Hengerek. Mit kell tudni?
Egy kis autónak 2 hengeres, a nagyautónak 12 hengeres legyen? Egy három- vagy négyhengeres motor jobb lenne ugyanahhoz a modellhez? E kérdések egyikére sincs egyértelmű válasz.
A személygépkocsi-motorok hengerszámának témája időről időre előkerül, és minden alkalommal széleskörű vitákat vált ki. Alapvetően ez akkor történik, ha van egy bizonyos általános "hengeres" trend. Mostanra már van egy - három- vagy akár kéthengeres motorokhoz nyúlva, amelyek gyakorlatilag évtizedek óta nem voltak a piacon. Érdekes módon a hengerszám-csökkentés nem csak az olcsó és tömeges autókra vonatkozik, ugyanez vonatkozik a magasabb osztályokra is. Persze még mindig vannak olyan autók, amelyekre ez nem vonatkozik, mert bennük a hengerszám az egyik meghatározó presztízs.
A döntés arról, hogy egy adott autó motorja hány hengeres lesz, az autó tervezési szakaszában születik meg. A motorteret jellemzően különböző hengerszámú motorokhoz készítik elő, bár vannak kivételek. Az autó mérete ebben az esetben kiemelkedően fontos. A hajtásnak elég erősnek kell lennie ahhoz, hogy megfelelő dinamikát biztosítson a járműnek, ugyanakkor elég gazdaságosnak kell lennie ahhoz, hogy kitűnjön a versenytársak közül és megfeleljen a környezetvédelmi követelményeknek. Általában köztudott, hogy egy kis autónak kevés hengere van, a nagynak pedig sok. De mennyire konkrét? Jelenleg azt feltételezik, hogy a lehető legkevesebb.
A közúti kerekekre ható hajtóerő létrehozásához szükséges nyomaték mindegyik hengerben keletkezik. Ezért elegendő mennyiségben kell bevenni, hogy jó kompromisszumot lehessen elérni a dinamika és a gazdaságosság között. A modern motorokban úgy gondolják, hogy egy henger optimális üzemi térfogata körülbelül 0,5-0,6 cm3. Így a kéthengeres motor térfogatának körülbelül 1,0-1,2 liternek, a háromhengeresnek - 1.5-1.8 és a négyhengeresnek - legalább 2.0 liternek kell lennie.
A tervezők azonban ez alá az érték alá "lemennek", 0,3-0,4 litert is elvisznek, főként az alacsonyabb üzemanyag-fogyasztás és a kisebb motorméretek elérése érdekében. Az alacsonyabb üzemanyag-fogyasztás ösztönzi a vásárlókat, a kisebb méretek kisebb súlyt és kisebb anyagfelhasználást, ezáltal alacsonyabb gyártási költségeket jelentenek. Ha csökkenti a hengerek számát és méretét is, hatalmas nyereséget érhet el a nagy volumenű gyártásban. A környezetvédelemért is, mivel az autógyárak kevesebb anyagot és energiát igényelnek.
Honnan jön egy 0,5-0,6 literes henger optimális űrtartalma? Bizonyos értékek egyensúlyozása. Minél nagyobb a henger, annál nagyobb nyomatékot produkál, de lassabb lesz. A hengerben dolgozó alkatrészek, például a dugattyú, a dugattyúcsap és a hajtórúd súlya nagyobb lesz, így nehezebb lesz mozgatni őket. A sebességnövekedés nem lesz olyan hatékony, mint egy kis hengernél. Minél kisebb a henger, annál könnyebben lehet magas fordulatszámot elérni, mert a dugattyú, a dugattyúcsap és a hajtórúd tömege kicsi és könnyebben gyorsul. De egy kis henger nem hoz létre nagy nyomatékot. Ezért el kell fogadni egy henger egy bizonyos lökettérfogatát, hogy mindkét paraméter kielégítő legyen a mindennapi használat során.
Ha 0,3-0,4 literes egyhengeres munkatérfogatot veszünk, akkor valahogyan „kompenzálnia kell” a teljesítmény hiányát. Manapság ezt általában kompresszorral, általában turbófeltöltővel vagy turbófeltöltővel és mechanikus kompresszorral teszik, hogy nagyobb nyomatékot érjenek el az alacsony és közepes tartományban. A feltöltés lehetővé teszi, hogy nagy adag levegőt "pumpáljon" az égéstérbe. Ezzel a motor több oxigént kap, és hatékonyabban égeti el az üzemanyagot. Növekszik a nyomaték és ezzel együtt a maximális teljesítmény is, ami a motor nyomatékából és fordulatszámából számolható érték. A tervezők további fegyvere a benzin közvetlen befecskendezése, amely lehetővé teszi a sovány üzemanyag-levegő keverékek elégetését.
Az ilyen kisméretű, 2 vagy 3 hengeres, 0.8-1.2 munkatérfogatú motorok nemcsak kisebb méretekben, de kisebb mechanikai ellenállásban és gyorsabb üzemi hőmérséklet elérésében is felülmúlják a négyhengeres motorokat. Ennek az az oka, hogy minden egyes "elvágott" hengerrel csökken a felmelegedéshez, valamint a mozgáshoz és a súrlódáshoz szükséges alkatrészek száma. De a kisebb, kevesebb hengeres motorokkal is komoly gondok vannak. A legfontosabb a technológiai bonyolultság (közvetlen befecskendezés, feltöltés, esetenként dupla töltés) és a terhelés növekedésével jelentősen csökkenő hatásfok. Ez az oka annak, hogy üzemanyag-hatékonyak az alacsony és közepes tartományban sima járásukkal. Ideális a környezetbarát vezetési elvekkel, ahogy azt még egyes gyártók is javasolják. Ha a vezetés gyorssá és dinamikussá válik, és a motor gyakran forog, az üzemanyag-fogyasztás exponenciálisan nő. Előfordul, hogy egy szint magasabb, mint a nagy lökettérfogatú, nagy hengerszámú és hasonló dinamikájú szívómotoroké.
