23 10 24 Mano ukio prenumerata 2024 23 04 15 Gauti naujienas mobili žurnalas
Mano Ūkis 2005/02
Variklio galia ir litražas
  • Dr. Aleksandras KIRKA, LŽŪU
  • Mano ūkis

Susipažinus su įvairių traktorių charakteristikomis, kyla klausimų – koks turėtų būti optimalus santykis tarp variklio galios ir jo darbo tūrio, tarp variklio galios ir cilindrų skaičiaus ir t. t. Palyginę 95–103 AG traktorius įsitikinsime, kad tokie klausimai iš tikrųjų prašosi atsakymų ar bent argumentuotų paaiškinimų.

Daugumos šios klasės traktorių variklių darbo tūris (litražas) yra tarp 4,0 ir 4,8 litrų, o Deutz Fahr Agrotron 95 tesudaro 3,2 litro. Traktoriaus New Holland M100 jis siekia net 7,5 litro!

Konstruktoriai, kurdami variklį, kelia tokius tikslus: variklis praktiniu požiūriu turi turėti tinkamą sukimo momentą; turi išvystyti norimą galią; turi dirbti pakankamai ilgą laiką; degalų sąnaudų rodikliai turi būti kuo geresni ir t.t. Taigi kiekvienas variklis pasižymi visa eile individualių savybių bei parametrų, tačiau daugiausia klausimų sukelia labiausiai nuo vidurkio nutolę varikliai – traktorių New Holland ir Deutz Fahr.

Šių variklių vardinis sūkių dažnis skiriasi nedaug: Deutz Fahr – 2 300 min-1, o New Holland – 2 200 min-1. Taigi pabandykime pasiaiškinti, kodėl šiuose labai artimų galių traktoriuose toks didelis variklių litražo skirtumas ir kokie su tuo susiję variklių bei traktorių ypatumai.

Viena iš priežasčių yra ta, kad 100 AG galia yra tam tikra riba tarp traktorių su keturių ir šešių cilindrų varikliais: per 100 AG galios dažniausiai naudojami šešių cilindrų varikliai, o mažiau kaip 100 AG galios – keturių cilindrų varikliai. Kita priežastis gali būti ta, kad traktorių New Holland gamintojai eina senuoju klasikiniu keliu: didindami variklio galią, didina jo darbo tūrį, o Deutz Fahr – naudojasi moderniąja variklių kūrimo teorija, kurios viena iš idėjų – geresnis, t.y. visiškas variklio darbo tūrio išnaudojimas.

Siekiant sumažinti variklių kainą, konstruktoriai stengiasi vieną variklio tipą panaudoti kuo platesniame galios diapazone. Minėtu atveju į mūsų svarstymo akiratį pateko didžiausios galios 4 cilindrų 3,2 l Deutz Fahr variklis ir mažiausios galios 6 cilindrų 7,5 l New Holland variklis. Taigi Deutz Fahr variklio litrinė galia sudaro 29,8 AG/l, o New Holland variklio – tik 13,3 AG/l. Šio tipo Deutz Fahr varikliai naudojami ir Agrotron 80 traktoriuose, kurių galia 75 AG, o litrinė galia jau tik 23,4 AG/l. New Holland 7,5 l varikliai su turbopripūtimu ir tarpiniu oro aušinimu montuojami 8970 modeliuose, kurių galia net 240 AG, o litrinė galia siekia net 32 AG/l. Be to, abiejų traktorių gamintojai suteikia dar ir alternatyvų: Deutz Fahr gali pasiūlyti mažiausią 6 cilindrų 99 AG galios variklį, kurio darbo tūris 4,8 l, o New Holland – 4 cilindrų 95 AG galios variklį, kurio darbo tūris 3,9 l. Taigi galima rinktis, tik kokius argumentus pasitelkiant?

Grįžkime prie aukščiau pradėto svarstyti ekstremalaus atvejo ir panagrinėkime šių variklių degalų sąnaudas. Ar reikia į 7,5 l darbo tūrio variklio cilindrus įpurkšti dvigubai daugiau dyzelino, negu į 3,2 l darbo tūrio variklio cilindrus?

Šiandieniniuose varikliuose 1 kWh energijos gauti sunaudojama apie 200 g dyzelino (esant maksimaliam sukimo momentui) ir apie 250 g dyzelino, esant vardinei galiai. Tokie degalų sąnaudų rodikliai užtikrinami, panaudojant įvairius purkštuvus, tam tikrą degalų įpurškimo slėgį, degimo kamerų formas ir panašiai. Didelę reikšmę degalų sąnaudoms turi oro sūkuriavimo organizavimas degimo kamerose. Dyzelis su turbopripūtimu, palyginti su tokiu pačiu savaiminio įsiurbimo dyzeliu, sunaudoja maždaug 15 proc. mažiau dyzelino.

