A 3 hengeres dízel autók előnyei és hátrányai
A dízelautók évtizedekig rendkívül népszerűek voltak, egészen a 2015-ös dízelválságig, amikor a VW károsanyag-kibocsátási botránya lelepleződött. A VW több millió kipufogógáz-tisztasági értéket manipulált a nitrogén-oxidok tekintetében.
Németországban egyre kevesebb dízelautót helyeznek újonnan forgalomba. Bár egyre több vásárló vált hibrid modellekre vagy teljesen elektromos autókra, néhányan még mindig megmaradt a dízelnél. Az elektromos személygépkocsi 17,7 százalékot tett ki, ami 32,2 százalékos növekedést jelent az előző évhez képest. Ebből a plug-in hibrid (+11,3 százalék az előző évhez képest) részesedése 13,7 százalék volt.
Az autóipar az elmúlt évtizedekben rendkívül gyors fejlődésen ment keresztül, különösen ami a motorfejlesztést illeti. A szigorodó környezetvédelmi előírások és az üzemanyag-fogyasztás csökkentésére irányuló törekvések hatására a gyártók egyre kisebb lökettérfogatú, de turbófeltöltéssel kiegészített motorokat kezdtek el alkalmazni.
Három henger kontra négy: Melyik a legjobb motor az Ön számára? | John Cadogan autószakértő
A downsizing, azaz a motorok lökettérfogatának csökkentése és turbófeltöltéssel való kiegészítése az ezredforduló után vált igazán mainstream irányzattá. A cél egyértelmű volt: kisebb, könnyebb motorok, amelyek elméletileg kevesebb üzemanyagot fogyasztanak és kevesebb károsanyagot bocsátanak ki, miközben a turbó segítségével a korábbi, nagyobb motorok teljesítményszintjét képesek hozni. A gyártók előszeretettel emelték ki a 3 hengeres motorok gazdaságosságát és környezetbarát jellegét. Az alacsonyabb belső súrlódás, a kevesebb mozgó alkatrész és a gyorsabb üzemi hőmérséklet elérése mind hozzájárulhatott a laboratóriumi körülmények között mért kedvező fogyasztási adatokhoz.
A 3 hengeres motorok működése
Ahhoz, hogy megértsük a 3 hengeres motorok kihívásait, érdemes röviden áttekinteni a belsőégésű motorok alapvető működését. Egy négyütemű motorban minden henger négy fázison megy keresztül: szívás, sűrítés, égés (munkaütem) és kipufogás. A motor főtengelyének minden fordulatára általában egy munkaütem esik egy adott hengerben. Egy négyhengeres motorban a munkaütemek egyenletesebben oszlanak el a főtengely fordulatain, ami simább járást eredményez. Egy tipikus négyhengeres motor gyújtási sorrendje például 1-3-4-2.
A Felicia története és fejlesztése
Ezzel szemben egy háromhengeres motorban a munkaütemek eloszlása kevésbé kiegyensúlyozott. Mivel kevesebb henger van, a munkaütemek közötti szünetek hosszabbak, ami természetes módon egyenetlenebb járást és nagyobb vibrációt eredményez. A kevesebb henger nem csak a gyújtási sorrend egyenetlensége miatt jelent problémát, hanem a motorban keletkező erők kiegyensúlyozása szempontjából is. Minden mozgó alkatrész - dugattyúk, hajtókarok - tehetetlenségi erőket generál, amelyek a motor rezgését okozzák.
A primer erők a dugattyúk fel-le mozgásából eredő, a főtengely fordulatszámával megegyező frekvenciájú erők. Egy soros négyhengeres motorban ezek az erők általában kiegyenlítik egymást, mivel a dugattyúk párban mozognak ellentétes irányba (pl. 1. és 4. henger fel, 2. és 3. henger le). A szekunder erők a dugattyúk és a hajtókarok szögeltérése miatt keletkeznek, és a főtengely fordulatszámának kétszeres frekvenciáján jelentkeznek. Ezek az erők még egy négyhengeres motorban sem egyenlítődnek ki teljesen, de egy 3 hengeres motorban a probléma még hangsúlyosabbá válik.
