ทำไมเครื่องยนต์เล็กลงสำหรับรถยนต์รุ่นใหม่

ฉันกำลังค้นหารถยนต์บางคันบนอินเทอร์เน็ตและฉันสังเกตว่ารถยนต์รุ่นใหม่ได้รับเครื่องยนต์ขนาดเล็กลง

ตัวอย่างเช่นฉันได้พบดีเซลฟอร์ดโฟกัส 1.6 หรือดีเซล Mercedess A Klass 2015 มีเครื่องยนต์ 1.6 ซึ่งดูเหมือนจะดีทั้งคู่

คุณช่วยอธิบายได้ไหม

เครื่องยนต์ขนาดเล็กให้ประโยชน์มากมายกับเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ ส่วนใหญ่เป็นประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงซึ่งยังแปลเป็นการปล่อย ยิ่งคุณเผาผลาญเชื้อเพลิงน้อยลงเท่าใดก๊าซที่ถูกขับออกจากเครื่องยนต์ก็น้อยลง ไม่เพียงแค่นั้น แต่น้ำหนักเป็นสิ่งที่ต้องพิจารณาเช่นกัน พื้นที่ในเครื่องยนต์สำหรับอุปกรณ์เสริมเพิ่มเติมเป็นสิ่งที่วิศวกรชื่นชอบเช่นกัน

คุณไม่ต้องการเครื่องยนต์ 8 สูบขนาดใหญ่ในรถยนต์ทั่วไปอีกต่อไปเพราะวิศวกรรมมาถึงจุดที่ 1.4L สามารถผลักดันรถคันใหญ่ได้ มันคือทั้งหมดที่เกี่ยวกับการออกแบบเครื่องยนต์ คุณจะไม่ได้รับแรงบิดที่คุณจะออกจาก 6 หรือ 8 กระบอกสูบ แต่สำหรับผู้ขับขี่รายวันที่จะพาคุณจากจุด A ไปยังจุด B นั่นคือทั้งหมดที่คุณต้องการจริงๆ ยิ่งไปกว่านั้นเมื่อการบังคับใช้แบบเหนี่ยวนำ (Turbos และ superchargers) เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ กลายเป็นเรื่องปกติแรงม้าและแรงบิดทำได้ง่ายขึ้นในเครื่องยนต์ขนาดเล็ก ฉันเห็น 2.0L เล็กน้อยที่ดันหุ้น 275 แรงม้าออกมาจากโรงงานซึ่งใกล้จะเป็นไปไม่ได้หากไม่ได้ใช้เทอร์โบ

แม้ว่ามันจะเกี่ยวข้องกับการบริโภคน้ำมันเชื้อเพลิงและการปล่อยมลพิษเป็นหลัก ในฐานะที่เป็นข้อความด้านข้างฉันก็ไม่รังเกียจเหมือนกัน ง่ายกว่าสำหรับช่างเทคนิคที่จะทำงาน

ดังที่ cloudnyn3 กล่าวว่ามันคือทั้งหมดที่เกี่ยวกับการปรับปรุงในการออกแบบเครื่องยนต์ - 1.4 ทันสมัยสามารถผลิตพลังงานได้มากเท่ากับ 2.0 จาก 20 ปีที่แล้ว แต่มีการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงและการปล่อยมลพิษที่ดีกว่ามาก - บวกกับขนาดที่เล็กกว่าและเบากว่า พื้นที่ว่างในรถมากขึ้นสำหรับสิ่งอื่น ๆ และการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงที่ดีขึ้นหมายความว่าคุณสามารถติดตั้งถังน้ำมันเชื้อเพลิงขนาดเล็กลงได้โดยไม่สูญเสียระยะห่างเพิ่มพื้นที่ว่างอีกครั้ง

มีแนวโน้มว่าด้วยการพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายใน (ICE) นับตั้งแต่ก่อตั้งขึ้นเพื่อให้มีขนาดเล็กลงเบาลงราคาถูกลงมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นตั้งแต่คิดค้นขึ้นมา

Early ICE นั้นมีขนาดใหญ่มาก แต่ก็มีกำลังน้อยมากเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์สมัยใหม่ รถยนต์คันแรกต้องมีขนาดใหญ่มากและแข็งแรงพอที่จะใช้กับเครื่องยนต์เหล่านี้ ในยุคแรก ๆ รถยนต์ก็มีราคาแพงมากและคนทั่วไปก็ไม่สามารถหาซื้อได้

