kısaltma nedir?

Son yıllarda, Avrupa Havzası, ortalama bir insanın temas ettiği her şeyin en küçüğü haline geldi. Bu özellikle gerçek ücretler, cep telefonları, dizüstü bilgisayarlar, şirket maliyetleri veya motor boyutu ve emisyonlar için geçerlidir. Ne yazık ki, personel kesintileri henüz bu kadar harap olmuş bir kamu veya devlet yönetimini etkilemedi. Ancak, otomotiv endüstrisinde "azaltma" kelimesinin anlamı ilk bakışta göründüğü kadar yeni değil. Geçen yüzyılın sonunda, dizel motorlar da ilk aşamada kesintilerini artırdı, bu da basınçlandırma ve modern doğrudan enjeksiyon sayesinde hacimlerini korudu veya azalttı, ancak motorun dinamik parametrelerinde önemli bir artış oldu.

Benzinli motorların "şafaktan" modern çağı, 1,4 TSi ünitesinin ortaya çıkışıyla başladı. İlk bakışta, bu kendi başına bir küçülme gibi görünmüyor ve bu, Golf, Leon veya Octavia teklifine dahil edilmesiyle de doğrulandı. Perspektif değişikliği, Škoda 1,4kW 90 TSi motoru en büyük Superb modeline monte etmeye başlayana kadar gerçekleşmedi. Ancak asıl atılım, 1,2 kW 77 TSi motorun Octavia, Leon ve hatta VW Caddy gibi nispeten büyük otomobillere takılmasıydı. Ancak o zaman gerçek ve her zamanki gibi en bilge pub performansları başladı. “Sürtünmez, uzun ömürlü olmaz, hacmin yerini tutamaz, sekizgenin kumaş motoru vardır, duydunuz mu?” gibi ifadeler. Yalnızca cihazların dördüncü fiyatında değil, aynı zamanda çevrimiçi tartışmalarda da fazlasıyla yaygındı. Küçülme, araç üreticilerinin tüketimi ve çok nefret edilen emisyonları azaltmaya yönelik sürekli baskıyla başa çıkmak için mantıklı bir çaba göstermesini gerektirir. Elbette hiçbir şey bedava değildir ve küçülme bile sadece fayda sağlamaz. Bu nedenle, aşağıdaki satırlarda, küçülme denilen şeyin ne olduğunu, nasıl çalıştığını ve avantaj veya dezavantajlarının neler olduğunu daha ayrıntılı olarak tartışacağız.

Kısaltma nedir ve nedenleri

Küçültme, aynı veya daha yüksek güç çıkışını korurken içten yanmalı bir motorun yer değiştirmesini azaltmak anlamına gelir. Hacimdeki azalmaya paralel olarak aşırı şarj, bir turboşarj veya mekanik kompresör veya her iki yöntemin bir kombinasyonu (VW 1,4 TSi - 125 kW) kullanılarak gerçekleştirilir. Doğrudan yakıt enjeksiyonunun yanı sıra, değişken valf zamanlaması, valf kaldırma vb. Bu ek teknolojiler ile silindirlere yanma için daha fazla hava (oksijen) girer ve sağlanan yakıt miktarı orantılı olarak artırılabilir. Tabii ki, böyle sıkıştırılmış bir hava ve yakıt karışımı daha fazla enerji içerir. Değişken zamanlama ve valf kaldırma ile birlikte doğrudan enjeksiyon, yakıt enjeksiyonunu ve girdabını optimize ederek yanma sürecinin verimliliğini daha da artırır. Genel olarak, daha küçük bir silindir hacmi, aynı enerjiyi daha büyük ve karşılaştırılabilir motorlarla küçülmeden serbest bırakmak için yeterlidir.

