Silniki trzycylindrowe. Niewiele jest osób, które nie kręcą nosami, jeśli chodzi o silniki trzycylindrowe.
Słyszeliśmy o nich prawie wszystko: „Kupić samochód z silnikiem trzycylindrowym? Nigdy!"; „To tylko problemy”; „chodź mało i dużo wydawaj”. To tylko mała próbka uprzedzeń związanych z tą architekturą.
Niektóre są prawdziwe, inne nie, a niektóre to tylko mity. Ten artykuł ma na celu umieszczenie wszystkiego w «czystych naczyniach».
Czy silniki trzycylindrowe są niezawodne? W końcu czy są dobre, czy do niczego?
Pomimo złej reputacji tej architektury, ewolucja technologiczna silników spalinowych sprawiła, że jej wady są coraz mniej zauważalne. Czy osiągi, zużycie, niezawodność i przyjemna jazda nadal stanowią problem?
W kilku następnych wierszach zbierzemy fakty i liczby dotyczące tych silników. Ale zacznijmy od początku...
Pierwsze trzy cylindry
Pierwsze trzy butle na rynku trafiły do nas ręką Japończyków, choć w bardzo nieśmiały sposób. Nieśmiały, ale pełen siły. Kto nie pamięta Daihatsu Charade GTti? Po tym pojawiły się inne modele o małej ekspresji.
Pierwsze produkowane na dużą skalę europejskie trzycylindrowe silniki pojawiły się dopiero w latach 90. Mowa o silniku 1.0 Ecotec firmy Opel, który napędzał Corsę B, a kilka lat później o silniku 1.2 MPI z Grupy Volkswagen, w które wyposażył modele takie jak Volkswagen Polo IV.
Co łączy te silniki? Byli słabi. W porównaniu do ich czterocylindrowych odpowiedników bardziej wibrowały, mniej chodziły i pochłaniały tę samą miarę.
Potem pojawiły się trzycylindrowe silniki wysokoprężne, które cierpiały na te same problemy, ale potęgowane przez charakter cyklu Diesla. Wyrafinowanie było słabe, a przyjemność z jazdy była pogorszona.
Jeśli dodamy do tego pewne problemy z niezawodnością, mieliśmy idealną burzę, aby stworzyć niechęć do tej architektury, która trwa do dziś.
Problemy z silnikami trzycylindrowymi?
Dlaczego silniki trzycylindrowe są mniej wyrafinowane? To jest wielkie pytanie. I to jest pytanie, które wiąże się z nierównowagą tkwiącą w jego konstrukcji.Ponieważ silniki te są wyposażone w nieparzystą liczbę cylindrów, występuje asymetria w rozkładzie mas i sił, co utrudnia ich równowagę wewnętrzną. Jak wiadomo, cykl silników 4-suwowych (dolotowy, sprężający, spalinowy i wydechowy) wymaga obrotu wału korbowego o 720 stopni, czyli dwóch pełnych obrotów.
W czterocylindrowym silniku w cyklu spalania zawsze znajduje się jeden cylinder, zapewniający pracę skrzyni biegów. W silnikach trzycylindrowych tak się nie dzieje.
Aby poradzić sobie z tym zjawiskiem, marki dodają przeciwwagi wału korbowego lub większe koła zamachowe, aby przeciwdziałać wibracjom. Ale przy niskich obrotach prawie niemożliwe jest ukrycie naturalnego braku równowagi.
Jeśli chodzi o dźwięk wydobywający się z wydechu, ponieważ spalają się co 720 stopni, jest on również mniej liniowy.
Jakie są zalety silników trzycylindrowych?
OK. Teraz, gdy znamy już „ciemną stronę” silników trzycylindrowych, skupmy się na ich zaletach — nawet jeśli wiele z nich może być tylko teoretycznych.
Podstawowy powód przyjęcia tej architektury wiąże się z redukcją tarcia mechanicznego. Im mniej ruchomych części, tym mniej energii się marnuje.
W porównaniu z silnikiem czterocylindrowym silnik trzycylindrowy zmniejsza tarcie mechaniczne nawet o 25%.
