ตัวย่อคืออะไร?

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา European Basin ได้กลายเป็นสิ่งที่น้อยที่สุดที่คนทั่วไปเข้ามาสัมผัส สิ่งนี้ใช้กับค่าจ้างจริง โทรศัพท์มือถือ แล็ปท็อป ต้นทุนของบริษัท หรือขนาดเครื่องยนต์และการปล่อยมลพิษ น่าเสียดายที่การตัดพนักงานยังไม่ส่งผลกระทบต่อการบริหารภาครัฐหรือรัฐที่ทรุดโทรมเช่นนี้ อย่างไรก็ตาม ความหมายของคำว่า "ลด" ในอุตสาหกรรมยานยนต์ไม่ได้ใหม่อย่างที่เห็นในแวบแรก ในตอนท้ายของศตวรรษที่ผ่านมา เครื่องยนต์ดีเซลก็ลดระดับลงในช่วงแรก ซึ่งต้องขอบคุณซุปเปอร์ชาร์จเจอร์และไดเร็กอินเจคชั่นที่ทันสมัย ​​รักษาหรือลดปริมาตรของเครื่องยนต์ดีเซล แต่ด้วยพารามิเตอร์ไดนามิกของเครื่องยนต์ที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก

ยุคใหม่ของเครื่องยนต์เบนซิน "รุ่งเช้า" เริ่มต้นด้วยการกำเนิดของหน่วย 1,4 TSi เมื่อมองแวบแรก สิ่งนี้ไม่ได้ดูเหมือนการลดขนาดลง ซึ่งได้รับการยืนยันจากการรวมไว้ในข้อเสนอของ Golf, Leon หรือ Octavia การเปลี่ยนมุมมองไม่เคยเกิดขึ้นจนกระทั่ง Škoda เริ่มประกอบเครื่องยนต์ 1,4kW 90 TSi ให้เป็นรุ่น Superb ที่ใหญ่ที่สุด อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าที่แท้จริงคือการติดตั้งเครื่องยนต์ขนาด 1,2 กิโลวัตต์ 77 TSi ในรถยนต์ที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ เช่น Octavia, Leon และแม้แต่ VW Caddy จากนั้นการแสดงที่แท้จริงก็เริ่มต้นขึ้น และเช่นเคย การแสดงในผับที่ฉลาดที่สุดก็เริ่มต้นขึ้น สำนวนเช่น: “ไม่ยืดเยื้อ อยู่ได้ไม่นาน ไม่มีอะไรทดแทนปริมาตรได้ แปดเหลี่ยมมีเครื่องยนต์ผ้า คุณเคยได้ยินไหม” มีมากกว่าปกติไม่เฉพาะในราคาอุปกรณ์ที่สี่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการสนทนาออนไลน์ด้วย การลดขนาดต้องใช้ความพยายามอย่างสมเหตุสมผลจากผู้ผลิตรถยนต์เพื่อรับมือกับแรงกดดันอย่างต่อเนื่องเพื่อลดการบริโภคและการปล่อยมลพิษที่น่ารังเกียจ แน่นอน ไม่มีอะไรฟรี และแม้แต่การลดขนาดก็ไม่เพียงแค่ให้ประโยชน์ ดังนั้นในบรรทัดต่อไปนี้ เราจะพูดถึงรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งที่เรียกว่าการลดขนาด วิธีการทำงาน และข้อดีหรือข้อเสียของมันคืออะไร

ตัวย่อและเหตุผลคืออะไร

การลดขนาดหมายถึงการลดการเคลื่อนที่ของเครื่องยนต์สันดาปภายในในขณะที่ยังคงรักษากำลังขับที่เท่าเดิมหรือสูงกว่านั้น ควบคู่ไปกับการลดปริมาณ การอัดบรรจุอากาศมากเกินไปจะดำเนินการโดยใช้เทอร์โบชาร์จเจอร์หรือคอมเพรสเซอร์เชิงกล หรือทั้งสองวิธีร่วมกัน (VW 1,4 TSi - 125 kW) เช่นเดียวกับการฉีดเชื้อเพลิงโดยตรง จังหวะวาล์วแปรผัน การยกวาล์ว ฯลฯ ด้วยเทคโนโลยีเพิ่มเติมเหล่านี้ อากาศ (ออกซิเจน) สำหรับการเผาไหม้จะเข้าสู่กระบอกสูบมากขึ้น และปริมาณเชื้อเพลิงที่จ่ายจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วน แน่นอนว่าส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงที่ถูกบีบอัดนั้นมีพลังงานมากกว่า การฉีดเชื้อเพลิงโดยตรงร่วมกับจังหวะแปรผันและการยกวาล์ว ในทางกลับกันจะปรับการฉีดเชื้อเพลิงและการหมุนวนให้เหมาะสม ซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการเผาไหม้ โดยทั่วไปแล้ว ปริมาตรกระบอกสูบที่เล็กลงก็เพียงพอที่จะปล่อยพลังงานเท่ากับเครื่องยนต์ที่ใหญ่กว่าและเทียบเคียงได้โดยไม่ลดขนาดลง

