ความแตกต่างระหว่างรถตักแบบเครื่องยนต์เบนซินกับแบบดีเซลคืออะไร?

เปรียบเทียบสมรรถนะ: รถตักเครื่องยนต์เบนซินกับเครื่องยนต์ดีเซล

แรงบิดและกำลังเครื่องยนต์ดีเซลและเครื่องยนต์เบนซิน

เครื่องยนต์ดีเซลโดยทั่วไปสามารถผลิตแรงบิดได้มากกว่าเครื่องยนต์เบนซินถึง 25 ถึง 35 เปอร์เซ็นต์ ที่จำนวนรอบต่อนาทีต่ำ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเครื่องจักรประเภทนี้จึงเหมาะมากสำหรับการเคลื่อนย้ายวัสดุหนัก ๆ ตามพื้นที่ก่อสร้าง รายงานประสิทธิภาพเครื่องจักรงานก่อสร้างล่าสุดปี 2023 แสดงให้เห็นว่ารถตักล้อยางที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซลสามารถทำงานได้ดีที่สุดในช่วง 1,200 ถึง 1,800 รอบต่อนาที ในขณะที่เครื่องจักรที่ใช้เครื่องยนต์เบนซินจะต้องเพิ่มรอบเครื่องจนเกิน 2,500 รอบต่อนาทีไปมากแล้วจึงจะสามารถให้ประสิทธิภาพเทียบเท่ากันได้ สิ่งนี้มีความหมายอย่างไรในทางปฏิบัติจริง? รถตักที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซลสามารถรับมือกับน้ำหนักในกระบะตักและปีนทางลาดชันได้โดยไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนเกียร์บ่อยครั้ง ซึ่งเป็นข้อแตกต่างที่สำคัญเมื่อต้องทำงานตลอดทั้งวันบนพื้นที่ที่มีสภาพยากลำบาก

อัตราเร่งและการตอบสนองของรถตักเครื่องยนต์เบนซิน

เครื่องจักรตักโหลดแบบเครื่องยนต์เบนซินมีการตอบสนองคันเร่งที่รวดเร็วกว่า เร่งความเร็วได้เร็วกว่าเครื่องจักรดีเซลถึง 0.8—1.2 วินาที ในการทำงานระดับเบา เช่น การปรับระดับพื้น บล็อกเครื่องยนต์ที่เบากว่าเฉลี่ยถึง 19% ช่วยเพิ่มความสามารถในการควบคุมในพื้นที่ก่อสร้างที่มีพื้นที่จำกัดในเขตเมือง อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพลดลง 14—23% เมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 95°F เนื่องจากประสิทธิภาพการดูดลมลดลงภายใต้ความร้อน

การส่งกำลังขณะรับภาระ: ข้อได้เปรียบของเครื่องยนต์ดีเซล

เมื่อทำงานในสภาวะที่ต้องเผชิญกับรอบการทำงานที่หนักหน่วงต่อเนื่อง เครื่องโหลดแบบดีเซลยังคงรักษาระดับกำลังการผลิตไว้ที่ประมาณ 92 ถึง 97 เปอร์เซ็นต์ของกำลังไฟฟ้าที่กำหนด ขณะที่เครื่องจักรที่ใช้เชื้อเพลิงเบนซินนั้นเพียงแค่ 78 ถึง 85 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น ทำไมถึงเป็นเช่นนี้? ความแตกต่างด้านประสิทธิภาพนี้เกิดจากสามเหตุผลหลักประการแรก เครื่องยนต์ดีเซลมีอัตราส่วนการอัดอากาศสูงกว่ามาก โดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 18 ต่อ 1 เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์เบนซินที่มีเพียง 10 ต่อ 1 จากนั้นมีเรื่องของการจ่ายเชื้อเพลิง ระบบที่ใช้ในเครื่องยนต์ดีเซลมีระบบฉีดเชื้อเพลิงตรงที่แม่นยำ ซึ่งช่วยให้การเผาไหม้คงที่แม้ในสภาวะที่มีความเครียด และอย่าลืมถึงระบบเทอร์โบชาร์จเจอร์ ซึ่งมีความสำคัญเป็นพิเศษเมื่อทำงานในพื้นที่ที่มีความสูงจากระดับน้ำทะเลมาก ซึ่งอากาศจะบางลง การทดสอบจริงในเหมืองหินที่ตั้งอยู่สูงกว่าระดับน้ำทะเล 6,500 ฟุต ได้แสดงให้เห็นความแตกต่างอย่างชัดเจน เครื่องจักรที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซลสามารถเคลื่อนย้ายวัตถุได้ประมาณ 28 ตันต่อชั่วโมง ในขณะที่เครื่องจักรที่ใช้เครื่องยนต์เบนซินทำได้เพียงประมาณ 21 ตันต่อชั่วโมงเท่านั้น ความแตกต่างเช่นนี้มีความสำคัญอย่างมากเมื่อพิจารณาถึงประสิทธิภาพในการทำงาน

