Rozdíly mezi vznětovým a zážehovým motorem | Autopragmat

U obecné konstrukce (písty, válce, hlava válců, rozvodový řemen, ojnice, klikový hřídel atd.) se benzínové a naftové motory liší v několika parametrech a provedení. V tomto článku určíme hlavní rozdíly mezi motory s různými druhy paliva, jejich technickými vlastnostmi a výkonnostními charakteristikami.

Typ paliva

Hlavním a zřejmým rozdílem mezi benzínovými a naftovými motory je palivo. Celý rozdíl v jejich konstrukci a principu fungování vyplývá ze skutečnosti, že palivo se liší svými parametry a chemickými vlastnostmi.

Oba druhy paliva jsou ropné produkty. K jejich výrobě se ale používají různé technologie, díky nimž benzín obsahuje méně těžkých uhlovodíků než motorová nafta.

Funkce plynu

Škrtící ventil je přítomen v každém sacím systému. Je umístěn mezi sacím potrubím a vzduchovým filtrem a reguluje proudění vzduchu. Je ale podstatný rozdíl v tom, proč je potřeba u benzínových a naftových motorů.

Stručně řečeno: u benzínového motoru vždy funguje škrticí klapka, díky ní dochází ke spalování paliva ve válcích. U vznětového motoru škrticí klapka vypíná spalovací motor a pomáhá ekologickým systémům.

Zapalovací svíčky a žhavicí svíčky

Použití zapalovacích svíček a žhavicích svíček závisí na chemických vlastnostech paliva. Zapalovací svíčka vytváří elektrický oblouk – jiskru – která zapálí směs benzínu a vzduchu ve válcích.

Nafta nehoří z otevřeného ohně: musí se smíchat se vzduchem, zahřát a stlačit. Žhavicí svíčka ohřívá palivo v době vstřiku. K zapálení dochází nezávisle po stlačení; Není potřeba zapalovat směs vzduchu a paliva.

Katalyzátor a filtr pevných částic

Kromě užitečné práce produkuje jakýkoli spalovací motor výfukové plyny. Aby byly méně toxické, před vypuštěním do atmosféry se čistí speciálními zařízeními – katalyzátory, nebo prostě katalyzátory. Katalyzátor se skládá z keramické voštiny s katalytickou neutralizační vrstvou (obvykle platina).

Katalyzátor se používá v benzínových i naftových motorech. Pamatujeme si ale rozdíly v palivu: nafta je těžší a mastnější. Vznětový spalovací motor kromě plynů produkuje saze, které katalyzátor nedokáže odstranit.

K zachycení sazí slouží další prvek – filtr pevných částic. Skládá se z kovového tělesa, ve kterém je umístěna keramická buněčná matrice s porézními trubičkami. Plyn volně prochází články a trubicemi a částice sazí uvíznou v porézních kanálcích a zůstávají ve filtru pevných částic.

Některá naftová auta mají navíc systém čištění – vstřikování umělé močoviny AdBlue do výfukového potrubí. Roztok činidla (voda a čpavek) se vstřikuje do traktu a mísí se s plyny, které neutralizují škodlivé látky. Spotřeba AdBlue je velmi nízká, ale je lepší mít s sebou vždy láhev nebo dvě: pokud močovina náhle dojde, auto ani nenastartuje. Takto funguje firmware šetrný k životnímu prostředí.

Spotřeba paliva

Účinnost naftových motorů je jejich výhodou oproti benzinovým. Srovnejme jmenovitou spotřebu na příkladu BMW 320 a 320d s benzinovými a naftovými motory 2.0 o výkonu 184 koní. (oba s automatickou převodovkou):

Benzínová verze (B48B20)

Dieselová verze (B47D20)

Důležitý bod: o dieselových autech se správně říká, že jde o úsporu na dluh. Diesel je rozumné používat v užitkových vozidlech, je výhodný pro časté meziměstské jízdy. Pokud je ale roční nájezd vozu menší než 30 tisíc km, pozitivní dopad na vaši peněženku se nedočkáte.

