Saya telah mencari beberapa mobil di internet dan saya mengamati bahwa mobil baru mendapatkan mesin yang lebih kecil.
Sebagai contoh, saya telah menemukan diesel Ford Focus 1.6, atau bahkan diesel Mercedess A Klass 2015 memiliki mesin 1.6, yang tampaknya baik.
Bisakah Anda menjelaskan mengapa?
Jawaban:
Mesin yang lebih kecil memberikan segudang manfaat versus mesin besar. Terutama efisiensi bahan bakar yang juga diterjemahkan menjadi emisi. Semakin sedikit bahan bakar yang Anda bakar, semakin sedikit jumlah gas yang dikeluarkan dari mesin. Bukan hanya itu, tetapi berat badan adalah sesuatu yang perlu dipertimbangkan juga. Ruang di ruang mesin untuk lebih banyak aksesori juga merupakan sesuatu yang para insinyur nikmati juga.
Anda tidak perlu lagi mesin 8 silinder besar di mobil biasa karena teknik telah mencapai titik di mana 1.4L dapat mendorong mobil besar. Ini semua tentang desain mesin. Anda tidak akan mendapatkan torsi yang Anda inginkan dari 6 atau 8 silinder, tetapi untuk pengemudi harian yang membawa Anda dari titik A ke titik B; Itu yang benar-benar Anda butuhkan. Selain itu, dengan semakin meningkatnya penerapan induksi paksa (Turbos dan superchargers) menjadi normal, tenaga kuda dan torsi lebih mudah dicapai pada mesin yang jauh lebih kecil. Saya telah melihat 2.0L kecil yang mendorong stok 275HP keluar dari pabrik, yang hampir tidak mungkin jika turbo tidak digunakan.
Terutama terkait dengan konsumsi bahan bakar dan emisi. Sebagai catatan, saya juga tidak keberatan; Jauh lebih mudah bagi teknisi untuk mengerjakannya.
sumber
Seperti kata cloudnyn3, ini semua tentang perbaikan dalam desain mesin - 1.4 modern dapat menghasilkan sebanyak 2.0 dari 20 tahun yang lalu, tetapi dengan konsumsi bahan bakar dan emisi yang lebih baik - ditambah lebih kecil dan lebih ringan, yang membantu lagi - Anda mendapatkan lebih banyak ruang di mobil untuk hal-hal lain, dan penghematan bahan bakar yang lebih baik berarti Anda dapat memuat tangki bahan bakar yang lebih kecil tanpa kehilangan jarak, lagi-lagi mendapatkan ruang.
sumber
Telah ada tren dengan pengembangan mesin pembakaran internal (ICE) sejak awal mereka untuk membuatnya lebih kecil, lebih ringan, lebih murah, lebih kuat, dan lebih efisien sejak diciptakan.
ICE awal sangat besar, namun menghasilkan daya yang sangat kecil jika dibandingkan dengan mesin modern. Mobil pertama harus dibuat sangat besar, dan cukup kuat untuk menampung mesin-mesin ini. Pada hari-hari awal, mobil juga sangat mahal, dan rata-rata orang tidak akan mampu membelinya.
https://en.wikipedia.org/wiki/V12_engine#Motor_car_engines
Mesin 'Toodles V' jauh lebih besar dan lebih berat daripada mesin modern, tetapi terlepas dari kenyataan itu, ia hanya menghasilkan tenaga sebanyak mesin modern yang relatif kecil. Insinyur awal hanya kurang memiliki kemampuan untuk membuat mesin lebih kecil, dan lebih ringan pada saat itu.
Henry Ford membantu mengubahnya secara drastis. Dia memperkenalkan mesin 4 silinder yang sangat ringan, dan kecil untuk Model T. Mesinnya hanya menghasilkan sekitar 20 tenaga kuda, tetapi itu sudah cukup untuk orang kebanyakan. Masih ada mesin besar dan kuat yang diproduksi untuk para penggemar mobil, tetapi hal itu menciptakan pasar untuk mobil yang terjangkau.