ผลกระทบของประเภทเครื่องยนต์ต่อประสิทธิภาพการทำงานของรถโหลดเดอร์

ในรอบการทำงาน 10 ชั่วโมง รถโหลดเดอร์ที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซลจะมีช่วงเวลาที่ไม่ได้ใช้งานลดลง 11% และทำงานให้เสร็จเร็วขึ้น 19% ในงานที่มีความหนักหน่วง ส่งผลให้การส่งกำลังมีการเปลี่ยนเกียร์ลดลงถึง 40% ซึ่งช่วยลดความเหนื่อยล้าของผู้ปฏิบัติงานได้อย่างมาก ในทางกลับกัน รถโหลดเดอร์ที่ใช้เครื่องยนต์เบนซินจะมีประสิทธิภาพสูงกว่า 8—12% ในงานระยะสั้น เช่น งานภูมิทัศน์และการรื้อถอนขนาดเบา

ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงและต้นทุนการดำเนินงานของรถโหลดเดอร์เครื่องยนต์เบนซินและดีเซล

ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ดีเซลเทียบกับเครื่องยนต์เบนซินในเครื่องจักรหนัก

เครื่องยนต์ดีเซลมีประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงดีกว่าเครื่องยนต์เบนซิน 20—30% เนื่องจากความหนาแน่นพลังงานที่สูงกว่าและการเผาไหม้ที่เหมาะสมกว่า การศึกษาเปรียบเทียบในปี 2023 พบว่าอุปกรณ์ก่อสร้างที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซลใช้เชื้อเพลิงเฉลี่ย 0.18 ลิตรต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง เทียบกับ 0.24 ลิตร/กิโลวัตต์-ชั่วโมง สำหรับเครื่องยนต์เบนซิน

เมตริก	เครื่องตักดีเซล	รถโหลดเดอร์เครื่องยนต์เบนซิน
อัตราการใช้เชื้อเพลิงเฉลี่ย (ลิตร/ชั่วโมง)	12—16	18—22
ต้นทุนต่อชั่วโมง (ดอลลาร์สหรัฐ)	$48—64	$72—88
ระยะเวลาการทำงานต่อเนื่องต่อถังเชื้อเพลิงเต็ม	8—10 ชั่วโมง	5—7 ชั่วโมง

การบริโภคเชื้อเพลิงในสภาพการใช้งานจริงของรถตักแบบล้อยาง

ในการใช้งานระยะยาว ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ดีเซลจะเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้น ขณะทำการขนถ่ายวัสดุ รถตักเครื่องยนต์เบนซินจะใช้เชื้อเพลิงถึง 20 ลิตรต่อชั่วโมง ในขณะที่รถตักเครื่องยนต์ดีเซลในระดับเดียวกันใช้เพียง 14 ลิตรสำหรับภาระงานเท่ากัน ซึ่งประหยัดลงถึง 30% ที่ราคาเชื้อเพลิงปัจจุบัน หมายความว่าสามารถประหยัดค่าเชื้อเพลิงได้ถึง 280 ดอลลาร์ต่อวันต่อเครื่องจักร

การวิเคราะห์ค่าใช้จ่ายในระยะยาว: ค่าเชื้อเพลิงและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานตลอด 5,000 ชั่วโมง

ตลอดระยะเวลาการใช้งาน 5,000 ชั่วโมง รถตักเครื่องยนต์ดีเซลสามารถประหยัดค่าเชื้อเพลิงได้ประมาณ 32,000 ดอลลาร์ เมื่อเทียบกับรถตักเครื่องยนต์เบนซิน และเมื่อรวมกับการลดลงของการเข้ารับบริการบำรุงรักษาถึง 14% ตามที่มีการบันทึกไว้ในการศึกษาวงจรชีวิตของเครื่องจักร ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานรวมสามารถประหยัดได้มากกว่า 45,000 ดอลลาร์ต่อเครื่องจักร

