什么是缩写？
近年来，欧洲盆地已成为普通人接触到的所有事物中最少的。 这尤其适用于实际工资、手机、笔记本电脑、公司成本或发动机尺寸和排放。 不幸的是，裁员尚未影响到如此破败的公共或国家行政机构。 然而，“减少”一词在汽车行业中的含义并不像乍一看那么新。 上世纪末，柴油机在第一阶段也开始减量，由于增压和现代直喷技术，其体积保持或减少，但发动机的动态参数显着增加。
随着 1,4 TSi 装置的出现，“超小型”汽油发动机的现代时代开始了。 乍一看，这本身并不像是裁员，Golf、Leon 或 Octavia 的产品也证实了这一点。 直到 Škoda 开始将 1,4kW 90 TSi 发动机组装到其最大的 Superb 车型中时，观点才发生了变化。 然而，真正的突破是在 Octavia、Leon 甚至 VW Caddy 等相对较大的汽车上安装了 1,2 kW 77 TSi 发动机。 直到那时，真正的，一如既往，最明智的酒吧表演才开始。 诸如：“拖不下去，不会持续太久，体积无可替代，八角形有织物引擎，你听说过吗？” 不仅在设备的第四价格中，而且在在线讨论中都非常普遍。 缩小规模需要汽车制造商做出合乎逻辑的努力，以应对减少消耗和令人讨厌的排放的持续压力。 当然，没有什么是免费的，即使是裁员也不只是带来好处。 因此，在接下来的几行中，我们将更详细地讨论什么是精简，它是如何工作的，以及它的优点或缺点是什么。
什么是缩写及原因
小型化意味着减少内燃机的排量，同时保持相同甚至更高的功率输出。 在减小体积的同时，使用涡轮增压器或机械压缩机或两种方法的组合（VW 1,4 TSi - 125 kW）进行增压。 以及燃油直喷、可变气门正时、气门升程等。有了这些附加技术，更多的用于燃烧的空气（氧气）进入气缸，供油量就可以按比例增加。 当然，这种空气和燃料的压缩混合物包含更多的能量。 直接喷射与可变正时和气门升程相结合，进而优化了燃油喷射和涡流，进一步提高了燃烧过程的效率。 一般来说，较小的汽缸容积足以释放与较大且可比的发动机相同的能量，而无需缩小尺寸。
正如文章开头已经指出的，减少的出现主要是由于欧洲立法的收紧。 主要是关于减少排放，而最明显的是全面减少二氧化碳排放的动力。2... 然而，在世界范围内，排放限制正在逐渐收紧。 根据欧盟委员会的一项规定，欧洲汽车制造商已承诺到 2015 年实现 130 克的二氧化碳排放限制。2 每公里，该值计算为投放市场一年多的车队的平均值。 汽油发动机在缩小尺寸方面发挥着直接作用，尽管在效率方面，它们更有可能减少消耗（即 CO2) 比柴油的。 然而，这不仅难以提高价格，而且难以消除废气中的有害排放物，例如氮氧化物 - NOx，一氧化碳 - CO，碳氢化合物 - HC 或炭黑，使用昂贵且仍然相对有问题的 DPF 过滤器（FAP）来去除它们。 因此，小型柴油机逐渐变得复杂，小型汽车用更小的小提琴演奏。 混合动力和电动汽车也在与小型化竞争。 虽然这项技术很有前途，但它比相对简单的缩小规模要复杂得多，而且对普通公民来说也太昂贵了。
有些理论
小型化的成功取决于发动机动力、油耗和整体驾驶舒适性。 功率和扭矩是第一位的。 生产力是随着时间的推移完成的工作。 火花点火式内燃机的一个循环中所做的功由所谓的奥托循环确定。
