Шта је скраћеница?

Европски базен је последњих година постао најмање од свега са чиме просечан човек долази у контакт. Ово се посебно односи на реалне плате, мобилне телефоне, лаптопове, трошкове предузећа или величину мотора и емисије. Нажалост, смањење броја запослених још није утицало на тако оронулу јавну или државну управу. Међутим, значење речи "смањење" у аутомобилској индустрији није тако ново како се може чинити на први поглед. Крајем прошлог века и дизел мотори су у првој фази смањили своје уштеде, које су захваљујући притиску и савременом директном убризгавању задржале или смањиле запремину, али уз значајно повећање динамичких параметара мотора.

Модерна ера бензинских мотора „зазора“ почела је појавом 1,4 ТСи јединице. На први поглед, ово само по себи не личи на смањење, што је потврдило и његово укључивање у понуду Голфа, Леона или Оцтавие. Промена перспективе се није десила све док Шкода није почела да склапа 1,4кВ 90 ТСи мотор у свој највећи Суперб модел. Међутим, прави пробој била је уградња 1,2 ТСи мотора од 77 кВ у релативно велике аутомобиле као што су Оцтавиа, Леон, па чак и ВВ Цадди. Тек тада су почеле праве и као и увек најмудрије кафанске представе. Изрази попут: „не вуче се, неће дуго трајати, нема замене за јачину звука, осмоугаоник има мотор од тканине, јесте ли чули то?“ Били су више него уобичајени не само у четвртој цени уређаја, већ иу онлајн дискусијама. Смањивање захтева логичан напор произвођача возила да се изборе са сталним притиском да се смањи потрошња и толико омражене емисије. Наравно, ништа није бесплатно, па чак ни смањење броја запослених не доноси само користи. Због тога ћемо у наредним редовима детаљније разговарати о томе шта се назива смањење, како функционише и које су његове предности или мане.

Шта је скраћеница и разлози

Смањење величине значи смањење запремине мотора са унутрашњим сагоревањем уз одржавање исте или чак веће излазне снаге. Паралелно са смањењем запремине, врши се и пуњење помоћу турбо пуњача или механичког компресора, или комбинацијом обе методе (ВВ 1,4 ТСи - 125 кВ). Као и директно убризгавање горива, променљиво време вентила, подизање вентила, итд. Са овим додатним технологијама, више ваздуха (кисеоника) за сагоревање улази у цилиндре, а количина испорученог горива може се пропорционално повећати. Наравно, таква компримована мешавина ваздуха и горива садржи више енергије. Директно убризгавање, у комбинацији са променљивим темпом и подизањем вентила, заузврат оптимизује убризгавање горива и вртлог, што додатно повећава ефикасност процеса сагоревања. Генерално, мања запремина цилиндра је довољна да ослободи исту енергију као већи и упоредиви мотори без смањења.

Као што је већ назначено на почетку чланка, до смањења је углавном дошло због пооштравања европског законодавства. Углавном се ради о смањењу емисија, док је највидљивији напор да се свеукупно смање емисије ЦО.₂... Међутим, широм света се границе емисија постепено пооштравају. У складу са уредбом Европске комисије, европски произвођачи аутомобила обавезали су се да ће до 2015. године постићи ограничење емисије ЦО од 130 г.₂ по 1 км, ова вредност се израчунава као просечна вредност паркиралишта стављеног на тржиште током више од годину дана. Бензински мотори играју директну улогу у смањењу величине иако је, у погледу ефикасности, већа вероватноћа да ће смањити потрошњу (тј. И ЦО₂) него дизел. Међутим, то отежава не само већу цену, већ и релативно проблематично и скупо елиминисање штетних емисија у издувним гасовима, као што су оксиди азота - НЕ_x, угљен моноксид - ЦО, угљоводоници - ХЦ или чађа, за чије уклањање се користи скуп и још увек релативно проблематичан ДПФ филтер (ФАП). Тако мали дизелаши постепено постају сложенији, а мали аутомобили се свирају мањим гуслама. Хибридна и електрична возила такође се такмиче са смањењем броја запослених. Иако ова технологија обећава, много је сложенија од релативно једноставног смањења, а опет прескупа за просечног грађанина.

Мало теорије

Успех смањења зависи од динамике мотора, потрошње горива и опште удобности вожње. Снага и обртни момент су на првом месту. Продуктивност је рад који се обавља током времена. Рад приказан током једног циклуса мотора са унутрашњим сагоревањем са варничним паљењем одређен је такозваним Отовим циклусом.

