Historia popularyzacji silników Diesla w autach osobowych

Wiele lat temu motoryzacją interesowałem się nieprzesadnie mocno. Wiedziałem jednak, że typowy samochód ma pod maską albo silnik benzynowy, albo silnik Diesla. Czyli tłokowy silnik spalinowy o spalaniu wewnętrznym, przy czym silnik Diesla w aucie osobowym nie był dla mnie dziwnym rozwiązaniem. Było dla mnie oczywistością, iż samochód osobowy występuje w wariancie z silnikiem Diesla. Stąd też jak zacząłem interesować się zabytkową motoryzacją, nieco się zdziwiłem, że jeszcze w latach 50. i 60. XX wieku, auto osobowe z Dieslem było w sumie efemerydą. Nadmienię, iż we wpisie skupiam się przede wszystkim na motoryzacji europejskiej. Bądź co bądź, koncepcja, aby w osobówce zamontować silnik wysokoprężny, zyskała popularność głównie w Europie.

Autor: SMKA

Dieslowska prehistoria

Zacznijmy od prehistorii w dziejach osobowego automobilu z silnikiem wysokoprężnym na pokładzie. No dobra, może nie aż takiej prehistorii: idzie mi tutaj o okres międzywojenny. Otóż w latach 30. pojawiły się pierwsze produkowane seryjnie samochody osobowe napędzane silnikiem Diesla. Pierwszym z nich był Citroen Rosalie w wersji 11UD. Francuskie dieslowskie auto zadebiutowało w 1933 roku i było dostępne jedynie w wersji nadwoziowej kombi. Właściwie to zastanawiające, że pierwszą produkowaną seryjnie osobówką z Dieslem był pojazd marki Citroen. Zastanawiające, ponieważ w czasach powojennych Citroen nie skupiał się na rozwoju aut osobowych napędzanych Dieslem. Silnik wysokoprężny napędzający Citroena 11UD był czterocylindrowy i miał pojemność skokową 1766 cm³. Był to oczywiście silnik wolnossący.

Kolejne dieslowskie przedwojenne auta to Mercedes-Benz 260D oraz Hanomag Rekord. Oba zadebiutowały w 1936 roku. Warto nadmienić, iż zmodyfikowany Hanomag Rekord z Dieslem pod maską, osiągnął w 1939 roku prędkość 165 km/h. Był to rekord dla samochodu napędzanego silnikiem wysokoprężnym.

Nie udało mi się znaleźć informacji o innych przedwojennych autach osobowych napędzanych Dieslem. Nie powinno to zresztą dziwić: przed drugą wojną światową nawet ciężarówki i czołgi najczęściej napędzane były silnikiem benzynowym. Czas na Diesle w osobówkach miał dopiero nadejść.

Wśród posiadanych przeze mnie przedwojennych książek o tematyce motoryzacyjnej, książka „Zasady działania i obsługi samochodu” (Kapitaniak, 1931), zawiera podrozdział o silnikach wysokoprężnych. Aczkolwiek w owym podrozdziale autor daje do zrozumienia, że jednostki Diesla stosowane są w autach ciężarowych:

W ostatnich latach zastosowano na samochodach ciężarowych silniki Diesel’a, pędzone ropą naftową, lub olejem gazowym, które należą do gatunku paliwa ciężkiego.

Czasy powojenne

Pierwszym powojennym produkowanym seryjnie autem osobowym z silnikiem wysokoprężnym był Mercedes-Benz 170D. Auto oferowano od 1949 roku. Ów Mercedes był tak naprawdę przedwojennym samochodem przynależącym do typoszeregu W136, produkowanym również po zakończeniu wojny. Motor napędzający Mercedesa 170D, występujący pod oznaczeniem OM636, miał pojemność skokową 1,697 cm³ i rozwijał moc 38 KM. Jak łatwo się domyślić, był to czterocylindrowy silnik wolnossący. Litery OM w oznaczeniu pochodzą od słowa Oelmotor (silnik na olej).

Silnik OM636 okazał się długowieczny. Zaprojektowany we wczesnych latach 50. Mercedes W120 również występował w wariancie z taką jednostką pracującą pod maską. Aczkolwiek motor OM636 stosowany w Mercedesie W120, był już ulepszonym wariantem jednostki napędowej: pojemność skokowa 1,767 cm³ oraz moc 40 KM.

