Pirmie spēkrati ar trīscilindru motoru parādījās 60. gados. Tie nebija jaudīgi un spēcīgi vibrēja, tāpēc nekļuva populāri, taču, mainoties prasībām un attīstoties motoru būvēšanai, daudz kas ir mainījies. Tagad dzinēji ar trīs cilindriem nav mazāk efektīvi par četrcilindru motoriem un dažkārt tos pat pārspēj.
Pārmaiņas lielākoties noteica ražošanas tehnoloģiju attīstība. Izmantojot datorizētus rasējumus, dzinēju komponenti tiek izgatavoti ar lielu precizitāti, un montāžas kvalitāte ir paaugstinājusies, to pārņemot robotiem. Ievērojami uzlabotas ir arī turbīnas, kas nodrošina mazlitrāžas dzinēju spēju attīstīt relatīvi augstu griezes momentu un jaudu.
Šis risinājumu kopums apvienojumā ar ievērojamiem ieguldījumiem izpētē ir padarījis trīscilindru dzinēju par īstu tehniskā progresa paraugu. Trīs labākie motori kategorijā ar jaudu līdz 150 ZS pēdējā starptautiskajā Gada dzinēja konkursā izrādījās ar trim cilindriem. Viens no laureātu trijotnes bija speciālistu augsti novērtētais "Peugeot PureTech" 1,2 litru motors.
Trīscilindru dzinēji ir ārkārtīgi plaši izmantoti autoindustrijā, bet spēka agregāti ar šo konfigurāciju rod pielietojumu arī citās nozarēs. Pateicoties kompaktiem izmēriem, mazākām vibrācijām nekā divcilindru motoros, kā arī spējai apvienot divu un trīs cilindru motoru labākās īpašības, tos uzstāda motocikliem. Savukārt trīscilindru dīzeļdzinējus plaši izmanto traktoros. Dažkārt tos pielieto kuģniecībā un stacionārajos ģeneratoros.
Ne perfekts, taču ļoti efektīvs
Rīgas Tehniskās universitātes Automobiļu katedras pasniedzējs Oskars Irbītis atgādina, ka pārmaiņas automobiļu motoros, meklējot veidu, kā reducēt izmešus, lielā mērā sākās ar darba tilpuma samazināšanu, jo pie nelielas slodzes tāds dzinējs patērē mazāk degvielas. Otrkārt, mazāks motors ir vieglāks, un tam ir iespaids uz automobiļa kopējo masu. Savukārt pāreja no četriem cilindriem uz trim ļāva samazināt mehāniskos zudumus.
"Lielāko daļu mehānisko zudumu rada berze starp virzuļa gredzeniem un cilindra sienām, tāpēc, noņemot vienu cilindru, teorētiski tos varētu samazināt par 25 procentiem. Protams, realitātē šis rādītājs ir mazāks, jo zudumus rada arī eļļošana, dzesēšanas šķidruma sūkņi, ģenerators, gultņi utt." skaidro RTU pasniedzējs.
Pēc speciālista domām, tas gan nenozīmē, ka konstrukcijai nepiemīt savi trūkumi. Tāda pati vai lielāka jauda mazākā motorā rada augstāku degšanas temperatūru un spiedienu, un lielāku slodzi uz svarīgākajām daļām. Lai nodrošinātu izturību, ļoti no svara ir gan materiālu kvalitāte, gan dzinēja daļu izgatavošanas un apstrādes precizitāte.
"Nepieciešams augstākas kvalitātes metāls, kas spēj izturēt lielāku spiedienu, tāpēc tas vien, ka dzinējam ir mazāk detaļu, nenozīmē, ka izgatavošana iznāk daudz lētāka. Piedevām pie augstākas degšanas temperatūras veidojas vairāk slāpekļa savienojumu, kuru neitralizēšanai nepieciešama izplūdes sistēma ar ļoti efektīvu atgāzu apstrādi," piebilst Irbītis.
Automobiļu rūpniecībā visizplatītākie ir trīscilindru turbodzinēji, bet tiek ražotas arī atmosfēriskās versijas. Piemēram, "Peugeot 208" 1,2 litru atmosfēriskais motors attīsta 75 ZS, tam ir vienkārša konstrukcija un zems degvielas patēriņš.
Nākotnē kļūs vēl populārāks
Trīscilindru dzinēja vibrācijas, saka Irbītis, ir grūtāk "nomierināt" – tam nepieciešamas papildu daļas. Šīs īpatnības novēršana inženieriem bija izšķirošs uzdevums.
"Tagad tam eksistē risinājumi – pielietojot balansējošus mehānismus, problēma ir novērsta. Vislabāk sabalansētie dzinēji ir rindas sešcilindru, kas vienmēr bijuši BMW jājamzirdziņš, taču tie nav piemēroti nelieliem un pat vidējiem plaši pieejamiem auto, jo ir relatīvi lieli, dārgi un tos ir daudz sarežģītāk iekļaut kompaktā hibrīdiekārtā," stāsta RTU pasniedzējs.
Viņš norāda, ka trīscilindru motoru priekšrocības visspēcīgāk izpaužas hibrīda spēka agregātos. Griezes moments, ko nodrošina elektriskais motors, uzsākot kustību vai spēcīga paātrinājuma laikā, samazina slodzi uz iekšdedzes dzinēju un tādējādi pagarina tā kalpošanas laiku.
"Tas ir tikai likumsakarīgi, ka trīscilindru dzinēji vispirms parādījās mazajos, vieglajos pilsētas auto, kam nav nepieciešama liela jauda. Un, protams, trīscilindru dzinēja izmantošana ir ļoti daudzsološa hibrīda modeļos," komentē Irbītis.
Speciālists piebilst, ka, vērtējot motora uzticamību, jāņem vērā arī fakts, ka paredzamais kalpošanas laiks vai nobraukums tagad ir mazāks nekā agrākajiem dzinējiem. Kompleksa konstrukcija ar sarežģītu atgāzu apstrādes aprīkojumu nav pielāgota tam, lai kalpotu 500 000 kilometru, un tagad visbiežāk var rēķināties ar 200-300 000 km resursu.
