Почему у дизеля крутящий момент больше: Почему дизельные двигатели мощнее бензиновых – Какой двигатель выбрать — дизель или бензин

Содержание

Почему дизельные двигатели мощнее бензиновых

Категория: Полезная информация.

Многие знают, что дизельные ДВС развивают более высокий крутящий момент, чем бензиновые. Но мало кто знает, почему.

vintage car 852239 1280

Почему дизельные двигатели более «тяговиты»

  • принцип работы дизельного мотора – сжимать под большим давлением кислород и топливо. Высокий коэффициент сжатия и расширение воздуха, подаваемого в цилиндр, создает полезную нагрузку и увеличивает крутящий момент (КМ)
  • дизельное топливо сгорает раньше, чем бензин. Кроме того, оно более энергоемкое. Значит, можно извлечь больше энергии за более короткое время. Это тоже «растит» КМ
  • по сравнению с бензиновыми , в дизельных ДВС длина хода поршней увеличена. А крутящий момент = сила * расстояние (ход поршня), поэтому в данном случае КМ будет выше 
  • как правило, современные дизельные агрегаты оснащены турбиной, и это предполагает более прочные материалы блока ДВС, тяжелые поршни и т.п. Поэтому и высокую степень сжатия дизельный мотор выдерживает без проблем, и показатель КМ растет.

Что важнее – мощность или крутящий момент

Мощность двигателя, измеряемая в лошадиных силах, напрямую зависит от его оборотов. Так, указанную производителем мощность автомобили развивают в среднем в диапазоне 5500-6500 об/мин. Понятно, что в жизни никто так не ездит, и нормальные показания тахометра составляют 2500-3000 об/мин. И если свой максимум ДВС развивает при 6000 об/мин, а едет на 3000 об/мин, его мощность в этот момент тоже вдвое меньше.

С этим связано правило быстрого ускорения – перейти на пониженную передачу. Обороты вырастают, мощность тоже, и это обеспечивает разгон.

Тем не менее, даже так нельзя «достать» из двигателя обещанные производителем, скажем, 120 л.с. Они – только для дапазона 6000 об./мин, помним. Но есть способ выйти на максимальную мощность без экстремальных оборотов на тахометре. Это – работа крутящего момента.

Крутящий момент представляет собой силу, умноженную на плечо (рычаг) ее приложения. Когда двигатель вырабатывает энергию, она преобразуется в крутящий момент на выходном валу ДВС, изменяется в коробке и редукторе и передается на колеса. То есть это та сила, которая позволяет автомобилю преодолевать сопротивление движению. Роль рычага в данном случае выполняет кривошип коленвала, через который и создается КМ.

Чем выше крутящий момент, тем быстрее двигатель достигнет максимальной мощности. 

Другой важный фактор — величина оборотов, при которой мотор достигает пикового КМ. Скажем, если он выходит на него при 2000 об/мин, разгон будет гораздо быстрее, чем если мотор достигнет своего крутящего момента («раскрутится» до него) при 4000 об/мин. То есть суть не в значении, допустим, 400 Нм, а в диапазоне оборотов, при которых он достигается. Меньше – лучше.

engine 1719889 1280

Дизель и бензин

Именно с большей величиной крутящего момента связано мнение о «тяговитости» дизельных двигателей, особенно «на низах».

Имеется в виду, что пик крутящего момента достигается при небольших оборотах, порядка 1500 -2000 об/мин. Для сравнения – бензиновый мотор выйдет на такой же показатель только в зоне средних оборотов, порядка 3500-4500 об/мин.

Именно с этим свойством дизельных ДВС – «тянуть» на низких оборотах, уверенно преодолевая силы сопротивления, и связан тот факт, что все настоящие проходимые внедорожники оснащены дизельными моторами.

Что же касается «Формулы-1» и ей подобных соревнований, да, тут бензиновые автомобили. Связано это как раз с мощностью и диапазоном оборотов. Бензиновые ДВС можно раскручивать до 7000-8000 об/мин., и именно это позволяет им «доставать» всех «лошадей», которыми их наградили производители. А мы помним, что чем больше мощность двигателя в л.с., тем большую скорость он сможет развить. 

Поэтому при старте на ускорение бензин побеждает дизель (мгновенный пик КМ за счет высоких оборотов, не нужно тратить время на дополнительные переключения передач). Зато при езде по трассе 110 км/ч дизельный автомобиль не нужно будет переводить на нижнюю передачу, чтобы ускорить, а бензиновый нужно. То есть в спринте выиграет бензин, в марафоне – дизель.

  • О том, каких оборотов лучше придерживаться, если у вас дизельный двигатель, читайте здесь.
  • Все о том, как продлить ресурс дизельного ДВС, узнайте здесь.

Если вы в поиске качественных запчастей для своего дизельного двигателя, проверьте наш каталог

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ

Какой двигатель выбрать — дизель или бензин

Пока мы ждем и надеемся на то, что до России доберутся электрокары, больше того, что они еще и не будут уступать классическим автомобилям по характеристикам, выбор ограничивается всего двумя вариантами: бензин и дизель. Третьего не дано.