Вертикална оса је притисак изнад клипа, а хоризонтална оса је запремина цилиндра. Рад је дат површином ограниченом кривим. Овај дијаграм је идеализован јер не узимамо у обзир размену топлоте са околином, инерцију ваздуха који улази у цилиндар и губитке изазване усисом (мали негативни притисак у поређењу са атмосферским притиском) или издувним гасом (мали надпритисак). А сада опис саме приче, приказане на (В) дијаграму. Између тачака 1-2, балон се пуни смешом - запремина се повећава. Између тачака 2-3 долази до компресије, клип ради и компримира смешу горива и ваздуха. Између тачака 3-4 долази до сагоревања, запремина је константна (клип је у горњој мртвој тачки), а мешавина горива гори. Хемијска енергија горива се претвара у топлоту. Између тачака 4-5, сагорела мешавина горива и ваздуха ради – шири се и врши притисак на клип. У параграфима 5-6-1 јавља се обрнути ток, односно издув.

Што више усисавамо мешавину горива и ваздуха, ослобађа се више хемијске енергије, а површина испод криве се повећава. Овај ефекат се може постићи на неколико начина. Прва опција је адекватно повећање запремине цилиндра, респективно. цео мотор, којим под истим условима постижемо већу снагу – крива ће се повећати удесно. Други начини за померање успона криве нагоре су, на пример, повећање степена компресије или повећање снаге за рад током времена и извођење неколико мањих циклуса у исто време, односно повећање брзине мотора. Оба описана метода имају многе недостатке (самозапаљење, већа чврстоћа главе цилиндра и њених заптивки, повећано трење при већим брзинама - описаћемо касније, већа емисија, сила на клип је и даље приближно иста), док аутомобил има релативно велико повећање снаге на папиру, али обртни момент се не мења много. У последње време, иако је јапанска Мазда успела да масовно произведе бензински мотор са неуобичајено високим односом компресије (14,0:1) под називом Скиацтиве-Г, који се може похвалити веома добрим динамичким параметрима уз повољну потрошњу горива, ипак већина произвођача и даље користи једну могућност: за повећање обима површине испод криве. А ово је компримовање ваздуха пре уласка у цилиндар уз одржавање запремине - преливање.

Тада п (В) дијаграм Оттовог циклуса изгледа овако:

Пошто се наелектрисање 7-1 јавља при другачијем (већем) притиску од излаза 5-6, ствара се другачија затворена крива, што значи да се додатни рад изводи у ходу клипа који не ради. Ово се може користити ако уређај који сабија ваздух покреће нека вишка енергије, што је у нашем случају кинетичка енергија издувних гасова. Такав уређај је турбопуњач. Користи се и механички компресор, али је потребно узети у обзир одређени проценат (15-20%) потрошен на његов рад (најчешће га покреће радилица), стога се део горње кривине помера ка доњој један без икаквог ефекта.

Доћи ћемо на неко време, док смо преоптерећени. Бензински мотор са турбопуњачем постоји већ дуже време, али главни циљ је био повећати перформансе, док се о потрошњи није посебно одлучивало. Тако су их гасне турбине вукле за собом, али су јеле и траву поред пута, притискајући гас. За то је било неколико разлога. Прво, смањите степен компресије ових мотора како бисте избегли сагоревање куц-куц. Било је и проблема са турбо хлађењем. При великим оптерећењима смеша је морала бити обогаћена горивом за хлађење издувних гасова и на тај начин заштитила турбопуњач од високих температура димних гасова. Да ствар буде гора, енергија коју турбопуњач доводи до усисног ваздуха делимично се губи при делимичном оптерећењу услед кочења протока ваздуха на пригушном вентилу. На срећу, тренутна технологија већ омогућава смањење потрошње горива чак и када је мотор са турбопуњачем, што је један од главних разлога смањења броја запослених.

Дизајнери савремених бензинских мотора покушавају да инспиришу оне дизел моторе који раде на већем степену компресије и при делимичном оптерећењу, проток ваздуха кроз усисну грану није ограничен гасом. Опасност од куцања-куцања изазваног високим степеном компресије, који може веома брзо да уништи мотор, елиминише савремена електроника, која контролише време паљења много прецизније него што је то био случај до недавно. Велика предност је и употреба директног убризгавања горива, при чему бензин испарава директно у цилиндру. Тако се мешавина горива ефикасно хлади, а такође се повећава граница самозапаљења. Такође треба поменути тренутно распрострањен систем променљивог времена вентила, који вам омогућава да у одређеној мери утичете на стварни однос компресије. Такозвани Милеров циклус (неравномерно дуги ход контракције и експанзије). Поред променљивог времена вентила, променљиво подизање вентила такође помаже да се смањи потрошња, што може да замени контролу гаса и на тај начин смањи губитке усисавања – успоравањем протока ваздуха кроз клапну за гас (нпр. Валветрониц из БМВ-а).