纵轴是活塞上方的压力，横轴是气缸的容积。 功由曲线界定的面积给出。 该图是理想化的，因为我们没有考虑与环境的热交换、进入气缸的空气的惯性以及进气（与大气压相比略有负压）或排气（略有超压）造成的损失。 现在是故事本身的描述，如 (V) 图中所示。 在点 1-2 之间，气球充满混合物 - 体积增加。 在点 2-3 之间，发生压缩，活塞工作并压缩燃料-空气混合物。 在点 3-4 之间，燃烧发生，体积恒定（活塞在上止点），燃料混合物燃烧。 燃料的化学能转化为热能。 在点 4-5 之间，燃料和空气的燃烧混合物确实在做功 - 膨胀并在活塞上施加压力。 5-6-1段出现逆流，即排气。
我们吸入的燃料空气混合物越多，释放的化学能就越多，曲线下的面积就会增加。 这种效果可以通过多种方式实现。 第一种选择是分别充分增加气缸的体积。 整个发动机，在相同条件下我们获得更多动力 - 曲线将向右增加。 其他使曲线上升的方法有，例如，增加压缩比或增加随时间工作的功率并同时做几个较小的循环，即提高发动机转速。 所描述的两种方法都有许多缺点（自燃、汽缸盖及其密封件的强度更高、高速时摩擦力增加——我们将在后面描述、更高的排放、作用在活塞上的力仍然大致相同），而汽车有纸面上的功率增益相对较大，但扭矩变化不大。 最近，虽然日系马自达成功量产了一款压缩比超高（14,0:1）的汽油机Skyactive-G，动力参数非常好，油耗也不错，但大多数厂家还是采用了一种可能，就是增加曲线下面积的体积。 这是为了在进入气缸之前压缩空气，同时保持体积 - 溢出。
那么奥托循环的p(V)图如下所示：
由于 7-1 充气发生在与 5-6 出口不同（更高）的压力下，因此会产生不同的闭合曲线，这意味着在不工作的活塞冲程中执行了额外的工作。 如果压缩空气的设备由一些多余的能量（在我们的例子中是废气的动能）提供动力，则可以使用这种方法。 这种装置是涡轮增压器。 也使用了机械压缩机，但需要考虑到一定百分比（15-20%）用于其运行（通常是由曲轴驱动），因此，上部曲线的一部分移动到下部一个没有任何影响。
我们会来一段时间，而我们不知所措。 汽油发动机的吸气已经存在了很长时间，但主要目标是提高性能，而消耗量并没有特别确定。 所以燃气轮机拖着他们一起生活，但他们也吃路边的草，压着煤气。 这有几个原因。 首先，降低这些发动机的压缩比以消除爆震燃烧。 还有一个涡轮冷却问题。 在高负荷下，混合物必须富含燃料以冷却废气，从而保护涡轮增压器免受高烟气温度的影响。 更糟糕的是，由于节气门处的气流制动，涡轮增压器提供给增压空气的能量在部分负载时会部分损失。 幸运的是，即使发动机采用涡轮增压，当前的技术已经有助于降低油耗，这是缩小尺寸的主要原因之一。
现代汽油发动机的设计者正试图启发那些以更高压缩比和部分负荷运行的柴油发动机，通过进气歧管的气流不受节气门的限制。 由高压缩比引起的爆震危险会很快毁坏发动机，现代电子设备消除了这种危险，现代电子设备控制点火正时比直到最近的情况要精确得多。 一大优势还在于使用直接燃油喷射，其中汽油直接在气缸中蒸发。 因此，燃料混合物得到有效冷却，自燃极限也增加。 还应该提到目前广泛使用的可变气门正时系统，它允许您在一定程度上影响实际压缩比。 所谓米勒循环（不均匀长收缩和膨胀行程）。 除了可变气门正时之外，可变气门升程还有助于减少消耗，这可以取代节气门控制，从而减少吸气损失 - 通过减慢通过节气门的气流（例如 BMW 的 Valvetronic）。
过度充气、改变气门正时、气门升程或压缩比都不是灵丹妙药，因此设计人员必须考虑其他因素，尤其是影响最终流量的因素。 其中特别包括减少摩擦，以及燃烧混合物本身的制备和燃烧。
