Silniki wysokoprężne, bo o nich mowa, znane są niemal od początku motoryzacji. Pierwsza taka jednostka została skonstruowana w 1893 roku przez Rudolfa Diesla. Od jego nazwiska bierze się również potoczna nazwa tych jednostek. Początkowo zastosowaniem dieslów w samochodach osobowych nikt się nie interesował. Głównie dlatego, że musiały mieć wytrzymalszą konstrukcję i wymagały precyzyjnej aparatury paliwowo-wtryskowej. Z kolei benzyna była bardzo tania i nikt się nie przejmował zużyciem paliwa. Dopiero kryzys paliwowy z początku lat 70. sprawił, że konstruktorzy silników do aut osobowych zaczęli znacznie bardziej niż do tej pory interesować się jednostkami z zapłonem samoczynnym. W tym czasie diesle były już stosowane na szeroką skalę w samochodach ciężarowych, ciągnikach rolniczych i w różnego rodzaju maszynach roboczych. Jeśli chodzi o wersje wysokoprężne aut osobowych to znane były przeważnie wyroby Mercedesa. Zresztą ta firma produkowała takie samochody jeszcze przed drugą wojną światową. Wysokoprężne osobowe Mercedesy dały się poznać jako auta niezwykle wytrzymałe, a przy tym zadowalające się niewielkimi porcjami sporo tańszego paliwa niż benzyna.
Mniej więcej od drugiej połowy lat siedemdziesiątych diesle zaczęły się pojawiać pod maską innych producentów aut osobowych. Taki typowy silnik wysokoprężny montowany w początkach lat osiemdziesiątych w samochodach klasy Volkswagena Golfa miał około 1,6 litra pojemności i mniej więcej 55 KM mocy. Napędzane nim auta nie grzeszyły dynamiką, za to na pełnym 50 litrowym zbiorniku mogły przejechać bez problemu ponad tysiąc kilometrów. Koszty podróży w porównaniu do benzyny były dużo, dużo niższe. Tego rodzaju diesle były także trwałe. Znaczną poprawę dynamiki wolnossących silników wysokoprężnych przyniosło zastosowanie turbodoładowania. Auto wyposażone w turbodiesla przestało być mułowate, zachowując jednocześnie dotychczasowe zalety. Z czasem pośredni wtrysk oleju napędowego ustąpił miejsca bezpośredniemu, dzięki któremu można było poprawić parametry silnika wysokoprężnego. Promieniowo-rozdzielaczowe pompy wtryskowe oraz pompowtryskiwacze, którymi początkowo realizowany był bezpośredni wtrysk paliwa przegrały rywalizację z układem Common Rail. Wzrost udziału aut osobowych napędzanych nowoczesnymi dieslami sprawił, że cena oleju napędowego nie jest już tak atrakcyjna jak kiedyś i obecnie niewiele różni się od ceny benzyny. Jeśli do tego dołoży się wyższą cenę wersji wysokoprężnej w porównaniu z benzynową, trwałość porównywalną do jednostek zasilanych benzyną, skomplikowaną budowę oraz osprzęt, którego awarie potrafią być bardzo kosztowne, to przy zakupie nowego diesla trzeba dokładnie rozpatrzyć wszystkie za i przeciw.
Współczesny diesel
W nowoczesnych silnikach wysokoprężnych w układzie zasilania stosowany jest obecnie układ Common Rail, zwany też zasobnikowym układem wtryskowym. W układzie tym, w odróżnieniu od innych rozwiązań bezpośredniego wtrysku oleju napędowego zostały rozdzielone funkcje wytwarzania wysokiego ciśnienia paliwa i wtryskiwania samego paliwa. Wysokociśnieniowa pompa paliwa tłoczy paliwo do wspólnego dla wszystkich cylindrów przewodu rozdzielczego, zwanego szyną lub zasobnikiem, połączonego za pomocą przewodów ciśnieniowych z wtryskiwaczami sterowanymi impulsami elektrycznymi. Dzięki takiemu rozwiązaniu, dawka paliwa oraz chwila wtrysku mogą być określane niemal bez żadnych ograniczeń, odpowiednio do chwilowych warunków pracy w celu uzyskania optymalnych parametrów silnika, składu spalin i zużycia paliwa. Z racji budowy układ Common Rail jest podobny do układu przerywanego wtrysku benzyny przy uwzględnieniu charakterystycznych cech silnika z zapłonem samoczynnym.
W pierwszych generacjach Common Rail stosowano wtryskiwacze z zaworem elektromagnetycznym. Jeszcze większe możliwości w dzieleniu wtryskiwanej dawki paliwa dają wtryskiwacze piezoelektryczne. Ich prędkość włączania jest około cztery razy szybsza od wtryskiwaczy z zaworem elektromagnetycznym. Poza tym masa poruszająca się wraz z iglicą we wtryskiwaczu piezoelektrycznym jest o 75 proc. mniejsza niż w tym z zaworem elektromagnetycznym. Technologia piezoelektryczna umożliwia podział wtryskiwanej dawki paliwa w jednym cyklu aż na osiem części. Poza układem wtryskowym, który precyzyjnie dawkuje paliwo, spełnienie rygorystycznych wymogów dotyczących składu spalin wymaga zastosowania dotykowych urządzeń, wśród których znajdują się:
– filtr cząstek stałych z podłączonym wstępnie katalizatorem utleniającym;
– kolektor ssący z przestawianiem klap kierujących;
– elektryczny zawór recyrkulacji spalin;
– regulowana turbosprężarka spalin ze sprzężeniem zwrotnym;
– niskotemperaturowe chłodzenie układu recyrkulacji spalin.
