Двигатели на таком топливе имеют термодинамику, наиболее близкую к идеальному циклу Карно.
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 расходов на топливо. При прочих равных дизель всегда потребляет меньше бензина. Но почему?
Если взять один и тот же автомобиль с бензиновым и дизельным двигателем с аналогичными характеристиками, то последний всегда будет расходовать на 2-3 литра, а то и до 5 (в зависимости от объема и мощности) меньше топлива на 100 км. Вряд ли кто-то усомнится в этом (цена самой машины и затраты на содержание в данном контексте не учитываются). Это простая закономерность.
В чем секрет дизеля? Чтобы разобраться в нюансах, надо обратиться к устройству дизелей и законам термодинамики. Здесь есть ряд нюансов и аспектов. Сам дизельный двигатель имеет отличный от бензинового термодинамический цикл, максимально приближенный к идеальному циклу французского физика и инженера Сэди Карно. КПД дизельного двигателя, как правило, значительно выше.
Воспламенение топлива в цилиндрах дизелей происходит не за счет искры от свечей зажигания, а за счет сжатия. Если у большинства бензиновых двигателей степень сжатия находится на уровне от 8,0 до 12,0, то у дизелей от 12,0 до 16,0 и даже выше. Из термодинамики следует, что чем выше степень сжатия, тем выше КПД. В цилиндрах не сжимается топливовоздушная смесь, только воздух. Впрыск топлива происходит практически сразу после прохождения поршнем верхней мертвой точки - одновременно с зажиганием.
Вообще у дизелей нет дроссельной заслонки (хотя бывают и исключения, особенно в последнее время). Это позволяет значительно снизить так называемые потери воздуха на впуске в цилиндры. Для большинства бензиновых двигателей требуется такой клапан, и он потребляет энергию во время работы. Если дроссельная заслонка частично закрыта, в системе подачи воздуха возникает дополнительное сопротивление. У дизелей вообще такой проблемы нет. Кроме того, любой современный дизель немыслим без турбины, обеспечивающей максимальный крутящий момент практически с холостого хода.
Наконец, эффективность дизельных двигателей во многом обусловлена свойствами самого топлива. Изначально он имеет более высокую эффективность сгорания. Дизельное топливо плотнее бензина - в среднем дает на 15% больше энергии при сгорании. Дизель, в отличие от бензина (для которого требуется соотношение с воздухом от 11:1 до 18:1), сгорает практически в любом соотношении с воздухом.Дизель впрыскивает топлива ровно столько, 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. Этим же объясняется низкий нагрев дизелей при работе. Дизель всегда менее термически нагружен, а значит, у него заведомо больший срок службы и более высокий крутящий момент.
Что на самом деле получает владелец дизельного автомобиля? В среднем это на 30% экономичнее своего бензинового аналога (по расходу топлива). В сочетании с турбонагнетателем с изменяемой геометрией и системой Common Rail это приводит к действительно впечатляющим результатам. Дизельный автомобиль чудесно разгоняется с низких оборотов, расходуя при этом минимальное количество топлива. Именно его специалисты рекомендуют прагматичным людям, любящим поездки по бездорожью. Такой тип двигателя предпочитают полноприводные кроссоверы и серьезные внедорожники.