Sorry, ale muszę!
Bardzo dobry artykuł n/t kwestii. :
Turbodiesel vs turbobenzyniak
Prawidłowy tytuł powinien brzmieć "Silnik z zapłonem samoczynnym i turbodoładowaniem kontra silnik z zapłonem iskrowym i turbodoładowaniem".
Pojedynek będzie podzielony na kategorie - za zwycięstwo jeden punkt, za remis pół punktu.
Zużycie paliwa i sprawność.
Patrząc od strony teorii silnik pracujący w obiegu Otto, przy tym samym stopniu sprężania, będzie sprawniejszy od silnika wg obiegu Diesla. Niestety, ze względu na ograniczoną liczbę oktanową benzyny (odporność na spalanie stukowe), turbodoładowane silniki ZI ("benzyniak") na ogół nie mają stopni sprężania przekraczających 10:1. Przy turbodieslu najczęściej spotykany zakres to 16-18:1. Sam ten fakt decyduje o wyższej sprawności silników ZS ("diesel") i o niższym zużyciu paliwa.
TD vs TB 1:0
Moment obrotowy
Porównując dwa silniki tej samej firmy 2.0 TDI CR 170 KM i 2.0 TFSI (EA888) 211 KM można zauważyć że oba posiadają identyczną wartość maksymalnego momentu obrotowego - 350 Nm. Jest on osiągany przy podobnych prędkościach obrotowych.
Także porównując silniki lekko wyczynowe (WRC, WTCC) o pojemności dwóch litrów dostajemy ten sam poziom momentu obrotowego (500 Nm) niezależnie od typu jednostki. Pamiętać należy że sama wielkość momentu nie decyduje o osiągach samochodu, inaczej mówiąc: samochód osiągający 100 Nm przy 4000 obr/min będzie szybszy (o także będzie lepiej przyspieszał) od tego mającego 200 Nm przy 1500 obr/min.
Co ciekawe o maksymalnej wartości momentu (wynikającej z maksymalnego ciśnienia efektywnego) w obu typach silników decydują całkiem inne czynniki. W ZS ograniczeniem jest zapewnienie odpowiedniego nadmiaru (musi on być znacznie wyższy niż w ZI) powietrza w mieszance palnej. Turbosprężarki mają ograniczoną wydajność. Pomijając ten wymóg (częste przy tzw. chiptuningu) możemy zwiększyć jeszcze moment ale trzeba się liczyć z czarnym dymem wydobywającym się z rury wydechowej. W ZI trzeba natomiast ograniczać ciśnienie doładowania ze względu na niebezpieczeństwo spalania detonacyjnego.
W ramach ciekawostki - są już silniki ZS (3.0 TDI Audi i 3.0 turbodiesel GM) potrafiące mierzyć ciśnienie indykowane w cylindrze dzięki specjalnym czujnikom. Dzięki temu można by się dowiedzieć np. ile momentu obrotowego jest traconego na tarcie.
TD vs TB 1,5(0,5):0,5(0,5)
Moc
Ten najbardziej interesujący nas parametr jest iloczynem momentu obrotowego i prędkości obrotowej. Silniki Diesla tracą gwałtownie moment obrotowy powyżej 4000 obr/min. Jest to problem wynikający z powolnego spalania oleju napędowego, choć dzięki zawirowaniu powietrza, w tej kwestii osiągnięto znaczący postęp. Dlatego obecną granicą mocy dla ZS jest 100 KM/litr (150 KM/l w silnikach wyczynowych). Na tym poziomie zaczyna się wskaźnik wydajności silników benzynowych z doładowaniem. Benzyna jest szybko spalającym się paliwem o większej wartości opałowej od oleju napędowego, a czynnikiem decydującym o mocy maksymalnej silników ZI jest głównie tylko wytrzymałość mechaniczna. Górna granica mocy? W seryjnych silnikach 150 KM/l, w wyczynowych kilka razy więcej. Przerobiony 1.8 TFSI może osiągać 600 KM, choć fabryka wyposażyła go tylko w 160 źrebaków.
TD vs TB 1,5(0):1,5(1)
Zakres użytecznych obrotów
Przeciętny silnik ZS sprawnie napędza samochód w zakresie 2000-4000 obr/min. Jest to bardzo wąski i niewygodny w stosowaniu (szczególnie podczas przyspieszania) zakres obrotów. Najlepsze jednostki BMW i Mercedesa zwiększają tą rozpiętość na 1000-5000 obr/min.
Tymczasem nowe, turbodoładowane silniki ZI ciągną, niczym turbina, prawie od obrotów biegu jałowego aż do odcięcia, tzn. od 1500 (czasami nawet od 1000) do 7000 obr/min. I wtedy można faktycznie zapomnieć o dźwigience zmiany biegów.
TD vs TB 1,5(0):2,5(1)
Ekologia i hałas
Ilu z was chciałoby umrzeć na raka płuc? To właśnie rakotwórcze cząstki stałe emitowane przez silniki diesla są powodem stosowania coraz to wydajniejszych filtrów. Niestety wydajniejszych, znaczy też droższych. Niebawem dostosowanie silnika ZS do norm emisji spalin może być horrendalnie drogie.
Silniki ZI nie mają problemu z emisją cząstek stałych, spalanie odbywa się praktycznie bez tworzenia sadzy. Jedynym większym problemem była emisja tlenków azotu po wprowadzeniu silników, z bezpośrednim wtryskiem, pracujących na uwarstwionej mieszance. Zastosowanie turbodoładowania i rezygnacja z uwarstwienia usunęły ten kłopot.
Zauważcie też, że ze względu na własności paliwa (gęstość i zawartość węgla) diesel spalający 6 litrów oleju emituje tyle samo dwutlenku węgla co benzyniak palący 7 na setkę.