Początek ery silników Diesla
Pierwszym seryjnie produkowanym samochodem osobowym z silnikiem wysokoprężnym był Mercedes 260D, który pojawił się w 1936 roku (niektóre źródła przesuwają tę datę na rok następny). Mierzące 4,8 m długości auto, ważące 1600 kg, napędzał czterocylindrowy silnik z zapłonem samoczynnym, o pojemności 2545 ccm, rozwijający moc 45 KM przy 3000 obr/min. Napęd na tylną oś przekazywała trzybiegowa skrzynia mechaniczna. Maksymalna prędkość wysokoprężnego Mercedesa wynosiła 95 km/h, przy średnim zużyciu ok. 10 l/100km. Auto nie cieszyło się zbyt dużą popularnością i przeważnie występowało w roli taksówki.
Jeśli chodzi o pierwsze zastosowanie silnika wysokoprężnego, to według dostępnych informacji już w 1933 roku Citroen wyposażył w taką jednostkę model Rosalie. Powstalo w sumie około kilkudziesięciu takich egzemplarzy, ale te auta nie weszły do seryjnej produkcji.
Rodzaje silników wysokoprężnych
Ze względu na sposób pracy silniki wysokoprężne można z jednej strony podzielić na dwusuwowe i czterosuwowe, a z drugiej na wolnossące i doładowane. Diesle można również podzielić ze względu na rodzaj stosowanych w nich układów wtryskowych. Są to;
– rzędowe pompy wtryskowe;
– rozdzielaczowe pompy wtryskowe;
– układy indywidualnych zespołów wtryskowych (układy UIS oraz UPS);
– zasobnikowe układy wtryskowe (Common Rail).
W rzędowych pompach wtryskowych występuje odrębna dla każdego cylindra sekcja tłocząca składająca się z precyzyjnie wykonanego cylinderka i tłoczka. Z kolei rozdzielaczowe pompy wtryskowe (z mechanicznym lub elektronicznym regulatorem prędkości obrotowej) mają tylko jedną sekcję wytwarzającą wysokie ciśnienie dla wszystkich cylindrów. W układach typu UIS (Unit Injector System) zwanym pompowtryskiwaczami, pompa wtryskowa oraz wtryskiwacz tworzą całość. Każdy cylinder ma własny pompowtryskiwacz, napędzany pośrednio lub bezpośrednio od wałka rozrządu. W rozwiązaniu typu UPS (Unit Pump System) w przeciwieństwie do pompowtryskiwacza, wtryskiwacz i pompa połączone są przewodem wtryskowym. W układzie Commo Rail procesy wytwarzania ciśnienia i wtrysku paliwa są rozdzielone. Ciśnienie jest wytwarzane niezależnie od prędkości obrotowej silnika. Moment wtrysku i dawkę paliwa określa sterownik, który przekazuje sygnał elektryczny do wtryskiwacza każdego cylindra.
Porównanie wybranych modeli z silnikiem diesla i benzynowym
Audi A6
Wersja wysokoprężna:
Silnik: 2.0/190 KM
Skrzynia biegów: manualna/6
Prędkość maksymalna: 232 km/h
Przyspieszenie od 0 do 100 km/h: 8,4 s
Średnie zużycie paliwa na 100 km: 4,4 l
Cena: 189 400 zł
Średni koszt przejazdu 100 km: 16,19 zł
Wersja benzynowa:
Silnik: 1.8/190 KM
Skrzynia biegów: manualna/6
Prędkość maksymalna: 233 km/h
Przyspieszenie od 0 do 100 km/h: 7,9 s
Średnie zużycie paliwa na 100 km: 5,9 l
Cena: 185 600 zł
Średni koszt przejazdu 100 km: 22.9 zł
Różnica w cenie zwróci się po okołom 69 000 km
BMW 1 116
Wersja wysokoprężna: 116d
Silnik: 1.5/116 KM
Skrzynia biegów: manualna/6
Prędkość maksymalna: 200 km/h
Przyspieszenie od 0 do 100 km/h: 10,3 s
Średnie zużycie paliwa na 100 km: 3,7 l
Cena: 98 800 zł
Średni koszt przejazdu 100 km: 13,6 zł
Wersja benzynowa: 116i
Silnik: 1.5/109 KM
Skrzynia biegów: manualna/6
Prędkość maksymalna: 195 km/h
Przyspieszenie od 0 do 100 km/h: 10,9 s
