Как известно, практика использования двигателей внутреннего сгорания предполагает использование двух принципиально разных моторов. Трудно ошибиться, если назвать бензиновые моторы более массовыми, но и без дизельных двигателей никак обойтись нельзя.
Для того чтобы остановить свой выбор на том или ином типе мотора, нужно разобраться, чем отличается дизельный двигатель от бензинового. А также рассмотрим, стоит ли лить дизельное масло в бензиновый двигатель, и наоборот.
Достоинства и недостатки
Конструктивные особенности этих разных типов моторов достаточно существенны. Но не каждый потенциальный владелец автомобиля готов разобраться в этих отличиях с технической точки зрения. Для таких автолюбителей достаточно знать основные характерные достоинства и недостатки, которые присущи каждому из типов моторов. Бензиновый двигатель отличается такими очевидными достоинствами.
- Возможность получения высокой удельной мощности – кВт (л. с.) – с единицы объема мотора. На современном этапе это порядка 100 л. с. с 1 л.
- Невысокий расход топлива. Этот показатель можно получить при щадящем режиме движения. Например, при движении по шоссе на 5-6 передаче при количестве оборотов до 2000 в минуту.
- Устойчивый запуск при любой температуре. Бензиновый мотор легко запускается при отрицательных температурах.
- Хорошие динамические показатели автомобиля. Бензиновый мотор легко раскручивается до 5-6 тыс. об/мин, благодаря чему автомобиль легко может ускоряться.
- Более простая конструкция систем двигателя и доступность ремонта и обслуживания.
- Современный бензиновый мотор является более экологичным при исправном техническом состоянии.
В то же время можно отметить некоторые недостатки бензиновых моторов.
- Сравнительно больший расход топлива при несколько более высокой его стоимости.
- Невысокий крутящий момент.
Указанные недостатки не позволяют эффективно использовать бензиновые двигатели для грузоперевозок, в промышленности и сельском хозяйстве. Какими достоинствами будет выделяться дизельный силовой агрегат?
- Низкий расход топлива.
- Высокие показатели крутящего момента. Этот говорит о том, что при сравнительно невысокой номинальной мощности машина получает хорошую тягу в любых режимах движения.
То же время дизельные моторы имеют следующие характерные недостатки.
- Ограниченность использования при отрицательных температурах. Уже после температуры -15 °С использование дизельного мотора связано с повышенным его износом.
- Более сложное устройство систем двигателя. В первую очередь нужно учитывать сложность и дороговизну в обслуживании топливной аппаратуры – топливного насоса и форсунок.
- В связи со сложностью агрегатов мотора дизельный двигатель стоит при остальных равных показателях на 20-30 процентов дороже в отношении своего бензинового конкурента.
Таким образом, в отличие от бензина, дизель будет востребован там, где требуется перевозить грузы, работать в поле или совершать длительные переезды. Дизельные моторы успешно трудятся не только на автомобильном транспорте, но и на железной дороге, и на морских и речных судах.
Конструктивные особенности
Главное отличие моторов – процесс сгорания топлива в цилиндрах
Основным отличием бензинового и дизельного моторов считается процесс сгорания горючей смеси в рабочих цилиндрах.
Бензиновый мотор
В цилиндр на такте впуска впрыскивается бензино-воздушная смесь. При достижении нужной температуры, давления, когда кислород с частичками бензина хорошо перемешался, в камеру сгорания подается электрический импульс, который и обеспечивает возгорание горючей смеси. Степень сжатия в бензиновом моторе составляет приблизительно пропорцию 1 к 10.
Процесс горения сопровождается увеличением температуры в цилиндре до 2000 °С. В результате создаваемой температуры высокое рабочее давление позволяет горючим газам толкать поршень, что и приводит к вращению коленчатого вала, как следствие – вращаются колеса.
Дизельный мотор
В цилиндр дизельного мотора специальной форсункой высокого давления подается нужное количество топлива и нагнетается порция воздуха. В результате более чем 20-кратного повышения давления происходит не только перемешивание двух компонентов смеси, но и существенно растет температура. В результате происходит самовозгорание горючей смеси, что и обеспечивает работу мотора.
Такое принципиальное различие в работе обоих типов моторов выделяет их даже по звучанию. Работу бензинового – на холостых оборотах можно сравнить с тихим шуршанием. Дизельный при этом работает громче, с характерным «тарахтением», что особенно заметно на моторах грузовых авто и тракторов. Настройки легковых машин и хорошая шумовая изоляция делает работу легковых дизелей несколько тише.
Принципиальные отличия в работе моторов не только приводят к отличию их конструкций друг от друга, но и предъявляют некоторые специфические требования к обслуживанию моторов. В частности, из-за различных условий смесеобразования, вида топлива и рабочих температурных режимов будут отличаться и требования к характеристикам допустимого масла для системы смазки силового агрегата.
