Што е кратенка?

Во последниве години, Европскиот басен стана најмалку од с that што просечниот човек доаѓа во контакт. Ова особено се однесува на реалните плати, мобилните телефони, лаптопите, трошоците на компанијата или големината на моторот и емисиите. За жал, намалувањето на персоналот с yet уште не влијае на таквата трошна јавна или државна администрација. Сепак, значењето на зборот „намалување“ во автомобилската индустрија не е толку ново како што може да изгледа на прв поглед. На крајот на минатиот век, дизел моторите, исто така, ги намалија своите намалувања во првата фаза, кои, благодарение на суперполначот и модерното директно вбризгување, го задржаа или намалија нивниот волумен, но со значително зголемување на динамичните параметри на моторот.

Модерната ера на „осветлените“ бензински мотори започна со доаѓањето на единицата 1,4 TSi. На прв поглед, ова само по себе не изгледа како намалување, што беше потврдено и со неговото вклучување во понудата на Golf, Leon или Octavia. Промената на перспективата не се случи се додека Škoda не почна да го склопува моторот од 1,4 kW 90 TSi во својот најголем Superb модел. Сепак, вистинскиот пробив беше инсталирањето на 1,2 kW 77 TSi мотор во релативно големи автомобили како што се Octavia, Leon, па дури и VW Caddy. Дури тогаш започнаа вистинските и како и секогаш најмудрите кафански настапи. Изрази како што се: „не се одолговлекува, нема да трае долго, нема замена за волуменот, октагонот има мотор од ткаенина, дали сте го слушнале тоа? Беа повеќе од вообичаени не само во четвртата цена на уредите, туку и во онлајн дискусиите. Намалувањето бара логичен напор од производителите на возила за да се справат со постојаниот притисок за намалување на потрошувачката и многу омразените емисии. Се разбира, ништо не е бесплатно, па дури и намалувањето не носи само придобивки. Затоа, во следните редови подетално ќе разговараме што се нарекува намалување, како функционира и кои се неговите предности или недостатоци.

Што е кратенка и причини

Намалувањето значи намалување на поместувањето на моторот со внатрешно согорување додека се одржува истата или дури и поголема излезна моќност. Паралелно со намалувањето на волуменот, полнењето се врши со помош на турбополнач или механички компресор или комбинација од двата методи (VW 1,4 TSi - 125 kW). Како и директно вбризгување гориво, променливо време на вентилите, подигање на вентилите итн. Со овие дополнителни технологии, повеќе воздух (кислород) за согорување влегува во цилиндрите, а количината на доставеното гориво може пропорционално да се зголеми. Се разбира, таквата компримирана мешавина на воздух и гориво содржи повеќе енергија. Директното вбризгување, комбинирано со променливото време и подигнувањето на вентилите, за возврат го оптимизира вбризгувањето и вртењето на горивото, што дополнително ја зголемува ефикасноста на процесот на согорување. Општо земено, помал волумен на цилиндарот е доволен за ослободување на истата енергија како поголемите и споредливи мотори без намалување.

Како што веќе беше наведено на почетокот на статијата, појавата на намалувања главно се должи на заострувањето на европското законодавство. Главно се работи за намалување на емисиите, додека највидлив е нагонот да се намалат емисиите на СО во сите рамки.₂... Меѓутоа, низ целиот свет, границите на емисиите постепено се заоструваат. Во согласност со регулативата на Европската комисија, европските производители на автомобили се обврзаа да постигнат ограничување на емисијата на јаглерод диоксид од 2015 g до 130 година.₂ по километар, оваа вредност се пресметува како просечна вредност за возниот парк поставени на пазарот во текот на една година. Бензинските мотори играат директна улога во намалувањето иако, во однос на ефикасноста, тие поверојатно ќе ја намалат потрошувачката (т.е. исто така, CO₂) од оние со дизел. Сепак, ова го отежнува не само повисоката цена, туку и релативно проблематичното и скапо елиминирање на штетните емисии во издувните гасови, како што се азотни оксиди - НЕ_x, јаглерод моноксид - CO, јаглеводороди - HC или саѓи, за чие отстранување се користи скап и сè уште релативно проблематичен DPF филтер (FAP). Така, малите дизели постепено стануваат посложени, а на малите автомобили се свират со помали виолини. Хибридните и електричните возила исто така се натпреваруваат со намалувањето. Иако оваа технологија ветува, таа е многу посложена од релативно едноставното намалување, а сепак е прескапа за просечниот граѓанин.

