Если не рассматривать водородные, электрические, и прочие пока еще экзотические моторы, все массовые силовые установки для автомобилей делятся на две категории:
- бензиновые, т.е. работающие на так называемом «легком» топливе;
- дизельные – соответственно, потребляющие «тяжелое» горючее.
Казалось бы, в обоих типах моторов, кинетическая энергия управляемого взрыва топливной смеси преобразуется в крутящий момент, приводящий в движение автомобиль.
На самом деле, создание движущей силы из калорий топлива, это единственное, что их объединяет. Так в чем же отличие дизельного двигателя от бензинового? Наш материал поможет разобраться.
Отличия в работе двигателей
С точки зрения механики, моторы одинаковы. Цилиндр, поршень, шатун и коленвал. Главное отличие в топливе, точнее – в способе его воспламенения. Именно от этого отталкиваются при разработке остальных технологий.
Свойства топлива определяют следующие характеристики:
- Мощность двигателя. При одинаковом объеме цилиндров, у дизеля меньше лошадиных сил. Однако это не сильно влияет на общие впечатления от езды.
- Крутящий момент. Несмотря на высокую мощность, бензиновый мотор не может обеспечить такую тягу как ДВС, работающий на тяжелом топливе. Это компенсирует недостаток мощности дизеля.
- Экономичность. В отличие от бензинового двигателя, дизельный мотор потребляет до 30% меньше топлива. В ряде случаев это становится решающим фактором при покупке.
- Экология. Современные нормы Евро 5 и 6 практически уравнивают различные моторы в степени воздействия на окружающую среду. Тем не менее, при сгорании солярки выделяется намного меньше токсичных и синтетических веществ. Иными словами, дизельный мотор имеет более «природный» выхлоп. Если такое определение подходит к ситуации.
Если свести работу разных типов двигателя к потребительским качествам, получается, что дизель экономичнее и тяговитей бензинового. Оппонент может похвастать разгонной динамикой и высокой скоростью.
Рабочий цикл дизельного двигателя
Схема работы дизельного двигателя
Для примера возьмем четырехтактный мотор (двухтактные системы в современном автомобилестроении не применяются). Турбину не рассматриваем, в качестве системы впрыска солярки возьмем топливный насос высокого давления.
- Впуск – поршень движется вниз. открывается впускной клапан (из может быть два), в камеру сгорания поступает свежий холодный воздух, насыщенный кислородом. После достижения поршнем нижней мертвой точки (НМТ), закрываются все клапана.
- Сжатие – поршень движется вверх, сжимая воздух в герметичной камере сгорания. При сжатии. воздух сильно нагревается, в некоторых случаях до температуры 600°С — 700°С. Когда поршень займет верхнюю мертвую точку (ВМТ), с помощью форсунки происходит дозированное впрыскивание дизельного топлива. Принципиальный вопрос – создание высокого давления.
- Рабочий ход — Солярка вспыхивает от температуры воздуха, и начинается интенсивное горение, практически взрыв. Поршень интенсивно двигается к НМТ. Этим циклом характеризуются показатели работы моторов: коленвал вращается с высоким крутящим моментом, что характерно именно для дизеля.
- Выпуск — разница дизельного и бензинового двигателя на этом цикле работы невелика. Открываются выпускные клапана и происходит очищение камеры сгорания от отработанных газов.
В чем принципиальная разница? Отличаются способы образования топливно-воздушной смеси. У дизеля топливо впрыскивается в цилиндр, уже заполненный воздухом. Бензиновая смесь формируется во впускном коллекторе, после чего подается в камеру сгорания.
Демонстрация работы дизельного двигателя — видео
Система на тяжелом топливе работает просто, точек возникновения неисправности гораздо меньше. Однако стоимость дизельного насоса высокого давления нивелирует преимущества.
рис 2
Принцип работы бензинового мотора
Аналогичный пример – четырехтактный атмосферный двигатель с обычной системой впрыска топлива.
Схема работы бензинового двигателя
- Впуск – подготовленная топливно-воздушная смесь через открытый клапан поступает в камеру сгорания. Поршень движется к ЕМТ, создавая разрежение. После заполнения, впускной клапан закрывается, камера становится герметичной.
- Сжатие – поршень движется вверх, сжимая подготовленную смесь. При достижении им верхней мертвой точки (ВМТ), срабатывает свеча зажигания, и топливная смесь воспламеняется.
- Под давлением сгорающих газов, поршень устремляется к НМТ, передавая крутящий момент на коленвал. Клапана остаются закрытыми.
- Выпуск – поршень устремляется вверх, одновременно открывается выпускной клапан. Отработанные газы вырываются наружу, освобождая место для топливной смеси.
