VC-T ძრავა. სურათი: Nissan
იაპონურმა ავტომწარმოებელმა Nissan Motor– მა წარმოადგინა ახალი ტიპის ბენზინის შიდა წვის ძრავა, რომელიც გარკვეულწილად აღემატება თანამედროვე დიზელის ძრავებს.
ახალი ცვლადი შეკუმშვის ტურბო (VC-T) ძრავას შეუძლია შეცვალოს შეკუმშვის კოეფიციენტიაირისებრი აალებადი ნარევი, ანუ პისტონების დარტყმის შესაცვლელად ICE ცილინდრები... ეს პარამეტრი ჩვეულებრივ ფიქსირდება. როგორც ჩანს, VC-T იქნება მსოფლიოში პირველი ICE ცვალებადი შეკუმშვის კოეფიციენტით.
შეკუმშვის კოეფიციენტი არის შიდა წვის ძრავის ცილინდრის ზემოდან დგუშის სივრცის მოცულობის თანაფარდობა დგუშის პოზიციაში ქვედა მკვდარ ცენტრში (ცილინდრის სრული მოცულობა) და ზემოთ დგუშის სივრცის მოცულობას ცილინდრი დგუშის პოზიციაში ზედა მკვდარ ცენტრში, ანუ წვის პალატის მოცულობამდე.
შეკუმშვის კოეფიციენტის გაზრდა ზოგადი შემთხვევაზრდის მის სიმძლავრეს და ზრდის ძრავის ეფექტურობას, ანუ ის ხელს უწყობს საწვავის მოხმარების შემცირებას.
ჩვეულებრივი ბენზინის ძრავებს, როგორც წესი, აქვთ შეკუმშვის კოეფიციენტი 8: 1 -დან 10: 1 -მდე და სპორტული მანქანებიდა სარბოლო მანქანები შეიძლება იყოს 12: 1 -მდე ან მეტი. შეკუმშვის კოეფიციენტის მატებასთან ერთად, ძრავას სჭირდება საწვავი უფრო მაღალი ოქტანის ნომრით.
VC-T ძრავა. სურათი: Nissan
ილუსტრაცია გვიჩვენებს განსხვავებას დგუშის მოედანზე სხვადასხვა შეკუმშვის კოეფიციენტებში: 14: 1 (მარცხნივ) და 8: 1 (მარჯვნივ). კერძოდ, ნაჩვენებია შეკუმშვის კოეფიციენტის 14: 1 -დან 8: 1 -მდე შეცვლის მექანიზმი. ეს ხდება ასე.
- თუ აუცილებელია შეკუმშვის კოეფიციენტის შეცვლა, მოდული გააქტიურებულია ჰარმონიული დისკიდა გადააქვს ამძრავის ბერკეტი.
- გამაქტიურებელი ბერკეტი ატრიალებს ამძრავის ლილვს ( საკონტროლო ლილვიდიაგრამაზე).
- როდესაც წამყვანი ლილვი ბრუნავს, ის ცვლის მრავალ ბმულიანი შეჩერების კუთხეს ( მრავალ ბმულიდიაგრამაზე)
- მრავალ ბმულიანი შეჩერება განსაზღვრავს სიმაღლეს, რომლის გაზრდაც თითოეულ დგუშს შეუძლია თავის ცილინდრში. ამრიგად, შეკუმშვის კოეფიციენტი იცვლება. დგუშის ქვედა მკვდარი ცენტრი, როგორც ჩანს, იგივე რჩება.
შიდა წვის ძრავაში შეკუმშვის კოეფიციენტის შეცვლა, გარკვეულწილად, შეიძლება შევადაროთ ცვალებადი ტალღის პროპელერებში თავდასხმის კუთხის შეცვლას - კონცეფცია, რომელიც გამოიყენება პროპელერებსა და პროპელერებში მრავალი ათწლეულის განმავლობაში. პროპელერის ცვლადი სიმაღლე საშუალებას გაძლევთ შეინარჩუნოთ პროპელერის ეფექტურობა ოპტიმალურთან ახლოს, მიუხედავად ნაკადში გადამზიდავის სიჩქარისა.
შიდა წვის ძრავის შეკუმშვის კოეფიციენტის შეცვლის ტექნოლოგია შესაძლებელს ხდის ძრავის სიმძლავრის შენარჩუნებას ძრავის ეფექტურობის მკაცრი სტანდარტების დაცვით. ეს არის ალბათ ყველაზე მეტად რეალური გზაშეესაბამება ამ სტანდარტებს. ”ახლა ყველა მუშაობს ცვლადი შეკუმშვის კოეფიციენტებზე და სხვა ტექნოლოგიებზე, რათა მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს ბენზინის ძრავების ეფექტურობა,” - ამბობს ჯეიმს ჩაო, აზია წყნარი ოკეანის მმართველი დირექტორი და IHS კონსულტანტი. ”სულ მცირე ბოლო ოცი წლის განმავლობაში.” ... აღსანიშნავია, რომ 2000 წ სააბაჩვენა Saab Variable Compression (SVC) ძრავის პროტოტიპი Saab 9-5– ისთვის, რისთვისაც მან არაერთი ჯილდო მოიპოვა ტექნიკურ გამოფენებზე. შემდეგ შვედური კომპანია შეიძინა კონცერნმა Ჯენერალ მოტორსიდა შეწყვიტა მუშაობა პროტოტიპზე.
Saab ცვლადი შეკუმშვის (SVC) ძრავა. ფოტო: Reedhawk
VC-T ძრავას ჰპირდება ბაზარზე გამოტანა 2017 წელს Infiniti QX50– ით. ოფიციალური პრეზენტაცია დაგეგმილია 29 სექტემბერს პარიზის საავტომობილო შოუზე. ეს ორი ლიტრი ოთხცილინდრიანი ძრავაექნება დაახლოებით იგივე სიმძლავრე და ბრუნვის მომენტი, როგორც 3.5-ლიტრიანი V6, რომელიც დაიკავებს მის ადგილს, მაგრამ უზრუნველყოფს 27% -იან საწვავის ეკონომიას მასთან შედარებით.
Nissan– ის ინჟინრები ასევე ამბობენ, რომ VC-T იქნება უფრო იაფი ვიდრე დღევანდელ მოწინავე ტურბო ძრავზე მომუშავე დიზელის ძრავები და სრულად შეესაბამება NOx– ის და გამონაბოლქვის სხვა რეგულაციებს. გამონაბოლქვი აირები- ასეთი წესები ვრცელდება ევროკავშირსა და ზოგიერთ სხვა ქვეყანაში.
Infiniti– ს შემდეგ, იგეგმება სხვების აღჭურვა ახალი ძრავებით ნისანის მანქანებიდა შესაძლოა პარტნიორი კომპანია რენო. 
VC-T ძრავა. სურათი: Nissan
შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ რთული ICE დიზაინითავიდან ძნელად საიმედო იქნება. ლოგიკურია დაელოდოთ რამდენიმე წელი სანამ ყიდულობთ მანქანას VC-T ძრავით, თუ არ გსურთ ექსპერიმენტული ტექნოლოგიის ტესტირებაში მონაწილეობის მიღება.
VC-T ძრავა. სურათი: Nissan
იაპონურმა ავტომწარმოებელმა Nissan Motor– მა წარმოადგინა ახალი ტიპის ბენზინის შიდა წვის ძრავა, რომელიც გარკვეულწილად აღემატება თანამედროვე დიზელის ძრავებს.
ახალი ცვლადი შეკუმშვის ტურბო (VC-T) ძრავას შეუძლია შეცვალოს შეკუმშვის კოეფიციენტიაირისებრი აალებადი ნარევი, ანუ დგუშების დარტყმის შეცვლა შიდა წვის ძრავის ცილინდრებში. ეს პარამეტრი ჩვეულებრივ ფიქსირდება. როგორც ჩანს, VC-T იქნება მსოფლიოში პირველი ICE ცვალებადი შეკუმშვის კოეფიციენტით.
შეკუმშვის კოეფიციენტი არის შიდა წვის ძრავის ცილინდრის ზემოდან დგუშის სივრცის მოცულობის თანაფარდობა დგუშის პოზიციაში ქვედა მკვდარ ცენტრში (ცილინდრის სრული მოცულობა) და ზემოთ დგუშის სივრცის მოცულობას ცილინდრი დგუშის პოზიციაში ზედა მკვდარ ცენტრში, ანუ წვის პალატის მოცულობამდე.
შეკუმშვის კოეფიციენტის ზრდა ზოგადად ზრდის მის სიმძლავრეს და ზრდის ძრავის ეფექტურობას, ანუ ეს ხელს უწყობს საწვავის მოხმარების შემცირებას.
ჩვეულებრივი ბენზინის ძრავებს, როგორც წესი, აქვთ შეკუმშვის კოეფიციენტები 8: 1 -დან 10: 1 -მდე, ხოლო სპორტულ მანქანებსა და სარბოლო მანქანებში ის შეიძლება იყოს 12: 1 ან მეტი. შეკუმშვის კოეფიციენტის მატებასთან ერთად, ძრავას სჭირდება საწვავი უფრო მაღალი ოქტანის ნომრით.
