Ashburn +7,0 °C Debesuota
Pirmadienis, 30 Sau 2023
Spausdintų leidinių prenumerata
Ashburn +7,0 °C Debesuota
Pirmadienis, 30 Sau 2023

Kodėl technikai tobulėjant vis dar renkamės senąsias technologijas?

2023/01/24


Laikui bėgant ir technologijoms toliau tobulėjant, tobulėja ir mūsų supratimas apie tai, kaip degalus paversti mechanine energija. Medžiagų ir gamybos metodų pažanga skatina naudoti lengvesnius komponentus, kurie yra patvaresni ir pagaminti pagal griežtesnius reikalavimus.

Pastaruosius dešimtmečius pagrindinius pokyčius variklių gamybos technologijose daugiausia lėmė siekis mažinti degalų sąnaudas ir teršalų išmetimą bei pagerinti mašinų eksploatacines savybes. Be to, geriau valdydami variklio veikimą naudodami turbokompresorius, tiesioginio įpurškimo sistemas ir elektroninį valdymą, gamintojai gali pagaminti mažesnį, efektyvesnį variklį su didesnio variklio charakteristikomis.

Tie, kurie seka automobilių rinkos tendencijas, pastebėjo, kad per pastarąjį dešimtmetį gerokai sumažėjo variklių darbo tūris, išliekant tai pačiai ar net didesnei variklio galiai. Tokie pat pokyčiai neišvengiamai palietė ir traktorių bei kitų darbo mašinų sektorių, tarp jų – ir mažos galios (iki 50 AG) traktorius. Jiems (beje, kaip ir didesnės galios traktoriams) gamintojai pradėjo naudoti 3 cilindrų variklius vietoje 4 cilindrų variklių. Šių naujų variklių išleidimas buvo sutiktas su dideliais lūkesčiais, bet kartu ir su tam tikru nuogąstavimu.

Dauguma žmonių cilindrų skaičių sieja su variklio galia, o paprastai kalbant, daugiau cilindrų reiškia daugiau galios. Taigi, atrodo, kad technikos savininkai ir operatoriai linkę rinktis didesnius variklius, manydami, kad didesnis variklis visada turės daugiau galios. Tačiau, priešingai populiariems įsitikinimams, cilindrų skaičius neatlieka darbo. Jį atlieka sukimo momentas, o ne cilindrų skaičius!

Fizikoje sukimo momentas apibrėžiamas kaip jėgos poveikis pasukti objektą apie ašį. Kalbant apie dyzelinį variklį, sukimo momentas yra sukimo jėgos, kurią variklis gali perduoti kitam objektui, pavyzdžiui, transmisijai, matas. Didesnis variklio sukimo momentas reiškia didesnę traukos jėgą ties ratais arba didesnį galios tiekimo veleno sukimo momentą, įgalinantį sukti sunkesnį agregatą.

Sukimo momentas, o ne cilindrų skaičius, yra pagrindinis ingredientas nustatant variklio gebėjimą atlikti darbą. Kadangi variklių technologijų pažanga pagerina galią ir našumą, varikliai su mažiau cilindrų ir mažesniu darbiniu tūriu gali būti gaminami tokių pat ar net geresnių eksploatacinių charakteristikų nei palyginami didesni varikliai. Pateiktuose paveiksluose matome, kad analogiškos galios 4 ir 3 cilindrų variklių galios ir sukimo momento charakteristikos iš esmės nesiskiria.

Variklių technologinę pažangą skatina ir griežtėjantys reikalavimai deginių emisijai bei siekis mažinti šiltnamio efektą skatinančių dujų (anglies dioksido) emisiją. Iki 2019 m. traktorių varikliams nuo 19 kW (26 AG) iki 37 kW (50 AG) galios galiojo IIIA etapo deginių toksiškumo normos. Nuo 2019 m. pradėtos įvesti V etapo normos įsigaliojo ir šiems varikliams, peršokant IIIB ir IV etapo normas. Leidžiama anglies monoksido (CO) emisija sumažėjo nuo 5,5 g/kWh iki 5 g/kWh, suminė angliavandenilių ir azoto oksidų emisija (CH + NOx) – nuo 7,5 g/kWh iki 4,7 g/kWh. Labiausiai sumažinta leidžiama kietųjų dalelių emisija – nuo 0,6 g/kWh iki 0,015 g/kWh. Be to, įvestas kietųjų dalelių skaičiaus ribojimas – jų gali būti ne daugiau kaip 1 × 1012/ g/kWh. Šio ribos yra tokios pat, kaip ir didesnės galios varikliams nustatytos ribos.

3 cilindrų variklio pranašumai prieš 4 cilindrų variklį

  • Kompaktiškas dydis – mažesnį variklį lengviau sumontuoti traktoriaus rėme. Dėl mažo dydžio po gaubtu lieka daugiau vietos priedams ir išmetamųjų teršalų kontrolės įtaisams. Gaubtas gali būti stačiai pasviręs, kad būtų pagerintas matomumas į priekį iš traktoriaus kabinos.
  • Paprasta ir patikima – mažiau komponentų ir judančių dalių užtikrina didesnį patikimumą.
  • Mažesnės degalų sąnaudos – mažesni komponentai ir mažesnė vidinė trintis mažina degalų sąnaudas, ypač esant dalinei apkrovai, kuria varikliai paprastai dirba didžiąją savo eksploatavimo laiko dalį. Mažesnės degalų sąnaudos reiškia mažesnį išmetamą šiltnamio efektą skatinančių dujų kiekį.
  • Mažesnės išlaidos – dėl mažesnio komponentų skaičiaus, mažesnės eksploatavimo ir remonto išlaidos per visą variklio tarnavimo laiką.
  • Mažesnis triukšmas – pagerintos variklio triukšmo charakteristikos dėl dažniausiai naudojamo turbokompresoriaus ir modernesnės, elektronikos valdomos degalų įpurškimo sistemos.

