Torque is de naam van het spel. Er is een hoog koppel nodig om zware lasten te verplaatsen. Als je een benzinemotor vergelijkt met een vergelijkbare dieselmotor, zal de diesel altijd een hoger koppel hebben. Het hogere koppel komt voort uit de behoefte aan een hogere compressieverhouding die nodig is voor compressieontsteking. Om de hogere compressieverhouding te bereiken is een langere slag vereist. De langere slag wordt veroorzaakt door een grotere krukas-offset. Deze offset geeft een groter koppel.

Een ander aspect is dat dieselmotoren een enorm koppel kunnen maken bij een zeer laag toerental. Simpel gezegd: meer brandstof is gelijk aan meer koppel als al het andere hetzelfde blijft. Een diesel heeft geen gaskleppen en zuigt bij elke slag de maximale hoeveelheid lucht aan. Bij een diesel is de hoeveelheid toegevoegde brandstof wat het vermogen bepaalt. De gashendel bepaalt hoeveel brandstof wordt toegevoegd. Dit betekent dat een diesel altijd mager rijdt. Bij stationair draaien verbruikt de motor nauwelijks brandstof. Dit arme mengsel maakt het mogelijk om grote hoeveelheden brandstof toe te voegen, zelfs bij een laag toerental. Een benzinemotor daarentegen moet het brandstofmengsel altijd optimaal stoichiometrisch houden. Deze behoefte om het mengsel correct te houden, betekent dat om meer brandstof te krijgen, de motor naar hogere RPM's moet draaien. Dit betekent dat een benzinemotor zijn koppel bij een veel hoger toerental haalt dan een diesel. Deze hoge koppelkarakteristiek maakt een benzinemotor moeilijk te besturen, waardoor het toerental constant hoog moet worden gehouden.

Het enige echte nadeel van deze koppelproductie is een beperkt toerental. Dit wordt gecompenseerd door een versnellingsbak met heel veel versnellingen.

Als er een benzinemotor zou worden gebruikt, zou deze veel groter moeten zijn. De veel grotere motor zou zorgen voor een hoger brandstofverbruik.

Een belangrijke, maar vaak over het hoofd geziene reden voor de dominantie van benzinemotoren in personenauto's is de behoefte aan dieselmotoren in zware voertuigen. Een bepaalde hoeveelheid ruwe olie levert, afhankelijk van de samenstelling, een bepaalde hoeveelheid diesel, een bepaalde hoeveelheid benzine, een bepaalde hoeveelheid kaarsvet en een bepaalde hoeveelheid andere aardolieproducten op. Daarom , als we de hoeveelheid van een van deze producten die we nodig hebben als constant instellen, dan hebben we ook de hoeveelheden van alle andere producten als constant vastgelegd.

Zoals vini_i in een ander antwoord heeft uitgelegd, diesels meer koppel produceren als bijproduct van de technische beslissingen bij het creëren van een motor met een hogere compressieverhouding. De zware voertuigen krijgen de dieselaangedreven motoren die koppel produceren. Laten we de hoeveelheid dieselbrandstof bepalen die nodig is om de goederen van een bepaald land via diesel te vervoeren. Nu hebben we een vaste hoeveelheid benzine die werd geproduceerd als bijproduct bij de productie van die dieselbrandstof. Het is veel logischer om benzinemotoren in de personenauto's te plaatsen die deze overgebleven benzine kunnen verbranden, dan om dieselmotoren in de personenwagens te plaatsen die dan zullen strijden om de vaste hoeveelheid geproduceerde diesel.

Aldus , is geen van beide motortypes economisch goed geschikt voor gebruik in alle voertuigen, ongeacht technische overwegingen. Telkens wanneer brandstof voor het ene motortype wordt aangemaakt, wordt brandstof voor het andere motortype aangemaakt als bijproduct en komt er iemand langs met een motor die dat bijproduct kan verbranden.

Op de belangrijkste vraag van OP: "Waarom gebruiken zware voertuigen bijna altijd dieselmotoren?" Antwoord: Kosten en betrouwbaarheid. Dieselmotoren zijn aanzienlijk duurder, maar hebben een veel langere levensduur dan benzinemotoren. Voor een bedrijfsvoertuig dat elke dag de hele dag op de weg is, levert dit een grote besparing op vanwege het betere brandstofverbruik en minder stilstand voor reparaties.

