Apa singkatan?

Ing taun-taun pungkasan, Cekungan Eropa dadi paling ora penting kanggo wong-wong mau. Iki ditrapake khusus kanggo upah nyata, ponsel, laptop, biaya perusahaan utawa ukuran mesin lan emisi. Sayange, pemotongan staf durung mengaruhi pamrentah umum utawa negara sing wis bobrok. Nanging, tegese tembung "pangurangan" ing industri otomotif durung sepele kaya sing katon sepisanan. Ing pungkasan abad kepungkur, mesin diesel uga nyuda potongan ing tahap kaping pisanan, amarga, amarga supercharging lan injeksi langsung modern, nahan utawa nyuda volumee, nanging kanthi nambah paramèter dinamis mesin kasebut.

Jaman modern mesin bensin "dawnsizing" diwiwiti kanthi munculé unit 1,4 TSi. Sepisanan, iki dhewe ora katon kaya downsizing, sing uga dikonfirmasi kanthi kalebu ing penawaran Golf, Leon utawa Octavia. Owah-owahan perspektif ora kedadeyan nganti Škoda miwiti ngrakit mesin 1,4kW 90 TSi dadi model Superb paling gedhe. Nanging, terobosan nyata yaiku instalasi mesin 1,2 kW 77 TSi ing mobil sing relatif gedhe kayata Octavia, Leon lan malah VW Caddy. Mung banjur wiwit nyata lan, kaya biasane, pagelaran pub paling wicaksana. Ungkapan kayata: "ora nyeret, ora bakal suwe, ora ana pengganti volume, octagon duwe mesin kain, apa sampeyan krungu?" Padha luwih saka umum ora mung ing rega papat piranti, nanging uga ing diskusi online. Downsizing mbutuhake upaya logis saka pabrikan kendaraan kanggo ngatasi tekanan konstan kanggo nyuda konsumsi lan emisi sing disengiti. Mesthi wae, ora ana sing gratis, malah nyuda ukuran ora mung nggawa keuntungan. Mulane, ing baris ing ngisor iki, kita bakal ngrembug luwih rinci apa sing diarani downsizing, cara kerjane lan apa kaluwihan utawa kekurangane.

Apa singkatan lan sebab

Downsizing tegese nyuda pamindahan mesin pembakaran internal nalika njaga output daya sing padha utawa luwih dhuwur. Ing podo karo karo pangurangan volume, supercharging ditindakake kanthi nggunakake turbocharger utawa kompresor mekanik, utawa kombinasi saka loro cara kasebut (VW 1,4 TSi - 125 kW). Uga injeksi bahan bakar langsung, wektu katup variabel, angkat katup, lan liya-liyane. Kanthi teknologi tambahan kasebut, luwih akeh hawa (oksigen) kanggo pembakaran mlebu ing silinder, lan jumlah bahan bakar sing diwenehake bisa ditambah kanthi proporsional. Mesthine, campuran udara lan bahan bakar sing dikompres kasebut ngemot luwih akeh energi. Injeksi langsung, digabungake karo wektu variabel lan angkat katup, ngoptimalake injeksi bahan bakar lan swirl, sing nambah efisiensi proses pembakaran. Umumé, volume silinder sing luwih cilik cukup kanggo ngeculake energi sing padha karo mesin sing luwih gedhe lan bisa dibandhingake tanpa nyuda.

Kaya sing wis dituduhake ing wiwitan artikel, munculé pengirangan utamane amarga nyuda undang-undang Eropa. Umume yaiku babagan nyuda emisi, dene sing paling katon yaiku drive kanggo nyuda emisi CO ing papan.₂... Nanging, ing saindenging jagad, watesan emisi sithik dikencengi. Sesuai karo peraturan Komisi Eropa, produsen mobil Eropa duwe komitmen kanggo entuk watesan emisi CO 2015 g ing taun 130.₂ saben km, nilai iki diitung minangka nilai rata-rata kanggo armada mobil sing dipasang ing pasar luwih saka setaun. Mesin bensin duwe peran langsung ing downsizing sanajan, ing babagan efisiensi, luwih cenderung nyuda konsumsi (yaiku uga CO₂) tinimbang diesel. Nanging, iki nggawe angel ora mung kanggo rega sing luwih dhuwur, nanging uga kanggo ngilangi emisi sing mbebayani ing gas buang, kayata nitrogen oksida - NO._x, karbon monoksida - CO, hidrokarbon - HC utawa karbon ireng, sing digunakake kanggo mbusak filter DPF (FAP) sing larang lan isih ana masalah. Mangkono, diesel cilik sing mboko sithik dadi luwih Komplek, lan mobil cilik diputer karo biola cilik. Kendaraan hibrida lan listrik uga saingan karo downsizing. Senajan teknologi iki janjeni, iku luwih Komplek saka downsizing relatif prasaja, nanging larang banget kanggo warga rata-rata.