Для начала, разберемся, в чем между этими типами двигателей разница?

Бензиновый двигатель — двигатель внутреннего сгорания, в цилиндрах которого предварительно сжатая топливовоздушная смесь воспламеняется от электрической искры. Управление мощностью в данном типе двигателей производится, как правило, регулированием потока воздуха, посредством дроссельной заслонки.

Дизельный двигатель — двигатель внутреннего сгорания, работающий по принципу воспламенения топлива от сжатия. Мощность регулируется количеством впрыскиваемого топлива.

Бензиновый двигатель способен преобразовать всего 20-30% энергии топлива в полезную работу. Дизель же может реализовать до 30-40% энергии. В случае если дизельный мотор оборудован турбонаддувом, КПД возрастает до 50%.

При этом дизельный мотор из-за впрыска высокого давления не требователен к летучести топлива. Это позволяет использовать в нем низкосортные тяжелые масла. Поэтому он и считается более выгодным.

Почему дизель выдает большой крутящий момент на низких оборотах?

В дизельном двигателе отсутствует дроссельная заслонка, а мощность, как мы говорили выше, регулируется подачей топлива. По этой причине давление в цилиндрах на низких оборотах не падает. Это приводит к более высоким оборотам на «низах», чем у бензиновых аналогов. За счет широкого диапазона, в котором двигатель работает на высоких оборотах, использование мощности мотора становится более простым и эффективным. Но есть у дизельных моторов и недостатки.

Содержание и обслуживание.

Помимо меньшей литровой мощности, есть и другие «проблемные места». Дизельное топливо замерзает при более высоких температурах, нежели бензин. А самое главное, дизельные двигатели дороже и сложнее чинить. Причиной этому являются насосы высокого давления, которые изготавливаются с высокой точностью.

Согласен с этим и Николай Завозин, технический эксперт группы компаний BLOCK: «Дизель требует для диагностики много дорого оборудования, приобрести которое в состоянии не каждый тех. центр. Именно поэтому дизель и сложнее обслуживать. Надо не только правильно эксплуатировать дизельный двигатель, но и уметь его, а чаще топливную аппаратуру, грамотно диагностировать. Проблемы дизелей в обслуживании, по большей части связанны именно с диагностикой и ремонтом».

Проблемой для дизеля может стать и чистота топлива. Дизель очень чувствителен к загрязнению топлива механическими частицами и водой. Данные загрязнения очень быстро выводят топливную аппаратуру из строя. Подтверждает это и тех. эксперт BLOCK: «Риск заправиться плохим топливом и “убить” топливную аппаратуру в нашей стране очень высок. А хороших специалистов, действительно понимающих, как работает дизель, способных настроить и диагностировать топливную аппаратуру, очень мало».

Несколько мифов

Дизельный двигатель медленный и маломощный.

Сегодня это уже не так. Взять хотя бы гоночный автомобиль Audi R10. Эта модель выиграла последнюю гонку Ле-Мана. Сочетание дизельного двигателя с турбиной дает превосходный результат и не уступает по динамике бензиновым моторам.

Дизельный двигатель очень шумный.

На самом деле качественный и грамотно настроенный дизель не намного громче бензинового. Громкая работа дизельного агрегата говорит о его неисправности и неправильной эксплуатации. Снизить уровень шумов удалось после появления системы раздельного впрыска (Common Rail).

Дизельный двигатель экономичнее.

Само дизельное топливо дешевым уже не назовешь, но экономичность достигается за счет принципа работы двигателя и его высокого КПД (о КПД мы говорили в пункте «разница между бензиновым и дизельным двигателем»). Плюс ко всему, дизельный мотор более долговечен. Средний срок службы дизеля – 400-600 тыс. км. Однако затраты на эксплуатацию этих двигателей почти одинаковые. Разница лишь в частоте обращения в сервис.

Дизельный двигатель не заводится в холод.

Современные дизели оснащаются системами быстрого запуска, которые прогревают свечи накаливания за считанные секунды. Поэтому проблем с морозами дизельные двигатели уже не испытывают.

В наше время разница между дизельными и бензиновыми двигателями не так велика, как раньше. И чем дальше, тем меньше она будет. Бензиновые моторы будут экономичнее, дизельные тише и мощнее. Сегодня выбор между этими двигателями обуславливается сроком, на который автомобиль покупается.

Текст: Аркадий Флоринский.

Источник Finamauto

Почему у дизелей крутящий момент больше, по сравнению с бензиновыми моторами?

Крутящий момент дизельного ДВС

Фото: www.pp.userapi.com

В автомобилях, от которых требуется получить максимальную мощность и тягу, всегда устанавливают дизельные моторы, так как именно они позволяют уже на минимальных оборотах «снять» с двигателя большой крутящий момент. Но почему так происходит, и почему на бензиновых моторах нельзя добиться того же результата?

