Цилиндрлер. Нені білу керек?
Кішкентай көлікте 2 цилиндр және үлкен машинада 12 болуы керек пе? Бір модель үшін үш немесе төрт цилиндрлі қозғалтқыш жақсырақ бола ма? Бұл сұрақтардың ешқайсысында нақты жауап жоқ.
Жолаушылар вагондарының қозғалтқыштарындағы цилиндрлер саны туралы тақырып мезгіл-мезгіл пайда болады және әр уақытта кең таралған дау туғызады. Негізінен бұл белгілі бір жалпы «цилиндрлік» үрдіс болған кезде болады. Қазір бізде үш немесе тіпті екі цилиндрлі қозғалтқыштар бар, олар нарықта бірнеше ондаған жылдар бойы іс жүзінде жоқ. Бір қызығы, цилиндрлер санының азаюы тек арзан және жаппай көліктерге ғана қатысты емес, жоғары сыныптарға да қатысты. Әрине, бұл әлі де қолданылмайтын автокөліктер бар, өйткені олардағы цилиндрлердің саны беделді анықтаушылардың бірі болып табылады.
Белгілі бір автомобильдің қозғалтқышында қанша цилиндр болатыны туралы шешім автомобильді жобалау кезеңінде қабылданады. Әдетте, қозғалтқыш бөлігі цилиндрлердің әртүрлі саны бар қозғалтқыштар үшін дайындалады, бірақ ерекше жағдайлар бар. Бұл жағдайда автомобильдің өлшемі өте маңызды. Жетек көлікті тиісті динамикамен қамтамасыз ету үшін жеткілікті қуатты болуы керек және сонымен бірге бәсекелестіктен ерекшеленуі және экологиялық талаптарды қанағаттандыру үшін жеткілікті үнемді болуы керек. Жалпы, шағын көлікте цилиндр аз, ал үлкенде көп болатыны белгілі. Бірақ қаншалықты нақты? Қарап отырсақ, қазіргі уақытта олар мүмкіндігінше аз деп болжануда.
Жол доңғалақтарындағы қозғаушы күшті тудыру үшін қажетті момент цилиндрлердің әрқайсысында жасалады. Сондықтан динамика мен экономика арасында жақсы ымыраға қол жеткізу үшін олардың жеткілікті саны алынуы керек. Қазіргі заманғы қозғалтқыштарда бір цилиндрдің оңтайлы жұмыс көлемі шамамен 0,5-0,6 см3 деп есептеледі. Осылайша, екі цилиндрлі қозғалтқыштың көлемі шамамен 1,0-1,2 литр, үш цилиндрлі - 1.5-1.8, төрт цилиндрлі - кем дегенде 2.0 болуы керек.
Дегенмен, конструкторлар негізінен отын шығынын азайту және қозғалтқыштың кіші өлшемдеріне қол жеткізу үшін тіпті 0,3-0,4 литр алып, осы мәннен төмен «төмендейді». Төмен жанармай тұтыну тұтынушылар үшін ынталандыру болып табылады, кішірек өлшемдер аз салмақ пен аз материалды тұтынуды білдіреді, сондықтан өндіріс шығындарын азайтады. Егер сіз цилиндрлердің санын азайтсаңыз және олардың мөлшерін азайтсаңыз, сіз үлкен көлемдегі өндірісте үлкен пайда аласыз. Сондай-ақ қоршаған орта үшін, өйткені автомобиль зауыттары аз материал мен энергияны қажет етеді.
0,5-0,6 л бір цилиндрдің оңтайлы сыйымдылығы қайдан келеді? Белгілі бір мәндерді теңестіру. Цилиндр неғұрлым үлкен болса, соғұрлым ол момент шығарады, бірақ ол баяуырақ болады. Цилиндрде жұмыс істейтін поршень, поршеньдік түйреуіш және шатун сияқты бөлшектердің салмағы көбірек болады, сондықтан оларды жылжыту қиынырақ болады. Жылдамдықты арттыру кішкентай цилиндрдегідей тиімді болмайды. Цилиндр неғұрлым аз болса, соғұрлым жоғары айналымға жету оңайырақ, өйткені поршень, поршеньдік түйреуіш және шатунның массалары аз және оңайырақ жылдамдатады. Бірақ кішкентай цилиндр көп айналу моментін жасамайды. Сондықтан бұл екі параметр де күнделікті қолдануда қанағаттанарлық болуы үшін бір цилиндрдің орын ауыстыруының белгілі бір мәнін қабылдау қажет.