ความทนทาน อายุการใช้งาน และความน่าเชื่อถือในระยะยาว

ความทนทานของเครื่องยนต์ในงานหนัก: ดีเซล vs เบนซิน

ในโลกของเครื่องจักรหนัก เครื่องยนต์ดีเซลมักมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าเครื่องยนต์เบนซินถึงสองถึงสามเท่า ตัวอย่างเช่น เครื่องโหลดเตอร์ที่ใช้ในไซต์ก่อสร้างที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซล มักจะทำงานได้ถึง 10,000 ถึง 15,000 ชั่วโมงก่อนที่จะต้องซ่อมบำรุงใหญ่ ในขณะที่เครื่องที่ใช้เชื้อเพลิงก๊าซธรรมชาติจะอยู่ได้ประมาณ 6,000 ถึง 8,000 ชั่วโมง ตามรายงานความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ปี 2023 อะไรที่ทำให้เครื่องยนต์ดีเซลแข็งแกร่งขนาดนั้น? ชิ้นส่วนภายในถูกสร้างขึ้นเหมือนถังเกราะ ด้วยชิ้นส่วนที่หนาและทนทานมากขึ้น ผนังกระบอกสูบมีความหนามากขึ้น และที่นั่งวาล์วได้รับการเสริมความแข็งเป็นพิเศษ ความแข็งแรงเสริมเต็มระบบเช่นนี้ช่วยให้มันทนต่อสภาพการใช้งานที่โหดร้ายที่เกิดจากอัตราส่วนการอัดอากาศสูงตามลักษณะเฉพาะของเครื่องยนต์ดีเซล

การออกแบบเครื่องยนต์ดีเซลเพื่อความทนทานในอุปกรณ์ก่อสร้าง

ผู้ผลิตเพิ่มความทนทานของเครื่องโหลดเตอร์ดีเซลผ่าน:

• จุดระเบิดที่เน้นแรงบิดเพื่อลดความเครียดจากรอบเครื่องยนต์
• เพลาข้อเหวี่ยงทำจากเหล็กกล้าที่ผ่านกระบวนการตีขึ้นรูป ทนต่อการเหนื่อยล้าได้ดีกว่าถึง 40%
• ฝาครอบหม้อน้ำขนาดใหญ่พิเศษที่ยังคงประสิทธิภาพในการหล่อลื่นได้แม้มุมเอียงมากกว่า 35°
• หัวลูกสูบเสริมความแข็งแรง ทนความดันจากการเผาไหม้ได้มากกว่า 3,200 PSI

คุณสมบัติเหล่านี้ช่วยให้เครื่องยนต์ดีเซลยังคงมีสมรรถนะมากกว่า 92% ของกำลังต้นทาง แม้ใช้งานต่อเนื่องมาแล้ว 8,000 ชั่วโมงในสภาพแวดล้อมที่ยากลำบาก เช่น ไร่หินและพื้นที่รื้อถอนอาคาร

เครื่องยนต์เบนซินสำหรับรถโหลดเดอร์ ถูกมองข้ามในแง่การใช้งานระยะยาวหรือไม่?

เครื่องอัดแก๊สโซลีนมักจะมีการสึกหรอของชิ้นส่วนมากกว่าประมาณ 18 ถึง 22 เปอร์เซ็นต์ เมื่อถูกใช้งานหนักตลอดทั้งวัน แต่เครื่องจักรเหล่านี้ยังทำงานได้ดีสำหรับงานเบาๆ เช่น งานดูแลสนามหญ้า โดยทั่วไปผู้ใช้รายงานว่าสามารถใช้งานได้ประมาณ 7,500 ชั่วโมงก่อนที่จะต้องซ่อมแซมใหญ่ ผู้ผลิตยังได้มีการพัฒนาที่สำคัญด้วยเช่นกัน ระบบน้ำมันเชื้อเพลิงแบบหัวฉีดตรงรุ่นใหม่ร่วมกับการเคลือบอะลูมิเนียมพิเศษ ทำให้เครื่องยนต์ในปัจจุบันมีอายุการใช้งานระหว่างการซ่อมบำรุงยาวนานกว่าที่มีอยู่ในช่วงต้นปี 2010 ประมาณ 20% แม้ว่าความแตกต่างนี้จะเป็นจริงก็ต่อเมื่อผู้ปฏิบัติงานยึดตามข้อกำหนดของผู้ผลิตและไม่ใช้งานเกินขีดความสามารถของเครื่อง