Малку теорија

Успехот на намалувањето зависи од динамиката на моторот, потрошувачката на гориво и севкупниот комфор при возење. Моќта и вртежниот момент се на прво место. Продуктивноста е работа направена со текот на времето. Работата претставена за време на еден циклус на мотор со внатрешно согорување со палење со искра се одредува со таканаречениот циклус Ото.

Вертикалната оска е притисокот над клипот, а хоризонталната оска е волуменот на цилиндерот. Работата е дадена од областа ограничена со кривините. Овој дијаграм е идеализиран затоа што не ја земаме предвид размената на топлина со околината, инерцијата на воздухот што влегува во цилиндерот и загубите предизвикани од внесот (благ негативен притисок во споредба со атмосферскиот притисок) или издувните гасови (благ прекумерен притисок). И сега опис на самата приказна, прикажан во дијаграмот (V). Помеѓу точките 1-2, балонот се полни со мешавина - волуменот се зголемува. Помеѓу точките 2-3, се јавува компресија, клипот работи и ја компресира мешавината гориво-воздух. Помеѓу точките 3-4, се случува согорување, волуменот е константен (клипот е во горниот мртов центар), а мешавината на гориво гори. Хемиската енергија на горивото се претвора во топлина. Помеѓу точките 4-5, изгорената мешавина од гориво и воздух функционира - се шири и врши притисок врз клипот. Во ставовите 5-6-1, се случува обратниот тек, односно издувните гасови.

Колку повеќе ја вшмукуваме мешавината гориво-воздух, толку повеќе хемиска енергија се ослободува, а површината под кривата се зголемува. Овој ефект може да се постигне на неколку начини. Првата опција е соодветно да се зголеми волуменот на цилиндерот, соодветно. целиот мотор, кој под исти услови постигнуваме поголема моќност - кривата ќе се зголеми надесно. Други начини за поместување на подемот на кривата нагоре се, на пример, зголемување на односот на компресија или зголемување на моќта за работа со текот на времето и правење неколку помали циклуси истовремено, односно зголемување на брзината на моторот. И двата опишани методи имаат многу недостатоци (само-палење, поголема јачина на главата на цилиндерот и нејзините заптивки, зголемено триење при поголеми брзини - ќе опишеме подоцна, повисоките емисии, силата на клипот е сè уште приближно иста), додека автомобилот има релативно големо засилување на хартијата, но вртежниот момент не се менува многу. Неодамна, иако јапонската Mazda успеа масовно да произведе бензински мотор со невообичаено висок сооднос на компресија (14,0: 1) наречен Skyactive-G, кој може да се пофали со многу добри динамички параметри со поволна потрошувачка на гориво, сепак, повеќето производители сè уште користат една можност: да се зголеми волуменот на површината под кривата. И ова е да се компресира воздухот пред да влезе во цилиндерот додека се одржува волуменот - претекување.

Тогаш p (V) дијаграмот на циклусот Ото изгледа вака:

Бидејќи полнењето 7-1 се јавува при различен (поголем) притисок од излезот 5-6, се создава различна затворена крива, што значи дека се изведува дополнителна работа при неоперативниот удар на клипот. Ова може да се користи ако уредот што го компресира воздухот се напојува со вишок енергија, што во нашиот случај е кинетичка енергија на издувните гасови. Таков уред е турбополнач. Исто така, се користи механички компресор, но неопходно е да се земе предвид одреден процент (15-20%) потрошен за неговата работа (најчесто се вози од коленестото вратило), затоа, дел од горната кривина се префрла на долната еден без никаков ефект.

