по пальцам, сколько раз мне приходилось искать помпу », — сказал Чиатти.

Миф № 5: Дизельное топливо дороже бензина.

Хотя цены на дизельное топливо в Чикаго, как правило, выше, чем на бензин, в большинстве регионов страны цены на дизельное топливо и бензин сопоставимы. Сегодня в Иллинойсе налог на дизельное топливо выше, чем на бензин.

«Дизельное топливо не дороже бензина в производстве», — пояснил Чиатти. «Его цена обычно связана с местной налоговой структурой.”

Бонус: одна вещь, которую вы можете не знать о дизеле!

Дизельные двигатели на самом деле лучше работают на больших высотах, чем бензиновые.

Почему? Бензиновые двигатели работают с очень специфическим соотношением топлива и воздуха. На больших высотах воздух тоньше — буквально: на кубический фут меньше молекул воздуха. Таким образом, в горах бензиновые двигатели должны добавлять меньше топлива, чтобы поддерживать идеальное передаточное число, что влияет на производительность.

«Но дизельный двигатель работает на обедненном топливе; вам не нужно поддерживать идеальное соотношение, — сказал Чиатти.Дизельные двигатели имеют турбонагнетатели — насосы, приводимые в действие выхлопными газами. Они добавляют больше воздуха в камеру сгорания, и больше воздуха означает, что можно добавить больше топлива. На высоте он может втянуть больше воздуха и топлива и, следовательно, получить больше мощности, чем бензиновые двигатели. Турбокомпрессоры не потребляют лишнюю энергию; они отводят термодинамически «свободную» энергию, которая в случае неиспользования теряется в виде выхлопных газов.

«Управляйте дизелем на высоте, и вы увидите, как другие машины борются с трудностями, пока вы проноситесь мимо», — сказал Чиатти.«Эффект очень заметен».

Дизель против газа: плюсы и минусы дизельных автомобилей

За последние 40 лет большинство автопроизводителей в какой-то момент предлагали дизельные двигатели в США. Теперь, однако, дизели встречаются гораздо реже, они встречаются в основном в пикапах и некоторых автомобилях и внедорожниках.

Дизели

никогда не были так популярны в США, как за рубежом, где высокие цены на бензин и налоговые льготы делают их более экономичным выбором. В США исторически низкие цены на газ сдерживали спрос на более экономичные двигатели, а в последние годы гибридные газоэлектрические и только электрические силовые агрегаты вытеснили дизели.

Кроме того, после того, как несколько лет назад Volkswagen был уличен в мошенничестве на тестах на выбросы дизельных двигателей, это фактически убило спрос на дизельные автомобили и внедорожники в США. Фольксваген, а также Audi, Mercedes-Benz, BMW и другие бренды прекратили свое существование. большинство из них с рынка США.

Тем не менее, дизельные двигатели

по-прежнему имеют преданных поклонников, особенно среди тех, кто буксирует тяжелые лодки и прицепы, что объясняет, почему они остаются популярными в пикапах.

Fiat Chrysler Automobiles предлагает дизельные двигатели в линейке пикапов Ram и Jeep Wrangler, а также Ford и General Motors в их пикапах.Jaguar Land Rover — единственный производитель, предлагающий дизельные двигатели в США для модели 2020 года.

Вот основные плюсы и минусы дизельных двигателей по сравнению с газовыми двигателями:

