Cilindri. Kas jums būtu jāzina?
Vai mazam auto ir jābūt 2 cilindriem un lielam 12? Vai trīs vai četru cilindru dzinējs būtu labāks šim pašam modelim? Nevienam no šiem jautājumiem nav skaidras atbildes.
Tēma par cilindru skaitu vieglo automobiļu dzinējos ik pa laikam uzpeld un katru reizi izraisa plašus strīdus. Būtībā tas notiek, ja ir noteikta vispārēja "cilindriska" tendence. Tagad mums ir viens – sniedzas pēc trīs vai pat divu cilindru dzinējiem, kas praktiski nav bijuši tirgū vairākus gadu desmitus. Interesanti, ka cilindru skaita samazināšana neattiecas tikai uz lētām un masveida automašīnām, tas pats attiecas uz augstākām klasēm. Protams, joprojām ir automašīnas, uz kurām tas neattiecas, jo cilindru skaits tajās ir viens no noteicošajiem prestižiem.
Lēmums par to, cik cilindru būs konkrētas automašīnas dzinējam, tiek pieņemts automašīnas projektēšanas stadijā. Parasti motora nodalījums ir sagatavots dzinējiem ar atšķirīgu cilindru skaitu, lai gan ir arī izņēmumi. Automašīnas izmēram šajā gadījumā ir ārkārtīgi liela nozīme. Piedziņai jābūt pietiekami jaudīgai, lai nodrošinātu transportlīdzekli ar atbilstošu dinamiku, un tajā pašā laikā pietiekami ekonomiskai, lai izceltos konkurentu vidū un atbilstu vides prasībām. Vispār ir zināms, ka mazai automašīnai ir maz cilindru, bet lielai - daudz. Bet cik konkrēti? Skatoties, pašlaik tiek pieņemts, ka to ir pēc iespējas mazāk.
Griezes moments, kas nepieciešams, lai radītu piedziņas spēku uz ceļa riteņiem, tiek ģenerēts katrā no cilindriem. Tāpēc ir jāņem pietiekami daudz no tiem, lai iegūtu labu kompromisu starp dinamiku un ekonomiku. Mūsdienu dzinējos tiek uzskatīts, ka viena cilindra optimālais darba tilpums ir aptuveni 0,5-0,6 cm3. Tādējādi divu cilindru dzinēja tilpumam vajadzētu būt aptuveni 1,0–1,2 litriem, trīs cilindru - 1.5–1.8 un četru cilindru - vismaz 2.0.
Taču dizaineri "nolaižas" zem šīs vērtības, paņemot pat 0,3-0,4 litrus, galvenokārt tādēļ, lai panāktu mazāku degvielas patēriņu un mazākus dzinēja izmērus. Mazāks degvielas patēriņš ir stimuls klientiem, mazāki izmēri nozīmē mazāku svaru un mazāku materiālu patēriņu un līdz ar to zemākas ražošanas izmaksas. Samazinot cilindru skaitu un arī to izmērus, jūs iegūsit milzīgu peļņu liela apjoma ražošanā. Arī videi, jo automašīnu rūpnīcām ir nepieciešams mazāk materiālu un enerģijas.
No kurienes nāk optimālā viena cilindra tilpums 0,5-0,6 l? Noteiktu vērtību līdzsvarošana. Jo lielāks ir cilindrs, jo lielāku griezes momentu tas radīs, taču tas būs lēnāks. Cilindrā strādājošo komponentu, piemēram, virzuļa, virzuļa tapas un savienojošā stieņa, svars būs lielāks, tāpēc tos būs grūtāk pārvietot. Ātruma palielināšana nebūs tik efektīva kā mazā cilindrā. Jo mazāks ir cilindrs, jo vieglāk sasniegt augstus apgriezienus, jo virzuļa, virzuļa tapas un savienojošā stieņa masas ir mazas un vieglāk paātrinās. Bet mazs cilindrs neradīs lielu griezes momentu. Tāpēc ir jāpieņem noteikta viena cilindra darba tilpuma vērtība, lai abi šie parametri būtu apmierinoši ikdienas lietošanā.
