Почему дизельный двигатель экономичнее
Дизельные автомобили чаще всего покупают прагматики. Это люди, которые хотят сэкономить не столько в процессе его покупки, сколько в процессе его длительной эксплуатации – за счет снижения затрат на топливо. При прочих равных условиях дизельное топливо всегда потребляет меньше бензина. Но почему?
Если взять одну и ту же машину с бензиновым и дизельным двигателем с похожими характеристиками, последний всегда будет расходовать 2-3 литра, а то и до 5 (в зависимости от объема и мощности) меньше топлива на 100 км. Вряд ли в этом кто-то усомнится (цена самого автомобиля и затраты на обслуживание при этом не учитываются). Это простая закономерность.
В чем секрет дизеля? Чтобы разобраться в нюансах, необходимо обратиться к устройству дизельных двигателей и законам термодинамики. Здесь есть ряд нюансов и аспектов. Сам дизельный двигатель имеет отличный от бензинового термодинамический цикл, что максимально приближено к идеальному циклу французского физика и инженера Сэди Карно. КПД дизельного двигателя обычно значительно выше.
Воспламенение топлива в цилиндрах дизельных двигателей происходит не из-за искры от свечей зажигания, а из-за сжатия. Если для большинства бензиновых двигателей степень сжатия находится на уровне от 8,0 до 12,0, то для дизельных – от 12,0 до 16,0 и даже выше. Из термодинамики следует, что чем выше степень сжатия, тем выше КПД. Цилиндры сжимают не топливно-воздушную смесь, а только воздух. Впрыск топлива происходит почти сразу после прохождения поршнем верхней мертвой точки – одновременно с зажиганием.
Вообще у дизелей нет дроссельной заслонки (хотя есть исключения, особенно в последнее время). Это позволяет значительно снизить так называемые потери воздуха на впуске в цилиндры. Такой клапан требуется большинству бензиновых двигателей, и он потребляет энергию во время работы. Если дроссельная заслонка частично закрыта, в системе подачи воздуха возникает дополнительное сопротивление. Дизельные двигатели обычно не имеют такой проблемы. К тому же любой современный дизель немыслим без турбины, обеспечивающей максимальный крутящий момент практически на холостом ходу.
Наконец, эффективность дизельных двигателей во многом определяется свойствами самого топлива. Изначально у него более высокая полнота сгорания. Дизельное топливо плотнее бензина – в среднем оно дает на 15% больше энергии при сгорании. Дизель, в отличие от бензина (для которого требуется соотношение с воздухом от 11: 1 до 18: 1), горит практически в любых соотношениях с воздухом. Дизельный двигатель впрыскивает столько топлива, сколько необходимо для преодоления сил трения цилиндро-поршневой группы, коленчатого вала и масляного насоса. На практике это приводит к снижению расхода топлива на холостом ходу в 2-3 раза по сравнению с бензином. Это также объясняет слабый нагрев дизельных двигателей при работе. Дизель всегда менее термически нагружен, а это означает, что у него явно более длительный срок службы и более высокий крутящий момент.
Что на самом деле получает владелец дизельной машины? В среднем это на 30% экономичнее своего бензинового аналога (по топливу). В сочетании с турбокомпрессором с изменяемой геометрией и системой Common Rail это дает действительно впечатляющие результаты. Дизельный автомобиль прекрасно разгоняется с низких оборотов, потребляя минимальное количество топлива. Это то, что специалисты рекомендуют прагматичным людям, любящим путешествия по бездорожью. В полноприводных кроссоверах и серьезных внедорожниках этот тип двигателя является предпочтительным.