VC-T ძრავა. სურათი: Nissan
ილუსტრაცია გვიჩვენებს განსხვავებას დგუშის მოედანზე სხვადასხვა შეკუმშვის კოეფიციენტებში: 14: 1 (მარცხნივ) და 8: 1 (მარჯვნივ). კერძოდ, ნაჩვენებია შეკუმშვის კოეფიციენტის 14: 1 -დან 8: 1 -მდე შეცვლის მექანიზმი. ეს ხდება ასე.
- თუ აუცილებელია შეკუმშვის კოეფიციენტის შეცვლა, მოდული გააქტიურებულია ჰარმონიული დისკიდა გადააქვს ამძრავის ბერკეტი.
- გამაქტიურებელი ბერკეტი ატრიალებს ამძრავის ლილვს ( საკონტროლო ლილვიდიაგრამაზე).
- როდესაც წამყვანი ლილვი ბრუნავს, ის ცვლის მრავალ ბმულიანი შეჩერების კუთხეს ( მრავალ ბმულიდიაგრამაზე)
- მრავალ ბმულიანი შეჩერება განსაზღვრავს სიმაღლეს, რომლის გაზრდაც თითოეულ დგუშს შეუძლია თავის ცილინდრში. ამრიგად, შეკუმშვის კოეფიციენტი იცვლება. დგუშის ქვედა მკვდარი ცენტრი, როგორც ჩანს, იგივე რჩება.
შიდა წვის ძრავაში შეკუმშვის კოეფიციენტის შეცვლა, გარკვეულწილად, შეიძლება შევადაროთ ცვალებადი ტალღის პროპელერებში თავდასხმის კუთხის შეცვლას - კონცეფცია, რომელიც გამოიყენება პროპელერებსა და პროპელერებში მრავალი ათწლეულის განმავლობაში. პროპელერის ცვლადი სიმაღლე საშუალებას გაძლევთ შეინარჩუნოთ პროპელერის ეფექტურობა ოპტიმალურთან ახლოს, მიუხედავად ნაკადში გადამზიდავის სიჩქარისა.
შიდა წვის ძრავის შეკუმშვის კოეფიციენტის შეცვლის ტექნოლოგია შესაძლებელს ხდის ძრავის სიმძლავრის შენარჩუნებას ძრავის ეფექტურობის მკაცრი სტანდარტების დაცვით. ეს არის ალბათ ყველაზე რეალისტური გზა ამ სტანდარტების დაცვით. "ახლა ყველა მუშაობს ცვლადი შეკუმშვის კოეფიციენტებზე და სხვა ტექნოლოგიებზე ბენზინის ძრავების ეფექტურობის მკვეთრად გასაუმჯობესებლად", - ამბობს ჯეიმს ჩაო, აზია წყნარი ოკეანის მმართველი დირექტორი და IHS კონსულტანტი. "სულ მცირე ბოლო ოცი წლის განმავლობაში." ... აღსანიშნავია, რომ 2000 წელს Saab– მა აჩვენა Saab Variable Compression (SVC) ძრავის პროტოტიპი Saab 9-5– ისთვის, რისთვისაც მან არაერთი ჯილდო მოიპოვა ტექნიკურ გამოფენებზე. შემდეგ შვედური კომპანია შეიძინა General Motors– მა და შეწყვიტა მუშაობა პროტოტიპზე.
Saab ცვლადი შეკუმშვის (SVC) ძრავა. ფოტო: Reedhawk
VC-T ძრავას ბაზარზე შემოტანა ჰპირდება 2017 წელს Infiniti QX50– ით. ოფიციალური პრეზენტაცია დაგეგმილია 29 სექტემბერს პარიზის საავტომობილო შოუზე. ეს 2.0 ლიტრიანი ოთხცილინდრიანი ექნება დაახლოებით იგივე ცხენის ძალა და ბრუნვის მომენტი, როგორც 3.5 ლიტრიანი V6, რომელიც ჩაანაცვლებს, მაგრამ გამოიმუშავებს 27% -ით მეტ საწვავს.
ნისანის ინჟინრები ასევე ამბობენ, რომ VC -T იქნება უფრო იაფი ვიდრე დღევანდელი მოწინავე ტურბოძრავიანი დიზელის ძრავები და სრულად შეესაბამება აზოტის ოქსიდისა და გამონაბოლქვის სხვა გამონაბოლქვებზე მოქმედ რეგულაციებს - ასეთი რეგულაციები გამოიყენება ევროკავშირსა და ზოგიერთ სხვა ქვეყანაში.
Infiniti– ს შემდეგ, იგეგმება Nissan– ის და, შესაძლოა, პარტნიორი კომპანია Renault– ს სხვა მანქანების აღჭურვა ახალი ძრავებით.
VC-T ძრავა. სურათი: Nissan
შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ შიდა წვის ძრავის რთული დიზაინი თავდაპირველად ნაკლებად სავარაუდოა იყოს საიმედო. ლოგიკურია დაელოდოთ რამდენიმე წელი სანამ ყიდულობთ მანქანას VC-T ძრავით, თუ არ გსურთ ექსპერიმენტული ტექნოლოგიის ტესტირებაში მონაწილეობის მიღება.
"ცვალებადი შეკუმშვის კოეფიციენტი" არის ტექნოლოგია, რომელიც უზრუნველყოფს ბენზინის ძრავის მომავალს კიდევ 30-50 წლის განმავლობაში და მახასიათებლების მხრივ საშუალებას მისცემს მას მნიშვნელოვნად გაუსწროს დიზელის ძრავებს. როდის გამოჩნდება ეს ერთეულები და რამდენად უკეთესია ისინი ვიდრე არსებულები?
პირველად ძრავა ცვალებადი შეკუმშვის კოეფიციენტით ანათებდა ჟენევის საავტომობილო შოუზე 2000 წელს (იხ.). შემდეგ ის შემოიღო სააბმა. ყველაზე მაღალტექნოლოგიური იმ დროს Saab ძრავაცვლადი შეკუმშვის (SVC) ხუთი ცილინდრიანი ძრავა იყო 1.6 ლიტრი, მაგრამ განავითარა წარმოუდგენელი სიმძლავრე 225 ცხენის ძალა ასეთი გადაადგილებისთვის. თან. და ბრუნვის მომენტი 305 ნმ. სხვა მახასიათებლები ასევე შესანიშნავი იყო - საშუალო დატვირთვაზე საწვავის მოხმარება შემცირდა 30%-ით, ხოლო CO2- ის ემისია იგივე რაოდენობით. რაც შეეხება CO, CH, NOx და ა.შ., შემქმნელთა აზრით, ისინი შეესაბამება ყველა არსებულ და დაგეგმილ უახლოეს მომავალში ტოქსიკურობის სტანდარტებს. გარდა ამისა, ცვალებადი შეკუმშვის კოეფიციენტი შესაძლებელს ხდიდა ამ ძრავას იმუშაოს სხვადასხვა ბრენდის ბენზინზე - A -76- დან A -98- მდე - პრაქტიკულად არ გაუარესდება შესრულება და აფეთქების გარეშე. რამდენიმე თვის შემდეგ, მსგავსი ელექტროსადგური წარმოადგინა FEV Motorentechnik– მა. ეს იყო 1.8 ლიტრიანი Audi A6 ძრავა, რომელმაც შეამცირა საწვავის მოხმარება 27%-ით.
თუმცა, დიზაინის სირთულის გამო, ეს ძრავები იმ დროს სერიაში არ შედიოდა, არამედ კოეფიციენტის გაზრდის მიზნით სასარგებლო მოქმედება(ეფექტურობა) შიდა წვის ძრავა გაუმჯობესდა პირდაპირი საწვავის ინექციის დანერგვით, ცვლადი გეომეტრიაშესასვლელი ტრაქტი, ინტელექტუალური ტურბო შემავსებლები და ა. აქტიური მუშაობაჰიბრიდის შექმნის შესახებ ელექტროსადგურები, ელექტრო მანქანები, წყალბადის საწვავის უჯრედების განვითარება და წყალბადის შენახვის ახალი გზები. მიუხედავად ამისა, ცვლადი შეკუმშვის კოეფიციენტის მქონე ძრავებში თანდაყოლილი პოტენციალი ბევრ ინჟინერს ასვენებდა. შედეგად, მრავალი მექანიზმი გაჩნდა ამ იდეის "ლითონში" განსახორციელებლად.
მის განხორციელებასთან ყველაზე ახლოს არის ფრანგული MCE-5 ძრავის პროექტი, რომელიც დაიწყო 1997 წელს. კონცეფციას, რომელიც მაშინ დაიბადა, ბევრი ნაკლი ჰქონდა, რომელიც თითქმის ათი წლის განმავლობაში უნდა აღმოიფხვრა. Ამ წელს ამ ძრავასწარმოდგენილია "ლითონში", ისევე როგორც Saab 2000 წელს ჟენევის მოტორ შოუზე.
