Без іскри полум'я

Без іскри пламяїсторія моторів із займанням від стискування, почалася в кінці 19-века. Саме тоді, Рудольф Дізель зажеврів ідеєю створення ефективного двигуна, коефіцієнт корисної дії якого зміг би перевищити 10-12%, тобто показник парових машин. З конструкцією і принципом роботи майбутнього мотора Дизель визначився достатньо швидко: це двигун внутрішнього згорання із займанням палива від високої температури стискуваного газу. Проте в процесі створення робочого екземпляра виникли труднощі: високий тиск і температура в камері згорання мотора приводили до прогорання поршнів, поломок деталей двигуна, а іноді і до вибухів. У результаті на доопрацювання і додання агрегату достатньої надійності пішло декілька років. Але 1897 року мета, нарешті, була досягнута: величезний п'ятитонний двигун, розвивав 20лс при 173об/мін і володів ККД в 26%. Навіть перспективний двигун Отто з примусовим запаленням забезпечував всього 20%! Чому ж дизельні мотори вийшли настільки економічніше? У цього є дві фундаментальні причини. Перша полягає у вищому ступені стискування дизельних двигунів: від 13 до 25 проти 12 у кращих бензинових представників. Ці цифри не варто недооцінювати, адже від них залежить ККД мотора: чим вони вищі, тим більшою мірою розширюються розжарені відпрацьовані гази, і, відповідно, тим повніше їх теплова енергія перетвориться в механічну. Тому, якщо порівнювати сучасні дизельні і бензинові мотори, то перші здатні засвоїти 38-50% відсотків теплоти, що виділилася при згоранні палива, а другі – лише 25-38%. Виникає резонне питання: а що ж заважає підняти ступінь стискування бензинових моторів? Заважає детонація, тобто мимовільне займання паливно-повітряної суміші від сильного нагріву при надмірно великому стискуванні. При цьому мало того, що згорання відбувається не в той момент, коли потрібно, так ще воно супроводиться надзвичайно різким наростанням тиску в циліндрі, що приводить до стукотів, перегріву і високої токсичності вихлопу. Чи то справа дизель, в якому підняття ступеня стискування лише збільшує надійність займання уприскуваного палива: адже чим гарячіше буде повітря в циліндрі – тим швидше воно випарується і тим швидше почнеться процес згорання. Хоча, звичайно, межі досконалості є і тут. Тільки обумовлені вони вже вимогами до чистоти відпрацьованих газів, та механічною міцністю деталей і шестерень двигуна. Але окрім ступеня стискування є і друга не менш важлива обставина – це низький опір впускної системи дизеля. Адже, у відмінність бензинового мотора, йому не потрібно “перекривати кисень” дросельною заслінкою - управління потужністю в дизелі здійснюється простим дозуванням уприскуваного пального: потрібна велика віддача – подаємо більше палива. А вже наскільки надмірна кількість повітря в циліндрі – справа десята, головна щоб його вистачало для окислення. З бензиновим же мотором такий трюк не пройде: якщо повітря опиниться дуже багато, тобто концентрація пари бензину в нім буде дуже низькою, то від іскри суміш просто не спалахне. Через це і доводиться ставити на впусканні заслінку, регулюючу витрату повітря, і, опосередковано, кількість палива, що подається. А тому, при невеликих навантаженнях, наприклад, в штовханині пробок, бензинові автомобілі витрачають сили на всмоктування повітря крізь ледве прочинену дросельну заслінку, створюючи величезну розрядку у впускному колекторі. “Дихання” ж дизеля завжди вільно! Вплив цього чинника на загальну економічність оцінити легко. Порівняємо цифри витрати дизельних і бензинових моторів одного об'єму. Наприклад, BMW 320d і 320i. У міському циклі, коли навантаження на двигун невелике, дизель економічніше майже в два рази: 6.8 л/100км проти 11,3 л/100км! Недивно, адже на його стороні і високий ступінь стискування, і низькі втрати у впускній системі. А ось в заміському режимі, на швидкості, коли навантаження на мотор більше, дросельна заслінка відкрита сильніше, і бензиновому двигуну стає трохи легше дихати, у дизеля залишається тільки один козир – ступінь стискування. В результаті і тане його перевага у витраті палива: лише 4.7л/100км проти 5,9 л/100км. Детально - Autotechnic. Suо