Общий принцип эксплуатации такой же – зажечь топливную смесь в ограниченном герметичном объеме. Однако, благодаря отличиям солярки от бензина, с точки зрения термодинамики мы получаем совершенно иную картину.
Температура сгорания у бензина выше, энергии отдается больше. Но она распределяется более равномерно. Поэтому теряется крутящий момент, но прибавляются лошадиные силы.
Эксплуатационные отличия
Обслуживание дизельного и бензинового двигателей отличается как по стоимости, так и по времени проведения ТО. Бензиновые моторы ремонтировать дешевле, хотя ломаются они не реже, чем дизельные.
Для моторов, работающих на солярке, требуются более качественные комплектующие и расходные материалы. Система питания более капризна, и чувствительна к качеству топлива. Чаще производится и замена масла, это также удорожает регламентные работы.
Однако экономия топлива в процессе эксплуатации нивелирует затраты. Основной недостаток дизеля – шумность и резковатый звук. Это не всем нравится.
Бензиновые моторы более понятны и просты в обслуживании, хотя современные экологические системы делают ремонт и обслуживание все более дорогим. Ресурс ДВС на легком топливе ниже.
Это связано не с нагрузками (они на бензиновом моторе не такие высокие), а с запасом прочности деталей. Для дизельного мотора аппаратная часть более прочная, поскольку вибрации и нагрузки выше. В результате владелец получает так называемую избыточную прочность, и мотор «ходит» без поломок дольше.
Сравнение процесса работы дизельного двигателя и бензинового — демонстрационное видео
Заключение
Проанализировав информацию, полученную в нашем материале, вы сможете осознанно подойти к выбору силовой установки для автомобиля. Идеальных решений не существует, выигрывая в одной технологии, производитель теряет в другой.
Многие люди, увлекающиеся автомобилями, знают, в чём заключаются плюсы и минусы дизеля и бензина. Но, тем не менее, для некоторых эта тема остаётся незнакомой. Что ж, в этом желательно разбираться каждому человеку, имеющему отношение к машинам. Хотя бы для того чтобы знать, модель с каким двигателем ему покупать.
Крутящий момент и мощность
Это первый критерий, по которому стоит сравнивать силовые агрегаты. Бензиновые моторы являются более короткоходными, в отличие от своих дизельных конкурентов. Потому у них меньший крутящий момент, но зато большая мощность. И благодаря этой особенности моторы могут раскручиваться до довольно высоких оборотов. За счёт этого, в свою очередь, автомобиль является более динамичным. В этом плане с такими агрегатами могут посоревноваться разве что новые дизели, оснащённые турбонаддувом.
Вообще, очень сложно дать ответ на вопрос касательно того, какой мотор лучше. Всё зависит от потребностей водителя. Это уже он решает, что ему нужно - бензин или дизель. Плюсы и минусы движков отличаются тоже. Так, огромное преимущество моторов, потребляющих ДТ, - это их тяга. Крутящий момент у этих аппаратов на высоте. За счёт этого очень тяговитые.
Экономичность
Второй критерий, который уже является более весомым и значимым, это экономичность. Многие люди считают, что позволяют сберечь немало денег, так как ДТ дешёвое и нужно его меньше. Так ли это? Итак, у таких силовых агрегатов, как уже ранее говорилось, очень высокая За счёт этого увеличивается так называемый А он на 20-40 процентов выше, чем у бензиновых моторов. Соответственно, дизельный агрегат затрачивает меньше топлива на 1 км, чем его бензиновый конкурент. А это значит, что представление об экономичности таких моторов верное.
Помимо этого, стоит отметить, что впрыск топлива у них происходит сразу в камеру сгорания. То есть, горючее не проходит никаких дополнительных путей и, соответственно, потери его сводятся к минимуму. А вот в бензиновых агрегатах топливо сначала смешивается с воздухом. А происходит это во впускном коллекторе. Хотя цена не так уж и отличается. Пара рублей разницы за литр между ДТ и 98-м бензином.
Вибрации и шумы
Об этом тоже стоит поговорить, рассказывая про плюсы и минусы дизеля и бензина. На сегодняшний день каждый автопроизводитель активно работает над тем, чтобы уменьшить вибрации и шумы дизельных моторов. Современные двигатели, работающие на солярке, уже практически приблизились по вышеуказанным показателям к бензиновым агрегатам. Но всё равно ещё можно различить их. Хотя бы по характерной вибрации и стуку, которые появляются, когда мотор запущен и работает на холостых оборотах. А бензиновый двигатель тихо работает. Иногда даже сложно определить - запущен он или заглох. В принципе, эти факторы многие учитывают, изучая плюсы и минусы бензинового и дизельного двигателей. Но для большинства всё-таки это не имеет значения. Не такие уж и неприлично громкие эти шумы и вибрации. Если машине, конечно, не 30 лет.
