什麼是縮寫？
近年來，歐洲盆地普通人接觸到的一切都在減少。 這尤其適用於實際工資、手機、筆記型電腦、公司成本或引擎尺寸及其排放。 不幸的是，裁員尚未影響如此破舊的公共或國家行政部門。 然而，汽車產業中「裁員」一詞的含義並不像乍看那麼新。 在上世紀末，柴油引擎在第一階段也加緊了壓縮，得益於增壓和現代直噴，保留或減少了體積，但引擎的動態參數卻顯著增加。
隨著 1,4 TSi 裝置的出現，“超小型”汽油發動機的現代時代開始了。 乍一看，這本身並不像是裁員，Golf、Leon 或 Octavia 的產品也證實了這一點。 直到 Škoda 開始將 1,4kW 90 TSi 發動機組裝到其最大的 Superb 車型中時，觀點才發生了變化。 然而，真正的突破是在 Octavia、Leon 甚至 VW Caddy 等相對較大的汽車上安裝了 1,2 kW 77 TSi 發動機。 直到那時，真正的，一如既往，最明智的酒吧表演才開始。 諸如：“拖不下去，不會持續太久，體積無可替代，八角形有織物引擎，你聽說過嗎？” 不僅在設備的第四價格中，而且在在線討論中都非常普遍。 縮小規模需要汽車製造商做出合乎邏輯的努力，以應對減少消耗和令人討厭的排放的持續壓力。 當然，沒有什麼是免費的，即使是裁員也不只是帶來好處。 因此，在接下來的幾行中，我們將更詳細地討論什麼是精簡，它是如何工作的，以及它的優點或缺點是什麼。
什麼是縮寫及原因
小型化意味著減少內燃機的排量，同時保持相同甚至更高的功率輸出。 在減小體積的同時，使用渦輪增壓器或機械壓縮機或兩種方法的組合（VW 1,4 TSi - 125 kW）進行增壓。 以及燃油直噴、可變氣門正時、氣門升程等。有了這些附加技術，更多的用於燃燒的空氣（氧氣）進入氣缸，供油量就可以按比例增加。 當然，這種空氣和燃料的壓縮混合物包含更多的能量。 直接噴射與可變正時和氣門升程相結合，進而優化了燃油噴射和渦流，進一步提高了燃燒過程的效率。 一般來說，較小的汽缸容積足以釋放與較大且可比的發動機相同的能量，而無需縮小尺寸。
正如文章開頭已經指出的，減少的出現主要是由於歐洲立法的收緊。 主要是為了減少排放，而最引人注目的是全面減少二氧化碳排放的願望。2。 然而，世界各地的排放限制正在逐漸收緊。 根據歐盟委員會的規定，歐洲汽車製造商承諾在2015年實現二氧化碳排放量限制在130公克。2 每 1 公里，該價值以一年內投放市場的車隊的平均值計算。 汽油引擎在小型化方面發揮直接作用，儘管從效率的角度來看，它們更有可能減少消耗（即二氧化碳2) 比柴油的。 然而，這不僅難以提高價格，而且難以消除廢氣中的有害排放物，例如氮氧化物 - NOx，一氧化碳 - CO，碳氫化合物 - HC 或炭黑，使用昂貴且仍然相對有問題的 DPF 過濾器（FAP）來去除它們。 因此，小型柴油機逐漸變得複雜，小型汽車用更小的小提琴演奏。 混合動力和電動汽車也在與小型化競爭。 雖然這項技術很有前途，但它比相對簡單的縮小規模要復雜得多，而且對普通公民來說也太昂貴了。
一點理論
小型化的成功取決於發動機動力、油耗和整體駕駛舒適性。 功率和扭矩是第一位的。 生產力是隨著時間的推移完成的工作。 火花點火式內燃機的一個循環中所做的功由所謂的奧托循環確定。