几十年来，设计师一直致力于减少运动发动机部件的摩擦。 必须承认，他们在目前摩擦性能最好的材料和涂层领域取得了长足的进步。 油和润滑剂也是如此。 发动机设计本身并没有被忽视，其中运动部件、轴承的尺寸得到优化，活塞环的形状，当然还有气缸数量没有改变。 目前最著名的汽缸数“较少”的发动机可能是福特的福特三缸 EcoBoost 发动机或菲亚特的 TwinAir 双缸发动机。 更少的气缸意味着更少的活塞、连杆、轴承或阀门，因此逻辑上总摩擦也更少。 这方面肯定有一些限制。 第一个是存储在缺失气缸上的摩擦力，但在一定程度上被平衡轴轴承中的额外摩擦力抵消了。 另一个限制与汽缸数量或操作文化有关，这会显着影响发动机将驱动的车辆类别的选择。 例如，以现代发动机着称的宝马，配备了一台嗡嗡作响的双缸发动机，这在目前是不可想象的。 但谁知道几年后会发生什么。 由于摩擦随速度的平方增加，制造商不仅要降低摩擦本身，还要尝试设计发动机以在尽可能低的速度下提供足够的动力。 由于小型发动机的大气加油无法完成这项任务，涡轮增压器或涡轮增压器与机械压缩机相结合再次出现。 不过，在只用涡轮增压器增压的情况下，这可不是一件容易的事。 应该注意的是，涡轮增压器具有显着的涡轮旋转惯性，这会产生所谓的涡轮增压器。 涡轮增压器涡轮由发动机产生的废气驱动，因此从踩下加速踏板到发动机推力预期启动之间存在一定的延迟。 当然，各种现代涡轮增压系统都试图或多或少地成功地弥补这种毛病，涡轮增压器的新设计改进可以解决这个问题。 因此，涡轮增压器体积更小、重量更轻，它们在更高速度下的响应速度也越来越快。 以运动为导向的司机，在高速发动机下长大，将反应不佳归咎于这种“低速”涡轮增压发动机。 随着速度的增加，没有功率等级。 因此，发动机在低、中和高转速时会产生情绪波动，不幸的是没有峰值功率。
可燃混合物本身的成分并没有搁置。 如您所知，汽油发动机燃烧所谓的空气和燃料的均匀化学计量混合物。 这意味着对于 14,7 千克燃料 - 汽油，有 1 千克空气。 该比率也称为λ=1。所述汽油和空气的混合物也可以以其他比率燃烧。 如果您使用 14,5 至 22：1 的空气量，则空气过多 - 我们正在谈论所谓的稀混合气。 如果比例相反，空气量小于化学计量而汽油量较多（空气与汽油的比例在 14 至 7:1 范围内），这种混合物称为所谓的混合气。 丰富的混合物。 超出此范围的其他比例很难点燃，因为它们太稀或包含的空气太少。 无论如何，这两个限制对性能、消耗和排放都有相反的影响。 就排放而言，在混合气浓的情况下，会大量形成 CO 和 HC。x, 生产 NOx 由于燃烧浓混合物时温度较低，因此相对较低。 另一方面，稀薄燃烧的 NO 产量特别高。x由于燃烧温度较高。 我们不能忘记燃烧率，混合物的每种成分都不同。 燃烧速度是一个很重要的因素，但是很难控制。 混合物的燃烧率还受温度、涡流度（由发动机转速维持）、湿度和燃料成分的影响。 这些因素中的每一个都以不同的方式涉及，其中混合物的涡流和饱和度影响最大。 浓混合气比稀混合气燃烧得快，但如果混合气太浓，燃烧速度就会大大降低。 当混合物被点燃时，燃烧起初很慢，随着压力和温度的增加，燃烧速率增加，混合物的涡流增加也促进了燃烧。 稀薄燃烧有助于提高高达 20% 的燃烧效率，而根据目前的能力，它的最大比率约为 16,7 至 17,3:1。由于混合物均匀化在持续稀薄期间恶化，导致显着降低燃烧率、降低效率和生产率，制造商想出了所谓的分层混合物。 换言之，可燃混合物在燃烧空间内分层，使蜡烛周围的比例为化学计量，即容易点燃，而在其余环境中，则相反，混合物的成分为高得多。 这项技术已经在实践中使用（TSi、JTS、BMW），不幸的是，到目前为止只能达到一定的速度或。 在轻载模式下。 然而，发展是向前迈出的一大步。