Работа в холодное время года
Этот критерий также важен для многих людей. Для них это важнейший момент в обсуждении такой темы, как плюсы и минусы дизеля и бензина. Здесь также есть что сказать. Более проблемный в этом плане - дизельный мотор. А всё потому что в нём топливо воспламеняется самостоятельно, поскольку сильно нагревается воздух в момент мощного сжатия. Если на улице температура ниже минус 30 градусов, то случается проблема. Воздух недостаточно прогревается! И топливо воспламенить не получается. И чтобы обойти указанную проблему, в дизельных моторах применяют свечи накала. За счёт них удаётся раскалить камеру сгорания перед тем, как запустить работу агрегата.
Но если он и запустился в мороз сразу, то это не гарантирует беспроблемную поездку. Если в бак залили летнее или же низкокачественное горючее, то на холоде в нём сразу же образовываются парафиновые кристаллы. Они являются «клапанами», которые перекрываются топливный проводящий канал вместе с фильтрами. И машина может заглохнуть на ходу. Советуется зимой не держать бак наполовину заполненным. Уровень топлива всегда должен быть максимальным. А бензиновые агрегаты сразу запускаются. Горючее воспламеняется моментально - от искры. Автомобилисту необходимо лишь контролировать заряд аккумулятора и грамотно подбирать масло.
Обслуживание
Ещё один пункт, который обязательно стоит затронуть вниманием, рассказывая про плюсы и минусы дизеля и бензина. Раньше считалось, что моторы, работающие на солярке, обслуживать недёшево. Однако сейчас всё изменилось. Расходники для них очень даже недорогие.
Что касательно ремонта? Всё то же самое, что и в случае с бензиновыми собратьями. Турбины, кольца, коленчатый вал, цилиндры, поршни - ничего нового. Правда, есть одна деталь, называющаяся топливным насосом высокого давления. Устройство простое. Но! В нём используется максимально точная обработка всех деталей. И её может выполнить не каждый мастер. Потому искать профессионала придётся долго. Правда, в очень редких случаях требуется установка нового насоса. Так что риск минимальный.
Экологичность
Ещё один немаловажный нюанс. Несмотря на то что дизельный мотор очень эффективно сжигает горючее, уровень выбросов у него всё же больше. Поскольку в этом топлива содержится большее количество серы. А после её сгорания образуется сажа. Часто встречается и дымный дизель. И, наконец, ещё один момент: говорят, что продукты сгорания этого топлива увеличивают риск развития у человека раковых заболеваний. Бензин является более лёгким топливом. Да и сгорает он не с таким большим образованием различного рода отложений. Это значит, что машины с бензиновыми агрегатами являются намного более экологичными.
Стоимость и долговечность
Это тоже стоит учитывать, рассказывая про плюсы и минусы дизельного двигателя для автомобиля. Итак, он работает на низких оборотах, в отличие от бензинового. И его рабочий диапазон обычно составляет 5-6 тысяч оборотов в минуту. У бензиновых, в свою очередь, он достигает отметки в 8000-9000. Они выхаживают приблизительно по 300-350 тысяч километров - после этого нужно делать капитальный ремонт. В этом плане моторы, потребляющие солярку, намного более практичны. Ведь они могут проезжать и по миллиону (!) километров. Поломки, конечно, не исключены, но серьёзных вмешательств не потребуется.
И о стоимости. Она у дизельных агрегатов выше, чем у бензиновых. И на это, опять-таки, есть логически обоснованная причина. Всё потому что степень сжатия в этих двигателях выше. Так что поршни, блоки цилиндров, коленчатый вал, головка блока и шатуны у дизельных моторов испытывают тяжёлые нагрузки. Соответственно, их усиливают, чтобы они могли справиться со всем этим. А это стоит денег, потому цена на такие агрегаты выше.
Безопасность
Об этом редко упоминают, рассказывая про бензин или дизель. Плюсы и минусы более подробно стоит рассматривать, так как тема немаловажная. Итак, солярка является, так сказать, мало летучей субстанцией. И это горючее не воспламенится от искры. Многие люди шутят, что об него и вовсе спички можно тушить (конечно, проверять это утверждение не стоит). И то, что для воспламенения этому топливу нужны невероятно высокие температуры, делает его более безопасным.
В отличие от бензина! Это легко воспламеняемая субстанция, к тому же летучая. Кстати, возгорается не топливо, а только его пары. Если горючее залито в бак, а он, в свою очередь, плотно закрыт, то на 80% его от возгорания защитить удалось. А вообще, не самое безопасное топливо. Все знают случаи, когда происходили серьёзные ДТП, автомобили переворачивались, разбивались, а выжившие старались оттуда поскорее выбраться. Почему? А потому что в таких случаях обычно повреждается бак, детали перегреваются. Не исключено, что возникнет искра, и машина просто подорвётся. В этом плане более безопасен дизель. Плюсы и минусы в этом случае расставлены понятно.
