Автомобили с дизельными моторами во все времена покупали прагматичные автовладельцы, желающие сэкономить не столько в процессе приобретения машины, сколько в ходе длительной её эксплуатации – за счёт уменьшения трат на горючку. При прочих равных дизеля расходуется всегда меньше, чем бензина. Рассказываем, почему.
В последние годы дизельное топливо фактически сравнялось по цене с бензином марки АИ-95, однако, если взять один и тот же автомобиль с бензиновым и дизельным моторами схожих характеристик, последний всегда будет потреблять на условные 100 км на 2-3, а то и все на 5 (в зависимости от литража и мощности) литров меньше горючего. Сомневаться в этом вряд ли кто-то станет (стоимость самой машины и её обслуживания в данном контексте мы не рассматриваем). Речь идёт о закономерности, которая работает всегда, везде и с моторами абсолютно всех представленных на рынке марок.
В чём кроется секрет дизелей? Они другие – абсолютно. Чтобы разобраться в нюансах, нужно обратиться к устройству дизельных моторов и законам термодинамики. Здесь есть ряд нюансов и аспектов.
Сам по себе дизельный двигатель имеет иной термодинамический цикл, нежели бензиновый агрегат. Этот цикл максимально приближен к идеальному циклу Карно. КПД у дизеля изначально ощутимо выше.
Воспламенение топлива в цилиндрах дизельных двигателей происходит не благодаря поджигу от свечей, а от сжатия. Если в большинстве бензиновых моторов степень сжатия находится на уровне от 8,0 до 12,0, то в дизелях – от 12,0 до 16,0 и даже выше. Из термодинамики следует, что чем выше степень сжатия, тем выше КПД. Сжимается в цилиндрах не топливовоздушная смесь, а один лишь воздух. Впрыск топлива осуществляется практически в момент прохождения поршнем верхней мёртвой точки – одновременно с воспламенением.
На дизельных моторах отсутствует дроссельная заслонка. Это позволяет существенно уменьшать так называемые насосные потери на всасывание воздуха в цилиндры. На большинстве бензиновых моторов заслонка необходима, и она в любом случае потребляет энергию во время работы. При частичном закрытии заслонки в системе подачи воздуха возникает дополнительное сопротивление. У дизелей такой проблемы нет в принципе. Более того, любой современный дизель немыслим без турбины, которая обеспечивает максимальный крутящий момент почти с холостых оборотов.
Наконец, экономичность дизелей во-многом объясняется свойствами самого дизельного топлива. У него изначально выше полнота сгорания. Дизельное горючее плотнее бензина – в среднем при сгорании оно даёт на 15% больше энергии. Дизтопливо, в отличие от бензина (которому требуется соотношение с воздухом от 11:1 до 18:1), горит в почти любых соотношениях с воздухом. Дизельному мотору не приходится подливать горючего для создания идеальной смеси, как это происходит в бензиновых ДВС. Дизель впрыскивает топлива ровно столько, сколько требуется на преодоление сил трения ЦПГ, коленвала, маслонасоса и сопротивления навесных агрегатов. На практике это даёт уменьшение расхода топлива на холостом ходу до 2-3 раз по отношению к бензину. Этим же объясняется слабый нагрев дизельных моторов во время работы. Дизель всегда менее термонагружен, а значит, имеет заведомо больший ресурс и больший крутящий момент.