Hva er forkortelse?

De siste årene har det europeiske bassenget blitt det minste av alt som en gjennomsnittlig person kommer i kontakt med. Dette gjelder spesielt reallønn, mobiltelefoner, bærbare datamaskiner, selskapskostnader eller motorstørrelse og utslipp. Dessverre har personalkutt ennå ikke påvirket en så falleferdig offentlig eller statsadministrasjon. Betydningen av ordet "reduksjon" i bilindustrien er imidlertid ikke så ny som det kan virke ved første øyekast. På slutten av forrige århundre økte også dieselmotorer i første fase, som takket være superlading og moderne direkteinnsprøytning beholdt eller reduserte volumet, men med en betydelig økning i motorens dynamiske parametere.

Den moderne æraen med "dawnsizing" bensinmotorer begynte med bruken av 1,4 TSi-enheten. Ved første øyekast ser ikke dette i seg selv ut som en nedbemanning, noe som også ble bekreftet av inkluderingen i Golf, Leon eller Octavia-tilbudet. Endringen av perspektivet skjedde ikke før Škoda begynte å sette sammen 1,4kW 90 TSi-motoren til sin største Superb-modell. Det virkelige gjennombruddet var imidlertid installasjonen av 1,2 kW 77 TSi-motoren i relativt store biler som Octavia, Leon og til og med VW Caddy. Først da begynte de ekte og som alltid de klokeste pubforestillingene. Uttrykk som: "drar ikke, vil ikke vare lenge, det er ingen erstatning for volum, åttekanten har en stoffmotor, har du hørt det?" Var mer enn vanlig ikke bare i den fjerde prisen på enheter, men også i nettdiskusjoner. Nedbemanning krever en logisk innsats fra bilprodusentene for å takle det konstante presset for å redusere forbruket og mye hatede utslipp. Selvfølgelig er ingenting gratis, og selv nedbemanning gir ikke bare fordeler. Derfor vil vi i de følgende linjene diskutere mer detaljert hva som kalles nedbemanning, hvordan det fungerer og hva som er fordeler eller ulemper.

Hva er forkortelse og årsaker

Nedbemanning betyr å redusere forskyvningen til en forbrenningsmotor samtidig som den opprettholder samme eller enda høyere effekt. Parallelt med volumreduksjonen utføres superlading ved hjelp av en turbolader eller en mekanisk kompressor, eller en kombinasjon av begge metodene (VW 1,4 TSi - 125 kW). Samt direkte drivstoffinnsprøytning, variabel ventiltiming, ventilløft osv. Med disse tilleggsteknologiene kommer mer luft (oksygen) til forbrenning inn i sylindrene, og mengden drivstoff som tilføres kan økes proporsjonalt. Selvfølgelig inneholder en slik komprimert blanding av luft og drivstoff mer energi. Direkte innsprøytning, kombinert med variabel timing og ventilløft, optimaliserer i sin tur drivstoffinnsprøytning og virvel, noe som ytterligere øker effektiviteten i forbrenningsprosessen. Generelt er et mindre sylindervolum nok til å frigjøre samme energi som større og sammenlignbare motorer uten nedbemanning.

Som allerede antydet i begynnelsen av artikkelen, skyldes fremveksten av reduksjoner hovedsakelig en skjerping av europeisk lovgivning. Stort sett handler det om å redusere utslipp, mens det mest synlige er drivkraften for å redusere CO -utslipp over hele linjen.₂... Imidlertid blir utslippsgrensene gradvis strammet over hele verden. I samsvar med en forskrift fra Europakommisjonen har europeiske bilprodusenter forpliktet seg til å nå en utslippsgrense på 2015 g CO innen 130.₂ per km, beregnes denne verdien som gjennomsnittsverdien for bilparken som er markedsført over ett år. Bensinmotorer spiller en direkte rolle i å redusere, selv om de med hensyn til effektivitet er mer sannsynlig å redusere forbruket (dvs. også CO₂) enn diesel. Dette gjør det imidlertid vanskelig ikke bare for en høyere pris, men også for den relativt problematiske og kostbare elimineringen av skadelige utslipp i eksosgasser, som nitrogenoksider - NEI_x, karbonmonoksid - CO, hydrokarboner - HC eller carbon black, for fjerning av disse brukes et dyrt og fortsatt relativt problematisk DPF-filter (FAP). Dermed blir smådieseler gradvis mer komplekse, og småbiler spilles med mindre fioliner. Hybrid- og elbiler konkurrerer også med nedbemanning. Selv om denne teknologien er lovende, er den mye mer kompleks enn relativt enkel nedbemanning, og likevel for dyr for den vanlige innbygger.

