Українцям розповіли, які двигуни більш екологічні та економічні – дизельні чи бензинові

Вибираючи автомобіль, люди нерідко задаються питанням: які мотори кращі та економічніші – дизельні чи бензинові? Такий запит має під собою ґрунт, адже економічність найчастіше виходить на перший план при вирішенні питання, яке саме авто вибрати.

У автомобілів і з дизельними, і бензиновими моторами є свої прихильники і противники. У цій статті ми постаралися зважити на думку як експертів, так і простих автолюбителів.

1. З історії

Один з перших автомобілів із двигуном внутрішнього згоряння

Спочатку автомобілі випускалися з бензиновими моторами. Дизельний двигун потрапив на конвеєр лише в 1940-х роках, але популярності не набув через свою тяжкість, неповороткість і галасливість. Тому довгий час бензинові автомобілі були практично безальтернативними, а дизельні силові агрегати переважно використовувалися на великих виробництвах як генератори електрики.

Але технології не стоять на місці. 1980-90-ті роки ознаменувалися розробкою систем безпосереднього упорскування, випуском ефективних паливних насосів високого тиску, появою технології подвійного турбонаддуву. Це призвело до того, що дизельні двигуни почали «відвойовувати» позиції у бензинових. Так, до 2010 року майже половина автомобілів, що їздили дорогами Німеччини, вже були дизельними.

2. Принцип роботи

Для початку розглянемо принцип роботи бензинового та дизельного двигунів. Спершу коротко.

Запалення паливно-повітряної суміші в бензиновому двигуні відбувається за допомогою іскри від свічки запалювання, а в дизельному – у процесі стиснення паливно-повітряної суміші відбувається самозаймання. Саме через різницю в організації робочих процесів конструкції дизельних та бензинових моторів мають кардинальні відмінності.

А тепер перейдемо до подробиць.

3. Бензиновий двигун

Отже, в основі роботи бензинового двигуна лежить принцип внутрішнього згоряння. У процесі змішування палива з повітрям (гомогенна, тобто однорідна суміш) у впускному колекторі і наступного займання при температурі до +500 градусів і вибуху в камері згоряння відбувається розширення газів, тиск яких рухає поршень, а він у свою чергу – колінвал.

Цей процес має ряд мінусів. По-перше, щоб до моменту займання отримати однорідну суміш, необхідно використовувати пальне, яке швидко випаровується при температурі навколишнього середовища. В іншому випадку суміш повністю не згорить. Це свідчить про те, що для такого двигуна внутрішнього згоряння дуже мало альтернатив щодо палива.

Робота бензинового двигуна

По-друге, на коефіцієнт корисної дії дуже впливає потенційний ступінь стиснення паливно-повітряної суміші. А в циклі стиснення суміші в моторі, де вона утворюється у впускному колекторі, ступінь стиснення обмежений детонацією. Для підняття детонаційного порогу необхідно:

• використовувати бензин із великим октановим числом;
• зменшити час поширення фронту полум’я;
• зменшити температуру паливного заряду.

У сучасних бензинових ДВЗ ступінь стиснення становить близько 11 одиниць, і цей показник, ймовірно, максимальний.

По-третє, діапазон пропорцій повітря до бензину, при якому однорідна суміш здатна спалахувати і згорати, занадто вузький. Таким чином, для регулювання потужності можна лише змінювати об’єм суміші, що надходить у двигун при одночасній зміні подачі бензину та повітря.

Для цього в бензиновому двигуні служить дросельна заслінка, яка обмежує подачу повітря. А за дозування бензину таким чином, щоб співвідношення не виходило із встановлених меж, відповідає система управління.

4. Дизельний двигун

Машина з дизельним мотором

У дизельному моторі спочатку повітря під сильною дією поршня стискається в циліндрі, а потім відбувається впорскування в нього пального. Воно самозаймається під впливом високої температури (до 900 градусів) та тиску повітря (до 50 бар). Таким чином, паливо розпорошується безпосередньо в камері згоряння перед верхньою мертвою точкою поршня.

