Дизельный двигатель: преимущества и недостатки

Преимущества и недостатки бензинового агрегата

С дизельным агрегатом мы уже ознакомились, теперь рассмотрим подробнее положительные и отрицательные стороны бензинового.

Преимущества:

1. Простая конструкция. Технология создания такого мотора довольно простая, что влияет и на стоимость авто.
2. Небольшой вес автомобиля.
3. Объёмный двигатель по сравнению с дизельными аналогами. В бензиновом моторе нет сильной детонации, поэтому объём его может быть значительно выше, чем у дизеля.
4. Простой ремонт, с которым может справиться даже более-менее опытный водитель. Системные узлы расположены просто и понятно, более того, ремкомплекты стоят на порядок дешевле дизельных.
5. Практически бесшумная работа.

Недостатки:

1. Самый главный недостаток — взрывоопасность топлива. Бензин является очень летучей смесью и поджигается от малейшей искры, вследствие чего носит характер повышенной опасности.
2. Все детали двигателя нужно постоянно смазывать, менять и т. д.
3. Расход топлива будет гораздо больше, потому что КПД в камере сгорания у бензинового агрегата заметно ниже.
4. Медленный разгон и слабая тяга сразу почувствуются на бензиновом агрегате при сравнении двух моторов.
5. Низкий параметр экологичности. Бензиновый двигатель выпускает гораздо больше вредных веществ в атмосферу.

Ремонт и траты на обслуживание

Как я писал сверху и тот и другой моторы являются четырехтактными и вроде бы отличий не так много, но разница в ремонте может доходить в два раза, бензиновый агрегат будет стоять дешевле.

Но почему так? Этому есть логичное объяснение:

• Нет конкуренции — зачастую дизели делают не все станции в городе (я ба даже сказал единицы), а поэтому стоимость вырастает.
• Дизельные варианты в основном на грузовых машинах или коммерческом транспорте – по умолчанию ремонт дороже.
• Дорогие автомобили – уж так повелось у нас в стране, что обычных седанов или хетчбеков с «тяжелым топливом» очень мало! Я бы даже сказал вообще нет, а как правило такими агрегатами комплектуются крутые внедорожники, а на них норма/час значительно дороже.

Что же касается эксплуатации, то обслуживать дизель — нужно ровно в два раза чаще, то есть проходить ТО и заменять масла. Если на варианте с бензином вы проходите по 15 – 20000 км. То с соляркой такое не прокатит, там интервал зачастую около 7500 – 10000 км, да и масло стоит намного дороже.

Небольшой пример моих знакомых: — у одного «TUAREG – дизель» у другого «AUDI Q7 – бензин», по сути машины практически одно и тоже, у АУДИ платформа правда немного вытянута, но не суть – замена масла примерно 8,0 литров «у обоих», не буду сейчас считать в граммах. Так вот – «ТУР» меняет чаще через 7500 км, один литр рекомендованного масла – около 1000 рублей! ТО есть 8 литров это – 8000 рублей, причем выбор масел не такой, как хотелось бы.

НА АУДИ, замена через 10000 км, просто покупаем две канистры по 5 литров, хорошее масло (для ТУРБО), стоит примерно 2000 рублей канистра, то есть 4000 рублей, да еще и остается два литра. Вот и посчитайте.

В общем обслуживание дизеля, причем если взяли б/у под 100000 км. – выйдет в копеечку, однозначно нужно будет смотреть ТНВД и форсунки. Бензин в этом случае намного выигрывает, даже если нужно чистить топливную систему, это будет стоить вполне нормальных «подъемных» денег для каждого владельца.

Что лучше дизель или бензин? Разница в ремонте

От глобальной поломки не застрахован ни один двигатель. Но чем отличается дизель от бензина? В равной степени они требуют заботы по ходу эксплуатации, но на поддержание работоспособности первого будет потрачено больше. В дизельном ДВС в 2 раза чаще меняются фильтры и масла, при пробеге свыше 200 тыс. км «умирают» форсунки или топливный насос, который стоит иногда свыше 50 тыс. рублей. Не говоря о том, какую сумму составит капитальная переделка агрегата.