Selama beberapa dekade berikutnya, desain mesin terus membaik yang mengarah ke era mobil otot. Balap mobil menjadi jauh lebih populer dan populer, dan perusahaan mobil bersaing satu sama lain untuk menghasilkan mesin yang lebih kuat. Ada pepatah lama yang berbunyi seperti "Menangkan pada hari Minggu, jual pada hari Senin". Saat ini, pabrikan hanya memiliki sedikit peraturan tentang jenis mobil yang dapat mereka produksi. Mobil-mobil itu pada dasarnya adalah jebakan maut, dan pabrikan tahu itu, dan memilih untuk tidak melakukan apa pun. Banyak dari mereka tidak memiliki fitur keselamatan dasar seperti sabuk pengaman. Ada juga sangat sedikit memperhatikan ekonomi bahan bakar. Gas murah, dan tidak ada peraturan tentang emisi, dan efisiensi bahan bakar seperti sekarang ini.
Dimulai pada akhir 1960-an, pemerintah berupaya membatasi emisi dari mobil. Hal ini menyebabkan penciptaan EPA pada tahun 1970. Kekurangan gas pada tahun 1973, dan kenaikan biaya gas berikutnya juga merupakan faktor pendorong yang menandai akhir dari era mobil otot dimulai dengan model tahun 1974.
Untuk pertama kalinya, produsen diberi mandat untuk memenuhi pedoman ketat yang dibuat oleh pemerintah AS untuk penghematan bahan bakar dan emisi. Masalahnya adalah bahwa produsen tidak tahu bagaimana memenuhi peraturan ketat yang baru, dan tidak diberi banyak waktu untuk mematuhinya. Aturan emisi baru ini memaksa produsen untuk menambahkan perangkat kontrol emisi seperti catalytic converter, yang mengurangi aliran gas buang. Peraturan EPA juga menghilangkan aditif timbal dari bensin pada tahun 1973, yang memaksa desain mesin berubah sehingga mereka dapat menangani bensin tanpa timbal.
Pada pertengahan 1970-an, ada banyak mobil yang dibuat dengan mesin 8 silinder besar yang hanya menghasilkan sekitar 100 tenaga kuda. Corvette 1971 ditawarkan dengan mesin yang memiliki 425 hp, dan pada tahun 1975 hanya memiliki 205 hp. Model dasar 1975 bahkan lebih buruk yang hanya memiliki 165 hp, yang tentang kekuatan yang sama dengan minivan keluarga saat ini. Ini menyebabkan kemarahan publik yang besar, dan produsen mobil berusaha sia-sia untuk melakukan perbaikan, tetapi perbaikan datang sangat lambat. Tidak sampai akhir 1990-an ketika Corvettes memiliki angka kinerja yang sama dengan pendahulu mobil otot mereka.
Sekitar waktu ini, mobil kecil dan efisien dari Jepang diperkenalkan ke pasar AS, dan diterima dengan baik. Ini akhirnya menyebabkan hilangnya dominasi bagi produsen mobil AS di Amerika Serikat. Perusahaan-perusahaan AS terpaksa masuk ke pasar mobil kompak karena mereka kehilangan penjualan karena impor. Sebelum itu, sangat sedikit mobil asing yang dijual di AS. Banyak dari penjualan itu untuk mobil sport kecil Eropa seperti Triumph, Alfa Romeo, MGB, Austin-Healey, Jaguar, Porsche, Mercedes-Benz, Lotus, dll.
Seiring waktu, teknologi seperti injeksi bahan bakar elektronik, dan pengisian turbo menghasilkan peningkatan efisiensi dan daya yang signifikan. Banyak mesin modern dapat menghasilkan tenaga kuda dalam jumlah besar, tetapi masih menghirup bahan bakar. Desain baru ini sangat efisien, sehingga tidak perlu lagi memiliki mesin besar di sebagian besar mobil.
Pabrikan mobil masih ditekan untuk menghasilkan kendaraan yang lebih hemat bahan bakar. Ada juga peraturan yang membatasi konsumsi bahan bakar rata-rata di seluruh armada mereka. Mereka pada dasarnya dipaksa untuk memproduksi semua mobil listrik, atau hybrid untuk mendapatkan MPG rata-rata sesuai standar. Masih ada mobil dengan V8 besar, dan V10, tetapi alasan mengapa ada yang kurang diproduksi, adalah karena peraturan yang ketat.
sumber
Ini bermuara pada efisiensi.