Minangka teori

Sukses downsizing gumantung ing dinamika engine, konsumsi bahan bakar lan comfort driving sakabèhé. Daya lan torsi luwih dhisik. Produktivitas minangka karya sing ditindakake liwat wektu. Karya sing disajikake sajrone siji siklus mesin pembakaran internal spark ignition ditemtokake dening sing diarani Siklus Otto.

Sumbu vertikal yaiku tekanan ing ndhuwur piston, lan sumbu horisontal yaiku volume silinder. Karya kasebut diwenehake dening area sing diwatesi dening kurva. Diagram iki dianggep ideal amarga kita ora nganggep ijol-ijolan panas karo lingkungan, inersia udhara sing mlebu ing silinder, lan kerugian sing disebabake asupan (tekanan negatif sing rada dibandhingake karo tekanan atmosfer) utawa exhaust (tekanan sing sithik). Lan saiki gambaran saka crita dhewe, ditampilake ing (V) diagram. Antarane titik 1-2, balon diisi karo campuran - volume mundhak. Antarane titik 2-3, komprèsi ana, piston dianggo lan compresses campuran bahan bakar-udara. Antarane titik 3-4, pembakaran dumadi, volume tetep (piston ana ing tengah mati ndhuwur), lan campuran bahan bakar kobong. Energi kimia saka bahan bakar diowahi dadi panas. Ing antarane titik 4-5, campuran bahan bakar lan hawa sing diobong bisa kerja - ngembangake lan ngetrapake tekanan ing piston. Ing paragraf 5-6-1, ana aliran mbalikke, yaiku exhaust.

Luwih akeh kita nyedhot campuran bahan bakar-udara, energi kimia luwih akeh dibebasake, lan area ing sangisore kurva mundhak. Efek iki bisa ditindakake kanthi pirang-pirang cara. Opsi pisanan yaiku kanggo nambah volume silinder kanthi cukup. mesin kabèh, kang ing kondisi padha kita entuk daya luwih - kurva bakal nambah ing sisih tengen. Cara liya kanggo mindhah munggah saka kurva munggah, contone, nambah rasio komprèsi utawa nambah daya kanggo bisa liwat wektu lan nindakake sawetara siklus cilik ing wektu sing padha, sing, nambah kacepetan engine. Loro-lorone cara diterangake duwe akeh cacat (self-ignition, kekuatan luwih saka sirah silinder lan asu laut, tambah gesekan ing kacepetan sing luwih dhuwur - kita bakal njlèntrèhaké mengko, emisi luwih, pasukan ing piston isih bab padha), nalika mobil wis gain daya relatif amba ing kertas, nanging torsi ora ngganti akeh. Bubar, sanajan Mazda Jepang bisa ngasilake mesin bensin kanthi rasio kompresi sing luar biasa dhuwur (14,0: 1) sing diarani Skyactive-G, sing nduweni paramèter dinamis sing apik banget kanthi konsumsi bahan bakar sing apik, nanging umume manufaktur isih nggunakake salah sawijining kemungkinan yaiku. kanggo nambah volume area ing sangisore kurva. Lan iki kanggo compress udhara sadurunge ngetik silinder nalika njaga volume - overflow.

Banjur diagram p (V) siklus Otto katon kaya mangkene:

Amarga muatan 7-1 kedadeyan tekanan liyane (luwih dhuwur) tinimbang outlet 5-6, digawe kurva tertutup sing beda, tegese kerja tambahan ditindakake ing stroke piston sing ora bisa digunakake. Iki bisa digunakake yen piranti sing ngompres udhara dikuatake karo sawetara energi, sing ing endi kita minangka energi kinetik gas pembuangan. Piranti kaya ngono yaiku turbocharger. Kompresor mekanik uga digunakake, nanging kudu ngetrapake persentase tartamtu (15-20%) sing digunakake (mula asring didorong dening crankshaft), mula bagean saka kurva ndhuwur diganti ing ngisor siji tanpa efek.