За деньги, отданные на обслуживание дизеля, можно целиком обновить расходники и сделать капремонт бюджетного бензинового авто. Однако эта цифра померкнет на фоне топливной экономичности и регламентном ТО. К тому же, отремонтировав узел однажды, о его пригодности можно забыть еще на много лет.

Однозначно утверждать, что лучше для кроссовера бензин или дизель, нельзя — любитель экономии предпочтет первый вариант, а ценитель качества в ущерб финансам выберет второй. По сложности ремонта оба типа мотора равны. Ранее дизель представлял сложности, но с внедрением системы подачи топлива Common Rail они канули в лету. Автомеханики к ней приспособились.

Впрочем, нужно понимать, что многое зависит и от конструкции самого автомобиля. Поэтому рекомендуем ознакомиться с рейтингом самых надежных автомобилей.

Этапы производства бензина

Бензин производится методом фракционной перегонки сырой нефти. В ректификационной колонне жидкость подвергается высокотемпературному воздействию. В результате вещества, которые легче, испаряются и поступают вверх, откуда их откачивают через специальные выпускные трубы. Отделенная фракция обрабатывается катализаторами, кислотами и адсорбентами, которые помогают очистить топливо от тяжелых и вредных примесей.

На последнем этапе производства в готовое горючее добавляют присадки, которые регулируют скорость его воспламенения.

Определить качество бензинового горючего можно методом проверки октанового числа.

Что случится, если смешать бензин и дизель

Смешивание 2 типов горючего приводит к повышенному износу мотора. При попадании бензина в дизельный движок транспортное средство быстро заглохнет, т.к. для воспламенения смеси потребуется искра зажигания. Если машину заправили легким горючим только частично, это может не остановить работу двигателя, но привести к перегреву топливной системы и металлическому стуку в моторе.

При обратной ситуации — попадании ДТ в бензобак — тяжелая фракция быстро опускается на дно и, таким образом, сразу поступает в систему подачи горючего. Двигатель теряет мощность и динамику, начинает издавать скрежет и стук. Из выхлопной трубы идет черный дым. Если дизель является преобладающим типом горючего, то машина заглохнет в течение нескольких минут, т.к. температуры от сжатия жидкости и искры недостаточно для воспламенения дизтоплива.

При смешивании фракций нефти потребуется полностью слить жидкость из бака и промыть подающую систему большим количеством нужного топлива.

Отличить эти виды можно по скорости испарения и горения. При погружении ДТ обволакивает поверхность предмета масляной пленкой, которая не исчезает со временем. В свою очередь низкотемпературная нефтяная фракция быстро образует пары. Некоторые автолюбители также отмечают, что бензин имеет более резкий запах.

Особенности двигателя на дизеле

Плюсы и минусы дизельного и бензинового двигателя стали теперь ясны, рассмотрим теперь конкретные особенности работы дизеля подробнее.

Зимний период года для дизельного мотора

Однозначно все автомобилисты с уверенностью заявят, что у дизеля встречаются проблемы в зимний сезон года, но не все они знают, что ДТ делится на два вида: летнее и зимнее! Эту особенность обязательно нужно учитывать, ведь по своей формуле и составу летнее ДТ замерзает уже при -5 градусах. Происходит это потому, что оно производится по особой технологии парафинизации, стоимость такого топлива становится ниже на 30%.

В летнее же время года вы можете им заправляться и не заметите никаких проблем. Что касается зимнего ДТ, то оно может выдерживать мороз более 30 градусов и не замерзать. Включить диз. двигатель с таким топливом совершенно не составит труда. Знать эту разницу между характеристиками топлива и соблюдать обязан каждый водитель дизеля, ведь несоответствие топлива времени года может оказаться большой проблемой.

Имейте в виду, что заправляться стоит только на проверенных вами АЗС, где вы уверены в качестве топлива. Дело в том, что нерадивые заправщики пытаются сколотить капиталы на обмане клиента, доливая в летнее топливо специальные примеси. Заправившись таким горючим, вы приблизитесь к отметке капремонта мотора, а это выльется в кругленькую сумму.

