Cylindrar. Vad bör du veta?
Ska en liten bil ha 2 cylindrar och en stor bil 12? Skulle en tre- eller fyrcylindrig motor vara bättre för samma modell? Ingen av dessa frågor har ett tydligt svar.
Ämnet om antalet cylindrar i personbilsmotorer dyker upp då och då och orsakar varje gång omfattande kontroverser. I grund och botten händer detta när det finns en viss generell "cylindrisk" trend. Vi har nu en - som sträcker sig till tre- eller till och med tvåcylindriga motorer, som praktiskt taget inte har funnits på marknaden på flera decennier. Intressant nog gäller minskningen av antalet cylindrar inte bara billiga och massbilar, detsamma gäller högre klasser. Naturligtvis finns det fortfarande bilar som detta inte gäller, eftersom antalet cylindrar i dem är en av de avgörande prestigen.
Beslutet om hur många cylindrar motorn i en viss bil kommer att ha tas i designstadiet av bilen. Vanligtvis är motorrummet förberett för motorer med ett annat antal cylindrar, även om det finns undantag. Storleken på bilen i detta fall är av största vikt. Drivningen måste vara tillräckligt kraftfull för att ge fordonet lämplig dynamik, och samtidigt ekonomisk nog att sticka ut från konkurrenterna och uppfylla miljökrav. I allmänhet är det känt att en liten bil har få cylindrar, och en stor har mycket. Men hur specifikt? När man tittar, antas det för närvarande att de är så få som möjligt.
Det vridmoment som krävs för att generera drivkraften på väghjulen genereras i var och en av cylindrarna. Därför måste ett tillräckligt antal av dem tas för att få en bra kompromiss mellan dynamik och ekonomi. I moderna motorer tror man att den optimala arbetsvolymen för en cylinder är ungefär 0,5-0,6 cm3. Således bör en tvåcylindrig motor ha en volym på cirka 1,0-1,2 liter, en trecylindrig - 1.5-1.8 och en fyrcylindrig - minst 2.0.
Men designers "går ner" under detta värde och tar till och med 0,3-0,4 liter, främst för att uppnå lägre bränsleförbrukning och mindre motordimensioner. Lägre bränsleförbrukning är ett incitament för kunderna, mindre dimensioner innebär mindre vikt och mindre materialförbrukning och därmed lägre produktionskostnader. Om du minskar antalet cylindrar och även minskar deras storlek får du en enorm vinst i högvolymproduktion. Även för miljön, då bilfabriker kräver mindre material och energi.
Varifrån kommer den optimala kapaciteten för en cylinder på 0,5-0,6 l? Balansering av vissa värden. Ju större cylinder, desto mer vridmoment kommer den att producera, men det kommer att gå långsammare. Vikten av komponenterna som arbetar i cylindern, såsom kolven, kolvtappen och vevstaken, kommer att vara större, så de blir svårare att flytta. Hastighetsökningen blir inte lika effektiv som i en liten cylinder. Ju mindre cylinder, desto lättare är det att uppnå höga varvtal eftersom massorna av kolven, kolvtappen och vevstaken är små och accelererar lättare. Men en liten cylinder skapar inte mycket vridmoment. Därför är det nödvändigt att acceptera ett visst värde på förskjutningen av en cylinder för att båda dessa parametrar ska vara tillfredsställande i daglig användning.
Om vi tar en encylindrig arbetsvolym på 0,3-0,4 liter, måste du på något sätt "kompensera" för bristen på kraft. Idag görs detta vanligtvis med en kompressor, vanligtvis en turboladdare eller turboladdare, och en mekanisk kompressor för att uppnå högre vridmoment för lågt till mellanregister. Överladdning gör att du kan "pumpa" en stor dos luft in i förbränningskammaren. Med den får motorn mer syre och förbränner bränsle mer effektivt. Vridmomentet ökar och med det maxeffekten, ett värde som beräknas från motorns vridmoment och varvtal. Ett ytterligare vapen från designers är den direkta insprutningen av bensin, vilket möjliggör förbränning av magra bränsle-luftblandningar.
Sådana små motorer, 2 eller 3 cylindrar, med en arbetsvolym på 0.8-1.2, är överlägsna fyrcylindriga motorer, inte bara i mindre dimensioner, utan också i lägre mekaniskt motstånd och snabbare att nå driftstemperaturen. Detta beror på att med varje "cut" cylinder minskar antalet delar som behövs för att värma upp, samt för att flytta och skapa friktion. Men mindre motorer med färre cylindrar har också allvarliga problem. Det viktigaste är den tekniska komplikationen (direktinsprutning, överladdning, ibland dubbelladdning) och effektiviteten som minskar avsevärt med ökande belastning. Det är därför de är bränslesnåla med en mjuk gång i låg- och mellanområdet. Helst med eco-driving principer, som även vissa tillverkare föreslår. När körningen blir snabb och dynamisk, och motorn varvar ofta, ökar bränsleförbrukningen exponentiellt. Det händer att en nivå är högre än för naturligt aspirerade motorer med ett stort slagvolym, ett stort antal cylindrar och jämförbar dynamik.
