Мощные дизельные двигатели

Почему дизельные двигатели мощнее бензиновых

21 апреля 2018 Категория: Полезная информация.

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

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.

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 .
  • Все о том, как продлить ресурс дизельного ДВС, узнайте .

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

koska11rus ›
Блог ›
Что лучше дизель или бензин? Какой двигатель выбрать?

новости Лада — новости АвтоВАЗа — новости ВАЗ
Что лучше дизель или бензин? Какой двигатель выбрать?

Среди автолюбителей существует разногласие в вопросе, что же лучше: дизельный двигатель или бензиновый. Каждая из сторон выдвигает свои преимущества. Давайте рассмотрим, почему каждый из этих видов мотора пользуется популярностью для различных потребностей.

Дизельный двигатель имеет относительно большую мощность по сравнению с бензиновым при одинаковом объеме. Он более тяговит, потому что имеет больший крутящий момент при низких оборотах, потребляет меньше дизельного топлива при одинаковой нагрузке по сравнению с бензиновой версией. Благодаря работе на более низких оборотах дизель более долговечен, ремонтировать его приходится реже. Среди недостатков можно выделить высокие требования к качеству топлива: солярка густеет в зимнее время, если не использовать специальные присадки или зимнюю солярку. Кроме того, такие автомобили имеют неприятный запах выхлопа, да и сама солярка пахнет неприятно. Несмотря на большую мощность, автомобиль на дизельном моторе медленнее разгоняется. Что касается ремонта и обслуживания, то это удовольствие стоит довольно дорого. Особенно настройка подачи топлива в мотор.

Бензиновый двигатель более подходит для любителей быстрой езды: он развивает больше оборотов, значительно тише работает, запах выхлопа не такой неприятный, нет существенной потребности к качеству бензина, один мотор может работать на бензине с разным октановым числом. Бензиновый двигатель несколько дешевле в ремонте, отлично работает как летом, так и зимой, нет проблем с поступлением бензина из-за замерзании, если, конечно, в бензине отсутствует вода. Среди одного из главных недостатков моторов с бензиновым топливом можно выделить вредные выхлопные газы, которые могут нанести существенный вред человеку, если концентрация газов превысит норму. Автомобили на бензине имеют меньшую проходимость в плохих дорожных условиях по сравнению с низкооборотистым дизелем.

Итог

Если обобщить, то получается, что бензиновый мотор предназначен для любителей быстрой и динамичной езды при условии хороших дорог и автотрасс. Дизельный же мотор подойдет тем, кому нужна неспешная езда на грунтовых дорогах и возможность нагрузить машину тяжелым грузом, зная, что дизель выдержит такие нагрузки. Так получается, что в зависимости от потребностей владельца автомобиля, нужно выбирать с каким двигателем должен быть ваш автомобиль.

Бензин или солярка — что выгоднее и надежнее?

