Hvað er skammstöfun?

Undanfarin ár hefur evrópska vatnasvæðið orðið það minnsta af öllu sem venjuleg manneskja kemst í snertingu við. Þetta á einkum við um raunlaun, farsíma, fartölvur, fyrirtækjakostnað eða vélastærð og losun. Því miður hefur niðurskurður starfsfólks ekki enn haft áhrif á svona niðurdrepandi opinbera eða ríkisstjórn. Merking orðsins „lækkun“ í bílaiðnaði er þó ekki eins ný og það kann að virðast við fyrstu sýn. Í lok síðustu aldar breyttu dísilvélar einnig niðurskurði sínum á fyrsta stigi sem, þökk sé ofhleðslu og nútíma beinni innspýtingu, hélt eða minnkaði rúmmál þeirra, en með verulegri aukningu á breytilegum breytum hreyfilsins.

Nútímatími bensínvéla sem „döguðu“ hófst með tilkomu 1,4 TSi einingarinnar. Við fyrstu sýn lítur þetta í sjálfu sér ekki út eins og niðurskurður, sem var einnig staðfest með því að vera með í Golf, Leon eða Octavia tilboðinu. Sjónarhornsbreytingin varð ekki fyrr en Škoda byrjaði að setja saman 1,4kW 90 TSi vélina í sína stærstu Superb gerð. Raunverulega byltingin var hins vegar uppsetning 1,2 kW 77 TSi vélarinnar í tiltölulega stórum bílum eins og Octavia, Leon og jafnvel VW Caddy. Þá fyrst hófust hinar raunverulegu og eins og alltaf viturlegustu kráarsýningar. Tjáning eins og: „dregur ekki á langinn, endist ekki lengi, það kemur ekkert í staðinn fyrir rúmmál, átthyrningurinn er með efnisvél, hefurðu heyrt það? Voru meira en algengt, ekki aðeins í fjórða verði tækja, heldur einnig í umræðum á netinu. Fækkun krefst rökréttrar viðleitni frá ökutækjaframleiðendum til að takast á við stöðugan þrýsting til að draga úr eyðslu og mikið hataða útblástur. Auðvitað er ekkert ókeypis og jafnvel niðurskurður hefur ekki bara ávinning í för með sér. Því verður í eftirfarandi línum fjallað nánar um hvað er kallað niðurskurður, hvernig það virkar og hverjir eru kostir eða gallar þess.

Hvað er skammstöfun og ástæður

Minnkun þýðir að draga úr tilfærslu brunahreyfils á sama tíma og sama eða jafnvel hærra aflframleiðsla er viðhaldið. Samhliða lækkun á rúmmáli fer forhleðsla fram með forþjöppu eða vélrænni þjöppu, eða blöndu af báðum aðferðum (VW 1,4 TSi - 125 kW). Ásamt beinni eldsneytisinnspýtingu, breytilegri ventlatíma, ventlalyftu o.s.frv. Með þessari viðbótartækni fer meira loft (súrefni) til bruna inn í strokkana og hægt er að auka magn eldsneytis í hlutfalli. Auðvitað inniheldur slík þjappað blanda af lofti og eldsneyti meiri orku. Bein innspýting, ásamt breytilegri tímasetningu og ventlalyftu, hámarkar aftur eldsneytisinnspýtingu og þyrluna, sem eykur enn frekar skilvirkni brunaferlisins. Almennt nægir minna strokkrúmmál til að losa sömu orku og stærri og sambærilegar vélar án þess að minnka.

