الاسطوانات. ماذا يجب ان تعرف؟
هل يجب أن تحتوي السيارة الصغيرة على 2 اسطوانة والسيارة الكبيرة 12؟ هل سيكون محرك ثلاث أو أربع أسطوانات أفضل لنفس الطراز؟ ليس لدى أي من هذه الأسئلة إجابة واضحة.
ينبثق موضوع عدد الأسطوانات في محركات سيارات الركاب من وقت لآخر وفي كل مرة يثير جدلاً واسع النطاق. يحدث هذا بشكل أساسي عندما يكون هناك اتجاه عام "أسطواني". لدينا الآن محرك واحد - يصل إلى محركات ثلاثية أو حتى ثنائية الأسطوانات ، والتي لم تكن موجودة في السوق منذ عدة عقود. ومن المثير للاهتمام ، أن تقليل عدد الأسطوانات لا ينطبق فقط على السيارات الرخيصة وذات الحجم الكبير ، وينطبق الشيء نفسه على الفئات الأعلى. بالطبع ، لا تزال هناك سيارات لا ينطبق عليها هذا ، لأن عدد الأسطوانات الموجودة فيها هو أحد الهيبة الحاسمة.
يتم اتخاذ القرار بشأن عدد الأسطوانات التي سيحتوي عليها محرك سيارة معينة في مرحلة تصميم السيارة. عادةً ما يتم إعداد حجرة المحرك للمحركات ذات عدد مختلف من الأسطوانات ، على الرغم من وجود استثناءات. حجم السيارة في هذه الحالة له أهمية قصوى. يجب أن يكون محرك الأقراص قويًا بما يكفي لتزويد السيارة بالديناميكيات المناسبة ، وفي الوقت نفسه اقتصاديًا بما يكفي للتميز عن المنافسة وتلبية المتطلبات البيئية. بشكل عام ، من المعروف أن السيارة الصغيرة بها عدد قليل من الأسطوانات ، والسيارة الكبيرة بها الكثير. لكن ما مدى الدقة؟ بالنظر ، يُفترض حاليًا أنها قليلة قدر الإمكان.
يتم إنشاء العزم المطلوب لتوليد القوة الدافعة على عجلات الطريق في كل من الأسطوانات. لذلك ، يجب أخذ عدد كاف منهم من أجل الحصول على حل وسط جيد بين الديناميكيات والاقتصاد. في المحركات الحديثة ، يُعتقد أن حجم العمل الأمثل لأسطوانة واحدة يبلغ حوالي 0,5-0,6 سم 3. وبالتالي ، يجب أن يكون حجم المحرك ثنائي الأسطوانات 1,0-1,2 لترًا تقريبًا ، وثلاث أسطوانات - 1.5-1.8 ، وأربع أسطوانات - 2.0 على الأقل.
ومع ذلك ، فإن المصممين "ينزلون" عن هذه القيمة ، حتى أنهم يأخذون 0,3-0,4 لتر ، وذلك أساسًا من أجل تحقيق استهلاك أقل للوقود وأبعاد أصغر للمحرك. يعد استهلاك الوقود المنخفض حافزًا للعملاء ، بينما تعني الأبعاد الأصغر وزنًا أقل واستهلاكًا أقل للمواد وبالتالي تقليل تكاليف الإنتاج. إذا قمت بتقليل عدد الأسطوانات وتقليل حجمها أيضًا ، فستحصل على مكاسب كبيرة في الإنتاج الكبير الحجم. أيضًا من أجل البيئة ، حيث تتطلب مصانع السيارات مواد وطاقة أقل.
من أين تأتي السعة المثلى لأسطوانة واحدة 0,5-0,6 لتر؟ موازنة قيم معينة. كلما كبرت الاسطوانة ، زاد عزم الدوران الذي ستنتجه ، لكنها ستكون أبطأ. سيكون وزن المكونات العاملة في الأسطوانة ، مثل المكبس ، ودبوس المكبس ، وقضيب التوصيل ، أكبر ، لذا سيكون من الصعب تحريكها. لن تكون الزيادة في السرعة بنفس فعالية الأسطوانة الصغيرة. كلما كانت الأسطوانة أصغر ، كان من الأسهل تحقيق عدد دورات مرتفع في الدقيقة لأن كتل المكبس ودبوس المكبس وقضيب التوصيل صغيرة وتتسارع بسهولة أكبر. لكن الأسطوانة الصغيرة لن تخلق الكثير من عزم الدوران. لذلك ، من الضروري قبول قيمة معينة لإزاحة أسطوانة واحدة حتى تكون كلتا المعلمتين مرضيتين في الاستخدام اليومي.
