Дорого, тяжело и никому не нужно: почему малообъёмные дизели так и не стали популярными

Малолитражные дизельные двигатели, выпускавшиеся в мире последние лет 20-25, можно буквально пересчитать по пальцам. Основных успехов в этом деле достигли французские ребятки из PSA с некоторой помощью фордовцев – их мотор 1,4 HDi вышел настолько удачным и убедительным, что его модификации под обозначениями TDCi (DLD-414), CiTD (Y4), DDiS (10FD53), D-4D (2WZ-TV) и прочие использовались на множестве машин других автопроизводителей. Это BMW (на Mini), Ford, Mazda, Suzuki и Toyota. Максимальная мощность двигателя 1,4 HDi в самой навороченной 16-клапанной версии DV4TED4 достигала 92 л. с.

Итальянские коллеги из Fiat тоже не подкачали. В кооперации с заокеанскими инженерами General Motors они отметились на ниве малообъёмников движком 1,3 JTD (в некоторых источниках – 1,2 JTD, поскольку его объём составляет 1248 см³) и мотором XSDE объёмом 0,9 л (сделан исключительно для индийского рынка), входившими в линейки Multijet I и II. При этом агрегат объемом 1,3 л (максимальная мощность – 95 л. с. в модификациях 199B1000, 312B1000 и 330A1000 ) использовался не только на автомобилях, принадлежавших концернам марок, но и на продукции DFSK, Ford, PSA, Suzuki и TATA Motors. 

У Toyota с малолитражными дизелями дела шли куда скромнее, но тоже шли. Собственная разработка компании – 1,4-литровый 1ND-TV. Он стал первым дизелем Тойоты с алюминиевым блоком цилиндров. В зависимости от модификации его пиковая мощность достигала 90 л.с. 

А Mercedes-Benz вообще разработал дизельный малообъёмник только для одной своей модели – Smart. Это 0,8-литровый ОМ660, развивавший до 54 л. с. и выпускавшийся до 2014 года.

Фото: autowp.ru

1 / 2

Фото: autowp.ru

2 / 2

Собственно, на этом перечень более-менее значительных малолитражных дизельных двигателей последнего времени можно считать исчерпанным. Не густо, правда? Так почему же они действительно не стали популярными и основную массу моторов в этом сегменте составляют бензиновые агрегаты? 

Реально тяжёлое 

Но прежде скажите: вы никогда не задумывались, почему дизельное топливо часто называют «тяжёлым топливом»? Все элементарно: потому что оно на самом деле тяжёлое и весит больше бензина. Разница на 10 литрах составляет при различных условиях 0,9-1,1 кг. Эта величина, конечно, не очень радикальная, но в контексте малолитражного автомобиля, когда, оптимизируя конструкцию с целью снижения массы, борются буквально за каждый килограмм, определённо имеет значение.

Однако куда более ощутима разница в других массах – массах идентичных по объёму бензинового и дизельного моторов. Дизельный, конечно же, по определению заметно тяжелее. И вот это отличие для малолитражного автомобиля намного более существенно, поскольку может составлять десятки килограммов. 

Почему дизельный агрегат тяжелее? Немного вспомним теорию принципов внутреннего сгорания.   

Преимущества и их обратная сторона

Основные преимущества дизельного двигателя достигаются за счёт того, что воспламенение топливовоздушной смеси происходит не от искры свечи зажигания, как в бензиновом моторе, а благодаря сжатию. Точнее, очень высокой степени сжатия ТВС. Кроме того, дизельные двигатели обычно имеют больший ход поршня и диаметр цилиндра. К тому же дизельные моторы активно оснащают турбонаддувом.

Сочетание этих факторов обеспечивает агрегатам на тяжёлом топливе их фирменные характеристики: большую тепловую эффективность, более эффективное сгорание топлива, большую плотность энергии. То есть, химическая энергия дизтоплива превращается в вырабатываемую двигателем механическую энергию более продуктивно. Грубо говоря, её получается значительно больше, чем у аналогичного бензинового мотора. Следовательно, КПД дизеля выше, чем КПД бензинового агрегата.

В результате на выходе мы получаем более высокий крутящий момент с самых низких оборотов, завидную экономичность и великолепную тяговитость. Которая, впрочем, малолитражным автомобилям не очень-то и нужна: вряд ли кто-то с их помощью задумает перевозить трейлер или моторный катер на прицепе. Но тем не менее такие характеристики у дизелей есть – пользуйтесь на здоровье.