Makalenin başında zaten belirtildiği gibi, indirimlerin ortaya çıkması esas olarak Avrupa mevzuatının sıkılaştırılmasından kaynaklanmaktadır. Çoğunlukla emisyonları azaltmakla ilgiliyken, en görünür olanı, tüm CO emisyonlarını azaltma dürtüsüdür.₂... Bununla birlikte, dünya genelinde emisyon limitleri kademeli olarak sıkılaştırılmaktadır. Avrupa Komisyonu tarafından düzenlenen bir düzenlemeye göre, Avrupalı ​​otomobil üreticileri 2015 yılına kadar 130 g CO emisyon sınırına ulaşmayı taahhüt etti.₂ km başına bu değer, bir yıl boyunca piyasaya sürülen araç filosunun ortalama değeri olarak hesaplanmaktadır. Benzinli motorlar, verimlilik açısından tüketimi azaltma olasılıkları daha yüksek olsa da (yani aynı zamanda CO1₂) dizel olanlardan daha. Bununla birlikte, bu, yalnızca daha yüksek bir fiyat için değil, aynı zamanda nitrojen oksitler gibi egzoz gazlarındaki zararlı emisyonların nispeten sorunlu ve pahalı bir şekilde ortadan kaldırılmasını da zorlaştırır - HAYIR_x, karbon monoksit - CO, hidrokarbonlar - HC veya karbon siyahı, bunun çıkarılması için pahalı ve hala nispeten sorunlu bir DPF filtresi (FAP) kullanılır. Böylece küçük dizeller giderek daha karmaşık hale geliyor ve küçük arabalar daha küçük kemanlarla çalınıyor. Hibrit ve elektrikli araçlar da küçülme ile yarışıyor. Bu teknoloji umut verici olsa da, nispeten basit bir küçülmeden çok daha karmaşık ve yine de ortalama bir vatandaş için çok pahalı.

Biraz teori

Küçülmenin başarısı motor dinamiklerine, yakıt tüketimine ve genel sürüş konforuna bağlıdır. Güç ve tork önce gelir. Verimlilik, zaman içinde yapılan iştir. Buji ateşlemeli içten yanmalı bir motorun bir çevrimi sırasında sunulan iş, sözde Otto Çevrimi tarafından belirlenir.

Dikey eksen, pistonun üzerindeki basınçtır ve yatay eksen, silindirin hacmidir. İş, eğrilerle sınırlanan alan tarafından verilir. Bu şema idealleştirilmiştir, çünkü çevre ile ısı alışverişini, silindire giren havanın eylemsizliğini ve emme (atmosfer basıncına kıyasla hafif negatif basınç) veya egzozdan (hafif aşırı basınç) kaynaklanan kayıpları dikkate almamaktayız. Ve şimdi (V) şemasında gösterilen hikayenin kendisinin bir açıklaması. 1-2 noktaları arasında balon bir karışımla doldurulur - hacim artar. 2-3 noktaları arasında sıkıştırma gerçekleşir, piston çalışır ve yakıt-hava karışımını sıkıştırır. 3-4 noktaları arasında yanma meydana gelir, hacim sabittir (piston üst ölü noktadadır) ve yakıt karışımı yanar. Yakıtın kimyasal enerjisi ısıya dönüştürülür. 4-5 noktaları arasında, yanmış yakıt ve hava karışımı çalışır - genişler ve piston üzerinde basınç uygular. 5-6-1 paragraflarında ters akış, yani egzoz meydana gelir.

Yakıt-hava karışımını ne kadar çok emersek, o kadar çok kimyasal enerji açığa çıkar ve eğrinin altındaki alan artar. Bu etki birkaç yolla elde edilebilir. İlk seçenek, sırasıyla silindirin hacmini yeterince arttırmaktır. aynı koşullar altında daha fazla güç elde ettiğimiz tüm motor - eğri sağa doğru artacaktır. Eğrinin yükselişini yukarı kaydırmanın diğer yolları, örneğin, sıkıştırma oranını artırmak veya zamanla çalışma gücünü artırmak ve aynı anda birkaç küçük döngü yapmak, yani motor devrini artırmaktır. Açıklanan her iki yöntemin de birçok dezavantajı vardır (kendiliğinden tutuşma, silindir kapağının ve contalarının daha yüksek mukavemeti, daha yüksek hızlarda artan sürtünme - daha sonra açıklayacağız, daha yüksek emisyonlar, piston üzerindeki kuvvet hala yaklaşık aynıdır), araba ise kağıt üzerinde nispeten büyük bir güç kazancı, ancak tork fazla değişmez. Son zamanlarda, Japon Mazda, uygun yakıt tüketimi ile çok iyi dinamik parametrelere sahip olan Skyactive-G adı verilen alışılmadık derecede yüksek sıkıştırma oranına (14,0: 1) sahip bir benzinli motoru seri üretmeyi başarsa da, yine de çoğu üretici hala bir olasılık kullanıyor: eğrinin altındaki alanın hacmini artırmak için. Ve bu, hacmi - taşmayı korurken silindire girmeden önce havayı sıkıştırmak içindir.