Другая степень сжатия

Между дизельными моторами и бензиновыми очень большая разница в принципе работы. Дизеля имеют совершенно другой принцип воспламенения топлива. Если сравнить два блока бензинового и дизельного двигателей, то можно заметить, что у дизеля камера сгорания находится в поршне, что позволяет воспламенять топливо сжатием.

У бензиновых моторов, камера сгорания находится в выемке головки блока цилиндров, и воспламенение происходит за счёт искры от свечей. Дизельные моторы обязаны выдерживать большие температуры, которые появляются из-за сжатия воздуха и последующего самовоспламенения топлива. Бензиновые моторы, наоборот, плохо воспринимают любой перегрев и особенно самовозгорание бензина.

Фото: www.im0-tub-ru.net

Скорость горения топлива

При взрыве дизельного топлива вся мощность высвобождается мгновенно, отбрасывая поршень вниз цилиндра. Таким образом, горение солярки происходит очень быстро, что позволяет получить большую мощность и крутящий момент.

В бензиновых моторах всё происходит совсем по-другому, там топливо воспламеняется уже после того, как поршень опустился вниз цилиндра. Более того, дизельные моторы могут работать в огромном диапазоне соотношения воздуха и топлива, например, от 18:1 до 70:1, бензиновым такая гибкость даже и не снилась, они работают в соотношении 14:1.

Фото: www.avatars.mds.net

Ход поршня

Дизельные моторы отличаются довольно большими ходами поршней, что напрямую влияет на величину крутящего момента. При этом из-за большого хода поршней снижается мощность двигателя. Бензиновые двигатели более короткоходные, это позволяет добиться большей мощности, но, правда, она доступна только на максимальных оборотах, в районе 4500-5000 об/мин. Поэтому если вам нужно получить от машины тяговитость, например, для езды по бездорожью или для перевозки тяжёлых грузов, то лучше выбирать именно дизельную машину. Если в приоритете максимальная скорость, то лучшим выбором станет покупка автомобиля с бензиновым мотором.

При использовании любых материалов необходима активная ссылка на DRIVENN.RU

Вот почему дизельные двигатели имеют больше крутящего момента чем бензиновые моторы

Почему дизельные двигатели сильнее?

Вот почему дизельные двигатели имеют больше крутящего момента чем бензиновые моторы 

Знаете ли вы, что дизельные двигатели производят больше крутящего момента, чем обычные бензиновые моторы. Кто-то наверняка это забыл или не знал. Но почему дизельные моторы сильнее? А вот почему.

 

Популярный на Западе видео блогер инженер Джейсон Фэнске объяснил все предельно и просто, показав в своем очередном ролике два типа цилиндров: один от дизельного мотора и один от бензинового двигателя. Далее блогер рассказывает об основных пяти причинах, почему дизельные моторы имеют большой крутящий момент:

 

  1. 1. Дизельные моторы используют более высокие коэффициенты сжатия, что приводит к увеличению крутящего момента.
  1. 2. Дизельное топливо, как правило, сгорает намного раньше
  1. 3. Дизельные моторы имеют увеличенную длину хода поршней. Соответственно крутящий момент равен усилию, умноженному на расстояние. Увеличенное расстояние дает больше крутящего момента
  1. 4. Дизельные двигатели, как правило, имеют турбонаддув и изготовлены из компонентов, предназначенных для двигателей с турбонаддувом. Соответственно блок двигателя более прочный, поршня тяжелей и т.д. Именно благодаря этому двигатель без проблем выдерживает большую степень сжатия. 

    Кроме того так как воспламенение топлива в дизельных моторах происходит за счет большой степени сжатия кислорода и дизельного топлива, воздух подаваемый в мотор имеет тенденцию расширяться, создавая полезную нагрузку.

  1. 5. Дизельное топливо более энергоемкое, чем бензин. Это означает что вы можете извлекать больше энергии из дизельного топлива, чем вы можете извлечь из того же количества бензина. 

 

 

Итак, теперь вы кратко знаете, почему дизельные моторы сильнее. Теперь если кто-то спросит у вас, почему дизельные моторы имеют больше крутящий момент, вы сможете легко и просто похвастаться своими знаниями. 

чьи лошади сильнее? — журнал За рулем

Кто лучше тянет? Кто быстрее разгоняется? Сравниваем бензиновый и дизельные двигатели.

До сих пор встречаются чудаки, свято верящие в то, будто бы 100 лошадиных сил дизеля соответствуют примерно 140 «бензиновым» силам. Дело, как они полагают, в крутящем моменте, который у дизеля гораздо выше.

