A modern benzines motorok hangja: miért hasonlít néha a dízelre?

Régi dilemma az autósok körében, hogy benzines vagy dízel, hibrid, vagy épp elektromos autót vegyenek. A fogyasztás, a hatótáv, esetleg a dízelautók kitiltását sürgető törekvések mind befolyásolják a döntést. A magyar autósok zöme éppen azért lett dízelpárti, mert kevesebb pénzük volt, viszont arra sokan nem gondoltak, mivel is jár egy dízelautó az alacsony fogyasztáson túl.

Az autóvásárlók az elmúlt években csak rossz híreket hallhattak a dízelautókról - ilyenek voltak a tervezett behajtási tilalmak és a használt autók árának drasztikus csökkenése is -, ami elvette a kedvüket a vásárlástól, és másféle megoldások felé kezdtek elfordulni. Ilyen például a hibrid technológia, ami árát tekintve sem sokkal magasabb a dízel-, vagy benzines meghajtáshoz képest, mégis számos olyan előnye van, amivel a vásárlók is tisztában vannak. Miközben a dízelmotor fejlesztése látványos eredményeket hozott, a benzines autók gyártói sem ültek a babérjaikon. A modern motorokban a teljesítmény, a hatékonyság és a környezetbarátság növeléséért felelős technológiák az eredeti konstrukciók közötti különbséget egyre inkább elmossák. Ez a fejlesztési folyamat vezethet oda, hogy a benzines és dízel motorok közötti hangbeli különbségek is csökkennek, sőt, bizonyos esetekben a benzines motorok is a dízelekre jellemző hangot adhatnak ki.

A belső égésű motorok alapjai: Otto és Dízel körfolyamat

A dízelmotor szerkezete rokonságot mutat a benzinmotorral: hengerek, dugattyúk, főtengely, vezérmű, szelepek és sorolhatnánk. Mindkettő négy ütem alapján dolgozik, a kiszolgáló berendezések és a működésük azonban jelentősen különböznek.

Az Otto-körfolyamat (Benzinmotor)

Az benzin és gázmotorok Otto-körfolyamat szerint üzemelnek. Négyütemű motor esetében ez a következőképpen néz ki: a motor levegőt vagy levegő-üzemanyag keveréket szív, ezt összesűríti (mondjuk nagyjából az eredeti térfogat egy tizedére, vagyis a kompesszióviszony 1:10), majd valamilyen módon, leggyakrabban egy gyújtógyertya szikrájával meggyújtja. Otto-motorokkal kapcsolatban fontos fogalom a keverék milyensége, ez lehet dús, sztöchiometrikus vagy szegény. A keverék akkor sztöchiometrikus, ha éppen annyi üzemanyag van a hengerben, amennyi a hengerben vele együtt lévő levegőben éppen el tud égni, és a folyamat végén sem üzemanyag, sem oxigén nem marad. Ezt úgy is lehet mondani, hogy a légfelesleg-tényező 1. Ha a keverék dús, akkor több az üzemanyag, mint amennyi adott mennyiségű levegőben el tud égni, a folyamat végén, tehát marad némi el nem égett üzemanyag, a légfelesleg-tényező ilyenkor kisebb, mint 1. A szegény keverékben kevés az üzemanyag a levegőhöz képest, a légfelesleg-tényező 1-nél több. Az átlagos személyautóban a légfelesleg-tényező szinte mindig 1, kivéve például gyorsításkor, illetve olyan nagy teljesítményű motoroknál, amiknél a turbót szándékosan el nem égett üzemanyaggal hűtik.