ข้อกำหนดในการบำรุงรักษาเครื่องอัดแก๊สโซลีนและดีเซล

ความถี่และความซับซ้อนในการบำรุงรักษาแบ่งตามประเภทเครื่องยนต์

ตามรายงานการบำรุงรักษาอุปกรณ์หนักปี 2023 ระบุว่า การบำรุงรักษาเครื่องโหลดแบบดีเซลเกิดขึ้นบ่อยกว่าเครื่องโหลดแบบเบนซินประมาณ 38 เปอร์เซ็นต์ โดยปกต้แล้วการเปลี่ยนน้ำมันเครื่องสำหรับเครื่องจักรเหล่านี้จะเกิดขึ้นทุกๆ 250 ถึง 300 ชั่วโมงในการใช้งาน ในขณะที่เครื่องจักรที่ใช้เชื้อเพลิงเบนซินสามารถใช้งานได้ระหว่าง 400 ถึง 500 ชั่วโมงก่อนที่จะต้องบำรุงรักษาในลักษณะเดียวกัน ข่าวดีคือ ตัวกรองอากาศแบบดีเซลมักจะมีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่า โดยสามารถใช้งานได้ประมาณ 500 ชั่วโมง เมื่อเทียบกับเครื่องเบนซินที่อยู่ที่ประมาณ 300 ชั่วโมงเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ข้อได้เปรียบนี้ถูกชดเชยบางส่วนด้วยความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของระบบควบคุมการปล่อยมลพิษในปัจจุบัน ซึ่งทำให้สถานการณ์โดยรวมมีความซับซ้อนมากขึ้น ในทางกลับกัน เครื่องยนต์เบนซินโดยทั่วไปมีข้อกำหนดในการบำรุงรักษาที่ง่ายกว่า เนื่องจากมีชิ้นส่วนน้อยกว่า ถึงกระนั้นยังคงต้องให้ความสนใจกับระบบจุดระเบิดอย่างสม่ำเสมอ โดยหัวเทียนมักจะต้องเปลี่ยนหลังจากใช้งานไปประมาณ 1,000 ชั่วโมง และช่างเทคนิคควรทำการล้างเชื้อเพลิงเอทานอลตามฤดูกาลเพื่อป้องกันปัญหา เช่น การเกิดการอุดตันของเชื้อเพลิงในอนาคต

ปัญหาการบำรุงรักษาที่พบบ่อยในเครื่องอัดอากาศที่ใช้เครื่องยนต์สันดาป

การทำงานที่ความเร็วรอบสูงเร่งการสึกหรอของชิ้นส่วนสำคัญ:

• คอยล์จุดระเบิด : มีความเสี่ยงต่อความล้มเหลวที่เกี่ยวข้องกับความร้อนในระหว่างการปรับระดับนานเกินไป
• คาร์บูเรเตอร์ : การสะสมของคราบคาร์บอนลดการตอบสนองลง 12—18% ต่อปี
• เครื่องฉีดน้ํามัน : น้ำมันเชื้อเพลิงผสมเอทานอลเพิ่มความเสี่ยงการอุดตัน 22%

ปัญหาเหล่านี้มีส่วนทำให้ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานระยะยาวสูงขึ้น แม้จะมีค่าบำรุงรักษาเริ่มต้นต่ำกว่าก็ตาม ผู้จัดการฝูงรถมักมองข้ามแรงงานที่เกี่ยวข้องกับการซ่อมคาร์บูเรเตอร์ใหม่หรือการเปลี่ยนซีลท่อไอดีในเครื่องยนต์รุ่นเก่า