縱軸是活塞上方的壓力，橫軸是氣缸的容積。 功由曲線界定的面積給出。 該圖是理想化的，因為我們沒有考慮與環境的熱交換、進入氣缸的空氣的慣性以及進氣（與大氣壓相比略有負壓）或排氣（略有超壓）造成的損失。 現在是故事本身的描述，如 (V) 圖中所示。 在點 1-2 之間，氣球充滿混合物 - 體積增加。 在點 2-3 之間，發生壓縮，活塞工作並壓縮燃料-空氣混合物。 在點 3-4 之間，燃燒發生，體積恆定（活塞在上止點），燃料混合物燃燒。 燃料的化學能轉化為熱能。 在點 4-5 之間，燃料和空氣的燃燒混合物確實在做功 - 膨脹並在活塞上施加壓力。 5-6-1段出現逆流，即排氣。
我們吸入的燃料空氣混合物越多，釋放的化學能就越多，曲線下的面積就會增加。 這種效果可以通過多種方式實現。 第一種選擇是分別充分增加氣缸的體積。 整個發動機，在相同條件下我們獲得更多動力 - 曲線將向右增加。 其他使曲線上升的方法有，例如，增加壓縮比或增加隨時間工作的功率並同時做幾個較小的循環，即提高發動機轉速。 所描述的兩種方法都有許多缺點（自燃、汽缸蓋及其密封件的強度更高、高速時摩擦力增加——我們將在後面描述、更高的排放、作用在活塞上的力仍然大致相同），而汽車有紙面上的功率增益相對較大，但扭矩變化不大。 最近，雖然日系馬自達成功量產了一款壓縮比超高（14,0:1）的汽油機Skyactive-G，動力參數非常好，油耗也不錯，但大多數廠家還是採用了一種可能，就是增加曲線下面積的體積。 這是為了在進入氣缸之前壓縮空氣，同時保持體積 - 溢出。
那麼奧托循環的 p(V) 圖如下所示：
由於 7-1 充氣發生在與 5-6 釋放不同（更高）的壓力下，因此會創建不同的閉合曲線，這意味著在活塞的非動力衝程中完成了額外的工作。 如果壓縮空氣的裝置由一些多餘的能量（在我們的例子中是廢氣的動能）提供動力，則可以使用這種方法。 這樣的裝置就是渦輪增壓器。 也使用機械壓縮機，但必須考慮到其運作所花費的一定比例（15-20%）（通常由曲軸驅動），因此上曲線的一部分移至下曲線沒有任何影響。
在填滿之前我們會在那裡待一會兒。 汽油機增壓已經存在很長時間了，但主要目標是提高性能，而消耗並沒有特別解決。 因此，燃氣渦輪機拖著他們的命，但他們也吃著路邊的草，壓著汽油。 造成這種情況的原因有幾個。 首先，降低這些引擎的壓縮比以消除爆震燃燒。 渦輪冷卻也有問題。 在高負載下，混合物必須富含燃料以冷卻廢氣，從而保護渦輪增壓器免受煙氣高溫的影響。 更糟的是，由於節氣門體處的氣流延遲，渦輪增壓器向增壓空氣提供的能量在部分負載下部分損失。 幸運的是，現代技術已經使得即使在引擎渦輪增壓的情況下也能降低消耗，這是小型化的主要條件之一。
現代汽油發動機的設計者正試圖啟發那些以更高壓縮比和部分負荷運行的柴油發動機，通過進氣歧管的氣流不受節氣門的限制。 由高壓縮比引起的爆震危險會很快毀壞發動機，現代電子設備消除了這種危險，現代電子設備控制點火正時比直到最近的情況要精確得多。 一大優勢還在於使用直接燃油噴射，其中汽油直接在氣缸中蒸發。 因此，燃料混合物得到有效冷卻，自燃極限也增加。 還應該提到目前廣泛使用的可變氣門正時系統，它允許您在一定程度上影響實際壓縮比。 所謂米勒循環（不均勻長收縮和膨脹行程）。 除了可變氣門正時之外，可變氣門升程還有助於減少消耗，這可以取代節氣門控制，從而減少吸氣損失 - 通過減慢通過節氣門的氣流（例如 BMW 的 Valvetronic）。
充氣、改變氣門正時、氣門升程或壓縮比並不是萬用藥，因此設計人員必須考慮其他因素，特別是影響最終流量的因素。 這些特別包括減少摩擦，以及製備和燃燒燃燒混合物本身。
