Багато водіїв знають, що дизельні двигуни відрізняються від бензинових, але не всі замислюються, чому вони працюють при значно вищих ступенях стиснення. Відповідь криється не в складній інженерії, а в фундаментальних хімічних властивостях самого палива — дизель менш летючий, важчий і випаровується повільніше, що й зумовлює кардинальні відмінності в конструкції двигунів, інформує Автопілот з посиланням на Jalopnik.
Щоб зрозуміти зв’язок між паливом і стисненням, спершу варто розібратися, що означає сам термін. Ступінь стиснення — це співвідношення між об’ємом циліндра, коли поршень знаходиться в найнижчій точці (нижня мертва точка), і об’ємом, коли поршень досягає своєї найвищої точки (верхня мертва точка). Таким чином, показник 14:1, типовий для дизеля, означає, що повітря в циліндрі стискається в простір, у 14 разів менший за його початковий об’єм. Для бензинових двигунів цей показник зазвичай коливається в діапазоні від 8:1 до 12:1.
Оскільки дизельне паливо випаровується повільно, для його займання потрібна значно вища температура, ніж для бензину. Найефективніший спосіб досягти такого нагрівання всередині циліндра — це екстремально сильно стиснути повітря. Цей процес сам по собі генерує величезну кількість тепла, достатню для займання паливної суміші. Звісно, існують і висококомпресійні бензинові двигуни, наприклад, у спорткарах, але вони вимагають використання високооктанового палива.
Чому ж не можна так само сильно стискати звичайний бензин? Причина полягає в ризику передчасного займання, відомого як детонація або «стук» двигуна. Бензин, будучи дуже летючим, може спалахнути від надмірного тиску та температури ще до того, як свічка запалювання дасть іскру. Це призводить до хаотичних мікровибухів, які можуть серйозно пошкодити або навіть зруйнувати двигун.
Ключовими поняттями тут є температура спалаху та температура самозаймання. Летючі рідини, як-от бензин, мають низьку температуру спалаху — вони легко випаровуються і можуть спалахнути від іскри навіть при низьких температурах. Натомість дизель менш летючий. Але найцікавіше відбувається з температурою самозаймання — мінімальною температурою, при якій речовина займається самостійно, без зовнішнього джерела вогню.
Температура самозаймання дизельного палива становить близько 210 градусів за Цельсієм, тоді як для бензину цей показник значно вищий — приблизно 280 градусів. Ця, на перший погляд, незначна різниця має вирішальне значення. Вона означає, що дизель може запалюватися виключно під дією тиску та тепла, що виникає при стисненні. Саме тому в дизельних двигунах відсутні свічки запалювання — вони використовують принцип займання від стиснення, а не від іскри.
Отже, високий ступінь стиснення для дизельних двигунів є не просто конструктивною особливістю, а необхідністю для їх роботи. Водночас це дає їм важливу перевагу: вищий ступінь стиснення забезпечує кращу термічну ефективність, що дозволяє отримати більше енергії з кожної краплі палива. Це, разом із вищою енергетичною щільністю самого дизеля, робить такі двигуни більш економічними та ефективними.