Comeе дојдеме некое време, додека сме презаситени. Аспирацијата на бензински мотор постои долго време, но главната цел беше да се зголемат перформансите, додека потрошувачката не беше особено решена. Така, гасните турбини ги влечеа за живот, но тие исто така јадеа трева покрај патот, притискајќи го гасот. Имаше неколку причини за ова. Прво, намалете го односот на компресија на овие мотори со цел да го елиминирате согорувањето на ударот. Имаше и проблем со турбо ладење. При големи оптоварувања, смесата требаше да се збогати со гориво за да се изладат издувните гасови и со тоа да се заштити турбополначот од високите температури на дивните гасови. За да бидат работите уште полоши, енергијата што ја дава турбополначот на воздухот што се полни делумно се губи при делумно оптоварување поради сопирање на протокот на воздух на вентилот за гас. За среќа, сегашната технологија веќе помага да се намали потрошувачката на гориво дури и кога моторот е турбополнат, што е една од главните причини за намалување.

Дизајнерите на современите бензински мотори се обидуваат да ги инспирираат оние дизел мотори кои работат со поголем сооднос на компресија и при делумно оптоварување, протокот на воздух низ доводниот колектор не е ограничен со гасот. Опасноста од чукање-чукање предизвикана од високиот сооднос на компресија, кој може многу брзо да го уништи моторот, е елиминиран со модерната електроника, која го контролира времето на палење многу попрецизно отколку што беше случај до неодамна. Голема предност е и употребата на директно вбризгување гориво, при што бензинот испарува директно во цилиндерот. Така, мешавината на горивото ефективно се лади, а се зголемува и границата на самозапалување. Треба да се спомене и тековно распространетиот систем на променливо време на вентилите, кој ви овозможува да влијаете на вистинскиот однос на компресија до одреден степен. Таканаречениот Милер циклус (нерамномерно долга контракција и мозочен удар). Покрај променливото време на вентилот, променливото подигање на вентилите помага и за намалување на потрошувачката, што може да ја замени контролата на гасот и со тоа да ги намали загубите во вшмукување - со забавување на протокот на воздух низ гасот (на пр. Valvetronic од BMW).

Прекумерното полнење, менување на времето на вентилот, подигање на вентилот или сооднос на компресија не е лек, затоа дизајнерите мора да земат предвид други фактори кои, особено, влијаат на конечниот проток. Тие вклучуваат, особено, намалување на триењето, како и подготовка и согорување на самата запалива смеса.

Дизајнерите со децении работат на намалување на триењето на подвижните делови на моторот. Мора да се признае дека тие направија голем напредок на полето на материјалите и премазите, кои во моментов имаат најдобри својства на триење. Истото може да се каже и за маслата и лубрикантите. Самиот дизајн на моторот не остана без внимание, каде димензиите на подвижните делови, лежиштата се оптимизирани, обликот на прстените на клипот и, се разбира, бројот на цилиндрите не се променети. Веројатно најпознатите мотори со „помал“ број на цилиндри во моментов се трицилиндричните EcoBoost мотори на Ford од Ford или двоцилиндрите TwinAir од Fiat. Помалку цилиндри значи помалку клипови, поврзувачки прачки, лежишта или вентили, а со тоа и логично целосно триење. Секако дека има некои ограничувања во оваа област. Првиот е триењето што се складира на цилиндерот што недостасува, но до одреден степен се компензира со дополнително триење во лежиштата на балансното вратило. Друго ограничување е поврзано со бројот на цилиндри или работна култура, што значително влијае на изборот на категоријата на возило што ќе го вози моторот. Моментално незамисливо, на пример, БМВ, познат по своите модерни мотори, беше опремен со двоцилиндричен мотор кој брмчеше. Но, кој знае што ќе се случи за неколку години. Бидејќи триењето се зголемува со квадратот на брзината, производителите не само што го намалуваат самото триење, туку и се обидуваат да дизајнираат мотори за да обезбедат доволна динамика при најниски можни брзини. Бидејќи атмосферското полнење гориво на мал мотор не може да се справи со оваа задача, турбо полнач или турбополнач во комбинација со механички компресор повторно доаѓа на помош. Меѓутоа, во случај на преполнување само со турбо полнач, ова не е лесна задача. Треба да се напомене дека турбополначот има значителна ротациона инерција на турбината, што ја создава таканаречената турбодиера. Турбината на турбополначот е управувана од издувни гасови, кои прво мора да ги произведе моторот, така што има одредено доцнење од моментот на притискање на педалот за гас до очекуваниот почеток на потисок на моторот. Се разбира, разни модерни системи за турбополнење се обидуваат повеќе или помалку успешно да ја компензираат оваа болест, а новите подобрувања во дизајнот на турбополначите доаѓаат на помош. Така турбополначите се помали и полесни, реагираат побрзо и побрзо при поголеми брзини. Спортски ориентирани возачи, израснати на мотори со голема брзина, го обвинуваат таквиот турбо мотор со „бавна брзина“ за слабата реакција. нема градација на моќноста како што се зголемува брзината. Така, моторот емотивно влече при ниски, средни и високи вртежи, за жал без максимална моќност.

