Cilindri. Šta treba da znate?
Da li mali automobil treba da ima 2 cilindra, a veliki automobil 12? Da li bi motor sa tri ili četiri cilindra bio bolji za isti model? Nijedno od ovih pitanja nema jasan odgovor.
Tema broja cilindara u motorima putničkih automobila pojavljuje se s vremena na vrijeme i svaki put izaziva široku kontroverzu. U osnovi, to se dešava kada postoji određeni opći "cilindrični" trend. Sada imamo jedno - posezanje za tro- ili čak dvocilindričnim motorima, kojih na tržištu već nekoliko decenija praktično nema. Zanimljivo je da se smanjenje broja cilindara ne odnosi samo na jeftine i masovne automobile, isto važi i za više klase. Naravno, još uvijek ima automobila na koje se to ne odnosi, jer je broj cilindara u njima jedan od odlučujućih prestiža.
Odluka o tome koliko će cilindara imati motor određenog automobila donosi se u fazi projektovanja automobila. Tipično, motorni prostor je pripremljen za motore s različitim brojem cilindara, iako postoje izuzeci. Veličina automobila u ovom slučaju je od najveće važnosti. Pogon mora biti dovoljno snažan da osigura vozilu odgovarajuću dinamiku, a istovremeno i dovoljno ekonomičan da se izdvaja od konkurencije i ispunjava ekološke zahtjeve. Općenito, poznato je da mali automobil ima malo cilindara, a veliki puno. Ali koliko konkretno? Gledajući, trenutno se pretpostavlja da ih je što manje.
Obrtni moment potreban za stvaranje pogonske sile na kotačima se stvara u svakom od cilindara. Stoga se mora uzeti dovoljan broj njih kako bi se postigao dobar kompromis između dinamike i ekonomije. U modernim motorima se vjeruje da je optimalna radna zapremina jednog cilindra otprilike 0,5-0,6 cm3. Tako bi dvocilindrični motor trebao imati zapreminu od približno 1,0-1,2 litara, trocilindrični - 1.5-1.8, a četverocilindrični - najmanje 2.0.
Međutim, dizajneri se "spuštaju" ispod ove vrijednosti, uzimajući čak 0,3-0,4 litara, uglavnom kako bi postigli manju potrošnju goriva i manje dimenzije motora. Manja potrošnja goriva je poticaj za kupce, manje dimenzije znače manju težinu i manju potrošnju materijala i samim tim niže troškove proizvodnje. Ako smanjite broj cilindara, ali i njihovu veličinu, dobit ćete ogroman dobitak u proizvodnji velikog obima. Takođe i za životnu sredinu, jer fabrike automobila zahtevaju manje materijala i energije.
Odakle dolazi optimalni kapacitet jednog cilindra od 0,5-0,6 l? Balansiranje određenih vrijednosti. Što je cilindar veći, to će proizvesti veći obrtni moment, ali će biti sporiji. Težina komponenti koje rade u cilindru, kao što su klip, klipnjača i klipnjača, bit će veća, pa će ih biti teže pomicati. Povećanje brzine neće biti tako efikasno kao u malom cilindru. Što je cilindar manji, lakše je postići visoke obrtaje jer su mase klipa, klipnjače i klipnjače male i lakše se ubrzavaju. Ali mali cilindar neće stvoriti veliki obrtni moment. Stoga je potrebno prihvatiti određenu vrijednost zapremine jednog cilindra kako bi oba ova parametra bila zadovoljavajuća u svakodnevnoj upotrebi.
Ako uzmemo radnu zapreminu jednog cilindra od 0,3-0,4 litara, onda ćete morati nekako "nadoknaditi" nedostatak snage. Danas se to obično radi sa kompresorom, obično turbo punjačem ili turbo punjačem, i mehaničkim kompresorom za postizanje većeg obrtnog momenta niskog do srednjeg opsega. Supercharging vam omogućava da "pumpate" veliku dozu zraka u komoru za sagorijevanje. Uz to, motor prima više kisika i efikasnije sagorijeva gorivo. Povećava se obrtni moment, a sa njim i maksimalna snaga, vrednost izračunata iz obrtnog momenta motora i broja obrtaja u minuti. Dodatno oružje dizajnera je direktno ubrizgavanje benzina, koje omogućava sagorijevanje siromašne mješavine goriva i zraka.
Ovako mali motori, 2 ili 3 cilindra, radne zapremine 0.8-1.2, superiorni su u odnosu na četvorocilindrične ne samo u manjim dimenzijama, već i po nižoj mehaničkoj otpornosti i bržem dostizanju radne temperature. To je zato što se sa svakim "prerezanim" cilindrom smanjuje broj dijelova potrebnih za zagrijavanje, kao i za kretanje i stvaranje trenja. Ali i manji motori sa manje cilindara imaju ozbiljne probleme. Najvažnija je tehnološka komplikacija (direktno ubrizgavanje, nadopterećenje, ponekad i dvostruko punjenje) i efikasnost koja značajno opada sa povećanjem opterećenja. Zato su štedljivi uz glatku vožnju u niskom do srednjem opsegu. Idealno sa principima ekološke vožnje, kao što čak i neki proizvođači predlažu. Kada vožnja postane brza i dinamična, a motor se često okreće, potrošnja goriva eksponencijalno raste. Dešava se da je nivo veći nego kod atmosferskih motora sa velikom zapreminom, velikim brojem cilindara i uporedivom dinamikom.