A Dízel-körfolyamat (Dízelmotor)

A dízelmotor lényege, hogy nincs gyújtógyertya benne. A dízelmotor nem üzemanyaggal kevert levegőt szív be, mint a benzinmotor, hanem tiszta levegőt sűríti össze. A sűrítés lényegesen nagyobb mint a benzin motoroknál. A Diesel-körfolyamat ettől annyiban különbözik, hogy az üzemanyagot - például dízelolajat - mindenképpen a már összesűrített, forró és nagy nyomású levegőbe fecskendezik be. A levegő attól forró és nagy nyomású, hogy a kompesszióviszony magas, mondjuk 1:13-1:16 környékén van, turbónyomástól és motortípustól függően. A dízelmotor nem érzékeny a légfelesleg-tényezőre, sőt. A teljesítmény szabályzása a levegő-üzemanyag keverék minőségének változtatásával úgy történik, hogy nagyjából ugyanannyi levegőbe több (=nagy teljesítmény) vagy kevesebb (=kis teljesítmény) üzemanyagot juttatnak az égéstérbe. Akárhogy is, amíg a levegő elég forró a sűrítés után, és az üzemanyag bejut a hengerbe, a motor jár, akár sok az üzemanyag, akár kevés.

Dízelhang a benzinmotorban: okok és megoldások

Az égéstérbe a szelepek mellett két további fontos alkatrész kerül, ezek csak a dízelmotorra jellemzőek: az izzítógyertya, amely az indítás előtt melegíti a kamrát, valamint az üzemanyag befecskendezésére szolgáló porlasztó. Keverékképzése a minőségszabályozás elvén alapszik, a beszívott levegő mennyisége azonos, csak a befecskendezett gázolaj mennyisége változik, ezzel szabályozható a fordulatszám.

A dízelmotorok fejlődése és a hangzás változása

A dízelmotorokat személygépkocsikban az 1990-es évekig csak ritkán használták. A Volkswagen Golf I. örvénykamrás dízelmotorja például fülsértően hangos volt és rezonált, viszont a benzines változatokhoz képest 2 literrel kevesebb üzemanyagot fogyasztott 100 km-en. A '90-es évek második harmadától a dízelmotor fejlesztése látványos eredményeket hozott. A Common Rail (közös nyomócsöves) motorok fajlagos nyomatéka eddig soha nem látott értéket ért el. Csökkent a zajszint, csökkent a fogyasztás, javultak az emissziós mutatók, jelentősen nőtt a teljesítmény, a nagyobb CR dízelmotorral szerelt autókat már sportosan is lehet vezetni. Egy ideig úgy tűnt: a benzinesek ezt a meccset már elveszítették.

Ennek ellenére vastag, helyenként foszló burkolatok egy CR dízel motoron ma is jelzik, hogy a csendestől igen messze van, és a karosszériára átvitt rezonancia is jelentős lehet. Néhány tesztben autós újságírók tollából olyasmiket olvashatunk, hogy "csak a fordulatszám mérő osztása árulkodik arról, hogy dízelmotor hajtja az autót." Autópályán, laza százhúsznál ... egyes típusoknál talán, főleg, ha régen ültünk egy valóban kulturált járású benzinesben.

A modern benzines motorok: új technológiák és hangzás

Az elektronika és a hatékonyság növelés persze nem csak a dízelmotorokban terjedt el. A benzines autók gyártói sem ültek a babérjaikon. A klasszikus karburátort ott is felváltotta a befecskendezés. Ott is van turbó, meg annyi elektronika, érzékelő és ketyere, hogy a mechanika már ki se látszik belőle. A legújabb trendek egyértelműen azt mutatják, hogy a benzinmotorok fejlesztői faragni szeretnének az elmúlt évtizedben kialakult hátrányukból. Belepillantva egy 2012-es katalógusba, találunk olyan európai típust, ahol nincs olyan benzinmotor, amely ne lenne vagy turbófeltöltős, vagy változó szelepvezérléssel, ill. szelepemeléssel ellátott, mindezt követlen befecskendezéssel párosítva.

