실린더. 무엇을 알아야 합니까?

작은 차에는 실린더가 2개 있어야 하고, 큰 차에는 12개의 실린더가 있어야 합니까? 동일한 모델에 XNUMX기통 또는 XNUMX기통 엔진이 더 좋을까요? 이러한 질문에 대한 명확한 대답은 없습니다.

승용차 엔진의 실린더 수에 관한 주제는 수시로 제기되며 매번 광범위한 논란을 불러일으킵니다. 이는 주로 일반적인 "원통형" 추세가 나타날 때 발생합니다. 이제 우리는 실제로 수십 년 동안 시장에 출시되지 않았던 XNUMX기통 또는 심지어 XNUMX기통 엔진에 도달했습니다. 흥미롭게도 실린더 수의 감소는 값싸고 대량 생산되는 자동차뿐만 아니라 더 높은 등급의 자동차에도 적용됩니다. 물론, 실린더 수가 명성을 결정하는 요소 중 하나이기 때문에 이것이 문제가 되지 않는 자동차도 있습니다.

특정 자동차의 엔진에 몇 개의 실린더가 있는지에 대한 결정은 자동차의 설계 단계에서 이루어집니다. 일반적으로 엔진 실은 예외가 있지만 실린더 수가 다른 엔진을 위해 준비됩니다. 이 경우 자동차의 크기가 가장 중요합니다. 구동 장치는 차량에 적절한 역동성을 제공할 수 있을 만큼 충분히 강력해야 하며 동시에 경쟁에서 눈에 띄고 환경 요구 사항을 충족할 수 있을 만큼 경제적이어야 합니다. 일반적으로 작은 차는 실린더가 적고 큰 차는 많은 것으로 알려져 있습니다. 그러나 얼마나 구체적입니까? 현재 가능한 한 적다고 가정합니다.

로드 휠에 구동력을 생성하는 데 필요한 토크는 각 실린더에서 생성됩니다. 따라서 역학과 경제성 사이의 적절한 절충안을 얻으려면 충분한 양을 섭취해야 합니다. 현대 엔진에서 한 실린더의 최적 변위는 약 0,5-0,6 cm3이라고 믿어집니다. 따라서 1,0기통 엔진의 부피는 약 1,2~1.5리터, 1.8기통 엔진의 부피는 2.0~XNUMX리터, XNUMX기통 엔진의 부피는 최소 XNUMX리터여야 합니다.

그러나 설계자는 주로 더 낮은 연료 소비와 더 작은 엔진 크기를 달성하기 위해 0,3-0,4 리터를 사용하여 이 값 아래로 "감소"합니다. 낮은 연료 소비는 고객에게 인센티브가 되며, 크기가 작을수록 무게와 재료 소비가 적어 생산 비용이 낮아집니다. 실린더 수를 줄이고 크기도 줄이면 대량 생산에 큰 이점을 얻을 수 있습니다. 자동차 공장에는 자재와 에너지가 덜 필요하므로 환경에도 좋습니다.

0,5-0,6 l 실린더 하나의 최적 용량은 어디에서 나오나요? 특정 가치의 균형을 유지합니다. 실린더가 클수록 더 많은 토크가 생성되지만 속도는 느려집니다. 피스톤, 피스톤 핀, 커넥팅 로드 등 실린더에서 작동하는 구성 요소는 무거워서 이동하기가 더 어렵습니다. 속도 증가는 작은 실린더만큼 효과적이지 않습니다. 실린더가 작을수록 피스톤, 피스톤 핀, 커넥팅 로드의 질량이 작고 가속이 더 잘 되기 때문에 높은 rpm을 달성하기가 더 쉽습니다. 그러나 작은 실린더는 많은 토크를 생성하지 않습니다. 따라서 일상적인 사용에서 이 두 매개변수가 모두 만족스러우려면 하나의 실린더의 배기량에 대해 특정 값을 가정할 필요가 있습니다.

0,3-0,4 리터의 단일 실린더 배기량을 가정하면 전력 부족을 어떻게 든 "보상"해야합니다. 오늘날 이는 일반적으로 과급기(보통 터보차저 또는 터보차저)와 기계식 압축기를 사용하여 더 높은 저역 및 중역 토크를 달성합니다. 과급을 사용하면 많은 양의 공기를 연소실로 "펌프"할 수 있습니다. 이를 통해 엔진은 더 많은 산소를 받고 연료를 더 효율적으로 연소합니다. 토크는 증가하고 최대 출력은 엔진 토크와 속도를 기준으로 계산된 값입니다. 설계자의 추가 무기는 휘발유를 직접 분사하여 희박한 연료-공기 혼합물을 연소시키는 것입니다.

배기량이 2~3인 0.8기통 또는 1.2기통의 소형 엔진은 크기가 더 작을 뿐만 아니라 기계적 저항이 더 낮고 작동 온도에 더 빠르게 도달하는 XNUMX기통 엔진보다 우수합니다. 이는 각 실린더를 "절단"할 때마다 가열하고 이동하고 마찰을 생성하는 데 필요한 부품 수가 감소하기 때문입니다. 그러나 실린더 수가 적은 소형 엔진에도 심각한 문제가 있습니다. 가장 중요한 것은 기술적 복잡성(직접 분사, 과급, 때로는 이중 충전)과 효율성이며, 이는 부하가 증가함에 따라 크게 감소합니다. 그렇기 때문에 저속 및 중속 영역에서 정숙하게 운전할 때 경제적입니다. 일부 제조업체에서도 제공하는 에코 드라이빙 원칙을 따르는 것이 이상적입니다. 운전이 빠르고 역동적으로 변하고 엔진이 종종 고속에 도달하면 연료 소비가 기하급수적으로 증가합니다. 배기량이 많고 실린더 수가 많고 동역학이 비슷한 자연 흡기 엔진보다 수준이 더 높습니다.