Belum lama berselang, mobil pada umumnya lebih besar dan lebih berat. EPA dan organisasi pemerintah lainnya di negara-negara yang memproduksi mobil memandatkan efisiensi bahan bakar yang lebih tinggi. Ini mendorong R&D di dua bidang:
Item pertama di luar topik untuk pertanyaan ini, tetapi kendaraan menjadi lebih ringan karena beberapa alasan. Fisika dasar adalah bahwa terlepas dari powertrain, kendaraan dengan massa tertentu memerlukan jumlah minimum energi untuk bergerak. Turunkan massa itu, ia membutuhkan lebih sedikit energi (baca: bahan bakar).
Mesin telah menjadi jauh lebih banyak daya dan efisien bahan bakar dalam beberapa tahun terakhir. Mari kita letakkan beberapa angka konkret tentang ini dengan beberapa contoh. Saya akan memilih truk yang saya kenal dan telah meneliti sebelumnya.
Chevy Silverado generasi ketiga (2014+) hadir dengan dua pilihan mesin utama:
Jika Anda kembali beberapa tahun ke Silverado generasi kedua (2007-2013), ada beberapa opsi lagi selama bertahun-tahun tetapi di sini ada beberapa mesin yang diproduksi secara lebih luas:
Itu adalah generasi tunggal / iterasi kendaraan, dan kekuatannya sangat berbeda. V6 yang lebih baru menghasilkan HP yang hampir sama dengan V8 sebelumnya, dimatikan oleh 10HP. Ini menghasilkan 90HP lebih dari V6 sebelumnya dengan perpindahan yang sama .
GM menempatkan mesin LFX di beberapa kendaraan di tahun 2015 dan 2016 model. Kekuatannya bervariasi berdasarkan pada kendaraan apa yang ada di dalamnya (ada lebih banyak mesin daripada blok logam, ada banyak bagian yang berdampak daya). Secara umum, mereka bervariasi antara 301 dan 323 HP. V6 3.6L ini memiliki kekuatan lebih dari V8 generasi sebelumnya yang tercantum di atas! Faktanya mesin 3.6L LFX memiliki 15-35 lebih banyak HP daripada 4.3L generasi saat ini di Silverado (tetapi lebih sedikit torsi).
Tanpa membuat jawaban ini terlalu lama, Anda akan menemukan hasil yang sangat mirip jika Anda melihat pabrikan dan mesin lain (I4 v V6). Di seluruh papan, ada sejumlah besar tekanan untuk meningkatkan efisiensi mesin.
Mesin modern pada dasarnya memiliki dua silinder ekstra dibandingkan dengan mesin yang diproduksi hanya sepuluh tahun yang lalu. Perpindahan yang lebih kecil umumnya berarti efisiensi bahan bakar yang lebih besar, dan desain modern juga menghasilkan lebih banyak daya.
Mobil yang lebih baru memiliki mesin yang lebih kecil karena mesin I4 baru itu dapat menghasilkan tenaga sebanyak V6 mobil generasi terakhir, dan menggunakan lebih sedikit bahan bakar untuk melakukannya. Ini memuaskan EPA, serta pengemudi yang menghabiskan lebih sedikit bahan bakar namun masih memiliki banyak daya saat dibutuhkan.
(Catatan: Saya menghilangkan beberapa opsi mesin di atas yang tidak terlalu umum dan tidak terlalu banyak menambah diskusi. Ya, saya tahu GM menawarkan 6.2L V8, tetapi sangat sedikit Silverados memilikinya dan tidak membantu. jawab pertanyaannya)
sumber
Karena mesin pembakaran internal bertenaga piston adalah sumber daya non-kontinu yang hanya menghasilkan daya ketika bahan bakar dalam silinder berbunyi "bang" ada dua cara dasar untuk mendapatkan lebih banyak daya dari mesin: 1) membuatnya berputar lebih cepat, memberikan poni lebih banyak per unit waktu, atau 2) membuatnya berputar lebih lambat, tetapi tambahkan lebih banyak silinder untuk mendapatkan lebih banyak poni per unit waktu.