ตามที่ระบุไว้แล้วในตอนต้นของบทความ การเกิดขึ้นของการลดลงส่วนใหญ่เกิดจากการเข้มงวดของกฎหมายของยุโรป ส่วนใหญ่เกี่ยวกับการลดการปล่อยมลพิษ ในขณะที่สิ่งที่มองเห็นได้ชัดเจนที่สุดคือการขับเคลื่อนเพื่อลดการปล่อย CO ทั่วทั้งกระดาน₂... อย่างไรก็ตาม ทั่วโลก ขีดจำกัดการปล่อยมลพิษจะค่อยๆ เข้มงวดขึ้น ตามข้อบังคับของคณะกรรมาธิการยุโรป ผู้ผลิตรถยนต์ของยุโรปมุ่งมั่นที่จะบรรลุขีดจำกัดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 2015 กรัมภายในปี 130₂ ต่อกิโลเมตร ค่านี้จะคำนวณเป็นมูลค่าเฉลี่ยของกองรถที่วางตลาดในระยะเวลาหนึ่งปี เครื่องยนต์เบนซินมีบทบาทโดยตรงในการลดขนาด แม้ว่าในแง่ของประสิทธิภาพแล้ว เครื่องยนต์เหล่านี้มีแนวโน้มที่จะลดการบริโภคลง (เช่น CO₂) มากกว่าน้ำมันดีเซล อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ทำให้ยากขึ้น ไม่เพียงแต่ราคาที่สูงขึ้นเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการกำจัดมลพิษที่เป็นอันตรายในไอเสีย เช่น ไนโตรเจนออกไซด์ ซึ่งค่อนข้างมีปัญหาและมีราคาแพงด้วย - ไม่_x, คาร์บอนมอนอกไซด์ - CO, ไฮโดรคาร์บอน - HC หรือคาร์บอนแบล็ค สำหรับการกำจัดซึ่งใช้ตัวกรอง DPF (FAP) ที่มีราคาแพงและยังค่อนข้างมีปัญหา ดังนั้นเครื่องดีเซลขนาดเล็กจึงมีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อย ๆ และรถขนาดเล็กจะถูกเล่นด้วยไวโอลินขนาดเล็ก รถยนต์ไฮบริดและไฟฟ้ากำลังแข่งขันกันด้วยการลดขนาดลง แม้ว่าเทคโนโลยีนี้จะมีแนวโน้มดี แต่ก็มีความซับซ้อนมากกว่าการลดขนาดที่ค่อนข้างธรรมดา และยังแพงเกินไปสำหรับคนทั่วไป

ทฤษฎีเล็กน้อย

ความสำเร็จของการลดขนาดขึ้นอยู่กับไดนามิกของเครื่องยนต์ การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง และความสะดวกสบายในการขับขี่โดยรวม กำลังและแรงบิดมาก่อน ผลผลิตคืองานที่ทำเมื่อเวลาผ่านไป งานที่แสดงในระหว่างหนึ่งรอบของเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบจุดระเบิดด้วยประกายไฟถูกกำหนดโดยสิ่งที่เรียกว่า Otto Cycle