ในเดือนตุลาคมปี 1913 Louis Coatalen หัวหน้าวิศวกรของ บริษัท Sunbeam Motor Car Company เข้าสู่รถยนต์ขับเคลื่อน V12 ในการแข่งรถระยะสั้นและระยะยาวแบบบรู๊คแลนด์ เครื่องยนต์แทนที่ 9 L (550 ลูกบาศ์กใน), มีกระบอกสูบและจังหวะ 80 x 150 มม. เหวี่ยงอลูมิเนียมบรรทุกสองบล็อกสามกระบอกแต่ละข้างพร้อมกับ 60 องศารวมมุม กระบอกสูบทำจากเหล็กโดยมีหัวสูบหนึ่งตัวพร้อมห้องเผาไหม้รูปตัวแอล วาล์วทางเข้าและไอเสียถูกควบคุมโดยเพลาลูกเบี้ยวกลางในช่องว่างของวาล์ว V. ถูกกำหนดโดยการบดชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องเครื่องยนต์ไม่มีวิธีการปรับที่ง่าย สิ่งนี้ชี้ให้เห็นจุดมุ่งหมายสูงสุดของ Coatalen ในการใช้ V12 ใหม่เป็นเครื่องยนต์อากาศซึ่งหลีกเลี่ยงวิธีการปรับแต่งใด ๆ ที่ผิดพลาดในการบิน เมื่อแรกสร้าง V12 ได้รับการจัดอันดับที่ 200 bhp (150 kW) ที่ 2,400 รอบต่อนาที น้ำหนักประมาณ 750 ปอนด์ (340 กก.) เครื่องยนต์ขับเคลื่อนรถ (ชื่อ 'Toodles V' (สำหรับชื่อสัตว์เลี้ยงของ Olive's ภรรยาของ Coatalen) ไปยังหลายระเบียนในปี 1913 และ 1914

https://en.wikipedia.org/wiki/V12_engine#Motor_car_engines

เครื่องยนต์ 'Toodles V' มีขนาดใหญ่และหนักกว่าเครื่องยนต์ที่ทันสมัยมาก แต่ถึงอย่างไรก็ตามความจริงแล้วมันผลิตพลังงานได้มากพอ ๆ กับเครื่องยนต์ที่ทันสมัยขนาดเล็ก วิศวกรยุคแรก ๆ ขาดความสามารถในการทำให้เครื่องยนต์เล็กลงและเบาลงในเวลานั้น

Henry Ford ช่วยเปลี่ยนแปลงสิ่งนี้อย่างมาก เขาแนะนำเครื่องยนต์ที่มีน้ำหนักเบาและขนาดเล็ก 4 กระบอกสำหรับรุ่น T เครื่องยนต์ของเขาผลิตได้เพียง 20 แรงม้า แต่นั่นก็เพียงพอแล้วสำหรับคนทั่วไป ยังคงมีเครื่องยนต์ขนาดใหญ่และทรงพลังที่ผลิตขึ้นสำหรับผู้ที่ชื่นชอบรถยนต์ แต่มันสร้างตลาดสำหรับรถยนต์ราคาไม่แพง

ในอีกหลายทศวรรษต่อมาการออกแบบเครื่องยนต์ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องซึ่งนำไปสู่ยุคของรถกล้ามเนื้อ การแข่งรถกลายเป็นที่นิยมและเป็นกระแสหลักมากขึ้นและ บริษัท รถยนต์แข่งขันกันเพื่อผลิตเครื่องยนต์ที่ทรงพลังยิ่งขึ้น มีสุภาษิตโบราณที่ไปบางอย่างเช่น "ชนะในวันอาทิตย์ขายในวันจันทร์" ในเวลานี้ผู้ผลิตมีกฎระเบียบน้อยมากเกี่ยวกับประเภทของรถยนต์ที่พวกเขาสามารถผลิตได้ รถยนต์เป็นกับดักแห่งความตายและผู้ผลิตก็รู้และเลือกที่จะไม่ทำอะไรเลย หลายคนขาดคุณสมบัติด้านความปลอดภัยขั้นพื้นฐานเช่นเข็มขัดนิรภัย นอกจากนี้ยังคำนึงถึงการประหยัดเชื้อเพลิงเป็นอย่างมาก ก๊าซมีราคาถูกและไม่มีกฎระเบียบเกี่ยวกับการปล่อยมลพิษและประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงเหมือนในทุกวันนี้

ในช่วงปลายทศวรรษ 1960 รัฐบาลพยายาม จำกัด การปล่อยมลพิษจากรถยนต์ สิ่งนี้นำไปสู่การสร้าง EPA ในปี 1970 การขาดแคลนก๊าซในปี 1973 และการเพิ่มขึ้นของราคาก๊าซก็เป็นปัจจัยผลักดันซึ่งเป็นจุดสิ้นสุดของยุครถกล้ามเนื้อเริ่มต้นด้วยรุ่นปี 1974