Ogólnie rzecz biorąc, w latach 50 i 60., jedynie dwie marki były mocne w temacie aut osobowych z silnikiem Diesla. Mercedes-Benz oraz Peugeot. Właśnie, skoro już zeszła na francuskie auta z lwem w emblemacie: pierwszy seryjny Peugeot z Dieslem to model 403D oferowany od 1959 roku. Auto napędzał wolnossący czterocylindrowy silnik TMD-85 o pojemności skokowej 1,8 litra. Moc maksymalna: 48 koni mechanicznych. Tego typu motor znalazł również zastosowanie w oferowanym od wczesnych lat 60. Peugeocie 404D.

Peugeot 404 z Dieslem to nie tylko silnik TMD-85. Od 1964 roku auto oferowano z wysokoprężnym motorem XD88 o pojemności skokowej 2,0 oraz mocy maksymalnej 60 KM. Ciekawostka: w latach 60. Peugeoty były jedynymi powszechnie występującymi autami, oferującymi opcję typu silnik Diesla plus nadwozie kombi. Ot, w tamtych latach marka Mercedes oferowała auta z Dieslem, ale nie oferowała ich z nadwoziem kombi.

Małe auta z silnikiem Diesla

Pierwsze popularne stosunkowo małe auto z silnikiem Diesla to Peugeot 204. Pod koniec 1968 roku zadebiutował wariant owego auta z jednostką wysokoprężną: silnik XL4D o pojemności skokowej 1255 cm³ i mocy 46 KM. Był to najmniejszy dieslowski motor montowany w aucie osobowym. Początkowo Peugeot 204 Diesel dostępny był jedynie z nadwoziem kombi oraz furgon.

Rok 1973 to ulepszony Diesel dostępny w Peugeocie 204: tym razem pojemność skokowa wynosiła 1357 cm³. Natomiast w 1975 roku silnik wysokoprężny zaczął być dostępny w połączeniu z nadwoziem sedan (standardowe nadwozie dla tego modelu). Spośród 150 tysięcy Peugeotów 204 napędzanych Dieslem, mniej niż 30 tysięcy egzemplarzy miało nadwozie sedan.

Peugeot 204 to auto przednionapędowe. Można więc postawić tezę, iż Peugeot 204 był pierwszym popularnym autem przednionapędowym napędzanym silnikiem wysokoprężnym.

Kryzys paliwowy

Rok 1973 przyniósł istotne wydarzenie, mające wpływ na popularyzację diesli w osobówkach: kryzys paliwowy. Najpewniej zwiększył on nacisk koncernów motoryzacyjnych na użycie silnika Diesla w aucie osobowym.

Oczywiście auta z jednostkami wysokoprężnymi nie spopularyzowały się z dnia na dzień. Jeszcze w brytyjskim programie telewizyjnym z 1974 roku, prowadzący mówił, iż na rynku brytyjskim jedynie dwie marki oferują auta osobowe z Dieslem: Peugeot i Mercedes. Przy czym prowadzący podkreślał niższą cenę Peugeota 504 względem Mercedesów z Dieslem pod maską.

Można natknąć się na informację, iż w 1973 roku, auta z silnikiem Diesla stanowiły 2,5% europejskiego rynku aut osobowych. Idzie tutaj najpewniej jedynie o Europę Zachodnią. Rok 1975 to już 4,1% rynku. Dla roku 1980 oraz 1983 mamy odpowiednio 8,6% oraz 11%.

Oczywiście nie każdy producent miał na podorędziu własny silnik Diesla. Stąd też współpraca pomiędzy koncernami. Przykładowo, pierwszy europejski Ford dostępny w wariancie napędzanym silnikiem wysokoprężnym, Ford Granada Mk 2 miał francuski silnik Diesla firmy Indenor. Firma Indenor należała do koncernu PSA Peugeot Citroen.