แกนตั้งคือความดันเหนือลูกสูบ และแกนนอนคือปริมาตรของกระบอกสูบ งานถูกกำหนดโดยพื้นที่ที่ล้อมรอบด้วยเส้นโค้ง แผนภาพนี้เป็นอุดมคติเพราะเราไม่ได้คำนึงถึงการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสิ่งแวดล้อม ความเฉื่อยของอากาศที่เข้าสู่กระบอกสูบ และความสูญเสียที่เกิดจากไอดี (แรงดันลบเล็กน้อยเมื่อเทียบกับแรงดันบรรยากาศ) หรือไอเสีย (แรงดันเกินเล็กน้อย) และตอนนี้คำอธิบายของเรื่องราวนั้นแสดงในแผนภาพ (V) ระหว่างจุดที่ 1-2 บอลลูนจะเต็มไปด้วยส่วนผสม - ปริมาตรเพิ่มขึ้น ระหว่างจุดที่ 2-3 จะเกิดแรงอัด ลูกสูบทำงานและบีบอัดส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิง ระหว่างจุดที่ 3-4 จะเกิดการเผาไหม้ ปริมาตรจะคงที่ (ลูกสูบอยู่ที่จุดศูนย์ตายบน) และส่วนผสมเชื้อเพลิงจะเผาไหม้ พลังงานเคมีของเชื้อเพลิงจะเปลี่ยนเป็นความร้อน ระหว่างจุดที่ 4-5 ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศที่เผาไหม้จะทำงาน - ขยายตัวและออกแรงกดบนลูกสูบ ในวรรค 5-6-1 การไหลย้อนกลับเกิดขึ้นนั่นคือไอเสีย

ยิ่งเราดูดส่วนผสมของเชื้อเพลิงกับอากาศมากเท่าไหร่ พลังงานเคมีก็ยิ่งถูกปล่อยออกมามากขึ้นเท่านั้น และพื้นที่ใต้เส้นโค้งก็จะเพิ่มขึ้น เอฟเฟกต์นี้สามารถทำได้หลายวิธี ตัวเลือกแรกคือการเพิ่มปริมาตรของกระบอกสูบให้เพียงพอตามลำดับ เครื่องยนต์ทั้งหมดซึ่งภายใต้เงื่อนไขเดียวกันเราได้กำลังมากขึ้น - เส้นโค้งจะเพิ่มขึ้นทางขวา วิธีอื่นในการเลื่อนขึ้นของเส้นโค้งขึ้น เช่น การเพิ่มอัตราส่วนการอัดหรือเพิ่มกำลังในการทำงานเมื่อเวลาผ่านไป และทำรอบที่เล็กลงหลายๆ รอบในเวลาเดียวกัน นั่นคือการเพิ่มความเร็วรอบเครื่องยนต์ ทั้งสองวิธีที่อธิบายไว้มีข้อเสียมากมาย (การจุดระเบิดด้วยตัวเอง, ความแข็งแรงของฝาสูบและซีลที่สูงขึ้น, แรงเสียดทานที่เพิ่มขึ้นที่ความเร็วที่สูงขึ้น - เราจะอธิบายในภายหลัง, การปล่อยมลพิษที่สูงขึ้น, แรงที่ลูกสูบยังคงเท่าเดิม) ในขณะที่รถมี เพิ่มกำลังค่อนข้างมากบนกระดาษ แต่แรงบิดไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก เมื่อเร็ว ๆ นี้ แม้ว่า Mazda ญี่ปุ่นจะสามารถผลิตเครื่องยนต์เบนซินจำนวนมากที่มีอัตราส่วนการอัดสูงผิดปกติ (14,0: 1) ที่เรียกว่า Skyactive-G ซึ่งมีพารามิเตอร์ไดนามิกที่ดีมากพร้อมอัตราสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่ดี อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตส่วนใหญ่ยังคงใช้ความเป็นไปได้อย่างหนึ่งคือ เพื่อเพิ่มปริมาตรของพื้นที่ใต้เส้นโค้ง และนี่คือการอัดอากาศก่อนเข้ากระบอกสูบโดยรักษาปริมาตร-ล้น

จากนั้นไดอะแกรม p (V) ของวงจรอ็อตโตจะมีลักษณะดังนี้:

เนื่องจากประจุ 7-1 เกิดขึ้นที่แรงดัน (สูงกว่า) ที่แตกต่างจากทางออกที่ 5-6 จึงเกิดเส้นโค้งปิดที่แตกต่างกัน ซึ่งหมายความว่ามีการทำงานเพิ่มเติมในจังหวะลูกสูบที่ไม่ทำงาน สามารถใช้ในกรณีที่อุปกรณ์ที่อัดอากาศได้รับพลังงานส่วนเกิน ซึ่งในกรณีของเราคือพลังงานจลน์ของก๊าซไอเสีย อุปกรณ์ดังกล่าวเป็นเทอร์โบชาร์จเจอร์ ใช้คอมเพรสเซอร์แบบกลไกเช่นกัน แต่จำเป็นต้องคำนึงถึงเปอร์เซ็นต์ที่แน่นอน (15-20%) ที่ใช้ไปกับการทำงาน (ส่วนใหญ่มักจะถูกขับเคลื่อนด้วยเพลาข้อเหวี่ยง) ดังนั้นส่วนหนึ่งของโค้งบนเลื่อนไปที่ด้านล่าง หนึ่งไม่มีผลใดๆ