Redaktionen rekommenderar:
- Fiat Tipo. 1.6 MultiJet ekonomiversionstest
- Invändig ergonomi. Säkerheten beror på det!
– Imponerande framgång för den nya modellen. Kö i salongerna!
Inte konstigt att vissa försöker hitta andra sätt att uppnå samma mål. Till exempel används den något bortglömda idén att inaktivera vissa cylindrar. Vid låga motorbelastningar, speciellt när man kör med konstant hastighet, är kraftbehovet försumbart. En liten bil behöver bara 50 hk för en konstant hastighet på 8 km/h. för att övervinna rullmotstånd och aerodynamiskt motstånd. Cadillac använde först avstängningscylindrar i sina V8-motorer 1981 men fasade snabbt ut detta. Då hade Corvetter, Mercedes, Jeepar och Hondor "avtagbara" cylindrar. Ur driftsekonomins synvinkel är idén mycket intressant. När motorbelastningen är låg slutar vissa cylindrar att fungera, inget bränsle tillförs dem och tändningen stängs av. En V8-motor blir antingen en V6 eller till och med en V4.
Nu har idén implementerats i en fyrcylindrig. I den senaste utgåvan väger ytterligare element som inaktiverar två av de fyra cylindrarna endast 3 kg, och tilläggsavgiften för systemet är PLN 2000 0,4. Eftersom fördelarna med minskad bränsleförbrukning är små (cirka 0,6-100 l / 1 km, med konstant långsam körning upp till 100 l / 100 km) beräknas det krävas nästan XNUMX XNUMX km färd för absorption. ytterligare utgifter. Det är dock värt att notera att avstängning av cylindrarna inte motsäger den faktiska minskningen av antalet cylindrar. I "inaktiverade" cylindrar är strömmen och tändningen avstängda, och ventilerna fungerar inte (förblir stängda), men kolvarna fungerar fortfarande, vilket skapar friktion. Motorns mekaniska motstånd förblir oförändrat, varför vinsten i bränsleekonomi är så liten vid medelvärdestagning. Drivenhetens vikt och antalet element som måste tillverkas, monteras och bringas till driftstemperatur medan motorn är igång reduceras inte.
Men dynamik och ekonomi är inte allt. Motorns kultur och ljud är också till stor del beroende av antalet cylindrar. Inte alla köpare kan tolerera ljudet av en tvåcylindrig eller trecylindrig motor. Speciellt eftersom de flesta förare har vant sig vid ljudet från fyrcylindriga motorer genom åren. Det är också viktigt att, enkelt uttryckt, ett större antal cylindrar bidrar till motorns kultur. Detta beror på den olika balansnivån hos drivenheternas vevsystem, vilket skapar betydande vibrationer, särskilt i två- och trecylindriga system i rad. För att råda bot på situationen använder designers balansaxlar.
Fyrcylindriga när det gäller vibrationer beter sig mycket mer anständigt. Förmodligen kommer vi snart att kunna glömma relativt populära motorer, nästan perfekt balanserade och fungerande "sammetslen", som V-formade "sex" med en cylindervinkel på 90º. De kommer sannolikt att ersättas av mindre och lättare fyrcylindriga motorer, till glädje för älskare av att "klippa" cylindrar, eller den så kallade "downsizing". Låt oss se hur länge de perfekt fungerande V8- och V12-motorerna kommer att skydda sig i exklusiva sedaner och coupéer. Det finns redan de första exemplen på övergången i nästa generation av modellen från VXNUMX till VXNUMX. Endast motorernas position i supersportbilar verkar obestridlig, där till och med sexton cylindrar kan räknas.
Inte en enda cylinder är säker på framtiden. Viljan att minska kostnaderna och miljön är besatt idag, eftersom detta leder till lägre bränsleförbrukning och lägre koldioxidutsläpp. Det är bara det att lägre bränsleförbrukning egentligen bara är en teori som registreras i mätcykler och används i valideringssyfte. Och i livet, som i livet, sker det på olika sätt. Det är dock svårt att komma ifrån marknadstrender. Fordonsanalytiker förutspår att år 2020 kommer 52 % av de motorer som produceras i världen att ha en slagvolym på 1,0-1,9 liter, och de upp till 150 hk kommer att nöja sig med endast tre cylindrar. Låt oss hoppas att ingen kommer på idén att bygga en encylindrig bil.