Kita bakal teka sawetara, nalika kita kewalahan. Aspirasi mesin bensin wis suwe, nanging tujuane utamane yaiku kanggo nambah kinerja, lan konsumsi durung diputus. Turbin gas nyeret dheweke supaya bisa urip, nanging dheweke uga mangan suket ing pinggir dalan, kanthi gas. Ana sawetara sebab kanggo iki. Kaping pisanan, nyuda rasio kompresi mesin kasebut supaya ora ngobong sambung. Uga ana masalah pendinginan turbo. Ing beban sing akeh, campuran kasebut kudu diperkaya karo bahan bakar kanggo adhem gas pembuangan banjur nglindhungi turbocharger saka suhu gas flue sing dhuwur. Supaya luwih parah, energi sing diwenehake dening turbocharger menyang udhara muatan sebagian ilang ing beban parsial amarga pengereman aliran udara ing katup throttle. Untunge, teknologi saiki wis ngrewangi nyuda konsumsi bahan bakar sanajan mesin turbocharged, sing dadi salah sawijining sebab utama penurunan harga.

Desainer mesin bensin modern nyoba kanggo menehi inspirasi kanggo mesin diesel sing operate ing rasio komprèsi sing luwih dhuwur lan ing bagean mbukak, aliran udara liwat intake manifold ora diwatesi dening throttle. Bebaya knocking-knocking disebabake rasio komprèsi dhuwur, kang bisa numpes engine cepet banget, wis diilangi dening electronics modern, kang kontrol wektu kontak luwih tepat saka kasus nganti bubar. Kauntungan gedhe uga nggunakake injeksi bahan bakar langsung, ing ngendi bensin nguap langsung ing silinder. Mangkono, campuran bahan bakar èfèktif digawe adhem, lan watesan poto-ignition uga tambah. Sebutake uga sistem wektu katup variabel sing saiki nyebar, sing ngidini sampeyan mengaruhi rasio kompresi sing nyata nganti sawetara. Sing diarani siklus Miller (kontraksi dawa lan stroke ekspansi sing ora rata). Saliyane wektu katup variabel, angkat katup variabel uga mbantu nyuda konsumsi, sing bisa ngganti kontrol throttle lan kanthi mangkono nyuda mundhut nyedhot - kanthi alon aliran udara liwat throttle (eg Valvetronic saka BMW).

Penambahan biaya, ganti wektu katup, angkat katup utawa rasio kompresi dudu obat panacea, mula para desainer kudu nganggep faktor liyane sing, utamane, mengaruhi aliran pungkasan. Iki kalebu, utamane, nyuda gesekan, uga persiyapan lan pembakaran campuran campuran kasebut dhewe.

Desainer wis kerja nganti pirang-pirang dekade kanggo nyuda gesekan bagean mesin sing obah. Sampeyan kudu ngakoni yen dheweke wis nggawe kemajuan gedhe ing bidang bahan lan lapisan, sing saiki nduweni sifat gesekan sing paling apik. Padha bisa ngandika bab lenga lan lubricants. Desain engine dhewe ora ditinggalake tanpa manungsa waé, ing ngendi dimensi bagean obah, bantalan dioptimalake, wangun ring piston lan, mesthi, jumlah silinder ora diganti. Mbokmenawa mesin paling misuwur kanthi jumlah silinder "kurang" saiki yaiku mesin EcoBoost telung silinder Ford saka Ford utawa TwinAir rong silinder saka Fiat. Silinder kurang tegese piston luwih sithik, rod penghubung, bantalan, utawa katup, lan mulane gesekan total. Mesthi ana sawetara watesan ing wilayah iki. Kapisan yaiku gesekan sing disimpen ing silinder sing ilang, nanging diimbangi kanthi gesekan tambahan ing bantalan poros imbangan. Watesan liyane ana hubungane karo jumlah silinder utawa budaya operasi, sing mengaruhi pilihan saka kategori kendaraan sing bakal ditindakake mesin. Saiki ora bisa dipikirake, contone, BMW, sing dikenal kanthi mesin modern, dilengkapi mesin kembar silinder sing humming. Nanging sapa ngerti apa sing bakal kelakon ing sawetara taun. Wiwit gesekan mundhak karo kothak kacepetan, manufaktur ora mung nyuda gesekan dhewe, nanging uga nyoba kanggo desain mesin kanggo nyedhiyani dinamika cekap ing kacepetan paling bisa. Wiwit pengisian bahan bakar atmosfer saka mesin cilik ora bisa ngrampungake tugas iki, turbocharger utawa turbocharger digabungake karo kompresor mekanik maneh teka kanggo ngluwari. Nanging, ing kasus supercharging mung karo turbocharger, iki dudu tugas sing gampang. Perlu dicathet yen turbocharger nduweni inersia rotasi turbin sing signifikan, sing nggawe turbodiera sing disebut. Turbin turbocharger digerakake dening gas buang, sing kudu diprodhuksi dhisik dening mesin, supaya ana wektu tundha tartamtu wiwit pedal akselerator ditekan nganti wiwitan dorongan mesin. Mesthine, macem-macem sistem turbocharging modern nyoba ngimbangi penyakit kasebut kanthi luwih utawa kurang, lan perbaikan desain anyar ing turbocharger teka kanggo ngluwari. Dadi turbocharger luwih cilik lan luwih entheng, respon luwih cepet lan luwih cepet ing kecepatan sing luwih dhuwur. pembalap olahraga-oriented, digawa munggah ing mesin-kacepetan dhuwur, nyalahke kuwi "alon-kacepetan" engine turbocharged kanggo respon miskin. ora gradasi daya minangka kacepetan mundhak. Dadi mesin narik emosional ing revs kurang, tengah lan dhuwur, sayangé tanpa daya puncak.