Управление

Практически на всех автомобилях, не учитывая самых последних моделей, при запуске движка наблюдается стук в моторе, проходит он только со временем, а конкретнее, когда свечи накала достигнут рабочей температуры. В современных устройствах такой особенности нет по причине использования в системе дополнительного силового узла.

Двигатель прогревается достаточно долго, поэтому, если вы живете в 10 минутах езды от офиса, нужно выделить время ещё на прогрев авто. Но имеется и положительный момент: двигатель работает практически на максимальных оборотах, поэтому сдвинуться с места очень легко. Эта особенность идеально применима к внедорожникам, так они легко преодолеют препятствия на своём пути.

Имеется ещё одна особенность дизельного движка, о которой мало кто знает. Диз

двигатель может функционировать даже в воде, важно, чтобы она не попала внутрь. Т

е. пересечь неглубокую речку на внедорожнике не составит труда

Если обращали внимание, на серьёзных моделях внедорожников воздухозаборник находится возле крыши авто, чтобы предотвратить попадание воды в силовой агрегат

Техническое обслуживание

Топливная система прихотлива в обслуживании, периодически нужно менять масло и фильтры, как и в бензиновом двигателе. Проблема заключается в том, что стоимость ТО будет несколько выше, чем у аналога. Более того, не в каждом СТО есть хорошие специалисты, поэтому тут лучше последовать совету бывалых водителей и обратиться к квалифицированным мастерам.

Обратите внимание, капитальный ремонт двигателя при правильной эксплуатации наступает где-то через 250 000 км пробега. И выложить придётся более 500 долларов, но если учесть постоянные ремонты бензинового агрегата, то сумма уже и не кажется такой заоблачной

Даже автомобиль с дизельным двигателем можно оборудовать газовой установкой. Давайте вспомним, что ДТ воспламеняется под давлением, а газ от искры, как и бензин. Следовательно, работоспособность системы придётся модифицировать, изначально в камеру сгорания будет подаваться немного ДТ, чтобы получить огонь для поджигания газовой смеси. Модификация автомобиля на ГБО обойдётся очень дорого, а если учесть, что стоит дизельное горючее заметно дешевле бензина, то пройдёт далеко не один год, прежде чем отобьётся стоимость установки.

Четырехтактный процесс в дизеле

В четырехтактном дизеле (рис. 2 «Рабочий цикл четырехтактного дизеля«) клапа­ны механизма газораспределения управ­ляют впуском воздуха и выпуском ОГ. Они открывают или закрывают впуск­ные и выпускные каналы головки цилин­дров. Каждый впускной и выпускной ка­нал может иметь один, два или три кла­пана.

Пример HTML-страницы

Рис. 2 : а — впуск; b — сжатие; с — рабочий ход; d — выпуск.  1. Впускной распределительный вал. 2. Форсунка. 3. Впускной клапан. 4. Выпускной клапан. 5. Выемка в днище поршня. 6. Поршень. 7. Стенка цилиндра. 8. Шатун. 9. Коленчатый вал. 10. Выпускной распределительный вал. а — угол поворота коленчатого вала. d — диаметр цилиндра. М — крутящий момент. s — ход поршня. V_c — объем камеры сгорания. V_h — рабочий объем. ВМТ — верхняя мертвая точка поршня. НМТ — нижняя мертвая точна поршня.

Первый такт — впуск (а)

Поршень 6, находящийся в верхней мер­твой точке (ВМТ), движется вниз и уве­личивает объем цилиндра. Дроссельная заслонка отсутствует, и воздух через от­крытый впускной клапан 3 поступает не­посредственно в цилиндр. В нижней мертвой точке (НМТ) поршня объем ци­линдра достигает своего максимального значения (V_h + V_c).

Второй такт — сжатие (Ь)

Клапаны механизма газораспределения закрыты. Движущийся поршень сжима­ет заключенный в цилиндре воздух, ко­торый, сообразно степени сжатия (от 6 у больших двигателей до 24 у двигателей легковых автомобилей), нагревается до высокой температуры, максимально до­ходящей до 900°С. В конце процесса сжа­тия форсунка впрыскивает топливо в ра­зогретый воздух под высоким давлением (в настоящее время приблизительно до 2000 бар).

