Automobilio variklio tipas yra svarbus dėl daugybės priežasčių, tiesiogiai lemiančių transporto priemonės eksploatavimo išlaidas ir charakteristikas. Šiuolaikinėje rinkoje dominuoja du pagrindiniai vidaus degimo variklių tipai: benzininiai ir dyzeliniai. Nors abu varikliai degalus paverčia mechanine energija, jų veikimo principai, savybės ir perdavimo dėžės perdavimo skaičiai skiriasi, pritaikant juos skirtingiems vairavimo poreikiams.
Pavarų dėžės ir perdavimo skaičiaus svarba
Pavarų dėžės yra esminė bet kurio modernaus automobilio dalis, kadangi šiuolaikinis variklis turi gana siaurą alkūninio veleno sūkių diapazoną, kuriame sukimo momentas ir galia pasiekia maksimalias vertes esant tam tikrai degalų sąnaudų vertei. Pagrindinė pavarų dėžės paskirtis - perduoti variklio alkūninio veleno sukimosi judesį į kardaninį veleną arba priekinės ašies veleną, valdant transporto priemonę keičiant parametrus.
Nors pavarų dėžė negali padidinti variklio galios, ji leidžia pakeisti perdavimo santykį tarp įvesties ir išėjimo, pritaikant jį palankiausioms degalų taupymo ir traukos greičio charakteristikoms. Pavarų dėžė taip pat leidžia varikliui veikti tuščiąja eiga ir suteikia transporto priemonei galimybę važiuoti atbuline eiga.
Pavarų dėžių naudojimo būtinybė kyla dėl alkūninio veleno ir varomųjų ratų kampinių greičių skirtumo. Šiuolaikinio variklio alkūninio veleno kampinis greitis svyruoja nuo 500 iki 9000 aps./min., o varomųjų ratų kampinis greitis gali būti nuo 0 iki 1800 aps./min. Šių parametrų suderinimas be pavarų dėžės yra neįmanomas. Perdavimo skaičius reiškia dviejų sąveikaujančių pavarų sukimosi greičių santykį, t. y., varančiosios pavaros ir varomosios pavaros dantų skaičiaus santykį. Aukščiausia pavara įjungiama žemiausiu pavarų skaičiumi, o žemiausia - aukščiausiu.
Benzininių variklių veikimo principai ir savybės
Benzininiai varikliai naudoja benziną kaip kurą, kad vidinę energiją paverstų kinetine energija. Kadangi benzinas yra klampus ir greitai išgaruoja, jis į cilindrą gali būti įpurškiamas naudojant benzino įpurškimo sistemą. Šiuolaikinės benzino įpurškimo sistemos, tokios kaip tiesioginis įpurškimas (pvz., FSI sistema), leidžia sutaupyti iki 15% degalų, palyginti su paprastu benzininiu varikliu.
Benzininiai varikliai pasižymi mažesne kaina, paprastesne priežiūra ir lengvesniu dalių pakeitimu. Jie yra tylesni ir sukelia mažiau vibracijų, greičiau įšyla, todėl yra parankesni šaltuoju metų laiku ar važinėjant nedidelius atstumus mieste. Benzininių variklių našumo ir apsukų kreivės rodo, kad galia auga su apsukomis, o sukimo momentas keičiasi nežymiai.
Tačiau benzininiai varikliai turi ir trūkumų: didesnes degalų sąnaudas dėl mažesnio variklio efektyvumo ir mažesnį išmetamųjų dujų valymo indeksą. Dėl nuolatinio „stop-start“ režimo mieste, variklis dažnai dirba tuščiąja eiga esant žemai temperatūrai, o tai gali turėti įtakos ilgaamžiškumui. Benzininiai varikliai paprastai veikia su lengvesnėmis konstrukcinėmis specifikacijomis, todėl jų ilgaamžiškumas gali būti mažesnis, palyginti su dyzeliniais varikliais.
3.1 Vidaus degimo variklis
Dyzelinių variklių veikimo principai ir savybės
Dyzelinis variklis yra stūmoklinis vidaus degimo variklis, kuriame kuras užsidega dėl didelio slėgio ir aukštos temperatūros, o ne nuo elektrinės kibirkšties. Dyzeliniuose varikliuose oras paduodamas atskirai nuo kuro ir suslegiamas. Dėl didelio slėgio (paprastai 20:1), oras įkaista iki +700°С. Kai stūmoklis pakyla į viršutinį mirtiną tašką, veikiant dideliam slėgiui, paduodamas ir išpurškiamas kuras, kuris susimaišo su oru ir užsidega.
Vienas iš pagrindinių dyzelinių variklių privalumų yra tai, kad jie paprastai taupiau naudoja degalus nei benzininiai varikliai, suvartodami apie 30% mažiau degalų. Dyzeliniuose degaluose yra ilgesnės angliavandenilių grandinės, todėl jie pasižymi didesniu energijos tankiu. Be to, dyzelinių variklių suspaudimo laipsnis yra didesnis (nuo 14:1 iki 25:1), o tai padidina degimo stabilumą ir efektyvumą. Dyzeliniai varikliai užtikrina didelį sukimo momentą esant mažesniems sūkių dažniams, o tai ypač svarbu sudėtinguose keliuose, laipiojant ir esant didelėms apkrovoms. Didelis sukimo momentas yra viena iš priežasčių, kodėl didžioji sunkiosios technikos dalis naudoja dyzelinius variklius.
