Cilinders. Wat moet je weten?

Moet een kleine auto 2 cilinders hebben en een grote auto 12? Zou een drie- of viercilindermotor beter zijn voor hetzelfde model? Geen van deze vragen heeft een duidelijk antwoord.

Het onderwerp van het aantal cilinders in motoren van personenauto's duikt van tijd tot tijd op en zorgt elke keer voor veel controverse. In principe gebeurt dit wanneer er een bepaalde algemene "cilindrische" trend is. We hebben er nu een - die reikt naar drie- of zelfs tweecilindermotoren, die al tientallen jaren praktisch niet meer op de markt zijn. Interessant is dat de vermindering van het aantal cilinders niet alleen van toepassing is op goedkope en massaauto's, maar ook op hogere klassen. Natuurlijk zijn er nog steeds auto's waarbij dit niet geldt, omdat het aantal cilinders dat erin zit een van de bepalende prestige is.

De beslissing over hoeveel cilinders de motor van een bepaalde auto zal hebben, wordt genomen in de ontwerpfase van de auto. Doorgaans is de motorruimte voorbereid voor motoren met een ander aantal cilinders, hoewel er uitzonderingen zijn. De grootte van de auto is in dit geval van het grootste belang. De aandrijving moet krachtig genoeg zijn om het voertuig de juiste dynamiek te geven en tegelijk zuinig genoeg om zich te onderscheiden van de concurrentie en te voldoen aan de milieueisen. Over het algemeen is bekend dat een kleine auto weinig cilinders heeft en een grote veel. Maar hoe concreet? Kijkend, wordt momenteel aangenomen dat het er zo min mogelijk zijn.

Het koppel dat nodig is om de aandrijfkracht op de wielen op te wekken, wordt in elk van de cilinders opgewekt. Daarom moeten er voldoende worden genomen om een ​​goed compromis tussen dynamiek en economie te verkrijgen. In moderne motoren wordt aangenomen dat het optimale werkvolume van één cilinder ongeveer 0,5-0,6 cm3 is. Een tweecilindermotor moet dus een inhoud hebben van ongeveer 1,0 - 1,2 liter, een driecilinder - 1.5 - 1.8 en een viercilinder - minimaal 2.0.

Ontwerpers "gaan" echter onder deze waarde en nemen zelfs 0,3-0,4 liter, voornamelijk om een ​​lager brandstofverbruik en kleinere motorafmetingen te bereiken. Lager brandstofverbruik is een stimulans voor klanten, kleinere afmetingen betekenen minder gewicht en minder materiaalverbruik en dus lagere productiekosten. Als u het aantal cilinders vermindert en ook hun grootte verkleint, krijgt u een enorme winst in de productie van grote volumes. Ook voor het milieu, want autofabrieken hebben minder materialen en energie nodig.

Waar komt de optimale inhoud van één cilinder van 0,5-0,6 l vandaan? Evenwicht tussen bepaalde waarden. Hoe groter de cilinder, hoe meer koppel hij zal produceren, maar hij zal langzamer zijn. Het gewicht van de componenten die in de cilinder werken, zoals de zuiger, zuigerpen en drijfstang, zal groter zijn, waardoor ze moeilijker te verplaatsen zijn. De toename van de snelheid zal niet zo effectief zijn als in een kleine cilinder. Hoe kleiner de cilinder, hoe gemakkelijker het is om hoge toerentallen te halen, omdat de massa's van de zuiger, zuigerpen en drijfstang klein zijn en gemakkelijker accelereren. Maar een kleine cilinder zal niet veel koppel creëren. Daarom is het noodzakelijk om een ​​bepaalde waarde van de verplaatsing van één cilinder te accepteren, zodat beide parameters in het dagelijks gebruik bevredigend zijn.

Als we een werkvolume van een enkele cilinder van 0,3-0,4 liter nemen, dan zul je het gebrek aan vermogen op de een of andere manier moeten "compenseren". Tegenwoordig wordt dit meestal gedaan met een aanjager, meestal een turbocompressor of turbocompressor, en een mechanische compressor om een ​​hoger koppel in het lage tot middenbereik te bereiken. Met superchargen kunt u een grote dosis lucht in de verbrandingskamer "pompen". Hiermee krijgt de motor meer zuurstof en wordt brandstof efficiënter verbrand. Het koppel neemt toe en daarmee het maximale vermogen, een waarde die wordt berekend uit het motorkoppel en het toerental. Een bijkomend wapen van ontwerpers is de directe injectie van benzine, waardoor magere brandstof-luchtmengsels kunnen worden verbrand.

Dergelijke kleine motoren, 2 of 3 cilinders, met een werkvolume van 0.8-1.2, zijn superieur aan viercilindermotoren, niet alleen in kleinere afmetingen, maar ook in lagere mechanische weerstand en sneller bereiken van bedrijfstemperatuur. Dit komt omdat met elke "gesneden" cilinder het aantal onderdelen dat nodig is om op te warmen, maar ook om te bewegen en wrijving te creëren, afneemt. Maar ook kleinere motoren met minder cilinders hebben serieuze problemen. Het belangrijkste is de technologische complicatie (directe injectie, drukvulling, soms dubbele lading) en het rendement dat aanzienlijk afneemt bij toenemende belasting. Daarom zijn ze zuinig met een soepel rijgedrag in het lage tot middenbereik. Idealiter met eco-driving-principes, zoals zelfs sommige fabrikanten suggereren. Wanneer het rijden snel en dynamisch wordt en de motor frequent toeren maakt, neemt het brandstofverbruik exponentieel toe. Het komt voor dat een niveau hoger ligt dan dat van atmosferische motoren met een grote cilinderinhoud, een groot aantal cilinders en een vergelijkbare dynamiek.

