Cilindrai. Ką turėtumėte žinoti?
Ar mažas automobilis turėtų turėti 2 cilindrus, o didelis - 12? Ar tam pačiam modeliui geriau tiktų trijų ar keturių cilindrų variklis? Nė vienas iš šių klausimų neturi aiškaus atsakymo.
Lengvųjų automobilių variklių cilindrų skaičiaus tema kartkartėmis iškyla ir kaskart sukelia plačias diskusijas. Iš esmės taip nutinka tada, kai yra tam tikra bendra „cilindrinė“ tendencija. Dabar turime vieną – siekiame trijų ar net dviejų cilindrų variklių, kurių jau kelis dešimtmečius rinkoje praktiškai nebuvo. Įdomu tai, kad cilindrų skaičiaus mažinimas galioja ne tik pigiems ir masiniams automobiliams, tas pats galioja ir aukštesnėms klasėms. Žinoma, vis dar yra automobilių, kuriems tai negalioja, nes cilindrų skaičius juose yra vienas iš prestižą lemiančių.
Sprendimas, kiek cilindrų turės konkretaus automobilio variklis, priimamas automobilio projektavimo etape. Paprastai variklio skyrius ruošiamas varikliams su skirtingu cilindrų skaičiumi, nors pasitaiko ir išimčių. Automobilio dydis šiuo atveju yra itin svarbus. Pavara turi būti pakankamai galinga, kad suteiktų transporto priemonei atitinkamą dinamiką, ir tuo pačiu pakankamai ekonomiška, kad išsiskirtų iš konkurentų ir atitiktų aplinkosaugos reikalavimus. Apskritai yra žinoma, kad mažas automobilis turi mažai cilindrų, o didelis - daug. Bet kiek konkrečiai? Žvelgiant, šiuo metu manoma, kad jų yra kuo mažiau.
Sukimo momentas, reikalingas kelio ratų varomajai jėgai generuoti, sukuriamas kiekviename cilindre. Todėl, norint pasiekti gerą kompromisą tarp dinamikos ir ekonomikos, reikia paimti pakankamai daug jų. Šiuolaikiniuose varikliuose manoma, kad optimalus vieno cilindro darbinis tūris yra maždaug 0,5-0,6 cm3. Taigi, dviejų cilindrų variklio tūris turėtų būti maždaug 1,0-1,2 litro, trijų cilindrų - 1.5-1.8, o keturių cilindrų - mažiausiai 2.0.
Tačiau dizaineriai „nusileidžia“ žemiau šios vertės, imdami net 0,3–0,4 litro, daugiausia tam, kad būtų mažesnės degalų sąnaudos ir mažesni variklio gabaritai. Mažesnės degalų sąnaudos yra paskata klientams, mažesni matmenys reiškia mažesnį svorį ir mažesnes medžiagų sąnaudas, taigi ir gamybos sąnaudas. Jei sumažinsite cilindrų skaičių ir sumažinsite jų dydį, gausite didžiulį pelną didelės apimties gamyboje. Taip pat ir aplinkai, nes automobilių gamykloms reikia mažiau medžiagų ir energijos.
Iš kur gaunama optimali vieno 0,5-0,6 l cilindro talpa? Subalansuoti tam tikras vertybes. Kuo didesnis cilindras, tuo didesnį sukimo momentą jis sukurs, tačiau jis bus lėtesnis. Cilindre dirbančių komponentų, tokių kaip stūmoklis, stūmoklio kaištis ir švaistiklis, svoris bus didesnis, todėl juos bus sunkiau perkelti. Greičio padidėjimas nebus toks efektyvus kaip mažame cilindre. Kuo mažesnis cilindras, tuo lengviau pasiekti didelius sūkius, nes stūmoklio, stūmoklio kaiščio ir švaistiklio masės yra mažos ir lengviau įsibėgėja. Tačiau mažas cilindras nesukurs didelio sukimo momento. Todėl būtina priimti tam tikrą vieno cilindro darbinio tūrio vertę, kad abu šie parametrai būtų patenkinti kasdieniniame naudojime.
Jei paimsime vieno cilindro darbinį tūrį 0,3–0,4 litro, tada turėsite kažkaip „kompensuoti“ galios trūkumą. Šiandien tai dažniausiai daroma naudojant kompresorių, dažniausiai turbokompresorių arba turbokompresorių, ir mechaninį kompresorių, kad būtų pasiektas didesnis žemos ir vidutinės diapazono sukimo momentas. Pripūtimas leidžia „siurbti“ didelę oro dozę į degimo kamerą. Su juo variklis gauna daugiau deguonies ir efektyviau degina degalus. Sukimo momentas didėja, o kartu ir didžiausia galia, vertė, apskaičiuojama pagal variklio sukimo momentą ir apsukų skaičių. Papildomas konstruktorių ginklas – tiesioginis benzino įpurškimas, leidžiantis deginti liesus kuro-oro mišinius.
Tokie maži, 2 ar 3 cilindrų, 0.8-1.2 darbinio tūrio varikliai yra pranašesni už keturių cilindrų variklius ne tik mažesniais gabaritais, bet ir mažesniu mechaniniu atsparumu bei greičiau pasiekiančia darbinę temperatūrą. Taip yra todėl, kad su kiekvienu „nupjautu“ cilindru mažėja dalių, reikalingų įkaisti, taip pat judėti ir sukurti trintį. Tačiau mažesni varikliai su mažiau cilindrų taip pat turi rimtų problemų. Svarbiausia – technologinė komplikacija (tiesioginis įpurškimas, pripūtimas, kartais dvigubas įkrovimas) ir didėjant apkrovai ženkliai mažėjantis efektyvumas. Štai kodėl jie taupo degalus, nes sklandžiai važiuoja žemoje ir vidutinėje diapazone. Idealiai tinka ekologiško vairavimo principams, kaip siūlo net kai kurie gamintojai. Kai vairavimas tampa greitas ir dinamiškas, o variklis dažnai apsisukinėja, degalų sąnaudos didėja eksponentiškai. Taip atsitinka, kad lygis yra aukštesnis nei natūraliai įsiurbiančių variklių, turinčių didelį darbinį tūrį, daug cilindrų ir panašią dinamiką.