A háromhengeres motorok gyújtási sorrendje általában 1-2-3, vagyis minden 240 fokos főtengely elfordulás után történik egy munkaütem. Ez a 240 fokos szög jelentősen nagyobb, mint a négyhengeres motorok 180 fokos eloszlása, ami hosszabb “üresjárati” időszakokat eredményez a munkaütemek között. Ez az egyenetlenség a motor járásában is megnyilvánul, különösen alacsony fordulatszámon vagy alapjáraton.
A 3 hengeres motorok zaj és vibráció problémái
A 3 hengeres motorok egyik leggyakrabban emlegetett hátránya a jellegzetes zaj és a vibráció. A háromhengeres motorok hangja sokak számára azonnal felismerhető. A motor alacsony fordulatszámon gyakran ad ki egy mélyebb, “morgó” vagy “thrum” hangot, amely terhelés alatt vagy gyorsításkor felerősödhet. Ez a hangkarakter eltér a hagyományos négyhengeres motorok simább, egyenletesebb járásától.
A rezonancia nem csak hallható, hanem érezhető is. A 3 hengeres motorok hajlamosabbak a karosszériára és a kormánykerékre is átadni a vibrációt, ami csökkentheti a vezetői komfortot. Az autóvásárlók egyre nagyobb hangsúlyt fektetnek az utazási komfortra, és ebben a zajszint, valamint a vibráció kulcsszerepet játszik. Egy 3 hengeres motor által generált, folyamatosan érzékelhető rezonancia hosszú távon fárasztó lehet, és rontja az utazási élményt.
Legrand biztosíték típusok áttekintése
Bár a gyártók igyekeznek különféle zaj- és rezgéscsökkentő megoldásokkal orvosolni ezt a problémát, a fizikai korlátok miatt sosem lesznek képesek elérni azt a simaságot, amit egy jól kiegyensúlyozott, nagyobb hengerszámú motor nyújt.
A mérnökök tisztában vannak a 3 hengeres motorok inherent vibrációs problémáival, ezért számos technológiai megoldást alkalmaznak azok enyhítésére. A leggyakoribb és leghatékonyabb módszer a kiegyenlítő tengelyek használata. A kiegyenlítő tengelyek valóban javítják a motor járásának simaságát, de nem oldják meg teljesen a problémát. Emellett bevezetik a saját hátrányaikat is: növelik a motor súlyát, a belső súrlódást (ami rontja a hatékonyságot), és további mozgó alkatrészeket jelentenek, amelyek meghibásodhatnak, illetve karbantartást igényelnek.
A folyamatos vibráció és rezonancia hosszú távon nem csak a komfortérzetet befolyásolja, hanem potenciálisan káros hatással lehet az autó egyéb alkatrészeire is. Például a motorfelfüggesztő bakok, a kipufogórendszer rögzítőelemei, sőt, akár az utastérben lévő műanyag elemek is hamarabb elhasználódhatnak vagy zörögni kezdhetnek a konstans vibráció hatására.
Élettartam és megbízhatóság
A 3 hengeres motorok élettartamával és megbízhatóságával kapcsolatos aggodalmak az egyik leggyakrabban felmerülő kérdések közé tartoznak. Egy háromhengeres motor minden egyes hengere nagyobb fajlagos terhelést kap, mint egy hasonló teljesítményű, de több hengerrel rendelkező motorban.
A kisebb hengerűrtartalom ellenére a turbófeltöltésnek köszönhetően a motor ugyanakkora vagy akár nagyobb nyomatékot és teljesítményt képes leadni, ami magasabb égési nyomást és hőmérsékletet eredményez a hengerekben. A magasabb fordulatszám-tartományban való gyakori használat, amely szükséges lehet a kívánt teljesítmény eléréséhez, szintén gyorsíthatja a motor belső alkatrészeinek kopását.
