Какой двигатель выбрать - бензиновый или дизельный
Ещё свежи в памяти воспоминания о тех временах, когда вопрос, вынесенный в заголовок статьи, казался праздным для большинства автомобилистов. Дизельный и бензиновый двигатели, казалось бы, четко разделили обязанности между собой: более тяжёлый и экономичный дизельный двигатель отвечал за тяжёлую технику – тракторы, грузовики и автобусы, а легковой автопарк оставался на попечении сравнительно лёгкого и малошумного бензинового агрегата. Но времена стремительно меняются. В наши дни как никогда остро стоит проблема экономичности и экологичности ДВС, что вывело многих автопроизводителей на тропу поиска альтернативы бензиновой силовой установке и заставило вспомнить о более высоком КПД дизеля. И впрямь, адаптировать дизель под нужды легкового автомобиля оказалось намного проще, чем наладить производство гибридных установок или довести до коммерческого применения водородные. Потребитель же сегодня озадачен более насущным вопросом: насколько серьезную альтернативу бензиновому двигателю представляет собой современный дизель?
Отвечая на этот вопрос, мы рассмотрим основные критерии, используемые для объективного сравнения бензиновых и дизельных двигателей, вкупе с причинами, объясняющими те или иные явления, а также меры, предпринимаемые современными конструкторами для устранения врожденных недостатков как одного, так и другого типа ДВС.
Эффективность и экономичность. В основе работы большинства бензиновых двигателей лежит цикл Отто, для которого характерно принудительное воспламенение сжатой горючей смеси от внешнего источника (при помощи искры). Отличительной особенностью цикла дизельного двигателя является самопроизвольное (компрессионное) воспламенение горючей смеси при значительно большей степени сжатия – до 1:25 против 1:12 у бензинового, что немаловажно с точки зрения эффективности сгорания топлива. Чем выше степень сжатия, тем эффективнее преобразуется в поступательную энергию поршня энергия сгораемого топлива. Поднять степень сжатия бензинового двигателя выше указанной величины в общем случае не представляется возможным по причине возникновения детонации – самопроизвольного и преждевременного воспламенения горючей смеси со скоростью в сотню раз превышающей штатное значение. А дизелю увеличение степени сжатия только на руку, так как тут сжимается не горючая смесь, а воздух, и чем сильнее он сжат, тем выше его температура – необходимое условие для самовоспламенения впрыскиваемого дизтоплива. Таким образом, большая степень сжатия позволяет дизельному двигателю легко и непринуждённо работать на сильно обеднённой смеси, что не так просто даётся его бензиновому конкуренту. Повышение напряжения разряда системы зажигания, хитроумные системы впрыска, применение турбины низкого давления для более эффективного сгорания топлива – все эти меры только немного приблизили экономичность бензинового двигателя к дизелю. В качестве радикальных мер можно назвать «гибридизацию» бензинового двигателя и экспериментальные разработки, позволяющие-таки обуздать детонацию и заставить бензиновый двигатель работать по циклу Дизеля. Но эту тему позвольте оставить для будущих разговоров, а на сегодня мы как аксиому имеем заметную разницу в расходе топлива не в пользу бензинового агрегата, причем разница эта увеличивается прямо пропорционально увеличению рабочего объёма сравниваемых двигателей.
Вибро-шумовые характеристики. Понятие мягкой и бесшумной работы несовместимо с основным принципом цикла Дизеля – компрессионным зажиганием рабочей смеси, для которого характерно резкое нарастание давления расширяющихся газов. С жёсткостью дизельного двигателя давно уже борются при помощи предкамерных и вихрекамерных схем, растягивая процесс сгорания во времени. Но только с появлением системы Common Rail, сделавшей реальным многократный впрыск топлива в течение одного цикла, появилась возможность более эффективно контролировать шум и вибрации не в ущерб другим характеристикам мотора. Балансирные валы и эффективная вибро- и шумоизоляция окончательно прописались под капотами дизельных автомобилей представительского класса и стали частыми гостями в более доступных моделях. Характерный "дизельный" рокот медленно, но верно уходит в историю.