Použitelnost

Benzínové motory jsou schopny dodávat vyšší rychlosti. Výhodou dieselových motorů je jejich vyšší točivý moment. Proto jsou rychlá a sportovní auta nejčastěji na benzín, velká a těžká na naftu. (Například obrovské zaoceánské lodě jezdí také na naftu.)

Energetický výkon (energetická účinnost)

Nafta při spalování uvolňuje více energie. To znamená, že auto dojede na litr nafty dále než na litr benzínu a zároveň nafta poskytuje větší točivý moment. Proto se často mluví o účinnosti takových spalovacích motorů – ale pamatujeme, že vše závisí na ujetých kilometrech.

Rozdíly jsou i v dalších parametrech. Například nafta je více zatížená vibracemi a benzín má vyšší teplotní režim. Také vznětové spalovací motory jsou těžší a masivnější: stěny spalovacích komor, setrvačník, hlava bloku a další prvky byly zesíleny a zesíleny, aby odolávaly vysokému tlaku. Hmotnost a velikost vznětového agregátu je proto vždy vyšší než u jeho analogu.

Před příchodem systémů přímého vstřikování paliva (GDI) bylo rozdílem použití palivových vstřikovacích čerpadel u dieselových motorů a palivového čerpadla u benzínových motorů. Nyní se však zkratky FSI a TFSI pevně zapsaly do lexikonu automobilových nadšenců a vysokotlaké palivové čerpadlo najdeme na obou typech agregátů.

Jak vidíte, mezi motory je poměrně dost rozdílů – jak v technickém provedení, tak v provozu. Takže se neodvažujeme rozhodnout, co je lepší – benzín nebo nafta: oba typy si najdou své publikum. Který typ vám nejvíce vyhovuje?

Od ledna 2024 činil podíl aut s dieselovými motory v Rusku 5,7 procenta z celkového počtu osobních automobilů. Navzdory tomu, že dieselové motory nejsou tak běžné, mají své výhody. Řekneme vám, jaký je rozdíl a co si vybrat: naftu nebo benzín.

Aktualizováno: 15.11.2024. září XNUMX

Jak se liší dieselový motor od benzínového motoru?

1. Palivová směs hoří uvnitř válce.
2. Výsledný plyn tlačí píst.
3. Pod tlakem klesá na dno válce a otáčí klikovým hřídelem přes ojnici.

Hlavním rozdílem mezi benzínovými a naftovými spalovacími motory je palivo. A jak se zapaluje. V prvním případě se používá benzín. Jeho směs se vzduchem je zapálena jiskrou produkovanou zapalovací svíčkou. Ve druhém případě se používá motorová nafta. Jeho páry se samovolně vznítí vlivem vysoké teploty stlačeného vzduchu. Tyto vlastnosti určují rozdíl v provozu a konstrukci obou typů spalovacích motorů.

Jak funguje benzínový motor?

Benzinový spalovací motor pracuje ve čtyřech taktech nebo taktech:

1. Vstup. Z výchozí polohy – horní úvratě (TDC) – píst dosáhne spodní části válce. Současně se aktivuje vstupní ventil. Vstřikuje palivovou směs.
2. Komprese. Píst dosáhne dna nádoby – dolní úvrať – (BDC). Přívod paliva se zastaví a píst se vrátí do původní polohy a stlačí směs. Tlak v motoru je od 11 kgf/cm2.
3. Rozšíření. Když píst stlačí směs co nejvíce, válec se zahřeje až na 500 C. To nestačí k samovznícení paliva, a tak ho svíčka zapálí jiskrou. Palivo exploduje a přesune píst do BDC.
4. Uvolnění. Ze spodní úvrati se píst setrvačností vrací do TDC. Současně spotřebovaná směs opouští válec výfukovým ventilem. Poté se cyklus opakuje od prvního úderu.

U klasických motorů s nepřímým vstřikováním se v sacím potrubí mísí benzín a vzduch. U spalovacího motoru s přímým vstřikováním se to děje okamžitě ve válci: na konci druhého kompresního zdvihu je do oblasti zapalovací svíčky přiváděn benzín.

