Dīzelis piedzīvo norietu, benzīns joprojām pieprasīts. Kas gaidāms nākotnē?

Benzīna dzinēju īpašības padara šādus auto piemērotus ļoti dažādiem braucieniem, un arī to cena ir pievilcīgāka. Ne mazāk svarīgi ir arī tas, ka daži ražotāji pamazām izformē savas dīzeļdzinēju izstrādes nodaļas, turpretī  benzīnmotoru pilnveide turpinās.

Katrs otrais auto brauc ar benzīnu

Baltijas valstīs gandrīz puse pērn pārdoto jauno auto (46,15%) darbojās ar benzīnu, savukārt dīzeļi veidoja tikai 28,65%. Hibrīdauto pēc popularitātes mūsu reģionā dīzeļdzinējus vēl nav apsteiguši – pērn to tirgus daļa bija vien 21,15%. Savukārt jauno elektroauto segments, lai arī aug visstraujāk, 2021. gadā veidoja tikai 2,98% pārdošanas apjoma. Speciālisti gan domā, ka benzīna modeļus norakstīt ir vēl krietni par ātru, jo tie kļūst aizvien uzticamāki un ekonomiskāki.

Piemēram, "Mazda" pat neslēpj, ka koncentrējas uz to uzlabošanu. Tā nesen japāņu ražotājs pārsteidza ar savu jauno apvidus auto CX-60, kuram iespējams izvēlēties arī 3 litru benzīna motoru, un pat šī modeļa "plug-in" hibrīda versijai ir 2,5 litru benzīna dzinējs.

Jāatzīst, ka šodien vairāki ražotāji joprojām izstrādā un ražo liela tilpuma dzinējus, ko nosaka gan pircēju pieprasījums, gan nepieciešamība nodrošināt konkurētspēju motorsporta pasaulē. Piemēram, lielais vācu luksusauto trio – Audi, BMW un Mercedes-Benz – joprojām saviem modeļiem uzstāda 3 un pat 4 litru spēka agregātus (tas gan attiecas tikai uz "premium" segmentu), tā kā "Mazda" ar saviem sešu cilindru dzinējiem šajā klubiņā nav viena.

Japāņi arī nav vienīgie, kas sekmīgi uzlabo benzīna motorus, jau minētie vācu ražotāji kā "Audi" un BMW vairākkārt uzsvēruši, ka turpinās izlaist šī tipa spēka agregātus tik ilgi, kamēr to ļaus dažādi likumi un direktīvas.

Uzlabojumi dzimst grūtībās

Kā skaidro Viļņas Ģedimina Tehniskās universitātes Transporta inženierfakultātes asociētais profesors Dr. Alfreds Rimkus, ražotāji cenšas pilnveidot benzīna dzinējus tāpēc, ka joprojām pastāv iespēja uzlabot to energoefektivitāti. Agrāk šādu dzinēju efektivitātes koeficients bija 0,3 un to uzskatīja par gana labu, bet tagad šis skaitlis ir pārsniedzis 0,4, un tādējādi pēc efektivitātes tie tuvojas dīzeļiem. Uzņēmumi saspringti strādā pie efektivitātes paaugstināšanas, taču tas prasa laiku, jo augsti kvalificētu inženieru darbs ir sarežģīts, jāņem vērā daudzas nianses: izmantotie materiāli, izturība, uzticamība un izmaksas.

Dzinēja konstrukcijas ziņā par lielāko sasniegumu uzskatāma benzīna tiešās iesmidzināšanas sistēma, ko ieviesa pirms 30 gadiem. Ir bijuši arī mēroga ziņā nedaudz mazāki uzlabojumi, taču tik liels izrāviens tieši efektivitātes jomā vairs nav bijis. Tā radīšanas process bija ilgs, un inženieriem nācās pamatīgi palauzīt galvu.

Procesa ilgumu un sarežģītību ilustrē piemērs par kompāniju "Mazda". Šis Japānas ražotājs 2011. gadā izstrādāja īpašu programmu "Skyactiv", kas ļāva vienlaikus gan samazināt iekšdedzes dzinēju degvielas patēriņu, gan palielināt jaudu. Taču "Mazda" inženieru filozofija aptvēra ne tikai dzinējus, bet arī pārējās auto sastāvdaļas, tāpēc samazināt degvielas patēriņu palīdzēja arī ātrumkārbas, virsbūves un šasijas pilnveidošana. Integrētā pieeja nodrošināja gan lielāku efektivitāti, gan arī dzinēju ilgtspēju.

Rezultātā "Mazda" gandrīz desmit gadus atradās starp uzticamākajiem ražotājiem – tas noskaidrots, nozares ekspertiem aptaujājot auto īpašniekus gan ASV, gan Eiropā.

Ražotāji cenšas radīt efektīvākus dzinējus, taču viņi ir spiesti iziet uz kompromisiem, lai uzlabojumu izmaksas būtu pēc iespējas zemākas. Jā, vienmēr var izmantot dārgākus materiālus, kas dos labākus rezultātus, taču mūsdienu konkurences apstākļos ar ļoti dārgu produktu ir grūti gūt panākumus tirgū, bet tam, kā zināms, pieder pēdējais vārds cīņā par pircēju izvēli. Piemēram, var izmantot detaļas, kas veidotas no īpašas keramikas un ir izturīgas pret augstu temperatūru. Tādi eksperimenti pirms vairākiem gadiem arī ir tikuši veikti, taču dārdzības dēļ šie risinājumi nav kļuvuši par ikdienu.

Te jāpiebilst, ka dzinējus izstrādā ne tikai auto ražotāji, paralēli pie izturīgākiem materiāliem strādā arī materiālu zinātnieki. Rezultātā daži materiāli un savienojumi nākotnē varētu kļūt lētāki, un tas ļaus motoriem kļūt nedaudz efektīvākiem.

