سیلندرها چه چیزی باید بدانید؟
آیا یک ماشین کوچک باید 2 سیلندر و یک ماشین بزرگ 12 سیلندر داشته باشد؟ موتور سه یا چهار سیلندر برای همون مدل بهتره؟ هیچ یک از این سوالات پاسخ روشنی ندارند.
موضوع تعداد سیلندر در موتورهای خودروهای سواری هر از گاهی مطرح می شود و هر بار جنجال گسترده ای را به دنبال دارد. اساساً این زمانی اتفاق می افتد که یک روند کلی "اسوانه ای" وجود داشته باشد. ما اکنون یک موتور داریم - موتورهای سه یا حتی دو سیلندر که عملاً چندین دهه است که در بازار وجود نداشته است. جالب اینجاست که کاهش تعداد سیلندر فقط در مورد خودروهای ارزان قیمت و انبوه صدق نمی کند، در کلاس های بالاتر نیز همین امر صدق می کند. البته هنوز خودروهایی وجود دارند که این موضوع در مورد آنها صدق نمی کند، زیرا تعداد سیلندرهای موجود در آنها یکی از اعتبارات تعیین کننده است.
تصمیم گیری در مورد تعداد سیلندرهای موتور یک ماشین خاص در مرحله طراحی ماشین گرفته می شود. به طور معمول، محفظه موتور برای موتورهایی با تعداد سیلندر متفاوت آماده می شود، اگرچه استثنائاتی وجود دارد. اندازه خودرو در این مورد از اهمیت بالایی برخوردار است. درایو باید به اندازه کافی قدرتمند باشد که دینامیک مناسب را برای خودرو فراهم کند و در عین حال به اندازه کافی مقرون به صرفه باشد تا از رقبا متمایز شود و الزامات محیطی را برآورده کند. به طور کلی، مشخص است که یک ماشین کوچک سیلندر کم دارد و یک ماشین بزرگ تعداد زیادی سیلندر دارد. اما چقدر خاص؟ با نگاه کردن، در حال حاضر فرض بر این است که آنها تا حد امکان کم هستند.
گشتاور مورد نیاز برای تولید نیروی محرکه روی چرخ های جاده در هر یک از سیلندرها تولید می شود. بنابراین، باید تعداد کافی از آنها را در نظر گرفت تا به یک مصالحه خوب بین پویایی و اقتصاد دست یافت. در موتورهای مدرن اعتقاد بر این است که حجم کار بهینه یک سیلندر تقریباً 0,5-0,6 سانتی متر مکعب است. بنابراین، یک موتور دو سیلندر باید حجم تقریباً 3-1,0 لیتر، سه سیلندر - 1,2-1.5 و چهار سیلندر - حداقل 1.8 داشته باشد.
با این حال، طراحان به زیر این مقدار "پایین می آیند" و حتی 0,3-0,4 لیتر مصرف می کنند، عمدتا به منظور دستیابی به مصرف سوخت کمتر و ابعاد موتور کوچکتر. مصرف سوخت کمتر مشوقی برای مشتریان است، ابعاد کوچکتر به معنای وزن کمتر و مصرف مواد کمتر و در نتیجه هزینه تولید کمتر است. اگر تعداد سیلندرها را کاهش دهید و همچنین اندازه آنها را کاهش دهید، سود زیادی در تولید حجم بالا خواهید داشت. همچنین برای محیط زیست، زیرا کارخانه های خودروسازی به مواد و انرژی کمتری نیاز دارند.
ظرفیت بهینه یک سیلندر 0,5-0,6 لیتر از کجا می آید؟ متعادل کردن ارزش های خاص هرچه سیلندر بزرگتر باشد، گشتاور بیشتری تولید می کند، اما کندتر خواهد بود. وزن قطعاتی که در سیلندر کار می کنند مانند پیستون، پین پیستون و شاتون بیشتر خواهد بود، بنابراین جابجایی آنها دشوارتر خواهد بود. افزایش سرعت به اندازه یک سیلندر کوچک موثر نخواهد بود. هرچه سیلندر کوچکتر باشد، دستیابی به دور در دقیقه آسان تر است زیرا جرم پیستون، پین پیستون و شاتون کوچک هستند و به راحتی شتاب می گیرند. اما یک سیلندر کوچک گشتاور زیادی ایجاد نخواهد کرد. بنابراین لازم است مقدار معینی از جابجایی یک سیلندر را پذیرفت تا هر دوی این پارامترها در استفاده روزمره رضایت بخش باشند.