ოთხცილინდრიანი აქვს 1.5 ლიტრი მოცულობა და აწვდის მაქსიმალურ სიმძლავრეს 160 კვტ (218 ცხ.) და ბრუნვის მომენტს 300 ნმ. გარდა ცვალებადი შეკუმშვის კოეფიციენტისა, ძრავა აღჭურვილია პირდაპირი ინექციით, ცვლადი სარქვლის დროის სისტემით და ჯდება ყველა პერსპექტიულ გარემოსდაცვით სტანდარტში.
როგორ იცვლება შეკუმშვის კოეფიციენტი
MCE-5– ს აქვს შეკუმშვის კოეფიციენტის კონტროლის დიაპაზონი 7-18 (7: 1-18: 1). უფრო მეტიც, შეკუმშვის კოეფიციენტის კონტროლი და ცვლილება ხდება ინდივიდუალურად თითოეულ ცილინდრში.
ეს მექანიზმი საკმაოდ რთულია. ძირითადი ნაწილი არის ორმაგი ცალმხრივი გადაცემათა კოლოფი, შუა ნაწილში ამწე მექანიზმის (KShM) შემცირებულ დამაკავშირებელ ღეროზე. თავის მხრივ, სექტორის მექანიზმი, ერთი მხრივ, ეწევა დგუშის დამაკავშირებელ ჯოხს, ხოლო მეორეს მხრივ, წვის პალატის მოცულობის შეცვლის მექანიზმის დამაკავშირებელ ღეროს. ამ დიზაინის მუშაობის პრინციპი ძალიან მარტივია - დამაკავშირებელი ღეროს სექტორული მექანიზმი ერთგვარი როკერია. და თუ ეს როკერის მკლავი გადახრილია ერთ ან მეორე მხარეს, ზედა დგუშის პოზიცია შეიცვლება. მკვდარი ცენტრი(TDC) და, შესაბამისად, წვის პალატის მოცულობა. და რადგან დგუშის დარტყმის სიდიდე მუდმივია, შეკუმშვის კოეფიციენტი იცვლება (ცილინდრების მოცულობის შეფარდება წვის პალატის მოცულობასთან). ჰიდრომექანიკური სტრუქტურა, რომელსაც ელექტრონიკა აკონტროლებს, პასუხისმგებელია როკერის მკლავის დახრილობაზე. იგი ასევე შედგება დგუშისგან, რომელსაც აქვს დამაკავშირებელი ჯოხი, რომლის ქვედა ბოლო მეორე მხარეს იჭერს როკერის მკლავს (სექტორის მექანიზმს). ამ დგუშის ზემოთ და ქვემოთ მოცულობა უკავშირდება შეზეთვის სისტემას, ხოლო თავად დგუში, რომელსაც ზეთს ეძახიან, არის სპეციალური სარქველი, რომელიც საშუალებას აძლევს ზეთს ზემოდან ქვემოდან გაიაროს. ის კონტროლდება ექსცენტრული შახტით, რომლის დახმარებითაც მატლის მექანიზმიმართავს Valvetronic სისტემის (BMW) ელექტროძრავას. შეკუმშვის კოეფიციენტის 7 -დან 18 -მდე შესაცვლელად 100 მილიწამზე ნაკლებია საჭირო.
წვის პალატის მოცულობა მორგებულია გამტარუნარიანობის შეცვლის პრინციპის შესაბამისად ნავთობის სარქველები... როდესაც ისინი გაიხსნება, ნავთობის დგუში იზრდება და წვის პალატა იზრდება.
რესურსი - საიმედოობა
სტრუქტურულად, ახალი ძრავა უფრო რთული გახდა. ალბათობის თეორიის თანახმად, მისი საიმედოობა უნდა შემცირდეს, მაგრამ შემქმნელები ამას უარყოფენ. ისინი ირწმუნებიან, რომ ძრავის დასრულებას ძალიან დიდი დრო დასჭირდა და ყველაფერი კარგად იყო გათვლილი და შემოწმებული. ამ ერთეულის რესურსი გაიზრდება, ვინაიდან გვერდითი და დარტყმის დატვირთვები, რომლებიც ხდება კლასიკური შიდა წვის ძრავში დამაკავშირებელი ღეროს გამო, რომლის ღერძი მდებარეობს დგუშის ღერძის კუთხეზე (გარდა TDC და BDC) , აღარ იმოქმედებს დგუშზე. ახალ ძრავში, დგუშის ძალა და დამაკავშირებელი ღერო მკაცრად "მიბმული" მასზე გადადის მხოლოდ ვერტიკალურ სიბრტყეში, შესაბამისად, ცილინდრის კედლებზე ზეწოლა მცირეა, ამიტომ ამ ნაწილების გახეხვის ზედაპირები გაცილებით ნაკლებად იცვლება რა ძრავის ასეთი დიზაინის მახასიათებლებმა ასევე უზრუნველყო მისი მუშაობის ხმაურის დონის შემცირება. და გარდა ამისა, დგუშის ჯგუფმა დაიწყო მუშაობა უფრო მშვიდად და ხახუნის ენერგიის დანაკარგები შემცირდა - ეს არის კიდევ ერთი პლუს რამდენიმე პროცენტი ძრავის ეფექტურობის სასარგებლოდ.
წვის პალატის მოცულობის შეცვლის სხვა გზები:
 |
||
 |
||
პირველი გამოცხადებული ძრავის მუშაობის მახასიათებელი ცვლადი შეკუმშვის კოეფიციენტით არის თავი 1 და ბლოკის ზედა ნაწილი 2 ცილინდრები იყო მოძრავი და სპეციალური ამწეის გამოყენებით 3 გადავიდა მაღლა და ქვევით ამწეკთან შედარებით 4 ფიქსირებული ღერძით და ცილინდრის ბლოკის ბოლოში.
|
|
იური დაციკი
ფოტო MCE
თუ თქვენ აღმოაჩენთ შეცდომას, გთხოვთ აირჩიოთ ტექსტის ნაწილი და დააჭირეთ Ctrl + Enter.
როგორც ერთი შეხედვით ჩანს, თანამედროვე ძრავაშიდა წვა მიაღწია თავისი ევოლუციის უმაღლეს საფეხურს. ჩართული ამ მომენტსსხვადასხვა მასობრივი წარმოებაა და, როგორც ჩანს, დამატებით განახორციელეს შესაძლებლობა.
სიაში ყველაზე მნიშვნელოვანი მოვლენებისათვის ბოლო წლებიშეიძლება განვასხვავოთ: მაღალი სიზუსტის ინექციის სისტემების დანერგვა რთული ელექტრონიკის კონტროლის ქვეშ, მოპოვება მაღალი სიმძლავრეტურბო დატენვის სისტემების გამო გადაადგილების გაზრდის გარეშე, გაზრდა, გამოყენება და ა.
შედეგი არის შესამჩნევი გაუმჯობესება შესრულებაში, ასევე გამონაბოლქვის გამონაბოლქვის შემცირება. თუმცა, ეს არ არის ყველაფერი. დიზაინერები და ინჟინრები მთელს მსოფლიოში აგრძელებენ არა მხოლოდ აქტიურად გააუმჯობესონ არსებული გადაწყვეტილებები, არამედ ცდილობენ შექმნან სრულიად ახალი დიზაინი.
საკმარისია გავიხსენოთ მშენებლობის, მოწყობილობის მოშორების ან ძრავის შეკუმშვის კოეფიციენტის დინამიურად შეცვლის მცდელობები. დაუყოვნებლივ, ჩვენ აღვნიშნავთ, რომ მიუხედავად იმისა, რომ ზოგიერთი პროექტი ჯერ კიდევ დამუშავების პროცესშია, ზოგი უკვე რეალობად იქცა. მაგალითად, ძრავები ცვლადი შეკუმშვის კოეფიციენტით. მოდით შევხედოთ ასეთი ICE– ების მახასიათებლებს, უპირატესობებსა და უარყოფითი მხარეებს.
წაიკითხეთ ამ სტატიაში
შეკუმშვის კოეფიციენტის შეცვლა: რატომ გჭირდებათ ეს
ბევრი გამოცდილი მძღოლი იცნობს კონცეფციებს, როგორიცაა ოქტანი ბენზინისა და დიზელის ძრავებისთვის. ნაკლებად მცოდნე მკითხველებისთვის, გაიხსენეთ, რომ შეკუმშვის კოეფიციენტი არის დგუშის ზემოთ მოცულობის თანაფარდობა, რომელიც მცირდება BDC- ზე (ქვედა მკვდარი ცენტრი) იმ მოცულობასთან, როდესაც დგუში ამოდის TDC- ზე (ზედა მკვდარი ცენტრი).
ბენზინის ერთეულებს აქვთ საშუალოდ 8-14, დიზელები 18-23. შეკუმშვის კოეფიციენტი არის ფიქსირებული მნიშვნელობა და სტრუქტურულად არის განსაზღვრული კონკრეტული ძრავის განვითარების დროს. ასევე, კონკრეტულ ძრავში ბენზინის ოქტანური რაოდენობის გამოყენების მოთხოვნები დამოკიდებული იქნება შეკუმშვის კოეფიციენტზე. პარალელურად, ეს გათვალისწინებულია, ან ზედმეტი დატენვით.
