Anonim
Kreisajā pusē - piespiedu "sešu" kloķvārpsta, labajā pusē - vecs motors. Litru tilpums ir ievērojami palielinājies, un motora vārpstas kakliņu platums ir mazāks! Šī ir maksa par motora garuma samazināšanu! Слева - коленчатый вал форсированной «шестерки», справа - старенького мотора. Литровая мощность увеличилась очень заметно, а ширина шеек вала у «дайнсайзингового» мотора меньше! Это - плата за снижение длины мотора! Kreisajā pusē - piespiedu "sešu" kloķvārpsta, labajā pusē - vecs motors. Litru tilpums ir ievērojami palielinājies, un motora vārpstas kakliņu platums ir mazāks! Šī ir maksa par motora garuma samazināšanu! Kreisajā pusē - piespiedu "sešu" kloķvārpsta, labajā pusē - vecs motors. Litru tilpums ir ievērojami palielinājies, un motora vārpstas kakliņu platums ir mazāks! Šī ir maksa par motora garuma samazināšanu!

Dzinēju laiks, kas pārgāja no vectēva uz mazdēlu, bija gandrīz beidzies. Tāpat kā milzīgo mastodonu laikmets, kas patērēja tonnas degvielas … Ir acīmredzams, ka viens ir cieši saistīts ar otru.

Galvenā mūsdienu tendence dzinēju ražošanā ir maksimāli "zirgu skaita" piesaiste pēc iespējas mazākā pārseguma telpā. Un tas ir saprotams: šādai spēka agregātu miniatūrai ir daudz priekšrocību. Kompaktais vagons iegūst iepriekš nepieejamu enerģijas piesātinājumu un atbilst jaunākajām ekoloģijas prasībām.

Un kas par to ir jāupurē?

MARES LITERĀ

Motora piespiešanas pakāpe (tieši tāpat: “piespiešana” tiek uzskatīta par slengu!) Ir viens no vissvarīgākajiem tā pilnības parametriem. Tajā pašā laikā tā absolūtā jauda vispār neko nerunā, jo kravas automašīnas motors ir 450 Zs. to var daudz mazāk piespiest nekā modernā “vieglā auto” divsimt zirgspēku motoru.

Lai raksturotu piespiešanas pakāpi, klasiskajā ICE teorijā tiek ieviesti divi daudzumi. Vienu - diezgan grūti saprotamu - sauc par “vidējo faktisko spiedienu”: tā ir lietderīgā darba attiecība pret motora pārvietojumu. Apmēram pirms trīsdesmit gadiem automobiļu motoriem šis rādītājs bija no 0, 6 līdz 0, 8 MPa. Un tagad mūsdienu ātrgaitas dzinēji ar turbokompresoru kāpj līdz 1, 4 … 1, 6 MPa līmenim. Starp citu, daži dīzeļdzinēji jau projektē vidējo faktisko spiedienu 2, 5 … 3, 0 MPa. Bet tas ir sarežģīts parametrs, kuru izmanto tikai speciālistu vidū. Motoru aprakstos “vietnēs” un “burtos” jūs to neatradīsit.

“Litra jauda”, ko iegūst, vienkārši dalot motora nominālo jaudu ar tā darba tilpumu, ir acīmredzamāka. Un šeit progress ir skaidri redzams. Maskavas Olimpisko spēļu laikmeta motori ražoja 40 … 50 "zirgus" uz litru darba tilpuma. Tagad mēs esam sasnieguši loloto 100 ZS / l. Šādi skaitļi vecos laikos bija tikai "ļoti sporta" motoros.

TENDENCES UN KOMPROMISTI 1 nav autortiesību Image

Piespiešana ir jaudas pieaugums. Un līdz ar to spiediena palielināšanās cilindrā. Līdz ar to proporcionāli palielinās visas mehāniskās slodzes. Un mēs noņemam spēku, samazinot izmēru …

Tātad, divas tendences. No vienas puses, mēs samazinām motora un tā detaļu izmērus. Tajā pašā laikā mēs saprotam, ka spēks samazinās, samazinoties izmēram - brīnumu nav! No otras puses, mēs palielinām piespiešanas pakāpi, tādējādi palielinot detaļu slodzi! Turklāt slodze ir gan termiska, gan mehāniska. Pirmie pieaugs aptuveni tādā pašā veidā, kā palielinās cilindriem piegādātās degvielas daudzums … Bet ar mehāniskām lietām parasti ir grūti: jūs varat piespiest motoru dažādos veidos: ar palielinājumu un pagriezieniem. Pirmajā gadījumā palielinās gāzes spiediens, otrajā - inerciālās slodzes. Abiem ir atšķirīga ietekme uz struktūras izturību un tās resursiem.

