Почему у дизельного двигателя красная черта намного ниже, чем у бензинового двигателя?

Почему дизельные автомобильные двигатели краснеют при 4500 об/мин, а бензиновые — при 6500-8000 об/мин?

Это как-то связано со степенью сжатия?

Я слышал о дизеле Mazda, который имеет гораздо более низкую степень сжатия, около отметки 12,13, что соответствует красной черте при 5500 об / мин.

Ответы (3)

Короче говоря, это основано на низкой скорости сгорания дизельного топлива и более длинном ходе дизельного двигателя.

Во-первых, вы должны понять разницу между этими двигателями, дизель работает исключительно на сжатии топлива, нагреве и генерации энергии для производства энергии, бензин, с другой стороны, изначально дергается и нуждается в искре, чтобы взорваться и произвести мощность самостоятельно.

Тем не менее,

Думайте о бензиновом двигателе как о гепарде, у него легкие кости и обтекаемое тело, поэтому он очень быстрый, но недостаточно мощный, чтобы убить льва или носорога.

Дизельный двигатель похож на слона, он медленный и обладает большой силой, но ему нужны более тяжелые ноги, чтобы поддерживать огромную массу тела, поэтому он не может бегать так же быстро, как гепард, но обладает большой силой. Под силой слона я подразумеваю крутящий момент в двигателе.

Бензиновый двигатель изначально сгорает, поэтому ему не нужны тяжелые детали, чтобы выдержать взрыв, да, вы сжимаете топливо, но это не так сильно, как дизель, поэтому 100-кубовые мотоциклы крутятся как сумасшедшие, у них легкая конструкция (кривошипы, поршни). ).

Дизель не сгорает так сильно, как бензин, он должен быть сжат до гораздо большей степени, чтобы сгореть, таким образом, головка блока цилиндров, поршень, кривошип - все должно работать в тяжелых условиях, чтобы выдерживать взрыв сжатия, что замедляет скорость двигателя. поршень.

Наконец, чтобы ответить на ваш вопрос:

Дизель горит медленнее по сравнению с бензином, и для большинства дизельных двигателей предел составляет от 4800 до 5000 об/мин.

Добавляя ясности к вышесказанному, в бензиновом двигателе почти 95% топлива сгорает при каждом такте, но в дизельном двигателе не все дизельное топливо сгорает при каждом такте из-за медленной скорости сгорания некоторое количество дизельного топлива остается в цилиндре до следующий такт, поэтому, как бы сильно вы ни давили, это небольшое количество дизельного топлива не сгорит до того, как поршень будет готов к следующему такту, что ограничивает скорость или красную зону.

Добавил еще несколько пунктов
Подробный отличный ответ и +1 за аналогию с гепардом и слоном, и да, эти 100-кубовые велосипеды действительно крутятся как сумасшедшие!
Ха-ха, я знаю своих животных :-)
"под мощностью я подразумеваю крутящий момент", это так сказать два разных зверя :)
Прошу прощения, мощность слона = крутящий момент двигателя, извините, с физикой плохо :-)
Более длинный ход дизельного двигателя? Действительно? Дизельный двигатель Toyota 1ND-TV имеет диаметр цилиндра 73 x 81,5 мм x ход поршня, а бензиновый двигатель Toyota 1NR-FE имеет диаметр цилиндра 72,5 x 80,5 мм x ход поршня. На мой взгляд, ход не намного длиннее. Поэтому я не верю, что длинный ход может объяснить низкие обороты дизельных двигателей.
@juhist Проверьте степень сжатия этих двигателей. Вы можете увидеть небольшую разницу там. Более высокий крутящий момент, необходимый для вращения двигателя, также может быть ограничивающим фактором.

Чтобы расширить отличный ответ Анараха; скорость сгорания дизельного топлива ниже, чем у бензина, и при более высоких оборотах вы рискуете открыть выпускной клапан, поскольку смесь в цилиндре все еще горит. Увеличьте число оборотов в минуту, особенно на двигателях, спроектированных с некоторым перекрытием, чтобы впускные и выпускные клапаны были открыты одновременно, и если в вашей камере сгорания все еще происходит событие горения, вы рискуете детонацией, которая полностью разрушит ваш двигатель.

Вероятно, также существует аргумент, что на бензиновом двигателе вы контролируете точную точку в цикле каждого цилиндра, когда начинается сгорание. Бензиновый двигатель опережает зажигание либо за счет веса в корпусе распределителя, либо с помощью электронных средств через карту ECU. С дизельным двигателем вы полагаетесь на воспламенение топлива от сжатия и, таким образом, ограничены тем, когда это событие запускается, что, вероятно, является причиной того, что такие двигатели обычно имеют гораздо более узкий диапазон мощности.

Время сгорания дизельного топлива WRT, эти двигатели имеют непосредственный впрыск. Когда начинается впрыск, начинается зажигание. Теоретически можно изменить время воспламенения, изменив момент впрыска топлива в цилиндр. Не говорю, что так бывает, но можно. Кроме того, частота вращения двигателя WRT, бензиновые двигатели обычно имеют возможность набирать высокие обороты. Некоторые дизельные двигатели делают то же самое. Все зависит от того, насколько хорошо собран двигатель.

Paulster2 прав, изменение момента впрыска в зависимости от угла поворота коленчатого вала двигателя является основным способом управления процессом сгорания в дизельном двигателе. В обычном бензиновом двигателе (PFI или SIDI) топливо и воздух в значительной степени предварительно смешиваются перед искровым событием (которое управляет началом процесса сгорания), что затем приводит к быстро распространяющемуся фронту пламени, который потребляет сжатую топливно-воздушную смесь в на своем пути, даже для SIDI момент впрыска топлива обычно очень ранний по отношению к верхней мертвой точке двигателя (ВМТ). Все это приведет к относительно более быстрому процессу горения.

В дизельных двигателях топливо впрыскивается в горячий воздух (результат сжатия) вблизи ВМТ, что занимает некоторое время (задержка воспламенения) до самовоспламенения топливно-воздушной смеси. До этого момента впрыск топлива все еще происходит (для обычного дизельного сгорания), что затем приводит к модели сгорания, специфичной для дизельного двигателя: смешанное контролируемое сгорание. В этой модели скорость сгорания определяется скоростью смешивания топлива с воздухом. Уникальная модель дизельного сгорания в основном определила, что процесс сгорания включает в себя смешение и сгорание, в отличие от бензиновых двигателей, в которых процесс смешения распределяется на такте впуска или сжатия, что приводит к общему более быстрому процессу. Другие факторы также вносят свой вклад, такие как более тяжелая конструкция дизельного двигателя (больший импульс), более высокая степень сжатия (более длинный ход поршня).

Вообще говоря, дизельный двигатель просто не может/не требует высоких оборотов для получения достаточного крутящего момента/мощности.