Kompresszor karbantartás lépésről lépésre
A kis méret és a nagy fajlagos teljesítmény kombinációja kihívást jelent a motor hőkezelése és kenése szempontjából is. A turbófeltöltő maga is rendkívül magas hőmérsékleten üzemel, és hőjét átadhatja a motornak. A modern motorolajoknak speciális adalékokkal kell rendelkezniük, hogy ellenálljanak a magas hőmérsékletnek és a nyomásnak.
A 3 hengeres motorok szinte kivétel nélkül turbófeltöltővel vannak ellátva, hogy a kis lökettérfogat ellenére is megfelelő teljesítményt nyújtsanak. A turbófeltöltő azonban maga is egy összetett és kényes alkatrész, amely magas fordulatszámon (akár 200 000 fordulat/perc) és extrém hőmérsékleten üzemel. A turbófeltöltő meghibásodása gyakran a nem megfelelő kenés, a lerakódások vagy a túlmelegedés miatt következik be.
A háromhengeres motorok egyenetlen járása és vibrációja fokozott terhelést ró a hajtáslánc elemeire is, különösen a kettős tömegű lendkerékre (DMF). A DMF feladata, hogy csillapítsa a motor egyenetlen forgását és a sebességváltóba jutó nyomatéklengéseket. A kettős tömegű lendkerék cseréje rendkívül költséges javítás lehet, ami jelentősen növeli a 3 hengeres autók fenntartási költségeit magasabb futásteljesítménynél.
Bár a 3 hengeres motorok kezdeti vásárlási ára sokszor kedvezőbb lehet, a hosszú távú fenntartási költségekkel érdemes számolni. Ez magában foglalja a gyakori és minőségi olajcseréket, a megfelelő specifikációjú motorolaj használatát, valamint a turbófeltöltő és a hajtáslánc egyéb elemeinek ellenőrzését.
A motorolaj szerepe a 3 hengeres turbómotoroknál különösen kiemelt. Ezek a motorok jellemzően kisebb olajtérfogattal dolgoznak, miközben a turbófeltöltő kenését és hűtését is biztosítaniuk kell. A gyártók speciális, alacsony viszkozitású, de magas hőstabilitású motorolajokat írnak elő, amelyek képesek ellenállni a nagy terhelésnek és a hőingadozásoknak. A nem megfelelő olaj használata vagy az olajcsere-intervallumok túllépése súlyosan károsíthatja a turbót és a motor belső alkatrészeit, jelentősen lerövidítve az élettartamot.
Üzemanyag-hatékonyság
Az egyik fő érv a 3 hengeres motorok mellett az üzemanyag-hatékonyságuk. A gyártók gyakran alacsony fogyasztási adatokat kommunikálnak, amelyek a hivatalos tesztciklusok (korábban NEDC, ma WLTP) során születnek.
A hivatalos fogyasztási tesztek optimalizált körülmények között zajlanak, ahol a motorokat gyakran alacsony terhelésen, ideális hőmérsékleten és előírt sebességprofilok szerint járatják. Azonban a mindennapi vezetés során, különösen gyorsításkor, emelkedőn, vagy autópályán, a motorra sokkal nagyobb terhelés hárul. Ilyenkor a turbófeltöltőnek intenzívebben kell dolgoznia, amihez több üzemanyagra van szükség.
A 3 hengeres motorok gyakran magasabb fordulatszámon üzemelnek a kívánt teljesítmény eléréséhez, ami szintén növeli a fogyasztást. A downsizing koncepciója arra épül, hogy a kis lökettérfogatú motorok alacsony terhelésen hatékonyabbak, és a turbó segítségével képesek pótolni a hiányzó teljesítményt, amikor arra szükség van. Amikor a vezetőnek nagyobb teljesítményre van szüksége, a turbófeltöltő bekapcsol, és a motor a légköri nyomásnál nagyobb nyomással dolgozik. Ez a “feltöltés” azonban extra üzemanyagot igényel.