A szerkesztők javasolják:
- Fiat Tipo. 1.6 MultiJet gazdaságos verzió teszt
- Belső ergonómia. A biztonság attól függ!
– Az új modell lenyűgöző sikere. Sorok a szalonokban!
Nem csoda, hogy egyesek más módokat próbálnak találni ugyanazon cél elérésére. Például bizonyos hengerek letiltásának kissé elfeledett gondolatát használják. Alacsony motorterhelésnél, különösen állandó fordulatszámon haladva, elhanyagolható a teljesítményigény. Egy kisautónak mindössze 50 LE-re van szüksége 8 km/h állandó sebességhez. a gördülési ellenállás és az aerodinamikai ellenállás leküzdésére. A Cadillac először 8-ben használt elzáró hengereket V1981-as motorjaiban, de ezt gyorsan megszüntette. Aztán a Corvette-ek, Mercedesek, Jeepek és Hondák "kivehető" hengerei voltak. Üzemgazdaságossági szempontból nagyon érdekes az ötlet. Ha a motor terhelése alacsony, néhány henger leáll, nem kapnak üzemanyagot, és kikapcsolják a gyújtást. A V8-as motorból V6-os vagy akár V4-es lesz.
Most négyhengeresben valósították meg az ötletet. A legújabb kiadásban a négy henger közül kettőt letiltó további elemek mindössze 3 kg-ot nyomnak, a rendszer felára pedig 2000 PLN. Mivel a csökkentett üzemanyag-fogyasztással járó előnyök csekélyek (körülbelül 0,4-0,6 l / 100 km, állandó lassú haladással 1 l / 100 km-ig), a becslések szerint közel 100 XNUMX km-t kell megtenni a felszíváshoz. további kiadások. Érdemes azonban megjegyezni, hogy a hengerek kikapcsolása nem mond ellent a hengerek számának tényleges csökkentésének. A "lekapcsolt" hengereknél az áram és a gyújtás ki van kapcsolva, a szelepek nem működnek (zárva maradnak), de a dugattyúk továbbra is működnek, súrlódást okozva. A motor mechanikai ellenállása változatlan marad, ezért átlagolással olyan kicsi az üzemanyag-fogyasztás nyeresége. Nem csökken a meghajtó egység tömege és a legyártandó, összeszerelendő és üzemi hőmérsékletre melegítendő elemek száma, miközben a motor jár.
A dinamika és a gazdaságosság azonban nem minden. A motor kultúrája és hangzása is nagyban függ a hengerek számától. Nem minden vásárló tudja elviselni a két- vagy háromhengeres motor hangját. Főleg, hogy a legtöbb sofőr az évek során hozzászokott a négyhengeres motorok hangjához. Az is fontos, hogy leegyszerűsítve a nagyobb számú henger hozzájáruljon a motor kultúrájához. Ennek oka a hajtóegységek forgattyús rendszereinek eltérő egyensúlyi szintje, amelyek jelentős vibrációt keltenek, különösen a soros két- és háromhengeres rendszerekben. A helyzet orvoslására a tervezők kiegyensúlyozó tengelyeket használnak.
A négyhengeres rezgés szempontjából sokkal tisztességesebben viselkedik. Valószínűleg hamarosan elfelejthetjük a viszonylag népszerű, szinte tökéletesen kiegyensúlyozott és „bársonyosan” működő motorokat, mint például a V-alakú „hatos”, amelynek hengerszöge 90º. Valószínűleg kisebb és könnyebb négyhengeres motorokra cserélik őket, a "hengervágás" vagy az úgynevezett "leépítés" szerelmeseinek örömére. Lássuk, meddig védik magukat a tökéletesen működő V8-as és V12-es motorok az exkluzív szedánokban és kupékban. Már megvannak az első példák a modell következő generációjában a VXNUMX-ről a VXNUMX-re való átállásra. Egyedül a szupersportautók motorjainak helyzete tűnik vitathatatlannak, ahol akár tizenhat hengert is meg lehet számolni.
Egy henger sem biztos a jövőben. A költségek és a környezetvédelem csökkentésének vágya ma már megszállott, mivel ez alacsonyabb üzemanyag-fogyasztáshoz és szén-dioxid-kibocsátáshoz vezet. Csak hát az alacsonyabb üzemanyag-fogyasztás valójában csak egy mérési ciklusokban rögzített elmélet, amelyet validálási célokra használnak. És az életben, akárcsak az életben, ez különböző módon történik. A piaci trendek elől azonban nehéz kikerülni. Gépjárműelemzők azt jósolják, hogy 2020-ra a világon gyártott motorok 52%-a 1,0-1,9 literes lesz, a 150 LE-ig terjedők pedig már csak három hengerrel fognak megelégedni. Reméljük, senkinek sem jut eszébe egyhengeres autó építése.