Для начала пройдем короткий ликбез, вспомним особенности моторов обоих типов. Основное и решающее отличие дизельного двигателя от бензинового — в организации рабочего процесса. Именно из-за него конструкции моторов — разные.
1. Бензин
Начнем с бензинового двигателя. Топливовоздушная смесь у него формируется вне цилиндра, во впускном коллекторе (пока непосредственный впрыск оставим за кадром). Пары топлива окончательно перемешиваются с воздухом в конце такта сжатия. В камере сгорания образуется топливная смесь, которая называется гомогенной, с равномерным распределением топлива по объему. От сжатия температура смеси поднимается до 400–500 0С (ниже температуры самовоспламенения бензина). Далее смесь воспламеняется искрой свечи зажигания.
Такая организация рабочего процесса ощутимо сужает возможности двигателей. Во первых, топливо должно иметь высокую испаряемость при температуре окружающей среды, иначе гомогенную смесь к моменту зажигания не получить, И, значит не будет быстрого и полного ее сгорания. Это резко сужает возможный перечень альтернативных топлив. Во вторых, в двигателе с внешним смесеобразованием есть цикл сжатия топливной смеси. Это сильно ограничивает возможную степень сжатия (ε), а она, между прочим, сильно влияет на КПД двигателя. Повысить степень сжатия не дает детонация. Поднять детонационный порог помогает высокое октановое число бензина, сокращение времени распространения фронта пламени и снижение температуры топливного заряда. В современных моторах удается достичь степени сжатия примерно около 11 единиц и, скорее всего, эта величина — предельная. В третьих, способность к воспламенению и сгоранию гомогенной смеси находится в узком диапазоне соотношения воздуха к бензину, с коэффициентом избытка воздуха 0,8< λ<1,2. То есть смесь не может быть ни слишком богатой, ни слишком бедной. Это значит, что регулировать мощность можно только меняя количество поступающей в двигатель смеси, одновременно меняя подачу бензина и воздуха. Поэтому в двигаетеле и имеется дроссельная заслонка, ограничивающая подачу воздуха в двигатель. Ну а система управления дозирует топливо так, чтобы λ.всегда оставалась в заданном диапазоне.
Бытует заблуждение, что гомогенная смесь вредна мотору. На самом деле, равномерное перемешивание паров бензина с воздухом помогает смеси сгорать более полно.
2. Солярка
У дизеля рабочий процесс организован по-другому, и эта организация нивелировала недостатки бензиновых ДВС. В цилиндре дизеля сжимается только воздух, причем с высоким, до 30-50 бар, давлением. От сжатия температура воздуха подскакивает до 700–900 оС. Солярка распыляется прямо в камере сгорания, перед ВМТ поршня. Мельчайшие капли топлива мгновенно испаряются, образуется топливовоздушная смесь. Смесь должна образоваться очень быстро, на порядок быстрее, чем в бензиновом двигателе. Поэтому в камере сгорания образуется неоднородная (гетерогенная) топливовоздушная смесь. Что не мешает ей самовоспламеняться и нормально сгорать.
Получается, что дизельный процесс обходится без предварительного приготовления топливной смеси. Это снижает требования к испаряемости, и, стало быть, спектр применяемых видов топлив расширяется. В принципе, теоретически сгодятся дешевые нефтепродукты, вплоть до мазута, и даже биотопливо. Многотопливность — серьезное преимущество дизеля. На первый взгляд кажется удивительным, но дизель может работать и на бензине. Правда, для этого приходится снижать степень сжатия. По крайней мере, некоторые армейские многотопливные двигатели могут работать и на солярке, и на бензине (с особыми присадками), правда, в ущерб ресурсу.
Сжатие воздуха без топлива дает еще один плюс: устраняется опасность детонации и, стало быть, снимается ограничение по степени сжатия. Степень сжатия дизеля обычно находится в пределах 13<ε<25. Малые значения встречаются у дизелей с наддувом, большие — для атмосферных дизелей с разделенными камерами сгорания. Нижний предел ограничения степени сжатия дизеля задается трудностями с пуском мотора зимой, а верхний ограничивается прочностью деталей: с увеличением степени сжатия растет и предельное давление в камере сгорания.
Высокое давление в камере сгорания сказывается на конструкции дизеля — детали кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов приходится делать более прочными, тяжелыми, и, значит, растет их инерционность. Как следствие, дизельные моторы по этой причине проигрывают в быстроходности и приемистости (способности быстро набирать обороты). К преимуществам дизеля отнесем большой крутящий момент в весьма широком диапазоне оборотов, который обусловлен этим же высоким давлением в камере сгорания. Поэтому дизель тяговит и эластичен.
Повышение степени сжатия — один из ключевых способов увеличения КПД мотора, а это значит, что дизель — экономичнее. Из-за степени сжатия КПД дизеля на 10–12% выше, чем у бензинового мотора (0,27–0,42 против 0,22–0,3). При этом по топливной экономичности дизель дает фору бензиновому моторы процентов на 30-40! В чем причина этого несоответствия? А всё дело — в способе регулирования.Вспомните, в бензиновом двигателе смесь всегда гомогенная, отношение топлива к воздуху — постоянное, и для изменения мощности приходится менять количество всей смеси. Это — количественное регулирование мощности. В дизеле количество поступающего в двигатель воздуха практически не меняется, а мощность регулируется изменением подачи количества топлива, то есть меняется качество смеси. Это — качественное регулирование. Напомним, что с коэффициент избытка воздуха λ у бензинового двигателя не выходит за пределы 0,8< λ<1,2. А вот в дизеле оно может меняться от 1,1–1,2 в режиме максимальной нагрузки до 15–20 на холостом ходу! Потому-то в режиме холостого хода дизель потребляет до смешного мало солярки, или, как говорят водители, «работает на одном воздухе». Смесь же остается бедной во всех режимах!