Eins og þegar hefur komið fram í upphafi greinarinnar stafar lækkunin aðallega af hertri Evrópulöggjöf. Aðallega snýst þetta um að draga úr losun en sýnilegast er drifkrafturinn til að draga úr losun koltvísýrings út um allt.₂... Hins vegar, um allan heim, eru losunarmörk smám saman hert. Í samræmi við reglugerð framkvæmdastjórnar Evrópusambandsins hafa evrópskir bílaframleiðendur skuldbundið sig til að ná 2015 g CO losunarmörkum fyrir árið 130.₂ á hvern km, er þetta verðmæti reiknað sem meðalgildi bílaflota sem settur er á markað í meira en eitt ár. Bensínvélar gegna beinu hlutverki í að draga úr þrátt fyrir að skilvirkni sé líklegri til að draga úr neyslu (þ.e.₂) en dísilvélar. Hins vegar gerir þetta erfitt fyrir, ekki aðeins fyrir hærra verð, heldur einnig fyrir tiltölulega erfiða og dýra útrýmingu skaðlegrar útblásturs í útblásturslofti, svo sem köfnunarefnisoxíð - NEI_x, kolmónoxíð - CO, kolvetni - HC eða kolsvartur, til að fjarlægja dýr og enn tiltölulega erfið DPF sía (FAP) er notuð. Þannig eru litlar dísilvélar smám saman að verða flóknari og smábílar eru leiknir með smærri fiðlur. Tvinnbílar og rafbílar keppa einnig við niðurskurð. Þrátt fyrir að þessi tækni lofi góðu er hún miklu flóknari en tiltölulega einföld niðurskurður og samt of dýr fyrir hinn almenna borgara.

Smá kenning

Árangur minnkunar veltur á krafti vélarinnar, eldsneytisnotkun og almennum akstursþægindum. Afl og tog koma fyrst. Framleiðni er vinna sem unnin er yfir tíma. Vinnan sem kynnt er í einni lotu með neistakveikju innbrennsluvél ræðst af svokölluðum Otto Cycle.

Lóðrétti ásinn er þrýstingurinn fyrir ofan stimpilinn og lárétti ásinn er rúmmál strokksins. Verkið er gefið af svæðinu sem afmarkast af ferlum. Þessi skýringarmynd er tilvalin vegna þess að við tökum ekki tillit til varmaskipta við umhverfið, tregðu loftsins sem fer inn í strokkinn og taps af völdum inntaks (lítill undirþrýstingur miðað við loftþrýsting) eða útblásturs (lítill yfirþrýstingur). Og nú lýsing á sögunni sjálfri, sýnd á (V) skýringarmyndinni. Á milli punkta 1-2 er blaðran fyllt með blöndu - rúmmálið eykst. Á milli punkta 2-3 á sér stað þjöppun, stimpillinn virkar og þjappar eldsneytis-loftblöndunni saman. Á milli punkta 3-4 á sér stað bruni, rúmmálið er stöðugt (stimpillinn er efst í dauðapunkti) og eldsneytisblandan brennur. Efnaorka eldsneytis er breytt í varma. Á milli punkta 4-5 virkar hin brennda blanda eldsneytis og lofts - þenst út og beitir þrýstingi á stimpilinn. Í liðum 5-6-1 á sér stað andstæða flæði, það er útblástur.

Því meira sem við sjúgum inn eldsneytis-loftblöndunni, því meiri efnaorka losnar og flatarmálið undir ferlinum eykst. Þessi áhrif er hægt að ná á nokkra vegu. Fyrsti kosturinn er að auka rúmmál strokksins nægilega, í sömu röð. alla vélina, sem við sömu aðstæður náum meira afli - ferillinn mun aukast til hægri. Aðrar leiðir til að færa hækkun ferilsins upp eru til dæmis að auka þjöppunarhlutfallið eða auka aflið til að vinna með tímanum og gera nokkrar smærri lotur á sama tíma, það er að auka snúningshraða vélarinnar. Báðar aðferðirnar sem lýst er hafa marga ókosti (sjálfkveikju, meiri styrkur strokkahaussins og þéttinga hans, aukinn núningur við meiri hraða - við munum lýsa síðar, meiri útblástur, kraftur á stimplinum er enn nokkurn veginn sá sami), á meðan bíllinn hefur tiltölulega mikill aflaukning á pappírnum, en tog breytist lítið. Nýlega, þó að japönsku Mazda hafi tekist að fjöldaframleiða bensínvél með óvenju hátt þjöppunarhlutfall (14,0: 1) sem kallast Skyactive-G, sem státar af mjög góðum kraftmiklum breytum með hagstæðri eldsneytisnotkun, en samt sem áður nota flestir framleiðendur einn möguleika til að auka rúmmál svæðisins undir ferlinum. Og þetta er að þjappa loftinu áður en það fer inn í strokkinn á meðan viðhalda rúmmáli - yfirfall.