Kaip ir kiekviena konstrukcija, 3 cilindrų variklis turi ir trūkumų, palyginus su 4 cilindrų varikliu. 4 cilindrų variklyje darbo taktai vyksta kas 180 (720/4) alkūninio veleno posūkio kampo laipsnių. 3 cilindrų variklyje – kas 240 (720/3) laipsnių. Tai reiškia, kad pastarojo variklio sukimo momento netolygumas bus didesnis. Šį trūkumą gamintojai paprastai sprendžia parinkdami tinkamas besisukančių detalių mases, kurių inercijos momentai sumažina šį netolygumą.

Jei lyginsime šių variklių inercijos jėgų subalansavimą, 4 cilindrų variklyje lieka nesubalansuotos slenkančių masių (stūmoklinės grupės ir švaistiklio) vadinamosios antros eilės inercijos jėgos (jų kitimo greitis dvigubai didesnis už alkūninio veleno sukimosi greitį), sukeliančios variklio vibracijas. 3 cilindrų variklyje visų inercijos jėgų sumos lygios nuliui, tačiau lieka neatveri slenkančių masių inercijos jėgų momentai. Tiek vienu, tiek kitu atveju pilnas subalansavimas galimas įrengiant specialius mechanizmus, tačiau dėl nedidelio jų poveikio, jų dažnai atsisakoma.

Dėl visų šių priežasčių cilindrų skaičius neturėtų būti naudojamas kaip apsprendžiamasis argumentas vertinant lygiaverčius variklius. Turėtų būti žiūrima į svaresnius, esminę reikšmę turinčius aspektus.

 

Prof. dr. Stasys SLAVINSKAS, VDU Žemės ūkio akademija

Dalintis

2023/01/30

Pieno kainų krizė Lietuvoje ir ateities tendencijos

VDU ŽŪA langas. Vytauto Didžiojo universiteto Žemės ūkio akademijos mokslininkų tribūnoje profesorė Astrida MICEIKIENĖ dalijasi įžvalgomis apie pieno kainų krizę: kiek ji susijusi su globalia rinka ir ką turėtume daryti?
2023/01/30

Santaros klinikose darbą pradėjo Pacientų taryba

VUL Santaros klinikos pakvietė aktyvius pacientų organizacijų atstovus bei piliečius ir subūrė Pacientų tarybą, kuri ligoninėje veiks kaip patariamasis organas, atstovaujantis Santaros klinikų pacientus ir jų artimuosius, teikiantis patarimus klin...
2023/01/30

Algimantas Raudonikis: dar širdyje ne sutema

Vienas žinomiausių visų laikų Lietuvos kompozitorių Algimantas Raudonikis šiais metais mini 89-ąjį savo gimtadienį. Nors amžius jau solidus, paklaustas, kaip jaučiasi, nesudvejoja: „dar širdyje ne sutema“. Šis gimt...
2023/01/30

Gripo sezonas įpusėjo: sergamumas nedidėja

Nacionalinis visuomenės sveikatos centras prie Sveikatos apsaugos ministerijos (NVSC) informuoja, kad bendras sergamumo gripu, ūminėmis viršutinių kvėpavimo takų infekcijomis (ŪVKTI) ir COVID-19 liga (koronaviruso infekcija) rodiklis per sa...
2023/01/30

Siūlo tobulinti atliekų prevencijos ir tvarkymo sistemą

Aplinkos ministerija siūlo stiprinti apmokestinamųjų gaminių, ypač padangų, taip pat alyvos, elektros ir elektroninės įrangos, baterijų ir akumuliatorių, pakuočių atliekų ir eksploatuoti netinkamų transporto priemonių gamintojų ir importuotojų ats...
2023/01/30

Pajamų stabilizavimo priemonė startuos atsinaujinusi ir dar palankesnė ūkininkams

Dėl klimato kaitos ir padidėjusių kainų svyravimų ūkininkai susiduria su vis didesnėmis žemės ūkio rizikomis. Jau šiemet žemdirbiai šioms rizikoms valdyti galės naudotis nauju instrumentu – pajamų stabilizavimo priemone. Žemės ...
2023/01/30

Užsieniečiams išduota mažiau leidimų dirbti

Užimtumo tarnyba (UT) įvertino trečiųjų šalių piliečių įdarbinimo mūsų šalyje statistiką. Skaičiai mažėjantys. Mažiausia užsieniečių dalis pageidauja dirbti žemės ūkyje.
2023/01/30

Atleistas prokuroras, Klaipėdoje vairavęs neblaivus

Generalinė prokurorė Nida Grunskienė atleido iš prokuroro pareigų Juozą Syką, ėjusį Klaipėdos apygardos prokuratūros Baudžiamojo persekiojimo skyriaus prokuroro pareigas.
2023/01/30

Pušynų spyglius pavasarį vėl grauš pjūklelių lervos

2022 metų rudenį paprastojo pušinio pjūklelio lervos kai kuriuose Ignalinos regiono miškuose masiškai graužė spyglius. Nuo 10 iki 100 % spyglių jie nugraužė Vaišniūnų girininkijoje, 1016 ha plote, Minčiagirės – 48...