Вся правда о бензиновых моторах
А вот теперь стоит в отдельности перечислить всё, что касается исключительно этого типа агрегатов. А позже будут рассмотрены в отдельности плюсы и минусы дизельных двигателей.
Первый плюс: сравнительно недорогой ремонт. Минус: за системой зажигания и свечами надо следить. У дизеля такого нет. Ещё один нюанс: обслуживание недорогое, но вот расход большой (примерно на 1/3). Масло и фильтр можно менять реже, но ресурс мотора меньше. Запускается зимой легко, а мощность тоже будет меньшей. Работает тише. Но крутящий момент - слабее. И, наконец, на высоких оборотах развивает отличную мощность! Но при старте дизельному варианту проиграет.
Что нужно знать про моторы на ДТ?
Из плюсов дизельных агрегатов в первую очередь отмечается малый расход топлива. Как уже говорилось выше, разница с бензиновым мотором составляет примерно 30-35 процентов. Из минусов - недешёвый ремонт (в случае с пресловутым ТНВД - особенно). Зато у этого агрегата простая конструкция. Но зимой необходимо заправлять специальным горючим. В противном случае ТНВД можно просто «убить».
Ещё один положительный момент - отсутствие системы зажигания. Отрицательный - надо приобретать «антигели». Ещё на высоких скоростях машины с моторами, работающими на ДТ, проигрывают своим бензиновым собратьям. А старые двигатели сильно шумят. И, наконец, нельзя оставлять бак «сухим». Зато есть большой плюс, заключающийся в огромном ресурсе двигателей. Это нельзя забывать, рассказывая про то, чем отличается дизель или бензин. Что выбрать? Плюсы и минусы были перечислены. Так что решать уже непосредственно автомобилистам.
Наглядные примеры
Выше было многое рассказано о том, чем могут отличиться моторы, потребляющие бензин или дизель. Все плюсы и минусы тоже были перечислены. Теперь осталось привести в пример несколько машин, работающих на ДТ. Для чего? Чтобы разрушить стереотип! Многие думают, что автомобили, потребляющие солярку - маломощные. Это не так. Взять, к примеру, Dodge Ram 2500 5.9 TD. Его мощность составляет 325 л. с.! Плюс ко всему, этот пикап может тянуть за собой прицеп, максимальная масса которого составляет 6 тонн. Ford F-250 6.0 TD - тоже мощная машина. 325 л. с., задний привод, тотально усиленная конструкция и приятная цена в 28 700 долларов (для Америки, родины модели - мало).
Массивный седан Volkswagen Phaeton V10 TDI под капотом имеет мощный 313-сильный мотор. Шестискоростная АКПП приводит его в движение. Максимальная скорость ограничена электроникой на отметке в 250 км/ч, а до сотни седан разгоняется менее, чем за 7 секунд. А Audi A8 4.2 TDI quattro? Одна из самых резвых машин с TDI в мире! 326 л. с., разгон до 100 км/ч - менее, чем за 6 секунд! Мощная машина.
А BMW 745d? 6.6 секунды до 100 км/ч! Mercedes-Benz C320 CDI, BMW 330xd, Audi A4 3.0 TDI quattro… И это лишь малый перечень автомобилей, которые способны поразить своими характеристиками! Многие, глядя на такие авто, задумываются, что действительно лучше брать - дизель, или бензин. Плюсы и минусы, в принципе, были продемонстрированы в полной мере. Будущим владельцам машин остаётся лишь сделать выбор.
Споры между приверженцами дизельных и бензиновых двигателей не утихают уже очень долго. Но нельзя отдать предпочтение тому или иному устройству – у каждого есть свои преимущества и, конечно же, присущие ДВС недостатки, а оптимальный выбор будет зависеть от конкретных условий эксплуатации и личных предпочтений владельца. В настоящее время многие производители автомобилей снабжают одни и те же модели как бензиновым, так и дизельным двигателем, чтобы был выбор для приверженцев обеих разновидностей агрегатов.
Основные отличия дизельного и бензинового двигателей
Принцип работы. Чтобы понять, чем дизельный двигатель отличается от бензинового, в первую очередь, необходимо разобраться в принципах их работы.
- Бензиновый двигатель. Во впускном коллекторе формируется смесь воздуха и топлива, после чего он подается в камеру сгорания. В самом конце такта сжатия происходит окончательное смешивание топливовоздушной смеси и последующее ее равномерное распределение по всему объему цилиндра. В результате сжатия смесь нагревается примерно до 500 °С, после чего происходит ее воспламенение с помощью свечи.