Ja ņemam viena cilindra darba tilpumu 0,3–0,4 litri, tad jaudas trūkums būs kaut kā “jākompensē”. Mūsdienās to parasti dara ar kompresoru, parasti turbokompresoru vai turbokompresoru, un mehānisko kompresoru, lai sasniegtu augstāku zemas līdz vidējas diapazona griezes momentu. Uzlāde ļauj "iesūknēt" lielu gaisa devu sadegšanas kamerā. Ar to dzinējs saņem vairāk skābekļa un efektīvāk sadedzina degvielu. Palielinās griezes moments un līdz ar to arī maksimālā jauda, vērtība, kas aprēķināta no dzinēja griezes momenta un apgriezieniem minūtē. Papildu dizaineru ierocis ir tiešā benzīna iesmidzināšana, kas ļauj sadedzināt liesus degvielas un gaisa maisījumus.
Šādi mazi dzinēji, 2 vai 3 cilindri, ar darba tilpumu 0.8-1.2, ir pārāki par četrcilindru dzinējiem ne tikai ar mazākiem izmēriem, bet arī ar zemāku mehānisko pretestību un ātrāku darba temperatūras sasniegšanu. Tas ir tāpēc, ka ar katru "nogrieztu" cilindru samazinās detaļu skaits, kas nepieciešamas, lai uzsildītu, kā arī pārvietotos un radītu berzi. Taču arī mazākiem dzinējiem ar mazāku cilindru skaitu ir nopietnas problēmas. Vissvarīgākais ir tehnoloģiskais sarežģījums (tiešā iesmidzināšana, kompresors, dažreiz dubultā uzlāde) un efektivitāte, kas ievērojami samazinās, palielinoties slodzei. Tāpēc tie taupa degvielu ar vienmērīgu braukšanu zemā un vidējā diapazonā. Ideāli ar ekoloģiskas braukšanas principiem, kā to iesaka pat daži ražotāji. Kad braukšana kļūst ātra un dinamiska un dzinējs bieži apgriezienus, degvielas patēriņš palielinās eksponenciāli. Gadās, ka līmenis ir augstāks nekā atmosfēriskajiem dzinējiem ar lielu darba tilpumu, lielu cilindru skaitu un salīdzināmu dinamiku.
Redaktori iesaka:
- Fiat Tipo. 1.6 MultiJet ekonomiskās versijas tests
- Salona ergonomika. No tā ir atkarīga drošība!
– Iespaidīgi jaunā modeļa panākumi. Rindas salonos!
Nav brīnums, ka daži cenšas atrast citus veidus, kā sasniegt to pašu mērķi. Piemēram, tiek izmantota nedaudz aizmirsta ideja par noteiktu cilindru atspējošanu. Pie zemām dzinēja slodzēm, īpaši braucot ar nemainīgu ātrumu, jaudas nepieciešamība ir niecīga. Mazam auto ir nepieciešami tikai 50 ZS, lai nodrošinātu nemainīgu ātrumu 8 km/h. lai pārvarētu rites pretestību un aerodinamisko pretestību. Pirmo reizi Cadillac savos V8 dzinējos izmantoja izslēgšanas cilindrus 1981. gadā, taču ātri to atcēla. Tad Corvette, Mercedes, Jeeps un Hondas bija "noņemami" cilindri. No darbības ekonomikas viedokļa ideja ir ļoti interesanta. Kad dzinēja slodze ir zema, daži cilindri pārstāj darboties, tiem netiek piegādāta degviela un tiek izslēgta aizdedze. V8 dzinējs kļūst par V6 vai pat par V4.
