Κύλινδροι. Τι πρέπει να γνωρίζετε;
Πρέπει ένα μικρό αυτοκίνητο να έχει 2 κυλίνδρους και ένα μεγάλο αυτοκίνητο 12; Ένας τρικύλινδρος ή τετρακύλινδρος κινητήρας θα ήταν καλύτερος για το ίδιο μοντέλο; Καμία από αυτές τις ερωτήσεις δεν έχει ξεκάθαρη απάντηση.
Το θέμα του αριθμού των κυλίνδρων στους κινητήρες των επιβατικών αυτοκινήτων αναδύεται από καιρό σε καιρό και κάθε φορά προκαλεί εκτεταμένη διαμάχη. Βασικά, αυτό συμβαίνει όταν υπάρχει μια ορισμένη γενική «κυλινδρική» τάση. Τώρα έχουμε έναν - που φθάνει στους τρικύλινδρους ή και δικύλινδρους κινητήρες, οι οποίοι πρακτικά δεν κυκλοφορούν στην αγορά εδώ και αρκετές δεκαετίες. Είναι ενδιαφέρον ότι η μείωση του αριθμού των κυλίνδρων δεν ισχύει μόνο για φθηνά και μαζικά αυτοκίνητα, το ίδιο ισχύει και για υψηλότερες κατηγορίες. Φυσικά, υπάρχουν ακόμα αυτοκίνητα για τα οποία αυτό δεν ισχύει, γιατί ο αριθμός των κυλίνδρων σε αυτά είναι ένα από τα καθοριστικά κύρους.
Η απόφαση για το πόσους κυλίνδρους θα έχει ο κινητήρας ενός συγκεκριμένου αυτοκινήτου λαμβάνεται στο στάδιο σχεδιασμού του αυτοκινήτου. Συνήθως, ο χώρος του κινητήρα προετοιμάζεται για κινητήρες με διαφορετικό αριθμό κυλίνδρων, αν και υπάρχουν εξαιρέσεις. Το μέγεθος του αυτοκινήτου σε αυτή την περίπτωση είναι υψίστης σημασίας. Η κίνηση πρέπει να είναι αρκετά ισχυρή ώστε να παρέχει στο όχημα την κατάλληλη δυναμική, και ταυτόχρονα αρκετά οικονομική ώστε να ξεχωρίζει από τον ανταγωνισμό και να ανταποκρίνεται στις περιβαλλοντικές απαιτήσεις. Γενικά, είναι γνωστό ότι ένα μικρό αυτοκίνητο έχει λίγους κυλίνδρους και ένα μεγάλο έχει πολλούς. Πόσο συγκεκριμένο όμως; Κοιτάζοντας, προς το παρόν θεωρείται ότι είναι όσο το δυνατόν λιγότεροι.
Η ροπή που απαιτείται για τη δημιουργία της κινητήριας δύναμης στους τροχούς του δρόμου παράγεται σε κάθε έναν από τους κυλίνδρους. Ως εκ τούτου, πρέπει να ληφθεί επαρκής αριθμός από αυτά προκειμένου να επιτευχθεί ένας καλός συμβιβασμός μεταξύ δυναμικής και οικονομίας. Στους σύγχρονους κινητήρες, πιστεύεται ότι ο βέλτιστος όγκος εργασίας ενός κυλίνδρου είναι περίπου 0,5-0,6 cm3. Έτσι, ένας δικύλινδρος κινητήρας πρέπει να έχει όγκο περίπου 1,0-1,2 λίτρα, ένας τρικύλινδρος - 1.5-1.8 και ένας τετρακύλινδρος - τουλάχιστον 2.0.
Ωστόσο, οι σχεδιαστές «κατεβαίνουν» κάτω από αυτή την τιμή, παίρνοντας ακόμη και 0,3-0,4 λίτρα, κυρίως για να πετύχουν χαμηλότερη κατανάλωση καυσίμου και μικρότερες διαστάσεις κινητήρα. Η χαμηλότερη κατανάλωση καυσίμου αποτελεί κίνητρο για τους πελάτες, οι μικρότερες διαστάσεις σημαίνουν λιγότερο βάρος και λιγότερη κατανάλωση υλικών και συνεπώς χαμηλότερο κόστος παραγωγής. Εάν μειώσετε τον αριθμό των κυλίνδρων και επίσης μειώσετε το μέγεθός τους, θα έχετε τεράστιο κέρδος στην παραγωγή μεγάλου όγκου. Επίσης για το περιβάλλον, καθώς τα εργοστάσια αυτοκινήτων απαιτούν λιγότερα υλικά και ενέργεια.