Þá lítur p (V) skýringarmynd Otto hringrásarinnar svona út:

Þar sem 7-1 hleðslan á sér stað við annan (hærri) þrýsting en 5-6 innstungan, þá myndast önnur lokuð ferill, sem þýðir að viðbótarvinna er framkvæmd í óvirkri stimplahöggi. Þetta er hægt að nota ef tækið sem þjappar loftinu er knúið af umframorku, sem í okkar tilfelli er hreyfiorka útblástursloftanna. Slíkt tæki er túrbóhleðslutæki. Vélrænn þjöppur er einnig notaður, en það er nauðsynlegt að taka tillit til ákveðins hlutfalls (15-20%) sem varið er í rekstur hennar (oftast er hann knúinn áfram af sveifarásnum), þess vegna færist hluti af efri ferilnum til neðri einn án nokkurra áhrifa.

Við munum koma um stund, meðan við erum ofviða. Turbocharging bensínvél hefur verið til lengi en aðalmarkmiðið var að auka afköst en neyslan var ekki sérstaklega ákveðin. Þannig að gasturbínur drógu þær með sér alla ævi en þær átu líka gras við veginn og þrýstu á gasið. Það voru nokkrar ástæður fyrir þessu. Í fyrsta lagi að minnka þjöppunarhlutfall þessara véla til að útrýma bruna með höggi. Það var líka túrbó kælingarmál. Við mikið álag þurfti að auðga blönduna með eldsneyti til að kæla útblásturslofttegundirnar og vernda þannig túrbóhleðslutækið fyrir miklum hitagasum. Til að gera illt verra tapast orkan sem túrbóhleðslan veitir hleðsluloftinu að hluta til að hluta við álagi vegna hemlunar á loftstreymi við inngjöfarlokann. Sem betur fer er núverandi tækni nú þegar að hjálpa til við að draga úr eldsneytisnotkun, jafnvel þótt vélin sé túrbó, sem er ein helsta ástæðan fyrir lækkun.

Hönnuðir nútíma bensínvéla eru að reyna að veita þeim dísilvélum innblástur sem starfa á hærra þjöppunarhlutfalli og á hluta álags, loftflæðið í gegnum inntaksgreinina takmarkast ekki af inngjöfinni. Hættan á að banka-banka af völdum hás þjöppunarhlutfalls, sem getur eyðilagt vél mjög fljótt, er eytt með nútíma rafeindatækni sem stjórnar kveikjutímanum mun nákvæmari en var þar til nýlega. Stór kostur er einnig notkun á beinni eldsneytisinnsprautun, þar sem bensín gufar beint upp í strokknum. Þannig er eldsneytisblandan í raun kæld og sjálfkveikjumörkin eru einnig aukin. Einnig ber að nefna hið útbreidda kerfi með breytilegum ventlatíma, sem gerir þér kleift að hafa áhrif á raunverulegt þjöppunarhlutfall að vissu marki. Svokölluð Miller hringrás (ójafnt langur samdráttur og þensluslag). Auk breytilegrar ventlatíma hjálpar breytileg ventlalyfta einnig til að draga úr eyðslu, sem getur komið í stað inngjöfarstýringar og þannig dregið úr sogtapi - með því að hægja á loftflæði í gegnum inngjöfina (t.d. Valvetronic frá BMW).