Jak funguje dieselový motor

Provozní cyklus vznětového motoru s vnitřním spalováním se také skládá ze čtyř cyklů:

1. Sací zdvih. Z výchozí polohy se píst pohybuje dolů. Současně se aktivuje vstupní ventil a vzduch vstupuje do nádoby. Když píst dosáhne BDC, přívod vzduchu se zastaví.
2. Kompresní zdvih. Ze spodní polohy se píst pohybuje do TDC a stlačuje vzduch. Tlak v motoru dosahuje přibližně 20 kgf/cm2 a vzduch se ohřeje ze 700 C na 900 C. Při přiblížení k TDC vystřelí vstřikovač paliva, který pod tlakem 1500-2000 barů rozstřikuje motorovou naftu do stlačený vzduch. Palivo se spojí s horkým vzduchem, samovolně se vznítí a začne hořet.
3. Expanzní zdvih. Když píst dosáhne své výchozí polohy, dosáhne spalování motorové nafty svého vrcholu. Pod tlakem expandujících plynů se píst pohybuje do BDC.
4. Uvolněte zdvih. Ze spodní úvrati se píst setrvačností vrací do TDC. Současně spotřebovaná směs opouští válec výfukovým ventilem. Poté se cyklus opakuje od prvního úderu.

Před vstupem do válce nafta prochází vysokotlakým palivovým čerpadlem (HPFP). Dále stlačuje palivo, což ve spojení se vzduchem způsobuje jeho rychlé vznícení. Navíc zachovává dávkování a frekvenci injekcí.

Výhody a nevýhody benzínového motoru

výhody:

• Služba je levnější. Pravidelně budete muset měnit zapalovací svíčky, dráty, cívky a další díly. Ale v průměru to bude stát řidiče méně než údržba a oprava dieselového motoru, který je složitější a tlak a zatížení jeho částí je vyšší. Navíc náklady na nové auto s benzínem jsou nižší než s naftou.
• Nižší požadavky na kvalitu paliva. Auto bude jezdit i na benzín s nízkou kvalitou čistoty.
• Lepší mrazuvzdornost. Benzín pomalu houstne a zamrzá při velmi nízkých teplotách. To umožňuje rychlejší startování a snazší ovládání vozu v drsných klimatických podmínkách bez výměny paliva v chladném počasí. Bod tuhnutí benzínu 95 je -70 °C.
• Méně hluku. Benzínové motory mají kompresní poměr směsi paliva a vzduchu nižší než dieselové. Zapálená směs vyzařuje méně energie a v důsledku toho vytváří méně dalších vibrací, které procházejí karoserií vozu.

• Spotřeba paliva je vyšší. Tlak v benzínovém motoru je téměř dvakrát nižší než u dieselového motoru. To způsobuje, že palivová směs hoří méně efektivně. Faktor účinnosti (COP) benzínového spalovacího motoru je 25–30 procent. To znamená, že z 10 litrů benzínu se na blahodárné účinky utratí maximálně 3 litry.
• Méně zdrojů. Benzinový spalovací motor vydrží v průměru 200 000 km před velkými opravami a dieselový motor – 300 000 km. Číslo se může lišit a závisí na provozních podmínkách vozidla.
• Točivý moment je nižší. Benzínový motor má nižší tah než podobný dieselový motor. Faktem je, že méně energie ze spáleného paliva se spotřebuje na užitečnou práci – tlačení vozu vpřed.