В ВМТ поршня объем цилиндра до­стигает минимального значения (объем камеры сгорания V_c )

Третий такт — рабочий ход (с)

После задержки воспламенения (не­сколько градусов угла поворота коленча­того вала) начинается рабочий ход. Тон­ко распыленное дизельное топливо вос­пламеняется в сильно сжатом горячем воздухе в камере сгорания и сгорает, вследствие этого заряд топливовоздуш­ной смеси в цилиндре продолжает разо­греваться дальше и давление в цилиндре поднимается еще выше. Освобожденная при сгорании энергия определяется ко­личеством впрыснутого топлива (каче­ственное регулирование). Под действием давления поршень движется вниз, при этом тепловая энергия преобразуется в кинетическую. Кривошипно-шатунный механизм преобразует кинетическую энергию поршня в энергию вращения коленчатого вала.

Четвертый такт — выпуск (d)

Рис. 4

Уже незадолго до нижней мертвой точки поршня открыва­ется выпускной клапан 4. Находящиеся под давлением горячие газы начинают выходить из цилиндра. Движущийся вверх поршень вытесняет остальные ОГ. После двух оборотов коленчатого вала новый рабочий цикл начинается с такта впуска.

Кулачки впуска и выпуска распреде­лительного вала служат для открытия и закрытия клапанов. У двигателей с од­ним распределительным валом движе­ние от кулачков чаще всего передается на клапаны с помощью коромысел. Фа­зы газораспределения включают н себя моменты открытия и закрытия клапа­нов по отношению к положению колен­чатого вала (рис. 4 «Диаграмма фаз распределения четырехтактного дизеля«), поэтому они указы­ваются в градусах угла поворота колен­чатого вала. Распределительный вал приводится от коленчатого вала зубчатым ремнем, цепью или набором шестерен. При четы­рехтактном процессе рабочий цикл со­вершается за два оборота коленчатого ва­ла, поэтому распределительный вал вра­щается с вдвое меньшей частотой, чем коленчатый. Передаточное отношение между коленчатым и распределительным валами составляет, таким образом, 2:1.

При переходе от такта выпуска к так­ту впуска все клапаны некоторое время открыты одновременно — этот момент называется перекрытием клапанов. При этом оставшиеся в камере сгорания отработавшие газы вытесняются свежим зарядом воздуха в выпускной коллектор, одновременно охлаждая цилиндр.

В дизельных двигателях турбина получает больше энергии.

Мы живем с вами друзья в удивительное время, когда буквально на наших глазах в мире исчезают атмосферные двигатели. На их смену приходят турбо-моторы, которые намного эффективней и мощней своих предшественников. Таким образом совсем скоро большинство автопроизводителей машин совсем откажутся от обычных силовых агрегатов в пользу новейших турбо-технологий.

С самого начала появления этих турбин инженеры столкнулись с определенной проблемой, которая была связана с питанием этих турбокомпрессоров. Как правило, сама крыльчатка турбины вращается за счет энергии, получаемой от выхлопных газов автомобиля. Если же сравнивать бензиновые и дизельные автомобили между собой, то турбины в дизельных моторах работают куда более эффективней, так как в дизельном автомобиле количество выхлопных газов на вырабатываемый объем гораздо больше, чем в бензиновом агрегате. Именно по этой причине турбокомпрессор(ы) дизельного мотора выдает(ют) максимальную мощность намного быстрее и раньше бензиновых автомобилей. То есть, уже на низких оборотах владельцы дизельных автомобилей начинают ощущать максимальную мощность машины и ее крутящий момент.

Вместо послесловия

Если вспомнить историю развития дизеля, то конструкторам на определенном этапе исследований удалось предотвратить возможность мотора «пойти вразнос», т.е. его саморазрушения. Прежде это являлось довольно распространенным явлением и доставляло автомобилистам немало бед. Суть его в бесконтрольном увеличении оборотов, заканчивавшимся полным выходом двигателя из строя. Сегодняшние системы управления узлами и механизмами не допускают таких аварийных инцидентов.

