¿Por qué los motores diesel son más eficientes que los motores de gasolina?

Todos sabemos que el motor diesel es la opción más adecuada de los ingenieros cuando se trata de conducir automóviles pesados ​​como camiones, aviones, barcos, etc.

Los siguientes son los puntos razonables que concluyen el alto par y la eficiencia del motor diesel.

El motor diesel utiliza un mecanismo simple para la combustión a diferencia del motor de gasolina. La eliminación del sistema de encendido no solo simplifica el mecanismo sino que también reduce el riesgo de una combustión inadecuada debido a daños en el sistema de encendido. En resumen, la quema del combustible es fácil y siempre accesible. Esto da como resultado un motor diesel de mayor eficiencia.

El combustible diesel es un hidrocarburo más pesado en el que el carbono y el hidrógeno están fuertemente unidos entre sí. Y cuando la energía se suministra en forma de calor, explota liberando mucha más energía que la gasolina. En resumen, el combustible diesel tiene una mayor densidad de energía que la gasolina, lo que resulta en una gran explosión.

Un factor más para una mayor eficiencia en el motor diesel es su propiedad de lubricación. Aunque todo el combustible tiene propiedades de lubricación, el combustible diesel tiene una lubricación mucho mayor que el combustible de gasolina.

La relación de compresión es mucho más alta en el diesel en comparación con la gasolina porque en el motor diesel el aire solo está comprimido dentro del cilindro y es un hecho conocido que el gas comprime fácilmente el líquido. Esto no es así en el motor de gasolina porque la mezcla de aire y combustible se comprime dentro del cilindro. Esta mayor compresión da más calor y simultáneamente un mayor par.

No podemos usar el ciclo de Carnot para obtener el 100% de eficiencia, pero podemos usar su principio para lograr maximizar la eficiencia. En el motor diesel, el calor se agrega a presión constante, lo que resulta en una mayor utilización de la energía térmica para maximizar la producción de trabajo.

Estas fueron las características ventajosas del motor diesel, pero también tiene algunos deméritos, ya que libera gases altamente tóxicos, ruidosos, un mayor costo de mantenimiento y un problema de arranque para calentar el motor antes de la ignición.

Es más costoso que el motor de gasolina, pero con un funcionamiento óptimo y un buen mantenimiento resuelve todos estos problemas.

Gracias,

Sí, los motores diesel producen más contaminantes que cualquier otro, pero si hablamos de eficiencia, el diesel tiene la ventaja; Algunas de las razones por las que puedo pensar en esto son:

  1. Los mecanismos simples de combustión en el motor diesel reducen las pérdidas, por ejemplo, los motores diesel carecen de placas de aceleración que se encuentran en sus contrapartes de combustión de gasolina. Estos componentes que restringen el aire causan lo que se conoce como pérdidas de bombeo (energía desperdiciada cuando un motor intenta aspirar aire más allá de una placa del acelerador parcialmente cerrada); Los diésel no tienen tales restricciones.
  2. El diesel se quema a una temperatura más baja que la gasolina, esto significa que menos combustible hace más trabajo y, por lo tanto, el diesel tiende a funcionar mejor en términos de eficiencia.
  3. El combustible diesel tiene un contenido de energía un poco más alto que la gasolina (en promedio, el diesel tiene 139,000 btus y la gasolina / gasolina tiene 124,000 btus), por lo que un pistón diesel debería entregar más energía al quemar el mismo volumen de combustible.
  4. La relación de compresión es mucho mayor en diésel en comparación con la gasolina y un beneficio de estas tremendas relaciones de compresión es que los motores pueden extraer más potencia del combustible durante la expansión del escape caliente. Esto se logra al tener una mayor relación de expansión (la relación de expansión es la misma que la relación de compresión); Esto no solo es excelente para el rendimiento, sino que también mejora la eficiencia.

Eso es todo lo que se me ocurre, pero estoy seguro de que hay otros que tienen más para ofrecer. 🙂

Los motores diesel son eficientes que los motores de gasolina debido a su alta eficiencia térmica (los motores diesel tienen 50-60% mientras que los motores de gasolina tienen 30-40%), relaciones de compresión más altas (los motores diesel tienen 14-22 mientras que los motores de gasolina tienen 6-12), diesel Las quemaduras en la carrera de escape también, que proporciona más potencia y par motor que los motores de gasolina, requiere menos diésel en comparación con la gasolina para encender la mezcla.