Прекомјерно пуњење, промјена времена вентила, подизање вентила или омјер компресије нису лијек, па дизајнери морају узети у обзир и друге факторе који, посебно, утичу на крајњи проток. Ово укључује, нарочито, смањење трења, као и припрему и сагоревање саме запаљиве смеше.

Дизајнери су деценијама радили на смањењу трења покретних делова мотора. Мора се признати да су направили велики напредак у области материјала и премаза, који тренутно имају најбоља својства трења. Исто се може рећи и за уља и мазива. Сам дизајн мотора није остао без пажње, где су оптимизоване димензије покретних делова, лежајеви, облик клипних прстенова и, наравно, број цилиндара. Вероватно најпознатији мотори са „мањим“ бројем цилиндара тренутно су Фордови троцилиндрични ЕцоБоост мотори од Форда или ТвинАир двоцилиндрични од Фијата. Мање цилиндара значи мање клипова, клипњача, лежајева или вентила, а самим тим и логично тотално трење. У овој области свакако постоје нека ограничења. Први је трење које је ускладиштено на цилиндру који недостаје, али је у извесној мери надокнађено додатним трењем у лежајевима балансног вратила. Друго ограничење је везано за број цилиндара или радну културу, што значајно утиче на избор категорије возила које ће мотор возити. Тренутно незамисливо, на пример, БМВ, познат по својим модерним моторима, био је опремљен двоцилиндричним мотором који бруји. Али ко зна шта ће бити за неколико година. Пошто се трење повећава са квадратом брзине, произвођачи не само да смањују само трење, већ покушавају да дизајнирају моторе тако да обезбеде довољну динамику при најнижим могућим брзинама. Пошто атмосферско пуњење малог мотора не може да се носи са овим задатком, турбопуњач или турбопуњач у комбинацији са механичким компресором поново долази у помоћ. Међутим, у случају компресора само са турбо пуњачем, ово није лак задатак. Треба напоменути да турбопуњач има значајну ротациону инерцију турбине, што ствара тзв. Турбину турбо пуњача покрећу издувни гасови, које мотор прво мора да произведе, тако да постоји одређено кашњење од тренутка притиска на педалу гаса до очекиваног почетка потиска мотора. Наравно, разни модерни системи турбо пуњача покушавају мање-више успешно да надокнаде ову болест, а нова побољшања дизајна турбо пуњача долазе у помоћ. Дакле, турбо пуњачи су мањи и лакши, реагују брже и брже при већим брзинама. Спортски оријентисани возачи, одгајани на моторима великих брзина, криве тако „спори“ мотор са турбопуњачем за лошу реакцију. нема градације снаге како се брзина повећава. Дакле, мотор емотивно вуче при ниским, средњим и високим обртајима, нажалост без вршне снаге.

Сам састав запаљиве смеше није стајао по страни. Као што знате, бензински мотор сагорева такозвану хомогену стехиометријску мешавину ваздуха и горива. То значи да за 14,7 кг горива - бензина долази 1 кг ваздуха. Овај однос се такође назива ламбда = 1. Наведена мешавина бензина и ваздуха се такође може сагоревати у другим односима. Ако користите количину ваздуха од 14,5 до 22: 1, онда постоји велики вишак ваздуха - говоримо о такозваној мршавој смеши. Ако је однос обрнут, количина ваздуха је мања од стехиометријске а количина бензина већа (однос ваздуха према бензину је у распону од 14 до 7:1), ова смеша се назива тзв. богата мешавина. Остале односе изван овог опсега је тешко запалити јер су превише разређени или садрже премало ваздуха. У сваком случају, обе границе имају супротне ефекте на перформансе, потрошњу и емисије. У погледу емисије, у случају богате смеше долази до значајног стварања ЦО и ХЦ._x, производња БР_x релативно ниска због нижих температура при сагоревању богате смеше. С друге стране, производња НО -а је посебно већа при сагоревању са ниским сагоревањем._xзбог више температуре сагоревања. Не смемо заборавити на брзину сагоревања, која је различита за сваки састав смеше. Брзина сагоревања је веома важан фактор, али га је тешко контролисати. На брзину сагоревања смеше такође утичу температура, степен вртлога (одржава се брзином мотора), влажност и састав горива. Сваки од ових фактора је укључен на различите начине, при чему је највећи утицај вртлог и засићење смеше. Богата смеша гори брже од посне, али ако је мешавина превише богата, брзина сагоревања је знатно смањена. Када се смеша запали, сагоревање је у почетку споро, са повећањем притиска и температуре, брзина сагоревања се повећава, што је такође олакшано појачаним вртложењем смеше. Сагоревање при слабом сагоревању доприноси повећању ефикасности сагоревања до 20%, док је, према тренутним могућностима, оно максимално у односу од око 16,7 до 17,3:1. Пошто се хомогенизација смеше погоршава током континуираног лебдења, што доводи до значајног смањења брзину сагоревања, смањујући ефикасност и продуктивност, произвођачи су смислили такозвану мешавину слојева. Другим речима, запаљива смеша се раслојава у простору за сагоревање, тако да је однос око свеће стехиометријски, односно лако се запаљује, а у остатку средине, напротив, састав смеше је много више. Ова технологија се већ користи у пракси (ТСи, ЈТС, БМВ), нажалост, до сада само до одређених брзина или. у режиму малог оптерећења. Међутим, развој је брз корак напред.