O zaman Otto döngüsünün p (V) diyagramı şöyle görünür:

7-1 şarjı 5-6 çıkışından farklı (daha yüksek) bir basınçta gerçekleştiğinden, farklı bir kapalı eğri oluşur, bu da çalışmayan piston strokunda ek iş yapıldığı anlamına gelir. Bu, havayı sıkıştıran cihaz, bizim durumumuzda egzoz gazlarının kinetik enerjisi olan bir miktar fazla enerjiden güç alıyorsa kullanılabilir. Böyle bir cihaz bir turboşarjdır. Mekanik bir kompresör de kullanılır, ancak çalışması için harcanan belirli bir yüzdeyi (% 15-20) hesaba katmak gerekir (çoğunlukla krank mili tarafından tahrik edilir), bu nedenle üst eğrinin bir kısmı aşağıya kayar. herhangi bir etkisi olmayan biri.

Bunalmışken bir süreliğine geleceğiz. Benzinli motorun havasını çekmek uzun süredir var, ancak asıl amaç performansı artırmaktı, tüketime özellikle karar verilmedi. Böylece gaz türbinleri onları hayatları boyunca sürükledi ama onlar da gaza basarak yol kenarında ot yiyorlardı. Bunun birkaç nedeni vardı. İlk olarak, vur-tak yanmasını ortadan kaldırmak için bu motorların sıkıştırma oranını azaltın. Bir de turbo soğutma sorunu vardı. Yüksek yüklerde, egzoz gazlarını soğutmak ve böylece turboşarjı yüksek baca gazı sıcaklıklarından korumak için karışımın yakıtla zenginleştirilmesi gerekiyordu. Daha da kötüsü, turboşarj tarafından şarj havasına sağlanan enerji, gaz kelebeği valfindeki hava akışının frenlenmesi nedeniyle kısmi yükte kısmen kaybolur. Neyse ki mevcut teknoloji, motor turboşarjlıyken bile yakıt tüketimini azaltmaya yardımcı oluyor ve bu da küçültmenin ana nedenlerinden biri.

Modern benzinli motorların tasarımcıları, daha yüksek bir sıkıştırma oranında ve kısmi yükte çalışan dizel motorlara ilham vermeye çalışıyor, emme manifoldundan geçen hava akışı gaz kelebeği ile sınırlı değil. Bir motoru çok hızlı bir şekilde tahrip edebilen yüksek sıkıştırma oranının neden olduğu vuruntu tehlikesi, ateşleme zamanlamasını yakın zamana kadar olduğundan çok daha hassas bir şekilde kontrol eden modern elektronik cihazlar tarafından ortadan kaldırılmıştır. Benzinin doğrudan silindirde buharlaştığı doğrudan yakıt enjeksiyonunun kullanılması da büyük bir avantajdır. Böylece yakıt karışımı etkili bir şekilde soğutulur ve kendi kendine tutuşma sınırı da artar. Gerçek sıkıştırma oranını bir dereceye kadar etkilemenize izin veren, şu anda yaygın olan değişken valf zamanlaması sisteminden de bahsedilmelidir. Sözde Miller döngüsü (düzensiz uzun kasılma ve genişleme stroku). Değişken valf zamanlamasına ek olarak, değişken valf kaldırma da gaz kelebeği kontrolünün yerini alabilen ve böylece gaz kelebeğinden hava akışını yavaşlatarak (örneğin BMW'den Valvetronic) emme kayıplarını azaltabilen tüketimin azaltılmasına yardımcı olur.