Litt teori

Suksessen med nedbemanning avhenger av motordynamikk, drivstofforbruk og generell kjørekomfort. Kraft og dreiemoment kommer først. Produktivitet er arbeid utført over tid. Arbeidet som presenteres i løpet av en syklus av en forbrenningsmotor med gnisttenning, bestemmes av den såkalte Otto-syklusen.

Den vertikale aksen er trykket over stempelet, og den horisontale aksen er volumet til sylinderen. Arbeidet er gitt av området avgrenset av kurvene. Dette diagrammet er idealisert fordi vi ikke tar hensyn til varmevekslingen med omgivelsene, tregheten til luften som kommer inn i sylinderen, og tapene forårsaket av inntak (lett undertrykk sammenlignet med atmosfærisk trykk) eller eksos (lett overtrykk). Og nå en beskrivelse av selve historien, vist i (V)-diagrammet. Mellom punktene 1-2 fylles ballongen med en blanding - volumet øker. Mellom punktene 2-3 oppstår kompresjon, stempelet fungerer og komprimerer drivstoff-luftblandingen. Mellom punktene 3-4 skjer det forbrenning, volumet er konstant (stempelet er øverst i dødpunktet), og drivstoffblandingen brenner. Den kjemiske energien til drivstoffet omdannes til varme. Mellom punktene 4-5 fungerer den brente blandingen av drivstoff og luft - utvider seg og utøver trykk på stempelet. I avsnitt 5-6-1 oppstår den omvendte strømmen, det vil si eksosen.

Jo mer vi suger inn drivstoff-luftblandingen, jo mer kjemisk energi frigjøres, og arealet under kurven øker. Denne effekten kan oppnås på flere måter. Det første alternativet er å øke volumet på sylinderen tilstrekkelig. hele motoren, som under samme forhold oppnår vi mer kraft - kurven vil øke til høyre. Andre måter å forskyve stigningen i kurven opp på er for eksempel å øke kompresjonsforholdet eller øke kraften til å jobbe over tid og gjøre flere mindre sykluser samtidig, det vil si å øke motorturtallet. Begge metodene beskrevet har mange ulemper (selvtenning, høyere styrke på sylinderhodet og dets tetninger, økt friksjon ved høyere hastigheter - vi vil beskrive senere, høyere utslipp, kraft på stempelet er fortsatt omtrent det samme), mens bilen har en relativt stor kraftgevinst på papiret, men dreiemomentet endrer seg lite. Nylig, selv om den japanske Mazdaen klarte å masseprodusere en bensinmotor med et uvanlig høyt kompresjonsforhold (14,0: 1) kalt Skyactive-G, som kan skryte av veldig gode dynamiske parametere med gunstig drivstofforbruk, bruker likevel de fleste produsenter en mulighet: for å øke volumet av området under kurven. Og dette er for å komprimere luften før den går inn i sylinderen samtidig som volumet opprettholdes - overløp.

Da ser p (V) -diagrammet for Ottosyklusen slik ut:

Siden ladning 7-1 oppstår ved et annet (høyere) trykk enn utløpet 5-6, opprettes en annen lukket kurve, noe som betyr at det utføres ytterligere arbeid i det inoperative stempelslaget. Dette kan brukes hvis enheten som komprimerer luften drives av noe overskytende energi, som i vårt tilfelle er kinetisk energi til avgassene. En slik enhet er en turbolader. En mekanisk kompressor brukes også, men det er nødvendig å ta hensyn til en viss prosentandel (15-20%) brukt på driften (den drives oftest av veivakselen), derfor går en del av den øvre kurven til den nedre en uten effekt.