幾十年來，設計師一直致力於減少運動發動機部件的摩擦。 必須承認，他們在目前摩擦性能最好的材料和塗層領域取得了長足的進步。 油和潤滑劑也是如此。 發動機設計本身並沒有被忽視，其中運動部件、軸承的尺寸得到優化，活塞環的形狀，當然還有氣缸數量沒有改變。 目前最著名的汽缸數“較少”的發動機可能是福特的福特三缸 EcoBoost 發動機或菲亞特的 TwinAir 雙缸發動機。 更少的氣缸意味著更少的活塞、連桿、軸承或閥門，因此邏輯上總摩擦也更少。 這方面肯定有一些限制。 第一個是存儲在缺失氣缸上的摩擦力，但在一定程度上被平衡軸軸承中的額外摩擦力抵消了。 另一個限制與汽缸數量或操作文化有關，這會顯著影響發動機將驅動的車輛類別的選擇。 例如，以現代發動機著稱的寶馬，配備了一台嗡嗡作響的雙缸發動機，這在目前是不可想像的。 但誰知道幾年後會發生什麼。 由於摩擦隨速度的平方增加，製造商不僅要降低摩擦本身，還要嘗試設計發動機以在盡可能低的速度下提供足夠的動力。 由於小型發動機的大氣加油無法完成這項任務，渦輪增壓器或渦輪增壓器與機械壓縮機相結合再次出現。 不過，在只用渦輪增壓器增壓的情況下，這可不是一件容易的事。 應該注意的是，渦輪增壓器具有顯著的渦輪旋轉慣性，這會產生所謂的渦輪增壓器。 渦輪增壓器渦輪由發動機產生的廢氣驅動，因此從踩下加速踏板到發動機推力預期啟動之間存在一定的延遲。 當然，各種現代渦輪增壓系統都試圖或多或少地成功地彌補這種毛病，渦輪增壓器的新設計改進可以解決這個問題。 因此，渦輪增壓器體積更小、重量更輕，它們在更高速度下的響應速度也越來越快。 以運動為導向的司機，在高速發動機下長大，將反應不佳歸咎於這種“低速”渦輪增壓發動機。 隨著速度的增加，沒有功率等級。 因此，發動機在低、中和高轉速時會產生情緒波動，不幸的是沒有峰值功率。
可燃混合物本身的成分並沒有擱置。 如您所知，汽油發動機燃燒所謂的空氣和燃料的均勻化學計量混合物。 這意味著對於 14,7 千克燃料 - 汽油，有 1 千克空氣。 該比率也稱為λ=1。所述汽油和空氣的混合物也可以以其他比率燃燒。 如果您使用 14,5 至 22：1 的空氣量，則空氣過多 - 我們正在談論所謂的稀混合氣。 如果比例相反，空氣量小於化學計量而汽油量較多（空氣與汽油的比例在 14 至 7:1 範圍內），這種混合物稱為所謂的混合氣。 豐富的混合物。 超出此範圍的其他比例很難點燃，因為它們太稀或包含的空氣太少。 無論如何，這兩個限制對性能、消耗和排放都有相反的影響。 就排放而言，在混合氣濃的情況下，會大量形成 CO 和 HC。x, 生產編號x 由於燃燒濃混合物時的溫度較低，因此相對較小。 相比之下，燃燒稀混合氣時，NO 產量特別高。x由於燃燒溫度較高。 我們不能忘記燃燒率，混合物的每種成分都不同。 燃燒速度是一個很重要的因素，但是很難控制。 混合物的燃燒率還受溫度、渦流度（由發動機轉速維持）、濕度和燃料成分的影響。 這些因素中的每一個都以不同的方式涉及，其中混合物的渦流和飽和度影響最大。 濃混合氣比稀混合氣燃燒得快，但如果混合氣太濃，燃燒速度就會大大降低。 當混合物被點燃時，燃燒起初很慢，隨著壓力和溫度的增加，燃燒速率增加，混合物的渦流增加也促進了燃燒。 稀薄燃燒有助於提高高達 20% 的燃燒效率，而根據目前的能力，它的最大比率約為 16,7 至 17,3:1。由於混合物均勻化在持續稀薄期間惡化，導致顯著降低燃燒率、降低效率和生產率，製造商想出了所謂的分層混合物。 換言之，可燃混合物在燃燒空間內分層，使蠟燭周圍的比例為化學計量，即容易點燃，而在其餘環境中，則相反，混合物的成分為高得多。 這項技術已經在實踐中使用（TSi、JTS、BMW），不幸的是，到目前為止只能達到一定的速度或。 在輕載模式下。 然而，發展是向前邁出的一大步。
