Válce. Co byste měli vědět?
Má mít malé auto 2 válce a velké auto 12? Byl by pro stejný model lepší tří nebo čtyřválcový motor? Žádná z těchto otázek nemá jasnou odpověď.
Téma počtu válců v motorech osobních automobilů se čas od času objevuje a pokaždé vyvolává širokou kontroverzi. V zásadě se to děje, když existuje určitý obecný „válcový“ trend. Nyní máme jeden - sáhneme po tří- nebo dokonce dvouválcových motorech, které na trhu již několik desítek let prakticky nejsou. Zajímavé je, že snížení počtu válců se netýká jen levných a masových vozů, to samé platí i pro vyšší třídy. Samozřejmě stále existují auta, kterých se to netýká, protože počet válců v nich je jednou z určujících prestiž.
Rozhodnutí o tom, kolik válců bude mít motor konkrétního vozu, se provádí ve fázi návrhu vozu. Typicky je motorový prostor připraven pro motory s různým počtem válců, i když existují výjimky. Velikost vozu je v tomto případě prvořadá. Pohon musí být dostatečně výkonný, aby zajistil vozidlu odpovídající dynamiku, a zároveň dostatečně hospodárný, aby se odlišil od konkurence a splnil ekologické požadavky. Obecně je známo, že malé auto má málo válců a velké hodně. Ale jak konkrétní? Při pohledu se v současnosti předpokládá, že jich je co nejméně.
Točivý moment potřebný k vytvoření hnací síly na silniční kola je generován v každém z válců. Proto je třeba vzít jich dostatečný počet, aby se dosáhlo dobrého kompromisu mezi dynamikou a ekonomikou. U moderních motorů se předpokládá, že optimální pracovní objem jednoho válce je přibližně 0,5-0,6 cm3. Dvouválcový motor by tedy měl mít objem přibližně 1,0-1,2 litru, tříválec - 1.5-1.8 a čtyřválec - alespoň 2.0.
Konstruktéři však „jdou“ pod tuto hodnotu, berou i 0,3-0,4 litru, především proto, aby dosáhli nižší spotřeby paliva a menších rozměrů motoru. Nižší spotřeba paliva je motivací pro zákazníky, menší rozměry znamenají nižší hmotnost a menší spotřebu materiálu a tedy nižší výrobní náklady. Pokud snížíte počet válců a také jejich velikost, získáte obrovský zisk ve velkosériové výrobě. Také pro životní prostředí, protože automobilky vyžadují méně materiálů a energie.
Odkud se bere optimální kapacita jednoho válce 0,5-0,6 l? Vyrovnávání určitých hodnot. Čím větší válec, tím větší točivý moment bude produkovat, ale bude pomalejší. Hmotnost součástí, které pracují ve válci, jako je píst, pístní čep a ojnice, bude větší, takže se bude obtížněji pohybovat. Zvýšení otáček nebude tak účinné jako u malého válce. Čím menší je válec, tím snazší je dosáhnout vysokých otáček, protože hmoty pístu, pístního čepu a ojnice jsou malé a snáze se zrychlují. Ale malý válec nevytvoří moc točivého momentu. Proto je nutné akceptovat určitou hodnotu zdvihového objemu jednoho válce, aby oba tyto parametry byly při každodenním používání vyhovující.
Pokud vezmeme jednoválcový pracovní objem 0,3-0,4 litru, budete muset nějakým způsobem „kompenzovat“ nedostatek energie. Dnes se to obvykle provádí kompresorem, obvykle turbodmychadlem nebo turbodmychadlem, a mechanickým kompresorem pro dosažení vyššího točivého momentu v nízkých až středních otáčkách. Přeplňování umožňuje „napumpovat“ velkou dávku vzduchu do spalovací komory. S ním motor dostává více kyslíku a spaluje palivo efektivněji. Točivý moment roste a s ním i maximální výkon, hodnota vypočítaná z točivého momentu motoru a otáček. Další zbraní konstruktérů je přímé vstřikování benzínu, které umožňuje spalování chudých směsí paliva a vzduchu.
Takto malé motory, 2 nebo 3 válce, s pracovním objemem 0.8-1.2, předčí čtyřválcové motory nejen menšími rozměry, ale i nižší mechanickou odolností a rychlejším dosažením provozní teploty. S každým „řezaným“ válcem totiž klesá počet dílů potřebných k zahřátí, ale i k pohybu a vytváření tření. Vážné problémy ale mají i menší motory s méně válci. Nejdůležitější je technologická komplikace (přímé vstřikování, přeplňování, někdy dvojité nabíjení) a účinnost, která s rostoucí zátěží výrazně klesá. To je důvod, proč jsou úsporné s plynulou jízdou v nízkém až středním rozsahu. Ideálně s principy ekologické jízdy, jak naznačují i někteří výrobci. Když se jízda stane rychlou a dynamickou a motor má časté otáčky, spotřeba paliva exponenciálně roste. Stává se, že hladina je vyšší než u atmosférických motorů s velkým zdvihovým objemem, velkým počtem válců a srovnatelnou dynamikou.