Uredništvo preporučuje:
- Fiat Tipo. 1.6 MultiJet ekonomska verzija testa
- Ergonomija unutrašnjosti. Sigurnost zavisi od toga!
– Impresivan uspeh novog modela. Redovi u salonima!
Nije ni čudo što neki pokušavaju pronaći druge načine za postizanje istog cilja. Na primjer, koristi se pomalo zaboravljena ideja onemogućavanja određenih cilindara. Pri malim opterećenjima motora, posebno kada se vozi konstantnom brzinom, potreba za snagom je zanemarljiva. Malom automobilu treba samo 50 KS za konstantnu brzinu od 8 km/h. za savladavanje otpora kotrljanja i aerodinamičkog otpora. Cadillac je prvi put koristio cilindre za zatvaranje u svojim V8 motorima 1981. godine, ali je to brzo ukinuo. Tada su korvete, mercedesi, džipovi i honde imali „uklonjive“ cilindre. Sa stanovišta ekonomije rada, ideja je vrlo interesantna. Kada je opterećenje motora malo, neki cilindri prestaju da rade, ne dovode im gorivo i paljenje se isključuje. V8 motor postaje V6 ili čak V4.
Sada je ideja implementirana u četverocilindar. U najnovijem izdanju, dodatni elementi koji onemogućuju dva od četiri cilindra su teški samo 3 kg, a doplata za sistem je 2000 PLN. Budući da su koristi povezane sa smanjenom potrošnjom goriva male (otprilike 0,4-0,6 l/100 km, uz konstantnu sporu vožnju do 1 l/100 km), procjenjuje se da je za apsorpciju potrebno skoro 100 km putovanja. dodatni troškovi. Međutim, vrijedno je napomenuti da isključivanje cilindara ne proturječi stvarnom smanjenju broja cilindara. U "onesposobljenim" cilindrima napajanje i paljenje su isključeni, a ventili ne rade (ostaju zatvoreni), ali klipovi i dalje rade, stvarajući trenje. Mehanička otpornost motora ostaje nepromijenjena, zbog čega je dobitak u ekonomičnoj potrošnji goriva tako mali kada se prosječi. Ne smanjuje se težina pogonske jedinice i broj elemenata koji se moraju izraditi, sastaviti i dovesti na radnu temperaturu dok motor radi.
Međutim, dinamika i ekonomija nisu sve. Kultura i zvuk motora također u velikoj mjeri zavise od broja cilindara. Ne mogu svi kupci tolerirati zvuk dvocilindričnog ili trocilindričnog motora. Pogotovo jer se većina vozača godinama navikla na zvuk četverocilindričnih motora. Takođe je važno da, jednostavno rečeno, veći broj cilindara doprinosi kulturi motora. To je zbog različitog nivoa ravnoteže sistema radilica pogonskih jedinica, koji stvaraju značajne vibracije, posebno u linijskim dvo- i trocilindričnim sistemima. Kako bi popravili situaciju, dizajneri koriste osovine za balansiranje.
Četvorocilindrični se u smislu vibracija ponašaju mnogo pristojnije. Vjerovatno ćemo uskoro moći zaboraviti na relativno popularne motore, gotovo savršeno izbalansirane i rade "baršunasto", kao što je "šestica" u obliku slova V sa uglom cilindra od 90º. Vjerovatno će ih zamijeniti manji i lakši četverocilindrični motori, na radost ljubitelja "rezanja" cilindara, odnosno takozvanog "downsizinga". Hajde da vidimo koliko dugo će se V8 i V12 motori koji rade savršeno štititi u ekskluzivnim limuzinama i kupeima. Već postoje prvi primjeri tranzicije u sljedećoj generaciji modela sa VXNUMX na VXNUMX. Neosporan se čini samo pozicija motora u supersportskim automobilima, gdje se može izbrojati i šesnaest cilindara.
Niti jedan cilindar nije siguran u budućnost. Želja za smanjenjem troškova i zaštite okoliša danas je opsesivna, jer to dovodi do manje potrošnje goriva i niže emisije ugljika. Samo što je manja potrošnja goriva zapravo samo teorija zabilježena u ciklusima mjerenja i korištena u svrhu validacije. I u životu, kao iu životu, to se dešava na različite načine. Međutim, teško je pobjeći od tržišnih trendova. Automobilski analitičari predviđaju da će do 2020. godine 52% motora proizvedenih u svijetu imati zapreminu od 1,0-1,9 litara, a oni do 150 KS zadovoljit će se samo sa tri cilindra. Nadajmo se da niko neće doći na ideju da napravi jednocilindrični automobil.