เป็นครั้งแรกที่ผู้ผลิตได้รับคำสั่งให้ปฏิบัติตามแนวทางที่เข้มงวดซึ่งสร้างขึ้นโดยรัฐบาลสหรัฐฯสำหรับการประหยัดเชื้อเพลิงและการปล่อยมลพิษ ปัญหาคือผู้ผลิตไม่รู้ว่าจะปฏิบัติตามกฎระเบียบที่เข้มงวดใหม่ได้อย่างไรและไม่ให้เวลามากในการปฏิบัติตาม กฎการปล่อยมลพิษใหม่เหล่านี้บังคับให้ผู้ผลิตเพิ่มอุปกรณ์ควบคุมการปล่อยมลพิษเช่นเครื่องฟอกไอเสียซึ่งช่วยลดการไหลของก๊าซไอเสีย กฎระเบียบของ EPA ก็มีสารเติมแต่งตะกั่วออกจากน้ำมันเบนซินในปี 1973 ซึ่งบังคับให้เครื่องยนต์เปลี่ยนเพื่อให้สามารถจัดการกับน้ำมันเบนซินไร้สารตะกั่วได้

ในช่วงกลางทศวรรษ 1970 มีรถยนต์หลายคันที่มีเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ 8 กระบอกที่ผลิตได้ประมาณ 100 แรงม้าเท่านั้น เรือลาดตระเวนปี 1971 ถูกนำเสนอด้วยเครื่องยนต์ที่มี 425 แรงม้าและในปี 1975 มีเพียง 205 แรงม้า แบบจำลองฐาน 1975 นั้นแย่ยิ่งกว่านั้นมีเพียง 165 แรงม้าซึ่งเป็นพลังเดียวกับที่รถตู้ครอบครัวมีอยู่ในปัจจุบัน สิ่งนี้นำไปสู่เสียงร้องสาธารณะขนาดใหญ่และผู้ผลิตรถยนต์พยายามอย่างไร้ประโยชน์ในการปรับปรุง แต่การปรับปรุงก็ช้ามาก มันไม่ได้เป็นจนถึงปลายปี 1990 เมื่อ Corvettes มีหมายเลขประสิทธิภาพคล้ายกับรุ่นก่อนหน้าของรถกล้ามเนื้อของพวกเขา

ในช่วงเวลานี้รถยนต์ขนาดเล็กและมีประสิทธิภาพจากญี่ปุ่นถูกนำเข้าสู่ตลาดสหรัฐอเมริกาและได้รับการตอบรับดี ในที่สุดสิ่งนี้นำไปสู่การสูญเสียอำนาจการปกครองสำหรับผู้ผลิตรถยนต์ในสหรัฐฯในสหรัฐอเมริกา บริษัท สหรัฐถูกบังคับให้เข้าไปในตลาดรถยนต์ขนาดกะทัดรัดเพราะพวกเขาสูญเสียยอดขายให้กับการนำเข้า ก่อนหน้านั้นมีรถยนต์ต่างประเทศขายในสหรัฐอเมริกาน้อยมาก ยอดขายส่วนใหญ่นั้นเป็นของรถสปอร์ตขนาดเล็กในยุโรปเช่น Triumph, Alfa Romeo, MGB, Austin-Healey, Jaguar, Porsche, Mercedes-Benz, Lotus และอื่น ๆ

เมื่อเวลาผ่านไปเทคโนโลยีเช่นการฉีดเชื้อเพลิงอิเล็กทรอนิกส์และการชาร์จเทอร์โบทำให้เกิดการปรับปรุงที่สำคัญในด้านประสิทธิภาพและพลังงาน เครื่องยนต์ที่ทันสมัยหลายแห่งสามารถส่งกำลังได้เป็นจำนวนมาก แต่ก็ยังคงกินน้ำมันเชื้อเพลิงอยู่ การออกแบบใหม่เหล่านี้มีประสิทธิภาพมากจนไม่จำเป็นต้องมีเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ในรถยนต์ส่วนใหญ่

ผู้ผลิตรถยนต์ยังคงถูกกดดันให้ผลิตรถยนต์ที่ประหยัดน้ำมันมากยิ่งขึ้น นอกจากนี้ยังมีกฎระเบียบที่ จำกัด การใช้เชื้อเพลิงโดยเฉลี่ยในกองเรือทั้งหมด โดยพื้นฐานแล้วพวกเขาถูกบังคับให้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้าหรือรถยนต์ไฮบริดทั้งหมดเพื่อให้ MPG เฉลี่ยต่ำกว่ามาตรฐาน ยังมีรถยนต์ที่มี V8 ขนาดใหญ่และ V10 แต่เหตุผลที่ว่าทำไมมีการผลิตน้อยลงเป็นเพราะกฎระเบียบที่เข้มงวด

