Trijų cilindrų varikliai. Vargu ar atsiras kas nors, kas nesuktų nosies, kai kalbama apie trijų cilindrų variklius.
Apie juos girdėjome beveik viską: „Pirkti automobilį su trijų cilindrų varikliu? Niekada!"; „Tai tik problemos“; „Mažai vaikščiok ir daug praleisk“. Tai tik nedidelis išankstinių nusistatymų, susijusių su šia architektūra, pavyzdys.
Kai kurie yra tiesa, kai kurie ne, o kai kurie yra tik mitai. Šiame straipsnyje ketinama viską sudėti į „švarius indus“.
Ar patikimi trijų cilindrų varikliai? Juk jie geri ar niekam tikę?
Nepaisant prastos šios architektūros reputacijos, dėl technologinės evoliucijos vidaus degimo varikliuose jos trūkumai tapo vis mažiau pastebimi. Ar našumas, sąnaudos, patikimumas ir malonus vairavimas vis dar yra problema?
Keliose kitose eilutėse surinksime faktus ir skaičius apie šiuos variklius. Bet pradėkime nuo pradžių...
Pirmieji trys cilindrai
Pirmieji trys cilindrai rinkoje mus pasiekė japonų ranka, tiesa, labai nedrąsiai. Drovi, bet kupina jėgų. Kas neprisimena Daihatsu Charade GTti? Po šio sekė kiti mažos išraiškos modeliai.
Pirmieji didelio masto Europos trijų cilindrų varikliai pasirodė tik 1990. Kalbu apie 1.0 Ecotec variklį iš Opel, kuris varė Corsa B, o po kelerių metų – 1.2 MPI variklį iš Volkswagen grupės. modeliai, tokie kaip „Volkswagen Polo IV“.
Ką bendro turėjo šie varikliai? Jie buvo silpni. Palyginti su keturių cilindrų kolegomis, jie daugiau vibravo, mažiau vaikščiojo ir suvartojo tiek pat.
Vėliau sekė trijų cilindrų dyzeliniai varikliai, kurie kenčia nuo tų pačių problemų, tačiau sustiprinti dėl dyzelinio ciklo pobūdžio. Rafinuotumas buvo silpnas, o vairavimo malonumas pablogėjo.
Jei prie to pridėsime keletą patikimumo problemų, mes turėjome puikią audrą, kad sukurtume nepasitenkinimą šiai architektūrai, kuri tęsiasi iki šiol.
Problemos su trijų cilindrų varikliais?
Kodėl trijų cilindrų varikliai yra mažiau rafinuoti? Tai yra didysis klausimas. Ir tai yra klausimas, susijęs su jo dizainui būdingu disbalansu.Kadangi šiuose varikliuose sumontuotas nelyginis cilindrų skaičius, atsiranda masių ir jėgų pasiskirstymo asimetrija, todėl jų vidinė pusiausvyra apsunkinama. Kaip žinote, 4 taktų variklių (įsiurbimo, suspaudimo, degimo ir išmetimo) ciklas reikalauja alkūninio veleno sukimosi 720 laipsnių, kitaip tariant, dviejų pilnų apsisukimų.
Keturių cilindrų variklyje degimo cikle visada yra vienas cilindras, suteikiantis darbo transmisijai. Trijų cilindrų varikliuose to nebūna.
Siekdami susidoroti su šiuo reiškiniu, prekės ženklai prideda alkūninio veleno atsvarus arba didesnius smagračius, kad neutralizuotų vibraciją. Tačiau esant žemiems apsisukimams beveik neįmanoma nuslėpti natūralaus disbalanso.
Kalbant apie garsą, sklindantį iš išmetimo, nes jie nesugeba degti kas 720 laipsnių, jis taip pat yra mažiau linijinis.
Kokie yra trijų cilindrų variklių pranašumai?
Gerai. Dabar, kai žinome „tamsiąją trijų cilindrų variklių pusę“, sutelkime dėmesį į jų pranašumus – nors daugelis jų gali būti tik teoriniai.
Pagrindinė šios architektūros pasirinkimo priežastis yra mechaninės trinties mažinimas. Kuo mažiau judančių dalių, tuo mažiau eikvojama energijos.
Palyginti su keturių cilindrų varikliu, trijų cilindrų variklis mechaninę trintį sumažina iki 25%.