(Ya, Anda dapat menambahkan superchargers atau turbocharger atau sistem lain untuk mengemas lebih banyak bahan bakar dan udara ke dalam silinder, dan Anda dapat mengemas beberapa set poin ke distributor dan memutar distributor lebih lambat - tapi mari kita abaikan hal itu sekarang, hanya saja demi argumen :-).
Back In The Day (tm) kebanyakan mesin bensin menggunakan sistem pengapian titik-dan-rotor, di mana sakelar mekanis yang digerakkan pegas ("titik") dibuka dan ditutup oleh cam pada poros distributor, menghasilkan percikan yang dialihkan ke silinder yang sesuai oleh rotor dan kabel antara distributor dan busi. Saklar mekanis menghasilkan percikan dengan mengganggu aliran arus listrik melalui koil ketika sakelar dibuka; arus yang mengalir melalui koil menyebabkan medan magnet terbentuk, dan gangguan aliran arus menyebabkan medan magnet runtuh yang menyebabkan arus induksi pada batang besi di tengah koil yang terhubung ke kutub tengah pada distributor.
Karena titik-titik tersebut adalah sakelar mekanis yang digerakkan pegas, mereka memiliki batas seberapa cepat mereka dapat bereaksi. Secara umum (dan saya menjadi sangatumum di sini) mesin yang menggunakan sistem pengapian dengan titik-titik di dalamnya tidak akan berjalan andal pada kecepatan di atas 2500 RPM karena titik-titik itu akan "mengambang" di posisi terbuka - dan karena titik-titik itu tidak menutup, tidak ada arus yang dapat mengalir melalui koil ke mengatur medan magnet yang akan runtuh ketika titik dibuka untuk menghasilkan percikan api. Ya, Anda bisa menggunakan pegas yang lebih kuat pada titik tetapi ini menyebabkan masalah yang tidak diinginkan seperti memakai berlebihan di distributor. Jadi dengan batas atas absolut (ish) pada RPM satu-satunya cara untuk mendapatkan lebih banyak daya dari mesin adalah dengan menambahkan lebih banyak silinder ke dalamnya sehingga Anda mendapatkan lebih banyak poni dari mesin untuk setiap putaran. Mesin empat silinder memberi Anda dua poni per putaran; enam silinder, tiga poni; delapan silinder, empat poni. Mesin pesawat besar dengan hingga 22 silinder memberi poni lebih banyak per rotasi. Jadi, lebih banyak silinder, lebih banyak daya.
Masuki dunia pengapian elektronik, yang sekarang menjadi standar pada hampir setiap mesin bensin di dunia. Sistem ini tidak jauh dengan sakelar mekanis, menggantikannya dengan perangkat semua-elektronik tanpa waktu "reset" yang efektif, yang memungkinkan mesin dijalankan lebih cepat. Saat ini umum untuk menjalankan mesin empat silinder di atas 3.000 RPM pada kecepatan jalan raya - banger empat kecil di Ford Fiesta saya berputar pada sekitar 3.200 RPM pada 65 MPH. Pada saat yang sama, pabrikan telah membuat peningkatan bertahap dalam desain engine yang berkontribusi pada lebih banyak horsepower per unit pemindahan. Tapi IMO kontributor terbesar untuk tenaga kuda yang lebih tinggi dari mesin yang lebih kecil adalah pengapian elektronik, yang memungkinkan mesin kecil untuk beroperasi pada RPM yang lebih tinggi.
YMMV :-)
sumber
Jawaban berbeda menyentuh bagian berbeda dari keseluruhan jawaban. Jawaban root yang Anda cari adalah kepadatan daya: berapa tenaga kuda (kW, apa pun) per inci kubik (atau liter) perpindahan.