Далее. Эффективный КПД замеряют в режиме максимальной нагрузки. Здесь лидерство дизелей невелико. Однако в реальности двигатель автомобиля до 90% времени работает в режиме частичной нагрузки, выдавая четверть максимальной мощности, а то и меньше. Тут-то и проявляются преимущества качественного регулирования, то есть — способность работать на сверхбедных смесях.
Однако гетерогенность смеси отрицательно сказывается на содержании вредных компонентов в выхлопных газах. Бытует заблуждение, что дизель менее токсичен. Не исключено, что оно сложилось в те времена, когда проверяли только угарный газ (СО) и несгоревшие углеводороды (СН). Их в выхлопе у дизеля действительно мало (все по той же причине — процесс протекает в условиях избытка воздуха, окисление получается более полное). Но работа на бедных смесях и более высокая температура в камере сгорания приводят к тому, в выхлопе дизеля почти вдвое больше оксидов азота (NOx), их массовая доля в суммарном выбросе токсичных компонентов — 30-80%! А ведь они чрезвычайно вредны. Но и это не все. При сгорании гетерогенных смесей всегда образуются твердые частицы, в основном это свободный углерод (обычная сажа). Опасность в том, что на частицы сажи адсорбируются канцерогенные соединения — полициклические ароматические углеводороды. Кроме сажи, в рядах твердых частиц имеются несгоревшие частицы топлива и масла, соединения серы и оксиды металлов, добавляемых в топливо и масло в качестве присадок. Всё это и проявляется в виде дымности, вплоть до копоти. Твердые частицы легко переносятся в воздухе и поэтому могут легко подпортить здоровье людей. Самое же неприятное, что от них очень трудно избавиться. Выхлоп бензинового двигателя, в принципе, можно сделать сколь угодно чистым — оптимизацией рабочего процесса и использованием каталитических нейтрализаторов. Для борьбы с дымностью ограничивают нжний предел качества смеси λ на уровне 1,1–1,2. А с катализаторами у дизелей проблемы, как раз из-за сажи. Она моментально, за сотню километров пробега, выведет его из строя. А эффективный и экономичный сажевый фильтр до сих пор остается мечтой конструкторов.
Есть еще одно заблуждение — о том, что у дизеля больше ресурс. Вроде бы более прочная конструкция и невысокие обороты действительно способствуют меньшему износу. Да и солярка не так активно смывает масляную пленку со стенок цилиндров, как бензин. С другой стороны, у дизеля высокая теплонапряженность камеры сгорания и большие нагрузки, особенно у КШМ. Большой ресурс дизелей — миф, и сформировался он оттого, что дизель устанавливают на коммерческие автомобили, вся конструкция которых заточена под большой пробег, и в том числе — двигатель. Для увеличения ресурса применяются типовые конструкторские решения, и не суть важно, дизельный мотор, или бензиновый. Примером низкоресурсного дизеля может, кстати, служить танковый.
3. Резюме
Итак, как известно, у дизеля нет системы зажигания, равно как дросселя*. Но отсутствие системы вовсе не говорит о том, что дизель проще. Все как раз наоборот. Дизель пришлось комплектовать предпусковым подогревом со свечами накаливания, кроме того, у дизеля сложная и дорогая система топливоподачи, в которую входит топливный насос высокого давления (ТНВД).
Сложность и высокая точность ТНВД вносит свои недостатки. Это и высокие требования к качеству и чистоте топлива, дорогим обслуживанием и ремонтом. Все эти траты могут свести на нет экономию на расходе топлива. Кстати, из-за того что в режиме максимальных нагрузок дизель вынужден работать на обедненной смеси, да еще и с меньшей частотой вращения, его удельная мощность обычно ниже, чем у бензиновых моторов.
Так какой будет ответ — что выгоднее, дизель или бензиновый мотор? Простого ответа нет. Дизель экономичнее, но реальная выгода видна лишь при больших ежедневных пробегах, особенно по пробкам.
Дизель тяговит и эластичен, но страдает шумностью и повышенной вибрацией.
Вывод банален: дизель хорошо для интенсивной эксплуатации, то есть — для коммерческих автомобилей. Почему дизель так популярен на Западе, спросите вы. По всей видимости, причина кроется в том, что еще до недавнего времени солярка там стоила существенно дешевле бензина, это во первых. Все же дизель экономичнее, а топливо в Европе — дорогое, это во вторых. Сервисное обслуживание и ремонт дизелей там налажены давно, недостатка в специалистах нет, это в третьих. Солярка, которая продается в Европе, весьма хорошего качества и очень редко бывает причиной поломки двигателя, это в четвертых. Моду на дизели и воздействие рекламы — в пятых. Возможно, есть и другие причины.
Но мы — не Европа, у нас свой путь, даже в выборе моторов.
* В некоторых дизелях заслонка есть, она нужна для того, чтобы в задроссельном пространстве создавалось разрежение, нужное для организации вакуумного привода различных устройств автомобиля. Но чаще встречается вакуумный насос с приводом от распредвала.
** Любопытно, что степень сжатия 11–13 — граница, разделяющая бензиновые и дизельные моторы.

