กระบอกสูบ คุณควรรู้อะไรบ้าง?

รถเล็กควรมี 2 สูบ กับ รถใหญ่ 12 ครับ? เครื่องยนต์สามหรือสี่สูบจะดีกว่าสำหรับรุ่นเดียวกันหรือไม่? คำถามเหล่านี้ไม่มีคำตอบที่ชัดเจน

หัวข้อเรื่องจำนวนกระบอกสูบในเครื่องยนต์ของรถยนต์นั่งส่วนบุคคลก็ผุดขึ้นมาเป็นระยะๆ ทำให้เกิดความขัดแย้งในวงกว้างในแต่ละครั้ง โดยทั่วไป สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเมื่อมีแนวโน้ม "ทรงกระบอก" ทั่วไป ตอนนี้เรามีเครื่องยนต์สามสูบหรือสองสูบแบบหนึ่งเอื้อมมือ ซึ่งแทบไม่เคยออกสู่ตลาดมาหลายสิบปีแล้ว ที่น่าสนใจคือ การลดจำนวนกระบอกสูบไม่ได้มีผลเฉพาะกับรถยนต์ราคาถูกและรถมวลชนเท่านั้น แต่ยังใช้กับรถระดับสูงกว่าด้วย แน่นอนว่ายังมีรถยนต์อีกหลายคันที่ไม่สามารถทำได้ เพราะจำนวนกระบอกสูบในนั้นเป็นหนึ่งในตัวกำหนดศักดิ์ศรี

การตัดสินใจว่าเครื่องยนต์ของรถยนต์แต่ละคันจะมีกี่สูบนั้นขึ้นอยู่กับขั้นตอนการออกแบบของรถยนต์ โดยปกติแล้ว ห้องเครื่องจะเตรียมไว้สำหรับเครื่องยนต์ที่มีจำนวนกระบอกสูบต่างกัน แม้ว่าจะมีข้อยกเว้นก็ตาม ขนาดของรถในกรณีนี้มีความสำคัญยิ่ง ระบบขับเคลื่อนต้องมีกำลังเพียงพอที่จะทำให้รถมีไดนามิกที่เหมาะสม และในขณะเดียวกันก็ประหยัดพอที่จะโดดเด่นกว่าคู่แข่งและเป็นไปตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม โดยทั่วไปเป็นที่ทราบกันดีว่ารถยนต์ขนาดเล็กมีกระบอกสูบน้อยและรถขนาดใหญ่มีจำนวนมาก แต่เจาะจงแค่ไหน? มองดูแล้วถือว่ามีน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

แรงบิดที่จำเป็นในการสร้างแรงขับเคลื่อนบนล้อถนนนั้นถูกสร้างขึ้นในแต่ละกระบอกสูบ ดังนั้นต้องใช้จำนวนที่เพียงพอเพื่อให้ได้การประนีประนอมที่ดีระหว่างพลวัตและเศรษฐศาสตร์ ในเครื่องยนต์สมัยใหม่ เชื่อว่าปริมาตรการทำงานที่เหมาะสมของกระบอกสูบหนึ่งกระบอกอยู่ที่ประมาณ 0,5-0,6 ซม. 3 ดังนั้น เครื่องยนต์สองสูบควรมีปริมาตรประมาณ 1,0-1,2 ลิตร สามสูบ - 1.5-1.8 และสี่สูบ - อย่างน้อย 2.0

อย่างไรก็ตาม นักออกแบบ "ลดค่าลง" ต่ำกว่าค่านี้ โดยใช้เวลาเพียง 0,3-0,4 ลิตร ส่วนใหญ่เพื่อลดการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงและขนาดเครื่องยนต์ที่เล็กลง การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่ลดลงเป็นสิ่งจูงใจสำหรับลูกค้า ขนาดที่เล็กลงหมายถึงน้ำหนักที่น้อยลงและใช้วัสดุน้อยลง และทำให้ต้นทุนการผลิตลดลง หากคุณลดจำนวนกระบอกสูบและลดขนาดของกระบอกสูบด้วย คุณจะได้รับการผลิตจำนวนมากขึ้นอย่างมาก อีกทั้งเพื่อสิ่งแวดล้อม เนื่องจากโรงงานรถยนต์ต้องการวัสดุและพลังงานน้อยลง