Komposisi saka campuran combustible dhewe ora ngadeg aside. Kaya sing sampeyan ngerteni, mesin bensin ngobong campuran udara lan bahan bakar sing diarani homogen stoikiometrik. Iki tegese kanggo 14,7 kg bahan bakar - bensin ana 1 kg online. Rasio iki uga diarani minangka lambda = 1. Said dicampur saka bensin lan online uga bisa diobong ing rasio liyane. Yen sampeyan nggunakake jumlah udhara saka 14,5 nganti 22: 1, banjur ana keluwihan hawa sing gedhe - kita ngomong babagan sing diarani campuran ramping. Yen rasio dibalikake, jumlah hawa kurang saka stoikiometri lan jumlah bensin luwih gedhe (rasio udara lan bensin ana ing kisaran 14 nganti 7: 1), campuran iki diarani. campuran sugih. Rasio liyane ing njaba kisaran iki angel diobong amarga encer banget utawa ngemot hawa sing sithik. Ing kasus apa wae, loro watesan kasebut duwe efek ngelawan ing kinerja, konsumsi lan emisi. Ing babagan emisi, ing kasus campuran sing sugih, pembentukan CO lan HC sing signifikan dumadi._x, produksi NO_x cukup sithik amarga suhu ngisor nalika ngobong campuran sing akeh. Kosok baline, ora ana produksi sing luwih dhuwur kanthi pembakaran pembakaran tanpa lemak._xamarga suhu pembakaran sing luwih dhuwur. Kita ora kudu lali babagan tingkat kobong, sing beda kanggo saben komposisi campuran. Tingkat kobong minangka faktor sing penting banget, nanging angel dikontrol. Tingkat pembakaran campuran uga kena pengaruh suhu, derajat swirl (dikelola kanthi kacepetan mesin), kelembapan lan komposisi bahan bakar. Saben faktor kasebut melu kanthi cara sing beda-beda, kanthi swirl lan jenuh campuran sing duwe pengaruh paling gedhe. Campuran sing sugih diobong luwih cepet tinimbang sing ramping, nanging yen campuran kasebut sugih banget, tingkat kobong saya suda. Nalika dicampur wis ignited, pangobongan alon ing wiwitan, kanthi nambah tekanan lan suhu, tingkat kobong mundhak, sing uga difasilitasi dening tambah swirling campuran. Pembakaran bakar tanpa lemak nyumbang kanggo nambah efisiensi pembakaran nganti 20%, dene, miturut kemampuan saiki, maksimal kanthi rasio kira-kira 16,7 nganti 17,3: 1. Wiwit homogenisasi campuran saya rusak sajrone lean terus, nyebabake nyuda sing signifikan. tingkat kobong, ngurangi efficiency, lan produktivitas, manufaktur wis teka munggah karo supaya disebut-campuran layering. Ing tembung liyane, campuran combustible wis stratified ing papan pangobongan, supaya rasio watara lilin punika stoikiometris, sing, iku gampang ignited, lan ing liyane saka lingkungan, ing nalisir, komposisi saka dicampur punika. luwih dhuwur. Teknologi iki wis digunakake ing laku (TSi, JTS, BMW), sayangé, supaya adoh mung nganti kacepetan tartamtu utawa. ing mode beban entheng. Nanging, pembangunan minangka langkah maju kanthi cepet.