Trochę techniki

Typowy silnik wysokoprężny z auta osobowego to jednostka czterosuwowa. Istnieją co prawda dwusuwowe Diesle (choćby seria silników Detroit Diesel), ale bywają one stosowane w nieco cięższych pojazdach niż auta osobowe (niektóre ciężarówki i lokomotywy). Typowy silnik wysokoprężny z auta osobowego to silnik rzędowy czterocylindrowy, choć oczywiście stosowane bywają również inne układy (R3, R5, R6, V6, etc). Mam nieoudparte wrażenie, iż układ rozrządu OHV (wałek na kadłubie, zawory na głowicy) stosowany był w silnikach Diesla dłużej względem tego, jak długo stosowano go w silnikach benzynowych. Ot, w czasach kiedy to typowy samochodowy silnik benzynowy miał wałek rozrządu na głowicy (OHC), jego wysokoprężny odpowiednik nadal miał wałek na kadłubie. Podobnie jestem zdania, iż benzynowe silniki samochodowe wcześniej przeszły na układ z czterema zaworami na cylinder, względem silników wysokoprężnych. Innymi słowy, samochodowe Diesle długo miały układ z dwoma zaworami na cylinder.

Najstarsze samochodowe Diesle miały wtrysk paliwa realizowany dzięki sekcyjnej pompie wtryskowej. Później nastąpiło przejście na bardziej nowoczesne rozwiązania (pompa rozdzielaczowa, pompowtryskowicze). Współczesne Diesle zasilane są natomiast przy pomocy układu Common Rail

Bardzo stare Diesle miały niedzieloną komorę spalania. Takie rozwiązanie zastosowano choćby w radzieckim silniku czołgowym W-2 napędzającym radzieckie czołgi z lat 40. Jednocześnie wedle mojej wiedzy, bardzo stare Diesle z niedzieloną komorą spalania, nie były powszechnie stosowane do napędu aut osobowych. Typowy XX wieczny samochód osobowy z Dieslem pod maską, miał silnik o dzielonej komorze spalania (komora wstępna bądź wirowa). Dzielona komora spalania sprzyja dobrej kulturze pracy i wysokiej prędkości obrotowej silnika, aczkolwiek zwiększa zużycie paliwa. Współczesne auta z Dieslem mają natomiast… niedzieloną komorę spalania. Czyli mamy poniekąd Dieslowski powrót do przeszłości.

Turbodiesel

Istotna wada klasycznych wolnossących Diesli to słaby stosunek mocy do pojemności skokowej. Ot, dwulitrowa wolnossąca benzyna oferuje większą moc od dwulitrowego Diesla. Warto nadmienić, iż klasyczne wolnossące Diesle nie oferowały dużego momentu obrotowego: wolnossący silnik Diesla będzie generować mniejszy maksymalny moment obrotowy, względem wolnossącego silnika benzynowego o zbliżonej pojemności skokowej.

Aby poprawić osiągi aut z silnikiem wysokoprężnym, zaczęto stosować turbodoładowanie. Pierwsza produkowana seryjnie osobówka z turbodoładowanym Dieslem to Mercedes 300SD oferowany w Ameryce Północnej od 1978 roku. Pojazd napędzany był trzylitrowym pięciocylindrowym silnikiem o mocy 115 KM. Pierwsze auto osobowe z turbodieslem pod maską dostępne w Europie to Peugeot 604. Model 604 z turbodieslem oferowany był od 1979 roku. Turbodiesel drzemiący pod maską Puga miał cztery cylindry, pojemność skokową 2,3 litra oraz moc maksymalną 80 KM.

Inne rozwiązanie poprawiające osiągi to chłodnica międzystopniowa (intercooler), czyli urządzenie ochładzające powietrze pomiędzy sprężarką a silnikiem. Niższa temperatura powietrza oznacza większą jego gęstość, czyli więcej kilogramów powietrza zostaje wtłoczone do cylindrów. Intercooler stosowany jest jedynie w silnikach doładowanych.

Lata 90. były ostatnią dekadą, kiedy to w Europie nadal popularne były nowe auta osobowe napędzane wolnossącym Dieslem. Lata 2000. to już łabędzi śpiew wolnossących silników wysokoprężnych w osobówkach.