สิ่งนี้ทำให้ประสิทธิภาพลดลง

ไม่นานมานี้รถยนต์มีขนาดใหญ่ขึ้นและหนักขึ้นโดยทั่วไป EPA และหน่วยงานภาครัฐอื่น ๆ ในประเทศที่ผลิตรถยนต์ได้รับคำสั่งให้ใช้เชื้อเพลิงอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น สิ่งนี้ได้ผลักดันการวิจัยและพัฒนาในสองด้าน:

• ทำให้รถยนต์มีน้ำหนักน้อยลงดังนั้นเครื่องยนต์จึงต้องการพลังงานน้อยลงในการเคลื่อนย้ายรถ
• ทำให้เครื่องยนต์ผลิตพลังงานมากขึ้นโดยใช้เชื้อเพลิงน้อยลง

รายการแรกอยู่นอกหัวข้อสำหรับคำถามนี้ แต่รถยนต์มีน้ำหนักเบาลงด้วยเหตุผลหลายประการ ฟิสิกส์พื้นฐานคือไม่คำนึงถึงระบบส่งกำลังยานพาหนะที่มีมวลแน่นอนต้องใช้พลังงานขั้นต่ำในการเคลื่อนที่ มวลนั้นลดลงมันต้องการพลังงานน้อยกว่า (อ่าน: เชื้อเพลิง)

เครื่องยนต์มีกำลังมากขึ้นและประหยัดน้ำมันมากขึ้นในปีที่ผ่านมา ขอให้เราใส่ตัวเลขที่เป็นรูปธรรมลงบนสิ่งนี้ด้วยตัวอย่าง ฉันจะเลือกรถบรรทุกที่ฉันคุ้นเคยและวิจัยมาก่อนหน้านี้

รุ่นที่สามChevy Silverado (2014+) มาพร้อมกับตัวเลือกเครื่องยนต์หลักสองตัวเลือก:

• 4.3L V6 - 285HP
• 5.3L V8 - 355HP

หากคุณย้อนกลับไปไม่กี่ปีสู่รุ่นที่สองของ Silverado (2007-2013) มีตัวเลือกเพิ่มขึ้นเล็กน้อยในช่วงหลายปีที่ผ่านมา แต่นี่คือเครื่องมือที่ผลิตขึ้นอย่างกว้างขวาง:

• 4.3L V6 - 195HP
• 4.8L V8 - 295-302HP
• 5.3L V8 - 315HP

นั่นเป็นรุ่นเดียว / ซ้ำของยานพาหนะและพลังงานแตกต่างกันมาก V6 รุ่นใหม่สร้าง HP ได้เกือบเท่ากับรุ่นก่อนหน้านี้ 10 แรงม้า มันผลิต90hp มากกว่า V6 ก่อนหน้านี้มีการกระจัดเดียวกัน

จีเอ็มวางเครื่องยนต์ LFX ลงในรถไม่กี่คันในปี 2558 และปี 2559 พลังของมันแตกต่างกันไปตามยานพาหนะที่มีอยู่ (มีเครื่องยนต์มากกว่าบล็อกโลหะมีหลายส่วนที่ส่งผลกระทบต่อพลังงาน) โดยทั่วไปแล้วจะแตกต่างกันระหว่าง 301 และ 323 HP 3.6L V6 นี้มีพลังมากกว่า V8 รุ่นก่อนหน้าที่ระบุไว้ข้างต้น! อันที่จริงแล้วเครื่องยนต์ 3.6L LFX นั้นมี HP มากกว่า 15-35 รุ่นกว่า 4.3L ในปัจจุบันใน Silverado (แต่แรงบิดน้อยกว่า)

คุณจะพบผลลัพธ์ที่คล้ายกันมากหากคุณดูที่ผู้ผลิตและเครื่องยนต์อื่น ๆ (I4 v V6) โดยไม่ทำให้คำตอบนี้ยาวเกินไป ทั่วทั้งบอร์ดมีแรงดันมหาศาลเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องยนต์

เครื่องยนต์ที่ทันสมัยมีพื้นเพิ่มอีกสองกระบอกเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ที่ผลิตเมื่อสิบปีที่แล้ว โดยทั่วไปแล้วการกระจัดที่เล็กลงหมายถึงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงที่มากขึ้นและการออกแบบที่ทันสมัยยังให้พลังงานมากกว่า