เราจะมาในขณะที่เรากำลังจม การดูดเอาเครื่องยนต์เบนซินนั้นมีมาช้านานแล้ว แต่เป้าหมายหลักคือการเพิ่มประสิทธิภาพในขณะที่ไม่ได้ตัดสินใจเรื่องการบริโภคโดยเฉพาะ ดังนั้นกังหันก๊าซจึงลากพวกมันไปตลอดชีวิต แต่พวกมันยังกินหญ้าข้างถนนและกดแก๊สด้วย มีเหตุผลหลายประการสำหรับเรื่องนี้ ขั้นแรก ลดอัตราส่วนกำลังอัดของเครื่องยนต์เหล่านี้เพื่อกำจัดการเผาไหม้แบบน็อค-ก๊อก นอกจากนี้ยังมีปัญหาการระบายความร้อนด้วยเทอร์โบ ที่โหลดสูง ส่วนผสมจะต้องได้รับการเสริมสมรรถนะด้วยเชื้อเพลิงเพื่อทำให้ก๊าซไอเสียเย็นลง และด้วยเหตุนี้จึงปกป้องเทอร์โบชาร์จเจอร์จากอุณหภูมิก๊าซไอเสียที่สูง ที่เลวร้ายไปกว่านั้น พลังงานที่จ่ายโดยเทอร์โบชาร์จเจอร์ไปยังอากาศที่มีประจุจะสูญเสียไปบางส่วนที่โหลดบางส่วนเนื่องจากการเบรกของการไหลของอากาศที่วาล์วปีกผีเสื้อ โชคดีที่เทคโนโลยีในปัจจุบันได้ช่วยลดการใช้เชื้อเพลิงแล้วแม้ว่าเครื่องยนต์จะเทอร์โบชาร์จ ซึ่งเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักที่ทำให้ต้องลดขนาดลง

นักออกแบบเครื่องยนต์เบนซินสมัยใหม่พยายามสร้างแรงบันดาลใจให้กับเครื่องยนต์ดีเซลที่ทำงานด้วยอัตรากำลังอัดที่สูงขึ้นและที่ภาระบางส่วน การไหลของอากาศผ่านท่อร่วมไอดีไม่ได้ถูกจำกัดโดยเค้น อันตรายจากการน็อคที่เกิดจากอัตราส่วนกำลังอัดสูงซึ่งสามารถทำลายเครื่องยนต์ได้อย่างรวดเร็ว ถูกกำจัดด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ ซึ่งควบคุมจังหวะการจุดระเบิดได้แม่นยำกว่าที่เป็นอยู่จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ ข้อได้เปรียบที่สำคัญคือการใช้การฉีดเชื้อเพลิงโดยตรงซึ่งน้ำมันเบนซินจะระเหยโดยตรงในกระบอกสูบ ดังนั้น ส่วนผสมของเชื้อเพลิงจึงเย็นลงอย่างมีประสิทธิภาพ และเพิ่มขีดจำกัดการจุดระเบิดเองด้วย ควรกล่าวถึงระบบไทม์มิ่งวาล์วแปรผันที่แพร่หลายในปัจจุบัน ซึ่งช่วยให้คุณมีอิทธิพลต่ออัตราส่วนกำลังอัดจริงได้ในระดับหนึ่ง ที่เรียกว่า Miller cycle (จังหวะการหดตัวและการขยายตัวยาวไม่เท่ากัน) นอกจากจังหวะวาล์วแปรผันแล้ว การยกวาล์วแปรผันยังช่วยลดอัตราสิ้นเปลือง ซึ่งสามารถแทนที่การควบคุมลิ้นปีกผีเสื้อ และลดการสูญเสียการดูด โดยทำให้อากาศไหลผ่านลิ้นปีกผีเสื้อช้าลง (เช่น Valvetronic จาก BMW)

การอัดประจุมากเกินไป การเปลี่ยนเวลาวาล์ว การยกวาล์วหรืออัตราส่วนการอัดไม่ใช่ยาครอบจักรวาล ดังนั้นนักออกแบบจึงต้องพิจารณาปัจจัยอื่นๆ ที่ส่งผลต่อการไหลขั้นสุดท้ายโดยเฉพาะ ซึ่งรวมถึงโดยเฉพาะอย่างยิ่งการลดแรงเสียดทานตลอดจนการเตรียมและการเผาไหม้ของสารก่อเพลิงเอง