- Дизельный двигатель. Образование топливовоздушной смеси в дизельной установке происходит значительно быстрее. В цилиндре дизельного ДВС сжимается только воздух, который нагревается при этом до 900°С. Топливо подается в камеру отдельно. Мелкие капли солярки быстро испаряются и смешиваются с воздухом. Благодаря более высокой температуре, такая смесь самовоспламеняется и не нуждается в дополнительной искре.
Мощность и экономичность. Исторически сложилось мнение, что использование дизельного топлива намного экономичнее, чем бензина. Сейчас это верно лишь отчасти, так как стоимость дизельного топлива практически стала равна стоимости бензина.
Тем не менее, благодаря более эффективному сгоранию рабочей смеси, расход топлива в дизельном двигателе примерно на 15-20% ниже. Такое показание достигается за счет того, что степень сжатия топливовоздушной смеси в дизельной установке почти в 2 раза выше.
Бензиновые двигатели, в свою очередь, обладают большей производительностью. Например, Mercedes-Benz W124 E 200 D в дизельной версии имеет всего 75 л.с., в то время как его бензиновый оппонент может похвастаться почти в два раза превосходящей мощностью, которая составляет 136 л.с.
Однако следует заметить, что сравнительно небольшая мощность дизельных устройств с лихвой компенсируется ровной тягой на любых оборотах, что не под силу бензиновым двигателям.
Экологичность. Из-за высокой экологичности, автомобили с установленными в них дизельными двигателями пользуются повышенным спросом в США, а также и в странах Европы. Выхлопные газы дизельных установок выделяют в воздух гораздо меньше оксида углерода и других агрессивных соединений, вызывающих кислотные дожди и прочие экологические проблемы.
Основные преимущества и недостатки бензинового и дизельного двигателей:
Использование дизельных двигателей имеет ряд преимуществ:
- более высокий КПД, и, как следствие, повышенная экономичность;
- цена на топливо несколько ниже;
- высокая долговечность;
- экологичность;
- в качестве смазочного материала выступает сама солярка;
- благодаря отсутствию системы зажигания, двигателю не страшно попадание воды;
В то же время у дизельных установок есть и свои недостатки:
- большая масса двигателя;
- топливная система крайне чувствительна к некачественному топливу;
- техническое обслуживание необходимо проводить чаще;
- для запуска требуется аккумулятор большей емкости;
- плохая устойчивость к морозам;
- повышенный шум и вибрации;
- сложность и дороговизна технического обслуживания;
- не выносит повышенных оборотов и скоростей.
Как и дизельные, бензиновые двигатели имеют свои плюсы.
На самом базовом уровне современные двигатели внутреннего сгорания работают по принципу четырех простых шагов: всасывание, сжатие, воспламенение и выхлоп. Этот цикл повторяется снова и снова, когда двигатель находится в рабочем состоянии. Таким образом, создается крутящий момент, который и передается на трансмиссию, а затем на колеса. Причем эти не зависят от типа используемого мотора, будь то дизельный или бензиновый двигатель. Но в этих двух моторах есть различия в том, как они выполняют эти циклы работы.
Различия в работе бензиновых и дизельных двигателей
Для бензиновых двигателей этап впуска обычно заключается во всасывании воздуха и топлива в камеру сгорания. Если сравнивать работу с дизельным мотором, то в этот рабочий момент только всасывает воздух без топлива. Далее происходит сжатие воздуха в камере сгорания.
Зажигание контролируется в каждом типе двигателей по-разному. Бензиновые моторы используют свечи зажигания, которые с помощью электрической искры воспламеняют топливную смесь (кислород + бензин) в камере сгорания, тем самым запуская двигатель. В результате воспламенения топлива образуется энергия, которая начинает двигать поршни в моторе.
Что касаемо дизельного двигателя, то в отличие от бензинового силового агрегата воспламенение дизельного топлива в камере сгорания происходит от силы сжатия. То есть, происходит самовоспламенение топливной смеси. Происходит все очень просто.
Как мы уже сказали, сначала в камеру сгорания дизельного мотора подается только воздух, который сжимается по ходу движения поршня. В результате сильного сжатия кислород в камере сгорания сильно нагревается. В этот момент и подается дизельное топливо, которое самовоспламеняется от горячего кислорода в камере сгорания, запуская мотор.
Таким образом, момент воспламенения топлива в дизельных моторах контролируют топливные форсунки, тогда как в бензиновых моторах, это регулируют свечи зажигания.
Стоит отметить, что, как правило, оба типа двигателей используют одинаковую систему выпуска, чтобы выпустить из камеры сгорания скопившиеся газы в результате воспламенения топлива. Это регулируется клапанами путем их открытия / закрытия, которые когда это необходимо и выпускают отработанные газы, направляя их в выхлопную систему автомобиля.
