Silnik wysokoprężny – co warto wiedzieć o Dieslach?

Czym jest silnik wysokoprężny?

Pytając laika o to, czym różni się Diesel od silnika benzynowego, można spotkać się z odpowiedzią, że ten pierwszy robi “kle kle” a drugi “brum brum”. Dźwięki wydawane przez jednostkę napędową podczas pracy zależą od jej specyficznej konstrukcji i zasady działania. Diesel, zwany również silnikiem wysokoprężnym lub o zapłonie samoczynnym, charakteryzuje się dobrym przystosowaniem do pokonywania długich tras, ale niekoniecznie sprawdzi się podczas jazdy miejskiej. Z czego to wynika i co jeszcze warto wiedzieć o silniku wysokoprężnym?

Skąd pomysł na silnik Diesla?

Twórcą silnika wysokoprężnego, o zapłonie samoczynnym był Rudolf Alexander Diesel. Prace nad swoim projektem rozpoczął pod koniec XIX wieku. Przyświecającym mu celem było opracowanie spalinowej jednostki napędowej, która będzie wydajniejsza i bardziej ekonomiczna od tradycyjnego silnika benzynowego.

Pierwszym samochodem z silnikiem diesla był Citroen Rosalie z 1933 roku. Do seryjnie produkowanego samochodu Diesel trafił po raz pierwszy w 1936 roku. Był to Mercedes-Benz 260 D. Wcześniej silnik wysokoprężny wykorzystywany był m.in w ciężarówkach, ciągnikach czy statkach.

Konstrukcja o zapłonie samoczynnym była stale udoskonalana. Eksperymentowano m.in ze sposobami wtrysku, aby osiągnąć jak najlepsze parametry i kulturę pracy. Dużym osiągnięciem było wprowadzenie pod koniec XX w. wtrysków Common Rail, które znacząco poprawiły parametry pracy silników Diesla.

Na początku XXI w. ilość nowo rejestrowanych samochodów z silnikiem Diesla przekroczyła 50%. Cień na renomę silników wysokoprężnych rzuciła afera dieselgate. W 2015 roku na jaw wyszły manipulacje obejmujące wyniki pomiarów emisji spalin. Obecnie widać tendencję do odchodzenia od silników o zapłonie samoczynnym, wynikającą z coraz bardziej surowych norm ekologicznych.

Silnik wysokoprężny – co to jest i jak działa?

Diesle opierają swoją zasadę działania na zapłonie samoczynnym – w przeciwieństwie do jednostek benzynowych nie wykorzystują układu zapłonowego. Aby uzyskać ten efekt konieczne jest sprężenie powietrza w cylindrze, co sprawia, że uzyskuje ono odpowiednio wysoką temperaturę.

Obecnie stosowane silniki Diesla opierają się o 4-suwowy cykl pracy:

• Zasysanie powietrza do cylindra przez otwarty zawór
• Sprężanie powietrza powodujące wzrost jego temperatury do 700-900 °C. Sprężanie następuje poprzez ruch tłoka do góry, który ściska tym samym powietrze w cylindrze
• Rozprężanie następujące po wtryśnięciu paliwa. Odpowiednio wysoka temperatura powietrza powoduje jego zapłon. W efekcie tłok jest popychany w dół
• Ostatnim etapem jest wydech. Tłok znów porusza się do góry, wypychając jednocześnie spaliny do układu wydechowego. Następnie powtarzany jest pierwszy punkt – tłok opada a powietrze jest znów zasysane.

Istotnym elementem silnika Diesla są świece żarowe. O ile praca silnika wysokoprężnego następuje poprzez zapłon samoczynny, to uruchomienie zimnej jednostki nie jest tak łatwe w oparciu o samo sprężone powietrze. Wnętrze cylindra jest zatem „dogrzewane” przed odpaleniem właśnie przez świece żarowe. „Dogrzewanie” wnętrza cylindra w trakcie pracy silnika wysokoprężnego umożliwia „dopalenie” resztek mieszanki, redukując jednocześnie dymienie. Zły stan techniczny świec żarowych spowoduje problemy z uruchomieniem samochodu – zwłaszcza zimą.

Za osiągi silników Diesla w dużym stopniu odpowiada turbosprężarka. Gdyby nie ona, silniki musiałby dysponować dużo większą pojemnością, aby zaoferować parametry pozwalające im dorównać mocą jednostkom benzynowym. Wśród starszych samochodów z przełomu XX i XXI wieku można jeszcze znaleźć modele, wykorzystujące wolnossące silniki Diesla bez turbosprężarek. To jednostki o pojemności 1.9-2.0l dysponujące mocą około 60-70 koni mechanicznych. Rozpędzenie samochodu do 100 km/h zajmuje im dosyć sporo czasu – 16-18 sekund. Z uwagi na prostszą konstrukcję, wolnossące silniki Diesla charakteryzuje niższa awaryjność niż silniki wysokoprężne. Ich niewielkie możliwości sprawiły jednak, że nie są obecnie oferowane w nowych samochodach.

Silnik o zapłonie samoczynnym – w jakich warunkach najlepiej się sprawdza

Niskie, w porównaniu do jednostek benzynowych, spalanie oraz moment obrotowy dostępny od najniższych obrotów to bardzo często wymieniane zalety silników o zapłonie samoczynnym. Diesle znane są również z większej trwałości niż silniki benzynowe, dlatego często osiągają przebiegi przekraczające nawet 400 tys. kilometrów.

Z uwagi na swoją specyfikę pracy silnik Diesla jest dobrym wyborem dla kierowców, którzy poruszają się przede wszystkim w trasie. Wysokoprężna jednostka napędowa doskonale spisuje się podczas szybkiej jazdy. Prędkości autostradowe utrzymywane przy około 2300 - 2700 obrotów na minutę sprawiają, że przegrzanie go na długiej trasie jest mało prawdopodobne.

Co w jednych okolicznościach jest zaletą Diesla, w innych staje się jego wadą. Długi czas rozgrzewania daje się we znaki szczególnie zimą, podczas jazdy w mieście. Krótkie podjazdy, przeplatane częstym zapalaniem i gaszeniem silnika nie służą jednostkom wysokoprężnym, gdyż zmusza je to do pracy w stanie niedogrzania. A elementów, które mogą się zepsuć jest w Dieslach całkiem sporo.

Z uwagi na ekologię, Diesle wyposażone są w filtry cząstek stałych, które wymagają odpowiedniej temperatury do samooczyszczania. Zapchany filtr DPF jest zmorą użytkowników Diesli, poruszających się głównie po mieście.

Oprócz tego, wysoki moment obrotowy, który generują silniki Diesla, może uszkodzić skrzynię biegów. Do jej ochrony stosuje się koło dwumasowe, którego wymiana może być sporym wydatkiem. Skomplikowany układ wtryskowy również nie należy do najtańszych. Dlatego warto dbać o niego, tankując paliwo dobrej jakości, gdyż wtryski Common Rail są na to wrażliwe.

Zakup używanego samochodu z silnikiem Diesla powinien być poprzedzony dokładnym sprawdzeniem pojazdu przez specjalistę. Warto przeanalizować również czy samochód będzie użytkowany w wystarczającym stopniu na długich dystansach, aby jego zakup miał sens. Wykonując niewielkie przebiegi w miastach, nie tylko oszczędności na kosztach paliwa będą nieznaczne. Użytkowanie Diesla w ten sposób będzie również obarczone wyższym ryzykiem awarii.