Ofhleðsla, breytt tímasetning loka, lyfting loka eða þjöppunarhlutfall er ekki frábær lausn, þannig að hönnuðir verða að íhuga aðra þætti sem einkum hafa áhrif á lokastrauminn. Þar á meðal er einkum minnkun núnings, svo og undirbúningur og brennsla sjálfrar brennslu blöndunnar.

Hönnuðir hafa unnið að því í áratugi að draga úr núningi hreyfilhluta. Það verður að viðurkennast að þeir hafa tekið stórstígum framförum á sviði efna og húðunar sem hafa nú bestu núningseiginleikana. Sama má segja um olíur og smurefni. Vélarhönnunin sjálf var ekki skilin eftir án athygli, þar sem mál hreyfanlegra hluta, legur eru fínstilltar, lögun stimplahringanna og að sjálfsögðu hefur fjöldi strokka ekki breyst. Líklega þekktustu vélarnar með „lægri“ strokkafjölda um þessar mundir eru þriggja strokka EcoBoost vélar Ford frá Ford eða TwinAir tveggja strokka frá Fiat. Færri strokka þýðir færri stimpla, tengistangir, legur eða lokar og því rökrétt alger núning. Það eru vissulega takmarkanir á þessu sviði. Í fyrsta lagi er núningurinn sem er geymdur á hólknum sem vantar, en á móti kemur að einhverju leyti með auknum núningi í jafnvægisáslegum legum. Önnur takmörkun tengist fjölda strokka eða rekstrarmenningu, sem hefur veruleg áhrif á val á ökutækisflokki sem vélin mun keyra. Eins og er óhugsandi, til dæmis, var BMW, þekktur fyrir nútíma vélar sínar, búinn suðandi tveggja strokka vél. En hver veit hvað gerist eftir nokkur ár. Þar sem núningur eykst með veldi hraða, draga framleiðendur ekki aðeins úr núningnum sjálfum, heldur reyna einnig að hanna vélar til að veita nægjanlega hreyfiafl við lægsta mögulega hraða. Þar sem eldsneyti í andrúmslofti lítillar vélar getur ekki ráðið við þetta verkefni, kemur aftur forþjöppu eða forþjöppu ásamt vélrænni þjöppu til bjargar. Hins vegar, ef um er að ræða forhleðslu eingöngu með forþjöppu, er þetta ekki auðvelt verkefni. Þess ber að geta að túrbóhlaðan hefur umtalsverða snúningstregðu túrbínu sem skapar svokallaða turbodiera. Túrbínutúrbínan er knúin áfram af útblásturslofti sem vélin þarf fyrst að framleiða þannig að ákveðin seinkun verður frá því að ýtt er á eldsneytispedalinn þar til áætlað er að hreyfillinn byrjar. Vissulega reyna ýmis nútíma túrbóhleðslukerfi að jafna þennan kvilla meira og minna með góðum árangri og nýjar hönnunarbætur á túrbóhlöðum koma til bjargar. Þannig að túrbóhleðslutæki eru minni og léttari, þau bregðast hraðar og hraðar við meiri hraða. Sportsinnaðir ökumenn, aldir upp við háhraða vélar, kenna svona „hæghraða“ forþjöppuvél um léleg svörun. engin kraftbreyting þar sem hraðinn eykst. Þannig að vélin togar tilfinningalega á lágum, miðjum og háum snúningi, því miður án hámarksafls.