Hałas? Czy muszę tu coś pisać? No może tyle, że i tak ciche silniki ZI po wyposażeniu w turbosprężarki stały się jeszcze cichsze. Rozprężanie spalin na wirniku turbiny jest nawet chyba skuteczniejsze niż w typowym tłumiku.
Na szczęście silniki ZS też będą coraz to cichsze, a to na skutek coraz to większej ilości, coraz mniejszych wtrysków paliwa. Da się w ten sposób obniżyć nadmiernie wysoką (dużo wyższą niż w ZI) prędkość narastania ciśnienia.
TD vs TB 1,5(0):3,5(1)
Koszty przeglądów i napraw
Silnik ZS wymaga trochę więcej troski, chodzi np. o wymianę filtra paliwa. Z drugiej strony znane są przypadki osiągania przebiegów rzędu 1 mln km, podczas gdy nawet duży turbo ZI nie przekroczy 600 tys km.
Tak naprawdę dyskusję w tym temacie można zamknąć na pięciocyfrowym koszcie naprawy układu Common Rail. I to nie wynika z pazerności firm motoryzacyjnych, ale z technologii potrzebnych do sterowania wysokimi ciśnieniami.
TD vs TB 1,5(0):4,5(1)
Perspektywy
Tuż za rogiem czai się silnik HCCI (przez VW nazywany CCS) biorący wszytko to co najlepsze z obu typów silników. Po jego wdrożeniu zarówno ZS jak i ZI pójdą w zapomnienie...
TD vs TB 2(0,5):5(0,5)
And the winner is "turbobenzyniak". Ale tylko w samochodach. Na statku (gdzie liczy się sprawność) i w czołgu (gdzie liczy się wielopaliwowość) lepszy będzie turbodiesel.
Kwahoo (00:17)
Cytuj:
czym się różni koń mechaniczny osiągnięty przy 6000 rpm od tego osiągniętego przy 20000 rpm ? Czy prędkość max będzie inna ? Kwestia biegów to nie problem, inna dłuzsza skrzynia rozwiązuje problem ...Chyba ze koń z diesla jest gorszy ...
No właśnie, w zasadzie odgrzałem tego kotleta, gdyż przeczytałem 12str wątku, padły tutaj różne argumenty, ale nie padły najważniejsze!! Czym jest moment obrotowy i jak przekłada się na jazdę? Heh, no własnie, dla niektórych zaletą jest nisko prowadzona krzywa momentu. Jest to dobre, dla ciągnięcia przyczepy, orania pola, napędu radzieckiej łodzi podwodnej.... etc. Jeśli chcemy odpowiedzieć sobie na to pytanie, przeróbmy pytanie basketa zacytowane wyżej przeze mnie i słowo "koń mechaniczny" zastąpmy "niutonometrem". Jeżeli silnik obraca się z momentem 100Nm mówimy że obraca się z pewną siłą. Bierzemy tą siłę, wkładamy do skrzyni biegów która robi nam z prędkością coś takiego: 3:1 załóżmy, że silnik nasz miał 6000rpm i te 100Nm na wałku atakującym skrzyni. na wyjściu dostajemy 2000rpm ale za to 300Nm. Do czego zmierzam? Załóżmy, że mamy drugi silnik: ma 200Nm (2 razy więcej, to sporo nie?), ale robi to przy niższych obrotach, powiedzmy 2000rpm (dostępny znacznie wcześniej, dla niektórych to zaleta....), to musimy zastosować przekładnie 1:1, żeby jechać tak samo szybko, niestety w tym przypadku na wyjściu dostajemy tyle samo niutków co włożyliśmy, czyli 200! Reasumując: niutki są potrzebne, im wcześniej, tym wygodniej się jedzie, im szerzej dostępne, tym rzadziej musimy zmieniać biegi, a nawet potrzebujemy ich mniej, choć nie do końca, bo prawdziwy potencjał motoru, który możemy wykorzystać np w wyścigach, to moment obrotowy X obroty silnika! I TO JEST WŁAŚNIE MOC, a pochodna po obrotach, to moment... Co więc z tego jak diesel ma 25%większy moment obrotowy, skoro uzyskuje go przy 40%niższych obrotach, przez co musimy stosować 40%wyższe przełożenia skrzyni, co wiąże się z ubytkiem momentu obrotowego na oponach, w stosunku do teoretycznie słabszej benzyny? Chociaż porównanie, powinno być między oboma silnikami doładowanymi, to ja twierdzę, że nawet z wolnossakami turbokibelek sobie nie poradzi. Kilka przykładów z głównej:
A4B5 1.8ADR 125KM173Nm 0-100 10,5sek Vmax 205
A4B5 1,9AFN 110KM225Nm 0-100 11,3sek Vmax 196
nawet
A4B5 1.9AJM 115KM285Nm 0-100 10,7sek Vmax 196
Lub
A4B6 1,9TDi AWX/AVF 130KM310NM 0-100 9,9 Vmax 207
A4B6 2.0i (oznaczenie?) 131KM 195Nm 0--100 9,9 Vmax 212
Nie wspomnę o innych markach: przewspaniały diesel konkurencji M57D30 vs M54B30 (np E39 530D vs 530i - miazga).
Na zakończenie dodam, że wszystkie w/w samochody robią jak chcą ciężarówki dysponujące mocami rzędu 2-3tyś Nm, tylko dlatego, że w ciężarówkach czerwone pole zaczyna się jeszcze na 1***rpm
od 2 lat zbieram się, aby odgrzać tego kotleta, a dzisiaj w końcu się zebrałem, choć argumentów, też sypłem tylko z dzisiaj