Sylindre. Hva bør du vite?
Skal en liten bil ha 2 sylindre og en stor bil 12? Ville en tre- eller firesylindret motor være bedre for samme modell? Ingen av disse spørsmålene har et klart svar.
Temaet om antall sylindre i personbilmotorer dukker opp fra tid til annen og forårsaker hver gang utbredt kontrovers. I utgangspunktet skjer dette når det er en viss generell "sylindrisk" trend. Vi har nå en - som strekker seg til tre- eller til og med to-sylindrede motorer, som praktisk talt ikke har vært på markedet på flere tiår. Interessant nok gjelder reduksjonen i antall sylindre ikke bare billige og massebiler, det samme gjelder høyere klasser. Selvfølgelig er det fortsatt biler som dette ikke gjelder, fordi antall sylindere i dem er en av de avgjørende prestisje.
Beslutningen om hvor mange sylindre motoren til en bestemt bil vil ha, tas på designstadiet til bilen. Vanligvis er motorrommet forberedt for motorer med et annet antall sylindere, selv om det finnes unntak. Størrelsen på bilen i dette tilfellet er av største betydning. Drivverket må være kraftig nok til å gi kjøretøyet passende dynamikk, og samtidig økonomisk nok til å skille seg ut fra konkurrentene og oppfylle miljøkravene. Generelt er det kjent at en liten bil har få sylindre, og en stor har mye. Men hvor spesifikk? Ser man, er det foreløpig antatt at de er så få som mulig.
Dreiemomentet som kreves for å generere drivkraften på veihjulene, genereres i hver av sylindrene. Derfor må et tilstrekkelig antall av dem tas for å oppnå et godt kompromiss mellom dynamikk og økonomi. I moderne motorer antas det at det optimale arbeidsvolumet til en sylinder er omtrent 0,5-0,6 cm3. Dermed bør en tosylindret motor ha et volum på omtrent 1,0-1,2 liter, en tresylindret - 1.5-1.8 og en firesylindret - minst 2.0.
Imidlertid "går designere ned" under denne verdien, og tar til og med 0,3-0,4 liter, hovedsakelig for å oppnå lavere drivstofforbruk og mindre motordimensjoner. Lavere drivstofforbruk er et insentiv for kundene, mindre dimensjoner betyr mindre vekt og mindre materialforbruk og dermed lavere produksjonskostnader. Hvis du reduserer antall sylindre og i tillegg reduserer størrelsen, vil du få en enorm gevinst i høyvolumsproduksjon. Også for miljøet, da bilfabrikker krever mindre materialer og energi.
Hvor kommer den optimale kapasiteten til én sylinder på 0,5-0,6 l fra? Balansering av visse verdier. Jo større sylinder, jo mer dreiemoment vil den produsere, men det vil være tregere. Vekten av komponentene som fungerer i sylinderen, som stempelet, stempelstiften og koblingsstangen, vil være større, så de vil være vanskeligere å flytte. Hastighetsøkningen vil ikke være like effektiv som i en liten sylinder. Jo mindre sylinder, jo lettere er det å oppnå høye turtall fordi massene til stempel, stempeltapp og koblingsstang er små og akselererer lettere. Men en liten sylinder vil ikke skape mye dreiemoment. Derfor er det nødvendig å akseptere en viss verdi av forskyvningen av en sylinder for at begge disse parameterne skal være tilfredsstillende i daglig bruk.
Hvis vi tar et ensylindret arbeidsvolum på 0,3-0,4 liter, må du på en eller annen måte "kompensere" for mangelen på kraft. I dag gjøres dette vanligvis med en superlader, vanligvis en turbolader eller turbolader, og en mekanisk kompressor for å oppnå høyere dreiemoment på lavt til mellomnivå. Superlading lar deg "pumpe" en stor dose luft inn i forbrenningskammeret. Med den får motoren mer oksygen og forbrenner drivstoff mer effektivt. Dreiemomentet øker og med det maksimal effekt, en verdi beregnet ut fra motorens dreiemoment og turtall. Et ekstra våpen fra designere er direkte injeksjon av bensin, som tillater forbrenning av magre drivstoff-luftblandinger.
Slike små motorer, 2 eller 3 sylindre, med et arbeidsvolum på 0.8-1.2, er overlegne firesylindrede motorer, ikke bare i mindre dimensjoner, men også i lavere mekanisk motstand og raskere å nå driftstemperaturen. Dette er fordi med hver "kuttet" sylinder, reduseres antall deler som trengs for å varme opp, samt for å bevege seg og skape friksjon. Men mindre motorer med færre sylindre har også alvorlige problemer. Det viktigste er den teknologiske komplikasjonen (direkte injeksjon, superlading, noen ganger dobbel lading) og effektiviteten som avtar betydelig med økende belastning. Det er derfor de er drivstoffeffektive med en jevn kjøring i lav- til mellomområdet. Ideelt sett med øko-kjøringsprinsipper, som til og med noen produsenter foreslår. Når kjøringen blir rask og dynamisk, og motoren går ofte, øker drivstofforbruket eksponentielt. Det hender at et nivå er høyere enn for naturlig aspirerte motorer med stor slagvolum, et stort antall sylindre og sammenlignbar dynamikk.
