Регистрация Войти
Вопрос

Почему в автомобилях не используется керосин (и не оптимизированы двигатели для работы на керосине)?

На SE:Aviation кто-то спросил почему самолёты не работают на бензине.



В комментарии ниже говорится следующее:




Лучше спросить, почему машины работают на бензине, а не на керосине.
– Арон




Итак, я задаюсь тем же вопросом.
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/44520/why-dont-cars-use-kerosene-and-engines-optimized-for-kerosene
1
+ Читать

0 Комментариев

  1. Там, где я живу, некоторые люди заправляют свои бензиновые/газовые автомобили керосином. Правда, у них старые двигатели: американские автомобили 50-х годов и советские «Лады» и «Москвичи» 60-х годов. Они предварительно нагревают керосин перед подачей в двигатель, который находится между карбюратором и впускным коллектором. Когда керосин проходит через него, он испаряется, и двигатель может работать. Им также нужно изменить время зажигания. Эти автомобили «достаточно хорошо» работают на керосине, вы можете почувствовать разницу в запахе, и они просто ездят... однако их мощность и приемистость сильно снижаются.

  1. Двигатели (и, соответственно, реактивные турбины) были оптимизированы для работы на определённом топливе (бензине, дизельном топливе или керосине соответственно), и наоборот. Если бы турбины лучше работали на «немного другом» керосине, то и керосин производился бы «немного другим». Если бы можно было сконструировать турбины так, чтобы они лучше работали на имеющемся керосине, то эти изменения были бы внесены (при условии, что они технически и экономически целесообразны).



    Таким образом, автомобили работают на соответствующем топливе, потому что керосин - плохой выбор для их типов двигателей. А типы двигателей - хороший выбор с точки зрения размера / веса / мощности / цены /... требования к автомобилю.
    Вы могли бы построить автомобиль с турбонаддувом и заправлять его керосином. В результате получилось что-то вроде этого:



    https://en.wikipedia.org/wiki/ThrustSSC



    Вы могли бы установить рекорд скорости, но даже не думайте о том, чтобы припарковаться (не говоря уже о том, чтобы ехать) на нём в городе...



    P.S.:
    Я заметил, что реактивные двигатели на автомобилях распространены «более широко», чем я предполагаю выше:
    https://en.wikipedia.org/wiki/Реактивный_автомобиль

  1. Двигатели могут работать на керосине, но запуск в холодную погоду затруднён, так как испарение происходит не так хорошо (я много раз использовал его в Landrovers на ферме). Тракторы Furguson использовали бензин для прогрева, а затем переходили на керосин без каких-либо негативных последствий. Однако из-за худшего испарения необходимо корректировать время зажигания, и производительность снижается

  1. Причина в том, что дизельное топливо может сгорать как после сжатия, так и само по себе. В случае с керосином такой возможности нет. Таким образом, это лучшая из возможных причин, по которой не стоит использовать керосин в качестве топлива.
    Смазывающая способность у него определённо ниже, как и энергетическая ценность (особенно летом).



    Но:



    Он будет нормально работать на дизельном топливе, если добавить двухтактное масло для повышения смазывающей способности.
  1. Я попытался добавить изображение из статьи, но система выдаёт сообщение «Формат не поддерживается».
  1. Некоторые спортивные самолёты можно заказать как с бензиновым (с октановым числом 140!), так и с дизельным двигателем. По словам производителя, дизельный вариант работает на «чистом дизельном топливе, чистом авиационном керосине (используемом в реактивных самолётах) или на любой их смеси».
  1. @GdD Я пробовал перейти по ссылке с нескольких разных компьютеров, подключённых к разным интернет-провайдерам, и с помощью нескольких разных VPN-сервисов на базе браузера — каждый раз получалось.
  1. Эта ссылка недействительна @iheanyi
  1. Вот ещё несколько источников, подтверждающих, что в дизельном топливе содержится примерно на 13 % больше энергии на единицу объёма, чем в бензине: pastebin.com/aFz8yVne

  1. Во многом это связано с историей. Когда автомобили только появились, бензин был побочным продуктом при производстве керосина из нефти. В то время керосин был гораздо более ценным товаром, потому что его широко использовали для освещения, поэтому никто не хотел использовать его для транспорта. Нефтяные компании продвигали бензин как автомобильное топливо, чтобы найти ему применение, и это оказалось хорошим решением, потому что в то время технологии предпочитали более лёгкое топливо. Бензин стал популярным, и это привело к тому, что он вытеснил керосин в качестве основного вида топлива. Термический крекинг был разработан для получения большего количества бензина из сырой нефти, что позволило автомобильной промышленности продолжать развиваться.


