Cylindre. Hvad skal du vide?
Skal en lille bil have 2 cylindre og en stor bil 12? Ville en tre- eller firecylindret motor være bedre til samme model? Ingen af disse spørgsmål har et klart svar.
Emnet om antallet af cylindre i personbilsmotorer dukker op fra tid til anden og giver hver gang udbredt kontrovers. Dybest set sker dette, når der er en vis generel "cylindrisk" tendens. Vi har nu en - der rækker ud til tre- eller endda to-cylindrede motorer, som praktisk talt ikke har været på markedet i flere årtier. Interessant nok gælder reduktionen i antallet af cylindre ikke kun for billige og massebiler, det samme gælder for højere klasser. Der er selvfølgelig stadig biler, som det ikke gælder, for antallet af cylindre i dem er en af de afgørende prestige.
Beslutningen om, hvor mange cylindre motoren i en bestemt bil vil have, træffes på bilens designstadium. Typisk er motorrummet forberedt til motorer med et andet antal cylindre, selvom der er undtagelser. Bilens størrelse er i dette tilfælde af afgørende betydning. Drevet skal være kraftigt nok til at give køretøjet den passende dynamik, og samtidig økonomisk nok til at skille sig ud fra konkurrenterne og opfylde miljøkravene. Generelt ved man, at en lille bil har få cylindre, og en stor har mange. Men hvor specifik? Ser man, antages det i øjeblikket, at de er så få som muligt.
Det drejningsmoment, der kræves for at generere drivkraften på vejhjulene, genereres i hver af cylindrene. Derfor skal et tilstrækkeligt antal af dem tages for at opnå et godt kompromis mellem dynamik og økonomi. I moderne motorer antages det, at det optimale arbejdsvolumen for en cylinder er cirka 0,5-0,6 cm3. En to-cylindret motor skal således have et volumen på cirka 1,0-1,2 liter, en tre-cylindret - 1.5-1.8 og en fire-cylindret - mindst 2.0.
Designere "går dog ned" under denne værdi og tager endda 0,3-0,4 liter, hovedsageligt for at opnå lavere brændstofforbrug og mindre motordimensioner. Lavere brændstofforbrug er et incitament for kunderne, mindre dimensioner betyder mindre vægt og mindre materialeforbrug og dermed lavere produktionsomkostninger. Hvis du reducerer antallet af cylindre og også reducerer deres størrelse, vil du få en enorm gevinst i højvolumenproduktion. Også for miljøet, da bilfabrikker kræver færre materialer og energi.
Hvor kommer den optimale kapacitet på én cylinder på 0,5-0,6 l fra? Afbalancering af bestemte værdier. Jo større cylinderen er, jo mere drejningsmoment vil den producere, men den vil være langsommere. Vægten af de komponenter, der arbejder i cylinderen, såsom stemplet, stempelstiften og plejlstangen, vil være større, så de bliver sværere at flytte. Forøgelsen af hastigheden vil ikke være så effektiv som i en lille cylinder. Jo mindre cylinderen er, jo lettere er det at opnå høje omdrejninger, fordi masserne af stemplet, stempelstiften og plejlstangen er små og accelererer lettere. Men en lille cylinder vil ikke skabe meget drejningsmoment. Derfor er det nødvendigt at acceptere en vis værdi af forskydningen af en cylinder, så begge disse parametre er tilfredsstillende i daglig brug.
Hvis vi tager et enkelt-cylindret arbejdsvolumen på 0,3-0,4 liter, bliver du nødt til på en eller anden måde at "kompensere" for manglen på kraft. I dag gøres dette normalt med en kompressor, normalt en turbolader eller turbolader, og en mekanisk kompressor for at opnå højere drejningsmoment i lavt til mellemområde. Supercharge giver dig mulighed for at "pumpe" en stor dosis luft ind i forbrændingskammeret. Med det får motoren mere ilt og forbrænder brændstof mere effektivt. Momentet stiger og dermed den maksimale effekt, en værdi beregnet ud fra motorens drejningsmoment og RPM. Et ekstra våben fra designere er den direkte indsprøjtning af benzin, som tillader brændende magre brændstof-luftblandinger.
Sådanne små motorer, 2 eller 3 cylindre, med et arbejdsvolumen på 0.8-1.2, er overlegne i forhold til fire-cylindrede motorer, ikke kun i mindre dimensioner, men også i lavere mekanisk modstand og hurtigere at nå driftstemperatur. Dette skyldes, at med hver "cut" cylinder, falder antallet af dele, der skal til for at varme op, samt til at bevæge sig og skabe friktion. Men mindre motorer med færre cylindre har også alvorlige problemer. Det vigtigste er den teknologiske komplikation (direkte indsprøjtning, superladning, nogle gange dobbelt opladning) og effektiviteten, der falder markant med stigende belastning. Det er derfor, de er brændstoføkonomiske med en jævn kørsel i lav- til mellemområdet. Ideelt set med miljøvenlige kørselsprincipper, som endda nogle producenter foreslår. Når kørslen bliver hurtig og dynamisk, og motoren kører ofte, stiger brændstofforbruget eksponentielt. Det sker, at et niveau er højere end for naturligt aspirerede motorer med et stort slagvolumen, et stort antal cylindre og sammenlignelig dynamik.
