Ilgą laiką nepraktiška laikyta konstrukcija pasitvirtino, o intensyvėjant transporto elektrifikacijai tokie varikliai bus naudojami vis dažniau.
Technologijų progreso pavyzdžiai
Pirmieji automobiliai su trijų cilindrų varikliais keliuose pasirodė septintajame praėjusio amžiaus dešimtmetyje. Jie nebuvo galingi ir smarkiai vibravo, todėl ir neišpopuliarėjo, tačiau nuo tų laikų daug kas pasikeitė. Dabar trijų cilindrų variklių efektyvumas nenusileidžia, o kartais netgi lenkia keturių cilindrų agregatus.
Permainas lėmė gamybos technologijų pažanga. Pagal kompiuterinius brėžinius šiuolaikinių variklių detalės gaminamos itin tiksliai, pagerėjo robotų perimto surinkimo kokybė. Pastebimai tobulesnės tapo ir mažiems varikliams solidžios galios suteikiančios turbinos. Tai ir tyrimams skirtos investicijos lėmė, kad trijų cilindrų varikliai tapo tikri technologijų progreso pavyzdžiai.
Naujausių tarptautinių apdovanojimų „Engine of the Year“ kategorijoje iki 150 AG trys geriausi varikliai – trijų cilindrų. Į šį trejetą ir vėl pateko specialistų itin gerai vertinamas 1,2 litro darbinio tūrio „Peugeot“ gaminamas „PureTech“ variklis, jau keturis kartus triumfavęs ankstesniuose rinkimuose.
Automobilių industrijoje trijų cilindrų varikliai tapo itin populiarūs, tačiau tokios konfigūracijos agregatai naudojami ir kitose srityse. Dėl kompaktiškų gabaritų ir mažesnės nei dviejų cilindrų motorų vibracijos jie neretai montuojami į motociklus, itin dažnai – traktorius, kartais naudojami laivybai arba kaip stacionarūs jėgos agregatai.
Neidealūs, bet itin efektyvūs
Vilniaus Gedimino technikos universiteto docentas Alfredas Rimkus pažymėjo, kad automobilių industrijos pokyčiai prasidėjo sumažinus darbinį variklių tūrį. Mažesnės apimties variklis yra lengvesnis, drauge mažiau sveria ir automobilis. Vieno cilindro atsisakyta mažinant mechaninius nuostolius.
„Daugiausia mechaninių nuostolių sudaro stūmoklio žiedų ir cilindro sienelių trintis, todėl pašalinus vieną cilindrą teoriškai juos galima sumažinti iki 25 proc. Aišku, realiai rodiklis bus mažesnis, nes į mechaninius nuotolius taip pat įeina alyvos, aušinimo skysčio siurblių, generatoriaus sukimas, guoliai ir kita“, – dėsto mokslininkas.
Anot pašnekovo, tai anaiptol nereiškia, kad tokia konstrukcija neturi trūkumų. Mažesnio tūrio variklio išvystoma ta pati arba didesnė galia reiškia aukštesnę degimo temperatūrą ir slėgį, svarbiausioms detalėms tenkančias didesnes apkrovas. Tuomet ilgaamžiškumui labai svarbi medžiagų kokybė, detalių pagaminimo ir apdirbimo tikslumas.
„Reikalingi didesnį slėgį galintys atlaikyti aukštesnės kokybės metalai, taigi nors naudojama mažiau detalių, maksimaliai sumažinti gamybos išlaidų nepavyks. Aukštesnėje degimo temperatūroje taip pat atsiranda daugiau azoto junginių, kuriems neutralizuoti reikia pritaikytos išmetimo sistemos“, – priduria jis.
Populiariausi automobilių industrijoje yra trijų cilindrų varikliai su turbinomis, tačiau gaminamos ir atmosferinės jų modifikacijos. Pavyzdžiui, į „Peugeot 208“ montuojamas 1,2 l darbinio tūrio atmosferinis variklis išvysto 75 AG, jo konstrukcija yra paprasta, o sąnaudos – nedidelės.
Universalus variklis
Trijų cilindrų variklį, aiškina A. Rimkus, taip pat sunkiau subalansuoti, nes reikia papildomų detalių. Išspręsti šį klausimą inžinieriams buvo itin svarbu, nes nesubalansuotas motoras stipriai vibruoja.
„Dabar jau yra priemonių, statomi papildomi balansavimo mechanizmai, kurie mažina vibraciją“, – kalba dėstytojas.
Mokslininkas priduria, kad trijų cilindrų variklio privalumai ypa
atsiskleidžia hibridinėse jėgainėse. Elektros variklio perduodamas sukimo momentas pajudant iš vietos arba intensyviai įsibėgėjant mažina vidaus degimo motorui tenkantį krūvį ir automatiškai ilgina jo naudojimo laikotarpį.
„Neatsitiktinai trijų cilindrų varikliai pirmiausia montuoti į lengvuosius miesto automobilius, kuriems nereikia itin daug galios. Hibridiniams modeliams jie taip pat yra itin perspektyvūs“, – komentuoja A. Rimkus.
Iš tiesų gamintojai tokius variklius diegia gana plačiai – nuo mažųjų hečbekų iki kompaktinių modelių ar net SUV automobilių. Pavyzdžiui, minėtas daugkartinio laureato „Peugeot“ turbininis variklis „PureTech“ dėl kompaktiškumo, gero galios ir ekonomiškumo santykio bei patikimumo yra labai universalus, todėl montuojamas ne tik į 208 ar 308 modelius, bet ir miesto visureigius 2008, 3008 bei 5008, taip pat ir kitus giminingų prekės ženklų, kuriuos vienija koncernas „Stellantis“, automobilius.