Особенности дизельного двигателя, плюсы и недостатки

Лошадиный момент

Для разгона машины нужна энергия. Чем больше энергии можно потратить в единицу времени, тем быстрее машина разгонится. Иными словами, речь идет о мощности. Чем выше мощность, тем быстрее машина: всё, казалось бы, просто. Но…

Материалы по теме

Не пора ли вам «капиталить» мотор: основные признаки

Но на практике картина другая. Максимальная мощность мотора, как бензинового, так и дизельного, достигается им только при полной подаче топлива — понятно, что это соответствует положению «педаль в пол». А вот основная жизнь автомобиля протекает в режимах частичной подачи топлива, при которых развиваемая мотором мощность явно ниже максимальной.

Напомним, что крутящий момент и мощность — это почти что близнецы-братья, как у Маяковского. Друг без друга они не существуют: ведь мощность — это крутящий момент, помноженный на частоту вращения коленчатого вала. И если на какой-то частоте вращения ДВС способен выдать более высокий крутящий момент, чем его конкурент, то и мощность его в этот момент также должна быть выше. Одно без другого просто немыслимо. Поэтому разговоры о том, что у кого-то при равной мощности момент на тех же оборотах выше, сразу пресекаем: это несерьезно.

Материалы по теме

Форсируем мотор Патриота: плюс полсотни лошадей!

коробках передач

Если бы крутящий момент был постоянным во всем диапазоне частот вращения коленвала, то внешняя скоростная характеристика, показывающая зависимость мощности и крутящего момента от частоты вращения, превратилась бы в прямую линию, а мощность была бы прямо пропорциональна показаниям тахометра. Тогда разницы в поведении бензинового и дизельного моторов равной мощности не было бы вообще. Однако именно своеобразность протекания момента по дизельной кривой и породила неодинаковость их поведения.

Дело в том, что в массовом сознании дизельные моторы всегда отличала их способность выдавать относительно высокие значения мощности и крутящего момента на низах. Субъективно это воспринималось так, что в этом диапазоне частот дизель откликался на правую педаль охотнее, чем бензиновый коллега. Даже атмосферные дизели за счет более высокого эффективного давления в цилиндрах могли развить более высокий момент, чем бензиновые. Однако без наддува ширина «полки» крутящего момента была при этом практически такой же, то есть практически отсутствовала. А вот с применением наддува полка сразу появилась, причем в левой части характеристики — «на низах».

Материалы по теме

Перепрошивка двигателя: что она даст и чем грозит

На всякий случай напоминаю: момент существует только там, где есть сопротивление — без него он равен нулю. Грубо говоря, мотор бульдозера готов его выдать, но только в том случае, если встретит кучу щебня перед своим отвалом. Поэтому до тех пор, пока дорога гладкая и ровная, бензиновая и дизельная машины будут примерно в равных условиях

Но как только дорога пойдет в гору или, скажем, подует встречный ветер, то машина, у которой в данном диапазоне оборотов есть запас мощности (или момента — это не важно), сможет за его счет выйти вперед

А если раскрутить бензиновый мотор до более высоких оборотов? Тогда ситуация выровняется. Мало того, поскольку диапазон частот вращения коленвала у «бензинок» заведомо шире, чем у дизелей, то и отыграться за все обиды они могут именно там, «на верхах». Дизель, быстрее достигнув пика мощности, «заткнется» — его ВСХ пойдет на спад, а вот бензиновый мотор будет продолжать раскручиваться дальше, так как пик его мощности достигается при более высоких частотах вращения.

Впрочем, на этом этапе рассуждений мы упираемся в особенности конкретных моторов. Строго говоря, бензиновый двигатель тоже может быть «низовым». И если у двух моторов, низового и верхового, заявленная максимальная мощность одинакова, то поначалу вперед вырвется именно машина с «низовым» мотором. Как справедливо указал один из наиболее грамотных форумчан, при установке на автомобиль движков от «эмочки» и Таврии, мощность которых примерно одинакова, с «эмочным» мотором разгон будет интенсивнее.