รถยนต์รุ่นใหม่มีเครื่องยนต์ที่เล็กกว่าเพราะเครื่องยนต์ I4 ใหม่นั้นสามารถผลิตพลังงานได้มากเท่ากับรุ่น V6 ของรถยนต์คันสุดท้ายและใช้เชื้อเพลิงน้อยลง สิ่งนี้สอดคล้องกับ EPA เช่นเดียวกับไดรเวอร์ที่ใช้เชื้อเพลิงน้อยลง แต่ยังมีพลังงานเพียงพอเมื่อต้องการ

^{(หมายเหตุ: ฉันละทิ้งตัวเลือกเครื่องยนต์บางตัวที่ไม่ธรรมดาและไม่เพิ่มการสนทนาใช่ฉันรู้ว่า GM มี 6.2L V8 แต่ Silverados น้อยมากที่มีและไม่ช่วยอะไร ตอบคำถาม)}

เนื่องจากเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบลูกสูบขับเคลื่อนเป็นแหล่งพลังงานแบบไม่ต่อเนื่องซึ่งจะผลิตพลังงานเฉพาะเมื่อเชื้อเพลิงในกระบอกสูบไปที่ "แบง" มีสองวิธีพื้นฐานที่จะได้พลังงานมากขึ้นจากเครื่องยนต์: 1) ทำให้หมุนได้เร็วขึ้น ให้เสียงแตรต่อหน่วยเวลาเพิ่มขึ้นหรือ 2) ทำให้การปั่นช้าลง

(ใช่คุณสามารถเพิ่มซุปเปอร์ชาร์จเจอร์หรือเทอร์โบชาร์จเจอร์หรือระบบอื่น ๆ เพื่อบรรจุเชื้อเพลิงและอากาศเข้าไปในกระบอกสูบมากขึ้นและคุณสามารถบรรจุคะแนนหลายชุดเข้าไปในผู้จัดจำหน่ายและหมุนผู้จัดจำหน่ายช้ากว่า - แต่ลองเพิกเฉยต่อสิ่งเหล่านั้นทันที เพื่อประโยชน์ในการโต้แย้ง :-)

ย้อนกลับไปในวัน (tm) เครื่องยนต์เบนซินส่วนใหญ่ใช้ระบบจุดระเบิดแบบจุด - และ - โรเตอร์ซึ่งสวิตช์จักรกลแบบขับเคลื่อนด้วยสปริง ("จุด") ถูกเปิดและปิดโดยลูกเบี้ยวบนเพลาจำหน่ายทำให้เกิดประกายไฟซึ่งเป็น ส่งไปยังกระบอกสูบที่เหมาะสมโดยโรเตอร์และสายไฟระหว่างตัวแทนจำหน่ายและหัวเทียน สวิตช์เชิงกลสร้างประกายไฟโดยการขัดจังหวะการไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวดเมื่อสวิตช์เปิด; กระแสที่ไหลผ่านขดลวดทำให้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้นและการหยุดไหลของกระแสทำให้สนามแม่เหล็กยุบตัวซึ่งทำให้เกิดกระแสเหนี่ยวนำในแท่งเหล็กที่อยู่ตรงกลางของขดลวดซึ่งเชื่อมต่อกับขั้วกลางบน ผู้จัดจำหน่าย

เนื่องจากจุดเหล่านี้เป็นสวิตช์เชิงกลที่ขับเคลื่อนด้วยสปริงจึงมีข้อ จำกัด เกี่ยวกับความเร็วในการตอบสนอง โดยทั่วไป (และฉันเป็นคนมากทั่วไปที่นี่) เครื่องยนต์ที่ใช้ระบบจุดระเบิดพร้อมกับคะแนนในจุดนั้นจะไม่สามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือด้วยความเร็วสูงกว่า 2500 รอบต่อนาทีเพราะคะแนนจะ "ลอย" ในตำแหน่งเปิด - และเนื่องจากจุดที่ไม่ปิดไม่มีกระแสไหลผ่านขดลวด ตั้งค่าสนามแม่เหล็กซึ่งจะยุบเมื่อจุดที่เปิดเพื่อสร้างประกายไฟ ใช่คุณสามารถใช้สปริงแรงกว่าในจุด แต่สิ่งนี้ทำให้เกิดปัญหาที่ไม่พึงประสงค์เช่นการสึกหรอมากเกินไปในผู้จัดจำหน่าย ดังนั้นด้วยขีด จำกัด บน (สัมบูรณ์) ของ RPM วิธีเดียวที่จะได้พลังงานมากขึ้นจากเครื่องยนต์ก็คือการเพิ่มกระบอกสูบให้มากขึ้นเพื่อที่คุณจะได้ออกมาจากเครื่องยนต์ในแต่ละรอบมากขึ้น เครื่องยนต์ทรงกระบอกสี่สูบจะให้คุณสองรอบต่อการหมุน หกถังสามเรียบ แปดกระบอกสี่เรียบ เครื่องยนต์อากาศยานขนาดใหญ่ที่มีกระบอกสูบมากถึง 22 กระบอกให้การหมุนที่ราบรื่นยิ่งขึ้นต่อการหมุน ดังนั้นกระบอกสูบมากขึ้นพลังงานมากขึ้น