Dyzeliniai varikliai pasižymi ilgu tarnavimo laiku, ekonomiškumu ir patvarumu. Jų sūkiai yra maži, susijusių dalių senėjimas nėra lengvas, o dalių susidėvėjimas mažesnis nei benzininių variklių. Be uždegimo sistemos ir mažo pagalbinių elektros prietaisų skaičiaus, dyzelinio variklio gedimų dažnis yra daug mažesnis nei benzininio.
Tačiau dyzeliniai varikliai turi ir trūkumų. Dėl degimo proceso esant aukštam slėgiui ir temperatūrai, kartais susidaro nuodingos dujos, tokios kaip azoto oksidai (NOx). Jų neutralizavimui reikalinga papildoma įranga (pvz., karbamido bakai), kuri didina dyzelinio variklio kainą. Dyzelinio variklio triukšmas gali būti didesnis, nors technologijoms tobulėjant, vidutinės ir aukščiausios klasės modelių dyzelinių variklių triukšmo valdymas yra panašus į benzininių automobilių variklių. Dyzelinių variklių gamybos procesas yra sudėtingesnis, todėl dyzelinių automobilių kaina paprastai yra didesnė už benzininių.
Šaltu oru suslėgto oro temperatūros cilindre gali neužtekti mišiniui uždegti dėl sumažėjusio dyzelinio kuro lakumo, susidarius parafinui, kuris užkemša kuro filtrus. Dėl to žiemą į dyzelinį kurą pilami specialūs priedai.
3.1 Vidaus degimo variklis
Pavarų dėžės perdavimo skaičiai ir variklio tipas
Kadangi dyzeliniai varikliai pasižymi didesniu sukimo momentu esant žemesniems sūkiams ir turi siauresnį naudingą apsukų diapazoną, jų pavarų dėžės perdavimo skaičiai gali būti pritaikyti išnaudoti šias savybes. Pavyzdžiui, pirmoji pavara dyzeliniame automobilyje užtikrins didesnį sukimo momentą pajudant, kas yra naudinga sunkiems kroviniams vežti ar įsibėgėjant iš vietos. Tuo tarpu benzininių variklių pavarų dėžės bus optimizuotos platesniam apsukų diapazonui ir greitesniam įsibėgėjimui dideliu greičiu.
Perdavimo skaičių pasirinkimas yra kritiškai svarbus siekiant optimizuoti degalų sąnaudas ir variklio efektyvumą. Dyzeliniuose varikliuose, dėl didelio sukimo momento, gali būti naudojami didesni perdavimo skaičiai, kurie leidžia pasiekti geresnį degalų ekonomiškumą važiuojant pastoviu greičiu.
Ekologija ir techninė priežiūra
Dyzeliniai automobiliai išmeta mažiau anglies dioksido (CO2) nei benzininiai automobiliai. Lietuvos tyrėjų duomenimis, tipiškas dyzelinis automobilis išmeta apie 15-20% mažiau CO2. Tačiau dyzeliniai automobiliai išmeta azoto oksidus (NOx) ir kietąsias daleles. Naujausių technologijų dėka, pvz., karbamido bakai ir kietųjų dalelių filtrai (DPF), naujesni dyzeliniai varikliai gali kone pilnai neutralizuoti šias emisijas.
Dyzeliniams varikliams reikia rečiau keisti alyvą (kas 20 000 km), tačiau būtina papildyti išmetamųjų dujų skysčio (DEF) baką kas 3-6 tūkst. km ir prižiūrėti DPF filtrą kas 160 000 km. DPF filtras kaupia suodžius ir periodiškai juos išdegina regeneracijos proceso metu, kuriam reikalinga aukšta išmetamųjų dujų temperatūra, palaikoma ilgiau nei 15-20 minučių važiuojant didesniu nei 70 km/val. greičiu. Reguliarus važinėjimas trumpais atstumais gali užkimšti DPF filtrą, reikalaujant brangaus valymo servise.
Benzininiai varikliai neturi DPF filtro ir greičiau įšyla. Jų priežiūra yra paprastesnė, nors alyvą reikia keisti dažniau ir reguliariai keisti uždegimo žvakes.
Kada rinktis benzininį, o kada dyzelinį variklį?
Pasirinkimas tarp benzininio ir dyzelinio variklio priklauso nuo individualių poreikių ir vairavimo įpročių:
- Jei per metus nuvažiuojama mažiau nei 10 000 kilometrų ir dažniausiai mieste, tinkamesnis gali būti benzininis automobilis. Jis greičiau įkaista ir turi mažesnius aptarnavimo reikalavimus, nereikalaujant ilgesnių maršrutų, kad būtų tinkamai išvalyti sistemos komponentai.
- Jei gyvenama užmiestyje ir per metus nuvažiuojama nuo 20 000 iki 30 000 kilometrų, verta apsvarstyti dyzelinį automobilį. Dyzeliniai varikliai efektyviau naudoja degalus ilgose kelionėse ir važiuojant pastoviu greičiu.
Svarbu atsižvelgti į pradinę automobilio kainą, eksploatavimo išlaidas (draudimas, remontas, degalų kaina), ekologinius standartus (rekomenduojama rinktis „Euro 6“ ar naujesnį dyzelinį variklį) ir būsimą automobilio pardavimo kainą. Dyzeliniai automobiliai dažnai yra brangesni už benzinines versijas, tačiau ilgainiui atsiperka dėl geresnio ekonomiškumo ir ilgesnės tarnavimo trukmės.