თუ ჩვენ ვსაუბრობთ შეკუმშვის თანაფარდობაზე, სინამდვილეში, ეს არის მაჩვენებელი, რომელიც განსაზღვრავს რამდენად შეკუმშული იქნება ძრავის ცილინდრებში საწვავი-ჰაერის ნარევი. მარტივად რომ ვთქვათ, კარგად შეკუმშული ნარევი უკეთესად ანთებს და უფრო სრულად იწვის. გამოდის, რომ შეკუმშვის კოეფიციენტის გაზრდა საშუალებას გაძლევთ მიაღწიოთ ძრავის ზრდას, მიიღოთ გაუმჯობესებული დაბრუნება ძრავიდან, შეამციროთ საწვავის მოხმარება და ა.
თუმცა, არსებობს ნიუანსებიც. უპირველეს ყოვლისა, ეს. ისევ და ისევ, თუ დეტალებში არ ჩახვალთ, ჩვეულებრივ ცილინდრებში საწვავის და ჰაერის მუხტი უბრალოდ უნდა დაიწვას და არა აფეთქდეს. უფრო მეტიც, ნარევის ანთება უნდა დაიწყოს და დასრულდეს მკაცრად განსაზღვრულ დროს.
ამ შემთხვევაში, საწვავს აქვს ეგრეთ წოდებული "დარტყმის წინააღმდეგობა", ანუ აფეთქების წინააღმდეგობის გაწევის უნარი. თუ შეკუმშვის კოეფიციენტი მნიშვნელოვნად გაიზარდა, მაშინ საწვავი შეიძლება დაიწყოს ძრავაში აფეთქება შიდა წვის ძრავის გარკვეულ სამუშაო პირობებში.
შედეგი არის ცილინდრებში უკონტროლო ფეთქებადი წვის პროცესი, ძრავის ნაწილების სწრაფი განადგურება დარტყმის ტალღით, ტემპერატურის მნიშვნელოვანი ზრდა წვის პალატაში და ა. როგორც ხედავთ, შეუძლებელია ამ მიზეზების გამო მუდმივი მაღალი შეკუმშვის კოეფიციენტის გაკეთება. ამ შემთხვევაში, ერთადერთი გამოსავალი ამ სიტუაციაში არის უნარი შეცვალოს ეს მაჩვენებელი ძრავის მუშაობის სხვადასხვა რეჟიმებთან მიმართებაში.
ასეთი "სამუშაო" ძრავა ცოტა ხნის წინ შემოთავაზებულ იქნა პრემიის ინჟინრების მიერ ბრენდი Infiniti(ნისანის ელიტური განყოფილება). ასევე, სხვა ავტომწარმოებლები (SAAB, Peugeot, Volkswagen და ა.შ.) იყვნენ და რჩებიან ჩართულნი მსგავს მოვლენებში. მოდით შევხედოთ ცვლადი შეკუმშვის კოეფიციენტის ძრავას.
ცვლადი შეკუმშვის კოეფიციენტი: როგორ მუშაობს
უპირველეს ყოვლისა, შეკუმშვის კოეფიციენტის შეცვლის არსებული შესაძლებლობა საშუალებას გაძლევთ მნიშვნელოვნად გაზარდოთ ტურბო ძრავების მოქმედება საწვავის მოხმარების შემცირებისას. მოკლედ, დამოკიდებულია მუშაობის რეჟიმზე და იტვირთება ICE საწვავიმუხტი იკუმშება და იწვის ყველაზე ოპტიმალურ პირობებში.
როდესაც ელექტროსადგურზე დატვირთვა მინიმალურია, ცილინდრებს მიეწოდება ეკონომიური "მჭლე" ნარევი (ბევრი ჰაერი და ცოტა საწვავი). შეკუმშვის მაღალი კოეფიციენტი კარგად შეეფერება ასეთ ნარევს. თუ ძრავაზე დატვირთვა იზრდება (მიეწოდება "მდიდარი" ნარევი, რომელშიც უფრო მეტი ბენზინია), მაშინ აფეთქების რისკი ბუნებრივად იზრდება. შესაბამისად, ამის თავიდან ასაცილებლად, შეკუმშვის კოეფიციენტი დინამიურად მცირდება.
ძრავებში, სადაც შეკუმშვის კოეფიციენტი მუდმივია, ცვლილება არის ერთგვარი დაცვა კაკუნისგან. ეს კუთხე გადატანილია "უკან". ბუნებრივია, კუთხის ასეთი ცვლა იწვევს იმ ფაქტს, რომ მიუხედავად იმისა, რომ არ არსებობს აფეთქება, ის ასევე კარგავს ძალას. რაც შეეხება ძრავას ცვლადი შეკუმშვის კოეფიციენტით, არ არის საჭირო VOZ– ის გადატანა, ანუ არ არის ენერგიის დაკარგვა.
რაც შეეხება თავად მიკროსქემის განხორციელებას, ფაქტობრივად, ამოცანა მიდის იქამდე, რომ არის ძრავის სამუშაო მოცულობის ფიზიკური დაქვეითება, მაგრამ ყველა მახასიათებელი (სიმძლავრე, ბრუნვის მომენტი და ა.
დაუყოვნებლივ, ჩვენ აღვნიშნავთ, რომ ასეთი გადაწყვეტილება შემუშავდა სხვადასხვა კომპანიები... Როგორც შედეგი, სხვადასხვა გზებიშეკუმშვის კოეფიციენტის კონტროლი, მაგალითად, წვის პალატის ცვლადი მოცულობა, დამაკავშირებელი წნელები დგუშების ამაღლების შესაძლებლობით და ა.
- ერთ -ერთი ყველაზე ადრეული განვითარება იყო დამატებითი დგუშის შეყვანა წვის პალატაში. მითითებულ დგუშს შეეძლო გადაადგილება მოცულობის შეცვლისას. მთელი დიზაინის მინუსი იყო დამატებითი ნაწილების დაყენების აუცილებლობა. ასევე, დაუყოვნებლივ გამოჩნდა წვის პალატის ფორმის ცვლილებები, საწვავი არათანაბრად და დეფექტურად დაიწვა.
ამ მიზეზების გამო, ეს პროექტი არასოდეს დასრულებულა. იგივე ბედი ეწია იმ განვითარებას, რომელსაც ჰქონდა დგუშები მათი სიმაღლის შეცვლის უნარით. მითითებული გაყოფილი ტიპის დგუშები მძიმე აღმოჩნდა, სირთულეები დაემატა დგუშის საფარის ლიფტის სიმაღლის კონტროლის განხორციელებასთან დაკავშირებით და ა.
- შემდგომმა განვითარებამ არ იმოქმედა დგუშებზე და წვის პალატაზე; მაქსიმალური ყურადღება დაეთმო ამწევი ლილვის ამაღლების საკითხს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ამოცანა იყო ამუხტვის ლიფტის კონტროლის განხორციელება.
მოწყობილობის სქემა ისეთია, რომ ლილვის საყრდენი ჟურნალები განლაგებულია სპეციალურ ექსცენტრული ტიპის შეერთებებში. ეს კლანჭები ამოძრავებს გადაცემებს, რომლებიც დაკავშირებულია ელექტროძრავასთან.
ექსცენტრიკების ბრუნვა საშუალებას გაძლევთ ამაღლება ან დაწევა, რაც იწვევს დგუშის ამწევის სიმაღლის ცვლილებას. შედეგად, წვის პალატის მოცულობა იზრდება ან მცირდება, ხოლო შეკუმშვის კოეფიციენტიც იცვლება.
გაითვალისწინეთ, რომ რამდენიმე პროტოტიპი აშენდა 1.8 ლიტრიანი ბაზაზე ტურბო ძრავა Volkswagen– დან, შეკუმშვის კოეფიციენტი 8 – დან 16 – მდე მერყეობდა. ძრავა დიდი ხნის განმავლობაში იქნა გამოცდილი, მაგრამ ის არასოდეს გახდა სერიული ერთეული.
- გამოსავლის პოვნის კიდევ ერთი მცდელობა იყო ძრავა, რომელშიც შეკუმშვის კოეფიციენტი შეიცვალა მთელი ცილინდრიანი ბლოკის აწევით. განვითარება ეკუთვნის Saab ბრენდს და თავად ერთეულიც კი შევიდა სერიალში. ძრავა, რომელიც ცნობილია როგორც SVC, არის 1.6 ლიტრიანი 5 ცილინდრიანი ტურბო ძრავი.
სიმძლავრე იყო დაახლოებით 220 ცხ. წმ., ბრუნვის მომენტი 300 ნმ -ზე მეტი. აღსანიშნავია, რომ საშუალო დატვირთვებისას საწვავის მოხმარება თითქმის მესამედ შემცირდა. რაც შეეხება თავად საწვავს, შესაძლებელი გახდა როგორც AI-76, ასევე 98-ე შევსება.
