왜 무거운 차량이 거의 항상 디젤 엔진을 사용합니까?

대형 트럭 및 버스와 같은 대형 차량이 거의 항상 디젤 엔진을 사용하는 이유가 항상 궁금했지만 경 자동차에는 디젤 엔진과 가솔린 엔진 중 하나를 선택할 수 있습니다.

엔진 효율은 디젤 엔진에 대한 선호도를 설명 할 수 있지만 경차에서도 이것이 유효한 고려 사항이 아닌가? 디젤 엔진을 사용하면 효율성이 높아 지므로 모든 자동차는 디젤 엔진을 사용해야합니다.

그렇다면 왜 대형차는 거의 항상 디젤 엔진을 사용하지만 경차는 가솔린과 디젤 중에서 선택할 수 있습니까?

Atkinson주기를 사용한 하이브리드 기술과 같은 현대 기술이 가솔린 엔진을 대형 차량에도 사용할 수 있습니까? 2016 년에 Toyota Kinus의 Atkinson주기 엔진의 열 효율은 40 %입니다. 이것은 제 생각에 디젤과 매우 흡사하며, 기술이 확장되면 가솔린 기술을 대형 차량에 가져올 수 있습니다.

토크는 게임의 이름입니다. 무거운 짐을 옮기려면 높은 토크가 필요합니다. 가솔린 엔진을 비교 가능한 디젤 엔진과 비교하면 디젤은 항상 더 높은 토크를 갖습니다. 더 높은 토크는 압축 점화에 필요한 더 높은 압축비의 필요성에서 비롯됩니다. 더 높은 압축률을 얻으려면 더 긴 스트로크가 필요합니다. 스트로크가 길수록 크랭크 샤프트 오프셋이 커집니다. 이 오프셋은 더 큰 토크를 제공합니다.

또 다른 측면은 디젤이 매우 낮은 RPM에서 엄청난 토크를 만들 수 있다는 것입니다. 다른 모든 것들이 동일하게 유지 될 때 더 많은 연료를 더 많은 토크와 동일하게 넣으십시오. 디젤에는 스로틀 플레이트가 없으며 모든 스트로크에서 최대 공기량을 소비합니다. 디젤에서 추가되는 연료의 양은 동력을 제어합니다. 스로틀은 연료의 추가 량을 제어합니다. 이것은 디젤이 항상 희박하게 운행됨을 의미합니다. 공전시 엔진은 연료를 거의 사용하지 않습니다. 이 희박 혼합물은 낮은 RPM에서도 많은 양의 연료를 첨가 할 수 있습니다. 반면에 가솔린 엔진은 항상 연료 혼합물을 최적의 화학량 론으로 유지해야합니다. 이것은 혼합물을 올바르게 유지해야한다는 것은 더 많은 연료를 얻기 위해서는 엔진이 더 높은 RPM으로 회전해야한다는 것을 의미합니다. 이것은 가솔린 엔진이 디젤보다 훨씬 높은 RPM에서 토크를 낸다는 것을 의미합니다.

이 토크 생산의 유일한 단점은 제한된 RPM입니다. 이것은 많은 기어가있는 기어 박스에 의해 보상됩니다.

휘발유 엔진을 사용한다면 훨씬 더 커야합니다. 엔진이 클수록 연료 소비가 커집니다.

승용차에서 휘발유 엔진이 우세한 주요 이유는 종종 간과되는 이유는 무거운 차량에 디젤 엔진이 필요하기 때문입니다. 조성에 따라 주어진 양의 원유는 주어진 양의 디젤, 주어진 양의 휘발유, 주어진 양의 양초 왁스 및 특정 주어진 양의 다른 석유 제품을 생산합니다. 따라서 우리가 필요한 제품 중 하나의 양을 일정하게 고정하면 다른 모든 제품의 수량도 일정하게 고정합니다.

vini_i가 다른 답변에서 설명했듯이, 디젤은 더 높은 압축비 엔진을 만들 때 엔지니어링 결정의 부산물로 더 많은 토크를 생성합니다. 무거운 차량에는 디젤 구동 토크 생성 모터가 장착됩니다. 디젤을 통해 특정 국가의 상품을 이동시키는 데 필요한 디젤 연료의 양을 고정합시다. 이제 우리는 디젤 연료를 생산하는 부산물로 생산 된 고정 된 양의 휘발유를 얻었습니다. 이 남은 휘발유를 태울 수있는 승용차에 가솔린 엔진을 장착하는 것이 승용차에 디젤 엔진을 장착하는 것보다 생산되는 고정 된 양의 디젤과 경쟁하는 것이 훨씬 더 합리적입니다.