Tagad ideja īstenota četrcilindru formā. Jaunākajā izdevumā papildu elementi, kas atspējo divus no četriem cilindriem, sver tikai 3 kg, un piemaksa par sistēmu ir 2000 PLN. Tā kā ieguvumi, kas saistīti ar samazinātu degvielas patēriņu, ir nelieli (aptuveni 0,4-0,6 l / 100 km, ar pastāvīgu lēnu braukšanu līdz 1 l / 100 km), tiek lēsts, ka absorbcijai ir nepieciešams nobraukt gandrīz 100 XNUMX km. papildu izdevumi. Tomēr ir vērts atzīmēt, ka cilindru izslēgšana nav pretrunā faktiskajam cilindru skaita samazinājumam. "Invalīdu" cilindros ir izslēgta jauda un aizdedze, un vārsti nedarbojas (paliek aizvērti), bet virzuļi joprojām darbojas, radot berzi. Dzinēja mehāniskā pretestība paliek nemainīga, tāpēc degvielas ekonomijas ieguvums, rēķinot vidējos rādītājus, ir tik mazs. Piedziņas agregāta svars un elementu skaits, kas jāizgatavo, jāsamontē un jāsasilda līdz darba temperatūrai, kamēr dzinējs darbojas, netiek samazināts.
Tomēr dinamika un ekonomika nav viss. Arī dzinēja kultūra un skaņa lielā mērā ir atkarīga no cilindru skaita. Ne visi pircēji var paciest divu vai trīs cilindru dzinēja skaņu. Jo īpaši tāpēc, ka lielākā daļa autovadītāju gadu gaitā ir pieraduši pie četrcilindru dzinēju skaņas. Svarīgi ir arī tas, ka, vienkārši sakot, lielāks cilindru skaits veicina dzinēja kultūru. Tas ir saistīts ar atšķirīgo piedziņas bloku kloķsistēmu līdzsvara līmeni, kas rada ievērojamas vibrācijas, īpaši rindas divu un trīs cilindru sistēmās. Lai labotu situāciju, dizaineri izmanto balansēšanas vārpstas.
Četru cilindru vibrācijas ziņā uzvedas daudz pieklājīgāk. Droši vien drīz varēsim aizmirst par salīdzinoši populāriem dzinējiem, gandrīz ideāli sabalansētiem un strādājošiem "samtainiem", piemēram, V-veida "sešiniekiem" ar cilindra leņķi 90º. Tos, visticamāk, nomainīs mazāki un vieglāki četrcilindru dzinēji, par prieku cilindru "griešanas" jeb tā dēvētās "samazināšanas" cienītājiem. Redzēsim, cik ilgi lieliski darbojošie V8 un V12 dzinēji pasargās sevi ekskluzīvos sedanos un kupejos. Jau ir pirmie piemēri pārejai modeļa nākamajā paaudzē no VXNUMX uz VXNUMX. Neapstrīdama šķiet tikai dzinēju pozīcija supersporta mašīnās, kur var saskaitīt pat sešpadsmit cilindrus.
Neviens cilindrs nav pārliecināts par nākotni. Vēlme samazināt izmaksas un apkārtējo vidi mūsdienās ir uzmācīga, jo tādējādi tiek samazināts degvielas patēriņš un oglekļa emisijas. Vienkārši zemāks degvielas patēriņš patiesībā ir tikai teorija, kas reģistrēta mērījumu ciklos un izmantota apstiprināšanas nolūkos. Un dzīvē, tāpat kā dzīvē, notiek dažādi. Tomēr ir grūti atrauties no tirgus tendencēm. Automobiļu analītiķi prognozē, ka līdz 2020. gadam 52% pasaulē ražoto dzinēju darba tilpums būs 1,0-1,9 litri, bet līdz 150 ZS dzinējiem pietiks tikai trīs cilindri. Cerēsim, ka nevienam neienāks doma uzbūvēt viena cilindra automašīnu.