Какой двигатель эффективней: Дизель или бензин?
Дизельные двигатели продолжают совершенствоваться в экологическом плане, постепенно, доказывая, что уровень вредных веществ в выхлопе может быть почти таким же, как в бензиновых автомобилях. Но пока что все равно бензиновые двигатели считаются более экологичными. Но есть в дизельных двигателях неоспоримое преимущество, которое заключается в том, что они, по сравнению с бензиновыми, намного экономичнее.
Действительно, в большинстве случаев дизельные двигатели значительно превосходят бензиновые по топливной эффективности.
Это объясняется особенностью температуры самовоспламенения дизельного топлива в камере сгорания. Температура самовоспламенения - это температура, при которой соотношение в смеси кислорода-топлива будет приводить к самовоспламенению топливной смеси.
В бензиновых моторах наоборот важно, чтобы температура в соотношении бензин-кислород в камере сгорания не приводила к самовоспламенению бензина во время сжатия, поскольку это может привести к воспламенению топлива до подачи свечами зажигания искры. Это может привести к повреждению двигателя.
Чтобы этого не происходило, имеют довольно низкие коэффициенты сжатия (такт сжатия, когда определенное количество кислорода и бензина попадают в камеру сгорания). Это необходимо чтобы во время сжатия резко не повышалась температура воздуха.
Поскольку дизельные моторы не имеют во время такта сжатия (впуска) в камере сгорания дизельного топлива, они могут сжимать всасываемый кислород намного больше, чем бензиновые двигатели. В результате сильного сжатия воздух в камере сгорания сильно нагревается, после чего в камеру сгорания попадает дизельное топливо, которое в итоге самовоспламеняется.
Другим преимуществом эффективности дизельного двигателя является отсутствие дроссельной заслонки. Когда вы нажимаете педаль газа в бензиновом автомобиле, это открывает впускные клапана в двигателе, что позволяет большому количеству воздуха попадать в мотор.
Соответственно чем больше кислорода, тем больше энергии образуется в результате воспламенения топлива, которое также в этом случае начинает подаваться в повышенном объеме. Стоит отметить, что этот процесс контролирует компьютер, который и определяет необходимое количество топлива.
В дизельных моторах дроссельные клапаны не нужны. При нажатии педали газа компьютер просто определяет, какое количество топлива необходимо подать в камеру сгорания.
В результате этого при работе дизельного мотора теряется не много топлива, в отличие от бензиновых моторов, которые большой процент бензина сжигают зря.
Разница в соотношении топливной смеси: воздух / топливо
Дизельные имеют способность работать в очень широком диапазоне соотношения кислорода / топлива в топливной смеси, подаваемой в камеру сгорания.
Бензиновые моторы обычно работают в диапазоне от 12 до 18 частей воздуха на 1 часть топлива (по массе).
Обычно это соотношение остается близким к 14,7:1 . Дело в том, что при этом коэффициенте соотношения кислорода и топлива, вся топливная смесь полностью сгорает в камере сгорания.
Однако в дизельных моторах все по-другому. Например, как правило, дизельный мотор работает в соотношениях кислорода от 18:1 до 70:1 .
Когда вы нажимаете педаль газа в дизельной машине это приводит к уменьшению соотношения воздух / дизельное топливо за счет увеличения впрыска дизеля в камеру сгорания.
Соответственно чем больше топлива, тем больше мощность. Правда когда дизельные моторы работают при низком соотношении кислород / топливо, в процессе сгорания образуется много сажи.
Именно поэтому, несмотря на наличие системы очистки, мы часто видим черный дым от грузовиков, когда они трогаются с места. В этот момент водители грузовиков сильно нажимают педаль газа, чтобы сдвинуть с места тяжелую машину.
В этот самый момент в дизельный двигатель начинает поступать меньше кислорода, но больше топлива.
Помимо этого существует еще множество отличий дизельных моторов от бензиновых. Например, каждый тип мотора по-разному может замедлять транспортное средство при торможении двигателем.
Для получения дополнительной информации посмотрите несколько видео роликов ниже.
Перед просмотром включите показ субтитров и их перевод.
Важным критерием при выборе автомобиля является его комплектация, особое внимание уделяется возможностям и характеристикам двигателя. Решить дилемму, какой двигатель лучший непросто, так как есть стремление не только отдать предпочтение лучшему, но и сэкономить. Те, кому довелось на собственном опыте испытать оба типа знают, что они отличны друг от друга как работой, так и особенностью ухода. Поэтому успешность выбора будет завесить не только от сопоставления их слабых и сильных сторон, условий использования, но личных предпочтений. Сегодня для приверженцев обеих разновидностей, производители оснащают одни и те же модели авто как бензиновым, так и дизельным мотором, чтобы был выбор. Считаются они двигателями внутреннего сгорания (ДВС), который был открыт в 1860 году французом Этьеном Ленуаром. Вся суть работы ДВС в том, что расходуемое топливо сгорает внутри, а уже позже мотор преобразует выделенное тепло в механическую энергию.