Saab– ის ინჟინრებმა ცილინდრების ბლოკი დაყვეს ორ ჩვეულებრივ ნაწილად. ზედა ნაწილში იყო თავები და ცილინდრიანი ლაინერები, ხოლო ბოლოში იყო ამწე. ბლოკის ამ ნაწილების ერთგვარი კავშირი, ერთი მხრივ, იყო მოძრავი საყრდენი, ხოლო მეორე მხრივ, სპეციალური მექანიზმი, რომელიც აღჭურვილი იყო ელექტროძრავით.
ასე რომ, განხორციელდა შესაძლებლობა ოდნავ გაზარდოს ზედა ნაწილიგარკვეული კუთხით. აღმავლობის ეს კუთხე მხოლოდ რამდენიმე გრადუსი იყო, ხოლო შეკუმშვის კოეფიციენტი 8 -დან 14 -მდე მერყეობდა. ამავდროულად, რეზინის გარსაცმას უნდა დაეჭირა "სახსარი".
პრაქტიკაში, თავად განყოფილების ზედა ნაწილის ამწევი ნაწილები, ისევე როგორც თავად დამცავი გარსი, ძალიან სუსტი ელემენტები აღმოჩნდა. ალბათ ეს იყო ის, რაც ხელს უშლიდა ძრავას სერიაში მოხვედრას და პროექტი კიდევ უფრო დაიხურა.
- შემდეგი განვითარება შემდგომში შემოთავაზებული იქნა ინჟინრების მიერ საფრანგეთიდან. ტურბო ძრავას, რომლის სამუშაო მოცულობა 1.5 ლიტრი იყო, შეეძლო შეცვალოს შეკუმშვის კოეფიციენტი 7 -დან 18 -მდე და გამოუშვა ძალა დაახლოებით 225 ცხენის ძალა. ბრუნვის მახასიათებელი დაფიქსირებულია დაახლოებით 420 ნმ.
სტრუქტურულად, ერთეული არის რთული, გაყოფილი. იმ ადგილას, სადაც დამაკავშირებელი ჯოხი მიმაგრებულია ამწეზე, ნაწილი აღჭურვილია სპეციალური კბილებით როკერის მკლავით. დგუშთან დამაკავშირებელი ღეროს შეერთების ადგილას ასევე დაინერგა გადაცემათა კოლოფის რელსები.
მეორე მხარეს, დგუშის თარო იყო მიმაგრებული როკერის მკლავზე, რამაც გააცნობიერა კონტროლი. სისტემა ამოძრავებდა შეზეთვის სისტემას, სამუშაო სითხე გადიოდა არხების, სარქველების კომპლექსურ სისტემაში, ასევე იყო დამატებითი ელექტროძრავა.
მოკლედ რომ ვთქვათ, საკონტროლო დგუშის მოძრაობამ იმოქმედა როკერის მკლავზე. შედეგად, ცილინდრში ასევე შეიცვალა ძირითადი დგუშის ლიფტის სიმაღლე. გაითვალისწინეთ, რომ ძრავა ასევე არ გახდა სერიული და პროექტი გაყინული იყო.
- მომდევნო ცდა ძრავის შესაქმნელად ცვლადი შეკუმშვის კოეფიციენტით იყო Infiniti ინჟინრების გადაწყვეტილება, კერძოდ VCT (ცვლადი შეკუმშვის ტურბოძრავით) ძრავა. ამ ძრავში შესაძლებელი გახდა შეკუმშვის კოეფიციენტის 8 -დან 14 -მდე შეცვლა. დიზაინის მახასიათებელი უნიკალური ტრავერსიული მექანიზმია.
იგი ემყარება ქვედა კისერთან დამაკავშირებელი ღეროს კავშირს, რომელიც მოძრავია. ასევე გამოიყენება ბერკეტების სისტემა, რომელსაც მართავს ელექტროძრავა.
კონტროლერი აკონტროლებს პროცესს ელექტროძრავაზე სიგნალების გაგზავნით. ელექტროძრავა, საკონტროლო განყოფილებიდან ბრძანების მიღების შემდეგ, ცვლის ბიძგს და ბერკეტის სისტემა ახორციელებს პოზიციის ცვლილებას, რაც საშუალებას გაძლევთ შეცვალოთ დგუშის ამწევი სიმაღლე.
შედეგი არის 2.0 ლიტრიანი Infiniti VCT ერთეული, რომლის სიმძლავრეა დაახლოებით 265 ცხ. ნებადართულია დაზოგოს საწვავის თითქმის 30% შედარებით შიდა წვის მსგავს ძრავებთან შედარებით, რომლებსაც აქვთ შეკუმშვის მუდმივი კოეფიციენტი.
თუ მწარმოებელი მოახერხებს არსებული პრობლემების ეფექტურად გადაჭრას (დიზაინის სირთულე, გაზრდილი ვიბრაცია, საიმედოობა, ერთეულის წარმოების მაღალი საბოლოო ღირებულება და ა. ყველა შანსი გახდეს სერიალი უკვე 2018-2019 წლებში.
მოდით შევაჯამოთ
ზემოაღნიშნული ინფორმაციის გათვალისწინებით, ცხადი ხდება, რომ ცვლადი შეკუმშვის კოეფიციენტის მქონე ძრავებს შეუძლიათ უზრუნველყონ საწვავის მოხმარების მნიშვნელოვანი შემცირება ბენზინის ძრავებიტურბოძრავიანი.
გლობალურის ფონზე საწვავის კრიზისი, ისევე როგორც გარემოსდაცვითი სტანდარტების მუდმივი გამკაცრება, ეს ძრავები საშუალებას აძლევს არა მხოლოდ ეფექტურად დაწვას საწვავი, არამედ არ შეზღუდოს ძრავის სიმძლავრე.
სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ასეთი შიდა წვის ძრავას საკმაოდ შეუძლია შესთავაზოს მძლავრი ბენზინის მაღალსიჩქარიანი ტურბო ძრავის ყველა უპირატესობა. ამავდროულად, საწვავის მოხმარების თვალსაზრისით, ასეთ ერთეულს შეუძლია მიუახლოვდეს ტურბოდიზელის კოლეგებს, რომლებიც დღეს პოპულარულია, პირველ რიგში, საკუთარი თავის გამო.
წაიკითხეთ ასევე
ტურბო დამტენის მოწყობილობა, ძირითადი სტრუქტურული ელემენტები, ტურბინის არჩევანი. ბენზინზე და დიზელზე მომუშავე ძრავების უპირატესობები და უარყოფითი მხარეები.
ჩვენ შევეჩვიეთ იმ ფაქტს, რომ შეკუმშვის კოეფიციენტი და გადაადგილება არის უცვლელი საავტომობილო ძრავის დიზაინის პარამეტრები. როგორც ჩანს, ეს ჩვევა მალე უნდა მოიხსნას. საავტომობილო ინჟინერიის განვითარების ტენდენციები მიუთითებს იმაზე, რომ მომავალი ეკუთვნის ძრავებს "ცვალებადი უცვლელი". და ეს არავითარ შემთხვევაში არ არის ბუნდოვანი პერსპექტივა - ჩვენ ვსაუბრობთ მომავალზე, რომელიც ზღურბლზეა და უკვე აკაკუნებს კარზე.
Პროლოგი
თითქმის 15 წლის წინ, შვედური კომპანია SAAB, ცნობილი ექსპერტი ამ სფეროში საავტომობილო ტექნოლოგია, კიდევ ერთხელ აღაშფოთა მსოფლიო საავტომობილო საზოგადოების სიმშვიდე. 2000 წლის ჟენევის საავტომობილო შოუზე მან აჩვენა SVC (SAAB ცვლადი შეკუმშვის) პროექტზე მრავალწლიანი მუშაობის სენსაციური შედეგი - ნაპერწკლების პროტოტიპი მექანიკური გამწოვიდა ცვლადი შეკუმშვის კოეფიციენტი. საზოგადოება "აღშფოთდა" ერთეულის როგორც ძალაუფლების ფანტასტიკური მახასიათებლებით, ასევე მისი მოკრძალებული მადით. 1.6-ლიტრიანი შიდა ხუთეული შეიმუშავა 3 ლიტრიანი V-6 ძრავისათვის შეფასებული სიმძლავრე და მაქსიმალური ბრუნვის მომენტი (შესაბამისად 225 ცხ. / 5800 წთ. SAV 9-5– ში SVC ძრავის შემოწმებისას კომბინირებული ციკლის საწვავის მოხმარება იყო მხოლოდ 8.3 ლ / 100 კმ.