Принцип работы бензинового двигателя

Работа бензинового двигателя, как и любого другого двигателя внутреннего сгорания заключается в сгорании топливной смеси в закрытом пространстве, в данном случае, в камере сгорания. При сгорании ТС выделяется большое количество тепловой энергии, которая запускает механическую работу основного механизма двигателя.

Для обеспечения постоянной механической работы ДВС,  в камеру сгорания должна осуществляться бесперебойная (цикличная) подача ТС.

В большинстве случаев бензиновые двигатели являются четырехтактными, рабочий цикл которых состоит из четырех тактов:

• впуска;
• сжатия;
• рабочего хода;
• выпуска

Более подробно о каждом из 4-х тактов.

Впуск

Поршневое движение начинается с одной точки (нижней или верхней), при этом открывается клапан впуска и происходит подача топлива в камеру сгорания. После того как поршень останавливается в противоположной крайней точке, все впускные клапаны закрываются.

Сжатие

На данном такте поршень возвращается на исходную точку, сжимая поступившую топливную смесь, увеличивая ее температуру нагрева. После того как поршень достигает крайней точки, происходит воспламенение сжатой топливной смеси свечой зажигания.

Рабочий ход

При сгорании топливная смесь образует газы, при расширении которых происходит выталкивание поршня. Все клапаны во время рабочего хода остаются полностью закрытыми.

Выпуск

В то время как коленвал продолжает осуществлять вращательные движения, поршень движется в верхнюю крайнюю точку. Вместе с ним открывается клапан выпуска, при котором поршень выталкивает газы в газораспределительную систему. После завершения такта все выпускные клапаны закрываются.

Весь рабочий процесс носит цикличный характер, поэтому после завершения одного такта, начинается следующий такт.

Кратко о дизельном двигателе

В дизельном двигателе воздух и топливо подаются отдельно друг от друга. Сначала в цилиндры подается воздух, который сжимается и нагревается до очень высокой температуры — около 800 градусов по Цельсию, затем в камеру сгорания с помощью форсунок под давлением поступает топливо, которое воспламеняется от высокой температуры воздуха в цилиндрах.

Именно из-за такого процесса шумность дизельного двигателя возрастает. Хотелось бы отметить, что в современных автомобилях шум от дизельного двигателя практически не слышен в салоне.

Конструкция дизельного двигателя мало отличается от конструкции бензинового двигателя. Заметная разница между ними — вес и габариты двигателя. Дизельный двигатель имеет большие вес и размер за счет того, что многие детали в нем усилены из-за высокой степени сжатия, то есть для того, чтобы выдерживать высокие нагрузки.

У дизельных двигателей нет привычной для бензиновых двигателей системы со свечами зажигания, в дизеле есть свечи накаливания, которые подогревают воздух в камере сгорания.

Камеры сгорания в дизельных двигателях бывают дух типов:

1. Неразделенные;
2. Разделенные.

Разделенные камеры сгорания выполняются по-разному, в зависимости от того, как образуется смесь.

• Форкамерный, или предкамерный процесс — при этом процессе топливо подается в камеру, которая связана с цилиндром небольшими каналами, размер которых подобран таким образом, чтобы возникала большая разница давлений при сжатии и разрежении. За счет того, что топливо ударяется о стенки, оно смешивается с воздухом, воспламеняется и перемещается в основную камеру для сгорания.  
• Вихрекамерный процесс — при этом процессе воздух попадает в камеру, которая является полой сферой, закручивается в ней в виде вихря. Топливо впрыскивается в эту камеру и перемешивается с воздухом.

Разделенные камеры сгорания снижается нагрузка на поршни за счет двухэтапного сгорания топлива, следовательно, двигатель будет работать мягче. Но недостатком такого процесса является больший расход топлива.

