Oι τρικύλινδροι κινητήρες έχουν κατακλύσει την αγορά, ωστόσο δεν είναι λίγοι αυτοί που τους «φοβούνται» και προτιμούν με θέρμη τους τετρακύλινδρους. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του κάθε κινητήρα;
Πριν από λίγα χρόνια, η μία εταιρεία μετά την άλλη άρχισαν να κατασκευάζουν μικρότερους τρικύλινδρους κινητήρες, ώστε να προσφέρουν στα μοντέλα τους μειωμένη κατανάλωση καυσίμου και χαμηλότερες εκπομπές ρύπων. Το ερώτημα που τέθηκε αμέσως είναι εάν οι τρικύλινδροι κινητήρες μπορούν να προσφέρουν όλα όσα απολαμβάνουμε από τους πιο διαδεδομένους κινητήρες παγκοσμίως, που δεν είναι άλλοι από τους τετρακύλινδρους. Πάμε να δούμε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα τους:
Ξέρετε ότι:
Ο τρικύλινδρος 1.000άρης EcoBoost της Ford έχει αναδειχτεί έξι φορές ως ο καλύτερος κινητήρας στα μοτέρ κάτω του 1,0 λίτρου ενώ τρεις φορές έχει πάρει το κατακτήσει το μεγάλο βραβείο του «International Engine of the Year». Στην τελευταία τελετή το 2019, ο EcoBoost αναδείχθηκε το καλύτερο μοτέρ με απόδοση κάτω από 150 άλογα.
Ο τετρακύλινδρος TFSI της Audi αναδείχτηκε το 2019 ως το καλύτερο μοτέρ με απόδοση από 150 έως 250 άλογα.
Τέσσερα βραβεία στα μοτέρ με χωρητικότητα από 1,0 έως 1,4 λίτρα έχει κατακτήσει ο τρικύλινδρος 1.200άρης PureTech του ομίλου PSA (πλέον Stellantis).
Για να δούμε τα προτερήματα του κάθε κινητήρα, θα πρέπει να κοιτάξουμε πρώτα τον τρόπο λειτουργίας του. Βάζοντας σε σύγκριση λοιπόν δύο κινητήρες με τρεις ή τέσσερις κυλίνδρους θα διαπιστώσουμε ότι τα περισσότερα δομικά μέρη είναι ίδια. Η αρχή λειτουργίας των τρικύλινδρων κινητήρων εσωτερικής καύσης δε διαφέρει σε τίποτα με τους συμβατικούς κινητήρες τεσσάρων κυλίνδρων, ενώ τα εξαρτήματα από τα οποία αποτελούνται είναι ακριβώς ίδια. Η μοναδική αξιοσημείωτη διαφορά εντοπίζεται στον στροφαλοφόρο άξονα, ο οποίος καθορίζει την κίνηση των εμβόλων. Στην περίπτωση των τετρακύλινδρων, σε κάθε χρονική στιγμή, υπάρχει ένας κύλινδρος που βρίσκεται σε φάση εκτόνωσης με αποτέλεσμα να παράγεται συνεχόμενα μηχανικό έργο, ενώ αντίθετα στους τρικύλινδρους κινητήρες υπάρχει μία μικρή παύση παραγωγής έργου.
Το πιο θετικό στοιχείο είναι η υψηλή αποδοτικότητα και οι μειωμένες εκπομπές ρύπων, που επιτυγχάνονται λόγω των μειωμένων τριβόμενων επιφανειών. Κατά κανόνα οι θερμικές απώλειες είναι χαμηλότερες λόγω της απουσίας ενός κυλίνδρου, όχι μόνο λόγω της τριβής, αλλά και λόγω των μειωμένων αναγκών του σε λίπανση και ψύξη. Δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι τα συστήματα λίπανσης και ψύξης «κλέβουν» ενέργεια του κινητήρα και σίγουρα ένας τρικύλινδρος μπορεί να εξοικονομήσει μεγάλο ποσοστό αυτής της ενέργειας. Παράλληλα, ο μειωμένος όγκος του κινητήρα «λύνει» τα χωροταξικά προβλήματα, ενώ ταυτόχρονα θετικό πρόσημο υπάρχει και λόγω του μειωμένου βάρους. Τέλος, δεν θα μπορούσαμε να μην αναφερθούμε στο κόστος παραγωγής και συντήρησης. Σκεφτείτε έναν κινητήρα που θα λειτουργεί με λιγότερα έμβολα, βαλβίδες και λοιπά μηχανικά μέρη, ενώ ταυτόχρονα το κόστος συντήρησης θα είναι μικρότερο λόγω λιγότερων μπουζί και χαμηλότερης ποσότητας λιπαντικού-ψυκτικού υγρού.
Ενώ κατά τη λειτουργία ενός κινητήρα με τρεις κυλίνδρους δεν ασκούνται ομοιόμορφα οι δυνάμεις και οι ροπές, στους τετρακύλινδρους κινητήρες, όταν ένα έμβολο κινείται προς μία κατεύθυνση, κάποιο άλλο κινείται με ίδια ταχύτητα και αντίθετη φορά δημιουργώντας ισορροπία στο σύστημα. Συχνά, στους τρικύλινδρους κινητήρες δημιουργούνται ενοχλητικοί κραδασμοί, με αποτέλεσμα να χρησιμοποιούνται αντικραδασμικοί άξονες, άμεσα συνδεδεμένοι με τον στρόφαλο. Επίσης, όπως είναι λογικό, οι κραδασμοί δημιουργούν θορύβους, με αποτέλεσμα να χρησιμοποιούνται επιπλέον μονωτικά υλικά γύρω από τον κινητήρα, ώστε η λειτουργία τους να γίνει πιο «πολιτισμένη».
Το σημαντικότερο εμπόδιο στην ανάπτυξη των τρικύλινδρων, δεν είναι άλλο από την παύση παραγωγής μηχανικού έργου. Μπορεί στους τετρακύλινδρους η παραγωγή ενέργειας να είναι συνεχόμενη, αφού πάντα κάποιος κύλινδρος είναι σε φάση εκτόνωσης, αλλά σε κινητήρες με τρεις κυλίνδρους κάτι τέτοιο δεν ισχύει. Το αποτέλεσμα είναι να μην υπάρχει ομαλή παροχή ισχύος και να επιδεινώνεται η δυναμική ισορροπία του κινητήρα. Όλα αυτά, βέβαια, γίνονται εμφανή στις χαμηλές στροφές λειτουργίας, όπου η παύση ισχύος για 60 μοίρες περιστροφής του στροφάλου αντιστοιχεί σε μεγάλο χρονικό διάστημα. Όταν οι στροφές ανά λεπτό αυξηθούν, ο κινητήρας αποκτά πιο ομαλή λειτουργία.
