La mia macchina è in officina per una riparazione e mi hanno dato un prestito. È un Chevy Cruze Diesel. Seduta sul vialetto, mia moglie disse: "Sembra un camion". Lo fa. Quindi, cosa sono esattamente i motori diesel o diesel che li fanno sembrare diversi dalla benzina?
Risposte:
Come già detto, la fonte di accensione tra i motori benzina / gas e motori diesel è diversa e questa è la ragione principale della differenza di suono. Proverò a spiegare queste differenze in modo da capire perché il suono è presente con uno, piuttosto che con l'altro.
NOTA 1: c'è una diatriba qui, ma abbi pazienza mentre cerco di rispondere alla domanda, poiché credo che l'OP stia richiedendo. Devo spiegare le differenze per capire perché un motore diesel suona così.
Carburante: Diesel v. Benzina (Benzina) -
Come carburante, il diesel ha una densità maggiore rispetto alla benzina. È circa il 12% più denso della benzina non etanolica (con benzina a base di etanolo, la densità è ancora più elevata, a seconda della miscela). Il diesel offre una maggiore densità volumetrica di energia a 35,86 MJ / L (128,700 BTU / US gal) v. 32,18 MJ / L (115,500 BTU / US gal) per la benzina, circa l'11% in più, che dovrebbe essere considerato quando si confronta l'efficienza del carburante volume.
Differenze meccaniche del motore: Diesel v. Benzina - Tre differenze principali
Prima differenza: compressione
Combustibile, che benzina o diesel possano bruciare con o senza l'ausilio di aria compressa, ma più l'aria viene compressa, maggiore è l'efficienza del combustibile che brucia. Tenendo presente questo, capire che quando qualcuno fa riferimento alla compressione in un motore, sta parlando del rapporto con cui viene compressa l'aria (o la miscela aria / carburante nei motori a gas) prima che si verifichi l'accensione. In un motore a benzina, una regola empirica è che il motore vedrà un aumento del 3% dell'efficienza per ciascun punto di compressione introdotto (tutti gli altri componenti del motore rimangono gli stessi). Presumo che questo sia probabilmente vero anche per i motori diesel. la staticail rapporto di compressione dei normali motori a benzina è di circa 8,0: 1 fino a circa 11,5: 1 (con motori ad alte prestazioni che superano i 14,0: 1 - EDIT: è stato portato alla mia attenzione che il motore Mazda Skyactiv-G viene fornito con 14: 1 CR fuori dagli Stati Uniti e 13: 1 CR negli Stati Uniti. Mazda utilizza altre tecnologie per aiutare a ridurre i colpi, ma questo alto di CR non è la norma per i motori a combustione interna a benzina). Un motore diesel automobilistico funzionerà intorno a 14.0: 1 fino all'arena 18.0: 1.
NOTA 2: qui faccio una differenza tra il rapporto di compressione statica e dinamica , perché c'è un'enorme differenza nei numeri e nel modo in cui sono calcolati. Non entrerò nella differenza, so solo che c'è una differenza.
NOTA 3: faccio una distinzione tra motori diesel automobilistici e non automobilistici , perché mentre tutti i motori diesel funzionano sostanzialmente allo stesso modo, ci sono alcune enormi differenze tra motori diesel marini automobilistici e di grandi dimensioni.
Seconda differenza: consegna carburante
Il metodo di erogazione del carburante principale per i motori a benzina era un carburatore. Questo era vero fino alla metà degli anni '80, a quel punto molte case automobilistiche hanno iniziato a realizzare i vantaggi dell'iniezione di carburante. Questo tipo di iniezione di carburante è l'iniezione di carburante indiretta , ovvero l'iniettore che misura il carburante che entra nel motore si trova all'esterno della camera di combustione e all'interno del tratto di aspirazione dell'aria. Si basa sul movimento dell'aria attraverso il tratto di aspirazione per aiutare a atomizzare il carburante e inserirlo nel cilindro. Molto recentemente (intorno al 2010), i produttori di automobili hanno iniziato a utilizzare l' iniezione diretta , che disperde il carburante direttamente nella camera di combustione.
I motori diesel utilizzano anche l'iniezione diretta. Usano questo metodo dal 1891 circa quando Herbert Akroyd Stuart inventa il primo motore a combustione interna ad utilizzare un sistema di iniezione di carburante in pressione.
Terza differenza - Sorgente di accensione
In poche parole, i motori diesel utilizzano il calore per accendere il carburante, mentre la benzina utilizza l'elettricità (sì, la scintilla è calda, ma speriamo di vedere la differenza). Il gas che utilizza l'elettricità per creare la combustione è abbastanza facile da capire. La candela diventa zap, l'aria / carburante va boom. La miscela aria / carburante deve essere giusta per farlo e la scintilla deve arrivare nel punto giusto (tempismo). La scintilla funziona bene per un motore a benzina perché il carburante si atomizzerà ed evaporerà nell'aria, il che rende molto facile la combustione. La piccola fonte di accensione che è la scintilla è più che sufficiente per avviare la combustione del carburante e consentirgli di continuare a bruciare fino a quando la miscela è completamente esaurita.