Από πού προέρχεται η βέλτιστη χωρητικότητα ενός κυλίνδρου 0,5-0,6 λίτρων; Εξισορρόπηση ορισμένων αξιών. Όσο μεγαλύτερος είναι ο κύλινδρος, τόσο περισσότερη ροπή θα παράγει, αλλά θα είναι πιο αργή. Το βάρος των εξαρτημάτων που λειτουργούν στον κύλινδρο, όπως το έμβολο, ο πείρος του εμβόλου και η μπιέλα, θα είναι μεγαλύτερο, επομένως θα είναι πιο δύσκολο να μετακινηθούν. Η αύξηση της ταχύτητας δεν θα είναι τόσο αποτελεσματική όσο σε έναν μικρό κύλινδρο. Όσο μικρότερος είναι ο κύλινδρος, τόσο πιο εύκολο είναι να επιτύχετε υψηλές στροφές, επειδή οι μάζες του εμβόλου, του πείρου του εμβόλου και της μπιέλας είναι μικρές και επιταχύνονται πιο εύκολα. Αλλά ένας μικρός κύλινδρος δεν θα δημιουργήσει μεγάλη ροπή. Επομένως, είναι απαραίτητο να αποδεχθούμε μια ορισμένη τιμή της μετατόπισης ενός κυλίνδρου προκειμένου και οι δύο αυτές παράμετροι να είναι ικανοποιητικές στην καθημερινή χρήση.
Εάν πάρουμε έναν μονοκύλινδρο όγκο εργασίας 0,3-0,4 λίτρων, τότε θα πρέπει με κάποιο τρόπο να "αντισταθμίσετε" την έλλειψη ισχύος. Σήμερα, αυτό γίνεται συνήθως με έναν υπερσυμπιεστή, συνήθως έναν υπερσυμπιεστή ή στροβιλοσυμπιεστή, και έναν μηχανικό συμπιεστή για την επίτευξη υψηλότερης ροπής από χαμηλή έως μεσαία περιοχή. Η υπερφόρτιση σας επιτρέπει να «αντλήσετε» μεγάλη δόση αέρα στον θάλαμο καύσης. Με αυτό, ο κινητήρας λαμβάνει περισσότερο οξυγόνο και καίει το καύσιμο πιο αποτελεσματικά. Η ροπή αυξάνεται και μαζί της η μέγιστη ισχύς, μια τιμή που υπολογίζεται από τη ροπή του κινητήρα και τις σ.α.λ. Ένα επιπλέον όπλο των σχεδιαστών είναι η άμεση έγχυση βενζίνης, η οποία επιτρέπει την καύση άπαχων μιγμάτων καυσίμου-αέρα.
Τέτοιοι μικροί κινητήρες, 2 ή 3 κυλίνδρων, με όγκο εργασίας 0.8-1.2, είναι ανώτεροι από τους τετρακύλινδρους κινητήρες όχι μόνο σε μικρότερες διαστάσεις, αλλά και σε χαμηλότερη μηχανική αντίσταση και ταχύτερη επίτευξη της θερμοκρασίας λειτουργίας. Κι αυτό γιατί με κάθε «κόψιμο» κύλινδρο μειώνεται ο αριθμός των εξαρτημάτων που χρειάζονται για να ζεσταθούν, καθώς και να κινηθούν και να δημιουργηθούν τριβές. Αλλά και μικρότεροι κινητήρες με λιγότερους κυλίνδρους έχουν επίσης σοβαρά προβλήματα. Το πιο σημαντικό είναι η τεχνολογική επιπλοκή (άμεσος ψεκασμός, υπερφόρτιση, μερικές φορές διπλή φόρτιση) και η απόδοση που μειώνεται σημαντικά με την αύξηση του φορτίου. Γι' αυτό είναι οικονομικά αποδοτικά με ομαλή οδήγηση στη χαμηλή έως τη μεσαία εμβέλεια. Ιδανικά με τις αρχές της οικολογικής οδήγησης, όπως προτείνουν ακόμη και ορισμένοι κατασκευαστές. Όταν η οδήγηση γίνεται γρήγορη και δυναμική και ο κινητήρας ανεβάζει στροφές συχνά, η κατανάλωση καυσίμου αυξάνεται εκθετικά. Συμβαίνει ότι ένα επίπεδο είναι υψηλότερο από αυτό των ατμοσφαιρικών κινητήρων με μεγάλο κυβισμό, μεγάλο αριθμό κυλίνδρων και συγκρίσιμη δυναμική.