Плюсы дизельных двигателей

• Более высокая экономия топлива
  Дизельные двигатели на 20–35% эффективнее обычных бензиновых двигателей, поэтому они извлекают больше энергии из топлива и расходуют больше миль на галлон. Например, 3,0-литровый дизельный двигатель V6 с турбонаддувом в Chevrolet Silverado оценивается EPA в 25 миль на галлон в смешанном цикле по сравнению с 19 миль на галлон для бензинового 5.3-литровый V8. В Ford F-150 3,0-литровый турбодизель дает 24 мили на галлон, что на шесть больше, чем у 3,5-литрового V6 с турбонаддувом. Сверхмощные пикапы, такие как Silverado 2500 и 3500, Ford F-250 и F-350, а также Ram 2500 и 3500, не оценены EPA по экономии топлива, но владельцы говорят, что дизельные версии имеют лучшую экономию топлива, чем их газовые собратья.
• Долговечность
  Дизельные двигатели обычно служат дольше, чем газовые, особенно в тяжелых условиях буксировки, поскольку дизели обычно изготавливаются с более прочными деталями, рассчитанными на длительное тяжелое использование.По этой причине дизельные двигатели часто являются предпочтительным выбором операторов автопарков, таких как службы доставки и коммунальные услуги. Эти компании хотят, чтобы автомобили оставались в эксплуатации как можно дольше — 300 000 миль или более — для снижения затрат, а дизельные двигатели часто считаются более выгодным вариантом для долгосрочного использования, чем газовые двигатели.
• Доступны более чистые дизельные автомобили
  Современные дизельные двигатели производят меньше загрязняющих веществ благодаря улучшенным системам выбросов и дизельному топливу с более низким содержанием серы.Компании, производящие дизельные автомобили и дизельное топливо, извлекли выгоду из этих достижений, рекламируя свою продукцию как «чистое дизельное топливо». Дизельные двигатели легковых и легких грузовиков должны соответствовать тем же требованиям по выбросам, что и газовые двигатели. Некоторые научные исследования показали, что современные дизели так же чисты или чище, как газовые двигатели, за исключением количества производимых ими оксидов азота. Оксиды азота или NOx вызывают смог.

Минусы дизельных двигателей

• Более высокая начальная стоимость
  Дизели дороже, чем газовые двигатели, иногда в разы.Например, на Ford F-150 версия с 3,0-литровым турбодизельным двигателем стоит на 4 000 долларов больше, чем версия со стандартным газовым V6, и на 3 000 долларов больше, чем версия с 5,0-литровым газовым V8. На сверхмощном Ram 2500 дизельный двигатель Cummins объемом 6,7 литра с турбонаддувом добавляет к чистой прибыли 9300 долларов.
• Более высокие затраты на техническое обслуживание
  Дизельные двигатели обычно имеют больший объем масла, чем газовые двигатели, и могут потребоваться более дорогие типы масла. Например, 6,2-литровый бензиновый двигатель V8 Ford потребляет 7 литров масла, а их 6.7-литровый дизель занимает 13 литров. Так что замена масла за 29,99 доллара, которую вы видите в рекламе, вероятно, не применима. Например, один дилер Ford во Флориде рекламировал цену в 59,99 долларов за The Works (замена масла, ротация шин и базовый пакет услуг) для бензиновых автомобилей и 129,99 долларов за пикапы F-Series с дизельным V8. Когда что-то ломается в дизельном двигателе, его замена, вероятно, будет стоить дороже, чем на газовом двигателе, потому что в дизелях используются более тяжелые детали и более сложные и специализированные средства контроля выбросов для снижения выбросов твердых частиц.Кроме того, не у каждого механика есть инструменты или обучение для работы с дизелями, поэтому может быть меньше вариантов того, кто сможет выполнять эту работу.
• Дизельное топливо может быть дороже и труднее найти
  Дизельное топливо легко найти на автомагистралях между штатами, но не на каждой станции в пригороде или в центре города оно будет, потому что для дизельного топлива требуется отдельный подземный бак и отдельный насос. Заправка дизельным топливом на некоторых станциях может потребовать заправки рядом с 18-колесными или другими крупногабаритными грузовиками.Кроме того, когда кто-то проливает бензин на тротуар на станции, большая его часть испаряется. Однако дизельное топливо представляет собой масло, поэтому на нем остается лужа или жирное пятно.
• Не так полезен в спортивных автомобилях
  Есть причина, по которой вы не видите дизельные двигатели во многих спортивных автомобилях — дизельные двигатели не могут сравниться по характеристикам с бензиновыми двигателями, если вам нужен легкий, высокооборотный, мощный двигатель . Поскольку дизельные двигатели имеют более тяжелые блоки, более низкие обороты и предпочтительный крутящий момент для буксировки, а не лошадиные силы для быстрого ускорения, они лучше подходят для грузовиков, чем для высокопроизводительных автомобилей.

