Silindrid. Mida peaksite teadma?
Kas väikesel autol peaks olema 2 silindrit ja suurel autol 12? Kas kolme- või neljasilindriline mootor oleks sama mudeli jaoks parem? Ühelgi neist küsimustest pole selget vastust.
Sõiduautode mootorite silindrite arvu teema kerkib aeg-ajalt päevakorda ja põhjustab iga kord laialdast poleemikat. Põhimõtteliselt juhtub see siis, kui on olemas teatud üldine "silindriline" trend. Meil on nüüd üks – ulatudes kolme- või isegi kahesilindriliste mootoriteni, mida pole praktiliselt mitukümmend aastat turul olnud. Huvitaval kombel ei kehti silindrite arvu vähendamine ainult odavatele ja massiautodele, sama kehtib ka kõrgemate klasside kohta. Muidugi on veel autosid, mille kohta see ei kehti, sest silindrite arv neis on üks määravaid prestiiži.
Otsus selle kohta, mitu silindrit konkreetse auto mootoril on, tehakse auto projekteerimisetapis. Tavaliselt on mootoriruum ette valmistatud erineva silindrite arvuga mootorite jaoks, kuigi on ka erandeid. Auto suurus on sel juhul ülimalt oluline. Ajam peab olema piisavalt võimas, et pakkuda sõidukile vastavat dünaamikat, ja samas piisavalt ökonoomne, et konkurentidest eristuda ja keskkonnanõuetele vastata. Üldiselt on teada, et väikesel autol on vähe silindreid ja suurel palju. Aga kui konkreetselt? Vaadates eeldatakse praegu, et neid on võimalikult vähe.
Pöördemoment, mis on vajalik teerataste veojõu tekitamiseks, genereeritakse igas silindris. Seetõttu tuleb dünaamika ja majanduse vahel hea kompromissi saavutamiseks võtta neid piisav arv. Kaasaegsetes mootorites arvatakse, et ühe silindri optimaalne töömaht on ligikaudu 0,5-0,6 cm3. Seega peaks kahesilindrilise mootori maht olema umbes 1,0–1,2 liitrit, kolmesilindrilisel - 1.5–1.8 ja neljasilindrilisel - vähemalt 2.0.
Sellest väärtusest allapoole "minevad" aga disainerid, võttes isegi 0,3-0,4 liitrit, peamiselt selleks, et saavutada väiksem kütusekulu ja väiksemad mootorimõõtmed. Väiksem kütusekulu on klientidele stiimuliks, väiksemad mõõtmed tähendavad väiksemat kaalu ja materjalikulu ning seega madalamaid tootmiskulusid. Kui vähendate silindrite arvu ja ka nende suurust, saate suures mahus tootmises tohutult kasu. Ka keskkonnale, sest autotehased nõuavad vähem materjale ja energiat.
Kust tuleb ühe ballooni optimaalne töömaht 0,5-0,6 l? Teatud väärtuste tasakaalustamine. Mida suurem on silinder, seda rohkem pöördemomenti see toodab, kuid see on aeglasem. Silindris töötavate komponentide, nagu kolb, kolvitihvt ja ühendusvarras, kaal on suurem, mistõttu on neid raskem liigutada. Kiiruse suurendamine ei ole nii tõhus kui väikese silindri puhul. Mida väiksem on silinder, seda lihtsam on saavutada kõrgeid pöördeid, sest kolvi, kolvitihvti ja ühendusvarda massid on väikesed ja kiirenevad kergemini. Kuid väike silinder ei tekita palju pöördemomenti. Seetõttu on vaja leppida ühe silindri nihke teatud väärtusega, et mõlemad parameetrid oleksid igapäevases kasutuses rahuldavad.
Kui võtame ühe silindriga töömahuks 0,3–0,4 liitrit, siis peate võimsuse puudumise kuidagi "kompenseerima". Tänapäeval tehakse seda tavaliselt ülelaaduriga, tavaliselt turboülelaaduriga või turboülelaaduriga, ja mehaanilise kompressoriga, et saavutada kõrgem madala kuni keskmise pöördemoment. Ülelaadimine võimaldab "pumbata" põlemiskambrisse suure annuse õhku. Sellega saab mootor rohkem hapnikku ja põletab kütust tõhusamalt. Suureneb pöördemoment ja koos sellega ka maksimaalne võimsus, mis on mootori pöördemomendi ja pöörete arvu järgi arvutatud väärtus. Disainerite lisarelvaks on bensiini otsesissepritse, mis võimaldab põletada lahja kütuse-õhu segusid.
Sellised väikesed, 2- või 3-silindrilised, töömahuga 0.8-1.2 mootorid on neljasilindrilistest mootoritest üle mitte ainult väiksemate mõõtmete, vaid ka väiksema mehaanilise takistuse ja kiirema töötemperatuuri saavutamise poolest. Seda seetõttu, et iga "lõigatud" silindriga väheneb soojenemiseks, samuti liikumiseks ja hõõrdumise tekitamiseks vajalike osade arv. Kuid väiksemate silindritega mootoritel on ka tõsiseid probleeme. Olulisim on tehnoloogiline keerukus (otsesissepritse, ülelaadimine, vahel ka topeltlaadimine) ja koormuse suurenedes oluliselt vähenev kasutegur. Seetõttu on need kütusesäästlikud ja sujuva sõiduga madalas ja keskmises vahemikus. Ideaalis ökosõidu põhimõtetega, nagu isegi mõned tootjad soovitavad. Kui sõit muutub kiireks ja dünaamiliseks ning mootor teeb sageli pöördeid, suureneb kütusekulu plahvatuslikult. Juhtub, et tase on kõrgem kui suure töömahu, suure silindrite arvu ja võrreldava dünaamikaga vabalthingavatel mootoritel.