Redaktoriai rekomenduoja:
- Fiat Tipo. 1.6 MultiJet ekonominės versijos testas
- Vidaus ergonomika. Saugumas priklauso nuo to!
– Įspūdinga naujojo modelio sėkmė. Eilės salonuose!
Nenuostabu, kad kai kurie bando rasti kitų būdų pasiekti tą patį tikslą. Pavyzdžiui, naudojama šiek tiek pamiršta idėja išjungti tam tikrus cilindrus. Esant mažoms variklio apkrovoms, ypač važiuojant pastoviu greičiu, galios poreikis yra nereikšmingas. Mažam automobiliui reikia vos 50 AG pastoviam 8 km/h greičiui. įveikti pasipriešinimą riedėjimui ir aerodinaminį pasipriešinimą. Pirmą kartą „Cadillac“ V8 varikliuose uždarymo cilindrus panaudojo 1981 m., tačiau greitai jų atsisakė. Tada „nuimamus“ cilindrus turėjo „Corvette“, „Mercedes“, „Jep“ ir „Hondas“. Eksploatacijos ekonomikos požiūriu idėja labai įdomi. Kai variklio apkrova maža, kai kurie cilindrai nustoja veikti, į juos nepatiekiami degalai, išjungiamas degimas. V8 variklis tampa arba V6, arba net V4.
Dabar idėja įgyvendinta keturių cilindrų. Naujausiame leidime papildomi elementai, išjungiantys du iš keturių cilindrų, sveria tik 3 kg, o priemoka už sistemą – 2000 PLN. Kadangi privalumai, susiję su sumažėjusiomis degalų sąnaudomis, yra nedideli (apie 0,4-0,6 l / 100 km, nuolat lėtai važiuojant iki 1 l / 100 km), apskaičiuota, kad absorbcijai reikia nuvažiuoti beveik 100 XNUMX km. papildomų išlaidų. Tačiau verta pastebėti, kad cilindrų išjungimas neprieštarauja faktiniam cilindrų skaičiaus sumažinimui. „Neįgaliuose“ cilindruose maitinimas ir uždegimas išjungtas, o vožtuvai neveikia (lieka uždaryti), tačiau stūmokliai vis tiek dirba, sukuria trintį. Variklio mechaninis atsparumas išlieka nepakitęs, todėl degalų ekonomijos prieaugis yra toks mažas, skaičiuojant vidurkį. Variklio svoris ir elementų, kuriuos reikia pagaminti, surinkti ir pašildyti iki darbinės temperatūros, kai variklis veikia, skaičius nesumažėja.
Tačiau dinamika ir ekonomika dar ne viskas. Variklio kultūra ir garsas taip pat labai priklauso nuo cilindrų skaičiaus. Ne visi pirkėjai gali toleruoti dviejų ar trijų cilindrų variklio garsą. Juolab kad dauguma vairuotojų bėgant metams priprato prie keturių cilindrų variklių garso. Taip pat svarbu, kad, paprasčiau tariant, didesnis cilindrų skaičius prisideda prie variklio kultūros. Taip yra dėl skirtingo pavaros agregatų alkūninių sistemų balanso lygio, kuris sukuria didelę vibraciją, ypač eilėje dviejų ir trijų cilindrų sistemose. Siekdami ištaisyti situaciją, dizaineriai naudoja balansavimo velenus.
Keturių cilindrų vibracijos atžvilgiu elgiasi daug padoriau. Tikriausiai greitai galėsime pamiršti apie gana populiarius variklius, beveik idealiai subalansuotus ir veikiančius „aksominius“, tokius kaip V formos „šešetukai“, kurių cilindro kampas 90º. Tikėtina, kad juos pakeis mažesni ir lengvesni keturių cilindrų varikliai, džiugindami cilindrų „karpymo“ arba vadinamojo „sumažinimo“ mėgėjus. Pažiūrėkime, kiek laiko puikiai veikiantys V8 ir V12 varikliai apsisaugos išskirtiniuose sedanuose ir kupė. Jau yra pirmieji naujos kartos modelio perėjimo iš VXNUMX į VXNUMX pavyzdžiai. Neginčijama atrodo tik variklių padėtis supersportiniuose automobiliuose, kur galima suskaičiuoti net šešiolika cilindrų.
Nė vienas cilindras nėra tikras dėl ateities. Noras mažinti išlaidas ir aplinką šiandien yra įkyrus, nes tai lemia mažesnes degalų sąnaudas ir anglies dvideginio išmetimą. Tiesiog mažesnės degalų sąnaudos iš tikrųjų yra tik teorija, užfiksuota matavimo ciklais ir naudojama patvirtinimo tikslais. O gyvenime, kaip ir gyvenime, būna įvairiai. Tačiau sunku atitrūkti nuo rinkos tendencijų. Automobilių analitikai prognozuoja, kad iki 2020 metų 52% pasaulyje gaminamų variklių bus 1,0-1,9 litro darbinio tūrio, o iki 150 AG pasitenkins tik trimis cilindrais. Tikėkimės, kad niekam nekils mintis sukurti vieno cilindro automobilį.