Op de aanvullende vraag van het OP over lichte voertuigen diesel gebruiken: in de Verenigde Staten heeft diesel een zeer negatief consumentenimago: het is vies, luidruchtig, traag, enz. Autobedrijven beweren dat, zelfs als dieselaangedreven consumentenvoertuigen superieur zijn aan benzine, consumenten in de VS winnen koop ze niet. Het is niet de moeite waard om de geldigheid van die bewering hier te bespreken, maar het is vermeldenswaard dat in andere plaatsen, zoals Europa, een groot percentage van de consumentenvoertuigen diesel is. Dus het antwoord is misschien meer cultureel dan wetenschappelijk (of ik nu bedoel de Amerikaanse consumentencultuur of de Big Three-cultuur van autobedrijven staat open voor interpretatie).

Gegeven twee motoren met hetzelfde gewicht, die beide werken met hun respectieve optimale efficiëntie (d.w.z. maximaal mechanisch werk per eenheid chemische enthalpie in de verbrande brandstof), zul je eindigen met een vergelijkbaar brandstofverbruik voor elk motortype. Maar een dieselmotor zal hier doorgaans iets meer vermogen uit halen, door meer koppel te leveren; zo is het efficiënter.

Een dergelijk optimaal rendement wordt echter altijd bereikt bij een vrij laag toerental. Nu bieden zuigermotoren eigenlijk het meeste vermogen bij hoog RPM, zij het ten koste van verminderde efficiëntie. D.w.z. door terug te schakelen en hoger te zetten, krijgt u aanzienlijk meer vermogen (en hebt u veel meer brandstof nodig). Omdat Otto-motoren nu hoger kunnen worden toeren dan dieselmotoren (en ook de neiging hebben om veel sneller te reageren), zijn ze geschikter voor dit soort "overklokken" en daarom aantrekkelijker voor sportwagens. Voor vrachtwagens is dit echter niet economisch.

Als je wilt, is een Otto-motor een compromis tussen een dieselmotor (zwaar; goed rendement bij laag toerental; weinig extra vermogen bij hoog toerental) en een gasmotor. turbine (zeer licht; vreselijke efficiëntie bij laag toerental; veel vermogen bij hoog toerental).

Een andere overweging, althans in het Verenigd Koninkrijk, is dat je 'rode diesel' (diesel, rood geverfd) kunt kopen voor gebruik in de landbouw, stationaire generatoren enzovoort met veel minder belasting. Momenteel is diesel hier ongeveer £ 1,10 per liter (lokale garage, reed eerder voorbij), terwijl de laatste keer dat ik rode diesel kocht ongeveer £ 0,60 per liter was.

Ik weet niet of dit soort dingen gebeurt in andere landen, maar gezien de gelijkenis in de prestaties van diesel / benzine (benzine), betekent deze aanzienlijke verlaging van de brandstofkosten dat diesel de voorkeursbrandstof is voor tractoren en landbouwmachines of voor elke motor die de wielen van een wegvoertuig niet aandrijft, zoals koelsystemen en generatoren etcetera. Als iets soortgelijks gebeurt in andere landen, is dit ongetwijfeld een reden dat dieselmotoren deze industrieën domineren. Je zou niet in staat zijn om een ​​benzinemotor te maken die tijdens zijn levensduur voldoende minder brandstof zou verbruiken om zo'n verschil in brandstofkosten terug te verdienen.

Ik weet het niet, maar ik durf te suggereren dat een dergelijke situatie zich heeft voorgedaan. jaren geleden, toen benzinemotoren eenvoudigweg niet het vereiste koppel of de betrouwbaarheid onder de vereiste omstandigheden konden produceren, had diesel de voorkeur. De wetgeving inzake brandstofbelasting voor verschillende toepassingen zal de moderne ontwikkelingstempo van particuliere bedrijven niet bijhouden.

Toegegeven, het argument van rode diesel snijdt het niet bij wegvoertuigen, maar als je bedenkt dat de lading die in een 40 'aanhanger wordt getrokken vergelijkbaar is met die van een tractor en een aanhanger in een veld, is het gemakkelijker voor motorfabrikanten om twee vergelijkbare motoren op de markt te maken. Ik weet nergens dichtbij genoeg wie de eigenaar van wie is als het gaat om fabrikanten van dieselmotoren in de afgelopen vijftig jaar, maar het is in ieder geval wat twijfelachtig.