Redaktionen anbefaler:
- Fiat Tipo. 1.6 MultiJet økonomiversionstest
- Indvendig ergonomi. Sikkerheden afhænger af det!
– Imponerende succes med den nye model. Linjer i saloner!
Ikke underligt, at nogle forsøger at finde andre måder at nå det samme mål på. For eksempel bruges den noget glemte idé om at deaktivere visse cylindre. Ved lav motorbelastning, især ved kørsel med konstant hastighed, er effektbehovet ubetydeligt. En lille bil behøver kun 50 hk for en konstant hastighed på 8 km/t. for at overvinde rullemodstand og aerodynamisk modstand. Cadillac brugte først shutoff-cylindre i deres V8-motorer i 1981, men udfasede dette hurtigt. Så havde Corvetter, Mercedes, Jeeps og Hondaer "aftagelige" cylindre. Ud fra et driftsøkonomisk synspunkt er ideen meget interessant. Når motorbelastningen er lav, holder nogle cylindre op med at fungere, der tilføres ikke brændstof til dem, og tændingen slukkes. En V8-motor bliver enten en V6 eller endda en V4.
Nu er ideen implementeret i en firecylindret. I den seneste udgave vejer yderligere elementer, der deaktiverer to af de fire cylindre, kun 3 kg, og tillægget for systemet er PLN 2000. Da fordelene forbundet med reduceret brændstofforbrug er små (ca. 0,4-0,6 l/100 km, ved konstant langsom kørsel op til 1 l/100 km), anslås det, at der kræves næsten 100 km kørsel for at absorbere. ekstra udgifter. Det er dog værd at bemærke, at slukning af cylindrene ikke modsiger den faktiske reduktion i antallet af cylindre. I "deaktiverede" cylindre er strømmen og tændingen slukket, og ventilerne virker ikke (forbliver lukkede), men stemplerne virker stadig, hvilket skaber friktion. Motorens mekaniske modstand forbliver uændret, hvorfor gevinsten i brændstoføkonomien er så lille ved gennemsnitsmåling. Vægten af drivenheden og antallet af elementer, der skal fremstilles, samles og bringes til driftstemperatur, mens motoren kører, reduceres ikke.
Men dynamik og økonomi er ikke alt. Motorens kultur og lyd er også i høj grad afhængig af antallet af cylindre. Ikke alle købere kan tolerere lyden af en to-cylindret eller tre-cylindret motor. Især da de fleste bilister har vænnet sig til lyden af firecylindrede motorer gennem årene. Det er også vigtigt, kort sagt, at et større antal cylindre bidrager til motorens kultur. Dette skyldes det forskellige niveau af balance i drivenhedernes kranksystemer, som skaber betydelige vibrationer, især i in-line to- og trecylindrede systemer. For at afhjælpe situationen bruger designere balanceaksler.
Fire-cylindret med hensyn til vibrationer opfører sig meget mere anstændigt. Sandsynligvis snart vil vi være i stand til at glemme relativt populære motorer, næsten perfekt afbalancerede og fungerer "fløjlsbløde", såsom V-formet "seks" med en cylindervinkel på 90º. De vil sandsynligvis blive erstattet af mindre og lettere firecylindrede motorer, til glæde for elskere af at "skære" cylindre, eller den såkaldte "downsizing". Lad os se, hvor længe de perfekt kørende V8- og V12-motorer vil beskytte sig selv i eksklusive sedaner og coupéer. Der er allerede de første eksempler på overgangen i næste generation af modellen fra VXNUMX til VXNUMX. Kun motorernes position i supersportsbiler synes indiskutabel, hvor selv seksten cylindre kan tælles.
Ikke en eneste cylinder er sikker på fremtiden. Ønsket om at reducere omkostningerne og miljøet er besat i dag, da det fører til lavere brændstofforbrug og lavere CO2020-udledning. Det er bare, at lavere brændstofforbrug i virkeligheden kun er en teori, der registreres i målecyklusser og bruges til valideringsformål. Og i livet, som i livet, sker det på forskellige måder. Det er dog svært at komme væk fra markedstendenserne. Bilanalytikere forudser, at i 52 vil 1,0 % af de motorer, der produceres i verden, have et slagvolumen på 1,9-150 liter, og de op til XNUMX hk vil nøjes med kun tre cylindre. Lad os håbe, at ingen kommer på ideen om at bygge en XNUMX-cylindret bil.