Az új fejlesztésű Otto motorok egyre nagyobb hányada is feltöltős. Az Audi 1,8 literes TFSI motorjának teljesítmény-, illetve nyomatékdiagramja szerint alig az alapjárati fordulatszám felett, 1000 f/percnél a nyomaték 165 Nm, és 1500-as percenkénti fordulatszámtól pedig már a motor maximális nyomatéka, 250 Nm rendelkezésre áll. A közvetlen befecskendezéses, feltöltős Otto motor jellemzői világosan mutatják a fejlesztések eredményét. A "vásárlói preferenciák változása" miatt tendencia a kis lökettérfogatú, magas fajlagos teljesítményű, alacsony fajlagos fogyasztású, alacsony károsanyag-kibocsájtású motorok beépítése.

Útmutató a Nissan Terrano 2700 dízel vezérléséhez

A közvetlen befecskendezéses benzinmotorok működése során a befecskendezés okozhat egy jellegzetes "ketyegő" hangot, ami a dízelmotorok befecskendezési zajára emlékeztethet. A turbófeltöltés és a magasabb kompresszióviszony szintén hozzájárulhat ahhoz, hogy a motor hangja eltérjen a hagyományos szívó benzines motorokétól, és közelebb kerüljön a dízelhangzáshoz. A közvetlen befecskendezésű motor nagy valószínűség szerint megbízható erőforrássá válik majd, ha kinőtte gyermekbetegségeit.

A Mazda Skyactiv-X motorja: A kompressziógyújtású benzines

Itt jönnek képbe a cikk tárgyát képező motorok, amik képesek akár Diesel-, akár Otto-körfolyamat szerint üzemelni, attól függően, hogy milyen üzemanyaggal kínáljuk meg őket, vagy akár egyetlen üzemanyag esetén attól függően, hogy mit akarunk elérni. Például alacsony fogyasztást, hogy csak egyet mondjak.

A Mazda Skyactiv-X motorja egyféle üzemanyaggal üzemel: benzinnel. Képes Otto- vagy majdnem-Diesel körfolyamat szerint elégetni azt, mégpedig azért, mert ez egy lehetséges módja a fogyasztás - és ezzel a CO2 kibocsátás - csökkentésének. Ez a motor alacsony terhelésen kompressziógyújtással működik. A beszívott levegőt a motor az egy-tizenhatodára nyomja össze, közben folyamatosan benzint fecskendezve a levegőbe. A lényeg itt az, hogy kevés benzint - olyan keveset, ami még a magas kompresszióviszony ellenére sem gyullad meg magától. A légfelesleg-tényező 2 fölött van, ez egy nagyon szegény keverék. A kompressziós ütem végén aztán befecskendez még egy pici benzint, és rögtön utána gyújt a gyertya. Mivel az üzemanyag-befecskendező szelep közvetlenül a gyertya mellett helyezkedik el, és a szikra időben hamar követi a befecskendezést, a benzinnek nemigen van ideje elkeveredni a levegőben, így a gyertya körül egy kis térben viszonylag dús keverék alakul ki, amit szikrával vidáman meg lehet gyújtani.

Azzal, hogy a gyertya körüli dús keverék meggyullad, hirtelen megnő a nyomás, ami egyfajta előgyújtásként funkcionál, és a többi, szegény keverék is belobban. Így az egész hengerben égés indul, ami a dízelmotorok öngyulladásához hasonló módon terjed, viszont a gyertya szikrája vezérli. Miért jó ez? Azért, mert a körfolyamat nagy nyomáson, nagy kompresszióviszony mellett ment végbe, ami jobb hatásfokot jelent, mintha ugyanennyi benzint 1-es légfelesleg-tényező és kisebb kompresszió mellett gyertyával meggyújtottunk volna. A jobb hatásfok pedig kevesebb üzemanyagot jelent ugyanakkora teljesítmény mellett.