ความจุที่เหมาะสมของหนึ่งกระบอก 0,5-0,6 ลิตรมาจากไหน? ปรับสมดุลค่าบางอย่าง ยิ่งกระบอกสูบใหญ่เท่าไร แรงบิดก็จะยิ่งมากขึ้น แต่จะช้าลง น้ำหนักของส่วนประกอบที่ทำงานในกระบอกสูบ เช่น ลูกสูบ สลักลูกสูบ และก้านสูบจะมากขึ้น ทำให้เคลื่อนย้ายได้ยากขึ้น ความเร็วที่เพิ่มขึ้นจะไม่ได้ผลเหมือนในกระบอกสูบขนาดเล็ก ยิ่งกระบอกสูบเล็กเท่าไหร่ ก็ยิ่งทำให้รอบต่อนาทีสูงได้ง่ายขึ้นเท่านั้น เนื่องจากมวลของลูกสูบ พินลูกสูบ และก้านสูบมีขนาดเล็กและเร่งความเร็วได้ง่ายกว่า แต่กระบอกสูบขนาดเล็กจะไม่สร้างแรงบิดมากนัก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องยอมรับค่าหนึ่งของการกระจัดของกระบอกสูบหนึ่งกระบอกเพื่อให้พารามิเตอร์ทั้งสองนี้เป็นที่น่าพอใจในการใช้งานทุกวัน

หากเราใช้ปริมาตรการทำงานของกระบอกสูบเดี่ยว 0,3-0,4 ลิตรคุณจะต้อง "ชดเชย" สำหรับการขาดพลังงาน ทุกวันนี้ วิธีนี้มักใช้กับซุปเปอร์ชาร์จเจอร์ ซึ่งมักจะเป็นเทอร์โบชาร์จเจอร์หรือเทอร์โบชาร์จเจอร์ และคอมเพรสเซอร์แบบกลไกเพื่อให้ได้แรงบิดช่วงต่ำถึงกลางที่สูงขึ้น การชาร์จมากเกินไปทำให้คุณสามารถ "ปั๊ม" อากาศปริมาณมากเข้าไปในห้องเผาไหม้ได้ ด้วยเครื่องยนต์นี้จึงได้รับออกซิเจนมากขึ้นและเผาผลาญเชื้อเพลิงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น แรงบิดเพิ่มขึ้นและด้วยกำลังสูงสุด ค่าที่คำนวณจากแรงบิดของเครื่องยนต์และรอบต่อนาที อาวุธเพิ่มเติมของนักออกแบบคือการฉีดน้ำมันเบนซินโดยตรง ซึ่งช่วยให้สามารถเผาไหม้ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศแบบไม่ติดมัน

เครื่องยนต์ขนาดเล็ก 2 หรือ 3 สูบดังกล่าวซึ่งมีปริมาตรการทำงาน 0.8-1.2 นั้นเหนือกว่าเครื่องยนต์สี่สูบไม่เพียงแต่ในขนาดที่เล็กกว่าเท่านั้น แต่ยังมีความต้านทานทางกลที่ต่ำกว่าและอุณหภูมิในการทำงานได้เร็วกว่า เนื่องจากในแต่ละกระบอกสูบที่ "ตัด" จำนวนชิ้นส่วนที่จำเป็นในการทำให้ร้อนขึ้น รวมถึงการเคลื่อนย้ายและสร้างแรงเสียดทานจะลดลง แต่เครื่องยนต์ขนาดเล็กที่มีกระบอกสูบน้อยกว่าก็มีปัญหาร้ายแรงเช่นกัน สิ่งที่สำคัญที่สุดคือความซับซ้อนทางเทคโนโลยี (การฉีดโดยตรง, การอัดมากเกินไป, การชาร์จสองครั้ง) และประสิทธิภาพที่ลดลงอย่างมากเมื่อโหลดเพิ่มขึ้น นั่นคือเหตุผลที่พวกเขาประหยัดน้ำมันด้วยการขับขี่ที่นุ่มนวลในช่วงต่ำถึงกลาง ตามหลักการแล้วการขับเคลื่อนเชิงนิเวศ อย่างที่ผู้ผลิตบางรายแนะนำ เมื่อการขับขี่เร็วและมีไดนามิก และเครื่องยนต์ต้องเร่งบ่อย การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก มันเกิดขึ้นที่ระดับที่สูงกว่าเครื่องยนต์ที่ดูดเข้าไปตามธรรมชาติซึ่งมีการกระจัดขนาดใหญ่ กระบอกสูบจำนวนมาก และไดนามิกที่เทียบเคียงได้