Ha egy 3 hengeres motorral gyakran kell erősen gyorsítani, vagy tartósan nagy sebességgel haladni (pl. A 3 hengeres motorok egyik legnagyobb hátránya az, hogy terhelés alatt, például autópályán, emelkedőn vagy nagyobb sebességnél, a fogyasztásuk drámaian megnőhet. Ez a jelenség különösen észrevehetővé válik, ha az autó tele van utasokkal és csomagokkal, vagy ha vontatni kell.
A 3 hengeres motorok leginkább a városi forgalomban, rövid távokon és alacsony sebességnél tudják kihasználni előnyeiket. Ilyen körülmények között a turbó ritkábban lép működésbe, és a motor valóban takarékosabb lehet. Az autópályás használat során a motor folyamatosan terhelés alatt van, és a turbó is aktívan dolgozik. Ezért egy 3 hengeres motorral szerelt autó autópályán gyakran többet fogyaszt, mint egy hasonló méretű, de nagyobb, szívó vagy négyhengeres turbómotorral szerelt jármű.
A 3 hengeres motorok gyakran rendelkeznek Start-Stop rendszerrel, amely a piros lámpánál vagy dugóban automatikusan leállítja, majd újraindítja a motort. Azonban a Start-Stop rendszer is jár bizonyos kompromisszumokkal. A motor gyakori újraindítása fokozott terhelést ró az indítómotorra, az akkumulátorra és a motor egyéb alkatrészeire.
Teljesítmény és vezetési élmény
A motor teljesítménye és a vezetési élmény szorosan összefügg. A 3 hengeres turbómotorok nyomatékgörbéje gyakran “peakier” (csúcsosabb), mint egy nagyobb, szívó vagy többhengeres motoré. Ez azt jelenti, hogy a maximális nyomaték gyakran egy szűk fordulatszám-tartományban érhető el, és a turbólyuk jelensége is észrevehető lehet. Ez a karakterisztika azt eredményezheti, hogy a vezetőnek gyakrabban kell váltania, vagy magasabb fordulatszámon kell tartania a motort, hogy a kívánt teljesítményt elérje.
A turbófeltöltős 3 hengeres motorok gázreakciója gyakran lassabb, mint egy szívómotoré. A turbólyuk miatt a gázpedál lenyomására adott válasz késleltetett lehet, ami különösen előzéseknél vagy dinamikus manővereknél jelenthet hátrányt. Ez a lassabb gázreakció csökkentheti a vezetési élményt és a biztonságérzetet bizonyos forgalmi szituációkban.
A 3 hengeres motorok jellegzetes hangja megosztja az autós társadalmat. Egyesek sportosnak, karakteresnek találják a mélyebb, “morgós” hangot, különösen, ha a kipufogórendszer is ehhez van hangolva. A hangélmény szubjektív, de a vibrációval kombinálva a 3 hengeres motorok akusztikája sokak számára rontja az utazási komfortot.
Károsanyag-kibocsátás
A 3 hengeres motorok fejlesztésének egyik fő mozgatórugója a szigorodó emissziós normák teljesítése volt. Az Euro 6 és a jövőbeni emissziós normák egyre szigorúbbak, ami arra kényszeríti a gyártókat, hogy olyan motorokat fejlesszenek, amelyek alacsonyabb CO2-, NOx- és részecskekibocsátással rendelkeznek. Azonban a valós forgalomban, terhelés alatt, a magasabb égési hőmérsékletek és nyomások miatt a NOx-kibocsátás megnőhet.