Vi kommer en stund, mens vi er overveldet. Aspirering av en bensinmotor har eksistert lenge, men hovedmålet var å øke ytelsen, mens forbruket ikke var spesielt bestemt. Så gasturbinene dro dem med livet ut, men de spiste også gresset ved veien og presset på gassen. Det var flere grunner til dette. Reduser først kompresjonsforholdet til disse motorene for å eliminere forbrenning med bank-knock. Det var også et turbo kjøling problem. Ved høy belastning måtte blandingen berikes med drivstoff for å avkjøle eksosgassene og dermed beskytte turboladeren mot høye røykgastemperaturer. For å gjøre saken verre, går energien som leveres av turboladeren til ladeluften delvis tapt ved delvis belastning på grunn av bremsing av luftstrømmen ved gassventilen. Heldigvis er dagens teknologi allerede med på å redusere drivstofforbruket selv når motoren er turboladet, noe som er en av hovedårsakene til nedbemanning.

Designere av moderne bensinmotorer prøver å inspirere de dieselmotorene som opererer med et høyere kompresjonsforhold og ved dellast, luftstrømmen gjennom inntaksmanifolden er ikke begrenset av gassen. Faren for banking-banking forårsaket av et høyt kompresjonsforhold, som kan ødelegge en motor svært raskt, elimineres av moderne elektronikk, som styrer tenningstidspunktet mye mer presist enn det som var tilfelle inntil nylig. En stor fordel er også bruken av direkte drivstoffinnsprøytning, der bensin fordamper direkte i sylinderen. Dermed blir drivstoffblandingen effektivt avkjølt, og selvantennelsesgrensen økes også. Det bør også nevnes det for tiden utbredte systemet med variabel ventiltiming, som lar deg påvirke det faktiske kompresjonsforholdet til en viss grad. Den såkalte Miller-syklusen (ujevnt lang sammentrekning og ekspansjonsslag). I tillegg til variabel ventiltiming, bidrar variabel ventilløft også til å redusere forbruket, noe som kan erstatte gassregulering og dermed redusere sugetap – ved å bremse luftstrømmen gjennom gassen (f.eks. Valvetronic fra BMW).

Overlading, endring av ventiltid, ventilløft eller kompresjonsforhold er ikke et universalmiddel, så designere må vurdere andre faktorer som spesielt påvirker den endelige strømmen. Disse inkluderer spesielt reduksjon av friksjon, så vel som fremstilling og forbrenning av selve brannblandingen.

Designere har jobbet i flere tiår for å redusere friksjonen til bevegelige motordeler. Det må innrømmes at de har gjort store fremskritt innen materialer og belegg, som i dag har de beste friksjonsegenskapene. Det samme kan sies om oljer og smøremidler. Selve motordesignet ble ikke latt uten oppmerksomhet, hvor dimensjonene til bevegelige deler, lagre er optimalisert, formen på stempelringene og selvfølgelig antall sylindre har ikke endret seg. Trolig de mest kjente motorene med "lavere" sylinderantall for tiden er Fords tresylindrede EcoBoost-motorer fra Ford eller TwinAir tosylindre fra Fiat. Færre sylindre betyr færre stempler, koblingsstenger, lagre eller ventiler, og derfor logisk sett total friksjon. Det er absolutt noen begrensninger på dette området. Den første er friksjonen som er lagret på den manglende sylinderen, men utlignet til en viss grad av ytterligere friksjon i balanseaksellagrene. En annen begrensning er knyttet til antall sylindre eller driftskultur, som i betydelig grad påvirker valget av kjøretøykategorien som motoren skal kjøre. Foreløpig utenkelig var for eksempel BMW, kjent for sine moderne motorer, utstyrt med en brummende tosylindret motor. Men hvem vet hva som skjer om noen år. Siden friksjonen øker med kvadratet av hastighet, reduserer produsentene ikke bare selve friksjonen, men prøver også å designe motorer for å gi tilstrekkelig dynamikk ved lavest mulig hastigheter. Siden atmosfærisk drivstofffylling av en liten motor ikke kan takle denne oppgaven, kommer en turbolader eller en turbolader kombinert med en mekanisk kompressor igjen til unnsetning. Men ved superlading kun med turbolader er ikke dette en lett oppgave. Det skal bemerkes at turboladeren har en betydelig turbinrotasjonstreghet, som skaper den såkalte turbodiera. Turboladerturbinen drives av eksosgasser, som først må produseres av motoren, slik at det er en viss forsinkelse fra det øyeblikk gasspedalen trykkes ned til forventet start av motorkraft. Selvfølgelig prøver ulike moderne turboladere å mer eller mindre vellykket kompensere for denne plagen, og nye designforbedringer i turboladere kommer til unnsetning. Så turboladere er mindre og lettere, de reagerer raskere og raskere ved høyere hastigheter. Sportsorienterte sjåfører, oppdratt til høyhastighetsmotorer, skylder på en slik "saktehastighets" turboladet motor for dårlig respons. ingen effektgradering når hastigheten øker. Så motoren trekker følelsesmessig på lavt, mellom og høyt turtall, dessverre uten toppeffekt.

