Дизельный двигатель — это поршневой двигатель внутреннего сгорания с самовоспламенением топливовоздушной смеси от сильного сжатия. Этот двигатель изобретен немецким конструктором Рудольфом Дизелем в 1897 году и назван его именем. Характерной особенностью дизельного двигателя является применение в нем внутреннего смесеобразования и двухтактного цикла работы (существуют конструкции и четырехтактных дизельных ДВС). Это обеспечивает ему ряд существенных преимуществ перед бензиновыми двигателями. Так, дизель по сравнению с бензиновым двигателем равного объема расходует топлива на 30-40% меньше, что можно пояснить следующим образом.
УСТРОЙСТВО ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
В любом поршневом ДВС тепло, образующееся при сгорании топлива в цилиндрах, используется на полезную работу лишь частично (20…50%). Значительная часть тепла «вылетает» в трубу глушителя (25…40%). В систему охлаждения двигателя отводится около 12…35%. При этом тепловая энергия. которая образуется от химической реакции горения одного и того же типа и количества топлива, в значительной степени зависит от конструктивного совершенства двигателя, его состояния и режимов его работы. В дизельном двигателе топливо сгорает в условиях постоянного избытка воздуха и с высокой скоростью. Как следствие, оно сгорает полностью, чем и обеспечивается значительная экономия топлива и высокий КПД короткого теплового цикла.
Процентное распределение тепла по его «потребителям» в нормально работающем (в отлаженном) двигателе называется тепловым балансом двигателя.
Кроме сказанного, дизельный ДВС работает на дешевых (цетановых) сортах топлива без детонации и, что наиболее важно, обеспечивает постоянство крутящего момента в более широком интервале частот вращения коленчатого вала двигателя. Экология дизельного ДВС также более благоприятна.
Дизельный двигатель типа Д100Но при попытках применить дизельный ДВС на легковых автомобилях моторостроители еще до сих пор не смогли реализовать в полном объеме всех его достоинств. Оказывается, дизельный двигатель при уменьшении диаметра поршня ниже определенного значения (менее 100 мм) начинает терять свои преимущества.
Это явление есть следствие конструктивной сложности получения высоких степеней сжатия, присущих дизелям, в двигателях с малым диаметром поршня. Так, для легковых автомобилей, где недопустимы чрезмерно большие вес и габариты двигателя, стали изготавливать дизельные ДВС со сложной конфигурацией камер сгорания. Появились предкамерные и вихрекамерные дизельные двигатели. Но и при таком усовершенствовании эти двигатели не достигли показателей крупногабаритных дизелей.
Самые совершенные из современных дизельных ДВС для легковых автомобилей, например двигатели E-220D и E-300D фирмы MERCEDES, по-прежнему проигрывают крупногабаритным дизелям грузовых автомобилей по расходу топлива на 10-15%. А бензиновым ДВС — по целому ряду технических показателей, а также по весу, габаритам и конструктивной сложности. Более того, дизельные двигатели обладают повышенным рабочим шумом и более жесткой работой, что есть следствие высокой степени сжатия ТВ-смеси в цилиндрах, а также применения топливного насоса высокого давления.
Следует отметить, что любой дизельный ДВС хуже заводится при низких температурах и требует установки АКБ повышенной емкости. В системе пуска дизеля необходимо предусматривать средства облегчения пуска, например калильные свечи электроподогрева в камере сжатия.
Все это привело к тому, что на современных легковых автомобилях дизельные ДВС применяются крайне ограниченно. Американские фирмы дизельные двигатели на легковые автомобили не устанавливают. Из автомобилей европейского производства в среднем не более 5% выпускаются с дизельными ДВС. В Японии таких автомобилей, не считая микроавтобусов, не более 8%.
И только в Германии легковых автомобилей с дизельными двигателями выпускается около 17%. В России легковые дизели пока не изготавливаются.
Ограниченное применение дизельных ДВС на легковых автомобилях есть следствие значительного прогресса в разработке новых конструкций бензиновых ДВС, а также отмеченных выше несовершенств дизельных ДВС малых размеров. Однако следует заметить, что дизельный двигатель нельзя считать бесперспективным для легковых автомобилей. Последние модели дизельных ДВС с турбонаддувом и с электронным управлением впрыском топлива, позволили приблизить вес и габариты дизеля к классическим размерам двигателя для легкового автомобиля, а приемистость и развиваемую мощность — к стандартным требованиям для бензиновых двигателей.
Правда, такие дизели имеют сложную конструкцию и требует высококвалифицированного техобслуживания, а также пока еще очень дорого стоят. Но тенденции в эксплуатации автотранспорта таковы, что полную стоимость автомобиля теперь определяют не по первоначальной покупной цене, а по полной стоимости эксплуатации автомобиля, вплоть до его списания.
По такому показателю современные дорогостоящие автомобили с бензиновым двигателем уже давно превзошли старые классические модели. Это относится и к легковым автомобилям с новейшими моделями дизельных ДВС.