De redactie adviseert:

- Fiat Tipo. 1.6 MultiJet economy-versietest

- Interieur ergonomie. Veiligheid hangt ervan af!

– Indrukwekkend succes van het nieuwe model. Lijnen in de salons!

Geen wonder dat sommigen andere manieren proberen te vinden om hetzelfde doel te bereiken. Zo wordt er gebruik gemaakt van het ietwat vergeten idee om bepaalde cilinders uit te schakelen. Bij lage motorbelastingen, vooral bij het rijden met een constante snelheid, is de vermogensbehoefte verwaarloosbaar. Een kleine auto heeft slechts 50 pk nodig voor een constante snelheid van 8 km/u. om rolweerstand en aerodynamische weerstand te overwinnen. Cadillac gebruikte in 8 voor het eerst afsluitcilinders in hun V1981-motoren, maar bouwde dit al snel af. Toen hadden Corvettes, Mercedessen, Jeeps en Honda's "uitneembare" cilinders. Vanuit het oogpunt van bedrijfseconomische aspecten is het idee zeer interessant. Wanneer de motorbelasting laag is, stoppen sommige cilinders met werken, wordt er geen brandstof aan toegevoerd en wordt het contact uitgeschakeld. Een V8-motor wordt een V6 of zelfs een V4.

Nu is het idee geïmplementeerd in een viercilinder. In de nieuwste editie wegen extra elementen die twee van de vier cilinders uitschakelen slechts 3 kg, en de toeslag voor het systeem is PLN 2000. Aangezien de voordelen van een lager brandstofverbruik klein zijn (ongeveer 0,4-0,6 l / 100 km, bij constant langzaam rijden tot 1 l / 100 km), wordt geschat dat er bijna 100 km spoor nodig is voor absorptie. bijkomende kosten. Het is echter vermeldenswaard dat het uitschakelen van de cilinders niet in tegenspraak is met de daadwerkelijke vermindering van het aantal cilinders. In "losgekoppelde" cilinders zijn stroom en ontsteking uitgeschakeld en werken de kleppen niet (blijven gesloten), maar de zuigers werken nog steeds, waardoor wrijving ontstaat. De mechanische weerstand van de motor blijft onveranderd, daarom is de winst in brandstofbesparing bij middeling zo klein. Het gewicht van de aandrijfeenheid en het aantal elementen dat moet worden vervaardigd, gemonteerd en op bedrijfstemperatuur moet worden gebracht terwijl de motor draait, wordt niet verminderd.

Dynamiek en economie zijn echter niet alles. De cultuur en het geluid van de motor is ook grotendeels afhankelijk van het aantal cilinders. Niet alle kopers kunnen het geluid van een twee- of driecilindermotor tolereren. Vooral omdat de meeste coureurs in de loop der jaren gewend zijn geraakt aan het geluid van viercilindermotoren. Belangrijk is ook dat, simpel gezegd, een groter aantal cilinders bijdraagt ​​aan de cultuur van de motor. Dit komt door het verschillende balansniveau van de kruksystemen van de aandrijfeenheden, die aanzienlijke trillingen veroorzaken, vooral in lijnsystemen met twee en drie cilinders. Om de situatie te verhelpen, gebruiken ontwerpers balansassen.

Viercilinders gedragen zich qua trillingen veel fatsoenlijker. Waarschijnlijk zullen we binnenkort relatief populaire motoren kunnen vergeten, bijna perfect uitgebalanceerd en "fluweelachtig" werkend, zoals V-vormige "zes" met een cilinderhoek van 90º. Ze zullen waarschijnlijk worden vervangen door kleinere en lichtere viercilindermotoren, tot grote vreugde van liefhebbers van "cutting" cilinders, of de zogenaamde "downsizing". Laten we eens kijken hoe lang de perfect lopende V8- en V12-motoren zichzelf zullen beschermen in exclusieve sedans en coupés. Er zijn al de eerste voorbeelden van de overgang in de volgende generatie van het model van VXNUMX naar VXNUMX. Alleen de positie van motoren in supersportwagens lijkt onomstreden, waar zelfs zestien cilinders te tellen zijn.

Geen enkele cilinder is zeker van de toekomst. De wens om de kosten en het milieu te verminderen is tegenwoordig obsessief, omdat dit leidt tot een lager brandstofverbruik en een lagere CO2020-uitstoot. Het is alleen zo dat een lager brandstofverbruik eigenlijk alleen maar een theorie is die is vastgelegd in meetcycli en wordt gebruikt voor validatiedoeleinden. En in het leven, zoals in het leven, gebeurt het op verschillende manieren. Het is echter moeilijk om weg te komen van markttrends. Auto-analisten voorspellen dat tegen 52 1,0% van de wereldwijd geproduceerde motoren een cilinderinhoud van 1,9-150 liter zal hebben, en motoren tot XNUMX pk zullen tevreden zijn met slechts drie cilinders. Laten we hopen dat niemand op het idee komt om een ​​eencilinder auto te bouwen.