Sammensetningen av selve den brennbare blandingen sto ikke til side. Som du vet, brenner en bensinmotor den såkalte homogene støkiometriske blandingen av luft og drivstoff. Dette betyr at for 14,7 kg drivstoff - bensin er det 1 kg luft. Dette forholdet omtales også som lambda = 1. Nevnte blanding av bensin og luft kan også brennes i andre forhold. Hvis du bruker mengden luft fra 14,5 til 22: 1, så er det et stort overskudd av luft - vi snakker om den såkalte magre blandingen. Hvis forholdet snus, er luftmengden mindre enn støkiometrisk og bensinmengden større (forholdet mellom luft og bensin er i området 14 til 7:1), denne blandingen kalles såkalt. rik blanding. Andre forhold utenfor dette området er vanskelig å antenne fordi de er for fortynnede eller inneholder for lite luft. Uansett har begge grensene motsatte effekter på ytelse, forbruk og utslipp. Når det gjelder utslipp, skjer det ved en rik blanding en betydelig dannelse av CO og HC._x, produksjon NO_x relativt lav på grunn av lavere temperaturer når du brenner en rik blanding. På den annen side er NO -produksjonen spesielt høyere ved forbrenning med magert forbrenning._xpå grunn av høyere forbrenningstemperatur. Vi må ikke glemme brennhastigheten, som er forskjellig for hver sammensetning av blandingen. Brennhastigheten er en veldig viktig faktor, men det er vanskelig å kontrollere den. Forbrenningshastigheten til blandingen påvirkes også av temperatur, virvelgrad (opprettholdt av motorhastighet), fuktighet og drivstoffsammensetning. Hver av disse faktorene er involvert på forskjellige måter, med virvling og metning av blandingen som har størst innflytelse. En rik blanding brenner raskere enn en mager, men hvis blandingen er for rik, reduseres brennhastigheten kraftig. Når blandingen antennes går forbrenningen først sakte, med økende trykk og temperatur øker forbrenningshastigheten, noe som også lettes av økt virvling av blandingen. Mager forbrenning bidrar til en økning i forbrenningseffektiviteten på opptil 20 %, mens den, i henhold til dagens kapasitet, er maksimal ved et forhold på ca. 16,7 til 17,3:1. Siden blandingshomogenisering forringes under fortsatt mager, noe som resulterer i en betydelig reduksjon av brennhastighet, redusert effektivitet og produktivitet, har produsenter kommet opp med den såkalte lagdelingsblandingen. Med andre ord er den brennbare blandingen lagdelt i forbrenningsrommet, slik at forholdet rundt lyset er støkiometrisk, det vil si at det lett antennes, og i resten av miljøet tvert imot er blandingens sammensetning. mye høyere. Denne teknologien brukes allerede i praksis (TSi, JTS, BMW), dessverre så langt bare opp til visse hastigheter eller. i lett belastningsmodus. Utviklingen er imidlertid et raskt skritt fremover.

