Silnik diesla zupełnie nie kojarzy się ze sportem. I nie ma się co dziwić, chociaż są tacy, którzy próbowali to zmienić.
Co kojarzy nam się z silnikami wysokoprężnymi? Niskie spalanie, wytrzymałość, okazjonalny czarny dym z rury wydechowej i afera Dieselgate. To, z czym się diesel raczej nie kojarzy, to wyśmienite osiągi i sportowy charakter. Owszem, było kilka sukcesów Audi czy Peugeota z dieslem w LeMans, ale w dalszym ciągu gdy myśli się o aucie dla entuzjasty prowadzenia, raczej nie myśli się o dieslu. Nie żeby było o czym myśleć – wybór prawdziwych aut sportowych z dieslem pod maską jest mocno ograniczony. I żyłem w takim przeświadczeniu, że diesel to tylko do traktorów i nic mnie już nie zaskoczy, a tu zonk. Bo w odmętach internetu znalazłem coś takiego:
To, co widzicie na zdjęciu to Trident Iceni i założę się o komplet starych felg z mojego samochodu, że w życiu o nim nie słyszeliście. A dlaczego o nim piszę? Bo oprócz bycia przykładem typowego motoryzacyjnego Vaporware’u, to ma on jedno ciekawe rozwiązanie – silnik diesla pod maską. I nie chodzi o jakiś mały silnik typu 3.0 R6 z BMW, co to, to nie. Pod maską Iceni znajduje się 6.6-litrowe V8 wprost z pick-upów General Motors, które rzekomo generowało 670hp i 1422Nm(!). Wydaje Wam się, że te liczby są kompletnie absurdalne? To patrzcie na to: Trident obiecywał, że Grand Tourer Iceni osiągnie spalanie na poziomie około 4-5 litrów na 100km i zasięg na poziomie 3200 kilometrów(!!). Spróbujcie zrobić taki wynik Continentalem GT, powodzenia życzę.
Jak się spodziewacie, Trident Iceni nie odniósł sukcesu. Albo lepiej – Trident Iceni nie wszedł do produkcji. Po pierwsze dlatego, że afera Dieselgate kompletnie pogrzebała los diesli, a po drugie dlatego, że jak już wspominałem – silniki wysokoprężne nie kojarzą się z autami sportowymi. Ale żeby to zrozumieć, musimy najpierw ogarnąć, jak właściwie działa silnik wysokoprężny.
Silnik diesla, a silnik benzynowy - różnice.
Opiszę zasadę działania silnika diesla porównując go do benzyniaka, bo tak będzie łatwiej to zrozumieć. Co do zasady, zarówno silniki diesla jak i benzynowe mają bardzo podobną budowę i sposób działania – oba są czterosuwowymi silnikami spalania wewnętrznego. I właśnie o to spalanie jest cała afera, bo wprowadza ono sporo delikatnych zmian wpływających na zachowanie całej jednostki napędowej./
Silnik benzynowy jest również nazywany silnikiem o zapłonie iskrowym, gdyż do zapalenia mieszanki paliwowo-powietrznej potrzebna jest iskra pochodząca ze świecy zapłonowej. Silnik Diesla jest z kolei nazywany silnikiem o zapłonie samoczynnym, bo mieszanka paliwowo-powietrzna zapala się właściwie z samego ciśnienia w komorze spalania. Znaczy – tak, diesel ma swój odpowiednik świec zapłonowych, czyli świece żarowe, ale ich rola sprowadza się tylko i wyłącznie do pomocy w odpaleniu silnika i delikatnym podgrzaniu mieszanki, gdy jest zimno.
I tutaj można byłoby zakończyć opisywanie różnic pomiędzy silnikami benzynowymi i wysokoprężnymi gdyby nie to, że sama zmiana zapłonu powoduje duże konsekwencje w budowie, co jest istotne w kontekście tego wpisu.
