Zmanjšanje prostornine (»downsizing«): prednosti za uporabnika

Manjša prostornina, manjše mere, a kljub temu boljši navor in manjša poraba goriva: »downsizing«.

Povsem jasno je, da je bližnja prihodnost bencinskih motorjev v ukrepih, ki jih z eno besedo imenujemo »downsizing«, kar v osnovi pomeni zmanjšanje mer motorja (v prvi vrsti njegove delovne prostornine, a tudi števila valjev ter zunanjih mer), hkrati pa uporabo turbopuhal in drugih tehničnih rešitev. Takšen prostop h konstrukciji motorjev odpira široko polje tehničnih sprememb in njihovih posledic ter novih pogledov, ki jih je težko zajeti na kratko in strniti v le nekaj stavkov.

Brez dvoma je, vsaj za kupca, najpomembnejše, kaj je s takšnim motorjem pridobil. To najbolje pokažejo končni rezultati in med njimi sta najbolj zanimiva sprememba zmogljivosti motorja in sprememba porabe goriva (posledično pa tudi izpust ogljikovega dioksida in drugih škodljivih snovi). Takole gre iz teorije v prakso.

Lastnosti motorja s sistemom vbrizgovanja (posrednim ali neposrednim) se zelo popravijo, če je dodan še sistem za nadtlačno polnjenje valjev (turbopuhalo). Pri tem se poveča specifična moč motorja, kar se lahko ob enaki moči lahko izkoristi za zmanjšanje prostornine valjev (»downsizing«). Kjlub temu da se v takem primeru moč ne spremeni, se poraba goriva občutno zmanjša, kar je posledica višjega izkoristka motorja. Precej večji navor, ki se doseže z nadtlačnim polnjenjem valjev, omogoča uporabo daljših prestavnih razmerij, kar omogoča delovanje motorja pri manjših vrtilnih hitrostih (»downspeeding«). Pri tem upoštevamo vse ukrepe, ki omogočajo dosegati čim večji navor pri čim manjši vrtilni hitrosti, hkrati pa obdržati ta navor v čim širšem obsegu. Ta kombinacija (downsizing in downspeeding) omogoča, da deluje motor v resničnih pogojih na cesti večinoma v območjih največjih izkoristkov, posledično pa to pomeni ekonomično porabo goriva in voznost vozila že od najmanjših vrtilnih hitrostih.

Pri motorju z manjšo prostornino moramo torej doseči čim večji navor pri čim manjši vrtilni hitrosti motorja, kar daje motorju boljšo elastičnost. Te zahteve lahko izpolnimo s pravilnim načrtovanjem polnjenja valjev: s spremenljivo geometrijo turbopuhala, s spremenljivimi koti odpiranja in zapiranja ventilov in z neposrednim vbrizgavanjem goriva v valj motorja.

Na diagramu je jasno razvidno, kako se je v zadnjem desetletju ob uporabi omenjenih tehničnih prijemov dvignil srednji dejanski tlak (ki neposredno pomeni tudi večji navor oziroma višje postavljeno krivuljo preko delovnega območja vrtljajev) ob hkratnem zmanjšanju porabe goriva. To pa je tudi cilj tehnikov in zahteva kupcev.

Diagram primerjave lastnosti motorjev (pe: srednji dejanski tlak; be: specifična poraba goriva; n: vrtljaji motorja) z različnimi sistemi, ki bi naj zagotavljali željeni potek navora. 1: povprečni motor v letu 2005; 2: motor z dodanim mehanizmom krmiljenja ventilov: 3: motor z nastavljivimi zamiki ventilov in gibi; 4-: motor z dvojnim nastvljanjem ventilov; 5: motor s turbopuhalom s spremenljivo geometrijo statorskih lopatic v letu 2012.

Foto: Fiat

Diagram: AB