เข้าสู่โลกแห่งการจุดระเบิดด้วยอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งขณะนี้เป็นมาตรฐานสำหรับเครื่องยนต์เบนซินเกือบทุกแห่งในโลก ระบบนี้จะไปกับสวิทช์กลแทนที่ด้วยอุปกรณ์ทุกอิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพไม่มี "ตั้งค่า" เวลาซึ่งจะช่วยให้เครื่องยนต์ทำงานได้มากขึ้นเร็วขึ้น ทุกวันนี้เป็นเรื่องธรรมดาที่จะใช้งานเครื่องยนต์สี่สูบที่มีความเร็วสูงกว่า 3,000 รอบต่อนาทีที่ความเร็วสูง - สี่คนเล็ก ๆ ในฟอร์ดเฟียสต้าของฉันหันมาที่ 3200 รอบต่อนาทีที่ 65 ไมล์ต่อชั่วโมง ในเวลาเดียวกันผู้ผลิตได้ทำการปรับปรุงเพิ่มขึ้นในการออกแบบเครื่องยนต์ซึ่งจะช่วยเพิ่มแรงม้าต่อการกำจัดหน่วย แต่ IMO ผู้สนับสนุนที่ใหญ่ที่สุดถึงแรงม้าที่สูงขึ้นจากเครื่องยนต์ขนาดเล็กนั้นเป็นจุดระเบิดอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งทำให้เครื่องยนต์ขนาดเล็กสามารถทำงานที่ RPM ที่สูงขึ้นได้

YMMV :-)

คำตอบที่แตกต่างกันสัมผัสกับส่วนต่าง ๆ ของคำตอบโดยรวม คำตอบที่คุณต้องการคือความหนาแน่นของพลังงาน: จำนวนแรงม้า (kW, อะไรก็ตาม) ต่อลูกบาศก์นิ้ว (หรือลิตร) ของการกระจัด

ต้องใช้พลังมากเท่าใดในการผลักดันยานพาหนะคันนี้ให้เป็นที่ต้องการ ส่วนสำคัญของน้ำหนักรถยนต์คือเครื่องยนต์ดังนั้นเครื่องยนต์ที่มีขนาดเล็กและน้ำหนักเบาจะหมายถึงน้ำหนักที่น้อยกว่าในการผลักดัน และมวลน้อย = ก๊าซน้อยลง นี่คือเหตุผลที่สาย F-150 ในปัจจุบันของฟอร์ดใช้ตัวอลูมิเนียมแทนที่จะเป็นเหล็ก มันเบากว่าโดยใช้พลังงานน้อยกว่าในการเคลื่อนย้าย

@Bob Jarvis ชี้ให้เห็นว่าการจุดระเบิดด้วยไฟฟ้าซึ่งตรงข้ามกับระบบจุด / คอยล์ / ดิสทริบิวเตอร์เก่านั้นให้ความสามารถในการวิ่งรอบสูงและยังคงจังหวะการจุดระเบิดไว้ แน่นอนมันให้เวลาที่แม่นยำยิ่งขึ้นในทุกช่วง และเวลาที่แม่นยำยิ่งขึ้นส่งผลให้ความหนาแน่นของพลังงานสูงขึ้น

การฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงให้ส่วนผสมของน้ำมันที่แม่นยำยิ่งขึ้น ด้วยเวลานี้และแม่นยำยิ่งขึ้นคุณสามารถใช้อัตราส่วนการบีบอัดที่สูงขึ้น (8: 1 สำหรับคาร์บูเรต์ 1981 Omni I ขับรถตอนเป็นวัยรุ่น 9.5: 1 สำหรับการฉีดเชื้อเพลิงดาโกต้าปี 1998 ฉันขับรถเร็วขึ้น เบนซิน) อัตราส่วนการบีบอัดที่สูงขึ้นทำให้ความหนาแน่นของพลังงานสูงขึ้นรวมถึงประสิทธิภาพเชิงความร้อนที่สูงขึ้น