Moment obrotowy

Jak wspomniałem we wcześniejszym rozdziale, wolnossące silniki wysokoprężne nie oferowały jakiegoś przesadnie dużego momentu obrotowego. Innymi słowy, popularne swego czasu wśród samochodziarzy przekonanie, iż silnik Diesla oznacza duży moment obrotowy, wzięło się z turbodoładowanych silników Diesla. W latach 2000. silnik benzynowy stanowiący napęd auta osobowego najczęściej był silnikiem wolnossącym. Natomiast Diesel był już najczęściej turbodoładowany. Przy porównaniu wolnossąca benzyna kontra turbodiesel, silnik wysokoprężny będzie mieć większy moment obrotowy (zakładam zbliżoną pojemność skokową obydwu silników). Jeśli jednak porównać turbodoładowany silnik benzynowy do turbodiesla, to silnik wysokoprężny niekoniecznie będzie mieć większy moment obrotowy.

Czy musi dymić?

Czasami, jadąc za autem z silnikiem Diesla, widać czarną chmurę spalin za rurą wydechową owego auta. Niektórzy samochodziarze argumentują, że tak musi być. Że Diesel musi dymić. Poniżej cytat z książki “Szybkoobrotowe samochodowe silniki Diesel’a“. Jest to książka Alfreda Frąszczaka z 1941 roku. Nawet w tak starej książce autor daje do zrozumienia, że Diesel wcale dymić nie musi. Poniżej odpowiedni cytat:

Dymienie silnika pochodzi więc przeważnie z wadliwego działania poszczególnych części. Winić za to należy kierowcę lub warsztat, który zajmuje się utrzymaniem w porządku silników i dokonuje napraw bieżących. Jak widzimy z przytoczonych wyżej przyczyn dymienia, można ich we wszystkich tych przypadkach uniknąć przez doprowadzenie do należytego stanu działania poszczególnych części. Zadymienie ulic przez takie samochody jest plagą. Nieprawdą jest na co niektórzy się już zgodzili i przyjęli jako zło konieczne, mianowicie, że silnik Diesel’a musi dymić. Gdyby wszyscy kierowcy w porę usuwali przyczyny dymienia, lub o ile sami nie znają działania silnika Diesel’a, zwrócili się z tym do odpowiednich warsztatów, to na pewno sprawa ta uległa by poprawie.

Diesel w USA

Stany Zjednoczone zasadniczo uchodzą za kraj, w którym to auto osobowe z Dieslem pod maską to efemeryda. Jest to zasadniczo prawda, ale kryzys paliwowy lat 70. spowodował, iż nawet w USA zaczęto myśleć o osobówkach z silnikiem Diesla. Dowodem fakt, że w 1979 roku firma Peugeot wygrała przetarg na taksówki dla miast Nowy Jork i Los Angeles. Peugeoty 505 napędzane Dieslem miały zastąpić paliwożerne auta amerykańskie: przetarg opiewał na 1200 aut, po 600 dla każdego miasta. Ostatecznie niewiele wyszło z pomysłu udieslowienia i upeżotowienia floty amerykańskich taksówek: kontakt został zerwany.

Kolejny fakt wskazujący, że nawet Amerykanie zaczęli w latach 70. myśleć o autach osobowych z Dieslem, to rodzina samochodowych silników Diesla opracowana przez Oldsmobile’a (oddział amerykańskiego koncernu General Motors). Owa rodzina składała się z Diesli w układzie V8 i V6, przy czym owe Diesle bazowały w dużej mierze na benzynowym silniku V8 Oldsmobile 350. Motory wysokoprężne Oldsmobile’a produkowane były w latach 1978-1985. Nie uchodziły one za przesadnie udane, głównie ze względu na problemy z oldsmobilowym Dieslem w układzie V8. Istnieje teza, zgodnie z którą problemy silnika Oldmobile Diesel V8, potęgowały niechęć Amerykanów do koncepcji auta osobowego z silnikiem Diesla.

Pamiętać należy, że w USA paliwo było i jest znacznie tańsze niż w Europie. Ot, nasz kontynent jest od dawien dawna mocno opodatkowany, co skutkuje drogim paliwem. Stąd też w USA był i jest mniejszy nacisk na minimalizację zużycia paliwa samochodu, względem Europy. Wystarczy wspomnieć, iż w USA nawet auta używane w charakterze taksówek były napędzane benzynowym silnikiem V8 o pojemności skokowej w okolicach 4-5 litrów. Dla przeciętnego europejskiego samochodziarza taksówka z paliwożernym silnikiem benzynowym to coś mocno egzotycznego.