Aşırı şarj, valf zamanlamasını, valf kaldırma veya sıkıştırma oranını değiştirme her derde deva değildir, bu nedenle tasarımcılar özellikle son akışı etkileyen diğer faktörleri göz önünde bulundurmalıdır. Bunlar, özellikle sürtünmenin azaltılmasını ve yanıcı karışımın kendisinin hazırlanmasını ve yakılmasını içerir.

Tasarımcılar, hareketli motor parçalarının sürtünmesini azaltmak için onlarca yıldır çalışıyorlar. Şu anda en iyi sürtünme özelliklerine sahip olan malzeme ve kaplamalar alanında büyük ilerlemeler kaydettiklerini kabul etmek gerekir. Aynı şey yağlar ve yağlayıcılar için de söylenebilir. Hareketli parçaların boyutlarının, yatakların optimize edildiği, piston segmanlarının şeklinin ve tabii ki silindir sayısının değişmediği motor tasarımının kendisi de göz ardı edilmedi. Muhtemelen şu anda "düşük" silindir sayısına sahip en iyi bilinen motorlar, Ford'un Ford'un üç silindirli EcoBoost motorları veya Fiat'ın TwinAir iki silindirli motorlarıdır. Daha az silindir, daha az piston, biyel, yatak veya valf ve dolayısıyla mantıksal olarak toplam sürtünme anlamına gelir. Bu alanda kesinlikle bazı sınırlamalar vardır. Birincisi, eksik silindirde depolanan ancak denge mili yataklarındaki ek sürtünme ile bir dereceye kadar dengelenen sürtünmedir. Diğer bir sınırlama, motorun kullanacağı araç kategorisinin seçimini önemli ölçüde etkileyen silindir sayısı veya çalışma kültürü ile ilgilidir. Şu anda düşünülemez, örneğin, modern motorlarıyla tanınan BMW, uğultulu bir çift silindirli motorla donatılmıştı. Ama birkaç yıl içinde ne olacağını kim bilebilir. Sürtünme hızın karesi ile arttığından, üreticiler sadece sürtünmeyi azaltmakla kalmaz, aynı zamanda motorları mümkün olan en düşük hızlarda yeterli dinamizm sağlayacak şekilde tasarlamaya çalışırlar. Küçük bir motorun atmosferik yakıt ikmali bu görevin üstesinden gelemeyeceğinden, bir turboşarj veya mekanik bir kompresörle birleştirilmiş bir turboşarj yine kurtarmaya gelir. Ancak, yalnızca bir turboşarj ile aşırı doldurma söz konusu olduğunda, bu kolay bir iş değildir. Turboşarjın, turbodiera denilen önemli bir türbin dönme ataletine sahip olduğuna dikkat edilmelidir. Turboşarj türbini, gaz pedalına basıldığı andan motor itişinin beklenen başlangıcına kadar belirli bir gecikme olacak şekilde, önce motor tarafından üretilmesi gereken egzoz gazları tarafından çalıştırılır. Tabii ki, çeşitli modern turboşarj sistemleri bu rahatsızlığı az çok başarılı bir şekilde telafi etmeye çalışır ve turboşarjlardaki yeni tasarım geliştirmeleri imdada yetişir. Böylece turboşarjlar daha küçük ve daha hafiftir, daha yüksek hızlarda daha hızlı ve daha hızlı tepki verirler. Yüksek hızlı motorlarla büyümüş spor odaklı sürücüler, zayıf tepki için bu tür "düşük hızlı" turboşarjlı bir motoru suçluyorlar. hız arttıkça güç derecelendirmesi olmaz. Yani motor düşük, orta ve yüksek devirlerde ne yazık ki pik gücü olmadan duygusal olarak çekiyor.

