Довгий час важлива була більша потужність завдяки меншому переміщенню
Маленький, менший, найменший. Двигун внутрішнього згоряння скорочується близько 20 років. Там, де раніше був шестициліндровий, сьогодні роблять це чотири. І трициліндровий майже зарекомендував себе як стандартний привід у нижчих класах автомобілів. Хтось може сподіватися, що процес усадки триватиме, поки від двигуна внутрішнього згоряння не залишиться нічого. Однак через відсутність електричних альтернатив на великі відстані та для транспортування вантажів у нього попереду довге життя.
Той факт, що тенденція до "скорочення" закінчується зараз, є логічним наслідком зміни державних законів та незмінних законів фізики. Якщо інженер використовує останнє, він може підвищити продуктивність двигуна внутрішнього згоряння, вводячи в камеру згоряння більше кисню і більше палива в пропорційній пропорції. Це саме те, що зробило можливим прорив турбонаддуву з безпосереднім уприскуванням та вихлопними газами, спочатку з дизелем, а з рубежу тисячоліть - і з бензиновими двигунами. Питома потужність значно зросла, 100 кВт (136 к. С.) На об'єм літра тепер також можна знайти в повсякденних автомобілях. Як результат, робочий об’єм та кількість циліндрів зменшились. Оскільки окремий циліндр не повинен бути занадто малим, інакше ефективність двигуна зменшиться: відношення поверхні до об’єму стає занадто несприятливим, а втрати через тертя зростають.
Цей розвиток спочатку допоміг бензиновим двигунам дотримуватися більш суворих граничних значень CO2. Навіть якщо питома потужність насправді актуальна лише для максимальної швидкості, бензинові двигуни з турбонаддувом із прямим уприскуванням ведуть себе більш економічно під час звичайного випробувального тесту. Витрата помітно падає, якщо утворення горючої суміші відбувається не раніше, а в циліндрі, і її можна дуже точно контролювати. Крім того, невеликий двигун працює рідше при низькому навантаженні, де питоме споживання, пов'язане з робочими характеристиками, різко зростає.
Це актуально, оскільки в таких пунктах експлуатації переважно використовується NEDC (новий європейський цикл руху), який є обов'язковим до вересня. Однак, коли потреба в енергії дуже велика, у електростанцій виникає проблема: температура вихлопних газів піднімається до значень понад 1000 градусів Цельсія. Для захисту компонентів позаду двигуна, зокрема турбокомпресора, необхідно впорскувати додаткове паливо. Він випаровується і, таким чином, знижує теплову енергію у відпрацьованих газах. Процес, також відомий як "збагачення", означає, що стандартні показники споживання двигунів із безпосереднім уприскуванням можуть бути подвоєні при швидкій їзді по автомагістралі.
Однак зараз Європейський Союз змінює процедуру випробувань, яка використовується для визначення витрати палива нових автомобілів. «Всесвітня гармонізована програма випробувань легкого навантаження», або скорочено WLTP (F.A.S. від 6 серпня 2017 р.) Діє для затвердження типу з вересня. У новому тестовому циклі рухаються значно вищі швидкості. Для двигуна це означає: робочі точки зміщуються в бік більш високих навантажень і більш високих швидкостей, тобто в сторону менш вигідного споживання. Цей ефект тим виразніше, чим вища питома потужність двигуна, як показано на графіку на цій сторінці для анонімованого автомобіля середнього класу. Поєднання невеликого, сильно зарядженого двигуна з важким транспортним засобом є особливо несприятливим. Блок буквально тягнеться з масою, яку потрібно транспортувати - ефект, який, до речі, також призводить до збільшення викидів забруднюючих речовин під час нещодавно призначених дорожніх випробувань.
Чи вимирають складні одиниці скорочення знову? Деякі екстремальні комбінації двигуна та автомобіля, такі як позашляховики лише з трьома циліндрами, дійсно можуть зникнути з ринку. Однак, оскільки турбонаддув та прямий вприск під високим тиском не тільки зменшують споживання палива, але й викиди забруднюючих речовин на широких ділянках карти, кроку назад немає. Зміниться лише прийнятий напрямок: Навіть вищі конкретні послуги вже не бажані. Натомість вступає в дію інша ідея, навіть якщо вона може бути досягнута лише за високого рівня технічної відданості. Тому що було б ідеально, якби ви могли змінювати переміщення залежно від ситуації під час руху.
Показати повний вміст в оригінальній публікації
Те, що спочатку звучить як божевільна ідея, вже сьогодні починає робитись, непомічене водієм. Там, де використовуються регульовані регулюючі клапани, впускні клапани можна закрити до закінчення впускного ходу - або пізніше, коли робочий хід вже розпочався. Обидва ці фактори зменшують ефективне стиснення в циліндрі, яке при закритому клапані встановлюється виключно шляхом руху поршня від нижньої до верхньої точки розвороту. Ще однією можливістю зменшити ефективне переміщення при малих навантаженнях є дезактивація циліндра. Механізм перемикання на розподільному валу деактивує половину циліндрів, що означає, що вони працюють в більш ефективній області карти. Вже широко поширена у восьмициліндрових двигунах, тенденція до роботи за сумісництвом зараз також посилюється для двигунів менших розмірів. У 2018 році Ford навіть хоче випустити на ринок перший трициліндровий, який залишає активними лише два циліндри, коли акуратно використовується педаль газу.
Але це ще не все: все більше людей замислюються над зміною геометрії переміщення під час руху. Ідея давня, ще в 2000 році техніки нині згаслої марки Saab думали про двигун, в якому головку блоку циліндрів можна було б механічно відвести від картера. Але зараз Nissan здається справді серйозним. На Віденському моторному симпозіумі Nissan представив серійний двигун, в якому хід поршня можна змінювати за допомогою регульованого важеля в шатуні. Багато зусиль, що особливо варто, якщо на борту немає додаткового електродвигуна, який може відскочити в сторону двигуна внутрішнього згоряння.