Berapa banyak daya yang diperlukan untuk mendorong kendaraan ini dengan cara yang diinginkan? Sebagian besar bobot kendaraan adalah mesin, jadi mesin yang lebih kecil dan lebih ringan berarti lebih sedikit beban untuk didorong. Dan lebih sedikit massa = lebih sedikit gas. Inilah sebabnya mengapa garis F-150 Ford saat ini menggunakan bodi aluminium, bukan bodi baja. Lebih ringan, membutuhkan lebih sedikit daya untuk memindahkannya.
Seperti yang ditunjukkan oleh @Bob Jarvis, pengapian elektronik, yang bertentangan dengan sistem poin / kumparan / distributor yang lama, memberikan kemampuan untuk menjalankan putaran tinggi dan tetap mempertahankan waktu pengapian. Memang, ini memberikan pengaturan waktu yang lebih tepat di seluruh rentang. Dan waktu yang lebih tepat menghasilkan kepadatan daya yang lebih tinggi.
Injeksi bahan bakar menghasilkan campuran bahan bakar yang jauh lebih presisi. Dengan ini, dan waktu yang lebih tepat, Anda dapat menggunakan rasio kompresi yang lebih tinggi (8: 1 untuk Omni I yang dikendarai pada tahun 1981 ketika saya masih remaja, 9,5: 1 untuk Dakota 1998 yang diinjeksi bahan bakar yang saya kendarai lebih baru, menggunakan yang murah, tanpa timbal yang sama. bensin). Rasio kompresi yang lebih tinggi memungkinkan kepadatan daya yang lebih tinggi, serta efisiensi termal yang lebih tinggi.
Injeksi Bensin Langsung dapat lebih meningkatkan rasio kompresi yang dapat Anda gunakan. Bensin disuntikkan langsung ke dalam silinder, mendinginkan udara di dalam silinder. Injeksi port semprotan ke manifold intake, mendinginkan katup intake dan manifold dalam proses. Udara dingin dapat menangani lebih banyak kompresi sebelum mulai menyebabkan penyalaan otomatis (ketukan).
Turbos dan supercharger memungkinkan Anda untuk memeras volume udara (dan bahan bakar) yang lebih besar ke dalam perpindahan tertentu, memungkinkan mesin Anda berkinerja seperti memiliki lebih banyak perpindahan. Ini akan membakar lebih banyak bahan bakar saat melakukannya. Ini memberikan kekuatan "sesuai permintaan". Ini dapat mendorong kepadatan daya "sesuai permintaan" Anda sangat tinggi; cukup tinggi sehingga lebih banyak silinder atau perpindahan tidak diperlukan untuk mencapai tingkat daya yang diinginkan. Anda tidak ingin berlari di pengaturan throttle itu sepanjang waktu, tetapi ada saat Anda membutuhkannya.
Waktu katup variabel memungkinkan Anda melakukan Siklus Atkinson / Miller, bukan Siklus Otto biasa. Ini tidak terlalu membantu kepadatan daya Anda karena ia semakin membagi kepadatan daya "dasar" Anda dari kepadatan daya "sesuai permintaan" Anda. Jika Anda tidak sering menuntut daya, ini akan lebih meningkatkan ekonomi bahan bakar Anda. Tapi itu bisa kembali ke Otto Cycle penuh, membuat Anda kembali ke pengaturan daya "on demand" maksimal saat dibutuhkan.
Hasil akhirnya adalah bahwa semua trik kecil ini dapat memeras lebih banyak daya dari setiap inci kubik (liter) perpindahan. Dan memberi Anda rentang pengaturan daya yang lebih besar, dengan pengaturan daya yang lebih rendah memberikan konsumsi bahan bakar yang jauh lebih sedikit (dan emisi yang jauh lebih rendah) per mil (atau km, jika Anda mau).