Егер біз бір цилиндрлі жұмыс көлемін 0,3-0,4 литр алсақ, онда сіз қандай да бір түрде қуат жетіспеушілігін «өтеуіңіз» керек. Бүгінгі күні бұл әдетте жоғары зарядтағышпен, әдетте турбокомпрессормен немесе турбокомпрессормен және жоғары төмен және орта диапазондағы моментке жету үшін механикалық компрессормен жасалады. Супер зарядтау жану камерасына ауаның үлкен дозасын «соруға» мүмкіндік береді. Оның көмегімен қозғалтқыш көбірек оттегін алады және отынды тиімдірек жағады. Айналым моменті артады және онымен бірге максималды қуат, қозғалтқыш моменті мен айналым жылдамдығынан есептелетін мән. Дизайнерлердің қосымша қаруы - майсыз отын-ауа қоспаларын жағуға мүмкіндік беретін бензинді тікелей бүрку.
Мұндай шағын қозғалтқыштар, 2 немесе 3 цилиндрлі, жұмыс көлемі 0.8-1.2, төрт цилиндрлі қозғалтқыштардан кіші өлшемдері бойынша ғана емес, сонымен қатар механикалық кедергісі төмен және жұмыс температурасына жылдамырақ жетуі бойынша артық. Өйткені әрбір «кесілген» цилиндрде қыздыруға, сондай-ақ жылжытуға және үйкелісті жасауға қажетті бөлшектердің саны азаяды. Бірақ цилиндрлері аз шағын қозғалтқыштарда да күрделі мәселелер бар. Ең маңыздысы - технологиялық күрделілік (тікелей айдау, суперзарядтау, кейде қосарланған зарядтау) және жүктеменің жоғарылауымен айтарлықтай төмендейтін тиімділік. Сондықтан олар төмен және орта диапазонда тегіс жүру арқылы жанармай үнемдейді. Ең дұрысы, тіпті кейбір өндірушілер ұсынатындай, эко-жүргізуші принциптерімен. Жүргізу жылдам әрі динамикалық болғанда және қозғалтқыш жиі айналса, отын шығыны экспоненциалды түрде артады. Деңгей үлкен ығысуы, көп цилиндрлер саны және салыстырмалы динамикасы бар атмосфералық қозғалтқыштарға қарағанда жоғары болады.
Редакторлар мыналарды ұсынады:
- Fiat Tipo. 1.6 MultiJet үнемді нұсқа сынағы
- Ішкі эргономика. Қауіпсіздік осыған байланысты!
– Жаңа модельдің таңғаларлық жетістігі. Салондардағы сызықтар!
Кейбіреулер сол мақсатқа жетудің басқа жолдарын іздеп жатқаны таңқаларлық емес. Мысалы, белгілі бір цилиндрлерді өшіру туралы ұмытылған идея қолданылады. Қозғалтқыштың төмен жүктемелерінде, әсіресе тұрақты жылдамдықпен қозғалғанда, қуат қажеттілігі шамалы. Кішкентай көлікке 50 км/сағ тұрақты жылдамдық үшін бар болғаны 8 а.к. қажет. айналу кедергісін және аэродинамикалық кедергіні жеңу үшін. Cadillac алғаш рет 8 жылы V1981 қозғалтқыштарында өшіру цилиндрлерін пайдаланды, бірақ оны тез арада тоқтатты. Содан кейін Corvettes, Mercedes, Jeeps және Hondas «алынбалы» цилиндрлер болды. Жұмыс экономикасы тұрғысынан алғанда идея өте қызықты. Қозғалтқыштың жүктемесі аз болған кезде кейбір цилиндрлер жұмысын тоқтатады, оларға отын берілмейді, тұтану өшеді. V8 қозғалтқышы V6 немесе тіпті V4 болады.
