Cегодня, пожалуй ясно всем, что полулитровые цилиндры могут обеспечить высокий КПД. Тогда сколько необходимо установить цилиндров -три, четыре, шесть
или восемь, наверно все равно...
Можно заказать кузов любого цвета, если он черный. Это промышленный подход со времен основателя Ford. Век спустя с так же с этой меркой можно подойти и к силовым агрегатам: модульные двигатели можно создать любыми, но обязательнее условие удельный объемом должен соответствовать - 500 см3 на цилиндр. Целые семейства новых двигателей такой объем выбирают в основном все ведущие автопроизводители, объясняя не только предпочтениями производственного и технического характера, но и стремлением к повышению эффективности производства и экономичности двигателей.
На полулитровые цилиндры ставку делают Jaguar, Volvo, BMW, Land Rover. Конструкторы компании Volvo очень продвинулись по этому пути больше других: бензиновые и дизельные двигатели нового семейства Drive-E (обладая четырьмя цилиндрами, объемом 2 литра) имеют большое количество общих деталей, не исключение является блок цилиндров. Данное семейство способно закрыть все потребности модельного ряда марки, оно заменяет вышедшие ранее пяти-, шести- и восьмицилиндровые двигатели.
Англичане пока от V6 и V8 не отказываться не собираются. Стоит отметить, что новые двухлитровые агрегаты семейства Ingenium будут устанавливаться не только на автомобили Jaguar ХЕ, но и так же и на другие модели.
Однако, двухлитровый четырехцилиндровый агрегат не всегда лучшее решение. Если гамма достаточно широка, одним параметром, конечно, обойтись не удастся, и не только от тогу, что это не рекомендуется с точки зрения эффективности. Но есть «идеальный» удельный объем - пол-литра на цилиндр - и никто и не думает от этого отказываться.
Существует базовый модуль (объем - 500 см3) который стоит взять за основу и создать на его базе три конструктивные разработки: трех-, четырех- и шестицилиндровые агрегаты, рабочий объем которых будет, соответственно, 1500, 2000 и 3000 см3. В связи с этим бензиновые и дизельные версии вне зависимо от системы питания и рабочего объема, станет возможно собирать на одной поточной линии.
Со временем придется отказаться от всего разнообразия. На очереди которым готовятся, сказать «прощай» бензиновым атмосферным двигателям объем которых составляет 1100, 1400, 1600, 1800, 2000 и 2200 см3. Сегодняшний тренд - максимальное упрощение производственного разнообразия. Это распространяется и сокращение количества вариантов рабочего объема, что, к слову, ни в коей мере не должно ограничивать выбор в желании значения мощности. Здесь стоит подчеркнуть подход Volvo: выпускаются все двигатели четырехцилиндровые, 2-х литровые, но применяя ту или иную систему наддува модификаций по мощности будет достаточно. Если установить турбину, мощность доведется до 250 л.с., в паре турбина с нагнетателем обеспечит уже внушительных - 300 л.с., а две турбины с нагнетателем и с электроприводом доведут мощность агрегата до 450 л.с.
Данный подход в первую очередь будет востребован производителям средних объемов. Монстры автопрома такие как - GM, Toyota, Volkswagen - которые ежегодно производят миллионы силовых агрегатов. Могут обойтись менее радикальными решениями.
Возникшая возможность выполнять сборки различных двигателей на одной производственной линии скрывает в себе большое количество преимуществ. В первую очередь, сокращение постоянных затрат, а само производство становится достаточно более гибким. Это, в свою очередь, даст возможность подстроиться к часто непредсказуемым колебаниям гибкого спроса.
Какие автомобили будут продаются лучше – бензиновые или дизельные? Для производства, решившие принять новую идею модульных двигателей, не будет иметь большого значения. Фактор безусловно важный, т.к. при загрузке ниже уровня в 70% любое агрегатное производство становится убыточным.
Цилиндры объемом 450-500 см3 способны обеспечить агрегату максимально возможный термодинамический КПД. Именно эти цилиндры дали возможность в свое время производить атмосферные бензиновые двигатели, создающий наилучший баланс расходов и характеристик, такой как 1,8-литровый агрегат Alfa Romeo выпускавшийся в 70- 80-х годах прошлого века. Гораздо острее проблема обозначилась с введением ограничений по С02: уже в 2016 г. средний выброс любой модели определенного производителя будет ограничен до - 130 г на километр пробега, а в 2021 году – ограничения дойдут до 95 г/км.
Основной причиной, от чего цилиндры объемом - 500 см3 являются идеальными – считается самое удачное соотношение площади стенок камеры сгорания к ее объему. С увеличением или уменьшением данного соотношения будет страдать термодинамика, поскольку тепло, выделяющиеся при сжигании дорогостоящего топлива, бесполезно расходуется на нагрев стенок камеры сгорания. Как показывает практика, это происходит в двигателях с меньшим объемом цилиндров, особо ярко это проявляется в трехцилиндровых литровых двигателях, где на каждому цилиндру достается по 330 см3.
Еще пример: на сегодняшний день автопроизводители стараются отказаться от шестицилиндровых агрегатов объем которых составляет - 2,0 л, и так же по той же причине - заниженный КПД. Если произвести переход от трех цилиндров к двум (объемов 900-1000 см3) приведет к тому, что моторы начнут работать более грубо и в конструкцию приходится включать балансирный вал и двойной маховик.
Ну а планы механического КПД цилиндры полулитровые позволят ограничить лишние потери как на трение, так и насосные потери на впуске и выпуске.
- Самые модульные двигатели в семействе Volvo Drive-E - 450-сильные Triple Boost (пока только прототип).
Две турбины работают параллельно, им помогает нагнетатель с электроприводом. Причем последний не нагнетает воздух в цилиндры, а помогает раскручивать турбин