Wielki mały silnik

© kfz betrieb

Udostępnij:

Silniki Twin-Air Fiata i TSI produkowane przez Volkswagena należą do najnowocześniejszych silników przeznaczonych do małych samochodów. Ale jednocześnie diametralnie się od siebie różnią.

Fanów motoryzacji zapewne zaskoczyło pojawienie się na rynku nowego modelu silnika dwucylindrowego. Choć nie jest to nowość w tej branży, to w najnowszej historii jest to swego rodzaju novum. Silnik ten został bowiem wpronią się od siebie pod względem mocy i momentu obrotowego, ale już pod względem konstrukcyjnym - dość mocno.
Równobieżność lub sprawność
Podstawową różnicą między tymi dwoma silnikami jest liczba kryjących się w ich wnętrzu cylindrów. Silnik Volkswagena ma ich 4, co przekłada się na lepszy przebieg charakterystyki mocy i momentu obrotowego oraz oferuje lepszą akustykę i kulturę pracy. Kolejną przesłanką, jaka zadecydowała o umieszczeniu 4 cylindrów w nowym silniku Volkswagena, były badania rynkowe. Ich wyniki pozwoliły jednoznacznie stwierdzić, że takie jest właśnie zapotrzebowanie klientów.
Silnik 2-cylindrowy produkowany przez Fiata ma jednak konkretne zalety. Otóż mniejsza liczba ruchomych elementów oznacza mniejsze straty wynikające z tarcia. Dwa cylindry oznaczają mniej pierścieni tłokowych i tylko 3 łożyska główne na wale korbowym. Także napęd rozrządu stawia o wiele mniejsze opory podczas pracy. Ale nie ma róży bez kolców. Silnik 2-cylindrowy potrzebuje znacznie bardziej rozbudowanego systemu stabilizacji pracy w porównaniu do silnika 4-cylindrowego. Konieczne jest w nim stosowanie wałków wyrównoważających lub pokaźnego tłumika drgań skrętnych. Wynika to z faktu, że na każdy obrót wału korbowego występuje tylko jeden zapłon, co wiąże się z bardzo skokowym przebiegiem obrotów wału korbowego. Także ze względu na drgania silnika konieczne jest jego inne zawieszenie, co wiąże się z jego mocniejszymi łapami i poduszkami przystosowanymi do większych drgań.
Te wszystkie elementy powodują wytracanie energii silnika. Skutek - sam silnik traci jej więcej na swoją pracę i może jej mniej przekazać do napędu samochodu. Wałek wyrównoważający potrzebuje stałego napędu, a jego wirujące masy pracujące w przeciwfazie wirujących mas układu tłokowo-korbowego niwelują momenty bezwładności, ale także odbierają moc. Dzięki tym wszystkim zabiegom silnik Fiata jest 23% krótszy od silnika Volkswagena (długość silnika Fiata = 330 mm), ale jego masa tylko o 4 kilogramy lżejsza (masa silnika Volkswagena = 89 kg).
Rachunek termodynamiczny
Zaletą silnika Fiata jest lepsza pojemność skokowa jego poszczególnych cylindrów. Ważne jest, aby cylinder nie był zbyt mały, bo w takim cylindrze spalane byłoby tak mało paliwa, że spora część temperatury wytworzonej podczas jego spalania tracona jest na ogrzanie powierzchni denka tłoka i ściany cylindra. To powoduje duże odbieranie ciepła i dość spore straty energii spalanego paliwa. Idealną wartością pojemności cylindra jest 450 do 500 cm3. Silnik Volkswagena ma cylindry o pojemności 299,25 cm3, a Fiat Twin-Air - 437,5 cm3, co czyni go bardzo zbliżonym do wartości idealnej. Oba silniki mają stopień sprężania równy 10:1, co w przypadku silników turbodoładowanych jest wartością dość dużą. Oba także mają większy skok tłoka od jego średnicy, co oznacza, że są silnikami nadkwadratowymi (silnik nadkwadratowy to taki silnik, w którym skok tłoka jest większy od jego średnicy; silnik podkwadratowy - skok tłoka jest mniejszy od jego średnicy). W silniku Fiata stosunek skoku tłoka do jego średnicy wynosi 1,07, natomiast wprowadzony do produkcji seryjnej przez koncern, który w tej dziedzinie ma już sporą praktykę - mianowicie chodzi tu o Fiata. Drugim silnikiem, skonstruowanym z uwzględnieniem koncepcji downsizingu, czyli zmniejszenia pojemności i gabarytów silnika przy utrzymaniu wysokiej mocy i momentu obrotowego przez zastosowanie doładowania i innych najnowszych rozwiązań technologicznych, jest silnik 1,2 TSI produkowany przez koncern Volkswagena. Oba te silniki niewiele się różnią. W silniku VW - 1,06. Silniki nadkwadratowe charakteryzują się korzystniejszym przebiegiem momentu obrotowego - jest on także dostępny od niższych obrotów w porównaniu z silnikami, w których średnica tłoka jest większa od jego skoku.

[...]



Jan Rosenow


Więcej informacji na temat downsizingu w najnowszym „autoEXPERCIE” 6/2012. 

Udostępnij:

Drukuj




Jan Rosenow



TOP w kategorii






Chcesz otrzymać nasze czasopismo?
Zamów prenumeratę
Zobacz również