A gyertya használata azért szükséges, mert a benzin sokkal gyorsabban, agresszívebben ég, ezért sokkal érzékenyebb a kis különbségekre, mint pl. a külső levegő nyomása és hőmérséklete, megmunkálási pontatlanságok, stb., amik a sűrítési ütem végén kialakuló nyomást mind meghatározzák. Gyertya nélkül bizonytalan lenne, hogy pontosan mikor gyullad be a keverék, az eredmény pedig kopogásos égés és rövid élettartam lenne. Teljes terhelésen a motor hagyományos benzinmotorként üzemel, módosított szelepvezérléssel (Miller-ciklus) a kopogásos égés elkerülése érdekében.

Dízel üzemanyag összehasonlítás

Összefoglalva: a Skyactiv X részterhelésen magas kompresszióviszony mellett egy szikragyújtással vezérelt, kompressziógyújtású, jó hatásfokú motor jó fogyasztással. Nagy terhelésen pedig egy hagyományos benzinmotor szikragyújtással.

A Dual Fuel motorok elve - miért nem autókba való?

A másik eset, amikor ugyanaz a motor működhet Otto- vagy Diesel-körfolyamat szerint, az úgynevezett Dual Fuel motorok esete. Egy, a hajózásban használt Dual Fuel (DF) motor a következőt tudja: képes dízelmotorként üzemelni, ilyenkor dízelolajat, vagy valami erre távolról hasonlító, a hajózásban használt egyéb üzemanyagot (mint pl. nehézolaj) elégetni. Képes továbbá arra is, hogy az LNG-tartályban folyamatosan keletkező, úgynevezett boil-off gázt - földgázt, metánt - égessen el, Otto-körfolyamat szerint. A két üzemállapot között a motor leállítása nélkül lehet váltani.

Gázüzemben más a helyzet: a levegő-gáz keverék is képes begyulladni csupán attól, hogy a dugattyú jól összenyomja és felmelegszik, ilyenkor azonban az történik, hogy a keverék hirtelen - nagyon hirtelen, mert sokkal gyorsabban ég, mint a gázolaj - teljes térfogatában meggyullad. Ezt nevezik kopogásos égésnek, és ez hatalmas mechanikai megterhelést jelent a motornak, ezért kerülendő. A Dual Fuel motorok a gyakorlatban elég szegény keverékkel üzemelnek annak érdekében, hogy a kopogásos égés a magas kompresszióviszony ellenére elkerülhető legyen, légfelesleg-tényező nagyjából 2,2 és 2,5 között van. Mivel a szegény keveréket egy szikra sem tudja megbízhatóan meggyújtani, a megoldás egy második, kisebb dízel-befecskendező rendszer. Gázüzemben tehát a következő történik: gáz-levegő keveréket szív, sűrít, a kisméretű injektorral gázolajat fecskendez, ami öngyulladással elég, ezzel meggyújtja a szegény gáz-levegő keveréket, munkavégzés, ésatöbbi.

Minden nehézség ellenére a Dual Fual motorok mégis igen népszerűek a hajózásban, mert lényegesen kisebb károsanyag-kibocsátással üzemelnek, mint egy dízelmotor. Ennek ellenére nem valószínű autókban hasonló rendszerek elterjedése, egyrészt a műszaki komplexitás, és az ebből fakadó magas költségek, másrészt az LNG nehéz kezelhetősége miatt: kevesen lennének hajlandóak olyan autóval járni, amiben az üzemanyag folyamatos forrásban van, és lényegében sehol nem lehet otthagyni álló motorral hosszabb ideig, mert felrobban.

Dízel vagy benzin: Környezetvédelmi és üzemeltetési szempontok

Az ok a dízelautók károsanyag-kibocsátása. A múltban gyártott és forgalomba hozott dízelautók nitrogén-oxid, szálló por és egyéb károsanyag-kibocsátása felülmúlta a benzinmotorokét. A Volkswagen kapcsán jelent meg először a dízelbotrány kifejezés, amely a márka történetének egyik legnagyobb botrányáról szól. A vállalat több milliárd dolláros bírságot fizetett az amerikai hatóságoknak, amikor kiderült, hogy VW bizonyos dízeles modelljei csak akkor felelnek meg a környezetvédelmi előírásoknak, amikor éppen tesztelik őket. Ezt egy szoftverrel oldotta meg a cég, ami valahogy érzékelte, ha éppen hivatalosan méri az autó károsanyag-kibocsátását. A csalásra az International Council on Clean Transportation nevű szervezet jött rá, ami kíváncsiságból a mindennapi használatban is tesztelte a kocsikat.