นักออกแบบทำงานมานานหลายทศวรรษเพื่อลดแรงเสียดทานของชิ้นส่วนเครื่องยนต์ที่เคลื่อนไหว ต้องยอมรับว่ามีความก้าวหน้าอย่างมากในด้านวัสดุและการเคลือบผิว ซึ่งปัจจุบันมีคุณสมบัติการเสียดสีที่ดีที่สุด สามารถพูดได้เช่นเดียวกันเกี่ยวกับน้ำมันและสารหล่อลื่น การออกแบบเครื่องยนต์นั้นไม่ได้ถูกมองข้ามโดยที่ขนาดของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว, ตลับลูกปืนได้รับการปรับให้เหมาะสม, รูปร่างของแหวนลูกสูบและแน่นอนจำนวนกระบอกสูบไม่เปลี่ยนแปลง เครื่องยนต์ที่รู้จักกันดีที่สุดที่มีจำนวนกระบอกสูบ "ต่ำกว่า" ในปัจจุบัน ได้แก่ เครื่องยนต์ EcoBoost สามสูบของ Ford จาก Ford หรือ TwinAir สองสูบจาก Fiat กระบอกสูบที่น้อยลงหมายถึงจำนวนลูกสูบ ก้านสูบ ตลับลูกปืน หรือวาล์วที่น้อยลง และด้วยเหตุนี้จึงมีแรงเสียดทานทั้งหมดในทางตรรกะ มีข้อ จำกัด บางประการในพื้นที่นี้ ประการแรกคือแรงเสียดทานที่เก็บไว้ในกระบอกสูบที่หายไป แต่ชดเชยได้ในระดับหนึ่งโดยแรงเสียดทานเพิ่มเติมในแบริ่งเพลาสมดุล ข้อจำกัดอีกประการหนึ่งเกี่ยวข้องกับจำนวนกระบอกสูบหรือวัฒนธรรมการทำงาน ซึ่งมีผลอย่างมากต่อการเลือกประเภทของยานพาหนะที่เครื่องยนต์จะขับเคลื่อน ยกตัวอย่างที่คิดไม่ถึงในปัจจุบัน เช่น BMW ซึ่งเป็นที่รู้จักในด้านเครื่องยนต์สมัยใหม่ ติดตั้งเครื่องยนต์สูบคู่แบบฮัมมิ่ง แต่ใครจะรู้ว่าจะเกิดอะไรขึ้นในอีกไม่กี่ปี เนื่องจากแรงเสียดทานเพิ่มขึ้นตามกำลังสองของความเร็ว ผู้ผลิตจึงไม่เพียงแต่ลดแรงเสียดทานเอง แต่ยังพยายามออกแบบเครื่องยนต์ให้มีไดนามิกเพียงพอที่ความเร็วต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เนื่องจากการเติมเชื้อเพลิงในบรรยากาศของเครื่องยนต์ขนาดเล็กไม่สามารถรับมือกับงานนี้ได้ เทอร์โบชาร์จเจอร์หรือเทอร์โบชาร์จเจอร์ที่รวมกับคอมเพรสเซอร์เชิงกลจึงเข้ามาช่วยเหลืออีกครั้ง อย่างไรก็ตาม ในกรณีของการอัดบรรจุอากาศมากเกินไปด้วยเทอร์โบชาร์จเจอร์เท่านั้น นี่ไม่ใช่เรื่องง่าย ควรสังเกตว่าเทอร์โบชาร์จเจอร์มีความเฉื่อยในการหมุนของกังหันอย่างมากซึ่งสร้างสิ่งที่เรียกว่า turbodiera กังหันเทอร์โบชาร์จเจอร์ขับเคลื่อนด้วยก๊าซไอเสีย ซึ่งต้องผลิตโดยเครื่องยนต์ก่อน เพื่อให้มีความล่าช้าจากช่วงเวลาที่เหยียบคันเร่งจนถึงการสตาร์ทเครื่องยนต์ที่คาดไว้ แน่นอนว่าระบบเทอร์โบชาร์จเจอร์ที่ทันสมัยหลายระบบพยายามที่จะชดเชยอาการนี้ได้สำเร็จไม่มากก็น้อย และการปรับปรุงการออกแบบใหม่ในเทอร์โบชาร์จเจอร์ก็เข้ามาช่วย เทอร์โบชาร์จเจอร์จึงมีขนาดเล็กลงและเบาขึ้น ตอบสนองได้เร็วและเร็วขึ้นที่ความเร็วสูงขึ้น ผู้ขับขี่ที่เน้นความสปอร์ต ใช้เครื่องยนต์ความเร็วสูง ตำหนิเครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จแบบ “ความเร็วช้า” เช่นนี้สำหรับการตอบสนองที่ไม่ดี ไม่มีการไล่ระดับพลังงานเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น ดังนั้นเครื่องยนต์จึงดึงอารมณ์ที่รอบต่ำ กลาง และสูง น่าเสียดายที่ไม่มีกำลังสูงสุด