Dieslowski cytat z książki Kurta Vonneguta

Poniżej fragment książki “Hokus Pokus” autorstwa Kurta Vonneguta, w którym to autor nawiązuje do Diesla Oldsmobile’a. Aby lepiej zrozumieć cytat, warto wiedzieć o tym, że w języku angielskim termin lemon (cytryna) oznacza między innymi auto z defektami.

ZBIORNIK BYŁ PEŁNY, ponieważ był to jedyny samochód z silnikiem Diesla, kiedy to diaspora w Scipio powstała. Był to Cadillac General Motors wprowadzony na rynek mniej więcej w czasie, gdy wykopano nas z Wietnamu. On wciąż tu jest. To była taka cytryna, że ​​równie dobrze można byłoby wybrać się na niedzielną przejażdżkę egipską piramidą.

Należał kiedyś do rodziców kogoś z Tarkington. [Rodzic] szedł na uroczystość wręczenia dyplomu swojej córce, gdy przed kawiarnią Black Cat Cafe doszło do awarii. [samochód] zatrzymywał się już sam z siebie wiele razy pomiędzy tym miejscem a Nowym Jorkiem. Poszedł więc do sklepu z narzędziami, kupił żółtą farbę i pędzel, pomalował wszystko dużymi cytrynami i sprzedał Lyle’owi Hooperowi za dolara.

To był człowiek, który zasiadał w zarządzie General Motors!

Diesel w PRL i III RP

Zasadniczo w demoludach nie produkowano na istotną skalę samochodów z silnikiem Diesla. Można to zresztą dość prosto wytłumaczyć: sporo samochodów z krajów bloku wschodniego, zostało zaprojektowanych w czasach, kiedy to Diesel nie był popularnym rozwiązaniem w aucie osobowym. Istniały jednak pewne wyjątki od tej reguły, vide FSO 125p (czyli późny Duży Fiat) w rzadko spotykanym wariancie z silnikiem Diesla 1.6 konstrukcji Volkswagena.

Ogólnie rzecz ujmując, auto osobowe z silnikiem Diesla, było pożądane w Polsce lat 80. Powód: reglamentacja benzyny. Innymi słowy, mając auto z silnikiem benzynowym, aby dokonać zakupu benzyny, należało mieć nie tylko pieniądze, lecz również kartkę upoważniającą do zakupu benzyny. Natomiast w przypadku zakupu oleju napędowego, nie trzeba było kartki upoważniającej do jego zakupu. Stąd też Mercedesy jeżdżące po drogach Polski Ludowej, najczęściej napędzane były silnikiem wysokoprężnym.

Jeszcze w latach 90. i latach 2000. multum polskich kierowców chciało dieslowskie auto. Powód: wyraźnie niższe zużycie paliwa silnika wysokoprężnego oraz wyraźnie niższa cena samego paliwa. Ot, kiedyś jazda Dieslem była po prostu tańsza od jazdy benzyniakiem. Dodatkowo stare silniki Diesla uchodziły za niezawodne. Można powiedzieć, iż niektóre jednostki Diesla stały się w Polsce wręcz kultowe. Vide Volkswagenowski 1.9 TDI.

Lata 90. oraz lata 2000.

Lata 90. oraz lata 2000. były dobrym okresem dla aut osobowych z Dieslem. Rok 1993 to 17,3% udziału samochodów z Dieslem na europejskim rynku aut osobowych. Rok 2015 to szczyt popularności Diesli w Europie: 52% udziału dieslowozów na rynku europejskich osobówek. Mam nieodparte wrażenie, iż jeszcze nie tak dawno temu wśród dużych samochodów sprzedanych na rynku europejskim (segment D oraz E), jakieś 3/4 z nich napędzane było Dieslem. Były nawet przypadki, kiedy to najmocniejszy silnik oferowany w aucie był silnikiem wysokoprężnym. Powiem więcej, powstawały nawet takie wynalazki jak Diesel V12 przeznaczony do samochodów osobowych (choć jak dla mnie taki silnik nadaje się raczej do czołgu niż do auta osobowego).