Redaksjonen anbefaler:
- Fiat Tipo. 1.6 MultiJet økonomiversjonstest
- Interiørergonomi. Sikkerheten avhenger av det!
– Imponerende suksess for den nye modellen. Køer i salongene!
Ikke rart at noen prøver å finne andre måter å oppnå det samme målet på. For eksempel brukes den noe glemte ideen om å deaktivere visse sylindre. Ved lav motorbelastning, spesielt ved kjøring med konstant hastighet, er effektbehovet ubetydelig. En liten bil trenger kun 50 hk for en konstant hastighet på 8 km/t. for å overvinne rullemotstand og aerodynamisk motstand. Cadillac brukte først avstengningssylindre i sine V8-motorer i 1981, men faset dette raskt ut. Da hadde Corvetter, Mercedes, Jeeper og Hondaer «avtakbare» sylindre. Fra et driftsøkonomisk synspunkt er ideen veldig interessant. Når motorbelastningen er lav, slutter noen sylindre å fungere, det tilføres ikke drivstoff til dem, og tenningen er slått av. En V8-motor blir enten en V6 eller til og med en V4.
Nå er ideen implementert i en firesylindret. I den siste utgaven veier tilleggselementer som deaktiverer to av de fire sylindrene kun 3 kg, og tillegget for systemet er PLN 2000. Siden fordelene forbundet med redusert drivstofforbruk er små (omtrent 0,4-0,6 l / 100 km, med konstant saktekjøring opp til 1 l / 100 km), er det anslått at det kreves nesten 100 XNUMX km reisevei for absorpsjon. ekstra utgifter. Det er imidlertid verdt å merke seg at å slå av sylindrene ikke motsier den faktiske reduksjonen i antall sylindre. I "deaktiverte" sylindre er strømmen og tenningen av, og ventilene fungerer ikke (forblir stengt), men stemplene fungerer fortsatt, og skaper friksjon. Den mekaniske motstanden til motoren forblir uendret, og det er grunnen til at gevinsten i drivstofføkonomi er så liten ved gjennomsnittsberegning. Vekten av drivenheten og antall elementer som må produseres, monteres og bringes til driftstemperatur mens motoren går, reduseres ikke.
Men dynamikk og økonomi er ikke alt. Kulturen og lyden til motoren er også i stor grad avhengig av antall sylindere. Ikke alle kjøpere tåler lyden av en tosylindret eller tresylindret motor. Spesielt siden de fleste sjåfører har blitt vant til lyden fra firesylindrede motorer opp gjennom årene. Det er også viktig at, enkelt sagt, et større antall sylindre bidrar til kulturen til motoren. Dette skyldes det forskjellige balansenivået til veivsystemene til drivenhetene, som skaper betydelige vibrasjoner, spesielt i to- og tresylindrede systemer i linje. For å avhjelpe situasjonen bruker designere balanseringsaksler.
Fire-sylindret i form av vibrasjoner oppfører seg mye mer anstendig. Sannsynligvis snart vil vi kunne glemme relativt populære motorer, nesten perfekt balansert og fungerer "fløyelsmyke", for eksempel V-formet "seks" med en sylindervinkel på 90º. De vil sannsynligvis bli erstattet av mindre og lettere firesylindrede motorer, til glede for elskere av å "kutte" sylindre, eller den såkalte "downsizing". La oss se hvor lenge de perfekt kjørende V8- og V12-motorene vil beskytte seg selv i eksklusive sedaner og coupéer. Det er allerede de første eksemplene på overgangen i neste generasjon av modellen fra VXNUMX til VXNUMX. Bare posisjonen til motorer i supersportsbiler virker udiskutabel, der til og med seksten sylindre kan telles.
Ikke en eneste sylinder er sikker på fremtiden. Ønsket om å redusere kostnader og miljø er besatt i dag, da dette fører til lavere drivstofforbruk og lavere karbonutslipp. Det er bare at lavere drivstofforbruk egentlig bare er en teori registrert i målesykluser og brukt til valideringsformål. Og i livet, som i livet, skjer det på forskjellige måter. Det er imidlertid vanskelig å komme unna markedstrender. Bilanalytikere spår at innen 2020 vil 52 % av motorene som produseres i verden ha et slagvolum på 1,0-1,9 liter, og de opp til 150 hk vil nøye seg med bare tre sylindre. La oss håpe at ingen kommer på ideen om å bygge en ensylindret bil.
