Існує поширена думка, що дизельні двигуни більш витривалі та довговічні, ніж їхні бензинові аналоги. Ця теза часто викликає дискусії, але якщо розглядати легковики та пікапи в аналогічних умовах експлуатації, дизелі справді демонструють вражаючу живучість. Ми не говоримо про величезні двигуни для кораблів чи вантажівок, а фокусуємося саме на транспорті, доступному широкому споживачу. Чудовим прикладом може слугувати 3.0-літровий рядний шестициліндровий турбодизель LZ0 Duramax, який встановлюється на багато моделей General Motors, таких як Chevrolet Silverado, GMC Sierra, а також великі SUV на шасі Suburban/Tahoe. Теоретично, саме ці дизельні агрегати повинні прослужити довше, ніж бензинові V8, що пропонуються в тих же моделях, інформує Автопілот з посиланням на Jalopnik.
Секрет «слизькості»: паливо як мастило
Один з фундаментальних чинників, що впливають на довговічність дизельних двигунів, криється в самій природі дизельного палива. На відміну від бензину, дизель володіє вираженими змащувальними властивостями. Ключовим терміном тут є «змащувальна здатність» (lubricity), яка визначає, наскільки добре рідина чинить опір тертю між поверхнями. Моторні оливи описують за їхньою в’язкістю, що характеризує здатність до течії, але змащувальна здатність є більш глибоким показником, що безпосередньо впливає на знос деталей.
Бензин, будучи менш «слизьким» паливом, пропонує менші змащувальні властивості. Дизельне ж паливо, завдяки своїй більшій в’язкості, утворює захисне покриття на металевих поверхнях, зменшуючи тертя та знос рухомих частин двигуна. Це «багатше» паливо також на 13% щільніше за енергією, ніж бензин, що забезпечує іншу конструкцію дизельних двигунів, яка також сприяє їхній живучості.
Конструктивні особливості та висока компресія
Дизельні двигуни функціонують за принципом, відмінним від бензинових: вони не використовують іскрове запалювання. Натомість, паливо займається внаслідок високого ступеня стиснення повітря в циліндрах. Це означає, що дизельний двигун має працювати при значно вищому коефіцієнті стиснення. Щоб витримати таке навантаження, компоненти дизельного агрегату повинні бути надзвичайно міцними та здатними витримувати екстремальні тиски.
Необхідність досягнення високої компресії зумовлює конструктивні особливості, такі як довший хід поршня. Довший хід, по суті, створює більший «важіль» для руху поршня, що дозволяє досягти необхідного рівня стиснення. Хоча поршні з довгим ходом рухаються повільніше (тобто, при нижчих обертах за хвилину, або RPM), енергетична щільність дизельного палива дозволяє їм генерувати значно більший крутний момент на низьких швидкостях. Це створює самопідтримуючий цикл: висока компресія вимагає міцної конструкції, яка, в свою чергу, дозволяє використовувати паливо з кращими властивостями.
Низькі оберти – менший знос
Ключова відмінність, яку помітить кожен, хто погляне на тахометр дизельного та бензинового автомобіля, це значно нижча «червона зона» у дизеля. Дизельні двигуни не розкручуються до таких високих обертів, як бензинові, і для більшості завдань їм цього й не потрібно. Довший хід поршня, про який ми згадували, безпосередньо призводить до того, що для забезпечення тяги потрібні менші оберти. А «багатство» дизельного палива забезпечує більший крутний момент за кожен хід.
Зворотна сторона медалі полягає в тому, що бензинові двигуни мають коротший хід поршня і повинні швидше розкручуватися, щоб забезпечити потужність у всьому діапазоні обертів. Але швидкі оберти мають свій недолік: чим більше обертів за хвилину, тим швидше відбувається знос. Це можна порівняти зі прискоренням часу – більше швидкості означає більше пошкоджень. Зменшення швидкості руху багатьох компонентів двигуна безпосередньо призводить до зменшення їхнього зносу, що є ще одним фактором на користь довговічності дизелів.
- Щоб витримати підвищене навантаження від вищої компресії, дизельні двигуни проєктуються з великим запасом міцності.
- Вони отримують більш міцні циліндри та блоки, а також посилені колінчасті вали.
- Часто використовують довговічніші шестерінчасті, а не ремінні, приводи розподільних валів.
- Усі ці інженерні рішення підтверджують, що дизельний двигун, як правило, повинен пережити бензиновий.
Економічний аспект: ціна, обслуговування та паливна ефективність
Звісно, за підвищену міцність та довговічність доводиться платити. Більш надійна конструкція дизельного двигуна зазвичай означає вищу початкову вартість автомобіля. Порівняйте ціну будь-якого нового дизельного пікапа або SUV з аналогічною бензиновою версією, і ви побачите різницю. Крім того, важкі та більш масивні компоненти можуть бути дорожчими в обслуговуванні, якщо виникне потреба в ремонті.
Однак є й «срібна підкладка». Візьмемо для прикладу Chevrolet Duramax: його комбінована витрата палива становить близько 9.4 л/100 км (25 миль на галон), що значно краще, ніж 13.8 л/100 км (17 миль на галон) для бензинової V8 версії. Навіть враховуючи, що дизельне паливо часто дорожче за бензин, ця різниця в ефективності може призвести до значної економії. Протягом п’яти років експлуатації ви можете витратити до 2750 доларів більше на паливо для бензинового V8. Цей фактор часто перехиляє шальки терезів на користь дизеля в контексті загальної окупності інвестицій протягом терміну служби автомобіля.