Ten slotte, als iedereen diesel zou gebruiken, zou de politie elk voertuig moeten controleren op rode diesel in de brandstoftank, in plaats van het kleine percentage dat het vandaag haalbaar zou kunnen gebruiken. Dit zou regeringen en oliemaatschappijen vele miljoenen aan gederfde inkomsten kosten, wat natuurlijk ondenkbaar zou zijn.

Enkele goede en bijna goede antwoorden hier.

Dieselmotoren (of welke zuiger dan ook) - in tegenstelling tot wat hierboven wordt beweerd - hebben niet per se een lange slag nodig voor hoge compressie; maar ze hebben vaak vierkante boringen en / of slagen die niet kort zijn (volgens typische benzinemotorennormen).

Dieselmotoren hebben - in tegenstelling tot wat hierboven wordt beweerd - gaskleppen; deze regelen de inkomende luchtstroom - die op zijn beurt het koppel, het vermogen en het toerental regelt. . etc.

Hoge compressie kan worden bereikt met en zonder de slag te veranderen, en dit kan worden gedaan door de lengte van de drijfstang te veranderen (niet hetzelfde als de slag) zodat de zuiger verder op het cilinderblok wordt geplaatst en mogelijk uitsteekt in de verbrandingskamer, en / of door de geometrie van de zuiger te veranderen.

Een grotere slag kan en zal vaak leiden tot een groter ogenblikkelijk en samengesteld moment op de krukas (denk aan hefboomwerking met een grote sleutel; aangezien dit [plus meer wrijving] precies is wat je geeft aan de BMEP en / of kracht uitgeoefend op de zuiger die wordt geproduceerd door elk verbrandingsproduct wanneer het met een lange slag / "hendel" op de krukas is aangesloten); maar - zoals gezegd - het verhoogt ook de wrijving.

Dieselmotoren kunnen doorgaans een extreem hoge compressie hebben (veel hoger dan typische benzinemotoren) vanwege de brandstof die ze gebruiken die - onder andere - niet comprimeert -ontbranding bij compressieverhoudingen die dat zou doen in een typische benzinemotor.

Zoals de reacties en opmerkingen van hierboven zeggen; de naam van het spel is altijd Torque.

En dat - plus de mogelijkheid om hoge koppelcijfers te produceren, zowel betrouwbaar als (voor het uitgevoerde werk) economisch - is de reden waarom dieselmotoren worden gemaakt.

HorsePower (een kracht die gerelateerd is aan objecten [een vrachtwagen] die in een rechte lijn en / of lineair vlak bewegen) is simpelweg een product van koppel (een kracht geassocieerd met objecten [een krukas] die draaien en / of roteren); de hoeveelheid koppel geproduceerd in een bepaalde tijd en / of toeren.

Aangezien er echt een paar dingen zijn die de aandrijflijningenieur kan doen om de output van elke (diesel / benzine) zuigermotor te verhogen (afgezien van het verhogen van het verbrandings- en / of slagvermogen van brandstof, het verhogen van de statische motorcapaciteit, het verhogen van de compressie) , het verminderen van wrijving / reciproque gewicht. .etc), houd er dan rekening mee dat toenemende compressie rechtstreeks verband houdt met zowel het verhogen van de efficiëntie als het rendement.

In tegenstelling tot bijvoorbeeld het vergroten van de statische motorcapaciteit; als een 454 cubic inch chev (<7 liter) is niet per se efficiënter dan bijvoorbeeld een moderne 3 liter V6 - ondanks dat de 454 waarschijnlijk krachtiger is - op voorwaarde dat de 3 liter V6 geen turbocompressor had.

Zelfs dan, geef de 454 een turbocharger en je zult een wonderbaarlijk koppel en vermogen hebben van meer dan 1500 pk en mogelijk bijna 2000 pk, op voorwaarde dat alle afstemming / brandstofvoorziening goed wordt gedaan.

Dus dieselmotoren zijn ontworpen om een ​​aanzienlijk koppel te produceren via het bovenstaande genoemde ontwerpbenaderingen en zeer hoge compressie / verbranding.

De lengte van de slag in een dieselmotor heeft meer te maken met maximale koppelopwekking (uit het verbrandingsproduct) en / of ontwerp - dan met pure compressie; maar - zoals hierboven vermeld - het kan ook helpen bij de compressie.