Se reduce a dos cosas:

  1. Más densidad de energía en el combustible (ya sea en volumen o en peso).
  2. Mayor temperatura de combustión.

La relación de compresión también tiene una pequeña cantidad que ver con eso, pero eso es solo para motores de aspiración natural. Ya nadie se molesta en fabricar motores diesel de aspiración natural, porque los turbos son mucho mejores; La alta temperatura de combustión y la falta de aceleración de un diésel significa que siempre hay energía disponible para hacer girar el turbo, energía que de otro modo se desperdiciaría.

Los motores de gasolina y diésel turboalimentados terminan teniendo aproximadamente la misma relación de compresión efectiva.

El diesel tiene más energía por unidad que la gasolina, lo que significa que puede generar más potencia y proporcionar un mejor kilometraje que un motor de gasolina equivalente. Los vehículos pesados, como los camiones y los autobuses, usan motores diésel porque producen un par máximo a bajas RPM y velocidades de crucero, lo que ayuda a mover ese peso pesado y, dado que no requiere acelerar a gran velocidad para obtener ese par máximo, un mejor kilometraje.

El diesel y la gasolina tienen un valor calorífico calorífico casi igual (energía contenida)

para diesel 45.5 MJ / kg y para gasolina 45.8 MJ / kg

Dado que el diesel (~ 837 kg / m3) es más denso que la gasolina (~ 720 kg / m3) puede producir más energía para la misma cantidad de combustible

El diesel puede producir alrededor de 36.9 MJ / kg, mientras que la gasolina solo puede producir 33.7 MJ / kg

Debido a esta razón principalmente, el diesel es más eficiente que la gasolina.

la eficiencia es una función de la relación de compresión y un diesel puede usar un número mucho mayor.

Cuanto mayor sea la relación de compresión de un motor de combustión interna, más energía se puede extraer del combustible quemado en cada carrera del pistón.

Las relaciones de compresión de los motores diesel son mucho más altas que las relaciones de compresión de los motores de gasolina, por lo que se extrae más energía por carrera. Más producción de energía para una entrada dada = mayor eficiencia.

Por eso los motores diesel son más eficientes que los motores de gasolina.

Hay un 10% más de energía en un galón de diesel que un galón de gasolina. El motor diesel de menor aceleración está construido más fuerte para soportar la mayor compresión requerida para quemar diesel y las dos cosas combinadas hacen que el diesel sea una opción más económica.

Si no es una buena opción para el medio ambiente, particularmente en formatos cc más pequeños.

Tiene una relación de compresión más alta ya que solo se comprime el aire y no se puede encender previamente ya que no se inyecta combustible hasta cerca del punto muerto superior.

Las pérdidas de bombeo son menores ya que la admisión no está obstruida por un acelerador y la potencia se controla por la cantidad de combustible inyectado.

Hay más energía en el combustible diesel, pero la eficiencia es la energía química en la potencia del eje en V, por lo que si pones un 10% más de energía para obtener un 10% más, no es más eficiente, solo un 10% más potente.

La eficiencia de un motor de combustión depende de la relación de expansión, que normalmente es la relación de compresión (los ciclos de Atkinson y Miller alteran eso).

En realidad, es la relación entre la temperatura máxima y mínima (o presión) que gobierna la eficiencia térmica.

En la mayoría de los motores, eso se rige por la relación de compresión del motor.

Si un motor usa un sobrealimentador, la relación de compresión está gobernada tanto por el sobrealimentador como por el motor, pero la relación de expansión, que controla la eficiencia térmica, está gobernada por el motor.

Una turbina de gas de escape utiliza la turbina para extraer energía adicional de la corriente de gas de escape, aumentando la relación de expansión y, por lo tanto, la eficiencia térmica.

Un turbocompresor precomprime la admisión antes del ciclo de compresión en el motor y extrae energía de la corriente de gases de escape.

Un diesel usualmente usa una relación de compresión muy alta para que el combustible se encienda. La alta relación de expansión proporciona un aumento en la eficiencia térmica.

El combustible diesel también es más denso en energía que la gasolina regular, proporcionando más BTU por unidad de volumen. Por lo tanto, un motor diesel tiene dos métodos para proporcionar más distancia por unidad de volumen de combustible.

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