องค์ประกอบของส่วนผสมที่ติดไฟได้นั้นไม่ได้กัน อย่างที่คุณทราบ เครื่องยนต์เบนซินจะเผาไหม้ส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงที่เป็นเนื้อเดียวกัน เรียกว่า stoichiometric ซึ่งหมายความว่าสำหรับเชื้อเพลิง 14,7 กก. - น้ำมันเบนซินมีอากาศ 1 กก. อัตราส่วนนี้เรียกอีกอย่างว่าแลมบ์ดา = 1 ส่วนผสมของน้ำมันเบนซินและอากาศดังกล่าวสามารถเผาไหม้ได้ในอัตราส่วนอื่น หากคุณใช้ปริมาณอากาศตั้งแต่ 14,5 ถึง 22: 1 แสดงว่ามีอากาศมากเกินไป - เรากำลังพูดถึงส่วนผสมแบบลีนที่เรียกว่า หากกลับด้านอัตราส่วน ปริมาณอากาศจะน้อยกว่าปริมาณสารสัมพันธ์และปริมาณน้ำมันเบนซินจะมากกว่า (อัตราส่วนของอากาศต่อน้ำมันเบนซินอยู่ในช่วง 14 ถึง 7:1) ส่วนผสมนี้เรียกว่าสิ่งที่เรียกว่า ส่วนผสมที่เข้มข้น อัตราส่วนอื่นที่อยู่นอกช่วงนี้ติดไฟได้ยากเพราะเจือจางเกินไปหรือมีอากาศน้อยเกินไป ไม่ว่าในกรณีใด ขีดจำกัดทั้งสองมีผลตรงกันข้ามกับประสิทธิภาพ การบริโภค และการปล่อยมลพิษ ในแง่ของการปล่อยก๊าซ ในกรณีของส่วนผสมที่เข้มข้น จะเกิดการก่อตัวของ CO และ HC อย่างมีนัยสำคัญ_x, การผลิตNO_x ค่อนข้างต่ำเนื่องจากอุณหภูมิที่ต่ำกว่าเมื่อเผาส่วนผสมที่อุดมไปด้วย ในทางกลับกัน ไม่มีการผลิตใดที่สูงกว่าด้วยการเผาไหม้แบบลีน_xเนื่องจากอุณหภูมิการเผาไหม้ที่สูงขึ้น เราต้องไม่ลืมเกี่ยวกับอัตราการเผาไหม้ซึ่งแตกต่างกันไปในแต่ละองค์ประกอบของส่วนผสม อัตราการเผาไหม้เป็นปัจจัยที่สำคัญมาก แต่ก็ยากที่จะควบคุม อัตราการเผาไหม้ของส่วนผสมยังได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิ ระดับการหมุน (ควบคุมโดยความเร็วรอบเครื่องยนต์) ความชื้น และองค์ประกอบของเชื้อเพลิง ปัจจัยเหล่านี้แต่ละอย่างเกี่ยวข้องในลักษณะที่แตกต่างกัน โดยการหมุนวนและความอิ่มตัวของส่วนผสมจะมีอิทธิพลมากที่สุด ส่วนผสมที่เข้มข้นจะเผาไหม้ได้เร็วกว่าส่วนผสมที่ไม่ติดมัน แต่ถ้าส่วนผสมที่เข้มข้นเกินไป อัตราการเผาไหม้จะลดลงอย่างมาก เมื่อส่วนผสมติดไฟ การเผาไหม้จะช้าในตอนแรก เมื่อความดันและอุณหภูมิเพิ่มขึ้น อัตราการเผาไหม้จะเพิ่มขึ้น ซึ่งช่วยอำนวยความสะดวกด้วยการหมุนวนของส่วนผสมที่เพิ่มขึ้น การเผาไหม้แบบลีนช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการเผาไหม้ได้มากถึง 20% ในขณะที่ตามความสามารถในปัจจุบัน อัตราส่วนสูงสุดคือประมาณ 16,7 ถึง 17,3: 1 เนื่องจากการทำให้ส่วนผสมเป็นเนื้อเดียวกันจะเสื่อมลงระหว่างการลีนอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้ลดการเผาไหม้ลงอย่างมาก อัตราการเผาไหม้ ประสิทธิภาพที่ลดลง และผลผลิต ผู้ผลิตได้คิดค้นสิ่งที่เรียกว่าส่วนผสมของชั้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ส่วนผสมที่ติดไฟได้จะแบ่งชั้นในพื้นที่การเผาไหม้ เพื่อให้อัตราส่วนรอบแท่งเทียนมีค่าสัมพันธ์กัน นั่นคือ ติดไฟได้ง่าย และในส่วนที่เหลือของสิ่งแวดล้อม ตรงกันข้าม องค์ประกอบของส่วนผสมคือ สูงขึ้นมาก เทคโนโลยีนี้ถูกนำมาใช้ในทางปฏิบัติแล้ว (TSi, JTS, BMW) น่าเสียดายที่จนถึงความเร็วที่กำหนดหรือเท่านั้น ในโหมดโหลดเบา อย่างไรก็ตามการพัฒนาเป็นก้าวไปข้างหน้าอย่างรวดเร็ว