บรรณาธิการแนะนำ:

- เฟียต ทิโป 1.6 การทดสอบรุ่นประหยัดของ MultiJet

- การยศาสตร์ภายใน ความปลอดภัยขึ้นอยู่กับมัน!

– ความสำเร็จที่น่าประทับใจของโมเดลใหม่ เส้นในร้าน!

ไม่น่าแปลกใจที่บางคนพยายามหาวิธีอื่นเพื่อให้บรรลุเป้าหมายเดียวกัน ตัวอย่างเช่นมีการใช้แนวคิดในการปิดการใช้งานกระบอกสูบบางตัวที่ถูกลืมไปบ้าง ที่ภาระเครื่องยนต์ต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อขับด้วยความเร็วคงที่ ความต้องการพลังงานจะน้อยมาก รถยนต์ขนาดเล็กต้องการเพียง 50 แรงม้าสำหรับความเร็วคงที่ 8 กม./ชม. เพื่อเอาชนะแรงต้านการหมุนและการลากตามหลักอากาศพลศาสตร์ คาดิลแลคใช้กระบอกสูบแบบปิดในเครื่องยนต์ V8 ของพวกเขาครั้งแรกในปี 1981 แต่ยุติการดำเนินการนี้อย่างรวดเร็ว จากนั้น Corvettes, Mercedes, Jeeps และ Hondas มีกระบอกสูบ "แบบถอดได้" จากมุมมองของเศรษฐศาสตร์การดำเนินงาน แนวคิดนี้น่าสนใจมาก เมื่อภาระเครื่องยนต์ต่ำ กระบอกสูบบางอันจะหยุดทำงาน ไม่มีการจ่ายเชื้อเพลิง และการจุดระเบิดจะดับลง เครื่องยนต์ V8 จะกลายเป็น V6 หรือแม้แต่ V4

ตอนนี้แนวคิดนี้ถูกนำไปใช้ในสี่สูบ ในรุ่นล่าสุด องค์ประกอบเพิ่มเติมที่ปิดการใช้งานสองในสี่กระบอกสูบมีน้ำหนักเพียง 3 กก. และค่าบริการเพิ่มเติมสำหรับระบบคือ 2000 PLN เนื่องจากประโยชน์ที่เกี่ยวข้องกับการลดการใช้เชื้อเพลิงนั้นมีน้อย (ประมาณ 0,4-0,6 ลิตร / 100 กม. โดยการขับรถช้าอย่างต่อเนื่องสูงถึง 1 ลิตร / 100 กม.) จึงคาดว่าต้องเดินทางเกือบ 100 กม. เพื่อดูดซับ ค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม อย่างไรก็ตาม เป็นที่น่าสังเกตว่าการปิดกระบอกสูบไม่ได้ขัดแย้งกับการลดจำนวนกระบอกสูบที่เกิดขึ้นจริง ในกระบอกสูบที่ "พิการ" ไฟและการจุดระเบิดจะปิด และวาล์วไม่ทำงาน (ยังคงปิดอยู่) แต่ลูกสูบยังคงทำงานทำให้เกิดการเสียดสี ความต้านทานเชิงกลของเครื่องยนต์ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้การประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเมื่อทำการเฉลี่ย น้ำหนักของชุดขับเคลื่อนและจำนวนองค์ประกอบที่ต้องผลิต ประกอบ และนำไปที่อุณหภูมิการทำงานในขณะที่เครื่องยนต์กำลังทำงานอยู่จะไม่ลดลง