Мікроскопічні краплі дизеля миттєво випаровуються. Так у дизельному моторі виникає паливно-повітряна суміш. Це відбувається у кілька разів швидше, ніж у бензиновому двигуні. В результаті суміш виходить гетерогенна, тобто неоднорідна. Але вона так само добре самозаймається і згорає.

При згоранні одна крапля дизельного палива (солярки) виділяє більше тепла та енергії, ніж одна крапля бензину. Іскра тут не потрібна, тому свічки запалювання в цьому процесі практично не задіяні, тому вони рідко підлягають заміні. З цієї точки зору дизельний мотор економічніший, ніж бензиновий.

У дизельному моторі паливо спалахує під дією високої температури

Таким чином, у дизельному процесі паливна суміш не готується заздалегідь. Відповідно, вимоги до випаровування тут нижчі, а це означає, що можна використовувати різні види палива: від дешевих нафтопродуктів до біопалива. Тобто одна з серйозних переваг дизеля – це варіативність у виборі пального.

Дизельний силовий агрегат може працювати навіть на бензині, але за умови зниження ступеня стиснення. Так, деякі армійські багатопаливні двигуни працюють і на солярці, і на бензині зі спеціальними присадками, проте це зменшує їх ресурс.

Стиснення повітря без пального має ще одну перевагу: за рахунок усунення небезпеки детонації розширюються межі за ступенем стиснення. Значення в межах 13 зустрічається у дизельних моторів з наддувом, а в межах 25 – дизельних атмосферників з розділеними камерами згорання.

Чим вище рівень стиснення, тим вище максимальний тиск у камері згорання. Через високий тиск роблять більш міцні та важкі деталі деяких механізмів, за рахунок чого вони інерційніші. Тому дизелі менш швидкохідні та прийомисті, тобто повільніше набирають оберти. У той же час за рахунок великого крутного моменту, такі установки більш тяжкі та еластичні.

5. Яке паливо екологічніше?

Дизелі викидають більше азотних оксидів та твердих частинок

Щодо екологічності. На солярці зазвичай працюють важкі вантажівки. Часто можна спостерігати, як за вантажівкою стеляться чорні клуби диму. Це може говорити про те, що дизельне пальне дуже брудне, і на його використання давно настав час накласти заборону. А як ситуація з екологічністю дизеля, якщо міркувати без емоцій?

Дизельні мотори справді викидають в атмосферу велику кількість азотних оксидів та твердих частинок. Але цей недолік дизелів компенсується меншим викидом вуглекислого газу. Крім того, у них вища паливна ефективність з пробігу на кілометр.

Що стосується бензинових двигунів, то на кожен кілометр пробігу вони викидають більше вуглекислого газу, але менше азотних оксидів та твердих частинок.

Що буде, якщо заправити дизельний автомобіль бензином і навпаки

То яке паливо екологічніше?

Його вид не має значення в плані екологічності для сучасних автомобілів, в яких стоять каталізатори, фільтри сажі та системи рекуперації відпрацьованих газів. Більше того, дизель може бути чистішим у плані вихлопу.

У сучасному світі прийнято екологічні стандарти для автомобілів, зокрема Євро-6. Якщо ваше авто, не важливо – бензинове або дизельне, відповідає цьому стандарту, воно вважається екологічним незалежно від виду палива, що споживається. А старі камази димлять через свої особливості. Але якщо клуби диму занадто чорні та насичені, це говорить про несправність вантажівки та надмірне споживання дизельного палива.

6. Яке паливо економічніше?

Дизельне паливо через економічність використовується на комерційному транспорті

Дизельне паливо економічніше. Через економічність та енергоефективність солярки вона використовується для комерційного транспорту. Дизельні мотори зазвичай менш потужні, якщо порівнювати їх з бензиновими, але вони легко рухають багатотонну техніку за рахунок величезного крутного моменту.

Саме показники економічності та енергоефективності стали причиною того, що дизельні двигуни почали встановлювати і в легкові автомобілі. У європейських країнах сьогодні бензин коштує досить дорого, тому більшість автомобілів тут оснащуються дизельними силовими установками. Але в той же час сам транспорт, що працює на солярці, при аналогічній потужності коштує дорожче, ніж автомобілі, що працюють на бензині.

Раніше, портал Автосота писав В чому різниця між дизелем і соляркою