>Что будет, если залить в бензиновую машину дизельное топливо?

Дизельное топливо в бензиновом автомобиле: капремонт неизбежен?

Ответ на поставленный вопрос «Что же случится с бензиновым двигателем, если в него залить дизельное топливо?», наверное, у 99.99% автолюбителей не вызовет сложности*.

*Правда, стоит сделать небольшое отступление о том, что существует 0.01% «свидетелей чудотворного ДТ» (лично видел ветки на форумах), где неопытные автолюбители на полном серьезе рассуждают о том, что, если залить дизельное топливо в бензиновый двигатель, он станет экономичнее расходовать горючее. Так и писали, мол, посоветуйте, правда или миф, что, если буду заправлять свою машину, работающую на бензине, дизтопливом, она будет потреблять меньше топлива? Такого им местные шутники насоветовали… Ужас просто!

Для всех остальных, кто с логикой дружит и прекрасно понимает, к чему такие эксперименты могут привести, очевидно, что бензиновому мотору от такой экзекуции явно не поздоровится. Остается ответить лишь на один вопрос: будут ли последствия катастрофическими? Здесь мнения автобратии явно разделятся.

Смотрите также: Октановое и цетановое число: в чем разница?

Одна часть предположит, что двигатель мгновенно заглохнет или автомобиль просто не заведется. Другие скажут, что машина теоретически сможет проехать какое-то расстояние, возможно, даже продолжит работать на ДТ, но вот последствия окажутся настолько катастрофическими, что придется промывать не только топливную систему, но и «капиталить» двигатель. Третьи, вероятно, выдвинут нейтральную версию, нечто среднее… и так далее и тому подобное. Мнений может быть много. Но что произойдет на самом деле?

Для того чтобы это выяснить, мы обратились к знающим людям и к многочисленным компетентным в вопросах мотористики порталам в сети Интернет.

Первое, о чем предупреждают механики: бензин и дизельное топливо – абсолютно различные по своей химической структуре горючие смеси. Если бензин состоит из легких углеводородов, главной особенностью которых является легкое воспламенение (не зря в бензиновых моторах используются электрические свечи зажигания, которые воспламеняют смесь топлива и воздуха), то дизельное топливо поджечь от искры будет просто невозможно. И это легко проверить.