따라서 기술적 고려 사항에 관계없이 엔진 유형이 모든 차량에 경제적으로 적합하지는 않습니다. 하나의 엔진 유형에 대한 연료가 생성 될 때마다 다른 엔진 유형에 대한 연료가 부산물로 생성되고 누군가가 해당 부산물을 태울 수있는 엔진이 함께 제공됩니다.

OP의 주요 질문 :“대형 차량은 거의 항상 디젤 엔진을 사용하는 이유는 무엇입니까?” 답변 : 비용과 신뢰성. 디젤 엔진은 상당히 비싸지 만 가솔린 엔진보다 수명이 몇 배나 더 깁니다. 하루 종일 매일 운행되는 상용 차량의 경우, 연비 개선과 수리 중단 시간으로 인해 비용이 크게 절감됩니다.

디젤을 사용하는 경차에 대한 OP의 추가 질문 : 미국에서 디젤은 매우 부정적인 소비자 이미지를 가지고 있으며, 더럽고, 시끄럽고, 느리다. 미국에서는 구입하지 않습니다. 여기에서 그 주장의 타당성을 논할 가치는 없지만 유럽과 같은 다른 곳에서는 많은 소비자 차량이 디젤이라는 점은 주목할 가치가 있습니다. 따라서 대답은 과학적인 것보다 훨씬 문화적 일 수 있습니다 (미국 소비자 문화 또는 Big Three 자동차 회사 문화가 해석을 위해 열려 있는지 여부에 관계없이).

각각의 최적 효율 (즉, 연소 된 연료에서 화학 엔탈피 단위당 수행되는 최대 기계 작업)에서 작동하는 유사한 무게의 두 개의 엔진이 주어지면 두 엔진 유형에 대해 유사한 연료 소비로 끝납니다. 그러나 디젤 엔진은 일반적으로 더 많은 토크를 제공하여 이로부터 약간 더 많은 동력을 제공합니다. 그것이 더 효율적인 방법입니다.

그러나 이러한 최적 효율은 항상 매우 낮은 RPM에서 도달합니다. 이제 피스톤 엔진은 효율이 떨어지지 만 실제로는 높은 RPM 에서 대부분의 동력을 제공합니다 . 즉, 아래로 이동하고 위로 올리면 훨씬 더 많은 힘을 얻습니다 (그리고 훨씬 더 많은 연료 가 필요합니다 ). 이제 오토 엔진은 디젤 엔진보다 더 높은 속도로 회전 할 수 있고 (더 빠르게 반응하는 경향이 있기 때문에) 이러한 종류의 "오버 클로킹"에 더 적합하므로 스포츠카에 더 매력적입니다. 트럭의 경우 이것은 경제적이지 않습니다.

그렇다면 Otto 엔진은 디젤 엔진 (무거움; 낮은 RPM에서 우수한 효율, 높은 RPM에서 약간의 추가 전력)과 가스 터빈 (매우 가벼운; 낮은 RPM에서 끔찍한 효율; 높은 RPM에서 많은 전력) ).

적어도 영국에서는 고려해야 할 또 다른 사항은 농업용, 고정 발전기 등 세금을 훨씬 적게 사용하기 위해 "적색 디젤"(디젤 연료, 염색 된 빨간색)을 구입할 수 있다는 것입니다. 현재 디젤은 리터당 1.10 파운드 (현지 차고, 과거에 탔다)인데, 마지막으로 빨간 디젤을 샀을 때 리터당 £ 0.60이었다.

이런 종류의 일이 다른 나라에서 발생하는지는 모르겠지만 디젤 / 석유 (가솔린) 성능의 유사성을 감안할 때 연료 비용이 크게 줄어든다는 것은 디젤이 트랙터와 농업 기계 또는 엔진에 적합한 연료임을 의미합니다. 냉동 시스템 및 발전기 등과 같은 도로 주행 차량의 바퀴를 운전하십시오. 다른 국가에서도 이와 비슷한 일이 발생하면 디젤 엔진이 이러한 산업을 지배하는 이유는 의심 할 여지가 없습니다. 그러한 연료비 차액을 회수하기 위해 수명 동안 연료를 충분히 적게 사용하는 휘발유 엔진을 만들 수 없을 것입니다.

