Чем отличается дизельный двигатель от бензинового?

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) получили широкое распространение в силу автономности работы. Чаще всего применяются бензиновые и дизельные ДВС. Принцип их работы схож. Но есть некоторые нюансы:

• бензиновый двигатель — в камеру сгорания впрыскивается топливовоздушная смесь. Там она сжимается, а потом поджигается с помощью искры от свечи зажигания. Сгорающая топливовоздушная смесь толкает поршень, тем самым заставляя крутиться коленчатый вал;
• дизельный двигатель — на первом такте в камеру сгорания подается воздух, температура которого резко повышается за счет сжатия. Потом впрыскивается топливо. Распыленные капли в атмосфере горячего воздуха воспламеняются и сгорают. Тем самым обеспечивается рабочий ход поршня и вращение коленвала.

Таким образом, главное отличие в системе поджига топливовоздушной смеси. В бензиновом воспламенение осуществляется с помощью искры, а в дизельном – за счет высокой температуры сжатого воздуха.

Плюсы дизельных двигателей

• Аккумулятор требуется только для запуска. Поэтому автомобили с дизельным двигателем не боятся воды и их чаще ставят на внедорожники.
• Не страшна детонация, так как сам процесс воспламенения топлива схож по физическим процессам с тем, что принято называть детонацией. Поэтому может применяться топливо с более низким октановым числом, в том числе и соляровое масло.
• Топливо обладает гораздо меньшей летучестью и, соответственно, более высокой температурой воспламенения. Поэтому дизельные двигатели устанавливают на танки и другую военную технику.

Однако топливо не может развивать высокие обороты – для сгорания ему нужно некоторое время. Поэтому выдается более высокая мощность на валу при низких оборотах. Это послужило причиной того, что их чаще всего устанавливают на грузовые автомобили и автобусы. По той же причине ими снабжают и судовые силовые установки.

Преимущества бензиновых двигателей

• Меньшая степень сжатия приводит к менее строгим требованиям к прочности конструкции, что влечет за собой уменьшение веса двигателей. Поэтому их широко применяют в авиации и на легковых автомобилях.
• Уменьшение веса конструкции и отсутствие такого прецизионного агрегата, как топливный насос высокого давления (ТНВД), уменьшает стоимость.

КПД и расход

Коэффициент полезного действия (КПД) бензинового двигателя обычно находится в пределах 20 %, достигая у лучших образцов не более 25 %. КПД дизеля в среднем составляет 40 %, а при применении турбонаддува может незначительно превышать 50 %. Соответственно и расход топлива у него ниже. Так, например, автомобиль «УАЗ Хантер» с дизельным двигателем потребляет в смешанном цикле 10,6 л/100 км, а с бензиновым – 13,2 л/100 км.

Отдельно стоит сказать о разработке фирмы Toyota – бензиновом двигателе ESTEC с КПД 38 %. В нем использован цикл Аткинсона – удлиненный рабочий ход поршня в третьем такте. Использование такого агрегата возможно только в автомобилях с гибридной силовой установкой, так как повышение степени сжатия приводит к снижению крутящего момента на малых оборотах, который в гибридах компенсируется электромотором.

Расходы на обслуживание

На первый взгляд обслуживание в процессе эксплуатации ничем особо не отличается. Но на самом деле жесткие требования по настройке и обслуживанию ТНВД значительно увеличивают расходы на обслуживание дизеля. Регулировка ТНВД может достигать половины стоимости обслуживания двигателя. Да и обслуживать дизель надо чаще.

Качество топлива и температура

Применение низкооктанового топлива в дизелях приводит к зависимости текучести топлива от температуры. При низких температурах происходит кристаллизация парафинов, входящих в состав топлива. Поэтому приходится прибегать к сезонной замене топлива в зависимости от температуры. Особые неудобства это приносит в южных горах, где жара в долине может смениться низкими температурами в горах.

Шум и выхлопы

Дизель более шумный, чем бензиновый. Связано это с особенностями силового агрегата и системы воспламенения.

Дизель потребляет меньше топлива, чем бензиновый такой же мощности. Поэтому в его выхлопах двуокиси углерода меньше. Но из-за наличия в составе топлива более тяжелых углеводородов наблюдаются мелкие частицы сажи. В выхлопе дизельного двигателя больше и двуокиси азота. Но современные способы фильтрации выхлопных газов постепенно нивелируют эту разницу.

У каждого вида имеются свои плюсы и минусы. Поэтому сферы их применения различаются. То есть в зависимости от поставленной задачи предпочтение может быть отдано тому или иному двигателю.

Но совершенствование электронного управления режимами работы, использование системы датчиков, фильтров и прочих технических усовершенствований ведет к тому, что сферы их применения начинают пересекаться.