Οι συντάκτες συνιστούν:
- Fiat Tipo. 1.6 Έλεγχος οικονομικής έκδοσης MultiJet
- Εργονομία εσωτερικού. Η ασφάλεια εξαρτάται από αυτό!
– Εντυπωσιακή επιτυχία του νέου μοντέλου. Γραμμές στα σαλόνια!
Δεν είναι περίεργο που κάποιοι προσπαθούν να βρουν άλλους τρόπους για να πετύχουν τον ίδιο στόχο. Για παράδειγμα, χρησιμοποιείται η κάπως ξεχασμένη ιδέα της απενεργοποίησης ορισμένων κυλίνδρων. Σε χαμηλά φορτία κινητήρα, ειδικά όταν οδηγείτε με σταθερή ταχύτητα, η απαίτηση ισχύος είναι αμελητέα. Ένα μικρό αυτοκίνητο χρειάζεται μόνο 50 ίππους για σταθερή ταχύτητα 8 km/h. για να ξεπεραστεί η αντίσταση κύλισης και η αεροδυναμική αντίσταση. Η Cadillac χρησιμοποίησε για πρώτη φορά κυλίνδρους απενεργοποίησης στους V8 κινητήρες της το 1981, αλλά γρήγορα το κατάργησε. Τότε οι Κορβέτες, οι Mercedes, τα Jeep και τα Honda είχαν «αφαιρούμενους» κυλίνδρους. Από την άποψη των οικονομικών της λειτουργίας, η ιδέα είναι πολύ ενδιαφέρουσα. Όταν το φορτίο του κινητήρα είναι χαμηλό, ορισμένοι κύλινδροι σταματούν να λειτουργούν, δεν παρέχεται καύσιμο σε αυτούς και η ανάφλεξη σβήνει. Ένας κινητήρας V8 γίνεται είτε V6 είτε ακόμα και V4.
Τώρα η ιδέα έχει υλοποιηθεί σε τετρακύλινδρο. Στην τελευταία έκδοση, τα πρόσθετα στοιχεία που απενεργοποιούν τους δύο από τους τέσσερις κυλίνδρους ζυγίζουν μόνο 3 κιλά και η επιπλέον χρέωση για το σύστημα είναι 2000 PLN. Δεδομένου ότι τα οφέλη που συνδέονται με τη μειωμένη κατανάλωση καυσίμου είναι μικρά (περίπου 0,4-0,6 l / 100 km, με σταθερή αργή οδήγηση έως 1 l / 100 km), υπολογίζεται ότι απαιτούνται σχεδόν 100 km διαδρομής για την απορρόφηση. πρόσθετα έξοδα. Ωστόσο, αξίζει να σημειωθεί ότι η απενεργοποίηση των κυλίνδρων δεν έρχεται σε αντίθεση με την πραγματική μείωση του αριθμού των κυλίνδρων. Στους κυλίνδρους «απενεργοποιημένους», η ισχύς και η ανάφλεξη είναι απενεργοποιημένες και οι βαλβίδες δεν λειτουργούν (παραμένουν κλειστές), αλλά τα έμβολα εξακολουθούν να λειτουργούν, δημιουργώντας τριβές. Η μηχανική αντίσταση του κινητήρα παραμένει αμετάβλητη, γι' αυτό και το κέρδος στην οικονομία καυσίμου είναι τόσο μικρό κατά τον μέσο όρο. Το βάρος της μονάδας κίνησης και ο αριθμός των στοιχείων που πρέπει να κατασκευαστούν, να συναρμολογηθούν και να έρθουν σε θερμοκρασία λειτουργίας ενώ ο κινητήρας λειτουργεί δεν μειώνονται.
