Бензин используется для большинства легковых автомобилей и пикапов, тогда как тяжелая техника, такие как автобусы, грузовые автомобили и магистральные тягачи с прицепами, обычно работают на дизельном топливе.
Оба типа топлива востребованы из-за различий в особенностях работы бензиновых и дизельных двигателей.
«Как я объясняю своим студентам, изучающим автомобильное инженерное дело, именно эти различия делают их подходящими для разных целей», — согласно автору оригинальной статьи, размещённой на ресурсе IFLScience.
Что общего у бензина и дизеля?
И бензиновые, и дизельные двигатели работают по принципу внутреннего сгорания. Этот процесс включает следующие этапы:
- Смешивание топлива с воздухом, так как для горения топливо нуждается в кислороде из воздуха.
- Сжатие топливно-воздушной смеси, чтобы повысить её температуру до уровня, необходимого для воспламенения.
- Сжигание смеси, что выделяет тепло, создаёт высокое давление и приводит в движение внутренние части двигателя, обеспечивая движение автомобиля.
- Выпуск отработанных газов через выхлопную трубу. Эти газы содержат загрязняющие вещества, такие как угарный газ, оксиды азота и несгоревшее топливо, которые вредны для здоровья человека, а также углекислый газ, способствующий глобальному потеплению.
Разные двигатели для разных задач
Бензин и дизельное топливо изготавливаются из нефти, однако их химические свойства различны, что требует использования разных типов двигателей.
В бензиновом двигателе небольшое устройство — свеча зажигания — воспламеняет сжатую топливно-воздушную смесь. Она создаёт электрическую дугу с напряжением в сотни тысяч вольт, подобно высеканию искры при ударе камней.
Дизельное топливо воспламеняется труднее и горит медленнее, чем бензин. Однако при достаточном сжатии оно загорается без искры. Более высокая степень сжатия делает дизельные двигатели более эффективными, поэтому автомобили на дизеле расходуют меньше топлива на километр. Это важно для экономичной перевозки грузов и пассажиров — именно поэтому большинство автобусов, поездов и больших грузовиков работают на дизеле.
Дизельные двигатели, как правило, дороже бензиновых, так как их детали должны быть прочнее, чтобы выдерживать высокие температуры и давление. Зато они служат дольше, что является преимуществом для таких транспортных средств, как дальнобойные грузовики, которые проходят сотни тысяч километров между капитальными ремонтами.
Почему легковые автомобили используют бензин?
Одной из причин является то, что более высокая степень сжатия и температура в дизельных двигателях делают их более шумными, особенно на высоких частотах, которые раздражают человека. Кроме того, дизельные двигатели выделяют больше мелкодисперсных частиц (PM 2.5), связанных с рисками для здоровья.
Эти компромиссы заставляют потребителей отдавать предпочтение более дешёвым и тихим бензиновым двигателям для автомобилей, которые используются в повседневной жизни. В то же время эффективные и долговечные дизельные двигатели остаются более привлекательными для компаний, занимающихся перевозкой грузов и пассажиров.
За пределами двигателей внутреннего сгорания
В будущем транспорт может полностью отказаться от бензина и дизеля. Некоторые легковые автомобили и пикапы — так называемые гибриды — уже используют комбинацию из топлива, батарей и электрических двигателей или полностью работают на электричестве. Городские власти США активно инвестируют в электрические школьные автобусы, которые меньше загрязняют окружающую среду и дешевле в обслуживании, чем дизельные.
Гибридные, подключаемые гибриды и полностью электрические автомобили обещают значительно снизить выбросы токсичных газов и углекислого газа, особенно если их зарядка осуществляется с помощью энергии из возобновляемых источников, таких как ветер или солнце. Эти транспортные средства будут тише и дешевле в эксплуатации, так как у них меньше движущихся частей. И хотя бензиновые и дизельные автомобили ещё долго будут оставаться на дорогах, они уже не являются авангардом транспортных инноваций.
