Dlaczego silnik wysokoprężny jest bardziej ekonomiczny
Samochody z silnikiem Diesla najczęściej kupują pragmatycy. Są to osoby, które chcą zaoszczędzić nie tyle w procesie jego zakupu, co w procesie jego wieloletniej eksploatacji – poprzez obniżenie kosztów paliwa. Przy innych parametrach olej napędowy zawsze zużywa mniej benzyny. Ale dlaczego?
Jeśli weźmiemy ten sam samochód z silnikiem benzynowym i wysokoprężnym o podobnych parametrach, ten ostatni zawsze spali 2-3 litry, a nawet do 5 (w zależności od objętości i mocy) mniej paliwa na 100 km. Jest mało prawdopodobne, aby ktokolwiek w to wątpił (nie bierze się pod uwagę ceny samego samochodu i kosztów utrzymania). To jest prosty wzór.
Jaki jest sekret silnika wysokoprężnego? Aby zrozumieć niuanse, musisz zwrócić się do projektowania silników wysokoprężnych i praw termodynamiki. Jest tu wiele niuansów i aspektów. Sam silnik wysokoprężny ma inny cykl termodynamiczny niż silnik benzynowy, który jest jak najbardziej zbliżony do idealnego cyklu francuskiego fizyka i inżyniera Sadie Carnot. Wydajność silnika wysokoprężnego jest zwykle znacznie wyższa.
Zapłon paliwa w cylindrach silników wysokoprężnych nie jest spowodowany iskrą ze świec zapłonowych, ale kompresją. Jeśli dla większości silników benzynowych stopień sprężania wynosi od 8,0 do 12,0, to dla silników wysokoprężnych wynosi od 12,0 do 16,0, a nawet więcej. Z termodynamiki wynika, że im wyższy stopień sprężania, tym wyższa sprawność. Cylindry nie sprężają mieszanki paliwowo-powietrznej, a jedynie powietrze. Wtrysk paliwa następuje niemal natychmiast po przejściu tłoka w górny martwy punkt - równocześnie z zapłonem.
Generalnie diesle nie mają przepustnicy (choć są wyjątki, zwłaszcza ostatnio). Znacząco ogranicza to tzw. Straty powietrza dolotowego w cylindrach. Ten zawór jest wymagany przez większość silników benzynowych i zużywa energię podczas pracy. Jeśli przepustnica jest częściowo zamknięta, w układzie zasilania powietrzem pojawia się dodatkowy opór. Silniki wysokoprężne zwykle nie mają tego problemu. Ponadto żaden nowoczesny silnik wysokoprężny jest nie do pomyślenia bez turbiny, która zapewnia maksymalny moment obrotowy prawie na biegu jałowym.
Wreszcie o sprawności silników wysokoprężnych w dużej mierze decydują właściwości samego paliwa. Początkowo charakteryzuje się wyższą sprawnością spalania. Olej napędowy jest gęstszy niż benzyna - średnio daje o 15% więcej energii przy spalaniu. Olej napędowy, w przeciwieństwie do benzyny (która wymaga stosunku 11:1 do 18:1 z powietrzem), spala się z powietrzem w prawie każdym stosunku. Silnik wysokoprężny wtryskuje tyle paliwa, ile jest potrzebne do pokonania sił tarcia zespołu cylinder-tłok, wału korbowego i pompy oleju. W praktyce prowadzi to do 2-3-krotnego zmniejszenia zużycia paliwa na biegu jałowym w porównaniu z benzyną. Wyjaśnia to również słabe nagrzewanie się silników Diesla podczas pracy. Diesel jest zawsze mniej obciążony termicznie, co oznacza, że ma wyraźnie dłuższą żywotność i wyższy moment obrotowy.
Co tak naprawdę otrzymuje właściciel samochodu z silnikiem Diesla? Średnio jest to o 30% bardziej ekonomiczne niż jego benzynowy odpowiednik (pod względem paliwa). W połączeniu z turbosprężarką o zmiennej geometrii i układem Common Rail daje to naprawdę imponujące wyniki. Samochód z silnikiem Diesla dobrze przyspiesza od niskich obrotów, zużywając minimalną ilość paliwa. To właśnie zalecają eksperci pragmatycznym ludziom, którzy kochają podróże w terenie. W crossoverach z napędem na wszystkie koła i poważnych SUV-ach ten typ silnika jest preferowany.