  1. Основная причина заключается в том, что бензин более эффективен. Он легко испаряется (температура кипения ниже, чем у воды), сгорает быстрее и полнее. Кроме того, он сгорает чище, чем керосин.



    Керосин ближе к дизельному топливу и менее очищен. Он может выдерживать более высокие температуры, прежде чем испарится. Это означает, что его не так легко поджечь, как бензин.



    Ссылка: «В чём разница между бензином, керосином, дизельным топливом и т. д.?»; 1 апреля 2000 г. HowStuffWorks.com
  1. @nigel222 Да, я упомянул выбросы как один из факторов. Конечно, есть аргументы в пользу того, что этот фактор будет играть всё более важную роль, но мой комментарий был основан на том, что известно сегодня/возможно с учётом современных технологий. С учётом того, что известно сейчас, вес, мощность и выбросы сами по себе указывают на снижение популярности дизельного топлива, несмотря на его пользу для здоровья населения.
  1. @iheanyi Влияние выбросов дизельных автомобилей на здоровье населения в городах является основным аргументом в пользу отказа от большинства дизельных автомобилей. Количество доказательств вреда для здоровья как от оксидов азота, так и от сверхмелких твёрдых частиц продолжает расти (сравните с сигаретами и этилированным бензином). Говоря прямо, дизельные автомобили в районах с высокой плотностью движения убивают людей. Если моя следующая машина не будет электрической, то она точно будет бензиновой (и единственный способ, которым я могу оправдать свою нынешнюю машину перед собственной совестью, — это то, что я живу в сельской местности и очень редко езжу в большой город).
  1. На самом деле цифры взяты из другой статьи в Википедии. Почему бы вам не дать ссылку на одну из этих научно обоснованных статей, которая подтверждает ваше утверждение о том, что плотность энергии дизельного топлива составляет 5 % от плотности энергии бензина.
  1. Я написал не одну статью об энергетической плотности топлива @iheanyi, в которых использовал несколько источников. Вы взяли цифру из графика, на котором нет точных значений. Это полезный график, но я бы не стал на его основе выводить точную цифру.
  1. @GoD информация о плотности энергии на странице в Википедии не соответствует действительности. Посмотрите страницу с эквивалентом галлона бензина, вот эту страницу eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=9991 , или проведите собственное исследование.
  1. Это неверно, @iheanyi. У дизельного топлива теплотворная способность составляет 35,8 МДж/л, а у бензина — 34,2 МДж/л. Разница между ними составляет 4,68 %, а не 13 %.
  1. @GdD плотность и удельная энергоёмкость — это разные вещи. Дизельное топливо содержит как минимум на 13 % больше энергии на единицу объёма.
  1. @iheanyi, плотность дизельного топлива всего на 3,5 % выше по массе и на 4,6 % по объёму. Я бы не сказал, что это намного больше.
  1. @Chris, очень хорошая мысль! Мой ответ основан на соотношении затрат и выгод с учётом стоимости топлива в США.
  1. @iheanyi в Великобритании мы платим за дизельное топливо больше, чем за бензин, но расходуем его настолько меньше, что та же машина с дизельным двигателем обходится дешевле в обслуживании. По сути, это означает, что дополнительный вес двигателя не настолько велик, чтобы компенсировать разницу (конечно, плотность энергии тоже имеет значение). Мне нравится проезжать 600 миль на одном баке; у меня было и 750.
  1. Научное сообщество не пришло к единому мнению о том, вреднее ли твёрдые частицы, выделяемые дизельными двигателями, чем CO2. Есть данные, которые свидетельствуют о том, что таяние ледников может быть связано с тем, что они становятся серыми от пыли и поглощают больше тепла, чем температура окружающего воздуха. Но это уже не по теме.
  1. @Chris, вы меняете выбросы CO2 на выбросы оксидов азота, с которыми, судя по всему, сложно бороться с помощью современных технологий. Кроме того, оксиды азота способствуют образованию смога, который люди могут видеть. Что касается топливной эффективности, то здесь они примерно равны. Более лёгкий бензиновый автомобиль в сравнении с более тяжёлым дизельным в настоящее время практически не отличается по затратам. Таким образом, эти плюсы не дают дизельному двигателю преимущества.