Дизельные двигатели с неразделенной камерой сгорания не так давно применялись только на грузовых автомобилях. Но разработчики постарались внедрить электронные системы управления для топлива, и теперь на легковых автомобилях современности устанавливаются двигатели только с таким процессом сгорания топлива.

Такие двигатели называют еще дизелями с непосредственным впрыском.

Суть их работы такова. Камера сгорания находится в днище поршня, а впрыск топлива производится непосредственно в цилиндр.

Многие водители боятся приобретать автомобили с дизельным двигателям из-за того, что в морозы они плохо заводится или не заводятся вообще. Но это предрассудки. Современные дизельные двигатели ничем не уступают бензиновым в плане холодного пуска.

Плюсы и минусы дизеля бензина

Раньше было негативное мнение, что дизельные автомобили были медленнее, хуже пахнут, шумнее и дороже, чем бензиновые. Дизели значительно сократили разрыв по данным характеристикам.

Тем не менее, существуют некоторые большие различия в характеристиках автомобилей, использующих разные виды топлива, что делает их особенными для различных целей.

Посмотрите на плюсы и минусы каждого ниже.

Плюсы дизеля

• Финансовый: дизельные двигатели более эффективны и используют на 15-25% меньше топлива, что означает более низкие эксплуатационные расходы.
• Окружающая среда: более низкие выбросы CO2 означают, что дизели с апреля 2017 года получают более низкую налоговую ставку, чем автомобили с бензиновым двигателем. Однако для более новых моделей дизельных автомобилей налог обычно выше, чем для бензина.
• Удобство вождения: дизельные автомобили работают с помощью большого крутящего момента на низкой скорости, что означает, что они имеют большую мощность, а также лучшую способность к буксировке.

Минусы дизеля

• Финансовый: дизельные машины обычно стоят дороже бензиновых. Дизельное топливо дороже некоторых марок бензина, а обслуживание или устранение серьезной проблемы на дизельном автомобиле может быть намного дороже. Новые дизельные автомобили также облагаются большим налогом, чем бензиновые.
• Окружающая среда: несмотря на более низкие выбросы CO2, дизельное топливо производит мельчайшие частицы, которые нагативно влиют на дыхание и могут вызывать, такие болезни как астма.
• Удобство вождения: дизельные двигатели, как правило, немного шумнее, но эта проблема улучшается с возрастом.

Плюсы бензина

• Финансовый: бензин дешевле, чем дизельное топливо, а автомобили, как правило, дешевле покупать и обслуживать.
• Окружающая среда: хотя выбросы CO2 выше, чем у дизельного топлива, бензиновые автомобили производят меньше других опасных выбросов, например, таких как азот.
• Удобство вождения: бензиновые двигатели, как правило, менее шумные.

Минусы бензина

• Финансовый: двигатели менее эффективны и потребляют больше топлива, чем дизель.
• Экологические: бензиновые двигатели выделяют больше CO2, чем дизельные автомобили.
• Удобство вождения: бензиновые двигатели нуждаются в более частом переключении передач, например, при обгоне, чтобы максимально использовать мощность двигателя. Но это также может быть и плюсом, так как некоторые люди на самом деле предпочитают такой стиль вождения.

Сравнительные характеристики дизельного и бензинового двигателей

Если сравнить два описываемых нами, одинаковых
по объему силовых агрегата, то тот, который работает на бензине, обладает
большим количеством «лошадок». Другой параметр — крутящий момент
обладает повышенным ресурсом у дизеля.

По этим причинам, если вам необходимо ускорение, а не грузоподъемность, благоразумнее остановиться на машине с силовым агрегатом, работающем на бензине. Если же вам важнее грузоподъемность, а не ускорение — берите транспортное средство, оснащенное дизельным силовым агрегатом.