Рик Поупли через Carfax

Что загрязняет больше? Сложный вопрос

Опубликовано 15 февраля 2019 г. ^-е

Что больше загрязняет окружающую среду: бензиновые двигатели или дизельные двигатели? Что выделяет больше всего CO2? А как насчет мелких частиц и NOx? Давайте разберемся.

Проблема, связанная с загрязнением дизельных и бензиновых двигателей, очень распространена. В течение многих лет нам говорили, что дизельные двигатели меньше загрязняют окружающую среду; но сегодня мы обвиняем дизельные двигатели в большем загрязнении окружающей среды.Итак, кто прав, а кто виноват в этом обсуждении? Какой из дизельных и бензиновых двигателей загрязняет больше всего? Ответ на этот вопрос немного сложен, но мы постараемся помочь вам разобраться.

Прежде всего, давайте проясним, что вопрос о том, бензиновые или дизельные автомобили являются наиболее загрязненными, — это плохой вопрос. Или, лучше сказать, расплывчатый вопрос. Во-первых, нам нужно четко указать, о каком типе загрязнения идет речь. Загрязнение воздуха вызвано мелкими частицами, оксидами азота или парниковыми газами? Должны ли мы также учитывать шумовое загрязнение?

Почему все эти вопросы так важны? Потому что одни двигатели могут загрязнять больше, чем другие, при одном виде загрязнения и меньше — при другом.Давай копнем глубже.

Дизельные двигатели выделяют меньше CO2 и парниковых газов (ПГ)

Дизельные двигатели выделяют меньше CO2 и парниковых газов, чем бензиновые. Это происходит из-за конкретного типа топлива и внутреннего КПД дизельного двигателя. В частности, топливо, используемое в дизельных двигателях, имеет более высокую степень сжатия, чем бензин, а также работает лучше, чем бензиновые двигатели. В результате на то же расстояние расходуется меньше топлива, что позволяет сэкономить больше CO2.Большинство оценок показывают, что дизельные двигатели выделяют примерно на 10% меньше выбросов, чем бензиновые двигатели той же категории.

Это обсуждение распространило идею о том, что автомобили с дизельным двигателем загрязняют меньше, чем автомобили с бензиновым двигателем. Однако все не так просто. Если мы посмотрим на другие источники загрязнения, такие как мелкие частицы (например, PM10, PM2,5, NO2 или NOx), то окажется, что бензин превосходит (по неправильным причинам).

Бензиновые двигатели

выбрасывают меньше мелких частиц и загрязнителей воздуха

Действительно, уникальность дизельных двигателей заключается в том, что для сгорания топлива требуется большое количество воздуха.Проблема с этим дополнительным воздухом заключается в том, что он вызывает больше химических реакций, в результате которых выделяется значительное количество загрязнителей воздуха. Среди этих загрязнителей — диоксиды и оксиды азота, газы и мелкие частицы, такие как полициклические ароматические углеводороды, этан и этилен.

Изначально, когда на рынке появились первые дизельные двигатели, они были значительно менее эффективны, чем бензиновые двигатели, с точки зрения содержания мелких частиц. Другими словами, они выделяют гораздо больше мелких частиц (особенно NOx), чем бензиновые двигатели.С тех пор производители устанавливают сажевые фильтры, чтобы принять новые, более строгие стандарты по загрязнению дизельными твердыми частицами. Благодаря этим технологиям теперь фильтруется от 90 до 99% массовых частиц, загрязняющих дизельное топливо. Однако это не решает проблему полностью.