კომპაქტურობის ასეთი დიდი კომბინაცია, წევის მახასიათებლები, საწვავის მოხმარება და, შესაბამისად, ტოქსიკური გამონაბოლქვი დაპირდა შორეულ პერსპექტივებს შვედეთის კომპანიისა და მთელი მსოფლიო ავტო ინდუსტრიისთვის მომდევნო XXI საუკუნეში. უმიზეზოდ არ არის, რომ SVC კონცეფციამ მაშინვე მიიღო რამდენიმე ჯილდო ორგანიზატორებისგან. ჟენევის გამოფენადა არაერთი საავტომობილო პუბლიკაცია. ბევრი სერიოზული მანქანის პროფესიონალის ენთუზიაზმურ კომენტარებში ამტკიცებდნენ, რომ დასაწყისი იყო მასობრივი წარმოება SVC ძრავები ორიდან სამ წლამდეა. იმავდროულად, თითქმის 15 გავიდა და არ არსებობს "სააბები" სასწაულებრივი ძრავით. სენსაციური SVC პროექტის გარშემო ვნებები შემცირდა და არ არსებობს ახალი ინფორმაცია მისი შემდგომი ბედის შესახებ. ცხელი თავები SAAB– ის თაყვანისმცემლებიდან „ატრიალებენ კასრებს“ GM– ს მენეჯმენტს-ისინი ამბობენ, რომ მათ განზრახ გაყინეს პროექტი, რომელიც საფრთხეს შეუქმნიდა წილს მრავალ ლიტრიანი „G-Em“ „ჰუმმოგრაფების“ წარმოებაში და მთელი რელსებიდან გადაყვანას. მათი ამერიკული ინდუსტრიის ფილიალი. ზოგადად, ამბავი საინტერესოა. დეტექტივი, შეიძლება ითქვას. მისი ობიექტურად გასაგებად, ჯერ უნდა გესმოდეს, რა არის უცვლელის შეცვლის იდეის არსი.
თითებზე
სითბოს ძრავების თეორიიდან, რომელიც მე -19 საუკუნის პირველ ნახევარში წამოიწყო ფრანგმა მეცნიერმა და ინჟინერმა სადი კარნოტმა, ცნობილია, რომ იდეალური თერმოდინამიკური ციკლის ეფექტურობა (მისი თერმული ეფექტურობა) იზრდება ხარისხის გაზრდით. შეკუმშვის (გ) სამუშაო სითხის. შეკუმშვის კოეფიციენტის გავლენა რეალური სითბოს ძრავების ეფექტურობაზე - მანქანის შიდა წვის ძრავები- არც ისე ცალსახად. შეკუმშვის თანაფარდობის თეორიულად დასაბუთებული, „შეუზღუდავი“ ზრდა აფერხებს ხახუნის და გაზის გაცვლის მექანიკური დანაკარგების ერთდროულ ზრდას, თერმული და მექანიკური დატვირთვას ძრავის ნაწილებზე, განსაკუთრებით საავტომობილო საწვავზე და სხვა. ამრიგად, შიდა წვის ძრავასთან დაკავშირებით (გარკვეული დიზაინის), ჩვენ შეგვიძლია ვისაუბროთ შეკუმშვის კოეფიციენტის ოპტიმალურ მნიშვნელობაზე, რომლის დროსაც მიიღწევა მაქსიმალური ეფექტური ეფექტურობა, რომელიც პასუხისმგებელია საწვავის ეფექტურობაზე და მაღალი სიმძლავრის მახასიათებლებზე. უფრო ზუსტად, ოპტიმალური მნიშვნელობების დიაპაზონში, რადგან ძრავის სხვადასხვა მუშაობის რეჟიმში შეზღუდვის ფაქტორების გავლენის ხარისხი განსხვავებულია და ყველაზე ეფექტური მუშაობაშეიძლება მიღწეული იქნას შეკუმშვის განსხვავებული კოეფიციენტებით.
ავიღოთ, მაგალითად, გარედან ასპირაციული ნაპერწკლების ძრავები. კვლევებმა აჩვენა, რომ ასეთი ძრავების შეკუმშვის ოპტიმალური კოეფიციენტია 13-15 დიაპაზონში. B– ის შემდგომი ზრდა არ იწვევს ძრავის მუშაობის შესამჩნევ გაუმჯობესებას მექანიკური დანაკარგების ზრდის გამო. ამავე დროს, ეს პარამეტრი თანამედროვე ბენზინის ძრავებისთვის ჩვეულებრივ არის დაახლოებით 10, ე.ი. მნიშვნელოვნად ნაკლებია, ვიდრე ოპტიმალური. მიზეზი არის აფეთქების თავიდან აცილების სურვილი, რომლის საფრთხე წარმოიქმნება პირველ რიგში სრული დატვირთვისას, მაღალი წნევისა და ტემპერატურის დროს წვის პალატაში. ცნობილია, რომ ქალაქის ავტომობილის ძრავა მუშაობს სრულად გახსნილი გასროლით მისი მუშაობის დროის არაუმეტეს 10%. ეს ნიშნავს, რომ მისი უმეტესობა არ იღებს ენერგიას და ხარჯავს საწვავს. არის თუ არა შეკუმშვის კოეფიციენტი რეგულირებადი, რეჟიმებზე უსაქმური ნაბიჯიდა ნაწილობრივი დატვირთვები, ძრავას შეეძლო ოპტიმალური მნიშვნელობებით მუშაობა და მხოლოდ სიმძლავრის რეჟიმში ის შემცირდებოდა უსაფრთხო დონეზე. დადგენილია, რომ ეს ღონისძიება შეამცირებს ბენზინის მოხმარებას დაახლოებით 10%-ით. არც თუ ისე ბევრი, მაგრამ არც თუ ისე ცოტა, თუ გავითვალისწინებთ ექსპლუატირებული "ბენზინის მანქანების" უზარმაზარ რაოდენობას. ნავთობის მთლიანი დაზოგვა და ატმოსფეროში ემისიების შემცირება საკმაოდ ხელშესახები იქნება.
შეკუმშვის ცვლადი კოეფიციენტი კარგად გამოდგება დიზელის ძრავებისთვის. თანამედროვე დიზელს, რომელთა უმეტესობა ტურბო ძრავით არის აღჭურვილი, ასევე აქვს შეკუმშვის კოეფიციენტი, რომელიც არ არის ოპტიმალური. დიზელის ძრავების შემუშავებისას იგი შეირჩევა ძრავის ცივი სტაბილური დაწყების უზრუნველსაყოფად. ძრავის დიზაინიდან გამომდინარე, მას შეუძლია მიიღოს მნიშვნელობები 16 -დან 24 -მდე, რაც უფრო მაღალია, ვიდრე ოპტიმალური. ზედმეტად მაღალი შეკუმშვის კოეფიციენტი მისაღები საწყისი მახასიათებლების გამო ხელს უშლის გამაძლიერებელი წნევის ზრდას, ე.ი. დიზელის ძრავების სპეციფიკური სიმძლავრის გაზრდა. შეკუმშვის მაღალი კოეფიციენტის ერთ -ერთი შედეგი არის დიდი მაქსიმალური წნევაწვის პალატაში. ზეწოლისას ის კიდევ უფრო იზრდება, რაც გადააჭარბებს დასაშვები დატვირთვებიძრავის ნაწილებზე, მისი რესურსის შემცირება და განადგურებაც კი. ტურბოდიზელის შეკუმშვის თანაფარდობის მოქნილად რეგულირების უნარი საშუალებას მოგცემთ დაიწყოთ ძრავა უპრობლემოდ მაღალ V- ზე, ხოლო სიმძლავრის რეჟიმში შეამციროთ ის 10-11-მდე, ხოლო გაზარდოთ წნევის მომატება. ამ გზით, სიმძლავრე შეიძლება მნიშვნელოვნად გაიზარდოს შეზღუდვის წვის წნევის გადამეტების შიშის გარეშე.
აღწერილი უპირატესობები, რომლებიც გვპირდება შეკუმშვის თანაფარდობის რეგულირების შესაძლებლობას, როგორც ამბობენ, ზედაპირზე დევს. მაგრამ ეს ყველაფერი არის ყვავილები, კენკრა - წინ.
ორი ვარდნა
საიდუმლო არ არის, რომ ძრავების მშენებლობაში მრავალი თანამედროვე ტექნოლოგიის გაჩენის წყალობით საწვავის მოხმარების შესამცირებლად და ნახშირორჟანგის და ნახშირწყალბადოვანი საწვავის წვის სხვა პროდუქტების ატმოსფეროში გამონაბოლქვის შემცირების დამსახურებაა. მიღწეული წარმატებების მიუხედავად, ბრძოლა არავითარ შემთხვევაში არ მთავრდება. ახალი გამოწვევები ელოდება ძრავის ფურცლებს, რომლებიც გამოწვეულია კიდევ უფრო მკაცრი გარემოსდაცვითი რეგულაციებიდა იზრდება მოთხოვნები ავტომობილის მართვის უნარზე. საავტომობილო ძრავების განვითარების ახალი სტრატეგიები პასუხობს ახალ გამოწვევებს. საავტომობილო ინჟინერიის დარგის ექსპერტების უმეტესობა თანხმდება, რომ უახლოეს მომავალში ორი ურთიერთდაკავშირებული სტრატეგია განსაკუთრებით აქტუალური იქნება: შემცირება და შემცირება. პირველის სახელი რუსულ ტრანსკრიფციაში გამოითქმის "შემცირება" და ნიშნავს "ზომის შემცირებას", მეორის სახელი, რომელიც ჟღერს "შემცირება", ნიშნავს "ბრუნვის სიხშირის შემცირებას". მოდით, ყურადღება მივაქციოთ ორივე „დაცემას“, რადგან ისინი პირდაპირ ეხება საუბრის თემას.
