Miksi autot käyvät bensiinillä, kuorma-autot dieselillä, lentokoneet kerosiinilla ja laivat raskaalla polttoöljyllä?
Lyhyesti: jos tietty polttoaine vastaa parhaiten tietyn liikennemuodon käyttötarpeita, se on sopivin polttoaine kyseiselle ajoneuvolle.
Kuulostaako se vähän hämmentävältä? Anna minun purkaa se sinulle.
1
Bensiini ja autot
Bensiini on suhteellisen kevyt öljyfraktio; sillä on alhainen tiheys, alhainen lämpöarvo ja korkea haihtuvuus. Se palaa erittäin nopeasti raskaisiin öljyihin verrattuna-miettikää ruudin sytyttämisen ja nuotion sytyttämisen eroa.
Kuva
Bensiinimoottori
Mitä tulee itse moottoreihin: verrattuna laivojen (risteilyalukset tai sota-alukset) tai lentokoneisiin (lentokoneita tai hävittäjiä) autojen moottoreilta vaadittavat tekniset tiedot ovat melko vaatimattomia. Autot vaativat kuitenkin nopeaa kiihtyvyyttä ja kompakteja moottorikokoja. Esimerkiksi -suorituskykyiset urheiluautot kiihtyvät usein 0–100 km/h alle viidessä sekunnissa. Näin ollen moottorin on reagoitava nopeasti, mikä tekee bensiinistä-"räjähdysherkillä" palamisominaisuuksillaan-ihanteellisen parin autoihin.
2
Kerosiini ja lentokoneet
Lentopetrolia jalostetaan useilla prosesseilla sellaisista aineista kuin teollisuusbensiinistä ja parafiiniöljyistä. Verrattuna bensiiniin,-joka tislautuu pois aiemmin jalostusprosessissa,-kerosiini on paljon vakaampaa; sillä on pieni tiheys, korkea lämpöarvo ja alhainen haihtuvuus. Silti turbiinimoottorin ainutlaatuisessa polttoympäristössä se palaa yhtä nopeasti kuin bensiini.
Kuva
Viisi-sylinterinen radiaalimoottori
Kuva
Turbo tuuletin moottori
Lentokoneita on monenlaisia. Suurin osa toisen maailmansodan-aikakauden lentokoneista käytti säteittäisiä polttomoottoreita-lähinnä mäntämoottoreita-, jotka toimivat enimmäkseen bensiinillä. Nykyaikaiset turbiinimoottorit alkoivat ilmaantua lentokoneisiin (hävittäjälentokoneista alkaen) vasta toisen maailmansodan loppupuolella, mikä merkitsi valtavaa suorituskyvyn harppausta.
Bensiini ei ole turvallista lentokoneille, koska se haihtuu helposti korkeissa korkeuksissa (eli vihollisen tulen osuma voi aiheuttaa räjähdyksen). Sen sijaan käytetään kerosiinia, joka tarjoaa erinomaisen suorituskyvyn (käsittelee yli 10 000 RPM:n pyörimisnopeuksia). Toinen petrolin etu bensiiniin verrattuna on, että se on vähemmän alttiina hiilen kertymiselle-, mikä on ratkaiseva tekijä erittäin-tarkkuuslentokoneiden moottoreissa.
Mikset käytä dieseliä? Se on yksinkertaista: se palaa liian hitaasti (etenkin korkeissa kylmissä lämpötiloissa), mikä vaarantaisi vakavasti lentokoneen ohjattavuuden. 3
Diesel ja kuorma-autot
Jos bensiiniä kuvataan "haihtuvaksi" ja kerosiinia "eläväksi", dieselin persoonallisuutta kuvataan parhaiten "vakaaksi". Sitä on kahta versiota: kevyt diesel (autoihin ja kuorma-autoihin) ja raskas diesel (raskaisiin koneisiin ja pieniin ja{2}}keskisiin aluksiin). Kevyeseen versioon verrattuna raskas diesel on tiheämpää, korkeampi lämpöarvo ja syttymispiste sekä viskoosimpi.
Vakaiden ominaisuuksiensa ja sytytysominaisuuksiensa ansiosta diesel voi käydä läpi puristussytytyksen ilman hallitsemattoman räjähdyksen (nakutuksen) vaaraa. Tämä mahdollistaa suurten polttokammioiden suunnittelun,{1}}jota ei voida toteuttaa bensiinimoottoreilla.
Kuva
Iso dieselmoottori
Tietyille laivoille ja raskaille teollisuuskoneille painopiste on raskaiden kuormien käsittely nopean kiihdytyksen sijaan; sen sijaan vaaditaan suurta tehoa ja -erittäin-korkeaa vääntömomenttia. Dieselin korkea lämpöarvo yhdistettynä dieselmoottoreiden korkeaan puristussuhteeseen mahdollistaa tehokkaan energian käytön. Vaikka ne eivät saavuta korkeita kierroslukuja, ne tarjoavat valtavan tehon, jota bensiinimoottorit eivät yksinkertaisesti pysty vastaamaan.
Kuva
Kevyt dieselmoottori
Kuorma-autoissa ja joissakin kevyttä dieseliä käyttävissä henkilöautoissa nopean kiihdytyksen puuttuminen mahdollistaa kevyiden dieselmoottoreiden edut,-kuten yksinkertaisemman rakenteen, korkean luotettavuuden ja alhaisen polttoaineenkulutuksen-, jotka näkyvät bensiinimoottoreihin verrattuna. Lisäksi vaikka dieselmoottorit keräävät hiilikertymiä, ne ovat suhteellisen epäherkkiä tämän kertymisen negatiivisille vaikutuksille; se ei juurikaan vaikuta etenkään raskaisiin-dieselmoottoreihin.
4
Laivat ja raskas polttoöljy
Raskas polttoöljy on viskoosi jäännös, joka jää jäljelle sen jälkeen, kun suurin osa raakaöljyn kevyemmistä komponenteista on tislattu pois. Se on tiivis ja energiarikas-rikas-pienen pullon arvo voi palaa yli tunnin ajan-vaikka hapen riittämättömyys aiheuttaa siitä mustaa savua (joka koostuu epätäydellisestä palamisesta syntyneistä hiilihiukkasista).
Kuva
Höyryturbiini
Aikaisemmin tämäntyyppistä öljyä ei voitu käyttää polttomoottoreissa, koska sitä oli mahdotonta ruiskuttaa tehokkaasti; sen sijaan se poltettiin suoraan kattiloissa höyryn tuottamiseksi turbiinien käyttöä varten. Tekniikan kehittyessä raskasta polttoöljyä voidaan kuitenkin nyt käyttää massiivisissa kaksitahtisissa -dieselmoottoreissa, joita kaupallisilta aluksilta löytyy. Nämä moottorit toimivat alhaisilla nopeuksilla-tuskin yli 100 rpm-mutta koska pienemmät nopeudet parantavat hyötysuhdetta, ne ovat paljon tehokkaampia kuin autoissa käytettävät moottorit. Mikä tärkeintä, raskas polttoöljy on erittäin edullista,{7}}ja on syytä huomata, että laivojen polttoaineen kulutus mitataan tonneissa. Raskasta polttoöljyä polttavilla moottoreilla on kuitenkin huono reagointikyky; Tästä syystä alusten on vaihdettava dieselmoottoriin saapuessaan satamaan, jotta ne voivat hoitaa vaadittavat toistuvat kiihdytykset, hidastukset ja kurssin muutokset.