2018 őszén lépett életbe, hogy a szmogriadó riasztási fokozatának idején az Euro 3 és ennél rosszabb környezetvédelmi besorolású dízelek nem hajthatnak be a fővárosba. Tavaly ősztől pedig már az Euro 4-es modellek tulajdonosait is szankcionálhatják. Az Euro5-ös (és ezt követő) szabvány kritériumainak eleget tevő dízelmotorok nem nélkülözhetik a részecskeszűrőt, mely élettartama (a mai álláspont szerint) jó esetben 250e km. A dízel motoroknak jellemzően nagyobb a korom-kibocsátásuk, ezáltal jobban terhelik a környezetünket. A modern benzines közvetlen befecskendezésű motornak szintén hasonló mértékű a korom-kibocsátása, ezért vezették be 2018-ban az új benzines autóknál szintén a részecskeszűrőt (GPF).

A dízel hamarosan, a nem túl távoli jövőben reneszánszát élheti, mivel az emberek, akik dízelautót vezettek rájönnek majd, hogy ez egy nagyon kényelmes koncepció volt. Az európai autógyártók a nehézségek ellenére is ragaszkodnának a dízelmotorokhoz. Hogy miért? Mert ez a technológia még mindig viszonylag olcsón és hatékonyan tenné lehetővé, hogy megfeleljenek a hatóságok által előírt környezetvédelmi előírásoknak. Mivel a dízelek - amelyek átlagos szén-dioxid-kibocsátása a Bloomberg szerint ötödével kisebb a benzinautókénál - iránti kereslet a botrányt követően csökkent, a gyártóknak nehezebbé vált teljesíteni az előírásokat. Az elektromos autók pedig egyelőre még számos esetben nem tudják kielégíteni a gyakori autóhasználók igényeit.

Költségek és karbantartás

Dízel vagy benzin? Az ördög természetesen a részletekben lakik. Az, amit a takarékosabb üzemű dízel esetén a fogyasztásban megtakarítunk, azt bőségesen rákölthetjük a drágább fenntartásra. A dízelek nemcsak újonnan, de sokáig a használtautó-piacon is jóval drágábbak voltak, mint a benzines autók. A dízelmotorok szerviz- és esetleges javítási költségei szintén magasabbak lehetnek. A dízel motorokban sok drága alkatrész található, ami ha tönkremegy, zsebbenyúlós lehet.

A befecskendező porlasztók élettartama véges, a gyártók által megadott várható élettartam az "egymilliárd befecskendezés" nagyságrendbe esik. Ez percenkénti átlagosan 2000-es fordulatot feltételezve azt jelenti, hogy a meglehetősen drága porlasztók cseréje 250-300.000 km körül - nemritkán már előtte - esedékessé válik. A nagynyomású szivattyú várható élettartama sem végtelen, jó eséllyel legalább egy alkalommal cserélni kell, amihez megint csak rendesen ki kell nyitni a pénztárcát. Az izzógyertyák illetve porlasztók cseréje nem kockázatmentes vállalkozás, nemegyszer a hengerfej leszerelése sem kerülhető ki. Csupán a befecskendező porlasztók és a nagynyomású szivattyú cseréje egy 6 hengeres motornál meghaladhatja az 1,5 Millió Forintot!