Jeśli weźmiemy pod uwagę, że od 4 do 15% zużycia można wytłumaczyć jedynie tarciem mechanicznym, oto nasza zaleta. Ale nie tylko.
Wyjęcie cylindra sprawia również, że silniki są bardziej kompaktowe i lżejsze. Dzięki mniejszym silnikom inżynierowie mają większą swobodę w projektowaniu zaprogramowanych struktur deformacyjnych lub robią miejsce na dodawanie rozwiązań hybrydowych.
Koszt produkcji również może być niższy. Współdzielenie komponentów między silnikami jest rzeczywistością we wszystkich markach, ale jedną z najciekawszych jest BMW z jego modułową konstrukcją. Trzycylindrowe (1,5), czterocylindrowe (2,0) i sześciocylindrowe (3,0) silniki BMW dzielą większość podzespołów.
Bawarska marka dodaje moduły (cylindry odczytu) zgodnie z pożądaną architekturą, przy czym każdy moduł mierzy 500 cm3. Ten film pokazuje, jak:
Wszystkie te zalety pozwalają silnikom trzycylindrowym ogłaszać niższe zużycie i emisję niż ich odpowiedniki czterocylindrowe, zwłaszcza w poprzednim protokole NEDC dotyczącym zużycia i emisji.
Jednakże, gdy testy są przeprowadzane według bardziej wymagających protokołów, takich jak WLTP, w wyższych reżimach, przewaga nie jest tak oczywista. Jest to jeden z powodów, dla których marki takie jak Mazda nie uciekają się do tej architektury.
Nowoczesne silniki trzycylindrowe
O ile przy dużych obciążeniach (wysokie obroty) różnice między silnikami czterocylindrowymi a trójcylindrowymi nie są wyraźne, to przy niskich i średnich reżimach nowoczesne silniki trzycylindrowe z bezpośrednim wtryskiem i turbodoładowaniem osiągają bardzo ciekawe zużycie i emisję.Weźmy za przykład silnik 1.0 EcoBoost Forda — najczęściej nagradzany silnik w swojej klasie — który potrafi osiągać średnie wartości poniżej 5 l/100 km, jeśli naszym jedynym zmartwieniem jest zużycie paliwa, a przy umiarkowanie swobodnej jeździe nie przekracza 6 l/100 km.
Wartości, które osiągają wartości znacznie przewyższające te wymienione, gdy chodzi o „wyciśnięcie” całej swojej władzy bez żadnych ustępstw.
Im wyższe tempo, tym bardziej zanika przewaga czterocylindrowych silników. Czemu? Ponieważ przy tak małych komorach spalania elektroniczne zarządzanie silnikiem nakazuje dodatkowe wtryski benzyny w celu schłodzenia komory spalania i tym samym uniknięcia wstępnej detonacji mieszanki. To jest, Benzyna służy do chłodzenia silnika.
Czy silniki trzycylindrowe są niezawodne?
Pomimo złej reputacji tej architektury — która, jak widzieliśmy, więcej zawdzięcza swojej przeszłości niż teraźniejszości — dziś jest tak samo niezawodna, jak każdy inny silnik. Niech tak powie nasz «mały wojownik»…
Poprawa ta wynika z postępu, jaki dokonał się w konstrukcji silników w ostatniej dekadzie w zakresie: technologii (turbo i wtrysk), materiałów (stopy metali) i wykończeń (obróbka przeciwcierna).
Chociaż nie trzycylindrowy silnik , ten obraz przedstawia technologię stosowaną w obecnych silnikach:
Możesz uzyskać coraz więcej mocy z jednostek o coraz mniejszej pojemności.
W obecnej chwili w przemyśle samochodowym, bardziej niż niezawodność silników, stawką są urządzenia peryferyjne. Turbo, różne czujniki i układy elektryczne są poddawane pracy, której mechanicy nie mają już trudności.
Kiedy więc następnym razem dowiesz się, że silniki trzycylindrowe są zawodne, możesz odpowiedzieć: „są tak niezawodne, jak każda inna architektura”.
Teraz twoja kolej. Opowiedz nam o swoich doświadczeniach z silnikami trzycylindrowymi, zostaw nam komentarz!