Silniki trzycylindrowe — zanim to było modne

Kilkanaście lat temu, kiedy to jeszcze motoryzacją niezbyt mocno się interesowałem, zauważyłem na parkingu Opla Corsę B. Niby nic ciekawego, ot, zwykły mały samochód osobowy. Jednak zaciekawiło mnie oznaczenie widoczne na klapie bagażnika — literki widoczne na klapie układały się w termin 12v. Zainteresowało mnie to — kojarzyłem termin 16v jako nazwę dla silników z czterema zaworami na cylinder, jednak terminu 12v nie kojarzyłem. Doszedłem do wniosku, że widoczny przeze mnie samochód albo ma trzy zawory na cylinder, albo ma silnik trzycylindrowy z czterema zaworami na cylinder. Muszę przyznać, iż wtedy pojęcie trzycylindrowego silnika samochodowego, wydawało mi się czymś dziwnym. Miałem w głowie informację, że taki typowy silnik w aucie ma cztery cylindry.

Mój dzisiejszy artykuł jest właśnie o trzycylindrowych motorach w pojazdach. Przy czym skupiam się na czasach kiedy to tego typu jednostki nie były powszechnie spotykanym rozwiązaniem. Czyli w dużej mierze na technice motoryzacyjnej sprzed XXI wieku.

Autor: SMKA

Dwusuwowa prehistoria

Układ trzycylindrowej jednostki rzędowej, popularny był w samochodowych benzynowych z silnikami dwusuwowymi. Dwusuwowy benzynowy trzycylindrowy motor rzędowy występował między innymi w niemieckich pojazdach marki DKW. Tego typu silnik to również szwedzkie auta marki SAAB (SAAB 96, SAAB 93) oraz niektóre pojazdy z demoludów (enerdowski Wartburg, późne Syreny). Jak wspomniałem, wśród samochodowych dwusuwów, silnik trzycylindrowy był całkiem popularny. Choć oczywiście należy pamiętać, że wśród wszelkich samochodów osobowych, jedynie niewielka część z nich napędzana była silnikiem dwusuwowym.

Układ trzycylindrowy rzędowy był dobrym pomysłem dla prymitywnego benzynowego silnika dwusuwowego w wydaniu Wartburgowym. Dwusuwowe jednostki trzycylindrowe miały dość spokojny bieg jak na dwusuwa w każdym razie. Warto nadmienić, iż zgodnie z książką „Silniki dwusuwowe pojazdów”, zbudowanie dwusuwowego motoru benzynowego o większej liczbie cylindrów niż trzy, byłoby problematyczne. Cytat z książki:

Liczba cylindrów jest jednak ograniczona względami konstrukcyjnymi. Jak wiemy, łożyska główne i korbowe silników dwusuwowych są łożyskami tocznymi o większej średnicy zewnętrznej niż łożyska ślizgowe czterosuwów. Dopuszczalna wartość zewnętrznej średnicy łożysk tocznych nakazuje ograniczenie ich średnicy wewnętrznej, a więc i średnicy czopów wału. Te niezbyt duże wymiary czopów w połączeniu ze złożoną budową wału korbowego, wykonanego z wielu oddzielnych części połączonych (w sposób rozbieralny) w całość sprawiają, że wały silników dwusuwowych są niezbyt sztywne, a więc skłonne do drgań. W silnikach rzędowych, drgania te praktycznie uniemożliwiają stosowanie więcej niż trzech cylindrów. Silniki trzycylindrowe o największej dopuszczalnej pojemności skokowej są więc podstawowym źródłem napędu samochodów wyposażonych w silniki dwusuwowe.

Ważna uwaga — to, co napisano powyżej tyczy się dwusuwowych silników benzynowych o prostej konstrukcji, gdzie skrzynia korbowa pełni rolę pompy ładującej. Dwusuwowe silniki diesla to zupełnie inna bajka. Przy czym dwusuwowe diesle pomijam, ponieważ zasadniczo nie stosowano ich do napędu samochodów osobowych.

Pewna ciekawostka — cytowana książka „Silniki dwusuwowe pojazdów”, napisana została przez Tadeusza Rychtera. Tadeusz Rychter to syn Witolda Rychtera, słynnego przedwojennego polskiego automobilisty.

Cytat sprzed lat

Poniżej zamieszczam cytat z książki zatytułowanej „Silniki samochodowe”. Książkę wydano w latach 60., a jej autorzy to Maciej Bernhardt, Stanisław Dobrzyński oraz Edward Loth. Poniższy cytat dowodzi, że w latach 60. trzycylindrowe silniki czterosuwowe były raczej rzadko spotykanym zjawiskiem. Autorom książki układ trzycylindrowy kojarzył się jedynie z dwusuwami:

Silniki trzycylindrowe są wykonywane jako dwusuwowe o zapłonie iskrowym, w układzie rzędowym do napędu samochodów osobowych i ich pochodnych o pojemności skokowej do 1 litra. Jedynym wyjątkiem jest dwusuwowy silnik o zapłonie samoczynnym o poziomych cylindrach i tłokach przeciwbieżnych angielskiej firmy COMMER, służący do napędu samochodów ciężarowych.

Czterosuwowe silniki trzycylindrowe z XX wieku

Przejdźmy jednak do gwoździa programu, czyli do czterosuwowych silników trzycylindrowych stosowanych do napędu samochodów osobowych. Jak wspominałem, kilkanaście lat temu zdziwiłem się, iż istnieje taki twór jak trzycylindrowy silnik. Tak mocno miałem zakodowane w głowie, że auta mają zasadniczo jednostki czterocylindrowe pod maską.