Енді бұл идея төрт цилиндрде жүзеге асырылды. Соңғы басылымда төрт цилиндрдің екеуін өшіретін қосымша элементтердің салмағы небәрі 3 кг, ал жүйе үшін қосымша ақы 2000 PLN құрайды. Жанармай шығынын азайтумен байланысты пайда аз болғандықтан (шамамен 0,4-0,6 л / 100 км, тұрақты баяу жүру 1 л / 100 км дейін), сіңіру үшін шамамен 100 XNUMX км жол қажет деп есептеледі. қосымша шығындар. Дегенмен, баллондарды өшіру цилиндрлер санының нақты азаюына қайшы келмейтінін атап өткен жөн. «Ажыратылған» цилиндрлерде қуат пен тұтану өшірілген, клапандар жұмыс істемейді (жабық қалады), бірақ поршеньдер әлі де жұмыс істейді, үйкеліс тудырады. Қозғалтқыштың механикалық кедергісі өзгеріссіз қалады, сондықтан орташа алғанда отын үнемдеудегі пайда соншалықты аз болады. Қозғалтқыш жұмыс істеп тұрған кезде жетек блогының салмағы және дайындалуы, жиналуы және жұмыс температурасына дейін жеткізілуі керек элементтер саны азаймайды.
Дегенмен, динамика мен экономика бәрі де емес. Қозғалтқыштың мәдениеті мен дыбысы көбінесе цилиндрлердің санына байланысты. Барлық сатып алушылар екі цилиндрлі немесе үш цилиндрлі қозғалтқыштың дыбысына шыдай алмайды. Әсіресе, көптеген жүргізушілер жылдар бойы төрт цилиндрлі қозғалтқыштардың дыбысына үйреніп қалған. Сондай-ақ, қарапайым сөзбен айтқанда, цилиндрлердің көп саны қозғалтқыштың мәдениетіне ықпал ететіні маңызды. Бұл жетекші блоктардың иінді жүйелерінің теңгерімінің әртүрлі деңгейімен түсіндіріледі, олар айтарлықтай тербелістерді тудырады, әсіресе қатардағы екі және үш цилиндрлі жүйелерде. Жағдайды түзету үшін дизайнерлер теңгерімдеуші біліктерді пайдаланады.
Төрт цилиндрлі діріл бойынша өзін әлдеқайда лайықты ұстайды. Бәлкім, жақын арада біз салыстырмалы түрде танымал қозғалтқыштарды ұмыта аламыз, дерлік теңдестірілген және жұмыс істейтін «барқыт», мысалы, цилиндр бұрышы 90º болатын V-тәрізді «алтылық». Олар цилиндрлерді «кесетін» әуесқойларды қуанту үшін немесе «қысқару» деп аталатын кішірек және жеңілірек төрт цилиндрлі қозғалтқыштармен ауыстырылуы мүмкін. Мінсіз жұмыс істейтін V8 және V12 қозғалтқыштары эксклюзивті седандар мен купелерде қанша уақытқа дейін қорғанатынын көрейік. Модельдің келесі буынында VXNUMX-тен VXNUMX-ке өтудің алғашқы мысалдары қазірдің өзінде бар. Тек он алты цилиндрді санауға болатын суперспорттық көліктердегі қозғалтқыштардың орны даусыз болып көрінеді.
Бірде-бір цилиндр болашаққа сенімді емес. Шығындар мен қоршаған ортаны азайтуға деген ұмтылыс бүгінде жанармайдың азаюына және көміртегі шығарындыларының төмендеуіне әкеледі. Бұл жай ғана отын шығынын азайту - бұл өлшеу циклдерінде жазылған және валидация мақсатында қолданылатын теория ғана. Ал өмірде, өмірдегі сияқты, әртүрлі жолмен жүреді. Дегенмен, нарықтық трендтерден алыстау қиын. Автокөлік сарапшылары 2020 жылға қарай әлемде шығарылатын қозғалтқыштардың 52%-ының көлемі 1,0-1,9 литр болатынын, ал 150 а.к.-ге дейінгілері тек үш цилиндрмен ғана қанағаттанатынын болжайды. Бір цилиндрлі автомобиль жасау идеясы ешкімде жоқ деп үміттенейік.