  1. @iheanyi дизельный двигатель (даже без наддува) хорошо справляется с расходом топлива и выбросами CO2; но он проигрывает в плане выбросов оксидов азота и твёрдых частиц. Я думаю, мы вернёмся к бензину, потому что это проще, чем решать проблемы с загрязнением окружающей среды, связанные с дизельным двигателем и доказывать, что решение найдено, широкой общественности.
  1. @alephzero Ранние автомобильные технологии предпочитали такие виды топлива, как бензин, потому что они позволяли создавать относительно небольшие и лёгкие двигатели с приемлемой частотой вращения. Сегодня бензин по-прежнему имеет это преимущество: в условиях стремления к более экономичным, менее загрязняющим окружающую среду и лёгким транспортным средствам предпочтение отдаётся бензину. По мере роста популярности гибридов доля дизельного топлива будет сокращаться, поскольку электродвигатели могут составить ему серьёзную конкуренцию в плане крутящего момента. Появление дизельных двигателей с турбонаддувом помогло (сократило необходимую длину хода поршня при сжатии, что позволило увеличить число оборотов в минуту и мощность), но я не думаю, что это спасение для дизельных двигателей.
  1. Дизель — это не керосин @alephzero.
  1. @Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2 Я бы не стал рисковать и заправлять современный дизельный двигатель парафином, разве что в случае крайней необходимости, когда я бы рискнул сломать машину. Я знаю людей, которые заправляли старые дизельные двигатели (с механическим управлением) парафином/керосином, потому что это был самый простой способ его использовать.
  1. Следует понимать, что автомобиль, работающий на дизельном топливе, может работать и на керосине. Однако, как вы и сказали, керосин не так очищен, как дизельное топливо, и поэтому содержит больше загрязняющих веществ и не так эффективен. Не то чтобы я ездил на нём, но если бы пришлось, то можно было бы и так сделать.
  1. Что такое канюль?
  1. Но, пожалуйста, не заливайте керосин в бензиновый двигатель, так как его смазывающая способность значительно ниже обычной. В худшем случае у вас сломается толкатель.
  1. @alephzero Вы сильно ошибаетесь насчёт дизельного топлива. Дизельное топливо обладает гораздо большей плотностью энергии, чем бензин. Для правильного воспламенения необходимо сжать больше воздуха в топливной смеси, поэтому дизельные двигатели имеют более высокую степень сжатия. Однако более высокая степень сжатия требует более тяжёлых, крупных и прочных компонентов. Из-за необходимости учитывать эти ограничения дизельный двигатель аналогичного размера для легкового автомобиля может выдавать гораздо больший крутящий момент, но работать на более низких постоянных оборотах и иметь меньшую мощность, поскольку для ускорения этих деталей требуется гораздо больше энергии.
  1. «Поршневые двигатели лучше работают на более лёгком топливе». Это просто маркетинговая дезинформация. На самом деле это означает, что «поршневые двигатели предназначенные для более лёгкого топлива не работают на более тяжёлом топливе» — а это совершенно другое утверждение. Если бы это утверждение было верным, то почему более 50 % европейских автомобилей работают на дизельном топливе? (Подсказка: ответ не в том, что «американские автопроизводители умные, а европейцы глупые!»)
  1. Форсуночные насосы современных дизельных двигателей с системой Common Rail очень легко выходят из строя из-за недостаточной смазывающей способности топлива (вызванной использованием топливных присадок). Я сомневаюсь, что вы рискуете запустить такой двигатель на керосине, ведь это гарантированно приведёт к серьёзным повреждениям. Кроме того, вы, скорее всего, засорите сажевый фильтр, а это ещё один дорогостоящий ремонт.
Вы уже ответили на этот вопрос