Het verbrandingsproces is complex, en dit is een plaats waar efficiëntie, economie en koppel / vermogen kunnen worden gemaximaliseerd.

Daarom zien we moderne benzineauto's - vooral de Europese - allemaal met directe injectie naar buiten komen; zoals de meeste diesels al jaren hebben.

Op deze manier kan het verbrandingsproces beter worden gecontroleerd onder alle omstandigheden en rijmodi.

Dieselmotoren - in tegenstelling tot de meeste typische benzinemotoren, vooral die van tien jaar geleden - zorg er bijna altijd voor dat ze precies in het bovenste dode punt (BDP) vuren, omdat ze afhankelijk zijn van compressieontsteking.

Veel typische benzinemotoren - sommige zelfs nu nog - zijn niet nauwkeurig genoeg om elke verbrandingscyclus direct op TDC af te vuren vanwege de complexiteit van een motor en de snelheid waarmee de dingen binnenin bewegen; en als dit niet gebeurt, nemen de efficiëntie en het koppel snel af.

Hoe sneller een motor draait, hoe moeilijker het is om ervoor te zorgen dat elke verbrandingscyclus precies op het BDP vuurt; dit is een van de redenen waarom niet-dieselmotoren tegenwoordig allemaal individuele bobines hebben (voor elke stekker) en een of andere vorm van elektronische / computergestuurde ontsteking.

Vergelijkbaar is dat dieselmotoren geen elektronische ontstekingssystemen nodig hebben allemaal, en ze hebben ook geen hoge krukassnelheden (een oceaanstomer-diesel zal zelden meer dan 250-300 tpm halen, als dat zo is).

Dieselmotoren zijn in principe ook gebouwd om een ​​aanzienlijk koppel te genereren uit zeer lage voertuig- / motortoerentallen, en ze gebruiken ook een brandstof die is ontworpen (toen de enige beschikbare benzinebrandstof lood was) om een ​​zeer hoge compressieverhouding mogelijk te maken.

Het is een misvatting dat dieselmotoren veel efficiënter dan typische moderne benzinemotoren.

Gewoonlijk - een decennium geleden - was het het vermogen van de dieselmotor om een ​​aanzienlijk koppel te leveren bij lage voertuig- / motortoerentallen, gecombineerd met het vermogen om hoge compressieverhoudingen te ondersteunen, en ook het feit dat dieselmotoren een turbocompressor hadden ; dat zorgde vaak voor de waargenomen efficiëntie en andere voordelen ten opzichte van de typische benzinemotor.

Tegenwoordig - vooral bij niet-gelode benzineproducten die een hoge compressie ondersteunen - hebben typische benzinemotoren niet alleen turbocharged, direct ingespoten en hoge compressieverhoudingen, maar ze zijn ook in staat tot beide, grotere krukasrotatie snelheidsbandbreedtes dan dieselmotoren en die ook hoge koppelcijfers produceren bij lage krukasrotatiesnelheden.

Dat raakt hetzelfde doel als verschillende van de unieke verkoopproposities die voorheen diesels aanboden.

Toch zal de dieselmotor nog een tijdje aan populariteit genieten omdat diesel iets goedkoper is dan gewone benzine.

Plus, dieselmotoren; (a) zijn robuust, (b) zijn relatief eenvoudig, (c) ze werken meestal met lage snelheden [en zijn daarom koppelproducten en "redelijk" economisch / kosteneffectief], (d) ze vereisen geen geavanceerde kleppentrein en / of overwegingen bij het ontstekingssysteem, en, (e) wanneer ze zijn ontworpen om in 2-taktmodus te werken, kunnen ze worden geïmplementeerd om grotere koppeloutputs te leveren met soms evenveel of minder complexiteit, met name met betrekking tot overwegingen van kleppentreinen. / p>

Dat gezegd hebbende, denk ik, de combinatie van de langzame ondergang van de fossiele-brandstofindustrie, het koolstof- / vervuilingsbeleid van de meeste landen in de eerste wereld, en ook de opkomst van hybride / zelfstandige elektromotoren in personenauto's, zal waarschijnlijk - tenzij het aanzienlijk evolueert - de dieselmotor binnen de komende 10 jaar uitschakelen.