Составот на самата запалива смеса не стоеше настрана. Како што знаете, бензинскиот мотор ја согорува таканаречената хомогена стехиометриска мешавина на воздух и гориво. Тоа значи дека за 14,7 кг гориво - бензин има 1 кг воздух. Овој сооднос се нарекува и ламбда = 1. Споменатата мешавина од бензин и воздух може да се согорува и во други соодноси. Ако користите количина на воздух од 14,5 до 22: 1, тогаш има голем вишок на воздух - зборуваме за таканаречената посна смеса. Ако односот е обратен, количината на воздух е помала од стехиометриската, а количината на бензин е поголема (односот воздух и бензин е во опсег од 14 до 7:1), оваа смеса се нарекува т.н. богата смеса. Другите соодноси надвор од овој опсег тешко се запалуваат бидејќи се премногу разредени или содржат премалку воздух. Во секој случај, двете ограничувања имаат спротивни ефекти врз перформансите, потрошувачката и емисиите. Во однос на емисиите, во случај на богата смеса, се јавува значително формирање на CO и HC._x, производство НЕ_x релативно ниско поради пониските температури при согорување на богата смеса. Од друга страна, производството на НЕ е особено повисоко со согорување на чиста изгореница._xпоради повисоката температура на согорување. Не смееме да заборавиме на стапката на горење, која е различна за секој состав на смесата. Стапката на согорување е многу важен фактор, но тешко е да се контролира. На стапката на согорување на смесата влијаат и температурата, степенот на вител (одржан од брзината на моторот), влажноста и составот на горивото. Секој од овие фактори е вклучен на различни начини, при што најголемо влијание има вителот и заситеноста на смесата. Богата смеса гори побрзо од посна, но ако смесата е премногу богата, стапката на согорување е значително намалена. Кога смесата се запали, согорувањето на почетокот е бавно, со зголемување на притисокот и температурата, брзината на горење се зголемува, што исто така е олеснето со зголемено вртење на смесата. Согорувањето со посно изгореници придонесува за зголемување на ефикасноста на согорувањето до 20%, додека, според сегашните можности, тоа е максимум во сооднос од околу 16,7 до 17,3: 1. Бидејќи хомогенизацијата на смесата се влошува за време на континуираното потпирање, што резултира со значително намалување на стапката на горење, намалувањето на ефикасноста и продуктивноста, производителите излегоа со таканаречената смеса за слоеви. Со други зборови, запаливата смеса се стратификува во просторот за согорување, така што односот околу свеќата е стехиометриски, односно лесно се запали, а во останатата околина, напротив, составот на смесата е многу повисоко. Оваа технологија веќе се користи во пракса (TSi, JTS, BMW), за жал, досега само до одредени брзини или. во режим на лесно оптоварување. Сепак, развојот е брз чекор напред.