Дизельные и бензиновые автомобили

%rtb-4%

Расход топлива

1 литр дизельного горючего содержит в себе
больший объем энергии, в отличие от 1 литра бензина. Дизель имеет больший КПД
(коэффициент полезного действия) в рамках сжигания 1 литра горючего. Дизель
выгоднее, рентабельней, но он более шумный, чем бензиновый.

Как включается зимой

Дизельный мотор очень трудно заставить
работать при температуре ниже минус тридцать градусов по Цельсию. А такая
температура преобладает во многих городах и регионах РФ. Дизельные моторы
действительно трудно завести в таких условиях. Чего не скажешь об их модификациях.
Новейшие дизельные двигатели обладают следующими атрибутами, помогающими
включить агрегат лютыми зимами элементарно:

• сильный стартер;
• свечи;
• нагревательные элементы.

Полностью замерзший автомобиль

Последние поддерживают нужный температурный режим в моторном отсеке. При запуске агрегатов, функционирующих на бензине, в мороз нет особых проблем. Если это не мороз ниже минус сорока градусов по Цельсию.

Стоимость текущего ремонта и обслуживания

Отвечая на риторический вопрос, какой двигатель лучше бензиновый или дизельный, уделим особое внимание их обслуживанию. Существует быстрое и длительное обслуживание обоих типов двигателей

Быстрое обслуживание дизельного мотора будет стоить больше, чем аналогичный параметр бензинового двигателя.

Дизельный двигатель дороже в обслуживании, так как в этом типе мотора находится больший объем масла. Большое количество масла провоцирует более частую замену фильтров, а также прокладок.

Ремонт дизельного двигателя автомобиля

%rtb-4%

В рамках долгого или длительного обслуживания (долгого ремонта) дизельный мотор обойдется несколько дешевле бензинового. Причина — отличная износостойкость дизельного двигателя по сравнению с бензиновым. Капитальный ремонт дизелю нужен гораздо позже, чем бензиновому мотору.

Стоимость горючего

На дизель и бензин разница в цене была существенной лишь несколько лет назад. Сегодня эти цифры сравнялись. Если раньше при выборе мотора с точки зрения цены на горючее выбор был очевиден — хотите сэкономить на топливе, используйте дизельный мотор, то сегодня и бензин и дизельное горючее практически одинаковы в цене. Поэтому параметр экономичности горючего уже не принципиален.

Запуск и работа в мороз

Наверное, всем известны проблемы дизеля в морозную погоду. Все дело в том, что в дизельном моторе топливо самовоспламеняется за счет нагрева воздуха при сильном сжатии. При температуре ниже -30 градусов воздух не может достаточно прогреться, чтобы воспламенить топливо. Чтобы обойти эту проблему, в дизельных двигателях применяются свечи накала, которые разогревают камеру сгорания перед запуском до требуемой температуры.

Однако если машина с дизельным двигателем завелась в мороз, это еще не дает никаких гарантий, что она доедет из пункта А в пункт Б. Если в бак попало некачественное или летнее топливо, то на морозе в нем моментально образуются кристаллы парафина, которые в свою очередь закупоривают топливопровод и фильтры и автомобиль просто-напросто глохнет на ходу. Опытные дизелисты советуют зимой не опускать уровень топлива в баке ниже ½ во избежание подобных явлений.

С бензиновым же двигателем зимой такого не произойдет. Топливо стабильно воспламеняется от искры, обеспечивая легкий пуск. Вам остается лишь следить за уровнем заряда аккумулятора и правильно подобрать моторное масло. Еще одно очко в пользу бензиновых авто.

Преимущества и недостатки каждого из типов двигателей

Разобравшись с отличием основных параметров, можно подвести итоги и разобрать основные достоинства и недостатки каждого из типов двигателей.