Redakce doporučuje:
- Fiat Tipo. Test ekonomické verze 1.6 MultiJet
- Ergonomie interiéru. Bezpečnost závisí na tom!
– Působivý úspěch nového modelu. Linky v salonech!
Není divu, že se někteří snaží najít jiné způsoby, jak dosáhnout stejného cíle. Používá se například poněkud zapomenutá myšlenka deaktivace určitých válců. Při nízkém zatížení motoru, zejména při jízdě konstantní rychlostí, je požadavek na výkon zanedbatelný. Malé auto potřebuje na konstantní rychlost 50 km/h pouze 8 koní. k překonání valivého odporu a aerodynamického odporu. Cadillac poprvé použil vypínací válce ve svých motorech V8 v roce 1981, ale rychle to vyřadil. Pak měly Corvetty, Mercedesy, Jeepy a Hondy „vyjímatelné“ válce. Z hlediska ekonomiky provozu je nápad velmi zajímavý. Při nízkém zatížení motoru některé válce přestanou fungovat, nedostává se do nich palivo a vypne se zapalování. Motor V8 se stává buď V6, nebo dokonce V4.
Nyní byl nápad realizován ve čtyřválci. V nejnovějším vydání váží další prvky, které vyřadí dva ze čtyř válců, pouhé 3 kg a příplatek za systém je 2000 PLN. Vzhledem k tomu, že přínosy spojené se sníženou spotřebou paliva jsou malé (přibližně 0,4-0,6 l / 100 km, při konstantní pomalé jízdě až 1 l / 100 km), odhaduje se, že k absorpci je zapotřebí téměř 100 XNUMX km. dodatečné výdaje. Je však třeba poznamenat, že vypnutí válců není v rozporu se skutečným snížením počtu válců. Ve „vyřazených“ válcích je napájení a zapalování vypnuté a ventily nefungují (zůstávají zavřené), ale písty stále fungují a vytvářejí tření. Mechanický odpor motoru zůstává nezměněn, proto je zisk ve spotřebě paliva při zprůměrování tak malý. Nesnižuje se hmotnost pohonné jednotky ani počet prvků, které je nutné za chodu motoru vyrobit, smontovat a uvést na provozní teplotu.
Dynamika a ekonomika však nejsou všechno. Kultura a zvuk motoru je také do značné míry závislý na počtu válců. Ne všichni kupující mohou tolerovat zvuk dvouválcového nebo tříválcového motoru. Zejména proto, že většina řidičů si za ta léta na zvuk čtyřválců zvykla. Důležité také je, že zjednodušeně řečeno větší počet válců přispívá ke kultuře motoru. Je to dáno rozdílnou úrovní vyvážení klikových soustav pohonných jednotek, které zejména u řadových dvou a tříválcových soustav vytvářejí výrazné vibrace. K nápravě situace konstruktéři používají vyvažovací hřídele.
Čtyřválce se po stránce vibrací chovají mnohem decentněji. Pravděpodobně brzy budeme moci zapomenout na poměrně oblíbené motory, téměř dokonale vyvážené a fungující „sametově“, jako je například „šestka“ ve tvaru V s úhlem válců 90º. Pravděpodobně je nahradí menší a lehčí čtyřválce, k radosti milovníků „řezání“ válců, případně tzv. „downsizingu“. Uvidíme, jak dlouho se perfektně běžící motory V8 a V12 budou chránit v exkluzivních sedanech a kupé. Již existují první příklady přechodu v další generaci modelu z VXNUMX na VXNUMX. Neoddiskutovatelná se jeví pouze pozice motorů u supersportovních vozů, kde lze počítat i se šestnácti válci.
Ani jeden válec nemá budoucnost jistou. Touha snižovat náklady a životní prostředí je dnes posedlá, protože to vede k nižší spotřebě paliva a nižším emisím uhlíku. Prostě nižší spotřeba paliva je opravdu jen teorie zaznamenaná v měřicích cyklech a používaná pro účely validace. A v životě, stejně jako v životě, se to děje různými způsoby. Je však těžké uniknout trendům trhu. Automobiloví analytici předpovídají, že do roku 2020 bude mít 52 % motorů vyráběných na světě zdvihový objem 1,0-1,9 litru a ty do 150 koní se spokojí pouze se třemi válci. Doufejme, že nikdo nepřijde s myšlenkou postavit jednoválcové auto.