Особенности применяемых масел
Можно отметить, что особой необходимости для того, чтобы заливать дизельное масло в бензиновый мотор, нет. Как и производить обратную замену. Можно отметить, что существуют универсальные масла, которые можно использовать для разных типов моторов. Однако это может быть устаревшая, простая конструкция двигателя и если ваш двигатель не выполняет тяжелых работ.
Например, моторы снегоуборщиков, лодочные или для газонокосилок не испытывают больших нагрузок. Но для двигателя, который установлен на вашем автомобиле или тракторе, будет надежнее использовать масло, которое по своим рабочим характеристикам отвечает рабочему режиму этого устройства. Как отмечалось ранее, дизельный мотор работает в более серьезном тепловом режиме, поэтому масло должно быть устойчиво к высоким температурам.
Кроме того, при сгорании дизельного топлива образуется достаточное количество сажи, а в составе присутствует значительно больше серы, которая может перейти в масло. Таким образом, масло должно намного дольше сохранять свои смазывающие свойства, а воздействие температуры, посторонних включений не должно серьезно отражаться на свойствах этого компонента. Для сравнения, чем отличается дизельное масло от бензинового, можно обозначить такие присадки, которые обязательно входят в состав смазывающего компонента мотора.
- Щелочные присадки (алкалиновые), которые призваны противостоять образующимся в процессе работы кислотам.
- Противоокислительные присадки.
- Моющие и диспергирующие добавки, которые помогают противостоять образованию нагара и появлению на металлических частях различных отложений.
Несмотря на большую устойчивость масла к внешним воздействиям, а отсюда и более высокую стоимость, из-за высоких температур срок службы масла для дизельных моторов вряд ли можно увеличить. Особенно если используемое топливо, расходные материалы (фильтры) не отличаются высоким качеством.
Где заправляться
Вопрос качества топлива нужно рассматривать любому водителю всегда внимательно. Стоит задуматься, почему отдельные американские и европейские автомобильные компании существенно ограничивают поставки в отечественные автомобильные салоны авто с дизельными моторами. Именно качество производимого дизельного топлива не позволяет компаниям сохранять уверенность, что будет обеспечена исправная работа топливной аппаратуры.
Также расчетный межсервисный интервал, когда будет производиться плановая замена масла, наверняка придется сокращать, учитывая, что масло утратит свои важные параметры. Не каждый владелец авто может сделать замену самостоятельно. Если рассматривать бензин, то на заправочных станциях можно встретить для АИ-92 два вида топлива этой марки.
Одна колонка выдаст вам для заправки авто бензин, полностью отвечающий требованиям экологического стандарта Евро-5, а другая – с превышением в 92-ом по некоторым параметрам, например, с переизбытком серы. Но более качественный бензин и стоит немного дороже. Поэтому решение, можно ли заливать менее качественное топливо, владелец порой принимает из соображений экономии денег на заправку.
Вопрос качества топлива и исправной работы вашего мотора нужно рассматривать и с позиции самой АЗС. Информация о допустимых отклонениях по качеству бензина, наличию загрязнений можно отследить по специализированным изданиям, по отзывам владельцев, а также по собственным наблюдениям в поведении автомобиля. Очень часто по устойчивой работе двигателя, по поведению машины можно заметить, как сильно отличается бензин на разных заправках или отличается дизельное топливо, особенно после неудачной попытки запуска в мороз.
Можно рекомендовать владельцу по возможности использовать для долива топлива только выбранную опытным путем заправочную станцию, а в случае невозможности – АЗС одноименной топливной компании. Такой подход не только позволит оптимизировать расход топлива, но и окажет положительное воздействие на ваш бензиновый или дизельный мотор. Срок службы масла можно будет выдерживать по требованию завода-изготовителя, а внутренние полости мотора не будут подвергаться чрезмерному износу и загрязнению.
Таким образом, использование дизельного и бензинового моторов не только предполагает различные конструктивные решения, но и различные требования по их обслуживанию.
Судя по названию, дизельное топливо используется в дизельных двигателях. Оно производится путем прямой перегонки нефти из керосиново-газолейных фракций газоконденсатных месторождений. В народе это топливо называют – «солярка» или «соляра». Давайте узнаем, чем дизель отличается от бензина, какое топливо лучше, и почему зимнее дизельное топливо не замерзает?
Отличия солярки от бензина
Главная отличительная особенность дизеля от бензина заключается в том, что солярка является соединением тяжелых углеводородов, в то время как бензин – соединение легких фракций углеводородов. В отличие от бензина, дизельное топливо поступает в камеру сгорания следом за воздухом. То есть сначала в цилиндры подается воздух, который из-за компрессии и высокого давления нагревается до температуры 850-900 градусов Цельсия. Затем форсунками под давлением в камеры сгорания подается дизельное топливо, которое в разогретой среде мгновенно воспламеняется.
