Почему дизельные автомобильные двигатели вращаются со скоростью около 4500 об / мин, а бензиновые - до 6500–8000 об / мин?
Это как-то связано с коэффициентом сжатия?
Ответы:
Короче говоря, это основано на низкой скорости сгорания дизеля плюс более длинный ход дизельного двигателя.
Во-первых, вы должны понимать разницу между этими двигателями: дизель работает исключительно на сжатие топлива, нагрев и генерацию удара, чтобы вырабатывать энергию, с другой стороны, бензин является искривленным и нуждается в искре, чтобы взорваться и вырабатывать энергию самостоятельно.
Это сказало,
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 нуждается в более тяжелых ногах, чтобы выдержать огромную массу тела, поэтому он не может работать 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 противостоять взрыву, да, вы сжимаете топливо, но это не так сильно, как дизельное топливо, поэтому 100-кубовые мотоциклы крутятся как сумасшедшие, они имеют легкую конструкцию (шатуны, поршни ).
Дизель не сгорает так сильно, как бензин, его нужно сжать в гораздо большей степени, чтобы сгореть, таким образом, головка цилиндра, поршень, кривошип - все должно быть в тяжелых условиях, чтобы противостоять взрыву сжатия, таким образом замедляя скорость поршень.
Наконец, чтобы ответить на ваш вопрос:
Дизель сгорает медленно по сравнению с бензином, и для большинства дизельных двигателей предел составляет около 4800–5000 об / мин.
Добавляя ясности к вышеупомянутому пункту, в бензиновом двигателе почти 95% топлива сгорает в каждом такте, но в дизельном двигателе не весь дизель сжигается в каждом такте из-за медленной скорости сгорания, некоторое количество дизеля остается в цилиндре до следующий ход, поэтому независимо от того, насколько сильно вы нажимаете, это небольшое количество дизельного топлива не сгорит, пока поршень не будет готов к следующему ходу, что ограничит скорость или красную линию.
Чтобы расширить на превосходный ответ Анараха; скорость сгорания дизеля ниже, чем у бензина, и при более высоких оборотах вы рискуете открыть выпускной клапан, когда смесь в цилиндре все еще горит. Увеличьте число оборотов в минуту выше, особенно на двигателях, спроектированных с некоторым перекрытием, чтобы впускной и выпускной клапаны были открыты одновременно, и если в вашей камере сгорания по-прежнему происходит ожог, вы рискуете взорваться, что полностью разрушит ваш двигатель.
Вероятно, есть также аргумент, что на бензиновом двигателе вы контролируете точную точку в цикле каждого цилиндра, с которого начинается сгорание. Бензиновый двигатель ускоряет зажигание благодаря весам в корпусе распределителя или электронным способом через карту ECU. С дизельным двигателем вы полагаетесь на сжатие, чтобы зажечь топливо и, таким образом, ограничены тем, когда происходит это событие, что, вероятно, является причиной того, что такие двигатели обычно имеют гораздо более узкий диапазон мощности.
Паулстер2 прав: изменение времени впрыска относительно 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 контролирует начало процесса сгорания), которое затем приводит к быстрому распространению фронта пламени, который потребляет сжатую смесь топлива и воздуха в его путь, даже для SIDI, время впрыска топлива обычно очень рано относительно верхней мертвой точки двигателя (ВМТ). Все это приведет к относительно более быстрому процессу сгорания.
В дизельных двигателях топливо впрыскивается в горячий воздух (результат сжатия) рядом с ВМТ, что займет некоторое время (задержка зажигания), прежде чем топливовоздушная смесь автоматически воспламенится. До этого момента впрыск топлива все еще происходит (для обычного дизельного сгорания), что затем приводит к модели сгорания для конкретного дизельного двигателя: смешанное контролируемое сгорание. В этой модели скорость сгорания определяется скоростью смешивания топлива и воздуха. Уникальная модель сгорания дизеля в основном определила, что процесс сгорания включает в себя смешивание и сгорание, в отличие от бензиновых двигателей, которые распределяют процесс смешивания на такте впуска или сжатия, что приводит к общему ускорению процесса. Другие факторы также способствуют более тяжелой сборке дизельного двигателя (больший импульс), более высокой степени сжатия (более длинный ход).
Вообще говоря, дизельный двигатель просто не может / не требует высокой частоты вращения для получения достаточного крутящего момента / выходной мощности.