اگر حجم کار تک سیلندر را 0,3-0,4 لیتر در نظر بگیریم، باید به نحوی کمبود نیرو را "جبران" کنید. امروزه معمولاً این کار با یک سوپرشارژر، معمولاً یک توربوشارژر یا توربوشارژر، و یک کمپرسور مکانیکی برای دستیابی به گشتاور پایین تا میان برد بالاتر انجام می شود. سوپرشارژ به شما امکان می دهد دوز زیادی از هوا را به داخل محفظه احتراق "پمپ" کنید. با آن، موتور اکسیژن بیشتری دریافت می کند و سوخت را با کارایی بیشتری می سوزاند. گشتاور افزایش می یابد و با آن حداکثر قدرت، مقداری که از گشتاور موتور و RPM محاسبه می شود، افزایش می یابد. یکی دیگر از سلاح های طراحان، تزریق مستقیم بنزین است که امکان سوزاندن مخلوط های سوخت و هوا را فراهم می کند.
چنین موتورهای کوچک 2 یا 3 سیلندر با حجم کاری 0.8-1.2 نه تنها در ابعاد کوچکتر بلکه در مقاومت مکانیکی کمتر و رسیدن سریعتر به دمای کار بر موتورهای چهار سیلندر برتری دارند. زیرا با هر "برش" سیلندر، تعداد قطعات مورد نیاز برای گرم شدن و همچنین حرکت و ایجاد اصطکاک کاهش می یابد. اما موتورهای کوچکتر با سیلندرهای کمتر نیز مشکلات جدی دارند. مهمترین عارضه تکنولوژیکی (تزریق مستقیم، سوپرشارژ، گاهی اوقات شارژ مضاعف) و راندمان است که با افزایش بار به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. به همین دلیل است که آنها با یک سواری نرم در محدوده پایین تا متوسط، مصرف سوخت را بهینه می کنند. ایده آل با اصول رانندگی سازگار با محیط زیست، همانطور که حتی برخی از تولید کنندگان پیشنهاد می کنند. وقتی رانندگی سریع و پویا می شود و دور موتور مکرر می چرخد، مصرف سوخت به طور تصاعدی افزایش می یابد. این اتفاق می افتد که سطح بالاتر از موتورهای تنفس طبیعی با جابجایی زیاد، تعداد سیلندرهای زیاد و دینامیک قابل مقایسه است.
سردبیران توصیه می کنند:
- فیات تیپو تست نسخه اقتصادی 1.6 MultiJet
- ارگونومی داخلی ایمنی به آن بستگی دارد!
- موفقیت چشمگیر مدل جدید. خطوط در سالن ها!
جای تعجب نیست که برخی تلاش می کنند راه های دیگری برای رسیدن به همان هدف بیابند. به عنوان مثال، از ایده تا حدودی فراموش شده غیرفعال کردن سیلندرهای خاص استفاده می شود. در بارهای کم موتور، به ویژه هنگام رانندگی با سرعت ثابت، نیاز به قدرت ناچیز است. یک خودروی کوچک برای سرعت ثابت 50 کیلومتر در ساعت تنها به 8 اسب بخار نیرو نیاز دارد. برای غلبه بر مقاومت غلتشی و کشش آیرودینامیکی. کادیلاک برای اولین بار در سال 8 از سیلندرهای خاموش کننده در موتورهای V1981 خود استفاده کرد اما به سرعت آن را کنار گذاشت. سپس کوروت ها، مرسدس بنز، جیپ و هوندا سیلندرهای "جداشدنی" داشتند. از نقطه نظر اقتصادی عملیات، ایده بسیار جالب است. هنگامی که بار موتور کم است، برخی از سیلندرها کار نمی کنند، هیچ سوختی به آنها نمی رسد و احتراق خاموش می شود. یک موتور V8 یا V6 یا حتی V4 می شود.
