Як працює дизельний двигун: стиснення, самозаймання, економічність
Багато власників розуміють, що дизель «інший», але не можуть пояснити чому. Насправді принцип роботи дизельного двигуна простий, якщо розкласти його на чотири кроки, і саме з нього випливає головна перевага дизеля — економічність.
Чотири такти, як і в бензиновому двигуні
Дизель, як і бензиновий двигун, працює за чотиритактним циклом: впуск повітря, стиснення, робочий хід і випуск вихлопних газів. Різниця — у двох словах, але вона принципова: бензиновий двигун впускає готову горючу суміш бензину й повітря та підпалює її свічкою, а дизель впускає лише чисте повітря і підпалює паливо без жодної свічки.
Стиснення, якого немає в бензиновому двигуні
На такті стиснення поршень дизеля стискає повітря в циліндрі набагато сильніше, ніж у бензиновому моторі — ступінь стиснення в дизелях зазвичай помітно вищий. Через таке сильне стиснення повітря нагрівається до кількох сотень градусів ще до того, як у циліндр потрапить паливо.
Самозаймання: паливо підпалюється саме
У момент, коли поршень наближається до верхньої точки, форсунка впорскує паливо в розпечене стиснене повітря. Паливо миттєво нагрівається від цього повітря і самозаймається — без жодної іскри. Саме тому в дизелях немає свічок запалювання в класичному розумінні: свічки розжарювання лише підігрівають камеру згоряння на холодному запуску, допомагаючи паливу легше спалахнути, і вимикаються, щойно двигун прогрівся.
Чому дизель економніший
Перевага дизеля у витраті палива складається з кількох речей одразу. По-перше, вищий ступінь стиснення сам по собі дає вищу термодинамічну ефективність циклу — двигун просто краще перетворює енергію палива в роботу. По-друге, дизель не «душить» повітря заслінкою на часткових навантаженнях, як бензиновий мотор: потужність регулюється кількістю впорскуваного палива, а повітря завжди надходить вільно. По-третє, саме дизпаливо містить більше енергії в тому самому обʼємі, ніж бензин. У сумі це дає помітно нижчу витрату на тих самих кілометрах, особливо на трасових швидкостях і під навантаженням.
Чому дизель звучить інакше
Характерний «цокотливий» звук дизеля на холостому ходу — це теж наслідок самозаймання: паливо спалахує різкіше і швидше, ніж фронт горіння в бензиновому двигуні, що поширюється плавніше від іскри свічки. Сучасні системи Common Rail із кількома фазами впорскування за один такт помітно приглушили цей ефект, розбиваючи впорскування на менші порції, але повністю прибрати особливий тембр дизеля фізично неможливо — це властивість самого процесу згоряння, а не недолік конкретного двигуна чи ознака його несправності.
Де тут місце турбонаддуву
Оскільки потужність дизеля обмежена кількістю повітря в циліндрі, а не газом на педалі, турбонаддув тут особливо доречний: чим більше повітря вдається «запхати» в циліндр, тим більше палива можна спалити без диму і втрати економічності. Тому практично всі сучасні дизельні двигуни — турбовані, а справний турбонаддув напряму впливає і на потужність, і на витрату палива. Саме тому несправності наддуву й паливної апаратури так часто йдуть поруч: одна й та ж скарга власника — «не тягне і димить» — може мати корінь в обох системах одночасно.