Двигатель дизель — плюсы и минусы

Достоинства

• Невысокий расход топлива. Какими бы экономичными ни были современные бензиновики, по параметру расхода топлива они ещё долго будут уступать дизелям, которые обладают большим КПД и обеспечивают более высокий вращательный момент.
• Меньший транспортный налог. Поскольку дизельные двигатели при сравнимых характеристиках имеют меньшую мощность, величина транспортного налога для них на порядок ниже.
• Экологичность. Ни для кого не будет секретом тот факт, что дизели являются более экологически чистыми, чем бензиновики, уступая по данному параметру лишь гибридам и электрокарам.
• Долговечность. Современным бензиновым моторам требуется пройти от 150 до 200 тыс. км, прежде чем им понадобиться капремонт, при этом для дизеля эта величина как минимум в два раза больше, что свидетельствует об их большей долговечности и надёжности.

Недостатки

• Более высокая требовательность к качеству топлива, что особенно актуально в условиях российских реалий. Если заправлять дизель низкокачественным горючим, то он очень скоро потребует ремонта, который, в сравнении с бензиновиком, обойдётся в более круглую сумму.
• Возможны проблемы с запуском мотора при низких температурах.
• Более длительный прогрев, так что при езде зимой необходимо быть готовым к тому, что живительное тепло появится в салоне машины лишь спустя несколько километров.
• Более высокая стоимость обслуживания, причём количество автосервисов, обслуживающих дизельные моторы, заметно ниже, чем аналогичных для бензиновиков. Правда, если разбросить стоимость ремонта и ТО на более длительный срок эксплуатации дизеля, то экономия на бензиновом двигателе будет выглядеть не столь существенной.
• Заметно более высокая стартовая цена автомобиля с дизельным мотором, которая может достигать 10-20% в сравнении с аналогичным бензиновым авто.

Достоинства

• Простота конструкции и распространённость. Бензиновый двигатель имеет более простую конструкцию, чем дизель, и более распространён на территории России, что позволяет осуществить ремонт и настройку практически в любом автосервисе.
• Уверенный запуск практически при любых погодных условиях. Если двигатель не имеет неисправностей, запустить его не составит труда даже при температуре ниже 40 градусов Цельсия, в то время как с дизелем при сравнимых условиях могут наблюдаться проблемы со стартом.
• Доступная цена. Автомобили с бензиновыми ДВС обойдутся заметно дешевле, чем их дизельные аналоги, правда, это правило не распространяется на машины, бывшие в употреблении.
• Более широкий выбор комплектаций, причём это касается практически каждого представленного в России автопроизводителя.

Недостатки

• Частые проблемы с системой зажигания. В сравнении с дизельными, в бензиновых моторах чаще выходит из строя система зажигания, что сулит дополнительными и более регулярными материальными затратами.
• Низкие рабочие диапазоны. Чтобы получить максимальную отдачу от бензиновика, его приходится долго и усердно «крутить», в то время как дизель имеет максимальную отдачу, практически с холостого хода.
• Экономичность. Как мы уже говорили, каким бы современным ни был бензиновый двигатель, его расход все равно будет превышать таковой у дизеля.

В итоге, выбирать тип двигателя необходимо, исходя из условий эксплуатации, а также манеры езды, поэтому если вы любите быстро разгоняться, не планируете перевозить тяжёлые грузы и не используете машину в коммерческих целях, больше подойдёт автомобиль с бензиновым мотором. В противном случае, лучше выбирать дизельный двигатель.

Промывка топливной системы дизеля своими руками

Появление первых симптомов загрязнения форсунок требует от автовладельца не только диагностики неисправности, но и проведения комплекса мероприятий по промывке топливной системы.

От своевременности выполнения этой работы зависят будущие расходы автовладельца. Хроническое загрязнение приводит к поломке дорогостоящих деталей и необходимости их замены.

Самостоятельная очистка топливной системы дизельного двигателя чаще всего производится с применением специальных присадок, которые добавляются в топливный бак, смешиваются с горючим и обеспечивают качественную очистку от различного «мусора».