减少的好处
- 这样的发动机不仅体积小，而且体积小，因此可以用更少的原材料和更少的能耗来生产。
- 由于发动机使用相似的原材料，即使不是相同的原材料，由于尺寸较小，发动机会更轻。 整个车辆结构可能不那么坚固，因此更轻、更便宜。 使用现有的更轻的发动机，轴荷更小。 在这种情况下，驾驶性能也得到了提高，因为它们不会受到重型发动机的强烈影响。
- 这样的发动机更小更强大，因此制造一辆小型而强大的汽车并不困难，有时由于发动机尺寸有限而无法工作。
- 较小的电机也具有较小的惯性质量，因此在功率变化期间它不会像较大的电机那样消耗那么多的动力来移动。
减少的缺点
- 这种电机会承受明显更高的热应力和机械应力。
- 虽然发动机体积和重量更轻，但由于涡轮增压器、中冷器或高压汽油喷射等各种附加部件的存在，发动机总重量增加，发动机成本增加，整个套件需要增加维护。 并且故障风险更高，特别是对于承受高热和机械应力的涡轮增压器。
- 一些辅助系统会消耗发动机的能量（例如，用于 TSI 发动机的直喷活塞泵）。
- 这种发动机的设计和制造比充满大气的发动机要困难和复杂得多。
- 最终消费还是比较依赖驾驶风格的。
- 内摩擦。 请记住，发动机摩擦取决于速度。 对于摩擦随速度线性增加的水泵或交流发电机来说，这相对可以忽略不计。 然而，凸轮或活塞环的摩擦与平方根成正比增加，这会导致高速小型发动机比以较低速度运行的大容量发动机表现出更高的内摩擦。 然而，正如已经提到的，很大程度上取决于发动机的设计和性能。
那么裁员有未来吗？ 尽管有一些缺点，但我认为是这样。 然而，自然吸气发动机不会立即消失，仅仅是因为生产节约、技术进步（马自达 Skyactive-G）、怀旧或习惯。 对于不相信小引擎动力的无党派人士，我建议这样的车装上四个吃饱喝足的人，然后上山，超车和测试。 可靠性仍然是一个更为复杂的问题。 即使需要比试驾更长的时间，也有针对购票者的解决方案。 等待几年引擎出现，然后再决定。 然而，总体而言，风险可以总结如下。 与相同功率的更强大的自然吸气发动机相比，较小的涡轮增压发动机承受的气缸压力和温度负荷要大得多。 因此，此类发动机具有明显更多的负载轴承、曲轴、气缸盖、开关设备等。 然而，在计划的使用寿命到期之前发生故障的风险相对较低，因为制造商为这种负载设计了电机。 但是，会有错误，我注意到，例如，TSi 引擎中的正时链跳跃问题。 但总的来说，可以说这些发动机的寿命可能不会像自然吸气发动机那样长。 这主要适用于高里程的汽车。 还应更加注意消费。 与较旧的涡轮增压汽油发动机相比，现代涡轮增压器可以显着更经济地运行，而其中最好的则对应于在经济运行中消耗相对强大的涡轮柴油。 不利的一面是对驾驶员驾驶风格的依赖性越来越大，因此如果您想经济地驾驶，则需要小心油门踏板。 然而，与柴油发动机相比，涡轮增压汽油发动机通过更好的精细化、更低的噪音水平、更宽的可用速度范围或缺乏备受批评的 DPF 来弥补这一缺点。
