Чому дизельний двигун економічніше?
Двигуни на такому паливі мають термодинаміку, найбільш близьку до ідеального циклу Карно.
Дизельні автомобілі найчастіше купують прагматики. Це люди, які хочуть заощадити не так у процесі його покупки, як у процесі його тривалої експлуатації – за рахунок зниження витрат на пальне. За інших рівних умов дизельне паливо завжди споживає менше бензину. Але чому?
Якщо взяти один і той же автомобіль з бензиновим і дизельним двигуном зі схожими характеристиками, останній завжди буде витрачати 2-3 літра, а то і до 5 (в залежності від обсягу і потужності) менше палива на 100 км. Навряд чи в цьому хтось засумнівається (ціна самого автомобіля і витрати на обслуговування при цьому не враховуються). Це проста закономірність.
У чому секрет дизеля? Щоб розібратися в нюансах, необхідно звернутися до пристрою дизельних двигунів і законам термодинаміки. Тут є ряд нюансів і аспектів. Сам дизельний двигун має відмінний від бензинового термодинамічний цикл, який максимально наближений до ідеального циклу французького фізика та інженера Седі Карно. ККД дизельного двигуна зазвичай значно вище.
Запалення палива в циліндрах дизельних двигунів відбувається не через іскри від свічок запалювання, а через стиснення. Якщо більшості бензинових двигунів ступінь стискування становить від 8,0 до 12,0, то дизельних – від 12,0 до 16,0 і навіть вище. З термодинаміки випливає, що чим вищий ступінь стиснення, тим вищий ККД. Циліндри стискають не паливно-повітряну суміш, а лише повітря. Упорскування палива відбувається майже відразу після проходження поршнем верхньої мертвої точки – одночасно із запалюванням.
Взагалі у дизелів немає дросельної заслінки (хоча бувають винятки, особливо останнім часом). Це дозволяє значно знизити так звані втрати повітря на впуску в циліндри. Такий клапан також потрібно для більшості бензинових двигунів. він споживає енергію під час роботи. Якщо дросельна заслінка частково закрита, в системі подачі повітря виникає додатковий опір. Дизельні двигуни зазвичай не мають такої проблеми. Крім того, будь-який сучасний дизель немислимий без турбіни, що забезпечує максимальний крутний момент практично на холостому ходу.
Нарешті, ефективність дизельних двигунів багато в чому визначається властивостями палива. Спочатку у нього вища повнота згоряння. Дизельне паливо щільніше за бензин – у середньому воно дає на 15% більше енергії при згорянні. Дизель, на відміну бензину (для якого потрібне співвідношення з повітрям від 11: 1 до 18: 1), горить практично в будь-яких співвідношеннях з повітрям. Дизельний двигун упорскує стільки палива, скільки необхідно для подолання сил тертя циліндро-поршневої групи, колінчастого валу та масляного насоса. Насправді це призводить до зниження витрати палива на холостому ходу в 2-3 рази проти бензином. Це також пояснює слабке нагрівання дизельних двигунів при роботі. Дизель завжди менш термічно навантажений, а значить, у нього явно більший ресурс і більший момент, що крутить.
Що насправді отримує власник дизельної машини? В середньому це на 30% економічніше свого бензинового аналога (по витраті палива). У поєднанні з турбокомпресором із змінною геометрією і системою Common Rail це дає дійсно вражаючі результати. Дизельний автомобіль прекрасно розганяється з низьких оборотів, споживаючи мінімальну кількість палива. Це те, що фахівці рекомендують прагматичним людям, що люблять подорожі по бездоріжжю. Цей тип двигуна воліють в повнопривідних кроссоверах і серйозних позашляховиках.