Несмотря на то, что эти фильтры способны фильтровать огромное количество мелких частиц, они не могут задерживать самые мелкие частицы (которые также являются самыми крупными), производимые дизельными двигателями.В то же время отчет ANSES показал, что эти технологии фильтрации не всегда положительно влияют на выбросы NOx. Кроме того, исследования, проведенные Федеральным управлением окружающей среды Германии, также подтвердили, что дизельные двигатели обычно загрязняют гораздо больше в реальных условиях, чем официальные заявления производителей, несмотря на наличие фильтров. Именно из-за всех этих проблем сегодня большинство экспертов сходятся во мнении, что дизельные двигатели производят даже больше мелких частиц, чем аналогичные бензиновые двигатели.

Дизельные и бензиновые двигатели: серьезная проблема загрязнения окружающей среды

Эта проблема загрязнения все еще немного сложнее, чем то, что мы обсуждали. Во-первых, потому что технологии этих двигателей (и соответствующие им стандарты) быстро развиваются. Во-вторых, потому что бензиновые и дизельные автомобили часто сильно различаются как по своей конструкции, так и по использованию.

В последние годы система прямого впрыска постепенно распространилась на бензиновые двигатели.Эта система использует насос для распыления топлива в цилиндр под высоким давлением, чтобы снизить расход топлива. Однако проблема этой системы заключается в том, что она значительно увеличивает количество мелких загрязняющих частиц в бензиновых двигателях. В результате уровень выбросов мелких частиц бензиновых двигателей увеличивается по мере развития двигателей этого типа. Фактически, они могут в конечном итоге сравняться с (теоретическим) уровнем выбросов мелких частиц дизельных двигателей. Фактически, в конце 2018 года стандарты Euro 6b наложили те же ограничения на выбросы мелких частиц для дизельных и бензиновых двигателей (хотя дизельные двигатели регулярно превышают их, как показал скандал с Dieselgate).

Проблема усложняется с разными моделями, а также с различным использованием бензиновых и дизельных транспортных средств. В среднем автомобили с дизельным двигателем больше, тяжелее и эффективнее автомобилей с бензиновым двигателем. Их также чаще используют для путешествий на большие расстояния. В результате, согласно данным НПО «Транспорт и окружающая среда», находящиеся в обращении дизельные двигатели в среднем загрязняют больше, чем бензиновые двигатели, с точки зрения выбросов CO2 в течение их жизненного цикла.

В конце концов, определение того, какой двигатель загрязняет больше всего, зависит не только от типа двигателя, но и от системы впрыска, типа транспортного средства, частоты использования транспортного средства и для каких целей.В целом можно сказать, что автомобили с бензиновым двигателем в среднем менее загрязняют окружающую среду, чем автомобили с дизельным двигателем. Они выделяют меньше мелких частиц и даже меньше CO2, поскольку они часто представляют собой меньшие по размеру транспортные средства, используемые для более коротких поездок. Тем не менее, это сложная проблема, поскольку данные о выбросах неясны и часто ими манипулируют.

По правде говоря, единственный двигатель, который действительно помогает снизить как выбросы CO2, так и выбросы мелких частиц, — это электродвигатель, особенно если он работает на возобновляемых источниках энергии (см. «Насколько экологичны электромобили?»).Но опять же, мы должны помнить, что ничто не может быть на 100% экологически чистым и что лучший способ уменьшить наше воздействие на окружающую среду при транспортировке — это сократить количество случаев использования транспортных средств, загрязняющих окружающую среду. После этого мы можем начать беспокоиться о том, что более экологично в использовании.

Кредиты изображений на загрязнение автомобилей на Shutterstock, дорожное движение на Shutterstock, автомобильные двигатели на Shutterstock и загрязнение автомобильных дорог на Shutterstock

.