Материалы по теме

Грамотно прояснить ситуацию оказалось не так-то просто. Пришлось то и дело консультироваться в самых различных местах — на ВАЗе и УАЗе, ГАЗе и ЯМЗе. В итоге трактат получил всеобщее «одобрям-с», но автору посоветовали заранее спрятаться от потока помидоров, запущенного недовольными апологетами того или иного двигателя. Мол, будет та же реакция, как если бы спартаковский фанат в своих красно-белых тонах забрался на зенитовскую трибуну…

В общем, разбираемся, чьи силы сильнее. А попутно, чтобы стало веселее, попытаемся ответить на простейший, казалось бы, вопрос:

«Даны два автомобиля, максимально близких по конструкции, — бензиновый и дизельный. Исходные условия: современные моторы одинаковой мощности, идеально подобранные для каждого коробки передач, образцовые водители (почти роботы!), отличное сцепление с дорогой. Какой автомобиль окажется на трассе быстрее?»

Простой вопрос? Оказалось, что не очень…

Лошадиный момент

Для разгона машины нужна энергия. Чем больше энергии можно потратить в единицу времени, тем быстрее машина разгонится. Иными словами, речь идет о мощности. Чем выше мощность, тем быстрее машина: всё, казалось бы, просто. Но…

Материалы по теме

Но на практике картина другая. Максимальная мощность мотора, как бензинового, так и дизельного, достигается им только при полной подаче топлива — понятно, что это соответствует положению «педаль в пол». А вот основная жизнь автомобиля протекает в режимах частичной подачи топлива, при которых развиваемая мотором мощность явно ниже максимальной.

Напомним, что крутящий момент и мощность — это почти что близнецы-братья, как у Маяковского. Друг без друга они не существуют: ведь мощность — это крутящий момент, помноженный на частоту вращения коленчатого вала. И если на какой-то частоте вращения ДВС способен выдать более высокий крутящий момент, чем его конкурент, то и мощность его в этот момент также должна быть выше. Одно без другого просто немыслимо. Поэтому разговоры о том, что у кого-то при равной мощности момент на тех же оборотах выше, сразу пресекаем: это несерьезно.

Материалы по теме

Пару слов о коробках передач. Очень часто споры вокруг двигателей упираются именно в коробку, а потому уходят в сторону от основной темы. Понятно, что коробка способна изменять момент на ведущих колесах в широких пределах, но одновременно она меняет и частоту вращения колес: изменять мощность она, естественно, не может. Поэтому в дальнейшем условно считаем коробку на бензиновой и дизельной машинах неким идеальным атрибутом и больше к ней не возвращаемся. Для ясности также не принимаем во внимание тот факт, что дизельный двигатель априори тяжелее бензинового той же мощности.

Если бы крутящий момент был постоянным во всем диапазоне частот вращения коленвала, то внешняя скоростная характеристика, показывающая зависимость мощности и крутящего момента от частоты вращения, превратилась бы в прямую линию, а мощность была бы прямо пропорциональна показаниям тахометра. Тогда разницы в поведении бензинового и дизельного моторов равной мощности не было бы вообще. Однако именно своеобразность протекания момента по дизельной кривой и породила неодинаковость их поведения.

Дело в том, что в массовом сознании дизельные моторы всегда отличала их способность выдавать относительно высокие значения мощности и крутящего момента на низах. Субъективно это воспринималось так, что в этом диапазоне частот дизель откликался на правую педаль охотнее, чем бензиновый коллега. Даже атмосферные дизели за счет более высокого эффективного давления в цилиндрах могли развить более высокий момент, чем бензиновые. Однако без наддува ширина «полки» крутящего момента была при этом практически такой же, то есть практически отсутствовала. А вот с применением наддува полка сразу появилась, причем в левой части характеристики — «на низах».

Материалы по теме

Что это дало? Именно то, чем любят хвалиться приверженцы дизелей — «тягу на низах». В этом диапазоне дизельный двигатель способен развить большую мощность, чем бензиновый, а его момент на ведущих колесах действительно может быть выше.

На всякий случай напоминаю: момент существует только там, где есть сопротивление — без него он равен нулю. Грубо говоря, мотор бульдозера готов его выдать, но только в том случае, если встретит кучу щебня перед своим отвалом. Поэтому до тех пор, пока дорога гладкая и ровная, бензиновая и дизельная машины будут примерно в равных условиях. Но как только дорога пойдет в гору или, скажем, подует встречный ветер, то машина, у которой в данном диапазоне оборотов есть запас мощности (или момента — это не важно), сможет за его счет выйти вперед.

А если раскрутить бензиновый мотор до более высоких оборотов? Тогда ситуация выровняется. Мало того, поскольку диапазон частот вращения коленвала у «бензинок» заведомо шире, чем у дизелей, то и отыграться за все обиды они могут именно там, «на верхах». Дизель, быстрее достигнув пика мощности, «заткнется» — его ВСХ пойдет на спад, а вот бензиновый мотор будет продолжать раскручиваться дальше, так как пик его мощности достигается при более высоких частотах вращения.