Jajaran mesin Ford Ecoboost menggunakan semua hal di atas. Mereka dengan cepat mengganti V8 dengan V6 dan menggantikan V6 dengan I4, sebagai hasilnya. @Gdor menyebutkan mesin 1 liter di Fiesta; cukup yakin itu mesin Ecoboost 3 silinder. Apakah mesin yang dihasilkan dapat diandalkan atau tidak, dalam jangka panjang, adalah pertanyaan terbuka. Turbos, terutama pada mesin bensin (bensin) putaran tinggi, cenderung tidak begitu andal di masa lalu. Mesin-mesin itu cukup baru sehingga belum banyak data jangka panjang pada mereka. Mungkin saja mereka memiliki masalah. Terlalu dini untuk diceritakan.
sumber
Beberapa tahun yang lalu, hal yang menjadi rave adalah mobil otot. Akselerasi cepat, mesin keras, dan tenaga semuanya bergaya. Namun, selama bertahun-tahun, EPA dan berbagai lembaga lainnya telah mendorong lebih sedikit emisi (menyelamatkan lingkungan). Akibatnya, produsen mobil mulai membangun mobil dengan tujuan memiliki karbon monoksida minimum, nitrogen oksida, dan hidrokarbon. Jelas, semakin kecil mesin, semakin sedikit emisi.
Selain itu, mode mobil otot, sebagian besar, telah diberikan tempat untuk mode kendaraan mewah, yang dapat dirancang dengan motor yang lebih kecil tetapi lebih banyak fitur. Jadi klien senang, produsen senang, EPA ~ bahagia, dan, seperti kata cloudnyn3, mekanik juga senang.
sumber
Sebenarnya mungkin ini adalah tren yang akan berbalik. Mesin kecil perlu beroperasi pada throttle terbuka lebar (WOT) untuk menghasilkan jumlah daya yang berguna, dan pengayaan WOT akan mengurangi efisiensi bahan bakar, sesuatu yang tidak diukur dengan siklus mengemudi yang tidak realistis saat ini. Teknik seperti injeksi langsung bensin berarti partikulat diproduksi, dan filter partikulat harganya mahal (tetapi kanker paru-paru lebih mahal bagi mereka yang terkena dampak). Turbocharger adalah komponen yang rapuh dan dapat menjadi beban keseluruhan selama masa pakai mobil, termasuk tahun-tahun terakhirnya. Juga peningkatan dalam siklus pengoperasian mesin (siklus Atkinson) berarti bahwa efisiensi volumetrik sebenarnya dapat menurun walaupun efisiensi energi akan meningkat. Siklus Atkinson awalnya digunakan dalam hibrida,
Sebagai contoh, pertimbangkan Opel Vectra 1989 saya. Mesin C20NE 2.0hp 115 liter. Sekarang pertimbangkan padanan modern: Toyota Prius. Mesin 2ZR-FXE 1,8 liter dengan output 98 hp, meskipun dorongan listriknya menghasilkan sejumlah daya tambahan, sehingga secara keseluruhan mobil-mobil itu sama kuat dan berakselerasi dengan kecepatan yang sama cepatnya. Dari 2,0 liter menjadi 1,8 liter tidak banyak perubahan.
Ya, ada tren untuk berhemat dan untuk turbocharge, tetapi tren itu tampaknya berbalik. Sebagai contoh, Toyota Yaris yang dulunya memiliki mesin aspirasi 1,33 liter secara alami pindah ke mesin 1,5 liter dalam konfigurasi non-hibrida di pasar Eropa; hibrida selalu menggunakan mesin 1,5 liter (sedikit berbeda dari 1,5 liter non-hybrid). Saya juga mengerti bahwa mesin 1,5 liter ditawarkan di pasar Amerika Utara sepanjang waktu.
Jadi, jangan membuat kesimpulan akhir sebelum mobil listrik pada akhirnya akan menggantikan mobil bertenaga bahan bakar cair. Ini mungkin terjadi bahwa mobil bertenaga bahan bakar cair terakhir yang berjalan pada dinosaurus mati (*) akan menggunakan mesin siklus Atkinson tanpa turbocharging, yang berarti ukuran mesin hampir sama seperti dulu di mobil tua.
Saya? Saya pindah dari 2,0 liter (Opel Vectra 1989) melalui 1,33 liter (Toyota Yaris 2011) menjadi 2,5 liter (hibrida Toyota RAV4 2016), meskipun pada saat yang sama saya bergerak sedikit ke atas dengan mempertimbangkan ukuran mobil, harga, berat dan kinerja juga.
(*): Ya, saya tahu minyak bumi sebenarnya tidak berasal dari dinosaurus mati ...
sumber