Gasoline Direct Injection สามารถเพิ่มอัตราส่วนการอัดที่คุณสามารถใช้ต่อไป น้ำมันเบนซินจะถูกฉีดเข้าไปในกระบอกสูบโดยตรงทำให้อากาศในกระบอกสูบเย็นลง พอร์ตฉีดสเปรย์ลงในท่อร่วมไอดีวาล์วระบายความร้อนและท่อร่วมไอดีในกระบวนการ อากาศที่เย็นกว่าสามารถรับมือกับแรงกดได้มากกว่าก่อนที่จะทำให้เกิดการจุดระเบิดโดยอัตโนมัติ

Turbos และซุปเปอร์ชาร์จเจอร์ช่วยให้คุณบีบอากาศปริมาณมาก (และเชื้อเพลิง) ลงในรางที่กำหนดทำให้เครื่องยนต์ของคุณทำงานเหมือนมีการกระจัดมากขึ้น มันจะเผาผลาญเชื้อเพลิงมากขึ้นเมื่อทำเช่นนั้น สิ่งนี้ให้พลังงาน "ตามต้องการ" มันสามารถผลักดันความหนาแน่นพลังงาน "ตามต้องการ" ของคุณได้สูงมาก สูงพอที่ไม่จำเป็นต้องมีกระบอกสูบหรือการกระจัดเพิ่มเติมเพื่อให้ได้ระดับพลังงานที่ต้องการ คุณไม่ต้องการเรียกใช้การตั้งค่าเค้นตลอดเวลา แต่จะมีเมื่อคุณต้องการ

จังหวะวาล์วแปรผันช่วยให้คุณทำวงจร Atkinson / Miller แทน Otto Cycle แบบธรรมดา สิ่งนี้ไม่ช่วยให้ความหนาแน่นของพลังงานของคุณมากเท่าที่จะแบ่งความหนาแน่นพลังงาน "ฐาน" ออกจากความหนาแน่นพลังงาน "ตามต้องการ" ของคุณ หากคุณไม่ต้องการพลังงานบ่อยครั้งสิ่งนี้จะช่วยประหยัดเชื้อเพลิงของคุณ แต่มันสามารถเปลี่ยนกลับเป็น Otto Cycle ได้เต็มรูปแบบนำคุณกลับสู่การตั้งค่าพลังงานสูงสุด "ตามต้องการ" เมื่อจำเป็น

ผลลัพธ์ที่ได้ก็คือกลเม็ดเล็กน้อยเหล่านี้สามารถบีบกำลังได้มากขึ้นจากการกำจัดแต่ละลูกบาศก์นิ้ว (ลิตร) และให้การตั้งค่าพลังงานที่หลากหลายยิ่งขึ้นด้วยการตั้งค่าพลังงานที่ต่ำกว่าให้การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงน้อยลง

เครื่องยนต์ Ecoboost ของฟอร์ดใช้สิ่งต่างๆข้างต้น พวกเขากำลังเปลี่ยน V8s อย่างรวดเร็วด้วย V6s และแทนที่ V6s ด้วย I4s ดังนั้น @Gusdor กล่าวถึงเครื่องยนต์ 1 ลิตรใน Fiesta ของเขา ค่อนข้างแน่ใจว่าเป็นเครื่องยนต์ Ecoboost 3 สูบ เครื่องยนต์ที่เกิดขึ้นมีความน่าเชื่อถือในระยะยาวหรือไม่นั้นเป็นคำถามเปิด Turbos โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเครื่องยนต์เบนซิน (น้ำมัน) ที่มีความเร็วสูงซึ่งไม่น่าเชื่อถือในอดีต เอ็นจิ้นเหล่านี้ใหม่พอที่จะมีข้อมูลระยะยาวเกี่ยวกับมัน เป็นไปได้ที่พวกเขาจะประสบปัญหา เร็วเกินไปที่จะบอก

ไม่กี่ปีหลังสิ่งที่คลั่งไคล้คือรถยนต์ของกล้ามเนื้อ การเร่งความเร็วอย่างรวดเร็วเครื่องยนต์เสียงดังและกำลังล้วนมีสไตล์ อย่างไรก็ตามในช่วงหลายปีที่ผ่านมา EPA และหน่วยงานต่าง ๆ ได้ผลักดันให้เกิดการปล่อยมลพิษน้อยลง (รักษาสิ่งแวดล้อม) ดังนั้นผู้ผลิตรถยนต์จึงเริ่มสร้างรถยนต์โดยมีเป้าหมายที่จะมีคาร์บอนมอนอกไซด์ขั้นต่ำไนโตรเจนออกไซด์และไฮโดรคาร์บอน เห็นได้ชัดว่าเครื่องยนต์ขนาดเล็กการปล่อยมลพิษน้อย