Výhody a nevýhody dieselového motoru

výhody:

• Menší spotřeba paliva. Kompresní poměr palivové směsi u vznětového motoru je dvakrát vyšší než u zážehového motoru. Díky tomu je spotřeba paliva ekonomičtější. Motorová nafta navíc při spalování uvolňuje více tepla, které se přeměňuje na mechanickou práci. Účinnost naftového spalovacího motoru je 40-50 procent. Tedy z 10 litrů nafty se čtyři až pět litrů utratí za blahodárné účinky.
• Vyšší točivý moment. V autě s naftovým motorem odvede užitečnou práci více energie ze spáleného paliva. Proto bude tah vyšší již v nízkých otáčkách.
• Více zdrojů. Tlak a teplota v dieselovém motoru jsou téměř dvakrát vyšší než v benzínovém motoru. Proto jsou díly vyrobeny z odolnějších materiálů. A vzhledem k tomu, že vysoká trakce nastává již při nízkých rychlostech, opotřebovávají se pomaleji. V průměru před generální opravou vydrží naftový motor nájezd 300 000 km.

nevýhody:

• Vyšší požadavky na kvalitu paliva. Části motoru se rychleji opotřebovávají, pokud jsou v naftě pevné nečistoty a voda. Proto mají dieselové motory dva filtry: hrubý a jemný. Pokud natankujete nekvalitní palivo, budete muset často měnit oleje a filtry. Jinak hrozí, že prvky spalovacího motoru – vstřikovače, palivové čerpadlo, vstřikovací čerpadlo – rychle selžou.
• Nižší mrazuvzdornost. Letní nafta začíná houstnout při teplotě -5 °C. V chladném období se nahrazuje zimní motorovou naftou, zamrzá při 35 °C. V nejdrsnějších podmínkách se do auta lije arktická nafta, která vydrží mrazy až do -65°C. Pro snazší startování motoru v chladném počasí je spalovací prostor navíc vyhříván žhavicími svíčkami.
• Více hluku. Hořlavá směs ve vznětovém motoru rychleji vzplane a uvolní téměř dvojnásobek energie. Díky tomu běží motor hlasitěji než benzínový motor a do karoserie vozu se dostává více dalších vibrací.
• Služba je dražší. Vznětový motor je složitější a opravy a náhradní díly jsou dražší. Například náklady na nové vstřikovací čerpadlo pro osobní automobily budou v závislosti na modelu od 30 do 80 tisíc rublů.

Co je lepší: nafta nebo benzín

Který motor je pro řidiče lepší, závisí na jeho preferencích a provozních podmínkách vozu. Například dobrá trakce u dieselových modelů pomáhá rozjet se s nákladem, šplhat po horách a projíždět obtížnými oblastmi: bláto, písek, sníh. Na hladké a rovné městské silnici nebude patrný žádný rozdíl.

Dieselový motor spotřebuje méně paliva. Efektivita naftového motoru se ale vyplatí, pokud jezdíte hodně a na dlouhé vzdálenosti. Krátké jízdy nedávají motoru požadovanou zátěž a snižují jeho životnost. Budete muset často měnit olej a filtry. Kromě toho se náklady na palivo pravidelně mění, abyste mohli posoudit výhody, musíte sledovat aktuální ceny.

V chladném období je vůz se vznětovým motorem plněn zimní naftou, jinak motor nenastartuje. Ne všechny čerpací stanice garantují kvalitu paliva. A to je pro dieselový motor zásadní. Poslední rozsáhlá kontrola Rosstandartu v roce 2019 ukázala, že téměř do každé desáté čerpací stanice se nalévalo nekvalitní palivo. Od té doby nebyly provedeny žádné nové velké kontroly.

Naftové auto je obvykle hlučnější než benzínové auto. Stejně tiché jsou ale modernější modely s elektronickými vstřikovacími systémy. Zároveň jsou dražší a náročnější na údržbu.

Ekologická šetrnost motoru závisí na konkrétních modelech. Ve srovnání s benzínem spotřebuje dieselový vůz méně paliva, a proto zanechává méně škodlivých emisí. Recyklovaná motorová nafta uvolňuje saze a oxidy dusíku, ale výrobci tvrdí, že je téměř úplně odstraní uhlíkový filtr. Benzínové motory vypouštějí saze a oxid uhličitý. Koncentraci škodlivých látek ve výfukových plynech snižuje automobilový katalyzátor. Obecně platí, že všechny moderní automobily jsou vyráběny v souladu s ekologickými normami.

Související videa

Pracovali jsme na materiálu