У кого в деревне или на даче есть дом, наверняка сталкивался с такой ситуацией: нужно разжечь костер из собранной накануне ботвы. Сорняк еще не до конца просох, а времени выжидать «погоду у моря» уже нет. Для того чтобы костер занялся, нужен катализатор. В качестве «допинга» можно использовать керосин или бензин. Достаточно немного оросить органику, чиркнуть спичкой и с безопасного расстояния бросить ее на влажную от топлива поверхность. Результат будет моментальным: горючая смесь мгновенно воспламенится, и дело пойдет как по маслу.

Но бывает, что под рукой оказывается только дизельное топливо. Умудренные опытом люди знают, что с ним придется повозиться какое-то время, чтобы его поджечь. А когда огонь все же перекинется на дизель, он будет распространяться по влажной поверхности медленно, постепенно захватывая всю область будущего костра.

То же самое будет происходить и в бензиновом двигателе внутреннего сгорания с единственным важным отличием – технически процесс будет несколько сложнее.

Рассмотрим по пунктам, что произойдет, когда вы зальете в бензиновый мотор дизельное топливо.

1. Сделать вам это будет непросто. Дизельный «пистолет» на заправочной станции шире по диаметру, чем его бензиновый аналог (диаметр дизельного «жала» 25 мм, бензинового – 21 мм), то есть поместить в заправочную горловину бака бензинового автомобиля «дизельный» шланг будет невозможно. Вернее, почти невозможно, потому что на любой хитрый замок найдется свой рассеянный «взломщик», не зря, по статистике, ежегодно тысячи людей умудряются заправлять свои автомобили неправильным топливом.

Поэтому если жало не лезет в горловину, это явный признак того, что вы перепутали шланг. Остановитесь и перепроверьте, нет ли на пистолете надписи «ДТ».

2. Если залить топливо все же удастся, произойдет следующее:

Даже если топлива в бензобаке было на минимуме, какое-то время двигатель проработает. Он заведется, автомобиль даже отъедет от АЗС, но в это время в бензобаке будет происходить необратимый процесс перемешивания двух видов горючего, вернее, одно – более плотное (ДТ) – будет опускаться, а бензин всплывет на поверхность. Дело в том, что солярка – более тяжелая фракция, и она начнет свой путь в нижнюю точку бензобака, откуда через сетчатую трубку подачи топлива при помощи бензонасоса чужеродное топливо начнет поступать в двигатель.

Смотрите также: Выгодно ли ставить газовое оборудование в автомобиль

Если бензина в бензобаке было много, времени на этот процесс уйдет немного больше, но итог будет одинаковым.

Далее в двигателе появятся посторонние шумы – он начнет стучать. Автомобиль потеряет динамику, практически не будет откликаться на нажатие педали газа, его начнет трясти, с каждым метром мотор будет норовить заглохнуть, а из выхлопной трубы повалит черный дым.

Солярки в цилиндры будет поступать все больше, и очень скоро машина заглохнет. Думаю, вы уже догадались, почему это произошло. Пример про костры мы привели выше. Просто дизельное топливо невозможно поджечь от искры, а степени сжатия у бензинового силового агрегата не хватит для воспламенения тяжелого топлива (11.1:1 или 14:1 у бензиновых моторов против 18- 22:1 у дизельных агрегатов).

На этом путешествие заканчивается, и начинаются нерадостные будни.

Что случится, если заправить автомобиль не тем топливом

К чему готовиться после «угощения» бензинового мотора соляркой?

Опять же, все будет зависеть от воли его величества случая. Если повезет, на автосервисе промоют топливную систему от остатков неправильного горючего. Обязательно заменят топливные фильтры, поскольку на них останется маслянистый налет, а парафины, которыми богата соляра, забьют сетки и мембраны очистительного устройства. Не обойдется без очистки форсунок мотора или карбюратора и замены свечей зажигания. Плюс с бензобака придется слить все топливо и промыть его. Это если повезет.

Если нет, за дело возьмутся мотористы. При среднем уроне двигателю будет произведена замена масла, в которое дизельное топливо может просочиться через цилиндры и из масляного фильтра.

Вопросом касательно периодического раскручивания и/или постоянной эксплуатации дизельного двигателя на определенных оборотах часто задаются бывшие владельцы бензиновых авто. Стоит отметить, что понятие максимальных оборотов на дизеле и так называемые низкие обороты моторов на солярке сильно различаются применительно к тому или иному силовому агрегату.