ยิ่งไปกว่านั้นรถยนต์ที่มีกล้ามเนื้อได้รับความนิยมเป็นอย่างมากในโหมดรถยนต์หรูหราซึ่งสามารถออกแบบด้วยมอเตอร์ขนาดเล็ก แต่มีคุณสมบัติมากกว่า ดังนั้นลูกค้ามีความสุขผู้ผลิตมีความสุข EPA คือ ~ มีความสุขและตามที่ cloudnyn3 กล่าวว่าช่างมีความสุข

อาจเป็นกรณีที่แนวโน้มนี้จะย้อนกลับ เครื่องยนต์ขนาดเล็กจำเป็นต้องทำงานที่ปีกผีเสื้อเปิดกว้าง (WOT) เพื่อสร้างพลังงานที่มีประโยชน์และการเสริมสมรรถนะของ WOT จะลดประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่ได้วัดจากวัฏจักรการขับขี่ที่ไม่สมจริง เทคนิคต่าง ๆ เช่นการฉีดน้ำมันเบนซินโดยตรงหมายถึงการผลิตอนุภาคและตัวกรองฝุ่นละอองมีค่าใช้จ่ายมาก เทอร์โบชาร์จเจอร์เป็นส่วนประกอบที่บอบบางและอาจเป็นภาระโดยรวมตลอดอายุการใช้งานของรถยนต์รวมถึงปีที่ผ่านมา นอกจากนี้การปรับปรุงรอบการทำงานของเครื่องยนต์ (วงจรแอตกินสัน) หมายความว่าประสิทธิภาพเชิงปริมาตรอาจลดลงแม้ว่าประสิทธิภาพการใช้พลังงานจะเพิ่มขึ้น วงจรแอตกินสันเดิมใช้ในลูกผสม

ตัวอย่างเช่นลองใช้ Opel Vectra ปี 1989 ของฉัน เครื่องยนต์ C20NE ขนาด 115 แรงม้า 2.0 ลิตร ตอนนี้ให้พิจารณาเทียบเท่าทันสมัย: โตโยต้าพรีอุส เครื่องยนต์ 2ZR-FXE 1.8 ลิตรที่ให้กำลัง 98 แรงม้าถึงแม้ว่าการเพิ่มพลังงานไฟฟ้าจะผลิตพลังงานเพิ่มเติมจำนวนหนึ่งดังนั้นรถเหล่านั้นโดยรวมมีความแรงพอ ๆ กันและเร่งความเร็วได้เร็วเท่ากัน จาก 2.0 ลิตรถึง 1.8 ลิตรนั้นไม่ได้เปลี่ยนแปลงอะไรมากมายนัก

ใช่มีแนวโน้มที่จะลดขนาดและเทอร์โบชาร์จเจอร์ แต่แนวโน้มดูเหมือนจะย้อนกลับ ตัวอย่างเช่น Toyota Yaris ที่เคยมีเครื่องยนต์ aspirated โดยธรรมชาติ 1.33 ลิตรกำลังเคลื่อนที่ไปยังเครื่องยนต์ 1.5 ลิตรในรูปแบบที่ไม่ใช่ลูกผสมในตลาดยุโรป ไฮบริดใช้เครื่องยนต์ 1.5 ลิตรเสมอ (ต่างจาก 1.5 ลิตรไม่ใช่ไฮบริดเล็กน้อย) ฉันยังเข้าใจว่ามีการนำเสนอเครื่องยนต์ 1.5 ลิตรในตลาดอเมริกาเหนือตลอดเวลา

ดังนั้นอย่าทำข้อสรุปสุดท้ายก่อนที่รถยนต์ไฟฟ้าจะเข้ามาแทนที่รถยนต์เชื้อเพลิงเหลว อาจเป็นกรณีที่รถยนต์ขับเคลื่อนด้วยเชื้อเพลิงเหลวตัวสุดท้ายที่วิ่งบนไดโนเสาร์ที่ตายแล้ว (*) จะใช้เครื่องยนต์วัฏจักรของ Atkinson โดยไม่ต้องใช้เทอร์โบชาร์จหมายความว่าขนาดของเครื่องยนต์นั้นใกล้เคียงกับที่เคยเป็นในรถเก่า

ฉัน? ฉันย้ายจาก 2.0 ลิตร (1989 Opel Vectra) ผ่าน 1.33 ลิตร (2011 Toyota Yaris) เป็น 2.5 ลิตร (ไฮบริดสลี Toyota RAV4 2016) แม้ว่าในขณะเดียวกันฉันก็ขยับขึ้นเล็กน้อยเมื่อพิจารณาขนาดของรถยนต์ราคาน้ำหนักและประสิทธิภาพเช่นกัน

(*): ใช่ฉันรู้ว่าปิโตรเลียมไม่ได้มาจากไดโนเสาร์ที่ตายแล้ว ...