Poiché il diesel è molto più pesante della benzina (è tecnicamente considerato un olio, molto simile al cherosene e all'olio da riscaldamento), non evaporerà molto bene nell'aria. Per farlo bruciare abbastanza velocemente, deve esserci una fonte di accensione di calore sufficiente. Per ottenere questo calore, il pistone comprime l'aria all'interno del cilindro a tal punto da riscaldarlo fino a oltre 1000 ° F. Vorrei citare l' articolo Wiki sui motori diesel per finire questo :
Circa nella parte superiore della corsa di compressione, il carburante viene iniettato direttamente nell'aria compressa nella camera di combustione. Questo può trovarsi in un vuoto (tipicamente toroidale) nella parte superiore del pistone o in una precamera a seconda del design del motore. L'iniettore di carburante assicura che il carburante sia suddiviso in piccole goccioline e che il carburante sia distribuito uniformemente. Il calore dell'aria compressa vaporizza il carburante dalla superficie delle goccioline. Il vapore viene quindi innescato dal calore dell'aria compressa nella camera di combustione, le goccioline continuano a vaporizzare dalle loro superfici e bruciano, diventando più piccole, fino a quando tutto il carburante nelle goccioline è stato bruciato. L'inizio della vaporizzazione provoca un periodo di ritardo durante l'accensione eil caratteristico suono di bussata diesel quando il vapore raggiunge la temperatura di accensione e provoca un brusco aumento della pressione sopra il pistone . La rapida espansione dei gas di combustione spinge quindi il pistone verso il basso, fornendo energia all'albero motore.
NOTA 4: Voglio sottolineare, i più nuovi motori diesel per camion (e presumo anche le auto), hanno iniziato a utilizzare sistemi di iniezioni che, invece di iniettare tutto il diesel in una volta, pompano nel motore più piccole quantità di diesel, che zittisce il "rumore diesel" che senti da loro in larga misura. Ciò fornisce anche un migliore risparmio di carburante.
NOTA 5: I motori diesel in genere hanno un consumo di carburante migliore rispetto ai motori a benzina, principalmente a causa di una migliore efficienza termica.
NOTA 6: se hai letto fino a questo punto, devi essere veramente pazzo.
I principali fattori che fanno suonare un diesel nel modo in cui lo fa è il metodo con cui il diesel viene iniettato nel cilindro prima / durante la compressione e il fatto che il loro rapporto di compressione è molto più alto di un motore a benzina / benzina. Questo è un modo rotatorio per dire che l'accensione a compressione provoca il suono caratteristico. I fattori secondari includono la progettazione del motore, la forma del collettore di aspirazione e di scarico.
AGGIORNAMENTO: mi dispiace ma non c'è molto altro da dire. Il suono del clacking è il diesel che si accende ad alta pressione e ad alta velocità (pistone) e il ruggito forte è causato dalla velocità del gas di scarico e dalla forma del collettore di scarico.
I componenti che compongono la nota di scarico sono aria, carburante, rapporto di compressione, fasatura della valvola, scarico, turbocompressore e cilindrata.
Il motore del Cruze Diesel ha un rapporto di compressione di circa 16: 1.
Il carburante è importante perché il diesel e la benzina bruciano in modo diverso.
La combinazione di tutti questi fattori è ciò che risulta nelle diverse note di scarico. Potresti cercare una risposta più complessa di "sembra diversa perché è diversa", ma in realtà non ce n'è una.
anche i motori diesel hanno una corsa più lunga rispetto ai normali motori a benzina. il che significa che i pistoni percorrono una distanza maggiore rispetto ai motori a benzina. E i sistemi di aspirazione dell'aria turbo / super / ram hanno tempi completamente diversi rispetto ai motori a benzina ad aspirazione naturale.
Il rumore solitamente associato ai motori diesel è il risultato delle forze di combustione molto più elevate in un motore diesel che a circa TDC (punto morto superiore) "schiaffeggiano" il gruppo mobile. Alcuni dei motori più recenti sono molto più silenziosi grazie all'iniezione pilota e (nel caso degli iniettori piezoelettrici) fino a 7 eventi di iniezione per ciclo di combustione.
Il rumore del motore diesel è in gran parte il risultato della pressione necessaria per iniettare carburante nel cilindro, questa pressione provoca anche la nebulizzazione del carburante. Comprimono l'aria / carburante e si incendia. Questo crea il rumore.