Ωστόσο, η δυναμική και η οικονομία δεν είναι το παν. Η κουλτούρα και ο ήχος του κινητήρα εξαρτώνται επίσης σε μεγάλο βαθμό από τον αριθμό των κυλίνδρων. Δεν μπορούν όλοι οι αγοραστές να ανεχθούν τον ήχο ενός δικύλινδρου ή τρικύλινδρου κινητήρα. Ειδικά αφού οι περισσότεροι οδηγοί έχουν συνηθίσει με τα χρόνια τον ήχο των τετρακύλινδρων κινητήρων. Είναι επίσης σημαντικό ότι, με απλά λόγια, ένας μεγαλύτερος αριθμός κυλίνδρων συμβάλλει στην κουλτούρα του κινητήρα. Αυτό οφείλεται στο διαφορετικό επίπεδο ισορροπίας των συστημάτων στροφάλου των μονάδων μετάδοσης κίνησης, τα οποία δημιουργούν σημαντικούς κραδασμούς, ειδικά σε δικύλινδρα συστήματα σε σειρά. Για να διορθώσουν την κατάσταση, οι σχεδιαστές χρησιμοποιούν άξονες εξισορρόπησης.
Οι τετρακύλινδροι από πλευράς κραδασμών συμπεριφέρονται πολύ πιο αξιοπρεπώς. Μάλλον σύντομα θα μπορέσουμε να ξεχάσουμε τους σχετικά δημοφιλείς κινητήρες, σχεδόν τέλεια ισορροπημένους και λειτουργικούς «βελούδινους», όπως το «έξι» σε σχήμα V με γωνία κυλίνδρου 90º. Είναι πιθανό να αντικατασταθούν από μικρότερους και ελαφρύτερους τετρακύλινδρους κινητήρες, προς τέρψη των λάτρεις του «κόψιμο» κυλίνδρων, ή του λεγόμενου «downsizing». Ας δούμε πόσο καιρό θα προστατεύονται οι άριστα λειτουργικοί κινητήρες V8 και V12 σε αποκλειστικά σεντάν και κουπέ. Υπάρχουν ήδη τα πρώτα παραδείγματα της μετάβασης στην επόμενη γενιά του μοντέλου από VXNUMX σε VXNUMX. Αδιαμφισβήτητη φαίνεται μόνο η θέση των κινητήρων στα supersport αυτοκίνητα, όπου μπορούν να μετρηθούν ακόμη και δεκαέξι κύλινδροι.
Ούτε ένας κύλινδρος δεν είναι σίγουρος για το μέλλον. Η επιθυμία μείωσης του κόστους και του περιβάλλοντος είναι εμμονική σήμερα, καθώς αυτό οδηγεί σε χαμηλότερη κατανάλωση καυσίμου και χαμηλότερες εκπομπές άνθρακα. Απλώς η χαμηλότερη κατανάλωση καυσίμου είναι στην πραγματικότητα απλώς μια θεωρία που καταγράφεται σε κύκλους μέτρησης και χρησιμοποιείται για σκοπούς επικύρωσης. Και στη ζωή, όπως και στη ζωή, συμβαίνει με διαφορετικούς τρόπους. Ωστόσο, είναι δύσκολο να ξεφύγουμε από τις τάσεις της αγοράς. Οι αναλυτές αυτοκινήτων προβλέπουν ότι μέχρι το 2020, το 52% των κινητήρων που παράγονται στον κόσμο θα έχουν κυβισμό 1,0-1,9 λίτρων και όσοι έως τους 150 ίππους θα αρκούνται σε τρεις μόνο κυλίνδρους. Ας ελπίσουμε ότι κανείς δεν θα έχει την ιδέα της κατασκευής ενός μονοκύλινδρου αυτοκινήτου.