Toimetajad soovitavad:
- Fiat Tipo. 1.6 MultiJeti säästuversiooni test
- Sisemine ergonoomika. Ohutus sõltub sellest!
– Uue mudeli muljetavaldav edu. Ridad salongides!
Pole ime, et mõned püüavad leida muid viise sama eesmärgi saavutamiseks. Näiteks kasutatakse mõnevõrra unustatud ideed teatud silindrite väljalülitamiseks. Madalatel mootorikoormustel, eriti püsikiirusel sõites, on võimsusvajadus tühine. Väikeauto vajab püsikiiruseks 50 km/h vaid 8 hj. veeretakistuse ja aerodünaamilise takistuse ületamiseks. Cadillac kasutas esimest korda oma V8 mootorites väljalülitussilindreid 1981. aastal, kuid loobus sellest kiiresti. Siis olid Corvettedel, Mercedestel, Jeepidel ja Hondadel "eemaldatavad" silindrid. Toimimisökonoomika seisukohalt on idee väga huvitav. Kui mootori koormus on madal, lakkavad mõned silindrid töötamast, neile ei anta kütust ja süüde lülitatakse välja. V8 mootorist saab kas V6 või isegi V4.
Nüüd on idee teostatud neljasilindrilisena. Viimases väljaandes kaaluvad lisaelemendid, mis keelavad kaks neljast silindrist, vaid 3 kg ja süsteemi lisatasu on 2000 zlotti. Kuna kütusekulu vähenemisega kaasnev kasu on väike (umbes 0,4-0,6 l / 100 km, pideva aeglase sõidu korral kuni 1 l / 100 km), kulub neeldumiseks hinnanguliselt peaaegu 100 XNUMX km läbimist. lisakulutused. Siiski tasub teada, et silindrite väljalülitamine ei ole vastuolus silindrite arvu tegeliku vähenemisega. "Invaliidiga" silindrites on toide ja süüde välja lülitatud ning klapid ei tööta (jäävad suletuks), kuid kolvid töötavad endiselt, tekitades hõõrdumist. Mootori mehaaniline takistus jääb muutumatuks, mistõttu on kütusesäästu võit keskmistamisel nii väike. Ajami kaal ja elementide arv, mis tuleb mootori töötamise ajal valmistada, kokku panna ja töötemperatuurini viia, ei vähene.
Dünaamika ja majandus pole aga kõik. Mootori kultuur ja hääl sõltub suuresti ka silindrite arvust. Mitte kõik ostjad ei talu kahe- või kolmesilindrilise mootori häält. Seda enam, et enamik juhte on neljasilindriliste mootorite heliga aastatega harjunud. Oluline on ka see, et lihtsalt öeldes aitaks mootori kultuurile kaasa suurem arv silindreid. Selle põhjuseks on ajamisõlmede vändasüsteemide erinev tasakaal, mis tekitab märkimisväärset vibratsiooni, eriti reas kahe- ja kolmesilindrilistes süsteemides. Olukorra parandamiseks kasutavad disainerid tasakaalustusvõlle.
Neljasilindrilised käituvad vibratsiooni poolest palju korralikumalt. Tõenäoliselt võime varsti unustada suhteliselt populaarsed mootorid, mis on peaaegu täiuslikult tasakaalustatud ja töötavad "sametiselt", näiteks V-kujuline "kuue" silindri nurgaga 90º. Tõenäoliselt asendatakse need väiksemate ja kergemate neljasilindriliste mootoritega, silindrite "lõikamise" ehk nn "mahutamise" armastajate rõõmuks. Vaatame, kui kaua täiuslikult töötavad V8 ja V12 mootorid end eksklusiivsetes sedaanides ja kupeedes kaitsevad. Juba on olemas esimesed näited üleminekust mudeli järgmise põlvkonna VXNUMX-ilt VXNUMX-ile. Vaieldamatu tundub vaid mootorite asetus supersportautodel, kus võib kokku lugeda isegi kuusteist silindrit.
Mitte ükski silinder pole tuleviku suhtes kindel. Soov vähendada kulusid ja keskkonda on tänapäeval kinnisideeks, sest see toob kaasa väiksema kütusekulu ja väiksema süsinikuheite. Lihtsalt väiksem kütusekulu on tegelikult vaid teooria, mis registreeritakse mõõtmistsüklites ja mida kasutatakse valideerimise eesmärgil. Ja elus, nagu elus, juhtub seda erineval viisil. Turutrendidest on aga raske eemalduda. Autoanalüütikud ennustavad, et aastaks 2020 on 52% maailmas toodetavatest mootoritest töömahuga 1,0-1,9 liitrit ja kuni 150 hj rahulduvad vaid kolme silindriga. Loodame, et kellelgi ei tule idee ehitada ühesilindriline auto.