Yanıcı karışımın bileşimi bir yana durmadı. Bildiğiniz gibi, bir benzinli motor sözde homojen stokiyometrik hava ve yakıt karışımını yakar. Bu, 14,7 kg yakıt - benzin için 1 kg hava olduğu anlamına gelir. Bu orana lambda=1 de denir. Bahsi geçen benzin hava karışımı başka oranlarda da yakılabilir. 14,5 ila 22: 1 arasındaki hava miktarını kullanırsanız, o zaman çok fazla hava vardır - sözde yağsız karışımdan bahsediyoruz. Oran tersine çevrilirse, hava miktarı stokiyometrikten az ve benzin miktarı daha fazladır (havanın benzine oranı 14 ila 7:1 aralığındadır), bu karışıma sözde denir. zengin karışım Bu aralığın dışındaki diğer oranlar çok seyreltik olduklarından veya çok az hava içerdiklerinden tutuşmaları zordur. Her durumda, her iki sınır da performans, tüketim ve emisyonlar üzerinde zıt etkilere sahiptir. Emisyonlar açısından, zengin bir karışım durumunda, önemli bir CO ve HC oluşumu meydana gelir._x, üretim HAYIR_x zengin bir karışımı yakarken daha düşük sıcaklıklar nedeniyle nispeten düşüktür. Öte yandan, NO üretimi özellikle zayıf yanmalı yanma ile daha yüksektir._xdaha yüksek yanma sıcaklığından kaynaklanmaktadır. Karışımın her bileşimi için farklı olan yanma oranını unutmamalıyız. Yanma hızı çok önemli bir faktördür ancak kontrol edilmesi zordur. Karışımın yanma hızı ayrıca sıcaklıktan, girdap derecesinden (motor devri tarafından korunur), nemden ve yakıt bileşiminden etkilenir. Bu faktörlerin her biri, karışımın girdap ve doygunluğunun en büyük etkiye sahip olduğu farklı şekillerde yer alır. Zengin bir karışım, fakir olandan daha hızlı yanar, ancak karışım çok zenginse, yanma oranı büyük ölçüde azalır. Karışım tutuştuğunda yanma ilk başta yavaştır, artan basınç ve sıcaklıkla birlikte yanma hızı artar, bu da karışımın artan girdabıyla kolaylaştırılır. Yalın yanmalı yanma, yanma verimliliğinde %20'ye varan bir artışa katkıda bulunurken, mevcut kapasitelere göre yaklaşık 16,7 ila 17,3:1 oranında maksimumdur. yanma hızı, verimliliği ve üretkenliği azaltan üreticiler, sözde katman karışımını buldular. Yani yanıcı karışım, yanma odasında tabakalaşır, böylece mum etrafındaki oran stokiyometriktir, yani kolayca tutuşur ve ortamın geri kalanında ise tam tersine karışımın bileşimi farklıdır. çok daha yüksek. Bu teknoloji zaten pratikte kullanılıyor (TSi, JTS, BMW), ne yazık ki şimdiye kadar sadece belirli hızlara kadar veya. hafif yük modunda. Ancak, gelişme ileriye doğru hızlı bir adımdır.

azaltmanın faydaları

• Böyle bir motor sadece hacim olarak değil, aynı zamanda boyut olarak da daha küçük olduğundan, daha az hammadde ve daha az enerji tüketimi ile üretilebilir.
• Motorlar aynı olmasa da benzer hammaddeler kullandığından, motor daha küçük olduğu için daha hafif olacaktır. Tüm araç yapısı daha az sağlam olabilir ve bu nedenle daha hafif ve daha ucuz olabilir. mevcut daha hafif motor ile daha az aks yükü. Bu durumda, ağır bir motordan çok fazla etkilenmedikleri için sürüş performansı da iyileşir.
• Böyle bir motor daha küçük ve daha güçlüdür ve bu nedenle, sınırlı motor boyutu nedeniyle bazen çalışmayan küçük ve güçlü bir araba inşa etmek zor olmayacaktır.
• Daha küçük motor ayrıca daha az atalet kütlesine sahiptir, bu nedenle güç değişimleri sırasında hareket etmek için daha büyük motor kadar fazla güç tüketmez.