إذا أخذنا حجم عمل أحادي الأسطوانة من 0,3 إلى 0,4 لتر ، فسيتعين عليك "تعويض" نقص الطاقة بطريقة أو بأخرى. اليوم ، يتم ذلك عادةً باستخدام شاحن فائق ، عادة ما يكون شاحن توربيني أو شاحن توربيني ، وضاغط ميكانيكي لتحقيق عزم دوران منخفض إلى متوسط المدى. يسمح لك الشحن الفائق "بضخ" جرعة كبيرة من الهواء في غرفة الاحتراق. مع ذلك ، يتلقى المحرك المزيد من الأكسجين ويحرق الوقود بشكل أكثر كفاءة. يزيد عزم الدوران ومعه القوة القصوى ، وهي قيمة محسوبة من عزم دوران المحرك وعدد الدورات في الدقيقة. سلاح إضافي للمصممين هو الحقن المباشر للبنزين ، والذي يسمح بحرق خليط الوقود والهواء.
هذه المحركات الصغيرة ، 2 أو 3 أسطوانات ، بحجم تشغيل يبلغ 0.8-1.2 ، تتفوق على المحركات ذات الأربع أسطوانات ، ليس فقط في الأبعاد الأصغر ، ولكن أيضًا في المقاومة الميكانيكية المنخفضة والوصول إلى درجة حرارة التشغيل بشكل أسرع. هذا لأنه مع كل أسطوانة "مقطوعة" ، يتناقص عدد الأجزاء اللازمة للتسخين ، وكذلك للتحرك وخلق الاحتكاك. لكن المحركات الأصغر ذات الأسطوانات الأقل تعاني أيضًا من مشاكل خطيرة. الأهم هو التعقيد التكنولوجي (الحقن المباشر ، الشحن الفائق ، الشحن المزدوج في بعض الأحيان) والكفاءة التي تقل بشكل ملحوظ مع زيادة الحمل. هذا هو السبب في أنها موفرة للوقود مع قيادة سلسة في المدى المنخفض إلى المتوسط. من الناحية المثالية مع مبادئ القيادة البيئية ، كما يقترح حتى بعض الشركات المصنعة. عندما تصبح القيادة سريعة وديناميكية ، ودوران المحرك بشكل متكرر ، يزداد استهلاك الوقود بشكل كبير. يحدث أن يكون المستوى أعلى من مستوى المحركات ذات السحب الطبيعي ذات الإزاحة الكبيرة وعدد كبير من الأسطوانات وديناميكيات مماثلة.
يوصي المحررون بما يلي:
- فيات تيبو. 1.6 اختبار إصدار الاقتصاد MultiJet
- بيئة العمل الداخلية. تعتمد السلامة على ذلك!
- نجاح باهر للنموذج الجديد. خطوط في الصالونات!
لا عجب أن البعض يحاول إيجاد طرق أخرى لتحقيق نفس الهدف. على سبيل المثال ، يتم استخدام الفكرة المنسية نوعًا ما لتعطيل بعض الأسطوانات. في حالة الأحمال المنخفضة للمحرك ، خاصة عند القيادة بسرعة ثابتة ، فإن متطلبات الطاقة لا تذكر. تحتاج السيارة الصغيرة إلى 50 حصان فقط لسرعة ثابتة تبلغ 8 كم / ساعة. للتغلب على مقاومة التدحرج والسحب الديناميكي الهوائي. استخدمت كاديلاك أسطوانات الإغلاق لأول مرة في محركاتها V8 في عام 1981 لكنها سرعان ما تخلصت من ذلك. ثم كان لدى طرادات ومرسيدس وسيارات جيب وهوندا أسطوانات "قابلة للإزالة". من وجهة نظر اقتصاديات العملية ، الفكرة مثيرة جدا للاهتمام. عندما يكون حمل المحرك منخفضًا ، تتوقف بعض الأسطوانات عن العمل ولا يتم تزويدها بالوقود ويتم إيقاف تشغيل الإشعال. يصبح محرك V8 إما محرك V6 أو حتى V4.
