Cilindres. Què hauries de saber?
Un cotxe petit hauria de tenir 2 cilindres i un cotxe gran 12? Seria millor un motor de tres o quatre cilindres per al mateix model? Cap d'aquestes preguntes té una resposta clara.
El tema del nombre de cilindres dels motors dels cotxes de turisme apareix de tant en tant i cada vegada provoca una polèmica generalitzada. Bàsicament, això passa quan hi ha una certa tendència general "cilíndrica". Ara en tenim un, que arriba als motors de tres o fins i tot de dos cilindres, que pràcticament fa diverses dècades que no surten al mercat. Curiosament, la reducció del nombre de cilindres no només s'aplica als cotxes barats i massius, el mateix s'aplica a les classes superiors. Per descomptat, encara hi ha cotxes als quals això no s'aplica, perquè el nombre de cilindres que contenen és un dels prestigi determinants.
La decisió sobre quants cilindres tindrà el motor d'un cotxe en particular es pren en l'etapa de disseny del cotxe. Normalment, el compartiment del motor està preparat per a motors amb un nombre diferent de cilindres, tot i que hi ha excepcions. La mida del cotxe en aquest cas és de gran importància. La tracció ha de ser prou potent per proporcionar al vehicle la dinàmica adequada i, alhora, prou econòmica per diferenciar-se de la competència i complir els requisits ambientals. En general, se sap que un cotxe petit té pocs cilindres i un de gran en té molts. Però, com de concret? Mirant, actualment se suposa que són el mínim possible.
El parell necessari per generar la força motriu a les rodes de la carretera es genera en cadascun dels cilindres. Per tant, s'han de prendre en quantitats suficients per obtenir un bon compromís entre dinàmica i economia. En els motors moderns, es creu que el volum de treball òptim d'un cilindre és d'aproximadament 0,5-0,6 cm3. Per tant, un motor de dos cilindres hauria de tenir un volum d'aproximadament 1,0-1,2 litres, un de tres cilindres - 1.5-1.8 i un de quatre cilindres - almenys 2.0.
No obstant això, els dissenyadors "baixen" per sota d'aquest valor, prenent fins i tot 0,3-0,4 litres, principalment per tal d'aconseguir un menor consum de combustible i dimensions més petites del motor. El menor consum de combustible és un incentiu per als clients, les dimensions més petites signifiquen menys pes i menys consum de material i, per tant, menors costos de producció. Si reduïu el nombre de cilindres i també reduïu la seva mida, obtindreu un gran guany en la producció de grans volums. També pel medi ambient, ja que les fàbriques d'automòbils requereixen menys materials i energia.
D'on ve la capacitat òptima d'un cilindre de 0,5-0,6 l? Equilibrar determinats valors. Com més gran sigui el cilindre, més parell produirà, però serà més lent. El pes dels components que treballen al cilindre, com el pistó, el passador del pistó i la biela, serà més gran, per la qual cosa serà més difícil de moure. L'augment de velocitat no serà tan efectiu com en un cilindre petit. Com més petit és el cilindre, més fàcil és aconseguir altes revolucions perquè les masses del pistó, el passador del pistó i la biela són petites i acceleren més fàcilment. Però un cilindre petit no crearà gaire parell. Per tant, cal acceptar un cert valor del desplaçament d'un cilindre per tal que aquests dos paràmetres siguin satisfactoris en l'ús quotidià.
Si prenem un volum de treball d'un sol cilindre de 0,3-0,4 litres, haureu de "compensar" d'alguna manera la manca de potència. Avui en dia, això s'acostuma a fer amb un sobrealimentador, normalment un turbocompressor o un turbocompressor, i un compressor mecànic per aconseguir un parell més baix a mitjà. La sobrealimentació us permet "bombejar" una gran dosi d'aire a la cambra de combustió. Amb ell, el motor rep més oxigen i crema combustible de manera més eficient. El parell augmenta i amb ell la potència màxima, valor calculat a partir del parell motor i RPM. Una arma addicional dels dissenyadors és la injecció directa de gasolina, que permet cremar mescles magres de combustible i aire.
Aquests motors petits, de 2 o 3 cilindres, amb un volum de treball de 0.8-1.2, són superiors als motors de quatre cilindres no només en dimensions més petites, sinó també en menor resistència mecànica i assolir més ràpidament la temperatura de funcionament. Això es deu al fet que amb cada cilindre "tallat" disminueix el nombre de peces necessàries per escalfar, així com per moure's i crear fricció. Però els motors més petits amb menys cilindres també tenen problemes greus. El més important és la complicació tecnològica (injecció directa, sobrealimentació, de vegades doble càrrega) i l'eficiència que disminueix notablement amb l'augment de la càrrega. És per això que són eficients en combustible amb un recorregut suau a la gamma baixa i mitjana. Idealment amb principis de conducció ecològica, com suggereixen fins i tot alguns fabricants. Quan la conducció es torna ràpida i dinàmica i el motor gira amb freqüència, el consum de combustible augmenta de manera exponencial. Succeeix que un nivell és superior al dels motors atmosfèrics amb una gran cilindrada, un gran nombre de cilindres i una dinàmica comparable.
