Бензиновый двигатель или дизельный: что выбрать

И тот и другой — поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Функционируют они одинаково, упрощенно:

1. Топливная смесь сгорает внутри цилиндра.
2. Образовавшийся газ толкает поршень.
3. Под давлением он опускается ко дну цилиндра и через шатун прокручивает коленвал.

Основное различие между бензиновым и дизельным ДВС в виде топлива. И том, как оно воспламеняется. В первом случае используют бензин. Его смесь с воздухом воспламеняет искра, которую дает свеча зажигания. Во втором случае используют солярку. Ее пары самовозгораются из-за высокой температуры сжатого воздуха. Эти особенности определяют разницу в работе и конструкции двух типов ДВС.

Бензиновый ДВС работает в четыре хода или такта:

1. Впуск. От начального положения — верхней мертвой точки (ВМТ) — поршень доходит ко дну цилиндра. Параллельно срабатывает впускной клапан. Он впрыскивает топливную смесь.
2. Сжатие. Поршень достигает дна емкости — нижней мертвой точки — (НМТ). Подача горючего прекращается, и поршень возвращается в начальное положение, сдавливая смесь. Давление в моторе — от 11 кгс/см2.
3. Расширение. Когда поршень максимально сжал смесь, цилиндр нагревается до 500 C. Этого недостаточно для самовоспламенения горючего, поэтому его искрой поджигает свеча зажигания. Топливо взрывается и двигает поршень к НМТ.
4. Выпуск. От нижней мертвой точки поршень по инерции возвращается к ВМТ. Параллельно отработанная смесь через выпускной клапан выходит из цилиндра. После этого цикл повторяется с первого такта.

В классических моторах с непрямым впрыском бензин с воздухом смешиваются во впускном коллекторе. В ДВС с прямым впрыском это происходит сразу в цилиндре: в конце второго такта сжатия бензин подается в область свечи.

Цикл работы дизельного ДВС тоже состоит из четырех тактов:

1. Такт впуска. Из начального положения поршень двигается вниз. Параллельно срабатывает впускной клапан, и в емкость проникает воздух. Когда поршень достигает НМТ, подача воздуха прекращается.
2. Такт сжатия. Из нижнего положения поршень двигается к ВМТ, сжимая воздух. Давление в моторе достигает примерно 20 кгс/см2, а воздух раскаляется от 700 C до 900 C. При подходе к ВМТ на опережение срабатывает топливная форсунка, которая под давлением в 1500-2000 бар распыляет солярку в сжатом воздухе. Топливо соединяется с горячим воздухом, самовоспламеняется и начинает сгорать.
3. Такт расширения. Когда поршень доходит до начального положения, горение солярки достигает пика. Под давлением расширяющихся газов поршень движется к НМТ.
4. Такт выпуска. От нижней мертвой точки поршень по инерции возвращается к ВМТ. Параллельно отработанная смесь через выпускной клапан выходит из цилиндра. После этого цикл повторяется с первого такта.

Перед тем, как попасть в цилиндр, солярка проходит через топливный насос высокого давления (ТНВД). Он дополнительно сжимает топливо, отчего оно быстро воспламеняется, соединяясь с воздухом. Кроме того, поддерживает дозировку и периодичность впрыска.

Плюсы:

• Обслуживание дешевле. Периодически потребуется менять свечи зажигания, провода, катушки, другие детали. Но это в среднем обойдется водителю дешевле, чем обслуживание и ремонт дизеля, который устроен сложнее, а давление и нагрузка на его детали — выше. Кроме того, стоимость нового авто на бензине ниже, чем на дизеле.
• Ниже требования к качеству топлива. Автомобиль будет работать даже на бензине с невысоким качеством очистки.
• Лучше морозоустойчивость. Бензин густеет медленно, и замерзает при очень низких температурах. Это позволяет быстрее запускать и проще эксплуатировать автомобиль в суровом климате, не меняя горючее в холода. Температура замерзания 95 бензина — -70 °C.
• Меньше шума. У бензиновых моторов степень сжатия топливо-воздушной смеси ниже дизеля. Загоревшаяся смесь выбрасывает меньше энергии, соответственно, создает меньше дополнительных колебаний, которые уходят в корпус автомобиля.