Starp citu, dažu detaļu, it īpaši virzuļu un savienojošo stieņu, samazināšana ir vairāk saistīta nevis ar motora kopējā lieluma samazināšanos, bet ar vēlmi samazināt to masu, tādējādi samazinot inerciālās slodzes uz kloķvārpstas un motora skeleta gultņiem. Tas tiek darīts, lai samazinātu berzes zudumus motorā un rezultātā tieši ietekmē gan tā efektivitāti, gan CO2 izmešus.

Tātad - divas savstarpēji izslēdzošas tendences, kas garantē vienlaicīgu spēka samazināšanos un palielinātu slodzi. Tāpēc jāmeklē kompromiss. Bet jau ir acīmredzami, ka viņa meklēšana ved uz to, kur mēs sākām - samazinot motora kalpošanas laiku. Un tas ir neizbēgami.

2 nav autortiesību Image

Ar detaļu piespiešanu un miniaturizāciju palielinās slodze uz vārpstas kakliem, un līdz ar to resurss un uzticamība samazinās …

SLIMĪGĀ CENA

Ir pienācis laiks izdomāt, kā pieaug “izmēru” motora slodze. Varbūt tas nav tik biedējoši?

To izdarīt reālā stendā ir grūti: pārāk dārgi, ilgi un grūti. Teorētiskiem aprēķiniem nepieciešami arī sākotnējie dati, kurus neviens uzņēmums nesniegs: intelektuālais īpašums, jūs zināt! Tāpēc mēs to darīsim vienkāršāk: salīdzinām trīs iespējas viena cienījama uzņēmuma motoriem. Pirmais ir salīdzinoši vecs, nepretenciozs, ar darba tilpumu 1, 6 litri un jaudu aptuveni 100 ZS, tas ir, ar litra jaudu 63 ZS / l. Šis motors ir izpelnījies gandrīz neiznīcināmu reputāciju, jo tas kalpo ilgāk nekā pati automašīna. Mēs to izmantosim kā salīdzināšanas bāzi. Divi citi motori ir moderni, piespiedu kārtā. Viens no tiem ir rindā esošs 2 litru kvartets, kas nodrošina 200 Zs jaudu. Otrs ir V formas 3 litru “sešinieks”, ar 280 Zs jaudu. Šeit litru tilpums jau ir ļoti ievērojams - mazāk nekā simts spēku litrā ar ļoti pieticīgiem izmēriem. Dzinēji ar turbokompresoru ar tiešu degvielas iesmidzināšanu.

Detaļu mērīšana man nekavējoties lika aizdomāties. Ar gandrīz vienādu cilindru diametru un tuvu kloķvārpstas kakliņu diametram gan veco, gan jauno motoru galveno kaklu garumi ir gandrīz vienādi, apmēram 24 mm. Arī līnijas “četrrāpus” savienojošie stieņi ir tuvu - 22 mm, bet 3 litru “sešos” tie ir šaurāki - tikai 17 mm. Principā izkārtojums ir skaidrs: uz viena kakla jānovieto divi stieņi. Bet kā ar kravām?

Šeit man nācās pievērsties modernām procesu modelēšanas metodēm motorā. Rezultāti ir parādīti grafikos!

Dabiski, ka stimuls deva ne tikai jaudas palielināšanos, bet arī ievērojamu spiediena palielināšanos cilindrā. Jā, ne velti viņi pieprasa 98. benzīnu dzinējiem ar turbokompresoru! Dārgi, bet ko darīt - patīk braukt, mīlēt un ragavas (ar naudu) nest! Bet galvenais ir tas, ka vārpstas žurnālu slodzes ir dramatiski palielinājušās! Salīdzinot ar bāzes motoru, kloķa tapas slodze 2 litru motoram pieauga gandrīz proporcionāli pastiprināšanas pieaugumam - par 30 … 35%. Bet 3 litru dzinējam slodzes palielināšanās uz savienojošo stieņu žurnāliem bija vēl izteiktāka, pat neskatoties uz zemāku litru jaudas līmeni - gandrīz par 45%! Skartā kakla platuma samazināšanās - savādāk nevarētu būt!