A '90-es évektől a dízelmotorok fejlesztése látványos eredményeket hozott. Az igen bonyolult, összetett szerkezet ennyi idő / km után - egyre gyakrabban - gonosz elvarázsolt kastélyként működik, elektromos hibák sora emlékezteti az egykor boldog tulajdonost az idő múlandóságára. Ebből a szempontból szinte mindegy, hogy dízel, vagy Otto-motoros autóról van szó. Ami viszont nem mindegy: a kifejezetten common rail sajátosságokból - újkora óta - adódott hibák elhárításának költségei jócskán leapaszthatják azt az előnyt, ami a kedvezőbb üzemanyagfogyasztásból adódik a benzines modellel összevetve.

Ha a benzines motor mellé tesszük le a garast (pontosabban azt a néhány millió forintot), akkor döntenünk kell az egyszerűbb szívó vagy a turbómotor között. A szívó benzines motort általában valóban olcsóbb karbantartani, a fogyasztása azonban jelentősen magasabb. Turbo-benzinmotor esetében már körülbelül ugyanannyi drága, bonyolult alkatrész van, mint a dízel társaiban (kettős tömegű lendkerék, turbó, drága befecskendezőrendszer, sok szenzor, stb…). A szívórendszer és az EGR kokszosodása is ugyanannyi eséllyel fordulhat elő. 2018 előtti példányokban még nincs részecskeszűrő, a fiatalabbakban már ez az alkatrész is megtalálható.

Az alábbi táblázatban összefoglaltuk a dízel és benzines motorok főbb jellemzőit:

Melyiket válasszuk?

Amennyiben belső égésű motorral szerelt autót szeretnél vásárolni, rendszerint felmerül a kérdés, hogy benzines vagy dízel motoros autót érdemes-e választani. A legjobb az, hogy ebben a kérdésben mindenkinek igaza lehet attól függően, hogy ki honnan közelíti meg a benzin-dízel dilemmát. Ha hallgatunk a szóbeszédre a legtöbb ismerősünktől azt hallhatjuk, hogy semmi esetre ne vásároljunk használt dízel autót, mert mindenképpen póruljárunk. Ami alapvetően választási lehetőségünk marad: új vagy használt, dízel, avagy benzines, rosszabb esetben egyik sem.

A legfontosabb, hogy a megfelelő felhasználásra megfelelő motorú autót válasszunk. Ha keveset mész és főleg városban, akkor benzines, vagy ha teheted, hibrid autót vegyél. Ha főleg városban vezetünk rövid távokra és elegendő egy kis vagy közepes méretű autó, akkor praktikusabb benzines példányt választani. Ha sokat mész és inkább országúton, akkor meg nyugodtan dízelt. Amennyiben hosszabb utakra használjuk és nagy méretű autó a kiválasztott, érdemesebb dízelt vásárolni. Az egyterűeknél és a hobbiterepjáróknál például elég jelentősen kinyílt az a bizonyos fogyasztási olló a kétféle motor között.

Abban az esetben sem tanácsoljuk a dízelt, ha többnyire kis távolságokra használja az autót. Rövid úton a dízelmotor nem tudja elérni a megfelelő üzemi hőmérsékletet, és a dízel részecskeszűrők tisztítási folyamata túl gyakran megszakad vagy el sem tud indulni. Szintén fontos megjegyezni, hogy a dízelmotort hosszabb autózás után nem szabad azonnal leállítani, mert a kompresszorban ekkor még forog a rotor, ami nagy sebességen nagy hőmérsékletre melegedett fel. A motor leállítása megszakítja a kenési folyamatot, ami pedig fontos a megfelelő működéshez. Az a tény, hogy a motor lassan melegszik fel, azt is jelenti, hogy a jármű belsejében is alacsonyabb a hőmérséklet. Az alacsonyabb komfortszint kellemetlenné teheti a közlekedést például olyan vezetők számára, akik naponta kisgyermekeket szállítanak.

tags: #benzines #motor #miért #szól #úgy #mint

• csomagtér ajtó tartó csere
• Kalandos élmény a gyermek Ford Rangerrel
• Suzuki Address 125 árak és részletek
• Útmutató a Renault Clio digitális funkcióihoz
• A-osztály méretkalauz