შემცირება ნიშნავს ორი მიმართულებით მოძრაობას: ძრავის სიმძლავრის და ბრუნვის გაზრდას მისი გადაადგილების გაზრდის გარეშე, ან გადაადგილების შემცირება მუდმივი გამომავალი მახასიათებლებით. ორივე შემთხვევაში იზრდება ძრავის კონკრეტული მაჩვენებლები, კერძოდ ლიტრიანი სიმძლავრე, რაც ემსახურება მთავარი მიზნის მიღწევას - საწვავის მოხმარების შემცირებას. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ჩვენ ვსაუბრობთ კომპაქტური და ამავე დროს ძლიერი ძრავების განვითარებაზე. ასეთი დანადგარები უფრო ეფექტურად იყენებენ საწვავს (განსაკუთრებით ნაწილობრივ დატვირთვაზე) გაზების გაცვლისა და ხახუნის დაბალი დანაკარგების გამო, აგრეთვე სამუშაო სითხიდან წვის პალატის კედლებში ნაკლები სითბოს გაჟონვის გამო.
შესაძლებელია კიდევ უფრო შემცირდეს სატუმბი დანაკარგები და ხახუნის დანაკარგები, თუ კომპაქტურ ძრავში სიმძლავრის ზრდა მიიღწევა არა ამუხრუჭე სიჩქარის გაზრდის გამო, არამედ ბრუნვის გაზრდის გამო მთელ სიჩქარეზე. ამის მიღწევა შესაძლებელია შევსების თანაფარდობისა და საშუალო ეფექტური ცილინდრის წნევის გაზრდით (იხ. მოტყუების ფურცელი 2). ამრიგად, შემცირების სტრატეგია კიდევ უფრო მომგებიანი ხდება, როდესაც დაემატება ნელი სიჩქარით.
უნდა აღინიშნოს, რომ ძრავების სპეციფიკური მახასიათებლების გაზრდის იდეა ახალი არ არის. განვითარების ისტორიის განმავლობაში, საავტომობილო ძრავები მუდმივად გაუმჯობესდა, გახდა უფრო კომპაქტური და უფრო ძლიერი. სხვა საქმეა, რომ ახლა ეს ტენდენცია გახდა პრიორიტეტი და გამოჩნდა ტექნოლოგიური შესაძლებლობები, რაც შესაძლებელს ხდის ამ მიმართულებით თვისებრივი ნახტომის მიღებას. ზომის და სიჩქარის შემცირების სტრატეგიები აქტუალურია როგორც ბენზინის, ასევე დიზელის ძრავებისთვის, მაგრამ ნაპერწკალ ძრავებს აქვთ ამ სფეროებში განვითარების ბევრად უფრო მაღალი პოტენციალი. ნაპერწკლების ანთების ძრავაში მიზნების მისაღწევად, იგეგმება რამდენიმე უკვე დადასტურებული ტექნოლოგიის გამოყენება:
სრულად ცვლადი სარქვლის დრო ოთხი სარქველით თითო ცილინდრზე (VVA);
საწვავის პირდაპირი ინექცია (GDI);
ჰაერის იძულებითი გაძლიერება (CH).
მაგრამ კომპაქტური, ძლიერი და საწვავის მომგებიანი ბენზინის ძრავის შექმნის წარმატების გასაღები არის ცვლადი შეკუმშვის კოეფიციენტის (VCR) ტექნოლოგია. მართლაც, ლიტრი სიმძლავრის ხელშესახები მომატებისთვის საჭიროა მაღალი წნევის მომატება. ამ შემთხვევაში, დატვირთვის რეჟიმში აფეთქების რისკი ბევრჯერ გაიზრდება. ამის თავიდან ასაცილებლად, ჩვეულებრივ იძულებითი ძრავები ფიქსირებული შეკუმშვის კოეფიციენტით "გაფართოვდება" - ამცირებს ε მნიშვნელობას რამდენიმე ერთეულით (7-8 -მდე) და ის უფრო შორს მიდის ოპტიმიდან. ფასი, რომელიც უნდა გადაიხადოს, არის არასტაბილური მუშაობა და "დაუჭრელი" ძრავის უგუნებობა უსაქმურ და ნაწილობრივ დატვირთვაზე. VCR ტექნოლოგია საშუალებას მისცემს მაღალ აჩქარებულ ძრავას უკიდურესად ეფექტურად იმუშაოს ყველა რეჟიმში. ამისათვის თქვენ უბრალოდ უნდა ისწავლოთ შეუფერხებლად მორგება 14 14 -დან 7 დიაპაზონში. მაღალი წნევის გაძლიერების პირობებში აფეთქებაზე სრული კონტროლი შესაძლებელს გახდის ძრავის გადაადგილების შემცირებას 50%-მდე, მათი სიმძლავრის შენარჩუნებისას მახასიათებლები.
შეკუმშვის კოეფიციენტის მოქნილი რეგულირების წყალობით, შესაძლებელი იქნება გავლენა მოახდინოს ძრავაში არსებული ფიზიკური პროცესების პარამეტრებზე, რომლებიც გავლენას ახდენენ საწვავის მოხმარებაზე და ტოქსიკური კომპონენტების ემისიაზე:
წნევა და ტემპერატურა შეკუმშვის დარტყმის ბოლოს;
მაქსიმალური წნევა და წვის ტემპერატურა;
გაფართოების კოეფიციენტი და ინდიკატორის ეფექტურობა;
წვის პალატის მოცულობა;
გამონაბოლქვი აირის ტემპერატურა.
უკიდურეს შემცირებასთან ერთად, ეს ხსნის უზარმაზარ შესაძლებლობებს ენერგიის დაზოგვისა და ნახშირორჟანგის ემისიების შესამცირებლად. ასე რომ, ინფორმაციის თანახმად სხვადასხვა წყაროებიკომპაქტური სუპერ დატენვის VCR ძრავები მოიხმარენ 20-40% -ით ნაკლებ საწვავს ტრადიციულთან შედარებით ატმოსფერული ძრავებიეკვივალენტური ძალა. მაგალითად, SVC ძრავის საწვავის ეკონომია იყო დაახლოებით 30%. სათბურის გაზების ემისიები იგივე რაოდენობით შემცირდება.
ცვალებადი შეკუმშვის ტექნოლოგია საშუალებას მისცემს ძრავის მართვის სხვადასხვა სცენარებს, რათა შემცირდეს გამონაბოლქვი გამონაბოლქვი. მაგალითად, ცივი ძრავის დაწყებისას შესაძლებელი იქნება ინდიკატორის ეფექტურობის განზრახ შემცირება. გამონაბოლქვი აირების ტემპერატურის ზრდა დააჩქარებს კატალიზატორის გათბობას და ამავდროულად ამცირებს აზოტის ოქსიდების ემისიას. მაქსიმალური სიმძლავრის რეჟიმში, VCR ტექნოლოგია შეამცირებს სითბოს დატვირთვას წვის პალატაში და გამონაბოლქვ სისტემაში, ჩვეულებრივ გამოყენებული გაგრილების მეთოდის გამოყენების გარეშე - ნარევის გამდიდრება და მასთან დაკავშირებული CO და HC გამონაბოლქვის გაზრდა. ამგვარი ზომები უზრუნველყოფს გაზრდას გარემოსდაცვითი მოთხოვნებიძრავებს გართულებისა და გამონაბოლქვი აირების გაწმენდის სისტემების ღირებულების ზრდის გარეშე. ექსპერტების აზრით, ცვალებადი შეკუმშვის კოეფიციენტის ტექნოლოგიის წყალობით, ნაპერწკალ ძრავებს შეეძლებათ დიზელის ძრავების ჩაქრობა და დაუბრუნონ დაკარგული ლიდერობა ეფექტურობაში და ეკოლოგიაში.
უნარი შეცვალოს უცვლელი ათბობს მათ სულს, ვინც მისი გამოყენების მომხრეა ალტერნატიული სახეობებისაწვავი. ფართოდ რეგულირებადი შეკუმშვის კოეფიციენტი მნიშვნელოვნად ამარტივებს მრავალ საწვავის ძრავის შექმნის ამოცანას, რომელსაც შეუძლია თანაბრად ეფექტურად იმუშაოს ბენზინზე, ბუნებრივ გაზზე ან E-85 ალკოჰოლ-ბენზინის ნარევზე, რაც განსაკუთრებით პოპულარულია შვედეთსა და შტატებში. საბოლოოდ, VCR ტექნოლოგია ხსნის გზას ძრავის მშენებლობის ახალი და არსებული პერსპექტიული ტექნოლოგიების დანერგვისათვის: ატკინსონის ციკლის ადაპტირება, სტრატიფიცირებული მუხტების ფორმირება ჰაერის საწვავის ნარევიულტრა მჭლე ნარევების დაწვა და სხვა მრავალი.
ცვლადი შეკუმშვის კოეფიციენტით ICE– ების პოტენციური უპირატესობების სრული სია ამით არ არის ამოწურული, მაგრამ ზემოაღნიშნული საკმარისია იმის გასაგებად, თუ რატომ არის დაინტერესებული ავტომწარმოებლების უმრავლესობა ამ მიმართულებით განვითარებული მოვლენებით.