Как бы то ни было, применение дизельного двигателя больше подходит для интенсивной езды: большегрузных перевозок с прицепом или движения по бездорожью, либо пассажироперевозок в салонах повышенной вместимости. Главным образом хозяевами аппаратов на солярке становятся рачительные граждане, предпочитающие простор. Для собственников же бусиков и джипов, использующих их в качестве средства заработка, альтернативы дизелю вообще не существует.

А вот для неэкстремальной езды по сухим твердым дорогам использование дизельного привода будет неоправданным хотя бы потому, что окупать себя он будет очень долго, вдобавок со временем дадут о себе знать неудобства в обслуживании. Посему не следует переплачивать, приобретая новый «дизелек», если вы не планируете ежегодно покрывать на нем более 100 тыс. км. Все что меньше – для него не расстояние.

И не забывайте: недостатки дизеля лучше всего минимизируются на мощной сервисной базе, с достаточно цивилизованной дорожно-автомобильной инфраструктурой и при хорошей обеспеченности владельца ТС.

Кому нужны дизели

По данным аналитического агентства «Автостат», каждый десятый автомобиль в Москве ездит на дизельном двигателе. Но в некоторых регионах доля еще выше — например, на Чукотке она составляет 26,1% от всего регионального парка.

Автомобилистов привлекает в первую очередь экономичность в использовании топлива. Дизельные двигатели имеют КПД около 40–45%. Это ощутимо больше, чем в бензиновых, где показатель не превышает 30%, то есть две трети топлива сгорает, не превращаясь в механическую энергию.

Однако легковой автопром — далеко не главный потребитель дизельных двигателей. Их используют для тяжелой грузовой и промышленной техники, железнодорожных локомотивов, судов. Кроме того, дизельные агрегаты применяют в энергетике — например, на атомных станциях устанавливают резервные дизель-генераторы.

Дизели — это поршневые двигатели внутреннего сгорания. Здесь смесь топлива и воздуха подвергается сильному сжатию, в результате разогревается и воспламеняется. Механизм отличается от бензиновых двигателей, где сжатая смесь топлива и воздуха поджигается электрической искрой.

Первым новый агрегат построил и описал немецкий инженер Рудольф Дизель в конце 1890-х годов. Уже тогда изобретение превосходило по КПД существующие двигатели внутреннего сгорания, паровые машины и паровые турбины.

Разработкой заинтересовалась промышленность и энергетика, и спустя почти полтора века дизели по-прежнему пользуются спросом в этих отраслях. Помимо КПД, такие двигатели отличаются от бензиновых долговечностью и большим крутящим моментом, который тесно связан с показателями мощности.

Общий объем глобального рынка дизелей в 2020 году достиг $207 млрд, подсчитали в компании IMARC Group. Аналитики прогнозируют, что в ближайшие пять лет показатель вырастет почти до $265 млрд. По их словам, ситуацию определяет растущий спрос на коммерческие автомобили и машины большой грузоподъемности. Вдобавок рост автопрома и быстрая урбанизация, особенно в развивающихся странах, стимулируют создание эффективной энергетической инфраструктуры, а для этого тоже нужны дизель-генераторы.

Социальная экономика

Автомобиль, велосипед, поезд: как будет развиваться городская мобильность

В РФ есть устойчивый спрос на дизели, и он увеличивается с каждым годом. Причем, как отмечают эксперты, спрос растет как за счет развития промышленности и экономики, так и на фоне западных санкций, которые ограничивают поставки в Россию зарубежного оборудования.

История создания мотора TDI

Дизельный двигатель всегда привлекал различные компании своим нераскрытым до конца потенциалом. Основной задачей, которая ставилась перед инженерами, являлось превращение шумного, тихоходного и малооборотистого агрегата в такой мотор, который можно было бы с легкостью устанавливать в легковые авто. Результатом стало создание мощного, экономичного и экологичного дизеля, который по своим эксплуатационным характеристикам был максимально приближен к бензиновому силовому агрегату.