A benzinmotoros részecskeszűrő (GPF) és a dízel részecskeszűrő (DPF) alapvető fontosságú a káros részecskék kibocsátásának csökkentésében. Ezek az alkatrészek azonban további komplexitást és potenciális hibaforrást jelentenek. A részecskeszűrő problémái nem csak a motor teljesítményét ronthatják, hanem drága javításokat is eredményezhetnek. A 3 hengeres motoroknál, amelyek gyakran városi használatra vannak optimalizálva, ez a probléma fokozottan jelentkezhet.
Felhasználói tapasztalatok és szerviz tapasztalatok
A 3 hengeres motorok problémái nem csupán elméleti megfontolások, hanem a valós életben is megjelennek, ahogy azt a felhasználói visszajelzések és a szervizek tapasztalatai is mutatják. Egyes népszerű kisautó modellek, amelyek 1.0 vagy 1.2 literes turbós 3 hengeres motorokkal kaphatók, gyakran kapnak kritikát a magasabb valós fogyasztás miatt, különösen autópályán. Sok tulajdonos számol be a motor jellegzetes hangjáról és vibrációjáról, különösen hidegindításkor vagy alapjáraton. Bár ez a legtöbb esetben nem jelent műszaki hibát, rontja a komfortérzetet.
A szervizekben gyakran találkoznak a turbófeltöltővel kapcsolatos problémákkal, különösen a magasabb futásteljesítményű 3 hengeres motoroknál. A nem megfelelő kenés, az olajsár vagy a túlzott hőterhelés miatt a turbó idő előtt meghibásodhat. Egyes modelleknél a vezérműlánc idő előtti nyúlásáról vagy a feszítőpatron meghibásodásáról is érkeztek jelentések, ami szintén a motor belső, fokozott igénybevételére utalhat.
Hibrid megoldások
A hibrid hajtásláncok, ahol egy belsőégésű motor egy elektromos motorral dolgozik együtt, kiválóan alkalmasak arra, hogy kompenzálják a 3 hengeres motorok gyengeségeit. Az elektromos motor képes biztosítani a nyomatékot alacsony fordulatszámon, kiküszöbölve a turbólyukat és javítva a gázreakciót. A hibridizáció lehetővé teszi, hogy a 3 hengeres motor optimálisabb fordulatszám-tartományban üzemeljen, kevesebbet kelljen terhelni, ami javíthatja az élettartamát és a valós fogyasztását is.
Ahogy az autóipar egyre inkább az elektromos járművek felé mozdul el, a belsőégésű motorok szerepe megváltozik.
Fontos tippek vásárlás előtt:
- Részletes tesztvezetés: Ne csak rövid távon, hanem hosszabb úton, autópályán és városi forgalomban is próbáljuk ki az autót.
- Használati szokások: Gondoljuk át, milyen célra használnánk az autót. Ha főleg városban, rövid távokon, kevés terheléssel, akkor a 3 hengeres motor hatékony lehet.
- Karbantartási előzmények: Használt autó vásárlásakor különösen fontos a részletes szerviztörténet. Ellenőrizzük, hogy az előző tulajdonos betartotta-e az olajcsere-intervallumokat, és a megfelelő specifikációjú olajat használta-e.
- Modellspecifikus visszajelzések: Olvassunk utána az adott modellről szóló felhasználói véleményeknek és teszteknek.
A 3 hengeres motorok tehát egy összetett technológiai megoldást képviselnek, amelyek számos előnnyel, de jelentős kompromisszumokkal is járnak. A zaj, a vibráció, a potenciálisan rövidebb élettartam és a valós üzemanyag-fogyasztás mind olyan tényezők, amelyeket érdemes alaposan mérlegelni a vásárlás előtt.
Összefoglaló táblázat
| Előnyök | Hátrányok |
|---|---|
| Alacsonyabb üzemanyag-fogyasztás (optimális körülmények között) | Jellegzetes zaj és vibráció |
| Kisebb méret és súly | Potenciálisan rövidebb élettartam |
| Alacsonyabb gyártási költségek | Magasabb valós fogyasztás terhelés alatt |
| Potenciálisan alacsonyabb vételár | Lassabb gázreakció |