모르겠지만 나는 몇 년 전에 가솔린 엔진이 필요한 조건에서 필요한 토크 또는 신뢰성을 생산할 수 없었기 때문에 디젤이 선호되는 옵션이었던 상황을 제안하기 위해 벤처를 할 것입니다. 다양한 용도의 연료세에 관한 법률은 민간 기업의 최신 개발 속도를 따라 가지 못할 것입니다.

물론, 빨간 디젤 논증은 도로 주행 차량과는 잘 맞지 않지만 40 '트레일러에서 가져온 하중이 트랙터 및 필드의 트레일러와 견줄 만하다고 생각하면 엔진 제조업체는 두 가지를 비슷하게 만드는 것이 더 쉽습니다. 시장에 맞는 엔진. 나는 지난 50 년 동안 누가 디젤 엔진 제조업체에 관해서 누가 누가 소유하고 있는지에 대해 충분히 알지 못하지만 적어도 의심의 여지가있는 음식입니다.

마지막으로 모든 사람이 디젤을 사용했다면 경찰은 오늘날 사용할 수있는 적은 비율이 아니라 연료 탱크에있는 빨간 디젤에 대해 모든 차량을 점검해야합니다. 이로 인해 정부와 석유 회사는 수백만 달러의 매출 손실을 겪게 될 것입니다.

여기에 약간의 좋은 대답이 있습니다.

위에서 주장한 것과 달리 디젤 (또는 피스톤) 엔진은 반드시 높은 압축을 위해 긴 스트로크가 필요하지는 않습니다. 그러나 그들은 종종 일반적인 가솔린 엔진 표준에 의해 짧지 않은 사각 구멍 및 / 또는 스트로크 아래에 있습니다.

위에서 주장한 것과 달리 디젤 엔진에는 스로틀 플레이트가 있습니다. 이것들은 들어오는 공기 흐름을 조절하여 토크, 동력 및 회전을 조절합니다. . 기타

스트로크를 변경하거나 변경하지 않고 높은 압축률을 달성 할 수 있으며, 스트로크 길이와 동일하지 않은 conrod 길이를 변경하여 피스톤을 실린더 블록 위로 올라가 연소실로 돌출시킬 수 있습니다. 피스톤 지오메트리를 변경하여

더 큰 스트로크는 크랭크 샤프트에서 즉각적이고 복합적인 토크 모멘트로 이어질 수 있으며 종종 큰 렌치로 레버리지를 생각합니다. 그것이 긴 스트로크 / "레버"로 크랭크 샤프트에 연결될 때 각각의 연소 생성물); 그러나 언급했듯이 마찰도 증가합니다.

디젤 엔진은 일반적으로 일반적인 가솔린 엔진에서와 같은 압축비로 압축 점화하지 않는 연료로 인해 일반적으로 매우 높은 압축률 (일반 가솔린 엔진보다 훨씬 높음)을 실행할 수 있습니다.

위의 답변과 메모에서 알 수 있듯이; 게임 이름은 항상 토크입니다.

그리고 디젤 엔진이 만들어지는 이유와 함께 높은 토크 수치를 안정적으로 (작업을 위해) 경제적으로 생산할 수있는 능력이 있습니다.

HorsePower (일직선 및 / 또는 선형 평면에서 움직이는 물체 [트럭]과 관련된 힘)는 단순히 토크 (회전 및 / 또는 회전하는 물체 [크랭크 샤프트]와 관련된 힘)의 곱입니다. 주어진 시간 및 / 또는 revs에서 생성되는 토크의 양.

실제로 파워 트레인 엔지니어는 연료 연소 및 / 또는 스윕 용량 증가, 정적 엔진 용량 증가, 압축 증가, 마찰 감소를 제외하고 모든 (디젤 / 가솔린) 피스톤 엔진의 출력을 높이기 위해 할 수있는 일이 몇 가지 있기 때문에 / reciprocal weight ... 등)의 경우 압축 증가는 효율성 및 출력 증가와 직접적으로 관련이 있습니다.

정적 엔진 용량을 늘리는 것과 달리 454 입방 인치 쉐브 (<7 리터)는 현대 3 리터 V6보다 반드시 더 효율적일 필요는 없습니다.

그럼에도 불구하고 454를 터보 차지하면 1500HP 이상의 엄청난 토크와 파워를 얻을 수 있으며 모든 튜닝 / 연료가 올바르게 완료되면 2000HP에 접근 할 수 있습니다.

따라서 디젤 엔진은 위에서 언급 한 설계 방식과 매우 높은 압축 / 연소를 통해 상당한 토크를 생성하도록 설계되었습니다.