Jei atsižvelgsime į tai, kad nuo 4 iki 15% suvartojimo galima paaiškinti tik mechanine trintimi, čia yra mūsų pranašumas. Bet tai ne vienintelis.
Nuėmus cilindrą varikliai tampa kompaktiškesni ir lengvesni. Naudojant mažesnius variklius, inžinieriai turi daugiau laisvės projektuoti užprogramuotas deformacines konstrukcijas arba suteikti vietos hibridiniams sprendimams.
Gamybos savikaina taip pat gali būti mažesnė. Dalijimasis komponentais tarp variklių yra visų markių realybė, tačiau vienas įdomiausių yra BMW su savo moduliniu dizainu. BMW trijų cilindrų (1,5), keturių cilindrų (2,0) ir šešių cilindrų (3,0) varikliai dalijasi dauguma komponentų.
Bavarijos prekės ženklas prideda modulius (skaitomus cilindrus) pagal norimą architektūrą, kurių kiekvienas modulis yra 500 cm3. Šiame vaizdo įraše parodyta, kaip:
Visi šie privalumai leidžia trijų cilindrų varikliams pranešti apie mažesnes sąnaudas ir emisijas nei lygiaverčiai keturių cilindrų varikliai, ypač ankstesniame NEDC sąnaudų ir emisijų protokole.
Tačiau kai bandymai atliekami pagal sudėtingesnius protokolus, tokius kaip WLTP, esant aukštesniems režimams, pranašumas nėra toks akivaizdus. Tai viena iš priežasčių, dėl kurių tokie prekių ženklai kaip „Mazda“ nesinaudoja šia architektūra.
Šiuolaikiniai trijų cilindrų varikliai
Jei esant didelėms apkrovoms (aukštoms apsukoms), skirtumai tarp tetracilindro ir tricilindro variklių nėra išraiškingi, tai esant žemam ir vidutiniam režimui, šiuolaikiniai trijų cilindrų varikliai su tiesioginiu įpurškimu ir turbina pasiekia labai įdomių sąnaudų ir emisijų.Pavyzdžiui, Ford 1.0 EcoBoost variklis – daugiausia apdovanojimų pelnęs variklis savo klasėje – kuris sugeba pasiekti vidurkius žemiau 5 l/100 km, jei vienintelis rūpestis yra degalų sąnaudos, o važiuojant vidutiniškai ramiai, jis neviršija 6 l/100 km.
Vertybės, kurios išauga iki skaitmenų, gerokai viršijančių tas, kurios minimos, kai norima „išspausti“ visą savo galią be jokių nuolaidų.
Kuo didesnis tempas, tuo labiau nyksta keturių cilindrų variklių pranašumas. Kodėl? Nes esant tokioms mažoms degimo kameroms, variklio elektroninis valdymas liepia papildomai įpurkšti benziną, kad atvėsintų degimo kamerą ir taip išvengtų išankstinio mišinio detonavimo. Tai yra, Varikliui aušinti naudojamas benzinas.
Ar patikimi trijų cilindrų varikliai?
Nepaisant prastos šios architektūros reputacijos, kuri, kaip matėme, labiau priklauso nuo praeities nei dabarties, šiandien ji yra tokia pat patikima kaip ir bet kuris kitas variklis. Tegul mūsų „mažasis karys“ taip sako...
Tokį pagerėjimą lėmė per pastarąjį dešimtmetį variklių konstrukcijos pažanga technologijų (turbo ir įpurškimo), medžiagų (metalo lydinių) ir apdailos (antifrikcinio apdorojimo) srityse.
Nors ir ne trijų cilindrų variklis Šiame paveikslėlyje parodyta technologija, naudojama dabartiniuose varikliuose:
Jūs galite gauti vis daugiau galios iš įrenginių, kurių talpa vis mažesnė.
Šiuo metu automobilių pramonėje rizikuojama ne tik variklių patikimumu, bet ir periferiniais įrenginiais. Turbinos, įvairūs jutikliai ir elektros sistemos yra pavaldūs darbams, kurių mechanikai šiandien nebeturi sunkumų.
Taigi, kai kitą kartą jums pasakys, kad trijų cilindrų varikliai yra nepatikimi, galite atsakyti: „yra tokie pat patikimi kaip ir bet kuri kita architektūra“.
Dabar tavo eilė. Papasakokite apie savo patirtį su trijų cilindrų varikliais, palikite komentarą!