Degalų sąnaudoms didelę įtaką turi variklio darbo tūris ir cilindrų skaičius. Vidutiniškai dyzelis 1 kg dyzelino sudeginti sunaudoja apie 14 kg oro. Šiuo požiūriu mažesnio darbo tūrio dyzelis yra pranašesnis už didelio darbo tūrio variklį. Esant kitiems techniniams parametrams tokiems pat, Deutz Fahr variklio degalų sąnaudos būtų mažesnės.

Dar vieną skirtumą tarp analizuojamų variklių sudaro tai, kad 6 cilindrų variklyje, svarstant tik matematiškai, vidaus trintis turėtų būti 50 proc. didesnė, negu keturcilindriame variklyje. Be to, 6 cilindrų variklio didesnių masių slenkamąjį grįžtamąjį judesį reikia paversti sukamuoju judesiu. New Holland variklio stūmoklių skersmuo 18 mm didesnis už Deutz Fahr. Taigi New Holland variklio stūmoklių yra ne tik dviem daugiau, bet jie dar ir sunkesni. Kad įjungtas variklis sušiltų iki normalios darbo temperatūros, reikia sunaudoti daugiau energijos (sudeginti daugiau dyzelino). Tačiau reikia pabrėžti, kad šių skirtumų negalima tiesmukai transformuoti į degalų sąnaudas.

Šešių cilindrų dyzelio naudai galima pateikti kitų argumentų. Visų pirma – tai visiškai subalansuotas variklis. Tuo tarpu norint subalansuoti keturių cilindrų dyzelį, turi būti įrengtas specialus subalansavimo įtaisas (toks subalansavimo įtaisas yra įrengtas Deutz Fahr dyzelyje). New Holland šešių cilindrų variklį sunkiau užgesinti, nes jo stūmoklių eiga 10 proc. didesnė negu Deutz Fahr dyzelio. Šešių cilindrų variklis turi daugiau rezervų mažų sūkių dažnio srityje, tai matyti iš jo greičio charakteristikos. New Holland dyzelio maksimalus sukimo momentas yra 432 Nm (esant 1 400 min-1 sūkių dažniui), o Deutz Fahr – 368 Nm (esant sūkių dažniui 1 300–1 700 min-1). Teoriškai Deutz Fahr variklio galia ir sukimo momentas turėtų būti 5 proc. mažesnis, negu New Holland variklio, tačiau faktiškai šešių cilindrų dyzelis turi daug didesnį sukimo momento rezervą.

Ne mažiau svarbu ir tai, kad keturių cilindrų dyzelio alkūninio veleno bei jo guolių apkrovos ir stūmoklių terminė apkrova yra didesnės, negu šešių cilindrų variklio. Keturių cilindrų variklio stūmokliai turi nuvesti į aušinimo sistemą didesnį šilumos kiekį. Todėl, atsiradus aušinimo sistemos pažeidimams, keturių cilindrų dyzelyje gali greičiau atsirasti tam tikrų problemų. Tačiau New Holland dyzelio vieno cilindro galia yra tik apie 16 AG, tuo tarpu Deutz Fahr – 25 AG.

Kita vertus, 6 cilindrų dyzelis yra sunkesnis ir ilgesnis. Dėl to traktoriaus su šešių cilindrų varikliu posūkio spindulys yra didesnis (traktorius mažiau manevringas), tačiau masės pasiskirstymas į traktoriaus tiltus yra tolygesnis.

Apibendrinant galima teigti, kad varikliai tobulinami viena linkme: didinamas jų naudingumo koeficientas bei lyginamoji galia. Iš pirmo žvilgsnio Deutz Fahr variklis gali pasirodyti modernesnis už New Holland variklį, kadangi pastarojo litrinė galia tik 13 AG/l, o Deutz Fahr – net 30 AG/l. Tačiau mūsų nagrinėjamas 95–103 AG galios diapazonas ypatingas tuo, kad per jį tarsi eina takoskyra tarp traktorių su keturių ir šešių cilindrų varikliais. Todėl mažesnės galios už 95 AG traktoriuose Deutz Fahr variklio litrinė galia yra mažesnė, o New Holland variklio 8970A traktoriaus modelyje jau siekia 32 AG/l. Didelis skirtumas iš pirmo žvilgsnio susidaro dėl to, kad Deutz Fahr 95 AG galios traktoriuje montuojamas 4 cilindrų variklis su turbopripūtimu ir tarpiniu oro aušinimu, o New Holland panašios galios traktoriuje (106 AG) – 6 cilindrų didelio darbo tūrio variklis. Dėl to pastarojo traktoriaus masė į tiltus pasiskirsto tolygiau, bet mašina manevruoja blogiau, o traktoriaus Deutz Fahr manevringumas geresnis, bet masės pasiskirstymas į tiltus – ne toks tolygus. Be to, traktorius su 6 cilindrų varikliu gali išnaudoti daugiau jėgos rezervų bei veikia tolygiau (ramiau). Traktorius su 4 cilindrų varikliu sunaudoja mažiau degalų ir jo emisijos rodikliai geresni.