Дизелов или бензинов мотор - кое е по-малкото зло?

След грандиозният скандал "Дизелгейт"започна още по-обстойно да се разглежда въпросът кое е по-добро от екологична гледна точка и не само - бензин или дизел?

Много от автомобилните производители започнаха да обмислят вариант в близко бъдеще хибридните силови установки да заменят напълно дизеловите двигатели в леките коли, но това становище има и противници, които са на мнение, че дизелите все още имат бъдеще. Сега ще се опитаме да ви запознаем с преимуществата и недостатъците на дизела в сравнение с бензина.

История

Бензинът се появява на бял свят, след като един джентълмен на име Едвин Дрейк дестилира суров нефт с цел да получи керосин. При процеса се появяват и други продукти от нефта, като един от тях е бензинът. Първоначално Дрейк не може да намери приложение на бензина, получен от фракционната дестилация на петрола.

През 1886-а, когато Карл Бенц конструира своята знаменита триколка, бензинът все още не е популярен. Чак след около две десетилетия след изобретяването на първата бензинова кола в Сейнт Луис заработва първата бензиностанция. Тя е построена от компанията Automobile Gasoline Co., дъщерно подразделение на Shell. С появата на масовия Ford Model T продажбите на автомобили се увеличават драстично и именно тогава бензинът става популярен. В наши дни и в световен мащаб бензинът все още се използва повече от дизела, що се отнася до леките автомобили, а вярвате или не, нафтата е била изхвърляна в продължение на 40 години като отпадъчен продукт след преработката на нефта.

Прилагателното "дизелов" за първи път се използва през 1894 година и идва от фамилията на Рудолф Дизел, който конструира революционния за онова време двигател. Говори се, че Дизел е бил убит, защото неговото изобретение е застрашавало бъдещето на парните локомотиви и промишлеността като цяло. Чак 20 години след появата на дизеловия двигател моторите, възпламеняващи сместа под налягане, започват да се монтират масово на влакове, кораби и на трактори. Впоследствие те навлизат и при автомобилите, а днес в Европа половината от продаваните леки коли са оборудвани с дизелови мотори. В САЩ обаче те са нищожните 3% от общите продажби.

Дизел

На молекулярно ниво дизеловото гориво съдържа повече атоми въглерод в по-дълги вериги, отколкото бензина. Производството на нафта е и по-евтино, което води до значително по-ниски крайни цени за рафинериите. Големите транспортни компании обаче използват за своята дейност основно дизелови превозни средства, което води до изкуствено повишаване на цената на дизеловото гориво.

Благодарение на тежката си вълеродна верига дизеловото гориво има по-висока енергийна плътност от бензина - 40,8x10^6 на литър дизел в сравнение с 34,7x10^6 на литър бензин. По-просто казано, нафтата произвежда повече топлинна енергия от бензина. Самите дизелови агрегати обаче работят при много по-висока компресия, а възпламеняването на сместа се извърша само от повишаване на налягането в цилиндрите. Заради това самата структура на агрегата трябва да е по-здрава, което от своя страна води до увеличаване на теглото на самия двигател.

Не трябва да се забравят и вибрациите, които не са в полза на дизеловия мотор, но в крайна сметка потреблението на нафта е по-малко, което прави моторите по-икономични. Отсъствието на запалителни свещи се явява проблем при стартирането на по-старите двигатели, когато температурите са ниски, а като цяло дизеловите мотори са по-сложни и респективно по-скъпи за обслужване.

Бензин

Бензинът е по-лек от нафтата. Той се изпарява значително по-бързо и е по-лесно запалим. В сравнение с дизеловите мотори бензиновите достигат пиковия си въртящ момент при значително по-високи обороти, а и самата му крива е доста различна. Освен това сгъстяването и възпламеняването на бензина възпроизвежда значително по-приятен звук и затова бензиновите мотори са доста по-тихи.

Бензиновите двигатели не са толкова икономични и нямат толкова висок въртящ момент като дизеловите, но при тях има нещо друго - конските сили. Разликата между въртящ момент и мощност може да се обясни със следния примитивен, но достатъчно точен пример - максималната скорост зависи от конските сили (и от скоростната кутия), а ускорението - от Нютонметрите.

Характеристиките на бензина се определят от октановото число (колкото по-високо е, толкова по-дълго издържа горивото преди възпламеняване), а на дизела - от цетановото (скоростта на изгаряне). Бензиновите двигатели не са подложени на такъв "стрес", както дизеловите, произвеждат се и се ремонтират по-лесно. Общото между двата типа гориво са тежките последствия за околната среда и здравето на хората.

Кой е по-отровен?

Дотук не може да се каже кой агрегат е по-удачен. И единият, и другият имат и плюсове, и недостатъци. Производитеите са принудени да се съобразяват с все по-строги екологични закони, което води до все повече иновации и измами, разбира се. Принципно дизеловите двигатели, отговарящи на стандарта Euro 6, отделят по-малко въглероден двуокис (CO2), от бензиновите. Моторите, работещи на бензин, пък печелят съревнованието заради по-добрите нива на т.нар. азотни окиси (NOx). Какво обаче е въздействието на тези две отрови?

При изгарянето на бензина се отделят още десетки вредни вещества като бензол, а добавките за повишаване на октановото число са най-канцерогенни. По данни на Световната здравна организация 2.9% от смъртните случаи през 2012 година (1.6 млн. души) са причинени от рак на дихателните пътища. От гледна точка на екологията най-големият проблем на бензина е т.нар. фотохимичен смог, появяващ се вследствие на неизгорял бензин и изпарения от резервоара. Отделеният CO2 пък е по-тежък от въздуха и влияе зле много повече на деца и животни. Това е и най-вредният от парниковите газове, но това съвсем не означава, че дизеловият мотор е по-малкото зло, защото отделя по-малко CO2.

Учените са единодушни, че азотните окиси от дизеловите сажди са по-вредни от CO2, що се касае до глобален ефект. Ефектът от въглеродния двуокис обаче е по-дълготраен. Проблемът с NOx се състои в това, че азотните оксиди влизат в реакция с всички широко разпространени органични вещества, включително и с амоняка. В най-лошите сценарии съединения, получени от азотни оксиди, могат да предизвикат дори биологични мутации. NOx е причина и за различни увреждания на белодробната тъкан при деца, възрастни хора и астматици.

Има обаче и нещо друго. В сравнение с ефекта глобалното затопляне, предизвикван в голяма степен от CO2 емисиите, NOx е една от основните причини за т.нар. глобално охлаждане. Чрез образуване на специфични OH групи те разрушават молекулите на метана във въздуха и компенсират ефекта от парниковите газове. А един от най-важните показатели за изменение на климата е именно глобалната температура. Въпреки всичко, едно нещо е сигурно - отработените газове от дизеловите двигатели са тихи и смъртоносни. И след утихване на шумния скандал "Дизелгейт" автомобилните производители трябва да помислят първо за здравето на децата и чак след това за проблема дизелов или бензинов мотор.