อย่างไรก็ตาม พลวัตและเศรษฐศาสตร์ไม่ใช่ทุกอย่าง วัฒนธรรมและเสียงของเครื่องยนต์ยังขึ้นกับจำนวนกระบอกสูบเป็นส่วนใหญ่ ผู้ซื้อบางรายไม่สามารถทนต่อเสียงเครื่องยนต์สองสูบหรือสามสูบได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เนื่องจากผู้ขับขี่ส่วนใหญ่คุ้นเคยกับเสียงเครื่องยนต์สี่สูบในช่วงหลายปีที่ผ่านมา สิ่งที่สำคัญอีกอย่างก็คือ การมีกระบอกสูบจำนวนมากขึ้นนั้นมีส่วนช่วยในวัฒนธรรมของเครื่องยนต์ ทั้งนี้เนื่องมาจากระดับความสมดุลที่แตกต่างกันของระบบข้อเหวี่ยงของชุดขับเคลื่อน ซึ่งสร้างการสั่นสะเทือนที่สำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบสองและสามสูบในบรรทัด เพื่อแก้ไขสถานการณ์ นักออกแบบใช้เพลาทรงตัว

สี่สูบในแง่ของการสั่นสะเทือนทำงานได้ดีกว่ามาก อีกไม่นานเราจะสามารถลืมเกี่ยวกับเครื่องยนต์ที่ได้รับความนิยม ซึ่งเกือบจะมีความสมดุลอย่างสมบูรณ์แบบและ "ความนุ่มนวล" ที่ใช้งานได้ เช่น "หก" รูปตัววีที่มีมุมกระบอกสูบ 90º พวกเขามักจะถูกแทนที่ด้วยเครื่องยนต์สี่สูบที่เล็กกว่าและเบากว่าเพื่อความสุขของผู้ชื่นชอบกระบอกสูบ "การตัด" หรือที่เรียกว่า "การลดขนาด" เรามาดูกันว่าเครื่องยนต์ V8 และ V12 ที่วิ่งอย่างสมบูรณ์แบบจะปกป้องตัวเองได้นานแค่ไหนในรถเก๋งและรถเก๋งสุดพิเศษ มีตัวอย่างแรกของการเปลี่ยนแปลงในรุ่นต่อไปของโมเดลจาก VXNUMX เป็น VXNUMX แล้ว มีเพียงตำแหน่งของเครื่องยนต์ในรถซูเปอร์สปอร์ตเท่านั้นที่ไม่อาจโต้แย้งได้ ซึ่งสามารถนับได้สิบหกกระบอกสูบ

ไม่ใช่กระบอกเดียวที่แน่นอนในอนาคต ความปรารถนาที่จะลดต้นทุนและสิ่งแวดล้อมเป็นสิ่งที่ครอบงำในปัจจุบัน เนื่องจากสิ่งนี้นำไปสู่การลดการใช้เชื้อเพลิงและลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน เป็นเพียงว่าการใช้เชื้อเพลิงที่ลดลงเป็นเพียงทฤษฎีที่บันทึกไว้ในรอบการวัดและใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการตรวจสอบ และในชีวิตก็เกิดขึ้นในรูปแบบที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม เป็นเรื่องยากที่จะหลีกหนีจากแนวโน้มของตลาด นักวิเคราะห์ยานยนต์คาดการณ์ว่าภายในปี 2020 52% ของเครื่องยนต์ที่ผลิตในโลกจะมีปริมาตรกระบอกสูบ 1,0-1,9 ลิตร และเครื่องยนต์ที่มีกำลังสูงถึง 150 แรงม้าจะมีกระบอกสูบเพียงสามสูบเท่านั้น หวังว่าจะไม่มีใครเกิดความคิดในการสร้างรถยนต์สูบเดียว