ประโยชน์ของการลดลง

• เครื่องยนต์ดังกล่าวไม่เพียงแต่มีปริมาตรที่เล็กกว่าเท่านั้น แต่ยังมีขนาดอีกด้วย ดังนั้นจึงสามารถผลิตโดยใช้วัตถุดิบน้อยลงและใช้พลังงานน้อยลง
• เนื่องจากเครื่องยนต์ใช้วัสดุที่คล้ายคลึงกัน หากไม่ใช่วัตถุดิบเดียวกัน เครื่องยนต์จะเบาลงเนื่องจากขนาดที่เล็กกว่า โครงสร้างรถทั้งหมดสามารถมีความแข็งแกร่งน้อยกว่าและเบากว่าและถูกกว่า ด้วยเครื่องยนต์ที่เบากว่าเดิม โหลดเพลาน้อยลง ในกรณีนี้ สมรรถนะในการขับขี่ก็ดีขึ้นเช่นกัน เนื่องจากเครื่องยนต์เหล่านี้ไม่ได้มีอิทธิพลอย่างมากจากเครื่องยนต์ที่มีน้ำหนักมาก
• เครื่องยนต์ดังกล่าวมีขนาดเล็กลงและมีประสิทธิภาพมากกว่า ดังนั้นจึงไม่ยากที่จะสร้างรถยนต์ขนาดเล็กและทรงพลัง ซึ่งบางครั้งใช้งานไม่ได้เนื่องจากขนาดเครื่องยนต์ที่จำกัด
• มอเตอร์ขนาดเล็กยังมีมวลเฉื่อยน้อยกว่า ดังนั้นจึงไม่กินพลังงานมากในการเคลื่อนที่ระหว่างการเปลี่ยนกำลังเท่ากับมอเตอร์ที่ใหญ่กว่า

ข้อเสียของการลดลง

• มอเตอร์ดังกล่าวอยู่ภายใต้ความเครียดทางความร้อนและทางกลที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
• แม้ว่าเครื่องยนต์จะมีปริมาตรและน้ำหนักที่เบากว่า แต่เนื่องจากมีชิ้นส่วนเพิ่มเติมต่างๆ เช่น เทอร์โบชาร์จเจอร์ อินเตอร์คูลเลอร์ หรือการฉีดน้ำมันเบนซินแรงดันสูง น้ำหนักรวมของเครื่องยนต์เพิ่มขึ้น ต้นทุนของเครื่องยนต์เพิ่มขึ้น และต้องใช้ทั้งชุด การบำรุงรักษาที่เพิ่มขึ้น และความเสี่ยงของความล้มเหลวก็สูงขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเทอร์โบชาร์จเจอร์ที่มีความเครียดจากความร้อนและกลไกสูง
• ระบบช่วยเสริมบางระบบใช้พลังงานในเครื่องยนต์ (เช่น ปั๊มลูกสูบแบบฉีดตรงสำหรับเครื่องยนต์ TSI)
• การออกแบบและการผลิตเครื่องยนต์ดังกล่าวยากและซับซ้อนกว่าในกรณีของเครื่องยนต์ที่เต็มไปด้วยบรรยากาศ
• การบริโภคขั้นสุดท้ายยังคงค่อนข้างมากขึ้นอยู่กับสไตล์การขับขี่
• แรงเสียดทานภายใน โปรดทราบว่าความเสียดทานของเครื่องยนต์ขึ้นอยู่กับความเร็ว สิ่งนี้ค่อนข้างไม่สำคัญสำหรับเครื่องสูบน้ำหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับที่แรงเสียดทานเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงด้วยความเร็ว อย่างไรก็ตาม ความเสียดทานของลูกเบี้ยวหรือแหวนลูกสูบจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของสแควร์รูท ซึ่งอาจทำให้มอเตอร์ขนาดเล็กที่มีความเร็วสูงแสดงแรงเสียดทานภายในที่สูงกว่าปริมาตรที่มากขึ้นที่ทำงานด้วยความเร็วต่ำ อย่างไรก็ตาม ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว หลายอย่างขึ้นอยู่กับการออกแบบและประสิทธิภาพของเครื่องยนต์