Первопроходцем в этом направлении стала компания Audi, которая в далеком 1980-м установила 1.6-литровый дизельный 54-сильный атмосферник под капот своей популярной модели Audi 80. Дальнейшее совершенствование и развитие технологий привело к тому, что уже в 1989 Audi первыми в мире наладили и запустили в массовое производство компактный, тяговитый и мощный турбодизельный двигатель, который получил широко известное сегодня обозначение TDI.

Первый TDI представлял собой дизельный двигатель с 5 цилиндрами, имел рабочий объем 2.5 литра, оснащался турбонаддувом с интеркулером (система промежуточного охлаждения нагнетаемого воздуха). Максимальная мощность этого мотора составляла 120 л.с. Показатель крутящего момента находился на отметке 256 Нм и достигался при выходе на 2250 об/ мин.

С момента появления на рынке данный силовой агрегат стал достаточно востребованным, так как представлял собой достойную альтернативу не только дизелям других производителей, но и вполне был способен составить конкуренцию моторам на бензине. TDI от Ауди обеспечивал прекрасную динамику, при этом расход топлива был существенно ниже по сравнению с другими аналогами.

Volkswagen 1.6 TDI

Вне конкуренции по расходу топлива остаётся дизель TDI, разработанный инженерами компании Volkswagen. Он самый экономичный. При объёме в 1,6 литров конструкторам удалось заметно снизить аппетиты мотора, сохранив мощность, 90-120 л. с. в разных модификациях.

В моторе 1.6 TDI используются система впрыска Common Rail, инжекторы Bosh и турбонагнетатель с изменяемой геометрией. Благодаря увеличенному давлению в системе подачи топлива и усовершенствованной турбине удалось добиться расхода топлива всего в 4,5 л/100 км. И это при неторопливой езде по городу. На трассе этот мотор показывает гораздо лучший результат – 3,5 л/100 км по паспорту, а в действительности он может приближаться вплотную к 3 литрам.

Дизель 1.6 TDI использовался во многих автомобилях марок Volkswagen, Audi, Scoda. Его расчётный ресурс – 350 000 километров.

Плюсы и минусы дизельного мотора

Дизельные двигатели славятся мощностью и надежностью, но и не только этим. Давайте посмотрим, какие новые системы дали двигателям вторую жизнь. Например, одним из компонентов, разработанных для современных движков, стала система Common Rail.

Питание Common Rail ставится на аппараты на дизеле с девяносто седьмого года прошлого столетия. По сути, она является усовершенствованным способом поступления топлива в камеру сгорания, повышает давление. Изготовление, которого не зависит от скорости вращения силового агрегата или давления.

Ключевым различием Common Rail от обычного ТНВД является то, что последний нужен просто для увеличения давления в топливной магистрали. Насос не дозирует цикловую подачу дизеля и не регулирует поступление его.

На низких оборотах такой аппарат работает без задымления при большей цикловой подаче автодизеля. У него – высокий вращающий момент происходит и при низких оборотах. Такая функция делает машину «отзывчивой» в движении.

Поэтому в РФ на две тысячи седьмой почти все моторы грузовиков были переделаны на дизельные аппараты. Теперь производительность и эффективность их повысилась в несколько раз если приравнивать к тому, что было до этого.

В использованных газах аппарата на дизеле находится малое количество оксида углерода.  Также силовой агрегат на дизеле экономичен, если приравнивать его к бензиновому, на тридцать, а то и пятьдесят процентов. Так происходит потому, что в моторе на дизеле степень сжатия воздуха доводится до больших чисел, если сравнивать со степенью сжатия топливной смеси в силовых агрегатов на бензине.

Единственным минусом дизельных моторов с турбонаддувом является сам турбокомпрессор. Так как срок деятельности турбины всего 75 000 километров, то автовладельцам приходится заменять ее, устанавливая новую. Поэтому многие водители не хотят таких растрат и мучений, покупают обычные атмосферные движки на дизеле.

Хотя среди молодого поколения все больше становится поклонников турбодизелей. Некоторые даже увеличивают мощность в турбине, тюнингуют старые атмосферные движки. Поэтому дизельные моторы стали все больше пользоваться популярностью, чем бензиновые.