Tāpat efektivitāti var veicināt arī degvielas sastāvs – tas var dot plusā pat dažus procentus. Savukārt jaunās paaudzes atjaunojamo resursu degviela var ievērojami samazināt CO2 emisiju.

Dīzeļu ēra iet uz beigām

Mats Buzelis, automašīnu vēstures pārbaudes uzņēmuma "CarVertical" komunikācijas vadītājs, ir pārliecināts, ka īstermiņā benzīna dzinēji joprojām būs aktuāli. Īpaši tas būs vērojams Baltijas reģionā, kur elektrifikācija krietni atpaliek no rietumvalstīm.

"Situācija ātri nemainīsies, jo tā ir ļoti saistīta ar dzīves līmeni, enerģētisko atkarību un tā tālāk. Piemēram, strauji augošā elektroenerģijas cena potenciālajiem elektroauto pircējiem liek saprast, ka solītais ietaupījums jāpārrēķina pa jaunam. No otras puses, pat vēl efektīvāki benzīna motori nekad nebūs īsti konkurenti elektriskajiem. Tāpēc atzinīgi jānovērtē progresīvās hibrīdsistēmas, kas kļūst arvien pieejamākas plašākam cilvēku lokam," norāda eksperts.

Savukārt dīzeļa tehnoloģiskais noriets kļūst arvien manāmāks un neizbēgamāks, jo ar vidi saistītie ierobežojumi kļūst arvien stingrāki, un pamazām dīzeļmotoriem no privāto auto zonas būs jāpazūd uz neatgriešanos.

Saistībā ar to eksperti izceļ vairākas benzīna dzinēju priekšrocības: tie ātrāk uzsilst un ātrāk sāk darboties optimālā temperatūrā, tāpat tie ir labāk piemēroti nelieliem braukšanas attālumiem – pa pilsētu un ikdienas gaitās.

Piemēram, jaunākie "Mazda Skyactiv X" benzīna dzinēji nodrošina vienmērīgu jaudu un vilkmes jaudu plašā apgriezienu diapazonā. Tas notiek, pateicoties lielākai kompresijas pakāpei, īpašai aizdedzes tehnoloģijai un jau iepriekš pieminētajam lielākam dzinēja tilpumam. Tas viss ļauj izvairīties no pārmērīgas slodzes un ātras mašīnas agregātu nolietošanās.

"Benzīna dzinēji tagad ir diezgan labi arī zemo apgriezienu diapazonā, un tas ir vēl viens aspekts, kurā benzīna motori nezaudē dīzeļiem. Tāpēc tas ir tikai laika jautājums, līdz dīzeļi kļūs par atmiņām," saka Mats Buzelis.

Uzsvars varētu būt uz elektrību un ūdeņradi

Latvijas Lauksaimniecības universitātes profesors un vadošais pētnieks Gints Birzietis vada Alternatīvo degvielu zinātnisko laboratoriju, kurā tiek veikti pētījumi par dažādu faktoru ietekmi uz dzinēja vilkmes un jaudas raksturlielumiem, degvielas patēriņu, atgāzu kaitīgo komponentu daudzumu un citiem faktoriem. Viņš uzskata, ka benzīna dzinēji tuvākajā nākotnē tomēr varētu neattīstīties tik intensīvi kā elektromotori.

"Drīzāk tiks turpināti mēģinājumi attīstīt dažādas tehnoloģijas, tajā skaitā arī ūdeņraža izmantošanu par degvielu. Protams, ikvienai kompānijai ir sava attīstības stratēģija, bet, zinātniski ņemot, jāatzīst, ka dīzeļa darbības cikls ir efektīvāks nekā benzīna dzinējam. Tāpēc tas arī līdz šim tika attīstīts, bet tad parādījās jautājums par izmešiem, kas negatīvi ietekmē vidi. Un tagad jāuzdod vēl viens jautājums: kādi būs galvenie kritēriji, pēc kuriem vadīsies auto ražotāji? Vide, dzinēja efektivitāte, ietekme uz klimata pārmaiņām? Nevienā jomā nav tikai plusu vai mīnusu, patiesība ir kaut kur pa vidu."

Birzietis stāsta, ka vieglo auto ražotāji lielāko uzsvaru liek uz elektroauto. "Kāpēc par elektroauto runā vairāk? Iekšdedzes dzinēju efektivitāte ir robežās no 30 līdz 40%, varbūt ar īpašām tehnoloģijām varētu panākt 50%. Taču elektroauto efektivitāte ir ap 90%. Šie procenti apzīmē to, cik lietderīgi tiek izlietota enerģija, ko auto izmanto pārvietošanās laikā. Tā sanāk, ka iekšdedzes dzinēju gadījumā zaudējam gandrīz pusi enerģijas, bet elektroauto izmanto gandrīz visu. Iekšdedzes dzinējā aptuveni 40% enerģijas tiek zaudēti sadedzes procesā galvenokārt caur izplūdes gāzēm, plus vēl tā tiek tērēta arī dzesēšanai un berzes pārvarēšanai. Elektropiedziņas gadījumā šādu zudumu nav, tur praktiski viss tiek pārvērsts lietderīgā kustībā.

Jāņem vērā arī enerģijas ieguves aspekts. Elektrību ir iespējams iegūt no atjaunojamajiem resursiem, pamatā saules un vēja, savukārt iekšdedzes motora degviela galvenokārt ir fosilas izcelsmes. Protams, iekšdedzes dzinējos ir iespējams izmantot modernu biodegvielu no atkritumiem vai atjaunojamām izejvielām, tomēr to ieguves izmaksas šobrīd ir nesalīdzināmi augstākas kā benzīnam un dīzelim."