Stopień sprężania w silniku diesla wynosi od 18:1 do 23:1, co oznacza, że gdy tłok jest w swojej najwyższej pozycji w komorze spalania jest 18-23 razy mniej miejsca, niż gdy tłok jest w swojej najniższej pozycji. Dla porównania stopień sprężania w silniku benzynowym to 8:1-14:1, czyli około 2 razy mniej.
Takie ciśnienie w komorze spalania wymaga wzmocnienia elementów konstrukcyjnych jednostki napędowej takich jak tłoki, blok, głowica, korbowody czy wał korbowy. Wzmocnienie tych elementów wpływa na ich masę co oznacza, że silnik gorzej reaguje na gaz, bo komponenty ruchome jest ciężej wprawić w ruch. Z tego samego powodu rzadkością jest drogowy silnik diesla, który kręci się powyżej 7 tysięcy obrotów na minutę – po prostu bezwładność elementów jest tak duża, że łatwo byłoby uszkodzić jednostkę napędową. Inną sprawą są wibracje – jeśli kiedykolwiek mieliście okazję usiąść w dwóch identycznych samochodach, jednym z benzyniakiem, a drugim z dieslem to na pewno zauważyliście, że drugie auto jest mniej “kulturalne”, bardziej wibruje, jest głośniejsze etc. I jak najbardziej wynika to z wyżej wymienionej konstrukcji jednostki napędowej, ale trzeba wziąć pod uwagę jeszcze jeden czynnik: producenci wiedzą, że diesle potwornie wibrują więc montują do nich ciężkie koła zamachowe by złagodzić ten efekt. To oczywiście wspaniale łączy się z większą masą komponentów powodując, że auto na gaz reaguje jeszcze wolniej.
Skoro benzyniaki i diesle zbudowane są podobnie, to da się z jednego zrobić drugi?
Teoretycznie da się z benzyniaka zrobić silnik diesla, wystarczy zmienić świece rodzaj wtrysku i kilka innych mniej ważnych dupereli i voila mamy nowego diesla. Problem w tym, że są tacy, którzy próbowali – ekhem, General Motors, ekhem – i skończyło się to kompletną klapą. Silnik o którym mówię to Oldsmobile Diesel, czyli wielkie, wysokoprężne V8 opracowane na bazie benzynowej jednostki o pojemności 350 cali sześciennych (5,7 litra). Pomysł był fajny – sporo mocy, niższe spalanie, żyć nie umierać. Tak też myśleli klienci, którzy w samym tylko rekordowym 1981 roku kupili 310 000 samochodów z tym napędem. Oni jednak nie wiedzieli tego co my wiemy teraz, to znaczy że ten silnik mechanicznie już od samego początku był skazany na porażkę. Opracowanie diesla na bazie benzyniaka skończyło się spektakularnymi awariami, wśród których wyplucie uszczelki pod głowicą czy pękające bloki były tylko czubkiem góry lodowej. Paskudny pomysł.
W drugą stronę jest łatwiej, szczególnie jeśli robi się jednostkę o bardzo ekstremalnych zastosowaniach. Bloki z diesla, czy właściwie całe silniki diesla jak mam być szczery, zbudowane są z myślą o większych obciążeniach niż benzyniaki, a to oznacza, że producenci stosunkowo często przebudowywali diesle na silniki benzynowe. Żeby było śmiesznie, zwykle przyczyną takich działań były maksymalne osiągi w motorsporcie. Słynny już jest przykład Peugeota 205 T16, w którym wykorzystano blok z diesla żeby lepiej zniósł wysoką moc generowaną przez turbodoładowanie. Sprytne, co? Inna sprawa, że 205 T16 był generalnie mieszanką części z różnych aut, ale to temat na inny wpis.
A jakie zalety mają silniki diesla?
Ciągle piszę o tym, że diesle się wolno wkręcają na obroty i generalnie są jakieś takie nie wiem, ale nie mam na myśli, że te silniki sa do kitu i do niczego się nie nadają. Wręcz przeciwnie, bardzo je lubię – pod warunkiem oczywiście, że są dobrze zaprojektowane i nie ulegają poważnym awariom. No, ale to się też tyczy silników benzynowych.