Els editors recomanen:
- Fiat Tipo. Prova de la versió econòmica 1.6 MultiJet
- Ergonomia interior. La seguretat en depèn!
– Impressionant èxit del nou model. Línies als salons!
No és estrany que alguns intentin trobar altres maneres d'aconseguir el mateix objectiu. Per exemple, s'utilitza la idea una mica oblidada de desactivar determinats cilindres. A baixes càrregues del motor, especialment quan es condueix a una velocitat constant, la necessitat de potència és insignificant. Un cotxe petit només necessita 50 CV per a una velocitat constant de 8 km/h. per superar la resistència al rodament i la resistència aerodinàmica. Cadillac va utilitzar per primera vegada cilindres de tancament en els seus motors V8 el 1981, però ràpidament va eliminar-ho. Aleshores Corvettes, Mercedes, Jeeps i Honda tenien cilindres "extraïbles". Des del punt de vista de l'economia de funcionament, la idea és molt interessant. Quan la càrrega del motor és baixa, alguns cilindres deixen de funcionar, no se'ls subministra combustible i s'apaga l'encesa. Un motor V8 es converteix en un V6 o fins i tot en un V4.
Ara la idea s'ha implementat en un quatre cilindres. En l'última edició, els elements addicionals que inhabilitan dos dels quatre cilindres pesen només 3 kg, i el recàrrec pel sistema és de 2000 PLN. Com que els beneficis associats a la reducció del consum de combustible són petits (aproximadament 0,4-0,6 l / 100 km, amb una conducció lenta constant de fins a 1 l / 100 km), s'estima que es necessiten gairebé 100 km de recorregut per a l'absorció. despeses addicionals. Tanmateix, val la pena assenyalar que apagar els cilindres no contradiu la reducció real del nombre de cilindres. En els cilindres "inhabilitats", la potència i l'encesa estan apagada i les vàlvules no funcionen (permanen tancades), però els pistons encara funcionen, creant fricció. La resistència mecànica del motor es manté inalterada, per la qual cosa el guany en economia de combustible és tan petit quan es fa la mitjana. No es redueix el pes de la unitat motriu i el nombre d'elements que s'han de fabricar, muntar i portar a temperatura de funcionament mentre el motor està en marxa.
Tanmateix, la dinàmica i l'economia no ho són tot. La cultura i el so del motor també depenen en gran mesura del nombre de cilindres. No tots els compradors poden tolerar el so d'un motor de dos o tres cilindres. Sobretot perquè la majoria de conductors s'han acostumat al so dels motors de quatre cilindres al llarg dels anys. També és important que, de manera senzilla, un nombre més gran de cilindres contribueixi a la cultura del motor. Això es deu al diferent nivell d'equilibri dels sistemes de manovella de les unitats d'accionament, que generen vibracions importants, especialment en sistemes de dos i tres cilindres en línia. Per solucionar la situació, els dissenyadors utilitzen eixos d'equilibri.
Els quatre cilindres en termes de vibració es comporten de manera molt més decent. Probablement aviat ens podrem oblidar dels motors relativament populars, gairebé perfectament equilibrats i treballant "vellutats", com el "sis" en forma de V amb un angle de cilindre de 90º. És probable que siguin substituïts per motors de quatre cilindres més petits i lleugers, per al delit dels amants dels cilindres de "tall", o l'anomenat "downsizing". Vegem quant de temps es protegiran els motors V8 i V12 que funcionen perfectament en sedans i coupés exclusius. Ja hi ha els primers exemples de la transició a la propera generació del model de VXNUMX a VXNUMX. Només la posició dels motors en els cotxes superesportius sembla indiscutible, on fins i tot es poden comptar setze cilindres.
Ni un sol cilindre està segur del futur. El desig de reduir costos i el medi ambient és avui obsessiu, ja que això comporta un menor consum de combustible i menys emissions de carboni. És només que un consum més baix de combustible és realment només una teoria registrada en cicles de mesura i utilitzada amb finalitats de validació. I a la vida, com a la vida, passa de diferents maneres. Tanmateix, és difícil allunyar-se de les tendències del mercat. Els analistes d'automoció preveuen que el 2020, el 52% dels motors produïts al món tindran una cilindrada d'1,0-1,9 litres, i els de fins a 150 CV es conformaran amb només tres cilindres. Esperem que ningú tingui la idea de construir un cotxe d'un sol cilindre.