الآن تم تنفيذ الفكرة في أربع أسطوانات. في الإصدار الأخير ، تزن العناصر الإضافية التي تعطل اثنين من الأسطوانات الأربعة 3 كجم فقط ، وتبلغ التكلفة الإضافية للنظام 2000 زلوتي بولندي. نظرًا لأن الفوائد المرتبطة بانخفاض استهلاك الوقود صغيرة (حوالي 0,4-0,6 لتر / 100 كم ، مع القيادة البطيئة المستمرة حتى 1 لتر / 100 كم) ، يُقدر أن هناك حاجة إلى ما يقرب من 100 كيلومتر من السفر للاستيعاب. نفقات إضافية. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن إيقاف تشغيل الأسطوانات لا يتعارض مع التخفيض الفعلي في عدد الأسطوانات. في الأسطوانات "المعطلة" ، يتم إيقاف الطاقة والاشتعال ، ولا تعمل الصمامات (تظل مغلقة) ، لكن المكابس لا تزال تعمل ، مما يؤدي إلى حدوث احتكاك. تظل المقاومة الميكانيكية للمحرك دون تغيير ، وهذا هو السبب في أن المكسب في الاقتصاد في استهلاك الوقود يكون ضئيلاً للغاية عند حساب المتوسط. لا يتم تقليل وزن وحدة القيادة وعدد العناصر التي يجب تصنيعها وتجميعها ووضعها في درجة حرارة التشغيل أثناء تشغيل المحرك.
ومع ذلك ، فإن الديناميكيات والاقتصاد ليسا كل شيء. تعتمد ثقافة المحرك وصوته أيضًا إلى حد كبير على عدد الأسطوانات. لا يمكن لجميع المشترين تحمل صوت محرك ثنائي الأسطوانات أو ثلاث أسطوانات. خاصة وأن معظم السائقين قد اعتادوا على صوت المحركات ذات الأربع أسطوانات على مر السنين. من المهم أيضًا ، ببساطة ، أن يساهم عدد أكبر من الأسطوانات في ثقافة المحرك. ويرجع ذلك إلى اختلاف مستوى التوازن في أنظمة الكرنك لوحدات القيادة ، مما يؤدي إلى حدوث اهتزازات كبيرة ، لا سيما في الأنظمة ذات الأسطوانات المزدوجة والثلاثية. لعلاج الموقف ، يستخدم المصممون موازنة الأعمدة.
أربع أسطوانات من حيث الاهتزاز تتصرف بلطف أكثر. ربما سنكون قادرين قريبًا على نسيان المحركات الشائعة نسبيًا ، والمتوازنة تمامًا تقريبًا والعمل "المخملي" ، مثل "ستة" على شكل حرف V بزاوية أسطوانة 90 درجة. ومن المحتمل أن يتم استبدالها بمحركات ذات أربع أسطوانات أصغر حجمًا وأخف وزنًا ، وذلك لإرضاء عشاق "قطع" الأسطوانات ، أو ما يسمى "بتقليص الحجم". دعونا نرى إلى متى ستحمي محركات V8 و V12 التي تعمل بشكل مثالي نفسها في سيارات السيدان والكوبيه الحصرية. توجد بالفعل الأمثلة الأولى للانتقال في الجيل التالي من النموذج من VXNUMX إلى VXNUMX. فقط موضع المحركات في السيارات الرياضية الخارقة يبدو أمرًا لا جدال فيه ، حيث يمكن حتى حساب ستة عشر أسطوانة.
لا توجد أسطوانة واحدة أكيدة من المستقبل. أصبحت الرغبة في خفض التكاليف والبيئة مهووسة اليوم ، حيث يؤدي ذلك إلى تقليل استهلاك الوقود وانبعاثات الكربون. إنه فقط أن استهلاك الوقود المنخفض هو في الحقيقة مجرد نظرية مسجلة في دورات القياس وتستخدم لأغراض التحقق من الصحة. وفي الحياة ، كما في الحياة ، يحدث ذلك بطرق مختلفة. ومع ذلك ، من الصعب الابتعاد عن اتجاهات السوق. يتوقع محللو السيارات أنه بحلول عام 2020 ، سيكون 52٪ من المحركات المنتجة في العالم لها إزاحة 1,0-1,9 لتر ، وتلك التي تصل إلى 150 حصان ستكون بثلاث أسطوانات فقط. دعونا نأمل ألا يأتي أحد بفكرة بناء سيارة ذات اسطوانة واحدة.