После применения присадки можно использовать автомобиль в обычном режиме, будучи уверенным в эффективном действии изделия.

Промывочный состав смешивается с горючим, проходит весь путь по топливной системе дизеля, подается к форсункам и в цилиндры, где сгорает под действием давления.

Для получения результата желательно отдавать предпочтение изделиям известных брендов.

Экономия в этом вопросе может привести к отсутствию результатов или еще большому загрязнению системы.

Специалисты отмечают, что такой способ малоэффективен, ведь убрать 100% загрязнений не получится.

Но с определенным процентом «мусора» присадка справляется, устраняя главные признаки неисправности — рост расхода топлива, уменьшение динамики и падение мощности двигателя.

Хороший результат дает регулярное применение присадок, выполняющих профилактическую функцию. В результате топливная система длительное время сохраняется чистой, а в ее промывке на СТО нет необходимости.

Если автовладелец длительное время не обслуживал систему, убрать стойкие загрязнения вряд ли получится. В такой ситуации лучше обратиться на сервис, где очистка производится с помощью специального оборудования.

Нельзя не отметить еще ряд способов промывки форсунок дизеля. Один из них — демонтаж изделий для их прямой очистки посредством имитации работы.

Такой вариант подходит для двигателей старого образца, но в случае с новыми дизельными моторами он опасен. Главный риск заключается в сложности демонтажа форсунки. Даже если последнюю и получится снять, остается высокий риск повреждения устройства.

В итоге придется покупать новую деталь, стоимость которой в несколько раз перекроет экономию самостоятельной замены.

Существует еще один вариант очистки — применение промывочной жидкости.

Ниже рассмотрим принцип выполнения работы на примере состава от производителя Wynns.

Алгоритм действий:

• Берите пару бензиностойких шлангов, имеющих длину 70-80 см. Диаметр одной трубки должен быть 0,8 см, а второй — 1,0 см.
• Снимите родные трубки с ТНВД и наденьте на их места приобретенные изделия. Вторые края шлангов поставьте в емкость с залитым в нее средством.
• На более толстую трубку, которая подает жидкость в ТНВД, поставьте стандартный фильтр с Жигулей. При этом будьте внимательны — шланг должен доставать до дна емкости, чтобы исключить захват воздуха. При этом сама бутылка должна закрепляться под капотом.
• Заведите двигатель и оставьте его поработать в течение 15 минут на ХХ. После этого несколько раз нажмите на педаль акселератора, выждите еще 3-4 минуты и глушите мотор.
• Подождите 15-20 минут, пока жидкость полностью не остынет, а отложения не отстанут от поверхности.
• Проводите рассмотренные выше процедуры до момента, пока не кончится состав для промывки.

Внимательно следите за наличием смеси. Нельзя допустить, чтобы дизельный мотор заглох из-за нехватки жидкости. На многих современных авто во внутренней части ТНВД установлена электроника, охлаждаемая топливом.

В случае дефицита промывочной жидкости или горючего она может пострадать. Чтобы оптимизировать промывку, можно сделать специальный змеевик и опустить его в ведро для обеспечения качественного охлаждения жидкости.

После выработки состава верните топливные трубки на прежние места и заведите мотор. Как только работа дизельного двигателя нормализуется, глушите его.

Работа по самостоятельной промывке топливной системы завершена, а автомобиль готов к эксплуатации.

Будьте осторожны и помните об опасности рабочей жидкости. Она помогает отмыть руки, но после ее применения желательно обдать кожу чистой водой и смазать кремом.

Если ТНВД машины сильно загрязнен, рекомендуется взять две банки с жидкостью, после чего действовать по описанном выше алгоритму. Выработайте содержимое банки до конца, чтобы мотор не заглох.

После этого глушите дизельный двигатель, и на следующий день выполняйте ту же манипуляцию, но уже с применением второй банки.

По завершении работы остается все вернуть на место.