Mupangat nyuda

• Mesin kaya ngono ora mung volume luwih cilik nanging ukurane, saengga bisa diproduksi kanthi kurang bahan baku lan kurang konsumsi energi.
• Amarga mesin nggunakake padha, yen ora padha bahan baku, mesin bakal luwih entheng amarga ukurane luwih cilik. Struktur kendaraan kabeh bisa dadi kurang kuwat lan mula luwih entheng lan luwih murah. kanthi mesin sing luwih entheng, kurang sumbu mbukak. Ing kasus iki, kinerja nyopir uga luwih apik, amarga mesin kasebut ora kuwat dipengaruhi.
• Mesin kaya ngono luwih cilik lan luwih kuat, mula ora angel nggawe mobil cilik lan kuat, sing kadhang kala ora bisa kerja amarga ukuran mesin sing winates.
• Motor sing luwih cilik uga duwe massa sithik inersia, saengga ora nggunakake kekuwatan kanggo mindhah sajrone owah-owahan listrik kaya motor sing luwih gedhe.

Kerugian nyuda

• Motor sing kaya ngono ngalami stres termal lan mekanik sing luwih dhuwur.
• Sanajan mesin luwih entheng ing volume lan bobote, amarga anane macem-macem komponen tambahan kayata turbocharger, intercooler utawa injeksi bensin tekanan tinggi, bobote mesin saya mundhak, biaya mesin saya mundhak, lan kabeh kit mbutuhake tambah pangopènan. lan risiko kegagalan luwih dhuwur, utamane kanggo turbocharger sing ngalami stres termal lan mekanik sing dhuwur.
• Sawetara sistem tambahan nggunakake energi ing mesin (kayata pompa piston injeksi langsung kanggo mesin TSI).
• Desain lan pabrik mesin kasebut luwih angel lan kompleks tinimbang ing mesin sing diisi atmosfer.
• Konsumsi pungkasan isih gumantung banget karo gaya nyopir.
• Gesekan internal. Elinga yen gesekan mesin gumantung saka kacepetan. Iki gampang diabaikan kanggo pompa banyu utawa alternator sing gesekan mundhak kanthi linear kanthi kecepatan. Nanging, gesekan kamera utawa dering piston tambah proporsional karo root square, sing bisa nyebabake motor cilik kanthi kecepatan tinggi nampilake gesekan internal sing luwih dhuwur tinimbang volume sing luwih gedhe sing mlaku kanthi kecepatan sing luwih murah. Nanging, kaya sing wis kasebut, akeh gumantung karo desain lan kinerja mesin.

Dadi, apa ana mangsa kanggo nglereni staf? Sanajan ana kekurangan, aku ngira. Mesin kanthi aspirasi alami ora langsung ilang, nanging mung amarga tabungan produksi, kemajuan teknologi (Mazda Skyactive-G), nostalgia, utawa pakulinan. Kanggo non-partisan sing ora ngandelake kekuwatan mesin cilik, aku nyaranake ngemot mobil kaya ngono karo papat wong sing wis kepenak, banjur nggoleki bukit, overtake lan nyoba. Keandalan tetep dadi masalah sing luwih rumit. Ana solusi kanggo pembeli tiket, sanajan butuh wektu luwih suwe tinimbang test drive. Ngenteni sawetara taun supaya mesin katon banjur mutusake. Nanging, umume, risikone bisa diringkes kaya ing ngisor iki. Yen dibandhingake karo mesin sing diupayakake kanthi alami kanthi tenaga sing padha, mesin turbocharged luwih cilik kanthi tekanan silinder uga suhu. Mula, mesin kasebut nduwe bantalan sing akeh banget, poros, kepala silinder, switchgear, lsp. Nanging, risiko kegagalan sadurunge umur layanan sing direncanakake kadaluwarsa cukup sithik amarga pabrike ngrancang motor kanggo momotan kasebut. Nanging, bakal ana kesalahan, kayata, masalah karo rantai wektu sing dilewati ing mesin TSi. Nanging, umume, bisa dingerteni manawa umur mesin kasebut bisa uga ora suwene kaya mesin sing diaspirasi kanthi alami. Iki biasane ditrapake kanggo mobil kanthi jarak tempuh sing dhuwur. Tambah akeh perhatian uga kudu dibayar kanggo konsumsi. Dibandhingake karo mesin bensin turbocharger sing luwih lawas, turbocharger modern bisa digunakake kanthi luwih ekonomis, dene sing paling apik cocog karo konsumsi solar turbo sing relatif kuat ing operasi ekonomi. Kekurangane yaiku ketergantungan sing saya tambah ing gaya nyopir, dadi yen sampeyan pengin nyopir kanthi ekonomi, sampeyan kudu ati-ati nganggo pedal gas. Nanging, dibandhingake karo mesin diesel, mesin bensin turbo dikenani kerugian iki kanthi nyempurnakake kanthi luwih apik, tingkat swara sing luwih murah, kisaran kacepetan sing bisa digunakake, utawa ora ana DPF sing akeh kritik.