Каждая модель ДВС имеет свои индивидуальные характеристики, которые выражены показателем мощности и крутящего момента. Необходимо также учитывать конструктивные особенности того или иного двигателя, определяющие максимально допустимые обороты дизеля. От моментной и мощностной кривой напрямую будут зависеть оптимальные режимы езды на конкретном моторе.

Рекомендуем также прочитать статью о том, какие отличия имеет дизельное моторное масло сравнительно со смазочным материалом для бензинового двигателя. Из этой статьи вы узнаете об особенностях работы дизельного ДВС и отдельных требованиях к моторному маслу для агрегатов данного типа.

Для мощного турбодизельного мотора, который ставится на тяжелые грузовики, нормальный режим работы составляет около 1800 об/мин. Малолитражный дизель на легковой автомашине обеспечивает уверенную тягу в диапазоне 2200-2500 об/мин. Вполне очевидно, что и максимальные обороты на этих моторах будут отличаться.

Обороты на дизеле и бензиновом ДВС

Дизельные двигатели отличаются от бензиновых конструктивно, имеют более высокую степень сжатия и КПД. Главным отличием дизеля является более высокий крутящий момент на низких оборотах, хотя удельная мощность дизеля уступает агрегатам на бензине.

Другими словами, если необходимо осуществить перемещение большой массы, получив при этом хорошую тягу, крутящий момент дизеля является преимуществом. Если главной задачей выступает достижение максимума скорости, для чего потребуется больше мощности на максимальных оборотах, тогда это стихия бензиновых моторов.

Получается, дизельному мотору необходимо раскручиваться гораздо меньше для обеспечения максимума крутящего момента сравнительно с бензиновыми силовыми установками. Благодаря такой особенности дизельные ДВС изначально ставились на технику, для которой высокая скорость движения не являлась главным критерием.

Постепенное развитие технологий и стремление инженеров приблизить дизель по ряду показателей к бензиновому мотору привели к тому, что мощность дизельных агрегатов существенно увеличилась. Для заметного прироста мощности и крутящего момента одновременно с сохранением экономии дизтоплива конструкторы внедрили множество решений в устройство дизельного двигателя:

  • Система топливоподачи получила непосредственный впрыск солярки в камеру сгорания, сама рабочая камера расположилась в днище поршня;
  • Появился режим предварительного впрыска (подвпрыск) для снижения ударных нагрузок и повышения эффективности сгорания топливно-воздушной смеси в цилиндрах. Дизель стал работать намного менее жестко.
  • Еще одним шагом стало совершенствование механизмов газораспределения, клапанов на цилиндр стало больше.
  • Также существенное увеличение удельной мощности и крутящего момента обеспечила установка турбины на дизельный двигатель. Одной из новейших разработок принято считать турбину с изменяемой геометрией, в которой лопатки турбины могут намного более эффективно взаимодействовать с потоком отработавших газов.

Рекомендуем также прочитать статью о способах увеличения мощности дизельного двигателя при помощи тюнинг-бокса. Из этой статьи вы сможете узнать о том, почему данное решение предпочтительнее чип-тюнинга.

В результате конструктивных доработок дизельные ДВС стали высокооборотистыми, вплотную приблизившись к аналогам на бензине. Однако нужно учитывать и то, что максимальные обороты дизеля все равно меньше по сравнению с ДВС на бензине. Современный дизель с системой Common rail можно в среднем раскручивать максимум до 4500-4800 тыс. об/мин, в то время как бензиновые агрегаты на легковых автомобилях спокойно выдерживают около 7 тыс. об/мин.

Мощность бензинового мотора нарастает постепенно и достигает пика на высоких оборотах. Дизель выходит на максимум мощности намного раньше, но после выхода уже на средние (применительно к бензиновому ДВС) обороты тяга дизельного мотора заметно слабеет.