Впрочем, на этом этапе рассуждений мы упираемся в особенности конкретных моторов. Строго говоря, бензиновый двигатель тоже может быть «низовым». И если у двух моторов, низового и верхового, за

Устройство автомобиля: Разговор о дизеле

Почему дизельные двигатели экономичны? За счет чего у них такой большой крутящий момент и низкие максимальные обороты? Попробуем разобраться

История моторов с воспламенением от сжатия началась в конце XIX века. Именно тогда Рудольф Дизель загорелся идеей создания эффективного двигателя, коэффициент полезного действия которого смог бы превысить 10–12%, то есть показатель паровых машин. С конструкцией и принципом работы будущего мотора Дизель определился достаточно быстро – это двигатель внутреннего сгорания с воспламенением топлива от высокой температуры сжимаемого газа. Однако в процессе создания рабочего экземпляра возникли трудности: высокое давление и температура в камере сгорания мотора приводили к прогоранию поршней, поломкам газораспределительного механизма, а иногда и к взрывам. В итоге на доработку и придание агрегату достаточной надежности ушло несколько лет. Но в 1897 году цель наконец была достигнута, огромный 5-тонный двигатель развивал 20 л.с. при 173об/мин и обладал КПД в 26%. Даже перспективный двигатель Отто с принудительным зажиганием обеспечивал всего 20%!

Больше – меньше

Итак, отчего же дизельные моторы получились настолько экономичнее? Тому есть две фундаментальные причины.

Первая заключается в более высокой степени сжатия дизелей – от 13 до 25 против 12 у лучших бензиновых представителей. Эти цифры не стоит недооценивать, ведь от них зависит КПД мотора: чем они выше, тем в большей степени расширяются раскаленные отработавшие газы и, соответственно, тем полнее их тепловая энергия преобразуется в механическую. Если сравнить современные дизельные и бензиновые моторы, то первые способны усвоить 38–50% процентов теплоты, выделившейся при сгорании топлива, а вторые – лишь 25–38%.

Возникает вопрос: что мешает поднять степень сжатия бензиновых агрегатов? Мешает детонация, то есть самопроизвольное воспламенение топливно-воздушной смеси от сильного нагрева при излишне большом сжатии. При этом мало того что сгорание происходит не в тот момент, когда нужно, так оно еще и сопровождается чрезвычайно резким нарастанием давления в цилиндре, что приводит к стукам, перегреву и высокой токсичности выхлопа.

В дизеле же поднятие степени сжатия лишь увеличивает надежность воспламенения впрыскиваемого топлива: чем горячее будет воздух в цилиндре, тем быстрее оно испарится и начнется процесс сгорания. Но кроме степени сжатия есть и второе, не менее важное обстоятельство – низкое сопротивление впускной системы дизеля. Ведь в отличие от бензинового мотора ему не требуется «перекрывать кислород» дроссельной заслонкой, управление мощностью осуществляется простым дозированием впрыскиваемого горючего: нужна большая отдача – подаем больше топлива. А уж насколько избыточно количество воздуха в цилиндре, дело десятое, главное, чтобы его хватало для окисления.

С бензиновым мотором такой трюк не пройдет. Если воздуха окажется слишком много (то есть концентрация паров бензина в нем будет очень низкой), то от искры смесь просто не вспыхнет. Вот и приходится ставить на впуске заслонку, регулирующую расход воздуха и, опосредованно, количество подаваемого топлива. Поэтому при небольших нагрузках (например, в пробках), бензиновые автомобили тратят силы на всасывание воздуха сквозь чуть приоткрытую дроссельную заслонку, создавая огромное разряжение во впускном коллекторе. «Дыхание» же дизеля всегда свободно!

Мощность? Момент!

Часто можно слышать, как в оправдание небольшой мощности дизеля приводят впечатляющие цифры его крутящего момента. Цифры эти, конечно, свидетельствуют о совершенстве мотора, но отнюдь не означают, что крутящий момент на колесах бензинового автомобиля окажется меньше! Ведь дизельные двигатели низкооборотные, из-за чего приходится применять более растянутые передаточные отношения в узлах трансмиссии, что и ведет к снижению конечного крутящего момента. Сравним, например, Mercedes E280 и E280CDI. Мотор первого выдает 300Нм, второго – 440Нм, при этом автоматические коробки у них одинаковые, а редукторы разные, с передаточными отношениями 3,27 и 2,47 соответственно. В итоге на первой передаче на колеса бензиновой модели передается 4300 Нм, а дизельной – 4760. То есть вместо изначальной разницы в 1,5 раза остается превосходство всего в 1,1 раза.

Влияние этого фактора на общую экономичность оценить легко, достаточно сравнить расход бензиновых и дизельных моторов в различных режимах движения. Окажется, что наибольшее превосходство дизеля (почти двукратное) проявляется в городском цикле, когда на его стороне и высокая степень сжатия, и низкие потери во впускной системе. В загородном же режиме, на скорости, когда нагрузка на мотор больше, дроссельная заслонка открыта сильнее и бензиновому двигателю становится легче «дышать», у дизеля остается только один козырь – степень сжатия. В результате тает и его преимущество в расходе топлива.

