Bensiini- ja dieselmoottori: miten ne eroavat?
Tämä artikkeli valaisee bensiini- ja dieselmoottoreita ja keskittyy niiden toimintaan sekä niiden etuihin ja haittoihin.
Tarkastellaanpa pidempiä puheita molempia moottoreita.
Sisältö
Polttomoottori:
Bensiinimoottori on mäntäpolttomoottori, joka polttaa bensiiniä tai useita erityyppisiä kaasuja (CNG, LPG, vety) ja muuntaa lämpöenergian mekaaniseksi työksi. Lämpöenergiaa saadaan moottorissa muuttamalla polttoaine lämmöksi palamisen kautta.
Moottori sytyttää seoksen sähkökipinällä käyttämällä sytytystulppia. Kun polttoainetta poltetaan, lämpötila ja paine moottorissa kasvavat. Työaineen lisääntynyt paine vaikuttaa moottorin mäntiin, jotka muuttavat tämän energian mekaaniseksi työksi.
Sytytystulpat: Kuinka ne toimivat ja mikä on niiden käyttöikä?
Männät suorittavat suoraviivaista edestakaista liikettä sylintereissä välittäen siten energian siirtoa polttokammion ja mäntiin liittyvän liikkuvan mekanismin välillä. Lisäksi männät varmistavat työaineen vaihdon sylintereissä.
Bensiinimoottori voi toimia kahdella tavalla, kaksitahtisena tai nelitahtisena.
Seoksen valmistus:
Polttoaineen ruiskutustekniikasta riippuen seos muodostuu imukanaviin, imusarjaan tai suoraan sylinteriin. Kaasutinta tai ruiskutuslaitetta, joko suoraa tai epäsuoraa, käytetään seoksen valmistamiseen.
Kaasutin: Kuinka tämä laite toimii?
Tehon säätö:
Seoksen määrä säätelee bensiinimoottorin suorituskykyä, ja tätä säätöä hoitaa useimmiten imusarjassa oleva kuristusventtiili.
Kaasuventtiili: Kuinka se toimii ja sen mahdolliset toimintahäiriöt
Viime vuosina kuristusventtiili on kuitenkin korvattu erilaisilla säädettävällä venttiilin ajoitus- ja nostojärjestelmillä, jotka ovat ottaneet sen tehtävän.
Bensiinimoottorin edut ja haitat:
Bensiinimoottorilla on yksinkertaisempi rakenne kuin dieselmoottorilla, mikä tekee niistä halvempia. Siksi bensiinimoottorilla varustetut autot ovat yleensä halvempia kuin dieselmoottorilla varustetut autot.
Lisäksi bensiinimoottori on huomattavasti tehokkaampi kuin dieselmoottori (koska ne käyttävät samaa tekniikkaa). Nämä moottorit sopivat myös paremmin lyhyisiin ajoihin ja talvikaudelle.
Tämä johtuu pääasiassa siitä, että aika, jonka ne saavuttavat käyttölämpötilan, on paljon lyhyempi kuin dieselmoottorilla. Bensiinimoottorin haitoista mainittakoon sen korkeampi polttoaineenkulutus kuin dieselmoottorilla.
Diesel moottori:
Dieselmoottori on mäntäpolttomoottori, joka usein polttaa dieselpolttoainetta ja muuttaa lämpöenergian mekaaniseksi työksi. Lämpöenergiaa saadaan moottorissa muuttamalla polttoaine lämmöksi palamisen kautta.
Kun polttoainetta poltetaan, lämpötila ja paine moottorissa kasvavat. Työaineen lisääntynyt paine vaikuttaa moottorin mäntiin, jotka muuttavat tämän energian mekaaniseksi työksi.
Moottorin männät: miten ne toimivat?
Dieselmoottori sytyttää polttoaineen ja ilman seoksen palamiskammion korkean paineilman lämpötilan vaikutuksesta. Dieselmoottoria kutsutaan usein virheellisesti dieselmoottoriksi, mutta on muistettava, että sen ei aina tarvitse olla dieselmoottori. Dieselmoottori (diesel) on vain moottori, joka polttaa dieseliä.
Dieselmoottori on usein suunniteltu nelitahtiseksi, mutta se voidaan suunnitella myös kaksitahtiseksi.
Nelitahtisen dieselmoottorin toimintaperiaate on samanlainen kuin bensiinimoottorin. Suurin ero on, että dieselmoottorilla sylintereihin imetään vain puhdasta ilmaa, johon puristuksen ja lämmityksen jälkeen ruiskutetaan polttoainetta, useimmiten dieseliä. Tällainen seos syttyy sitten puristuslämmöllä eikä sytytystulpan kipinällä, kuten bensiinimoottorissa.
Seoksen valmistus:
Polttoaine syttyy palamisen jälkeen, kun se on ruiskutettu palotilaan. Polttokammion suunnittelun ja polttoaineen ruiskutuspaikan mukaan erotamme dieselmoottorit:
- Suoraruiskutusmoottorit – polttoaineen ruiskutus ja kaikki palaminen tapahtuu yhdessä pääpolttokammiossa
- Epäsuoralla ruiskutuksella varustetut moottorit – polttoaineen ruiskutus ja palamisen alkuvaihe tapahtuu erikoistila, kammiossa, ja vasta sitten se siirretään pääpolttotilaan
Tehon säätö:
Dieselmoottorin suorituskykyä säätelee polttokammioon ruiskutetun polttoaineen määrä suunnilleen samalla ilmamäärällä työjaksoa kohti.
Joten seoksen rikkaus eli seoksen laatu muuttuu. Vaihteleva määrä ruiskutuslaitteen syöttämää polttoainetta toteuttaa tehonsäädön.
Dieselmoottorin edut ja haitat:
Dieselmoottorit ovat rakenteeltaan monimutkaisempia kuin bensiinimoottorit, mutta niiden suorituskyky on alhaisempi, mikä johtuu pääasiassa eri polttoaineen palamisesta. Käytettäessä samaa tekniikkaa ja moottoritilavuutta kipinäsytytysmoottorin teho on aina suurempi. Dieselmoottoreiden etuna on kuitenkin pienempi polttoaineenkulutus ja pidempi käyttöikä.
Turboahdin: Mitkä ovat sen edut, ja mikä on turbon viive?
Tekniikka on kuitenkin kehittynyt, ja nykyään lähes kaikki dieselmoottorit ovat turbo- tai ahdettuina. Yhdessä suoraruiskutuksen yhdistelmän kanssa taataan niiden korkea suorituskyky, alhainen polttoaineenkulutus ja pienemmät päästöt.
Nämä moottorit sopivat kuitenkin pitkiin ajoajoihin eivätkä lyhyisiin kaupunkiretkiin, sillä moottorin lämpenemiseen käyttölämpötilaan tarvittava aika on paljon pidempi kuin aika, joka kuluu bensiinimoottorin lämpenemiseen oikeaan käyttölämpötilaan.