Оптимальный диапазон оборотов

Именно по указанным выше причинам дизельные моторы имеют узкий диапазон оборотов. Рабочие обороты дизеля привязаны к пику крутящего момента и составляют 1800-2800 об/мин, а мощность резко снижается после 3800-4000 об/мин.

Эти особенности заставляют корректировать стиль езды на дизеле. То, что для бензина означает езду внатяг, которая возникает при слишком раннем включении повышенной передачи, для простого дизеля является оборотами максимального крутящего момента.

Что касается более оборотистых турбодизелей, стрелку тахометра лучше держать в зоне рабочих оборотов и раньше переключать передачи.

Крутить дизель до максимальных оборотов нет необходимости, так как после выхода за «моментные обороты» дальнейшего уверенного прироста тяги не последует. Более того, высокие обороты дизеля приводят к повышенному износу ЦПГ, перерасходу дизтоплива и дизельного моторного масла.

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.

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

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

>Атмосферный дизельный двигатель

История создания атмосферного дизельного двигателя

Первые двигатели с воспламенением от сжатия, фамилия изобретателя которых и дала название этому семейству силовых агрегатов, увидели свет в 1897 году. Воздух для образования топливно-воздушной смеси подавался традиционным компрессором в те времена, так же происходит и в современных «атмосферниках».

Устройство и принцип работы атмосферного дизельного двигателя

По конструкции атмосферный дизельный двигатель мало отличается от бензинового. Та же система цилиндр-поршень-шатун-коленвал, трансформирующая расширение сгорающей топливно-воздушной смеси (ТВС) в крутящий момент. Основное отличие дизеля – в принципе воспламенения ТВС. Если в бензиновых моторах топливо смешивается с воздухом до попадания в цилиндры и поджигается принудительно электрической искрой, то в дизелях топливо и воздух поступают в цилиндры раздельно. Фазу сжатия проходит только воздух, при уплотнении нагревающийся до 700-900 градусов. В точке максимального сжатия в цилиндр под большим давлением через специальные форсунки впрыскивается топливо. Из-за высокой температуры происходит его самовозгорание, после чего следует цикл процессов, идентичных для всех двигателей внутреннего сгорания – расширение и выхлоп.

Виды камер сгорания дизельных двигателей

Абсолютное большинство атмосферных дизельных моторов различаются только конструкцией камеры сгорания. В классических дизелях применена неразделенная камера сгорания — топливо подается в надпоршневое пространство. До последнего времени такой тип камеры сгорания применялся, в основном, на низкооборотных двигателях большого объема для грузовых машин, так как именно эти дизели отличаются высоким уровнем шума и вибрации. Однако в наше время, при появлении топливных насосов высокого давления (ТНВД) с электронным управлением, двухступенчатого впрыска топлива и стабилизации процесса сгорания топливно-воздушной смеси эти проблемы на автомобильных дизелях практически удалось изжить.

Самыми распространенными в легковых автомобилях сегодня стали дизели с раздельной камерой сгорания – вихрекамерные и форкамерные. В них впрыск топлива осуществляется не напрямую в цилиндр, а в соединенную с ним дополнительную камеру в головке блока цилиндров. Вихревая камера соединяется с цилиндром одним каналом с таким расчетом, чтобы при попадании в нее воздух интенсивно закручивался. Это улучшает процесс смесеобразования и самовоспламенения. Топливно-воздушная смесь в этом случае воспламеняется в два этапа – процесс начинается в вихревой камере и переходит в камеру сгорания. Таким образом давление в цилиндре нарастает более плавно, что дает снижение шумности и повышение максимальных оборотов. Вихрекамерные двигатели в настоящее время составляют около 90% силовых агрегатов этого типа на легковых авто и внедорожниках. Более сложными, и от того менее распространенными являются форкамерные дизели. Возгорание топливно-воздушной смеси происходит в специальной вставной форкамере, соединенной с цилиндром несколькими каналами малого сечения. Их форма и диаметр подбираются так, чтобы между цилиндром и форкамерой возникал перепад давления, увеличивающий скорость течения газов. Эта технология позволяет обеспечить большой ресурс, дополнительное снижение уровня шума и токсичности, а также максимально плавную динамику крутящего момента.