Samsetning eldfima blöndunnar sjálfrar stóð ekki til hliðar. Eins og þú veist, brennir bensínvél hinni svokölluðu einsleitu stoichiometric blöndu lofts og eldsneytis. Þetta þýðir að fyrir 14,7 kg af eldsneyti - bensíni er 1 kg af lofti. Þetta hlutfall er einnig nefnt lambda = 1. Þessari blöndu af bensíni og lofti er einnig hægt að brenna í öðrum hlutföllum. Ef þú notar loftmagnið frá 14,5 til 22: 1, þá er mikið umfram loft - við erum að tala um svokallaða halla blöndu. Ef hlutfallinu er snúið við er loftmagnið minna en stoichiometric og magnið af bensíni meira (hlutfall lofts og bensíns er á bilinu 14 til 7:1), þessi blanda er kölluð svokölluð. ríkur blanda. Önnur hlutföll utan þessa bils eru erfitt að kveikja í vegna þess að þau eru of þynnt eða innihalda of lítið loft. Hvað sem því líður hafa bæði mörkin öfug áhrif á frammistöðu, eyðslu og útblástur. Hvað varðar losun, þegar um er að ræða ríka blöndu, á sér stað veruleg myndun CO og HC._x, framleiðsla NR_x tiltölulega lágt vegna lægra hitastigs þegar brennd er rík blanda. Á hinn bóginn er NO framleiðsla sérstaklega meiri við bruna á halla._xvegna hærra brennsluhita. Við megum ekki gleyma brennsluhraðanum, sem er mismunandi fyrir hverja samsetningu blöndunnar. Brennsluhraði er mjög mikilvægur þáttur, en það er erfitt að stjórna því. Brennsluhraði blöndunnar hefur einnig áhrif á hitastig, sveiflustig (viðhaldið af snúningshraða vélarinnar), rakastigi og eldsneytissamsetningu. Hver þessara þátta kemur við sögu á mismunandi vegu, þar sem þyrlast og mettun blöndunnar hefur mest áhrif. Rík blanda brennur hraðar en mögnuð, ​​en ef blandan er of rík minnkar brennsluhraðinn til muna. Þegar kveikt er í blöndunni er bruninn hægur í fyrstu, með auknum þrýstingi og hitastigi eykst brennsluhraðinn, sem einnig auðveldar með aukinni hringingu blöndunnar. Magur bruni stuðlar að aukningu á brennslunýtni um allt að 20%, en samkvæmt núverandi getu er hún hámark í hlutfallinu um 16,7 til 17,3: 1. Þar sem einsleitni blöndunnar versnar við áframhaldandi halla, sem leiðir til verulegrar minnkunar á brennsluhraða, minnkandi skilvirkni og framleiðni, hafa framleiðendur komið með svokallaða lagskiptablöndu. Með öðrum orðum er eldfima blandan lagskipt í brennslurýminu þannig að hlutfallið í kringum kertið er stoichiometric, það er að það kviknar auðveldlega í því og í restinni af umhverfinu þvert á móti er samsetning blöndunnar miklu hærri. Þessi tækni er nú þegar notuð í reynd (TSi, JTS, BMW), því miður, enn sem komið er aðeins upp að vissum hraða eða. í létthleðsluham. Þróunin er hins vegar hratt skref fram á við.

Hagur af lækkun

• Slík vél er ekki aðeins minni að magni heldur einnig að stærð, þannig að hægt er að framleiða hana með minna hráefni og minni orkunotkun.
• Þar sem vélar nota svipað ef ekki sama hráefni verður vélin léttari vegna smærri stærðar. Öll uppbygging ökutækisins getur verið minna öflug og því léttari og ódýrari. með núverandi léttari vél, minna ásálag. Í þessu tilfelli er aksturseiginleikinn einnig bættur þar sem þeir eru ekki undir svo miklum áhrifum af þungri vél.
• Slík vél er minni og öflugri og því verður ekki erfitt að smíða lítinn og öflugan bíl, sem stundum virkaði ekki vegna takmarkaðrar vélarstærðar.
• Minni mótorinn hefur einnig minni tregðu massa þannig að hann eyðir ekki eins miklum krafti til að hreyfa sig við aflbreytingar og stærri mótorinn.