Slodzes ir kloķvārpstas gultņu nodiluma pakāpe. Mēs to arī novērtēsim. Eļļu paņēma vienu un to pašu, labo “sintētiku” 5W-40. Režīms ir arī tikai viens - nominālais, par kuru tika veikti iepriekšējie novērtējumi. Tātad, saskaņā ar mūsu aprēķiniem, gultņu nodiluma pakāpe ar vienādu uzstādīšanas atstarpi palielinājās par 50 … 60%, salīdzinot ar bāzes motoru! Palielinātas slodzes un paaugstināta temperatūra izraisīja eļļas plēves integritātes pārkāpumu zonu garuma palielināšanos, kur notiek nolietojums. Baloniem un gredzeniem attēls ir humānāks, taču arī šeit ir manāms nodiluma pieaugums - to pašu slodzi un temperatūru dara arī savu darbu. Bet mūsdienās ir modē padarīt motorus pilnīgi alumīnija un izmantot eļļas ar zemu viskozitāti - tāpēc resursa samazināšanai iegūtos skaitļus joprojām var uzskatīt par optimistiskiem.

Kur ir piespiedu motora virzulis un savienojošais stienis? Tieši tā - lejā zemāk! Bet dzīvē žēlastība ir vājuma un neaizsargātības tikums. Где поршень и шатун форсированного мотора? Правильно - внизу! А ведь по жизни, изящество - это достоинство слабости и беззащитности. Kur ir piespiedu motora virzulis un savienojošais stienis? Tieši tā - lejā zemāk! Bet dzīvē žēlastība ir vājuma un neaizsargātības tikums. Kur ir piespiedu motora virzulis un savienojošais stienis? Tieši tā - lejā zemāk! Bet dzīvē žēlastība ir vājuma un neaizsargātības tikums. PĒDU IZTURĪBA

Kravas, valkājiet … Bet tas vēl nav viss! Atcerieties kompromisu starp izturību un lielumu? Parasti, projektējot motoru, uzticamību nodrošina tas, ka detaļu projektēšanā ir noteikti lieli drošības faktori - ne mazāk kā pusotrs gar kloķvārpstu un savienojošo stieni. Tie nodrošina struktūras "muļķību", tas ir, tās neiznīcināšanu īslaicīgas pārslodzes laikā virs nominālās vērtības vai citas ārkārtas situācijas gadījumā. Un stiprības samazināšanās, kas saistīta ar detaļu lieluma samazināšanos, vienlaikus ar slodzes palielināšanos, samazina šīs drošības rezerves līdz gandrīz minimālajām vērtībām … Mūsu aprēķini ir pilnībā apstiprinājuši, ka piespiedu motoriem gar kloķvārpstu un savienojošo stieni drošības robežas nepārsniedza 5 … 10%. Par ko šie skaitļi runā? Tikai tas, ka konstrukcijas uzticamība kā spēja saglabāt tās darbību kritiskās situācijās kļuva par samazināšanas upuri. Mēs vairs nerunājam par motoriem.

ILGAS ILGAS DZĪVNIEKI!

Bet kā ar jaunajiem materiāliem? Jauna tehnoloģija? Viņi kompensē kravu pieaugumu!

Teorētiski jā. Bet, pirmkārt, daļēji. Otrkārt, kā rāda mūsu pieredze ar automašīnu rūpnīcām, daži cilvēki mēdz izmantot dārgākus materiālus masveida ražošanā - praksē tas nosaka izmaksas … Un zemās izmaksas ir galvenais kvalitātes ienaidnieks: tas ir likums. Tāpēc ir diezgan pamatoti runāt par sistemātisku automašīnu un jo īpaši dzinēju kalpošanas laika ierobežošanu. Un mūžīgā automašīna ražotājam vairs nav vajadzīga.