Надежность и ресурс. Бо́льшие нагрузки, которым подвергаются детали дизеля, приводят к необходимости использования в конструкции дизельного двигателя более прочных материалов, что, по устоявшемуся мнению, обусловливает его больший ресурс. Однако в погоне за высокой удельной мощностью (отношение мощности двигателя к его массе), которая достигается, соответственно, форсированием и облегчением двигателей, страдают как ресурс, так и надежность. Российская действительность накладывает на рассматриваемые факторы свой отпечаток в виде невысокого качества топлива, к которому дизельный двигатель более критичен, нежели бензиновый. Но к этому моменту мы ещё вернёмся.
Экологичность и чистота выхлопа. Более эффективное сгорание топлива и лучший КПД дизельного двигателя являются причиной меньшей концентрации углекислого газа в его выхлопе по сравнению с бензиновым конкурентом, конструкцию которого приходится дополнять катализатором отработанных газов. Но за то в выхлопных газах дизеля содержатся вещества, пагубно влияющие на живые организмы и вызывающие различные патогенные изменения - частички сажи, соединения серы и азота, которые также нейтрализуются при помощи многоступенчатых катализаторов и сажевых фильтров. В общем, современный исправный двигатель, как дизельный, так и бензиновый вписывается в действующие экологические нормы, а вот относительно будущего – тут мнения экспертов разделились. Европейские конструкторы отдают предпочтение дизелю, а японские и американские не спешат сбрасывать со счетов старый добрый бензиновый агрегат, пусть даже спарив его с электродвигателем гибридной силовой установки.
Мощностные характеристики. Бензиновый двигатель традиционно характеризуется более высокой развиваемой максимальной мощностью, а к сильным сторонам дизеля относится больший крутящий момент, причём развиваемый на низких оборотах. Но современные турбодизельные двигатели при сопоставимом расходе топлива не уступают в мощности своим бензиновым собратьям и значительно превосходят их в выдаваемом «на гора» крутящем моменте. Бензиновый двигатель улучшил показатели крутящего момента на низких и средних оборотах при помощи турбины низкого давления и прочих инноваций, а в случае применения турбины высокого давления он демонстрирует значительное превосходство в максимальной мощности над дизелем, что, впрочем, достигается ценой существенно большего расхода топлива.
Стоимость автомобиля, его эксплуатации и ремонта. При прочих равных, за дизельный автомобиль просят всегда больше, чем за такой же бензиновый. Если задаться вопросом окупаемости этой разницы, то получится следующее. Отпускные цены на дизельное топливо и бензин в наше время не сильно отличаются друг от друга, поэтому экономить придётся в основном только на более скромных аппетитах дизеля, которые становятся более заметными при увеличении литража сравниваемых двигателей. Ясное дело, что чем интенсивнее предполагаемый режим эксплуатации автомобиля, тем быстрее окупится доплата за дизельные удовольствия. Суровые зимние условия и российская действительность вносят свои коррективы в расчёт расходов на эксплуатацию и обслуживание дизельного автомобиля. Можно условиться, что дизельный двигатель, будучи исправным, без особых проблем запускается в морозную погоду, но никак нельзя ручаться за то, что Вашего железного коня рано или поздно не заправят зимой летним дизельным топливом. Так что в случае покупки дизеля Вам придётся внести в бюджет зимних месяцев статью на приобретение присадок, препятствующих гелеобразованию и повышающих текучесть дизтоплива. Ну и, наконец, самый главный фактор, могущий перечеркнуть все вышеперечисленные и подразумеваемые расчёты – низкое качество топлива, которое не предназначено для современных систем питания дизельных двигателей. Стоит озвучить, что классический топливный насос высокого давления дизеля (ТНВД) требовал немалых затрат в случае его ремонта, что уж говорить о современных насос-форсунках и аккумуляторных топливных системах, которые в большинстве случаев подлежат не ремонту, а замене. Поэтому перед покупкой современного дизельного автомобиля стоит подумать о доступности в Вашей местности топлива надлежащего качества и возможности квалифицированного обслуживания.
Краткий итог: современный дизельный двигатель, составляющий реальную конкуренцию бензиновому агрегату, очень привередлив к качеству топлива и довольно дорог в обслуживании и ремонте. Поэтому рассматривая целесообразность приобретения дизельного автомобиля, необходимо принимать во внимание неизбежные дополнительные затраты и сроки их окупаемости исходя из конкретных условий и интенсивности эксплуатации транспортного средства.