Ókostir lækkunar

• Slíkur mótor verður fyrir verulega meiri hitauppstreymi og vélrænni streitu.
• Þrátt fyrir að vélin sé léttari að rúmmáli og þyngd, vegna þess að til eru ýmsir viðbótarhlutar eins og túrbóhleðslutæki, millikælir eða háþrýstingur bensín innspýting, eykst heildarþyngd hreyfilsins, kostnaður við vélina eykst og allt settið krefst aukið viðhald. og hættan á bilun er meiri, sérstaklega fyrir túrbóhleðslutæki sem verður fyrir miklum hitauppstreymi og vélrænni streitu.
• Sum hjálparkerfi eyða orku í vélinni (td bein innspýting stimpildæla fyrir TSI vél).
• Hönnun og framleiðsla slíkrar hreyfils er miklu erfiðari og flóknari en þegar um er að ræða lofthjúpfyllta vél.
• Endanotkunin er enn tiltölulega háð aksturslagi.
• Innri núningur. Hafðu í huga að núning vélar er háð hraða. Þetta er tiltölulega hverfandi fyrir vatnsdælu eða alternator þar sem núning eykst línulega með hraða. Núning kamba eða stimplahringa eykst þó í hlutfalli við fermetrarótina, sem getur valdið því að lítill háhraða mótor sýnir meiri innri núning en stærra rúmmál sem keyrir á lægri hraða. Hins vegar, eins og áður hefur komið fram, fer mikið eftir hönnun og afköstum vélarinnar.

Er þá framtíð fyrir niðurskurði starfsfólks? Þrátt fyrir einhverja annmarka held ég það. Auðvitað hvarf vélar ekki strax, einfaldlega vegna sparnaðar í framleiðslu, tækniframfara (Mazda Skyactive-G), fortíðarþrá eða vana. Fyrir þá sem eru ekki flokksbundnir sem treysta ekki krafti lítillar hreyfils mæli ég með því að hlaða slíkum bíl með fjórum mötuðum mönnum, horfa síðan upp hæðina, framúrakstur og prófa. Áreiðanleiki er enn miklu flóknara mál. Það er lausn fyrir miðakaupendur, jafnvel þótt það taki lengri tíma en reynsluakstur. Bíddu í nokkur ár eftir að vélin birtist og ákveðu síðan. Á heildina litið er hins vegar hægt að draga áhættuna saman sem hér segir. Í samanburði við öflugri náttúrulega öndunarvél með sama afli er smærri túrbóhreyfillinn mun þyngri hlaðinn með strokkaþrýstingi og hitastigi. Þess vegna hafa slíkar vélar verulega fleiri hlaðnar legur, sveifarás, strokkahaus, skiptibúnað osfrv. Hins vegar er hættan á bilun áður en fyrirhuguð endingartími er liðinn tiltölulega lítil þar sem framleiðendur hanna mótora fyrir þetta álag. Hins vegar verða villur, ég tek til dæmis eftir vandræðum með að tímakeðjan sleppir í TSi vélum. Á heildina litið má hins vegar segja að líftími þessara hreyfla verður líklega ekki eins langur og þegar um náttúrulega öndunarvélar er að ræða. Þetta á aðallega við um bíla með mikla mílufjölda. Aukin athygli ætti einnig að veita neyslu. Í samanburði við eldri turbohleðslu bensínvélar geta nútíma túrbóhleðslutæki starfað verulega hagkvæmari en þau bestu samsvara neyslu tiltölulega öflugrar túrbódísil í hagkvæmri notkun. Ókosturinn er sívaxandi ósjálfstæði á aksturslagi ökumanns, þannig að ef þú vilt keyra efnahagslega þarftu að fara varlega með bensípedalinn. Hins vegar, miðað við dísilvélar, bætir túrbóbensínvélar þessum ókosti við með betri hreinsun, lægri hávaða, breiðara nothæfu hraði eða skorti á mjög gagnrýndri DPF.