Jakie są zalety czterosuwowego trzycylindrowego silnika rzędowego, względem czterocylindrowego odpowiednika? Wedle mojej wiedzy prostsza konstrukcja i niższe zużycie paliwa. Jeśli idzie o wady, kultura pracy silnika trzycylindrowego uchodzi za gorszą od czterocylindrowego. Oczywiście można argumentować, że nieprzesadnie dobra kultura pracy może być do zaakceptowania w tanim samochodzie popularnym. Tym bardziej, iż kiedyś silnik trzycylindrowy spotykany był praktycznie wyłącznie w tanich autach. Pisząc kiedyś, mam na myśli lata 90. XX wieku.

Jeśli idzie o znane polskim samochodziarzom czterosuwowe silniki trzycylindrowe, od razu przychodzą mi na myśl jednostki stosowane w koreańskich autach marki Daewoo. Idzie mi tutaj o samochód Daewoo Tico oraz o jego następcę — Daewoo Matiz. Oba pojazdy mają pod maską trzycylindrowy motor rzędowy z zapłonem iskrowym, czyli silnik benzynowy. Warto nadmienić, iż silnik obu aut ma poniekąd japońską proweniencję. Ten z Matiza to ulepszona jednostka napędowa Tico, natomiast silnik Tico wywodzi się z jednostki japońskiego samochodu Suzuki Alto. Zresztą całe Tico bazuje na Suzuki Alto generacji trzeciej.

Daewoo Tico oraz Daewoo Matiz

Silnik napędzający Daewoo Tico ma chłodzenie cieczą i jest wolnossący. Osiąga moc maksymalną (41 KM) przy 5500 obr./min. Maksymalny moment obrotowy to 59 Nm przy 3500 obr./min. Pojemność skokowa wynosi 796 centymetrów sześciennych, czyli około 0,8 litra. Mamy dwa zawory na cylinder i układ rozrządu z jednym wałkiem na głowicy (SOHC). Za zasilanie w paliwo odpowiada gaźnik. Silnik jest podkwadratowy, czyli średnica cylindra jest mniejsza od skoku tłoka (odpowiednio 68,5 mm oraz 72 mm).

Prawie wszystko, co napisałem powyżej, pasuje również do silnika samochodu Daewoo Matiz. Tyle że w Matizie zastosowano elektroniczny wielopunktowy wtrysk paliwa zamiast gaźnika. Poprawie uległy również osiągi. Tym razem mamy 51 KM (5900 obr./min.) oraz 69 Nm (4600 obr./min.). Miałem do czynienia Matizem i uważam, że jednostka napędowa to jasny punkt tego pojazdu. Innymi słowy, Matiz może idealny nie jest, ale uważam, iż Matizowy silnik jest bez wątpienia udany.

Opel Corsa B

Czas na samochód, od którego zaczął się dzisiejszy tekst, czyli Opel Corsa B — niewielkie auto z lat 90. Od 1997 roku montowano w Corsie między innymi trzycylindrowy benzynowy silnik rzędowy X10XE. Jest to wolnossąca jednostka napędowa chłodzona cieczą. Zastosowany został układ rozrządu DOHC, czyli z dwoma wałkami na głowicy. Mamy cztery zawory na cylinder. Pojemność skokowa silnika wynosi 973 centymetry sześcienne. Silnik jest podkwadratowy, czyli średnica cylindra jest mniejsza od skoku tłoka (odpowiednio 72,5 mm oraz 78,6 mm). Moc maksymalna wynosi 55 KM przy 5600 obr./min. Maksymalny moment obrotowy – 82 Nm przy 2800 obr./min.

Inwazja trzycylindrowców

Jeszcze w latach 90. trzycylindrowy silnik samochodowy to nie było specjalnie popularne rozwiązanie. XXI wiek przyniósł jednak zmianę pod postacią rosnącej popularności trzycylindrowców. Czemu w XXI wieku wielu producentów wprowadziło na rynek samochody z motorem trzycylindrowym pod maską? Otóż mniejsze zużycie paliwa takiej trzycylindrowej jednostki (względem silnika z czterema cylindrami) jest w czasach współczesnych istotną zaletą. Mam na myśli nie tylko to, że klienci wolą płacić za paliwo mało, a nie dużo. Mam na myśli również to, iż niższe zużycie paliwa oznacza zasadniczo niższą emisję dwutlenku węgla. Obecnie w czasach kiedy to istnieje nacisk polityczny na redukcję emisji dwutlenku węgla, w interesie producentów samochodów jest to, aby ich pojazdy emitowały niewiele owego gazu cieplarnianego.

Ciekawostka sprzed lat

W 2010 roku Zbigniew Łomnik, dziennikarz motoryzacyjny specjalizujący się w youngtimerach i innych gratach, zamieścił na swoim blogu quiz pt. „Jak bardzo „złomnik” jest Twoje auto?” Innymi słowy, im więcej punktów dostałeś, rozwiązując quiz, tym bardziej zabytkowo-graciarski był twój samochód. Jednocześnie autor przyznawał w quizie 5 punktów za trzycylindrowy rzędowy silnik benzynowy, stanowiący źródło napędu pojazdu. W roku 2010 rzędowy trzycylindrowy motor uchodził w oczach autora za rozwiązanie nietypowe. Charakterystyczne dla gratów, a nie za zwykłe rozwiązanie ze współczesnego samochodu. Pewnie dzisiaj twórca miałby inne podejście do tego typu układu.

Aczkolwiek już w owym quizie sprzed lat, autor dawał punkty ujemne (-10 punktów), jeśli samochód miał pod maską trzycylindrowego rzędowego diesla. Czyli w 2010 roku twórca quizu uważał trzycylindrowy silnik wysokoprężny za rozwiązanie zwyczajne, a nie za rozwiązanie typu dziwny wynalazek sprzed lat.