Впрочем, в начале XX века все эти тонкости не особо волновали автопроизводителей. Нефть стоила дешево, и от двигателя требовалась простота конструкции и изготовления, а не экономичность. И дизели с их сложными механизмами подачи топлива пришлись не ко двору. Правда, благодаря большому ресурсу и неприхотливости к качеству горючего эти моторы все же нашли применение в сельской технике и грузовом транспорте. Пригодились они и военным – баки с соляркой не так пожароопасны, как плещущийся за спиной бензин. Первый же легковой автомобиль на тяжелом топливе – Mercedes-Benz 260D – появился лишь в 1936 году, а к 1970-му общее число выпущенных дизельных легковушек едва превысило 100 тыс.

В поисках выхода

Так бы и пылился дизель на задворках отрасли, если бы не подскочившие в 70-х годах цены на нефть. И тогда на пути массовой дизелизации осталась только одна преграда – низкая мощность таких моторов. А от этого, как известно, существуют два средства: расширение диапазона допустимых оборотов коленвала и увеличение крутящего момента.

Но первый вариант оказывается неэффективным, высокие обороты лишь углубляют и без того насущную для дизеля проблему нехватки времени на смесеобразование. Ведь чтобы топливо активно испарялось, оно должно впрыскиваться при температуре воздуха в цилиндре не менее 500 °C, то есть почти в конце такта сжатия. При 5000 об/мин это означает, что на испарение распыленных частиц топлива и дальнейшую химическую подготовку к воспламенению отводится не более одной тысячной секунды!

Не терпит суеты и процесс сгорания. За резким первоначальным всплеском следует растянутый период догорания, продолжающийся уже на такте расширения. А торопить мотор в таких условиях – это в буквальном смысле слова выбрасывать горючее в трубу.

Поэтому сделать дизель мощнее можно лишь за счет увеличения крутящего момента. А для этого нужно развить как можно большее давление в цилиндрах, то есть сжечь больше топлива. Но опять незадача, приготовленная наспех горючая смесь дизеля отличается значительной неравномерностью распределения топлива по объему. Поэтому во время сгорания в смеси может возникать локальная нехватка воздуха, из-за чего часть топлива не сгорает, а разлагается под воздействием высокой температуры.

Вам приходилось видеть, как дизельные автомобили дымят под нагрузкой? Та сажа, что они выбрасывают, и есть продукт крекинга, то есть разложения несгоревшего топлива. Но это лишь визуальный эффект, а есть еще и сугубо практический в виде снижения мощности, увеличения расхода топлива и вредных выбросов.

Как с этим бороться? Можно так плотно заполнять цилиндры воздухом, чтобы его гарантированно хватало для сгорания даже в зонах максимальной концентрации топлива. Однако процесс распыления горючего оказался столь несовершенен, что возросшие требования к объему воздуха не смог удовлетворить и наддув с интеркулером, в результате чего турбодизели проигрывали в крутящем моменте даже атмосферным бензиновым моторам!

Так что задача увеличения мощности дизеля естественно свелась к процессу оптимизации смесеобразования, в котором решающее значение имеет давление впрыска. Разумеется, поначалу топливные насосы не могли им похвастать, приходилось прибегать к различным ухищрениям, улучшающим распыление горючего. Например, воспользоваться завихрением сжимаемого воздуха, как было сделано в вихрекамерных дизелях. Или поделить камеру сгорания на две части и использовать для смесеобразования энергию газа, перетекающего из одной половины камеры в другую вследствие предварительного сгорания части топлива.

Все эти решения позволяли немного снизить требования к давлению впрыска, но отличались увеличенными тепловыми и гидравлическими потерями вследствие сложной и большой поверхности камеры сгорания. Это, конечно, вело и к ухудшению топливной экономичности моторов. И лишь в начале 90-х годов появились системы, позволившие поднять давление до 1500 бар, что положило конец массовому производству вихрекамерных и предкамерных дизелей, заменив их более экономичными моторами с непосредственным впрыском.

С этого момента и началась увлекательная погоня дизеля за бензиновым конкурентом. Системы питания Сommon Rail, рекордно высокие давления впрыска, сверхбыстрые пьезоэлектрические форсунки, распыляющие топливо до пяти раз за такт. Благодаря всем этим изобретениям ныне дизельные двигатели уже конкурируют с турбированными бензиновыми моторами. Впечатляющий прогресс! 

Автор
Олег Карелов, эксперт по подбору автомобилей AutoTechnic.su
Издание
Автопанорама №9 2015

Бензин или дизель: какой двигатель лучше?

Извечный вопрос – машину с каким типом двигателя выбрать, бензиновым или дизельным, мучает российского автомобилиста уже не первый десяток лет. У каждого из вариантов есть свои положительные и отрицательные стороны, которые мы и собираемся сегодня рассмотреть, чтобы помочь автолюбителям сделать взвешенный и обоснованный выбор.

Для удобства, мы разобьем наше «выяснение отношений» между бензиновыми и дизельными силовыми установками на несколько пунктов: мощность и производительность, экономичность, ресурс, обслуживание и эксплуатация.