اکنون این ایده در چهار سیلندر پیاده سازی شده است. در آخرین نسخه، عناصر اضافی که دو سیلندر از چهار سیلندر را غیرفعال می کنند، تنها 3 کیلوگرم وزن دارند و هزینه اضافی برای سیستم 2000 PLN است. از آنجایی که مزایای مرتبط با کاهش مصرف سوخت اندک است (تقریباً 0,4-0,6 لیتر در 100 کیلومتر، با رانندگی آرام ثابت تا 1 لیتر در 100 کیلومتر)، تخمین زده می شود که تقریباً 100 کیلومتر سفر برای جذب لازم است. هزینه های اضافی. با این حال، شایان ذکر است که خاموش کردن سیلندرها منافاتی با کاهش واقعی تعداد سیلندرها ندارد. در سیلندرهای "غیرفعال"، قدرت و احتراق خاموش است و سوپاپ ها کار نمی کنند (بسته می مانند)، اما پیستون ها همچنان کار می کنند و اصطکاک ایجاد می کنند. مقاومت مکانیکی موتور بدون تغییر باقی می ماند، به همین دلیل است که سود در مصرف سوخت در هنگام میانگین گیری بسیار کم است. وزن واحد محرک و تعداد عناصری که باید در حین کارکرد موتور ساخته، مونتاژ و به دمای کار برسند کاهش نمی یابد.
با این حال، پویایی و اقتصاد همه چیز نیست. فرهنگ و صدای موتور نیز تا حد زیادی به تعداد سیلندرها بستگی دارد. همه خریداران نمی توانند صدای موتور دو سیلندر یا سه سیلندر را تحمل کنند. به خصوص که اکثر رانندگان در طول سال ها به صدای موتورهای چهار سیلندر عادت کرده اند. همچنین مهم است که به بیان ساده، تعداد بیشتر سیلندرها به فرهنگ موتور کمک کند. این به دلیل سطح مختلف تعادل سیستم های میل لنگ واحدهای محرک است که ارتعاشات قابل توجهی را به خصوص در سیستم های دو و سه سیلندر خطی ایجاد می کند. برای اصلاح این وضعیت، طراحان از شفت های متعادل کننده استفاده می کنند.
چهار سیلندر از نظر ارتعاش بسیار مناسب تر عمل می کند. احتمالاً به زودی خواهیم توانست موتورهای نسبتاً محبوب ، تقریباً کاملاً متعادل و "مخملی" را فراموش کنیم ، مانند "شش" V شکل با زاویه سیلندر 90 درجه. احتمالاً با موتورهای چهار سیلندر کوچکتر و سبکتر جایگزین می شوند تا عاشقان «برش» سیلندرها یا به اصطلاح «downsizing» شوند. بیایید ببینیم که موتورهای V8 و V12 کاملاً کارآمد تا چه زمانی از خود در سدان ها و کوپه های انحصاری محافظت می کنند. در حال حاضر اولین نمونه های انتقال در نسل بعدی مدل از VXNUMX به VXNUMX وجود دارد. تنها جایگاه موتورها در خودروهای سوپراسپرت غیرقابل انکار به نظر می رسد، جایی که حتی شانزده سیلندر را می توان شمرد.
حتی یک سیلندر هم از آینده مطمئن نیست. تمایل به کاهش هزینه ها و محیط زیست امروزه وسواس گونه است، زیرا این امر منجر به کاهش مصرف سوخت و کاهش انتشار کربن می شود. فقط مصرف سوخت کمتر در واقع فقط یک تئوری است که در چرخه های اندازه گیری ثبت شده و برای اهداف اعتبار سنجی استفاده می شود. و در زندگی، مانند زندگی، به طرق مختلف اتفاق می افتد. با این حال، دور شدن از روندهای بازار دشوار است. تحلیلگران خودرو پیش بینی می کنند که تا سال 2020، 52 درصد از موتورهای تولید شده در جهان دارای حجم 1,0 تا 1,9 لیتر خواهند بود و موتورهای تا 150 اسب بخار تنها به سه سیلندر بسنده می کنند. بیایید امیدوار باشیم که هیچکس ایده ساخت یک ماشین تک سیلندر را نداشته باشد.