Предности смањења

• Такав мотор није само мање запремине, већ и величине, па се може произвести са мање сировина и мањом потрошњом енергије.
• Будући да мотори користе сличне, ако не и исте сировине, мотор ће бити лакши због своје мање величине. Читава структура возила може бити мање робусна и стога лакша и јефтинија. уз постојећи лакши мотор, мање осовинско оптерећење. У овом случају побољшавају се и возне перформансе, јер на њих не утиче тако јак мотор.
• Такав мотор је мањи и снажнији, па стога неће бити тешко изградити мали и снажан аутомобил, који понекад није радио због ограничене величине мотора.
• Мањи мотор такође има мању инерцијалну масу, па не троши толико енергије за кретање током промене снаге као велики мотор.

Недостаци смањења

• Такав мотор је изложен знатно већем топлотном и механичком напрезању.
• Иако је мотор лакши по запремини и тежини, због присуства разних додатних делова, као што су турбопуњач, међухладњак или убризгавање бензина под високим притиском, укупна тежина мотора се повећава, трошкови мотора се повећавају, а цео комплет захтева повећано одржавање. а ризик од квара је већи, посебно за турбопуњач који је изложен високим термичким и механичким напрезањима.
• Неки помоћни системи троше енергију у мотору (нпр. Клипна пумпа са директним убризгавањем за моторе ТСИ).
• Дизајн и производња таквог мотора много су тежи и сложенији него у случају мотора испуњеног атмосфером.
• Коначна потрошња још увек у великој мери зависи од стила вожње.
• Унутрашњег трења. Имајте на уму да трење мотора зависи од брзине. Ово је релативно занемарљиво за пумпу за воду или алтернатор где се трење линеарно повећава са брзином. Међутим, трење брега или клипних прстенова расте пропорционално квадратном коријену, што може узроковати да мали мотор велике брзине показује веће унутрашње трење од веће запремине која ради при мањим брзинама. Међутим, као што је већ поменуто, много зависи од дизајна и перформанси мотора.

Дакле, има ли будућности за смањење броја запослених? Упркос неким недостацима, мислим да јесте. Мотори са природним усисавањем не нестају одмах, једноставно, због уштеде у производњи, напретка технологије (Мазда Скиацтиве-Г), носталгије или навике. Непартизанима који не верују у снагу малог мотора, препоручујем да се такав аутомобил натовари са четири ухрањена човека, па да се погледа узбрдо, претјецање и тестирање. Поузданост остаје много сложеније питање. Решење за купце карата постоји, чак и ако траје дуже од пробне вожње. Сачекајте неколико година да се мотор појави, а затим одлучите. Све у свему, ризици се могу сажети на следећи начин. У поређењу са снажнијим мотором са атмосферским усисавањем исте снаге, мањи мотор са турбопуњачем знатно је оптерећенији притиском цилиндра и температуром. Због тога такви мотори имају знатно више оптерећених лежајева, радилицу, главу цилиндра, разводне уређаје итд. Међутим, ризик од квара прије истека планираног вијека трајања је релативно низак јер произвођачи дизајнирају моторе за ово оптерећење. Међутим, биће грешака, примећујем, на пример, проблеме са прескакањем разводног ланца у ТСи моторима. Све у свему, међутим, може се рећи да век трајања ових мотора вероватно неће бити тако дуг као у случају мотора са атмосферским усисавањем. То се углавном односи на аутомобиле са великом километражом. Повећану пажњу треба посветити и потрошњи. У поређењу са старијим бензинским моторима са турбопуњачем, савремени турбопуњачи могу радити знатно економичније, док најбољи од њих одговарају потрошњи релативно снажног турбо дизела у економичном раду. Недостатак је све већа зависност од возачевог стила вожње, па ако желите да возите економично, морате бити опрезни са папучицом гаса. Међутим, у поређењу са дизел моторима, бензински мотори са турбопуњачем надокнађују овај недостатак бољим усавршавањем, нижим нивоом буке, ширим распоном употребљивих брзина или недостатком толико критикованог ДПФ-а.