Обратная сторона этих преимуществ заключается в том, что для обеспечения всей этой красоты двигатель должен быть прочнее и, как следствие, тяжелее, потому что более толстые стенки блока, дополнительные усиления и прочие элементы конструкции имеют заметный вес. А чем мотор тяжелее, тем сильнее его вибрация, которая не просто неприятна водителю и пассажирам, но, что гораздо драматичнее, ускоряет износ компонентов мотора.  

Кроме того, дизельные двигатели становятся заложниками порочного круга из-за своей увеличенной массы. Такая масса повышает сопротивление движению и инерцию. Чтобы их побороть, агрегат должен создавать большее сжатие для генерации большего крутящего момента, позволяющего перемещать эту массу. Однако для генерации и поддержания этого большего крутящего момента требуются ещё более тяжёлые компоненты, что, конечно же, увеличивает его массу!

Побочным эффектом наряду с вибрацией является и общее увеличения уровня NVH (шум, вибрация, жесткость) в целом. И если в случае грузовых машин это не так важно и заметно, то на малолитражках это увеличение сказывается довольно критично.

Автомобильные инженеры, конечно же, научились во многом нивелировать последствия этой обратной стороны преимуществ. В конструкции дизельных двигателей и сопутствующих устройств применяются более стойкие к подобным нагрузкам материалы и технологии (например, усиленные опоры агрегатов и демпферы). Кузов обшивают улучшенной шумо- и виброизоляцией и так далее. Однако всё это заметно повышает стоимость готового автомобиля, что для малолитражки, которую совершенно справедливо хотят купить как можно дешевле, чрезвычайно чувствительно. Ведь потенциальные владельцы выбирают такие автомобили во многом из-за их низкой стоимости, а с дизельным двигателем она получает уверенную тенденцию к значительному росту.

Ну и потом, уже в ходе послепродажного обслуживания, на замену пришедших в негодность более ресурсных и дорогих комплектующих придется покупать такие же более дорогие запчасти. То есть, и в стоимости владения дизельный двигатель аукается далеко не самым бюджетным образом. Даже с учётом того, что у него нет нуждающихся в более частой замене свечей зажигания и всей электроники, связанной с искрообразованием. 

И опять эта экология

Однако к ещё большему росту и массы двигателя, и цены машины приводят ужесточающиеся экологические требования. Как вам наверняка известно, в выхлопных газах дизельных двигателей содержится повышенное количество оксидов азота (NOx) и мелкодисперсных частиц. Для борьбы с ними были разработаны и внедрены различные технологии очистки выхлопных газов. Это и сажевые фильтры (DPF), и системы селективного каталитического восстановления (SCR), и система рециркуляции отработавших газов (EGR). Как раз последняя и оказалась в центре известного скандала, полностью дискредитировавшего дизельные двигатели: вы наверняка помните про дизельгейт, отзвуки которого слышны до сих пор. Но пусть скандал скандалит своим чередом, тем более что Россию он почти не затронул. Нам важно то, что всё это оборудование отнюдь не дешёвое и не невесомое. И опять же, для больших, тяжёлых грузовых машин и автобусов его наличие не так критично, как для малолитражек. В стоимости и массе коммерческого транспорта оно практически незаметно, а в цене и весе компактной легковушки вся эта экология прямо-таки бросается в глаза. И бьёт по карману, потому что ко всему прочему потом добавляются и эксплуатационные расходы: AdBlue надо покупать, EGR – обслуживать, да и с фильтром DPF тоже не все так безоблачно, как хотелось бы.

И не забудьте про то, что всё это оборудование ещё и место занимает. А в моторном отсеке малолитражки явно ощущается его определенный дефицит.

В общем, вывод тут формулировать каким-то особым образом уже не требуется – он напрашивается сам собой. Малообъёмные дизельные двигатели, как это часто бывает в технологиях, убила экономика вопроса и экология момента. Производители повсеместно от них отказываются просто потому, что они в своём маленьком размере стоят слишком много денег и не всегда помещаются в тесных моторных отсеках малолитражек со всеми своими экологическими системами. Впрочем, на грузовиках и автобусах, а особенно – на железнодорожном, морском и речном транспорте дизели будут существовать ещё долго. А когда в автомобилях их задушат окончательно,  дизели по-прежнему будут применяться для производства электроэнергии, необходимой для невероятно экологичных (это ирония) машин будущего. Так что мы с ними не расстанемся ещё долго, как бы страстно кое-кому этого ни хотелось.