Бензин слева и дизель справаБензин слева и дизель справа

Какой мотор производительнее?

Одной из характеристик, на которую чаще всего обращают внимание покупатели, является мощность двигателя автомобиля. Причем, характеристика эта не зависит от типа топлива, на котором работает мотор, но в нашем случае, раз уж мы решили сравнить дизельные и бензиновые силовые установки, скажем, что зачастую по количеству «лошадей» верх берут именно бензиновые двигатели. Даже если агрегат снабжен турбокомпрессором, то мощность бензинового турбомотора все равно будет выше, чем у дизельного.

Казалось бы, рассуждать тут особо не о чем: тот, кто хочет мощного «железного коня», в первую очередь посмотрит в сторону авто с бензиновым двигателем, ведь «лошадок» под капотом у него больше – если мы сравниваем двигатели одного объема. И окажется не совсем прав.

Автомобиль с мощным бензиновым двигателем подойдет тому, кто любит скорость, быстрые ускорения, словом – чувствовать себя королем скорости где-нибудь на автостраде. Но машина с бензиновым двигателем, обладая отменными динамическими характеристиками, проигрывает автомобилю с дизельным двигателем в тяге. Да-да, если ваше бензиновое авто заедет на бездорожье, то его крутящего момента будет недостаточно для того, чтобы с легкостью выбраться из грязи. А вот дизельная машина, обладая более высоким крутящим моментом, который достигается на гораздо более низких, чем у бензинового агрегата, оборотах, справится с этой задачей гораздо увереннее – за счет того, что «полка» этого самого момента у дизеля ровная.

Бензиновый двигатель слева, справа - дизельБензиновый двигатель слева, справа — дизель

У авто с бензиновым мотором и максимальный крутящий момент, как правило, меньше, и достигается он на более высоких оборотах. Для отменной динамики это, повторимся, замечательно (не зря же подавляющее большинство спортивных машин имеют бензиновые моторы), но при преодолении бездорожья предпочтение все же нужно отдать агрегатам, работающим на «тяжелом» топливе – и именно потому дизельными силовыми установками комплектуются внедорожники и спецтехника.

Говоря о коэффициенте полезного действия дизельных и бензиновых двигателей, можно сказать, что тут первые выигрывают у последних – ведь на преодоление одного и того же отрезка пути, неважно, будет это хорошая скоростная трасса или бездорожье, автомобиль с дизельным двигателем потратит меньшее количество топлива, чем машина с бензиновым агрегатом. Но! За счет своей мощности и более выдающихся динамических характеристик автомобиль с бензиновым мотором доставит вас из пункта А в пункт Б намного быстрее. Расход топлива будет выше? Хм, ну ведь за скорость нужно платить.

Какой двигатель экономичнее?

Тут мы плавно подошли к следующему пункту нашего обзора – одной из болезненных тем топливной экономичности. Это тоже одна из главных характеристик, на которую покупатели обращают внимание в первую очередь. Что же мы увидим, заглянув в сравнительную таблицу одной и той же модели, допустим, Renault Logan, но оборудованной бензиновым или дизельным двигателем? А увидим мы то, что у дизельной модификации расход топлива в городском, загородном или комбинированном режиме ниже, чем у бензиновой версии.

Да, сейчас, в эпоху даунсайзинга, когда производители уменьшают объемы бензиновых силовых установок, уменьшая количество цилиндров или применяя системы, которые отключают их часть, чтобы добиться экономичности, эти моторы достигли прежде невиданных показателей экономичности. Но тягаться с дизелями им все еще не с руки. И весь секрет тут — в принципиально ином алгоритме образования и сгорания топливовоздушной смеси в цилиндрах этих двигателей. В цилиндре бензинового двигателя топливовоздушная смесь находится под меньшим давлением и имеет меньшую температуру (500 градусов Цельсия), чем в цилиндре дизельного двигателя (тут и давление мощнее, благодаря более высокой степени сжатия, и температура смеси – 900 градусов). Следовательно, скорость образования топливовоздушной смеси и процент ее сгорания выше у дизельного мотора. Иными словами, дизельный агрегат использует меньше топлива для получения энергии, необходимой для создания оптимального крутящего момента, который распределяется по ведущим осям. Таким образом, если покупатель хочет экономить деньги на покупке топлива, то тут предпочтение следует отдать дизельным агрегатам – ведь «тяжелое» горючее и расходуется меньше, и стоит дешевле, чем бензин.

Самый большой дизельный двигатель Wartsila-Sulzer RTA96-C создан для больших кораблейСамый большой дизельный двигатель Wartsila-Sulzer RTA96-C создан для больших кораблей

Кстати, говоря об экономичности нелишним будет упомянуть и об экологичности – немаловажной характеристике современных двигателей. Это раньше автолюбители, да и государственные власти не обращали внимания на качество топливного выхлопа. Теперь же в большинстве стран мира за уровнем выбросов вредных веществ следят очень строго, вводя все более высокие нормы чистоты выхлопа – Евро-5 и Евро-6. Так вот, по уровню экологичности сейчас первую скрипку играют дизельные агрегаты – именно поэтому их так много в общей массе автомобилей, продающихся, к примеру, в странах Западной Европы. В России же пока перевес у бензиновых авто.

