Новая альтернатива "прожигателям горючего"

C 1936 года - с момента появления первых дизельных автомобилей, между дизельными двигателями и бензиновыми, или как их называют в Германии в честь создателя - двигателями Отто, развернулась жесткая конкуренция. Несмотря на то, что дизельные моторы экономичнее, чем бензиновые, сегодня их перспективы становятся все более туманными. Ведь именно репутация дизелей как, прежде всего, экономичных агрегатов и является причиной тому, что спрос на дизельное топливо во всем мире растет не по дням, а по часам. В итоге сегодня стоимость солярки уже почти сравнялись с ценой на бензин. Не стоит забывать и о том, что выбросы дизельных двигателей наносят больше вреда окружающей среде. А потому многие европейские государства обязали владельцев дизельных автомобилей выплачивать ежегодно по несколько сотен евро налога. Да и сами дизельные модели значительно дороже, чем их бензиновые аналоги. Вот и задаются сегодня вопросом немецкие автожурналы: а окупается ли еще покупка дизельной машины? Вывод в большинстве случаев один и тот же: выгоднее в последнее время стали бензиновые автомобили. В редких случаях дизельные модели окупают себя при условии, если их пробег составляет более 25-30 тысяч километров в год. Еще несколько минусов дизельных агрегатов: они не такие тихие и не такие компактные как их бензиновые собратья.

Отто против Дизеля

В дизельных двигателях сжигание топлива происходит неравномерно. Воздух подается в цилиндр отдельно от горючего и затем сжимается. Из-за высокой степени сжатия воздух нагревается до температуры самовоспламенения дизельного топлива - до 800-900° C. Затем горючее впрыскивается в камеры сгорания под большим давлением. В одних местах камеры скапливается большое количество топлива, в других - остается воздух, который фактически не соприкасается с горючим. В тех зонах, где топливо концентрируется в наибольшей степени оно воспламеняется. Причем для возгорания достаточно сравнительно небольшого количества горючего. В этом - причина высокой топливной эффективности дизельных агрегатов. Есть у этой системы и существенный недостаток: высокие температуры способствуют возникновению большого количества угарного газа, а неравномерное распределение воздуха и горючего при воспламенении - к выделению копоти.

Двигатели системы Отто функционируют иначе. В бензиновых моторах в прошлом карбюраторы, а ныне инжекторы вначале смешивают бензин с воздухом, а уже потом получаемая смесь поджигается в необходимый момент свечой зажигания. То есть горючее смешивается с воздухом и сгорает равномерно. Такая конструкция обладает рядом своих неоспоримых преимуществ. Если к примеру сравнить бензиновый и дизельный двигатели одинаковых размеров, то бензиновый будет значительно легче, будет обладать большим запасом мощности и самое главное - его выбросы будут значительно чище.

Новый способ сжигания топлива

Вот если бы горючее воспламенялось само, но сгорало при этом абсолютно равномерно! Это дало бы, по словам инженера концерна Volkswagen Вольфганга Штайгера (Wolfgang Steiger) "почти чистый выхлоп при высокой топливной эффективности". Для того, чтобы добиться этой цели, нужно не поджигать горючее в одной точке, а добиться его воспламенения во всей камере сгорания одновременно. При этом новый мотор должен вначале готовить смесь топлива с воздухом (как в двигателе Отто) и потом сжигать ее как дизель. Но, собственно, в этом и заключается основная проблема, ведь "бензиновые двигатели рассчитаны на потребление топлива с высоким октановым числом. А важнейшее требование, которому должен отвечать бензин, - это стойкость против детонации, самовоспламенения", - объясняет Штефан Пишингер (Stefan Pischinger), конструктор двигателей, сотрудник Рейн-Вестфальской высшей технической школе в Ахене. Кроме того, новый двигатель не должен сжимать смесь воздуха и топлива с такой силой как дизель, ведь в противном случае процесс самовозгорания может выйти из-под контроля. И тем не менее, выход есть: "При помощи специальной системы клапанов можно возвращать горячие отработанные газы. Они могли бы создать нужную температуру по всему объему камеры сгорания и вызвать равномерное, а главное - экономичное, как в дизельном двигателе, сгорание топлива", - уверен Пишингер. Иными словами, главная хитрость заключается в электронном управлении выпускным клапаном, а точнее выпускной системой цилиндра, которая могла бы удерживать в себе отработанные газы или возвращать их по мере надобности из выхлопной трубы.

Когда и зачем работать бензиновому двигателю на дизельный манер?

Инженер Вольфганг Штайгер рассчитывает при помощи электроники заставить бензиновый мотор работать в дизельном режиме во время езды по городу. Ведь развитие большой мощности в городском цикле не требуется. Такое решение могло бы существенно снизить средний расход бензина. В том же направлении работают специалисты концернов Daimler, Bosch и General Motors. А Штефан Пишингер из технической школы в Ахене готов пойти еще дальше - заставить мотор Отто работать в дизельном режиме всегда. Для этого Пишингер намерен использовать новые виды топлива. Правда, как он сам признает, до реализации этой идеи еще далеко.

Первенец от Mercedes-Benz

Ну а чего уже удалось достичь создателям "ДизОтто", каковы на сегодняшний день реальные результаты работы немецких инженеров? На прошлом автосалоне во Франкфурте-на-Майне был показан концепт-кар Mercedes F700. Установленный под его капотом "ДизОтто" развивает 238 л.с. и разгоняет пятиметровую машину до сотни за 7,5 сек. Максимальная скорость S-класса будущего ограничена электроникой на 200-х км/ч. И это при среднем расходе в 5 литров бензина, а также выбросе всего 127 граммов углекислого газа на один километр. Последняя характеристика почти соответствует недавно принятым Евросоюзом "драконовским" нормам по выхлопу. Сегодня этим стандартами соответствуют лишь микролитражки с базовой моторизацией. В серию эта машина может будет запущена не ранее 2015-2020 годов - до той поры автомобильная мода, да и не исключено, стратегия концерна, - изменятся не один раз. Об экспериментальном характере модели говорит и ее название F700 – буква F обозначает Forschung (по-немецки "Исследование"). Что же касается ближайшего будущего, то, судя по всему, европейцам еще долго придется мириться с высоким расходом постоянно дорожающего горючего и нарушением строгих норм по выбросам.

Глеб Гаврик