縮小規模的好處
- 這樣的引擎不僅體積更小，而且尺寸也更小，因此可以用更少的原料和更少的能源消耗來生產。
- 由於引擎生產中使用的原材料相似（即使不相同），因此引擎尺寸較小，重量也會更輕。 汽車的整個結構可能不太耐用，因此更輕、更便宜。 現有的較輕發動機的軸荷較小。 在這種情況下，駕駛特性也得到改善，因為它們不會受到重型引擎的影響。
- 這樣的引擎體積更小，功率更大，因此建造一輛小而強大的汽車並不困難，有時由於引擎容量有限而無法工作。
- 較小的馬達也具有較小的慣性質量，因此在功率變化期間它不會像較大的馬達那樣使用那麼多的能量來移動。
縮小規模的缺點
- 這種引擎承受明顯更大的熱應力和機械應力。
- 雖然引擎體積和重量較輕，但由於渦輪增壓器、中冷器或高壓汽油噴射等各種附加部件的存在，導致引擎整體重量增加，引擎成本增加，整個套件需要增加維護。 且故障風險更高，特別是對於承受嚴重熱應力和機械應力的渦輪增壓器。
- 有些輔助系統消耗引擎中的能量（例如TSI引擎的直噴活塞幫浦）。
- 與大氣增壓引擎相比，這種引擎的開發和生產更加困難和複雜。
- 由此產生的消費仍然相對依賴駕駛風格。
- 內摩擦。 請記住，引擎摩擦力會隨速度而變化。 對於摩擦力隨速度線性增加的水泵或交流發電機來說，這一點相對可以忽略不計。 然而，凸輪或活塞環摩擦力與平方根成比例增加，這可能導緻高速小型引擎比在較低速度下運行的較大排氣量引擎表現出更高的內摩擦。 然而，正如已經提到的，這在很大程度上取決於引擎的設計和性能特徵。
那麼，裁員還有未來嗎？ 儘管有一些缺點，但我認為是的。 然而，自然進氣引擎不會在一夜之間消失，這僅僅是由於生產經濟、技術進步（Mazda Skyactive-G）、懷舊或習慣。 對於不相信小型發動機動力的無黨派人士，我建議將這樣的汽車與四個吃得相當好的人一起裝載，然後尋找一座山坡，超車並進行測試。 可靠性仍然是一個更困難的問題。 對於購票者來說，有一個解決方案，即使需要比試駕更長的時間。 等幾年，等引擎到來後再做決定。 但整體而言，風險可總結如下。 與相同功率的較大自然吸氣引擎相比，較小的渦輪增壓引擎受到汽缸壓力和溫度的壓力要大得多。 因此，此類引擎的軸承、曲軸、汽缸蓋、分配裝置等負載顯著增加。 然而，在計劃使用壽命結束之前發生故障的風險相對較小，因為製造商針對這種負載設計了馬達。 然而，也會有錯誤，我會指出，例如，TSi 引擎中正時鏈跳動的問題。 但總的來說，可以說這些引擎的使用壽命可能不會像自然進氣引擎那麼長。 這主要適用於里程數高的汽車。 也應更重視消費。 與老式渦輪增壓汽油引擎相比，現代渦輪增壓器的運行更加經濟，而最好的渦輪增壓器在經濟運行時的消耗與相對強大的渦輪柴油引擎的消耗相匹配。 缺點是對駕駛駕駛風格的依賴不斷增加，因此如果你想經濟駕駛，就需要小心油門踏板。 然而，與柴油引擎相比，渦輪增壓汽油引擎透過更好的改進、更低的噪音水平、更廣泛的可用速度或沒有廣受批評的 DPF 來彌補這一缺點。