สมรรถนะในสภาวะสุดขั้วและสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย

ความน่าเชื่อถือในสนามภายใต้การปฏิบัติงานหนักและต่อเนื่อง

เมื่อพูดถึงการทำงานที่ต้องใช้เวลานาน เครื่องจักรโหลดแบบดีเซลนั้นโดดเด่นจริงๆ โดยข้อมูลจากการศึกษาล่าสุดของกระทรวงพลังงานระบุว่า เครื่องจักรโหลดดีเซลยังคงแรงบิดไว้ได้มากกว่าเครื่องจักรที่ใช้เชื้อเพลิงก๊าซอยู่ประมาณ 15 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ หลังจากใช้งานต่อเนื่องหลายชั่วโมง การออกแบบที่แข็งแรงทนทานทำให้เครื่องจักรเหล่านี้สามารถใช้งานได้นานขึ้นในสภาพแวดล้อมที่ยากลำบาก เช่น ในเหมืองแร่และหลุมหิน ซึ่งต้องรับน้ำหนักขนาดใหญ่อยู่ตลอดเวลา เครื่องยนต์ที่ใช้ก๊าซนั้นไม่ทนทานเท่าเมื่อต้องทำงานหนักตลอดทั้งวัน แต่ก็สามารถระบายความร้อนได้ดีกว่า นั่นจึงเป็นเหตุผลที่หลายคนยังคงเลือกใช้เครื่องจักรประเภทนี้สำหรับงานระยะสั้น หรือโครงการที่ไม่ต้องการการใช้งานแบบต่อเนื่อง

การสตาร์ทเครื่องในสภาพอากาศเย็น การทนความร้อน และสภาพอากาศที่มีผลต่อสมรรถนะของเครื่องยนต์

จากการศึกษาล่าสุดของระบบป้องกันปี 2024 ระบุว่า เครื่องยนต์ก๊าซเริ่มทำงานได้เร็วกว่าเครื่องยนต์ดีเซลประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ เมื่ออุณหภูมิลดลงถึงระดับลบ 20 องศาเซลเซียส เนื่องจากเครื่องยนต์ก๊าซต้องการความร้อนในการจุดระเบิดน้อยกว่า แต่ก็อย่าลืมถึงเครื่องจักรดีเซลขนาดใหญ่เช่นกัน เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึงประมาณ 50 องศาเซลเซียส เครื่องจักรเหล่านี้ยังสามารถรักษาสมรรถนะไว้ได้ราว 85 เปอร์เซ็นต์ของประสิทธิภาพที่กำหนด ขณะที่เครื่องยนต์ก๊าซกลับลดลงเหลือเพียง 72 เปอร์เซ็นต์ ข่าวดีสำหรับผู้ชื่นชอบเครื่องยนต์ดีเซลคือ โมเดลใหม่ล่าสุดมาพร้อมเทคโนโลยีหัวเทียนสตาร์ทอุ่นที่พัฒนาขึ้น ดีเซลเทอร์โบชาร์จในปัจจุบันสามารถลดระยะเวลาการสตาร์ทเครื่องในสภาพอากาศเย็นลงได้มากถึงสองในสามเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องดีเซลยุคเก่า

ข้อควรพิจารณาในการใช้งาน: ความสูงเหนือระดับน้ำทะเล, ภูมิประเทศ, และข้อจำกัดของพื้นที่ทำงาน

เครื่องจักรโหลดแบบใช้เครื่องยนต์เบนซินมักจะรักษากำลังไว้ได้ดีกว่าเมื่ออยู่บนความสูงที่เกิน 2,500 เมตร เมื่อเทียบกับเครื่องจักรที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซล เหตุผลคือ เครื่องยนต์แบบธรรมชาติ (Naturally aspirated engines) มีระบบจัดการเชื้อเพลิงและอากาศที่ง่ายกว่าและทำงานได้เสถียรกว่าในสภาพอากาศบาง ส่วนอีกประการหนึ่งคือ เครื่องจักรเหล่านี้โดยทั่วไปมีน้ำหนักเบากว่ามาก โดยเบากว่าเครื่องจักรดีเซลรุ่นเทียบเคียงประมาณ 220 ปอนด์ ซึ่งช่วยให้ควบคุมได้คล่องตัวขึ้นในพื้นที่แคบหรือมีพื้นที่จำกัด แต่ในทางกลับกัน เมื่อต้องทำงานบนทางลาดชันที่มากกว่า 15 องศา เครื่องจักรโหลดที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซลจะแสดงศักยภาพได้อย่างเด่นชัด ด้วยแรงบิดที่แม่นยำในรอบต่ำที่ช่วยให้สามารถผลักวัตถุที่มีน้ำหนักมากขึ้นไปบนทางลาดชันโดยไม่เกิดการลื่นไถลหรือดับเครื่อง นั่นจึงเป็นเหตุผลที่ผู้ใช้งานจำนวนมากยังคงเลือกใช้เครื่องจักรประเภทนี้สำหรับการทำงานในพื้นที่ภูเขาแม้ว่าจะมีน้ำหนักมากกว่า