İndirgemenin dezavantajları

• Böyle bir motor, önemli ölçüde daha yüksek termal ve mekanik strese maruz kalır.
• Motor hacim ve ağırlık olarak daha hafif olmasına rağmen, turboşarj, intercooler veya yüksek basınçlı benzin enjeksiyonu gibi çeşitli ek parçaların bulunması nedeniyle motorun toplam ağırlığı artar, motorun maliyeti artar ve tüm kit gerektirir artan bakım. ve özellikle yüksek termal ve mekanik strese maruz kalan bir turboşarj için arıza riski daha yüksektir.
• Bazı yardımcı sistemler motorda enerji tüketir (örn. TSI motorları için doğrudan enjeksiyonlu piston pompası).
• Böyle bir motorun tasarımı ve üretimi, atmosferik dolu bir motordan çok daha zor ve karmaşıktır.
• Nihai tüketim hala nispeten büyük ölçüde sürüş tarzına bağlıdır.
• İç sürtünme. Motor sürtünmesinin hıza bağlı olduğunu unutmayın. Sürtünmenin hız ile doğrusal olarak arttığı bir su pompası veya alternatör için bu nispeten ihmal edilebilir. Bununla birlikte, kamların veya piston segmanlarının sürtünmesi karekök ile orantılı olarak artar, bu da yüksek hızlı küçük bir motorun daha düşük hızlarda çalışan daha büyük bir hacme göre daha yüksek iç sürtünme sergilemesine neden olabilir. Bununla birlikte, daha önce de belirtildiği gibi, çoğu, motorun tasarımına ve performansına bağlıdır.

Peki, personel kesintileri için bir gelecek var mı? Bazı eksikliklere rağmen, öyle düşünüyorum. Ancak, doğal emişli motorlar, üretim tasarrufları, teknolojideki gelişmeler (Mazda Skyactive-G), nostalji veya alışkanlık nedeniyle hemen yok olmazlar. Küçük bir motorun gücüne güvenmeyen partizan olmayanlar için, böyle bir arabayı dört iyi beslenmiş insanla yüklemenizi, ardından tepeye bakmanızı, sollamanızı ve test etmenizi öneririm. Güvenilirlik çok daha karmaşık bir konu olmaya devam ediyor. Test sürüşünden daha uzun sürse bile bilet alanlar için bir çözüm var. Motorun görünmesi için birkaç yıl bekleyin ve sonra karar verin. Bununla birlikte, genel olarak, riskler aşağıdaki gibi özetlenebilir. Aynı güce sahip daha güçlü, doğal emişli bir motorla karşılaştırıldığında, daha küçük turboşarjlı motor, sıcaklığın yanı sıra silindir basıncıyla da çok daha fazla yüklenir. Bu nedenle, bu tür motorlarda önemli ölçüde daha fazla yüklü yatak, krank mili, silindir kapağı, şalt vb. Ancak, üreticiler motorları bu yük için tasarladığından, planlanan hizmet ömrü sona ermeden önce arıza riski nispeten düşüktür. Bununla birlikte, hatalar olacak, örneğin, TSi motorlarında zamanlama zinciri atlamasıyla ilgili sorunların olduğunu not ediyorum. Ancak genel olarak, bu motorların ömrünün muhtemelen doğal emişli motorlarda olduğu kadar uzun olmayacağı söylenebilir. Bu esas olarak yüksek kilometreli araçlar için geçerlidir. Tüketime de daha fazla dikkat edilmelidir. Eski turboşarjlı benzinli motorlarla karşılaştırıldığında, modern turboşarjlar önemli ölçüde daha ekonomik olarak çalışabilirken, bunların en iyileri ekonomik işletimde nispeten güçlü bir turbo dizelin tüketimine karşılık gelir. Dezavantajı, sürücünün sürüş tarzına sürekli artan bağımlılıktır, bu nedenle ekonomik bir şekilde sürmek istiyorsanız gaz pedalına dikkat etmeniz gerekir. Bununla birlikte, dizel motorlarla karşılaştırıldığında, turboşarjlı benzinli motorlar, daha iyi iyileştirme, daha düşük gürültü seviyeleri, daha geniş kullanılabilir hız aralığı veya çok eleştirilen DPF eksikliği ile bu dezavantajı telafi eder.