• Расход топлива выше. Давление в бензиновом двигателе почти в два раза ниже, чем в дизельном моторе. От этого топливная смесь сгорает менее эффективно. Коэффициент полезного действия (КПД) бензинового ДВС — 25–30 процентов. То есть из 10 л бензина на полезное действие уходят максимум 3 л.
• Ресурс меньше. В среднем бензиновый ДВС до капитального ремонта выдерживает пробег в 200 000 км, дизельный — в 300 000 км. Цифра может меняться и зависит от условий эксплуатации автомобиля.
• Крутящий момент ниже. В бензиновом двигателе тяга ниже, чем у аналогичного дизельного. Дело в том, что меньше энергии от сгоревшего топлива уходит на полезную работу — толкание автомобиля вперед.

Плюсы:

• Расход топлива меньше. Степень сжатия топливной смеси в дизельном моторе в два раза выше, чем в бензиновом. От этого горючее расходуется экономичнее. Кроме того, солярка при горении выделяет больше тепла, которое преобразуется в механическую работу. КПД дизельного ДВС — 40-50 процентов. То есть из 10 л дизеля на полезное действие уходят от четырех до пяти литров.
• Крутящий момент выше. В автомобиле с дизельным ДВС больше энергии от сгоревшего топлива выполняет полезную работу. Поэтому тяга будет выше уже на низких оборотах.
• Ресурс больше. Давление и температура в дизельном моторе почти в два раза выше, чем в бензиновом. Поэтому детали изготавливают из более прочных материалов. А из-за того, что высокая тяга возникает уже на низких оборотах, они медленнее изнашиваются. В среднем до капитального ремонта дизельный двигатель выдерживает пробег в 300 000 км.

Минусы:

• Выше требования к качеству горючего. Детали мотора быстрее изнашиваются, если в солярке есть твердые примеси и вода. Поэтому в дизельных двигателях два фильтра: грубой и тонкой очистки. Если заливать некачественное топливо, придется часто заменять масла и фильтры. Иначе есть риск, что элементы ДВС — форсунки, бензонасос, ТНВД — быстро выйдут из строя.
• Ниже морозоустойчивость. Летний дизель начинает загустевать при температуре -5 °C. В холодное время года его заменяют на зимнюю солярку, она замерзает при 35 °C. В самых суровых условиях в автомобиль заливают арктическое дизельное топливо, оно выдерживает морозы до -65°С. Чтобы облегчить запуск двигателя в холодное время, камеру сгорания дополнительно нагревают свечи накаливания.
• Больше шума. Горючая смесь в цилиндре дизельного двигателя воспламеняется быстрее и выбрасывает почти вдвое больше энергии. От этого двигатель работает громче бензинового, и больше дополнительных колебаний уходят в корпус автомобиля.
• Обслуживание дороже. Дизельный двигатель устроен сложнее, а ремонт и детали для замены стоят дороже. Например, стоимость нового ТНВД для легковых автомобилей будет, в зависимости от модели, от 30 до 80 тысяч ₽.

Какой из двигателей лучше для водителя, зависит от его предпочтений и условий эксплуатации автомобиля. Например, хорошая тяга у дизельных моделей помогает начинать движение с грузом, подниматься в гору, проезжать трудные участки: грязь, песок, снег. На гладкой и ровной городской дороге ощутимой разницы не будет.

Дизельный двигатель расходует меньше горючего. Но экономичность дизеля оправдает себя, если ездить на автомобиле много и на большие расстояния. Кратковременные поездки не дают двигателю нужной нагрузки и снижают его ресурс. Придется часто менять масло и фильтры. Кроме того, стоимость топлива регулярно меняется, чтобы оценить выгоду, нужно отслеживать текущие цены.

В холодное время года автомобиль с дизельным двигателем заправляют зимней соляркой, иначе мотор не заведется. Не все заправки гарантируют качество топлива. А это для дизеля критично. Последняя масштабная проверка Росстандарта в 2019 году показала, что некачественное горючее заливали в почти каждой десятой АЗС. Новых крупных проверок с того времени не проводили.

Обычно дизельный автомобиль шумит больше, чем бензиновый. Но более современные модели с электронными системами впрыска работают так же тихо. В то же время они дороже и сложнее в обслуживании.

Экологичность двигателя зависит от конкретных моделей. По сравнению с бензином автомобиль на солярке расходует меньше горючего, соответственно, оставляет меньше вредных выбросов. Выделяет переработанная солярка сажу и оксиды азота, но производители заявляют, что их почти полностью очищает угольный фильтр. Бензиновые двигатели выделяют сажу и углекислый газ. Концентрацию вредных веществ в отработавших газах снижает автомобильный катализатор. В целом, все современные авто выпускают в соответствии с эко-стандартами.

Видео по теме