У каких агрегатов больше ресурс?

Статистика свидетельствует, что средний срок эксплуатации нового автомобиля не превышает 5-8 лет. То есть, особых вопросов к моторесурсу бензинового или дизельного агрегата у покупателей возникать не должно, да и производители современных автомобилей не склонны рассекречивать данные о том, сколько моточасов или километров пробега может «выходить» бензиновый или дизельный агрегат. Но этот вопрос заботит тех, кто приобретает подержанные авто.

Отвечаем: и в этом параметре бензиновая силовая установка пасует перед дизельной. Факторов успеха в этом плане у двигателя, работающего на солярке, несколько. Во-первых, конструкция узлов бензинового двигателя более жесткая, чем у дизельного, и, как следствие, они более подвержены износу. Во-вторых, дизельное топливо в виду своего химического состава играет роль дополнительной смазки для узлов мотора, что повышает срок его ресурсной эксплуатации. Среди двигателей-миллионников дизельных значительно больше, чем бензиновых.

Какой мотор легче эксплуатировать и обслуживать?

В этом поле сравнений преимущество на стороне бензиновых двигателей. Известно, что работающие на бензине двигатели менее зависимы от качества топлива. То есть, если вы зальете горючее низкого качества, то бензиновый мотор в лучшем случае его переварит (динамика пострадает, но ехать машина сможет), а в худшем – придется чистить форсунки и промывать топливную систему. Если же «бодяга» попадет в топливную систему дизельного двигателя – пиши пропало. Тут самое страшное в том, что может выйти из строя топливный насос высокого давления и авто никуда больше не поедет.

Мастера обслуживают автоМастер обслуживает авто

Еще один плюс бензиновых моторов – их сравнительно низкая чувствительность к внешним температурам, что особенно актуально для России. Проще говоря, шансов, что бензиновое авто заведется при сильном морозе больше, чем у его дизельного «оппонента». Здесь секрет в химическом составе бензина, который имеет свойство воспламеняться при более низких температурах, чем дизель. Впрочем, эта проблема для работающих на солярке машин сегодня решается за счет применения «зимних» видов топлива и специальных устройств – предпусковых подогревателей, которые нагревают двигатель до его запуска. Так что, как видим, в этом компоненте преимущество бензинового мотора над дизельным не такое однозначное.

Очередной плюс в карму бензинового двигателя – сравнительно, опять же, низкий шум и вибрация при работе. Всем известен «тракторный» рокот дизеля, который зачастую проникает в салон даже на холостых оборотах, а уж при выходе на рабочие обороты у водителя и пассажиров может уши заложить. Это – особенность дизелей, обоснованная конструкцией двигателя. Слово в защиту: современные дизельные моторы, благодаря применению узлов и материалов, помогающих гасить вибрацию, звучат менее громко, чем их «предки».

Останавливаясь на таком важном пункте, как обслуживание силовых агрегатов, отметим, что в этом плане преимущество снова у бензинового мотора. Периодичность технического обслуживания (в частности, смены моторного масла и фильтра) у дизельных авто более частая, чем у бензиновых – у первых пробег между ТО, как правило, составляет 10 000 км, а у вторых – 15-20 000 км. Да и стоимость обслуживания дизельного мотора выше, уже за счет того, что расходные материалы обходятся дороже, чем для бензинового. А сложность конструкции дизеля обусловливает еще большее удорожание обслуживания двигателя такого типа. Кстати, именно из-за сложности конструкции ремонт дизельного двигателя обходится дороже, чем починка бензинового агрегата. Тоже существенный аргумент в пользу бензиновых авто.

Подводим итоги

Для удобства восприятия мы решили выделить все описанные нами плюсы и минусы дизельных и бензиновых двигателей. Проанализировав приведенные данные, любой автолюбитель может решить, машину с каким типом двигателя ему лучше купить.

Плюсы дизельных моторов:

— экономичность и экологичность;

— лучшая тяга на низких оборотах, и, как следствие, производительность;

— больший моторесурс и долговечность.

Минусы дизельных моторов:

— высокая чувствительность к качеству топлива;

— боязнь низких температур;

— больший вес агрегата;

— меньшая мощность;

— высокий уровень шума и вибраций при работе;

— дороговизна обслуживания и ремонта.

Плюсы бензиновых моторов:

— меньшая масса и габариты агрегата;

— меньший уровень шума и вибраций;

— устойчивость к низким температурам;

— лучшая переносимость топлива низкого качества;

— большая мощность агрегата;

— сравнительная дешевизна обслуживания и эксплуатации.

Минусы бензиновых моторов:

— повышенный расход топлива;

— меньшая тяга на низких оборотах;

— меньший моторесурс.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о