Сравнение дизельного двигателя и бензинового
Рассмотрим чем отличается дизельный двигатель от бензинового по особенности работы. Конструкции обоих схожи, у того и другого есть поршни, шатуны и цилиндры. Также общими элементами выступают: смазки, газораспределения, система охлаждения, питание и кривошипно-шатунный механизм.
Дизельный двигатель содержит усиленные клапаны, коленвал, блок и головки цилиндров, поэтому по размеру и весу превышает. Значительные размеры предполагают восприятие больших нагрузок.
Кроме того, внутри цилиндра поршни имеют дополнительное компрессионное кольцо. Так как устроен он сложнее, то цена у него выше. Основное же отличие обоих моторов – это их топливо. По названию несложно понять, какой из них, что потребляет. Интересно, то, что дизтопливо меньше воспламеняемо, чем бензин, а это плюс к безопасности. Разница между бензиновым двигателем и дизельным имеется также в расположении камеры сгорания. У дизельного она находится на дне поршня, а у бензинового – в головке блока цилиндров.
Что касается формирования топливо-воздушной смеси, то этот процесс у них идет по-иному, а это отражается непосредственно на их службе. В дизельном моторе проникший воздух в цилиндр нагревается во время движения поршня вверх, температура способна подняться до 900 градусов, это происходит, потому что объём воздуха уменьшается, а давление увеличивается, иногда до 5 Мпа. Далее по форсункам под давлением 1500 кгс/см² заходит топливо и сразу возникает воспламенение от горячего воздуха. После чего происходит расширение, поэтому в цилиндре нарастает давление. Это издает сильный шум во время эксплуатации и при сгорании дизель выделят токсичные выхлопы, характеризующиеся неприятным запахом.
Дизельный двигатель
Однако стали появляться более укомплектованные модели, только хоть они и потерпели значительную модернизацию в изоляции звуков за последние десятилетие, но все еще отстают от бензиновых аналогов. Если гонять мотор на холостом ходу, то звуки отчетливо слышны, а если брать бензиновый мотор, то вообще непонятно запущен он или нет. Пропадает грохот у дизельных моторов, только когда достигнута нормальная скорость. А вот в отношении выделений изменений не видно. Как ни стараются компании по производству дизеля снизить в нем коэффициент серы, горючее все равно выделяет оксид азота (NOx) и твердые частицы с неприятным запахом.
Количество топлива и регулировку момента впрыска осуществляет основной узел дизельного двигателя – топливный насос высокого давления (ТНВД). Он работает даже на дешевых плохих по качеству маслах, потому что непривередлив к летучести горючего. А оттого что мощность аппарата контролируется подачей топлива, давление не падает на низких оборотах. Достигнуть неплохую мощность машина с дизельным двигателем способна уже при 2 тыс. оборотах.
Бензиновый двигатель
Если говорить о бензиновом агрегате, то его топливная смесь появляется в карбюраторе или во впускной системе инжектора, при попадании в цилиндр она сжимается, а воспламенение происходит за счет искры свечей зажигания. Дроссельной заслонкой, благодаря потоку воздуха, проходит регулировка мощности. Если сравнивать, то старт машины с бензиновым мотором не такой мощный, потому что топливный насос не дает высокого давления. Процесс проходит бесшумно, а выброс в атмосферу СО/СН, значительно ниже, чем у аналога. Кроме того, в случае диагностики бензиновые конструкции гораздо проще и быстрей осматривать. В плане топлива, при резких перепадах температур гораздо устойчивее.
Обратите внимание: в дизельные устройства при низких температурах (ниже -20 градусов) происходит сворачивание солярки. Поэтому такие двигатели не подходят для граждан северных регионов со среднесуточной температурой зимой от -25–30 градусов.
Так как у дизельных свечей нет зажигания, а топливо воспламеняется спонтанно от впрыскивания к сжатому давлению, то при -30 воздух в цилиндре не набирает нужную температуру нагрева и попросту не воспламеняет топливо. Поэтому для этого применяется технология, замеряющая температуру в цилиндрах, а также выпрыскивающая горючее в конце вращения мотора. Когда поршень находится вверху, то давление возрастает и воздух греется, в это же время вводится топливо. Кроме того, многие дизельные, как дополнительную меру имеют нагревательный элемент, поддерживающий необходимое тепло в блоке.