Если смешать бензин и дизель
Рассмотрим два случая, если смешать дизельное топливо и бензин:
- Дизель + бензин. Работа дизельного двигателя нарушится по причине того, что бензин не загорается от давления. Температуры, образовавшейся от сжатия воздуха в камере сгорания, ему не хватает, нужна искра.
- Бензин + дизель. Результат будет тот же. Ведь дизельному топливу необходимо давление, а не искра от свечи зажигания. Также стоит отметить, что дизельное топливо по плотности превосходит бензин, поэтому есть опасность, что забьются топливные инжекторы и потребуется чистка.
Что лучше: газ, бензин, или дизель?
К плюсам дизельного двигателя можно отнести низкий расход, в отличие от бензина, либо газа, так как он почти в два раза ниже. Также дизель является более мощным двигателем с высоким крутящим моментом. Как следствие, дизель более тяговит на низких оборотах, нежели двигатель на газу, либо бензине, даже если их рабочие объемы равны.
К минусам дизельного двигателя можно отнести, пожалуй, дороговизну обслуживания. Если масло с фильтрами у бензинового, либо газового двигателя, нужно менять раз в 15-20 тысяч километров пробега, то дизелю необходима замена масла и фильтров каждые 10 тысяч километров.
А еще найти качественное дизельное топливо гораздо труднее, чем бензин. После использования некачественного топлива придется менять форсунки, либо топливный насос, либо полностью топливную систему, починить которую стоит дорого!
Летнее и зимнее дизельное топливо
Летнее дизтопливо используется летом, зимнее, понятное дело, зимой. Но, в чем же их отличие? Разница заключается в их морозостойкости. Когда температура воздуха достигает -5 °C, то летнее дизельное топливо густеет. Оно становится вязким и хуже прокачивается по топливной системе. При ещё более низких температурах оно вообще не прокачивается, превращаясь в парафин. Итог – машина не заведется.
Зимнее дизельное топливо производится по отличной технологии от летнего дизеля. А раз технология сложнее, значит, и цена выше. Зато такое топливо не замерзнет в холодное время года. Кстати, из летнего дизтоплива можно «сделать» зимнее самостоятельно. Существуют специальные присадки, которые не дадут летнему дизелю загустеть на холоде. Такой метод позволяет отодвинуть точку застывания до минус -15 °C, и даже минус -25 °C.
Предлагаю посмотреть видеоролик:
Что произойдет, если добавить масло в дизельное топливо
Нередко приходится слышать вопрос “А можно ли дизельный двигатель заправить соляркой?». Ведь это топливо, и как почти все их виды, из нефти. Давайте внимательно посмотрим, чем же дизельное топливо отличается от солярки.
Что такое дизельное топливо?
Оно получается из керосиново-газойлевых фракций при прямой перегонки нефти. Основной показатель тут – цетановое число Л-45. Возгорание ДТ происходит не выше температуры 70 градусов по Цельсию. Используется для двигателей с высокими оборотами в железнодорожном транспорте, водном и сельскохозяйственной технике.
Цетановое число численно равно объёмной доле цетана (С16Н34, гексадекана), цетановое число которого принимается за 100, в смеси с a-метилнафталином (цетановое число которого, в свою очередь, равно 0). Когда дизельное топливо характеризуется такой же воспламеняемостью, определённой на опытном двигателе(ASTM D 613, EN 5165, ISO 5165, ГОСТ 3122), что и модельная смесь этих двух углеводородов, цетановое число данного топлива считается равным % доли цетана в этой смеси. Чем оно больше, тем лучше воспламеняемость смеси при сжатии.
Что такое солярное масло?
Солярное масло, или что нам привычней называть «соляра». Это продукт прямого перегона нефти, который прошел обработку щелочью. Основное назначение, это использование в двигателях с малыми оборотами. Этот продукт имеет вязкость 5 - 9 мм2/с и температуру кипения около от 240 до 400°С.
Основные отличия дизеля от солярки
Итак, солярное масло применяют для тихоходных машин, например тракторов, а для скоростных двигателей, как самолеты. И основные физические характеристики у них разнятся.
В своем составе дизельное топливо содержит углеводороды, которые имеют температуру кипения от 180 до 350°С. После определенной очистки и добавления разного рода присадок, эти продукты перегонки нефти приобретают вязкость 2 - 4,5 мм2/с.
В свою очередь, «соляровое масло», (солярка)», представляет собой фракцию нефти, с вязкостью 5 - 9 мм2/с. и температурой кипения от 240 до 400°С.
Подводя итоги, можем сделать вывод, что «солярка» и «дизельное топливо» - это два совершенно разных понятия. Использование «соляра» в современных автомобильных двигателях недопустимо. В противном случае вы испортите двигатель, и его ремон выйдет в немалую сумму.
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.
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.