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일부 사람들이 동일한 목표를 달성하기 위해 다른 방법을 찾으려고 노력하는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 예를 들어, 특정 실린더를 끄는 다소 잊혀진 아이디어가 사용됩니다. 엔진 부하가 낮을 때, 특히 일정한 속도로 주행할 때 필요한 전력은 무시할 수 있습니다. 소형차는 50km/h의 일정한 속도를 내는 데 8마력만 필요합니다. 회전 저항과 공기 역학적 항력을 극복합니다. 캐딜락은 8년 V1981 엔진에 킬 실린더를 처음 사용했지만 곧 폐기했습니다. 그런 다음 Corvettes, Mercedes, Jeeps 및 Hondas에는 "제거 가능한"실린더가 있습니다. 운영 경제학의 관점에서 보면 이 아이디어는 매우 흥미롭습니다. 엔진 부하가 낮으면 일부 실린더가 작동을 멈추고 연료가 공급되지 않으며 점화가 꺼집니다. V8 엔진은 V6 또는 심지어 V4가 됩니다.

이제 아이디어가 3기통에 구현되었습니다. 최신 버전에서는 실린더 2000개 중 0,4개를 차단하는 추가 요소의 무게가 0,6kg에 불과하며 시스템 추가 요금은 PLN 100입니다. 연료 소비 감소와 관련된 이점은 작기 때문에(약 1-100 l/100km, 최대 XNUMXl/XNUMXkm까지 지속적으로 느린 주행 시) 흡수하려면 거의 XNUMXkm의 이동 거리가 필요한 것으로 추정됩니다. 추가 비용. 그러나 실린더를 끄는 것이 실제 실린더 수 감소와 모순되지 않는다는 점은 주목할 가치가 있습니다. "비활성화된" 실린더에서는 전원과 점화가 꺼지고 밸브가 작동하지 않지만(닫힌 상태로 유지) 피스톤은 계속 작동하여 마찰이 발생합니다. 엔진의 기계적 저항은 변하지 않고 유지되므로 평균적으로 연비 향상 효과가 매우 작습니다. 엔진이 작동 중일 때 구동 장치의 무게와 제조, 조립 및 작동 온도에 도달해야 하는 요소 수는 줄어들지 않습니다.

그러나 역학과 경제가 전부는 아닙니다. 엔진의 문화와 소리도 실린더 수에 따라 크게 달라집니다. 모든 구매자가 XNUMX기통 또는 XNUMX기통 엔진의 소리를 견딜 수 있는 것은 아닙니다. 더욱이 대부분의 운전자는 수년에 걸쳐 XNUMX기통 엔진의 사운드에 익숙해졌습니다. 간단히 말해서 더 많은 수의 실린더가 엔진 작동 문화에 기여하는 것도 중요합니다. 이는 특히 인라인 XNUMX기통 및 XNUMX기통 시스템에서 상당한 진동을 발생시키는 구동 장치의 크랭크 및 커넥팅 로드 시스템의 균형 수준이 다르기 때문입니다. 상황을 수정하기 위해 설계자는 밸런싱 샤프트를 사용합니다.

90기통 엔진은 진동 측면에서 훨씬 더 적절하게 작동합니다. 우리는 실린더 각도가 8°인 V자형 12기통 엔진과 같이 거의 완벽하게 균형이 잡혀 있고 부드럽게 작동하는 비교적 인기 있는 엔진을 곧 잊을 수 있을 것입니다. 실린더 소형화자들의 즐거움을 위해 더 작고 가벼운 XNUMX기통 엔진으로 교체될 가능성이 높습니다. 뛰어난 VXNUMX 및 VXNUMX 엔진이 럭셔리 세단과 쿠페에서 얼마나 오랫동안 스스로를 보호할 수 있는지 살펴보겠습니다. VXNUMX에서 VXNUMX로의 차세대 모델 전환에 대한 첫 번째 예가 이미 있습니다. 논쟁의 여지가 없는 유일한 것은 XNUMX개의 실린더를 셀 수 있는 슈퍼 스포츠카의 엔진 위치입니다.

하나의 실린더도 미래를 확신하지 못합니다. 비용과 환경을 줄이려는 열망은 오늘날 강박적입니다. 이는 연료 소비와 탄소 배출량을 낮추기 때문입니다. 낮은 연료 소비량은 실제로 측정 주기에 기록되고 검증 목적으로 사용되는 이론일 뿐입니다. 그리고 인생에서와 마찬가지로 인생에서 그것은 다른 방식으로 발생합니다. 하지만 시장의 흐름에서 벗어나기는 어렵다. 자동차 분석가들은 2020년까지 전 세계에서 생산되는 엔진의 52%가 1,0-1,9리터의 변위를 가질 것이며 최대 150마력의 엔진은 XNUMX개의 실린더에만 만족할 것이라고 예측합니다. 아무도 단일 실린더 자동차를 만드는 아이디어를 내놓지 않기를 바랍니다.