Należy pamiętać o pewnym istotnym fakcie: Diesle z lat 2000. mają już wyraźnie lepsze osiągi oraz kulturę pracy względem stosunkowo prostych Diesli z lat 70. i 80. Oczywiście coś za coś. Diesel z lat 2000. jest już najczęściej znacznie bardziej skomplikowany od silnika wysokoprężnego z lat 70. i 80. Skomplikowana konstrukcja niekoniecznie przypadała do gustu nabywców aut używanych: kupując używany samochód, prosta konstrukcja może być zaletą (łatwość dokonywania napraw).

Ot, jeśli idzie o postrzeganie Diesli, sytuacja poniekąd odwróciła się o 180 stopni. Kiedyś to silniki Diesla uchodziły za jednostki napędowe o lepszej niezawodności, względem silników benzynowych. Poniżej cytat z książki „Samochód. Budowa i eksploatacja”. Książka została napisana w latach 50.

Większa pewność działania, ponieważ pompka wtryskowa rzadziej się psuje niż instalacja zapłonowa i gaźnik.

Nie tylko Europa

Dotychczas skupiałem się na Europie. Jednak poza krajami europejskimi, jest również pewien duży pozaeuropejski kraj, gdzie osobówki z Dieslem są popularne: Indie. Można natknąć się na informację, iż w 2012 roku 47% hinduskiego rynku samochodowego, było opanowane przez auta napędzane silnikiem wysokoprężnym. Skąd tak wielka popularność Diesli z Indiach? Ot, olej napędowy jest dotowany przez rząd.

Aczkolwiek ostatnimi laty spada w Indiach popularność aut z Dieslem. Ów spadek związany jest z normami emisji, które to nie są łaskawe dla aut z mało nowoczesnym Dieslem. Podobne zjawisko występuje zresztą również w Europie.

Silnik Diesla a wersja nadwoziowa

Wiele lat temu silnik Diesla nie był stosowany w autach osobowych z nadwoziem coupe oraz kabriolet. Zakładano, iż silnik wysokoprężny o nieprzesadnie dobrej kulturze pracy, nadaje się raczej do wołu roboczego, niż do auta mającego dawać radość z jazdy. Aczkolwiek wraz z rozwojem silników wysokoprężnych, sytuacja zaczęła się zmieniać. Przykładowo, Renault Fuego, coupe z wczesnych lat 80., było już dostępne w wariancie z silnikiem Diesla.

Jeśli idzie o kabriolety z silnikiem Diesla, Audi Cabriolet było dostępne w opcji z silnikiem wysokoprężnym 1.9 TDI. Audi Cabriolet to auto z wczesnych lat 90 i nie udało mi się znaleźć wyraźnie starszego kabrioletu napędzanego Dieslem.

Spadek popularności

Po roku 2015 obserwowany jest w Europie spadek popularności diesloaut. Rok 2020 to 36% udziału aut z Dieslem na rynku samochodów osobowych. Sporo, ale już wyraźnie mniej niż w 2015 roku. Czemu popularność Diesla spada? Między innymi ze względu na bardziej szkodliwy skład diesowskich spalin względem spalin generowanych przez silnik benzynowy. Ot, wszelkiego rodzaju strefy czystego transportu są większym zagrożeniem dla aut z Dieslem, względem tego, w jakim stopniu rugują one samochody napędzane benzyną.

Tutaj warto zauważyć pewną ważną rzecz: czym innym są typowe szkodliwe substancje, takie jak tlenek węgla bądź tlenki azotu, a czym innym dwutlenek węgla. Auto napędzane Dieslem zasadniczo generuje więcej szkodliwych substancji względem benzyniaka. Jednocześnie samochód z silnikiem wysokoprężnym pod maską, generuje mniej dwutlenku węgla, względem auta napędzanego silnikiem benzynowym. Można to zresztą prosto wytłumaczyć: silnik Diesla ma mniejsze zużycie paliwa od silnika benzynowego, a im mniejsze zużycie paliwa, tym mniejsza emisja dwutlenku węgla. Ergo, jeśli chcieć walczyć z globalnym ociepleniem, to rugowanie silników Diesla niekoniecznie jest dobrym pomysłem.