Fordeler med reduksjon

• En slik motor er ikke bare mindre i volum, men også i størrelse, så den kan produseres med færre råvarer og mindre energiforbruk.
• Siden motorer bruker lignende, om ikke de samme råvarene, blir motoren lettere på grunn av den mindre størrelsen. Hele kjøretøystrukturen kan være mindre robust og derfor lettere og billigere. med den eksisterende lettere motoren, mindre aksellast. I dette tilfellet er kjøreytelsen også forbedret, siden de ikke er så sterkt påvirket av en tung motor.
• En slik motor er mindre og kraftigere, og derfor vil det ikke være vanskelig å bygge en liten og kraftig bil, som noen ganger ikke fungerte på grunn av den begrensede motorstørrelsen.
• Den mindre motoren har også mindre treghetsmasse, så den bruker ikke så mye strøm å bevege seg under effektendringer som den større motoren.

Ulemper med reduksjon

• En slik motor utsettes for betydelig høyere termisk og mekanisk belastning.
• Selv om motoren er lettere i volum og vekt, på grunn av tilstedeværelsen av forskjellige tilleggsdeler som turbolader, intercooler eller høytrykksinjeksjon, øker motorens totale vekt, motorens kostnader øker, og hele settet krever økt vedlikehold. og risikoen for feil er høyere, spesielt for en turbolader som er utsatt for høy termisk og mekanisk belastning.
• Noen hjelpesystemer bruker energi i motoren (f.eks. Stempelpumpe med direkte injeksjon for TSI -motorer).
• Konstruksjonen og fremstillingen av en slik motor er mye vanskeligere og mer kompleks enn ved en atmosfærisk fylt motor.
• Det endelige forbruket er fortsatt relativt sterkt avhengig av kjørestilen.
• Intern friksjon. Husk at motorfriksjonen er avhengig av turtall. Dette er relativt ubetydelig for en vannpumpe eller generator der friksjonen øker lineært med hastigheten. Friksjonen til kamene eller stempelringene øker imidlertid i forhold til kvadratroten, noe som kan føre til at en liten motor med høy hastighet viser høyere indre friksjon enn et større volum som kjører ved lavere hastigheter. Som allerede nevnt, avhenger imidlertid mye av motorens design og ytelse.

Så er det en fremtid for personalekutt? Til tross for noen mangler tror jeg det. Naturligvis aspirerte motorer forsvinner imidlertid ikke med en gang, bare på grunn av produksjonsbesparelser, teknologiske fremskritt (Mazda Skyactive-G), nostalgi eller vane. For ikke-partisaner som ikke stoler på kraften til en liten motor, anbefaler jeg å laste en slik bil med fire godt matede mennesker, for deretter å se opp bakken, forbikjøring og testing. Pålitelighet er fortsatt et mye mer komplekst problem. Det finnes en løsning for billettkjøpere, selv om det tar lengre tid enn en prøvekjøring. Vent noen år på at motoren skal vises, og avgjør deretter. Samlet sett kan imidlertid risikoene oppsummeres som følger. Sammenlignet med en kraftigere naturlig aspirert motor med samme effekt, er den mindre turboladede motoren mye tyngre belastet med sylindertrykk og temperatur. Derfor har slike motorer betydelig flere belastede lagre, veivaksel, sylinderhode, koblingsutstyr, etc. Risikoen for feil før den planlagte levetiden er utløpt er imidlertid relativt lav, ettersom produsenter designer motorer for denne lasten. Imidlertid vil det være feil, jeg noterer for eksempel problemer med at timingkjeden hopper i TSi -motorer. Totalt sett kan det imidlertid sies at levetiden til disse motorene sannsynligvis ikke vil være så lang som for naturlig aspirerte motorer. Dette gjelder hovedsakelig biler med høy kjørelengde. Økt oppmerksomhet bør også rettes mot forbruk. Sammenlignet med eldre turboladede bensinmotorer kan moderne turboladere operere betydelig mer økonomisk, mens de beste av dem tilsvarer forbruket av en relativt kraftig turbodiesel i økonomisk drift. Ulempen er den stadig voksende avhengigheten av førerens kjørestil, så hvis du vil kjøre økonomisk, må du være forsiktig med gasspedalen. Imidlertid sammenlignet med dieselmotorer, kompenserer turboladede bensinmotorer for denne ulempen med bedre forfining, lavere støynivå, bredere brukbart turtallsområde eller mangel på mye kritisert DPF.