Придобивки од намалување

• Таквиот мотор не е само помал во обем, туку и по големина, така што може да се произведе со помалку суровини и помала потрошувачка на енергија.
• Бидејќи моторите користат слични, ако не и исти суровини, моторот ќе биде полесен поради помалата големина. Целата структура на возилото може да биде помалку робусна и затоа полесна и поевтина. со постојниот полесен мотор, помало оптоварување на оската. Во овој случај, перформансите на возење се исто така подобрени, бидејќи тие не се толку силно под влијание на тежок мотор.
• Таквиот мотор е помал и помоќен, и затоа нема да биде тешко да се изгради мал и моќен автомобил, кој понекогаш не работеше поради ограничената големина на моторот.
• Помалиот мотор, исто така, има помала инерцијална маса, така што не троши толку енергија за да се движи за време на промените на моќноста како поголемиот мотор.

Недостатоци на намалување

• Таквиот мотор е подложен на значително поголем термички и механички стрес.
• Иако моторот е полесен по волумен и тежина, поради присуството на разни дополнителни делови како што се турбо полнач, интеркулер или вбризгување бензин под висок притисок, вкупната тежина на моторот се зголемува, цената на моторот се зголемува и целиот комплет бара зголемено одржување. а ризикот од дефект е поголем, особено за турбополнач кој е подложен на висок термички и механички стрес.
• Некои помошни системи трошат енергија во моторот (на пр. Клипна пумпа со директно вбризгување за мотори со ТСИ).
• Дизајнот и производството на таков мотор е многу потежок и посложен отколку во случај на атмосферски пополнет мотор.
• Конечната потрошувачка с relatively уште е релативно многу зависна од стилот на возење.
• Внатрешно триење. Имајте на ум дека триењето на моторот зависи од брзината. Ова е релативно занемарливо за пумпа за вода или алтернатор каде триењето се зголемува линеарно со брзината. Меѓутоа, триењето на камерите или клипните прстени се зголемува пропорционално на квадратен корен, што може да предизвика малиот мотор со голема брзина да покаже поголемо внатрешно триење отколку поголем волумен што работи со помали брзини. Сепак, како што веќе рековме, многу зависи од дизајнот и перформансите на моторот.

Дали има иднина за намалување на персоналот? И покрај некои недостатоци, мислам дека е така. Природно аспирираните мотори не исчезнуваат веднаш, сепак, едноставно заради заштеди во производството, напредок во технологијата (Mazda Skyactive-G), носталгија или навика. За непартијците кои не веруваат во моќта на мал мотор, препорачувам да натоварите таков автомобил со четири добро нахранети луѓе, потоа да го погледнете ридот, да престигнете и тестирате. Сигурноста останува многу посложено прашање. Постои решение за купувачите на билети, дури и ако е потребно повеќе од тест возење. Почекајте неколку години додека не се појави моторот и потоа одлучете. Генерално, сепак, ризиците може да се сумираат на следниов начин. Во споредба со помоќниот природно аспириран мотор со иста моќност, помалиот турбо мотор е многу пооптоварен со притисок на цилиндерот, како и температура. Затоа, таквите мотори имаат значително повеќе натоварени лежишта, коленесто вратило, глава на цилиндер, разводни уреди, итн. Сепак, ризикот од неуспех пред истекот на планираниот работен век е релативно мал, бидејќи производителите дизајнираат мотори за овој товар. Сепак, ќе има грешки, забележувам, на пример, проблеми со прескокнување на синџирот на време во моторите на TSi. Генерално, сепак, може да се каже дека животниот век на овие мотори веројатно нема да биде толку долг како во случај на мотори со природна аспирација. Ова главно се однесува на автомобили со голема километража. Исто така, треба да се посвети поголемо внимание на потрошувачката. Во споредба со постарите бензински мотори со турбополнач, модерните турбополначи можат да работат значително поекономично, додека најдоброто од нив одговара на потрошувачката на релативно моќниот турбо дизел при економично работење. Негативно е постојано растечката зависност од стилот на возење на возачот, па ако сакате да возите економично, треба да бидете внимателни со педалата за гас. Меѓутоа, во споредба со дизел моторите, бензинските мотори со турбо полнење го надополнуваат овој недостаток со подобра префинетост, пониско ниво на бучава, поширок опсег на брзина што се користи или недостаток на многу критикуваниот DPF.