Średnie zużycie paliwa na 100 km: 5,0 l
Cena: 90 800 zł
Średni koszt przejazdu 100 km: 19,45 zł
Citroen C4 Shine
Wersja wysokoprężna:
Silnik: 1.6/120 KM
Skrzynia biegów: manualna/6
Prędkość maksymalna: 197 km/h
Przyspieszenie od 0 do 100 km/h: 10,6 s
Średnie zużycie paliwa na 100 km: 3,6 l
Cena: 69 690 zł
Średni koszt przejazdu 100 km: 13,24 zł
Wersja benzynowa:
Silnik: 1.2/131 KM
Skrzynia biegów: manualna/6
Prędkość maksymalna: 199 km/h
Przyspieszenie od 0 do 100 km/h: 10,8 s
Średnie zużycie paliwa na 100 km: 4,7 l
Cena: 59 900 zł
Średni koszt przejazdu 100 km: 18,28 zł
Fiat Panda Easy
Wersja wysokoprężna:
Silnik: 1.3/95 KM Multijet
Skrzynia biegów: manualna/5
Prędkość maksymalna: 182 km/h
Przyspieszenie od 0 do 100 km/h: 11,0 s
Średnie zużycie paliwa na 100 km: 4,1 l
Cena: 50 200 zł
Średni koszt przejazdu 100 km: 15 zł
Wersja benzynowa:
Silnik: 1.2/69 KM
Skrzynia biegów: manualna/5
Prędkość maksymalna: 164 km/h
Przyspieszenie od 0 do 100 km/h: 14,2 s
Średnie zużycie paliwa na 100 km: 5,2 l
Cena: 39 200 zł
Średni koszt przejazdu 100 km: 20,2 zł
Ford Fiesta Ambiente
Wersja wysokoprężna:
Silnik: 1.5/75 KM
Skrzynia biegów: manualna/5
Prędkość maksymalna: 167 km/h
Przyspieszenie od 0 do 100 km/h: 13,5 s
Średnie zużycie paliwa na 100 km: 3,6 l
Cena: 54 000 zł
Średni koszt przejazdu 100 km: 13,24 zł
Wersja benzynowa:
Silnik: 1.25/82 KM
Skrzynia biegów: manualna/5
Prędkość maksymalna: 168 km/h
Przyspieszenie od 0 do 100 km/h: 13,3 s
Średnie zużycie paliwa na 100 km: 5,2 l
Cena: 47 850 zł
Średni koszt przejazdu 100 km: 20,2 zł
Ford Focus Trend
Wersja wysokoprężna:
Silnik: 1.5/105 KM
Skrzynia biegów: manualna/6
Prędkość maksymalna: 187 km/h
Przyspieszenie od 0 do 100 km/h: 11,9 s
Średnie zużycie paliwa na 100 km: 3,4 l
Cena: 77 590 zł
Średni koszt przejazdu 100 km: 12,5 zł
Wersja benzynowa:
Silnik: 1.6/105 KM
Skrzynia biegów: manualna/5
Prędkość maksymalna: 180 km/h
Przyspieszenie od 0 do 100 km/h: 12,3 s
Średnie zużycie paliwa na 100 km: 5,9 l
Cena: 67 290 zł
Średni koszt przejazdu 100 km: 22,9 zł
Opel Astra Enjoy
Wersja wysokoprężna:
Silnik: 1.6/136 KM
Skrzynia biegów: manualna/6
Prędkość maksymalna: 200 km/h
Przyspieszenie od 0 do 100 km/h: 10,3 s
Średnie zużycie paliwa na 100 km: 4,2 l
Cena: 84 500 zł
Średni koszt przejazdu 100 km: 15,4 zł
Wersja benzynowa:
Silnik: 1.4/150 KM
Skrzynia biegów: manualna/6
Prędkość maksymalna: 215 km/h
Przyspieszenie od 0 do 100 km/h: 8,5 s
Średnie zużycie paliwa na 100 km: 5,1 l
Cena: 73 000 zł
Średni koszt przejazdu 100 km: 19,8 zł
Skoda Fabia Ambition
Wersja wysokoprężna:
Silnik: 1.4/105 KM
Skrzynia biegów: manualna/5
Prędkość maksymalna: 193 km/h
Przyspieszenie od 0 do 100 km/h: 10,1 s
Średnie zużycie paliwa na 100 km: 3,5 l
Cena: 61 680 zł
Średni koszt przejazdu 100 km: 15,23 zł
Wersja benzynowa:
Silnik: 1.2/110 KM
Skrzynia biegów: manualna/6
Prędkość maksymalna: 196 km/h
Przyspieszenie od 0 do 100 km/h: 9,4 s
Średnie zużycie paliwa na 100 km: 4,8 l
Cena: 50 180 zł
Średni koszt przejazdu 100 km: 21,31 zł
Otwarcie sezonu motocyklowego na Jasnej Górze
Dołącz do nas na Facebooku!
Publikujemy najciekawsze artykuły, wydarzenia i konkursy. Jesteśmy tam gdzie nasi czytelnicy!
Kontakt z redakcją
Byłeś świadkiem ważnego zdarzenia? Widziałeś coś interesującego? Zrobiłeś ciekawe zdjęcie lub wideo?