디젤 엔진 내에서 스트로크의 길이는 순수한 압축보다 (연소 제품으로부터) 최대 토크 생성 및 / 또는 디자인과 더 관련이 있습니다. 그러나 위에서 언급 한 것처럼 압축을 지원할 수도 있습니다.

연소 과정은 복잡한 과정이며 효율성, 경제성 및 토크 / 전력을 극대화 할 수있는 곳입니다.

이것이 바로 현대 가솔린 자동차, 특히 유럽 자동차를 모두 직접 분사로 보는 이유입니다. 대부분의 디젤이 수년간 사용했던 것처럼

이러한 방식으로 모든 조건과 운전 "모드"에 대해 연소 공정을보다 잘 제어 할 수 있습니다.

디젤 엔진-가장 일반적인 가솔린 엔진, 특히 10 년 전의 가솔린 ​​엔진과 달리 압축 점화에 의존한다는 사실 때문에 거의 항상 상사 점 (TDC)에서 정확하게 발사되도록 보장합니다.

오늘날의 일부 가솔린 엔진은 엔진의 복잡성과 내부의 물체가 얼마나 빠른지에 따라 TDC에서 모든 단일 연소 사이클을 정확하게 발사 할 수있는 정확성이 없습니다. 그리고 이것이 일어나지 않을 때 효율과 토크가 곧 떨어집니다.

엔진 회전 속도가 빠를수록 모든 단일 연소 사이클이 TDC에서 바로 발사되도록하는 것이 더 어렵습니다. 이것이 오늘날 비 디젤 엔진이 모두 개별 코일 팩 (각 플러그마다)과 전자 / 컴퓨터 제어 점화 형태를 갖는 이유입니다.

이에 비해 디젤 엔진에는 전자 점화 시스템이 전혀 필요하지 않으며 크랭크 샤프트 속도도 높지 않습니다 (해양 라이너 디젤은 250-300 rpm을 넘지 않습니다).

디젤 엔진은 또한 기본적으로 매우 낮은 차량 / 엔진 속도에서 상당한 토크를 발생 시키도록 제작되었으며, 매우 높은 압축비를 촉진하도록 설계된 연료 (유일한 휘발유 연료를 이끌었을 때 다시 사용)도 사용합니다.

디젤 엔진이 일반적인 현대 가솔린 엔진보다 훨씬 효율적이라는 것은 잘못된 생각입니다.

보통 10 년 정도 전에 디젤 엔진의 낮은 차량 / 엔진 속도에서 상당한 토크를 제공하는 능력과 높은 압축 비율을 지원하는 능력 및 디젤이 터보 차지되었다는 사실과 함께; 그것은 종종 전형적인 가솔린 엔진에 비해 인식 된 효율과 다른 장점을 제공했습니다.

요즘-특히 높은 압축을 지원하는 무연 가솔린 제품의 경우 일반적인 가솔린 엔진은 터보 차저, 직접 분사 및 높은 압축비뿐만 아니라 디젤보다 더 큰 크랭크 샤프트 회전 속도 대역폭과 생산 능력을 모두 갖추고 있습니다 낮은 크랭크 샤프트 회전 속도에서도 큰 토크 수.

이는 이전에 디젤이 제공했던 몇 가지 독특한 판매 제안과 같은 목표를 달성했습니다.

그럼에도 불구하고 디젤 연료는 일반적인 가솔린보다 약간 저렴하기 때문에 디젤 모터는 오랫동안 인기를 누릴 수 있습니다.

또한, 디젤 엔진; (a) 견고하고 (b) 비교적 단순하다. (c) 일반적으로 저속에서 작동하기 때문에 (토크 제품이며 "합리적으로"경제적 / 비용 효과적 ") (d) 정교한 밸브 트레인이 필요하지 않음 및 / 또는 점화 시스템 고려 사항, 및 (e) 2- 스트로크 모드에서 작동하도록 설계 될 때, 특히 밸브 트레인 고려 사항과 관련하여 때때로 동일하거나 적은 복잡도로 더 큰 토크 출력을 생성하도록 구현 될 수있다.

즉, 화석 연료 산업의 느린 사망, 대부분의 세계 국가의 탄소 / 오염 정책, 그리고 승용차 내 하이브리드 / 독립형 전기 모터의 상승이 합쳐진 경우가 아니라고 생각합니다. 진화-향후 10 년 안에 디젤 엔진을 제거하십시오.