Główną zaletą silników wysokoprężnych jest ich niskie zapotrzebowanie na paliwo, szczególnie w porównaniu do podobnych silników benzynowych. Dlatego przez lata ludzie, którzy kupowali auta z rozsądku celowali w diesle – na przykład Passata z 1.9TDi pod maską. Z resztą – już w latach 90’tych producenci byli w stanie zejść ze spalaniem w rejony 3 litrów na 100km w silnikach diesla montowanych w Citroenie AX lub Audi A2 czy VW Lupo 3L. I często dało się taki wynik faktycznie uzyskać podczas rozsądnej jazdy, a nie jak teraz gdy producent chwali się spalaniem na poziomie 0,5 litra na 100km tylko po to, żeby auto w realnym życiu żłopało 8l/100km. No, ale hybrydy to też inny temat.
Inną zaletą diesla jest jego niezwykła elastyczność. Silniki diesla co to zasady mają więcej momentu obrotowego niż silniki benzynowe, a do tego jest on uzyskiwany w niższym zakresie obrotów, szczególnie w porównaniu z wolnossącymi benzyniakami. Oznacza to, że optymalne przyspieszenie odbywa się w okolicach 2-3 tysięcy obrotów, czyli niewiele ponad obroty jałowe. Dodatkowym skutkiem wyższego momentu obrotowego jest możliwość holowania przyczep o wyższej masie. Swoją drogą to właśnie dlatego ciągniki siodłowe czy większość busów i dostawczaków ma silnik diesla.
Mógłbym także napisać, że diesle są co do zasady bardziej bezawaryjne niż jednostki benzynowe i na pewno część czytelników by się ze mną zgodziła. Problem w tym, że ciężko mi to jednoznacznie określić, bo na każdego wybitnego diesla przypada wybitny benzyniak, a przy obecnym coraz większym stopniu skomplikowania jednostek napędowych coraz trudniej oszacować co się psuje bardziej.
No ale wracając do tematu z początku wpisu:
Dlaczego silniki diesla nie kojarzą się ze sportem?
Po pierwsze dlatego, że zanim do powszechnego użytku trafiły turbodiesle to silniki wysokoprężne nie miały wystarczająco mocy, żeby jak równy z równym rywalizować z silnikami benzynowymi.
A po drugie dlatego, że nawet jeśli diesel miał podobną moc co benzyniak to nie zachowywał się w ten sam sposób. Podczas jazdy dla zabawy oczekujemy od samochodu, że będzie “żył”, silnik będzie dawał moc bez opóżnień, a każda zmiana biegu nie będzie powodowała przerwy w dostawie mocy z powodu turbodziury.
Po trzecie dlatego, że ze względu na swój ciężar silniki diesla psują balans auta, albo po prostu zwiększają masę co powoduje że auto traci trochę ze zwrotności i balansu. Ale to wie pewnie każdy kto uczył się fizyki: im większa masa tym większa bezwładność.
A sami przyznacie, że auto sportowe w którym przyspieszenie nie jest liniowe, silnik jest ociężały i jego masę czuć na każdym wirażu nie jest dobrym pomysłem, prawda?
Oczywiście próbowano takie auto zbudować, i nie chodzi mi tylko o Iceni z początku tekstu, ale też koncepty takie jak Audi R8 V12TDi i RS5 TDi czy Peugeot RC Diamonds, ale finalnie i z tych aut nic nie wychodziło.
Dla wielu ludzi jednak ważniejsze jest niskie spalanie od sportowych wrażeń z jazdy – i to jest okej! Większość kierowców za priorytet stawia niskie spalanie, a wrażenia z jazdy? Ma być klima i tyle, stąd niegdysiejsza popularność diesli na rynku. Obecnie ten segment przejmują hybrydowe układy napędowe.