Установлен бензиновый двигатель
Обслуживание дизельного и бензинового двигателей
По конструкции дизельный гораздо прочнее и срок его эксплуатации значительно дольше. Однако есть проблема в плане топлива, так как российский дизель не самый лучший по качеству, этим он может подпортить работу мотора. Использование среднего по качеству топлива приводит к частой замене фильтров и масла. Если мотор сломался, его ремонт будет дорогостоящим, так как внутреннее устройство сложнее. Что касается бензинового, то он мощнее, а в плане топлива «всеяден». Запчасти для этого типа мотора легкодоступны.
Мощность, производительность и крутящий момент
У дизельных моторов больше крутящего момента, а вот у бензиновых больше лошадиных сил. Когда требуется ускорение и не важна грузоподъёмность, то подходит бензиновый мотор. За счет своей простой конструкции он может достичь горазда высоких пиков оборотов, а это дает возможность получить большее количество лошадиных сил, а после набрать разгон до 100 км/ч быстрее, чем дизельные. А вот если важна грубая сила тяги и масса буксируемого груза подходит больше дизель. Благодаря крутящему моменту дизель способен на крутых склонах легко тянуть грузы. Свой крутящий момент мотор показывает на низких оборотах.
Установлен модернизированный дизельный двигатель
Агрегат дизельного плана – более бюджетный вариант, в отличие от бензинового, так как уровень КПД может достигать 50% , а это существенная . Сегодня на многих европейских транспортных средствах стоит топливная система Common Rail, выводящая на сенсорную панель управления данные о времени и количестве подаваемого топлива. Происходит это за счёт установленных датчиков. Система ведет расчет с максимальной приближенностью до миллиграмма. Принцип подобного дозирования помогает плавно нарастать давлению, от этого мотор работает без трясок при переключении передач. Данная система снижает использование топлива на 20%, а крутящий момент повышает на 25%. По этой причине КПД дизельных устройств больше на 40%, нежели у аналогов.
Краткосрочные и долгосрочные обслуживания
Отличие дизельного двигателя от бензинового также заключается в частоте обслуживания. Часто проводить техническое обслуживание дизеля дорого, хотя фильтры и прокладки должны меняться регулярно. Что касается замены моторного масла, антифриза и свечей, то здесь у дизельного двигателя есть преимущество. Стоимость дизельного мотора легко окупаема за счёт длительной службы. Служит он в три раза дольше, чем его аналог. Двигателю нужно отработать в районе 200 тыс. км, чтобы он потребовал капитальный ремонт.
Устройство системы питания двигателя ЮМЗ, Д-65
Разница в эксплуатационных характеристиках
Не менее значимыми показателями выступают: потребление горючего и степень сжатия. Расход топлива – показатель экономичности. Он показывает, сколько топливо расходуется при мощности в 1кВ. за час. Дизельные аппараты расходуют – 200 до 230 г , а бензиновые выше – 265–305 г . Дизельные устройства никогда не глохнут на низких оборотах, очень часто это происходит с их аналогами, когда тяга на низких оборотах уменьшена. Второй показатель, говорит о том, во сколько раз сжимается смесь в цилиндре во время работы. Дизельные имеют степень сжатия 13 – 25 единиц , а вот показатели бензинового изредка переваливают за 12 единиц.
Плюсы и минусы, обобщаем и сравниваем
Начнем с плюсов бензинового мотора :
Плюсы дизельного двигателя :
- стоит приемлемо;
- нет системы зажигания;
- в выхлопах меньше угарного газа;
- не так воспламеняемо, как бензин;
- горючее выполняет двойную функцию, как топливо и смазка;
- расход дизеля небольшой;
- хорош на бездорожьях;
- не боится загрязнений и влаги;
- высокий КПД;
- имеет большие тяговые усилия на низких оборотах.
Пробежимся по минусам бензинового мотора :
- потребляется взрывоопасное топливо;
- работает недолго;
- выделяет выхлопы;
- большой расход топлива;
- ломается гораздо чаще.
Минусы дизельного мотора :
Сравнение стоимости 1 км пути
Если рассматривать отличия дизеля от бензина, то в городских условиях он, имеет средний показатель -5,8 литров/100 км , а вот бензин – 9,2 литра/100 км . То есть транспортное средство на дизеле, на 1 км потребляется 0,058 л ., а на бензине – 0,092 л .. Чтобы подсчитать, сколько обойдется один километр пути по цене, берем стоимость топлива и умножаем на приведенные нами коэффициенты – 0,058 для дизеля и 0,092 для бензина. Получаем цены и сравниваем. Выходит, что дизель экономичнее.
Заключение
Итак, узнав, чем отличается бензин от дизеля, стало еще сложнее сделать выбор в пользу лучшего двигателя. Поэтому конечно, стоит опираться на: особенности местности, где будет эксплуатироваться автомобиль, тип езды, планы на использования и предпочитаемое топливо.