มีอนาคตสำหรับการลดพนักงานหรือไม่? แม้จะมีข้อบกพร่องบางอย่าง ฉันก็คิดอย่างนั้น เครื่องยนต์ที่ดูดเข้าไปตามธรรมชาติไม่ได้หายไปในทันที อย่างไรก็ตาม เพียงเพราะการประหยัดในการผลิต ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี (Mazda Skyactive-G) ความคิดถึง หรือนิสัย สำหรับผู้ที่ไม่ฝักใฝ่ฝ่ายใดที่ไม่เชื่อมั่นในพลังของเครื่องยนต์ขนาดเล็ก ผมแนะนำให้โหลดรถดังกล่าวกับคนที่กินอาหารดีสี่คน จากนั้นจึงมองขึ้นเนิน แซงและทดสอบ ความน่าเชื่อถือยังคงเป็นปัญหาที่ซับซ้อนมากขึ้น มีวิธีแก้ปัญหาสำหรับผู้ซื้อตั๋ว แม้ว่าจะใช้เวลานานกว่าการทดลองขับก็ตาม รอสองสามปีเพื่อให้เครื่องยนต์ปรากฏขึ้นแล้วจึงตัดสินใจ อย่างไรก็ตาม โดยรวมแล้วความเสี่ยงสามารถสรุปได้ดังนี้ เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ที่มีกำลังดูดตามธรรมชาติซึ่งมีกำลังเท่ากัน เครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จที่เล็กกว่าจะรับภาระหนักกว่ามากด้วยแรงดันกระบอกสูบและอุณหภูมิ ดังนั้นเครื่องยนต์ดังกล่าวจึงมีแบริ่งรับน้ำหนัก เพลาข้อเหวี่ยง หัวถัง สวิตช์เกียร์ เป็นต้น อย่างไรก็ตาม ความเสี่ยงของความล้มเหลวก่อนหมดอายุการใช้งานที่วางแผนไว้นั้นค่อนข้างต่ำ เนื่องจากผู้ผลิตออกแบบมอเตอร์สำหรับโหลดนี้ อย่างไรก็ตาม จะมีข้อผิดพลาด เช่น ปัญหาการข้ามไทม์เชนในเครื่องยนต์ TSi อย่างไรก็ตาม โดยรวมแล้ว อาจกล่าวได้ว่าอายุการใช้งานของเครื่องยนต์เหล่านี้อาจจะไม่นานเท่ากับในกรณีของเครื่องยนต์ดูดอากาศตามธรรมชาติ นี้ส่วนใหญ่ใช้กับรถยนต์ที่มีระยะทางสูง ควรให้ความสำคัญกับการบริโภคมากขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์เบนซินแบบเทอร์โบชาร์จรุ่นเก่า เทอร์โบชาร์จเจอร์ที่ทันสมัยสามารถทำงานได้อย่างประหยัดกว่าอย่างมาก ในขณะที่เครื่องยนต์ที่ดีที่สุดนั้นสอดคล้องกับการบริโภคเทอร์โบดีเซลที่ค่อนข้างทรงพลังในการทำงานที่ประหยัด ข้อเสียคือการพึ่งพารูปแบบการขับขี่ของคนขับมากขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้น หากคุณต้องการขับอย่างประหยัด คุณต้องใช้คันเร่งอย่างระมัดระวัง อย่างไรก็ตาม เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ดีเซล เครื่องยนต์เบนซินแบบเทอร์โบชาร์จได้ชดเชยข้อเสียนี้ด้วยการปรับแต่งที่ดีขึ้น ระดับเสียงที่ต่ำกว่า ช่วงความเร็วที่ใช้งานได้กว้างขึ้น หรือการขาด DPF ที่วิพากษ์วิจารณ์มาก