ეს მხოლოდ ქაღალდზე იყო ...
იდეა ICE შექმნაშეკუმშვის ცვლადი კოეფიციენტი გუშინ არ დაეუფლა ძრავის მშენებლებს. ჩვენ შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ბოლო დროს ის მხოლოდ განიცდის მის აღორძინებას. პირველი მოხდა მე -20 საუკუნის გარიჟრაჟზე, ასე რომ უცვლელი უცვლელის იდეა არ არის ბევრად ახალგაზრდა, ვიდრე თავად შიდა წვის ძრავები. გასული საუკუნის დაახლოებით შუა რიცხვებში, დღეს ცნობილი თითქმის ყველა მეთოდი უკვე შემუშავებული და დაპატენტებულია (დიაგრამების ან დიზაინის სახით), რამაც შესაძლებელი გახადა შიდა წვის ძრავში შეკუმშვის კოეფიციენტის შეცვლა. ზოგიერთი შემოთავაზებული გადაწყვეტა, სხვადასხვა მიზეზის გამო, დარჩა ქაღალდზე, ზოგი კი აპარატურაში. ზოგიერთი შექმნილი VCR ძრავა მიიყვანეს ექსპერიმენტულ დონეზე და მხოლოდ რამოდენიმე იქნა წარმოებული მცირე სერიებში და დამონტაჟდა მანქანებზე. ასევე არსებობს ისეთი "განსახიერებები", რომლებიც თითქმის ასი წელია გამოიყენება და გამოყენებული იქნება შიდა წვის ძრავებში, მაგრამ არა სატრანსპორტო მიზნებისთვის. ამის შესახებ დაწვრილებით იქნება განხილული მოგვიანებით. პირველ რიგში, ვნახოთ რა მიმართულებით შეიქმნა უცვლელის შეცვლის იდეა.
არ არის ძნელი ამ მიმართულებების პრინციპულად განსაზღვრა. ამისათვის თქვენ უნდა გახსოვდეთ, რომ გეომეტრიული შეკუმშვის კოეფიციენტი არის მაქსიმალური და მინიმალური ცილინდრის მოცულობის თანაფარდობა, როდესაც დგუში არის შესაბამისად BDC და TDC (იხ. მოტყუების ფურცელი 1). B გამოთქმული გამონათქვამიდან ჩანს, რომ შესაძლებელია შეკუმშვის კოეფიციენტზე გავლენის მოხდენა შეკუმშვის კამერის (V) მოცულობის, ძრავის სამუშაო მოცულობის (Vh), ან ორივე პარამეტრის ერთდროულად შეცვლით. უფრო მეტიც, მუდმივი სამუშაო მოცულობით, შეკუმშვის კოეფიციენტი შეიძლება შეიცვალოს მხოლოდ შეკუმშვის პალატის მოცულობის გამო. ტრადიციული შიდა წვის ძრავის სტრუქტურული დიაგრამის ანალიზი ამწე მექანიზმით (KShM) იძლევა შეკუმშვის კამერის სიმაღლეზე ზემოქმედების ძირითად მეთოდებს:
1) ძრავის ჩონჩხის ცვლილება (მანძილი ამწევი ღერძის ბრუნვის ღერძიდან შეკუმშვის კამერის თაღამდე);
2) დგუშის სიმაღლის ცვლილება;
3) შემაერთებელი ღეროს სიგრძის შეცვლა;
4) ამწევი რადიუსის შეცვლა.
მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ ამ უკანასკნელ შემთხვევაში - როდესაც ამწევი რადიუსი იცვლება - შეკუმშვის თანაფარდობასთან ერთად, ძრავის სამუშაო მოცულობაც (დგუშის დარტყმის ზომა) ასევე შეიცვლება. ერთდროულად მოქმედების შესაძლებლობა ორივე გეომეტრიულზე ICE პარამეტრიძალიან მაცდური. მით უმეტეს, თუ ისინი დაემორჩილებიან შებრუნებულ ურთიერთობას - შეკუმშვის კოეფიციენტის გაზრდით, სამუშაო მოცულობა შემცირდება და პირიქით. ეს შესაძლებელს გახდის, მაგალითად, შეამციროს ძრავის გადაადგილება დაწყების და ნაწილობრივი დატვირთვის რეჟიმში და, ამავდროულად, იმუშაოს მაღალი მაჩვენებლით და მექანიკური ეფექტურობით სატუმბი მაღალი დანაკარგების და სატუმბი დანაკარგების შემცირების გამო. დატვირთვის მატებასთან ერთად და გაზრდის წნევას, ძრავა "გაფართოვდება" და ამავდროულად "გაიზრდება" ზომით. ამ გზით შესაძლებელი იქნება როგორც მაღალი რეიტინგული სიმძლავრის, ასევე საწვავის მაქსიმალური ეფექტურობის მოპოვება ძრავის დატვირთვის მახასიათებლის თითოეულ წერტილში.
შეკუმშვის პალატის მოცულობის შემცირება ან გაზრდა შესაძლებელია არა მხოლოდ მისი სიმაღლის შეცვლით. მოდით გავითვალისწინოთ Y- ის მნიშვნელობაზე, როგორც ცალკეულ, მეხუთე პუნქტზე გავლენის მოხდენის სხვა გზები. მიღებული სია ასევე არ იქნება სრული ერთი მეექვსე პუნქტის გარეშე. ფაქტია, რომ ზემოაღნიშნული მოსაზრებები ეხებოდა ძრავებს, რომლებშიც მთარგმნელობითი მოძრაობადგუში გარდაიქმნება ამწევი ღერძის ბრუნვად KShM– ის გამოყენებით. ბევრი სხვა გარდამქმნელი მექანიზმი ცნობილია ხელოვნებაში, მათ შორის ის, რაც საშუალებას გაძლევთ გააკონტროლოთ დგუშების მოძრაობა და იმოქმედოს შეკუმშვის კოეფიციენტსა და გადაადგილებაზე. VCR ძრავების დიზაინში მათი გამოყენება ასევე შეიძლება იყოს ძალიან პერსპექტიული.
თითქმის ერთი საუკუნე, რაც გავიდა იდეის დაწყებიდან, ინჟინერ-გამომგონებლებმა არ უგულებელყვეს მითითებული რომელიმე მიმართულება. მოდით აღვნიშნოთ მათ მიერ მიღწეული ზოგიერთი შედეგი.
ძრავის ჩონჩხის შეცვლა
ამ პრინციპზე აგებული ერთ – ერთი პირველი VCR ძრავა შეიქმნა 1920 – იან წლებში ნიჭიერი ბრიტანელი ინჟინრისა და მკვლევარის სერ ჰარი რიკარდოს მიერ. სერ რიკარდომ შეიმუშავა თავისი ცვლადი შეკუმშვის ერთცილინდრიანი ძრავა საავტომობილო საწვავის თვისებების და აფეთქების ფენომენის შესასწავლად. მოგვიანებით მან შემოიტანა საწვავის ოქტანური რაოდენობის კონცეფცია ყოველდღიურ ცხოვრებაში. რიკარდოს ძრავში ჩონჩხის ზომა შეიცვალა ცილინდრის გადაადგილებისა და ბლოკის თავის გამო სტაციონარულ კარკასთან და ამწეკთან შედარებით. ცილინდრი კრახს უკავშირდებოდა თხილის საშუალებით ტრაპეციული ძაფით - ცილინდრის მოძრაობა მიღწეული იყო მისი შემობრუნებით. ამწე და ლილვს შორის მანძილის ცვლილება ანაზღაურდა შუალედური როლიკებით ამწე ძაფის ჯაჭვში. კვლევის ობიექტებში შემავალი ძრავების უმეტესობას, მათ შორის ყველაზე თანამედროვეებს, აქვთ მსგავსი სქემა. ისინი ფართოდ გამოიყენება შიდა წვის ძრავში ყველა სახის ფიზიკური პროცესის შესასწავლად. წინსვლისას ჩვენ ვიტყვით, რომ მრავალცილინდრიანი SVC კონცეფცია ასევე იყენებს ჩონჩხის ცვლის პრინციპს მონობლოკის გადაადგილების გამო, რომელიც მოიცავს ცილინდრებს და მთავარ კომპიუტერს.
ცნობილია ძრავის მრავალი დიზაინი, რომლებშიც, პირიქით, ამწე ამძრავს აქვს უნარი გადაადგილდეს ცილინდრთან შედარებით. 1968 წლის გერმანული პატენტი აღწერს ვარიმაქსის ძრავას, რომელშიც ამწეკერის საკისრები ეკიდა კარკანის შიგნით ჩარჩოზე. ჩარჩო მხარს უჭერს ორივე მხარეს ვერტიკალური წნელები - დაფიქსირებულია ერთ მხარეს და რეგულირდება მეორეზე. ამწე ღერძის ოფსეტური მიიღწევა რეგულირებადი ღეროების სიგრძის შეცვლით. უფრო ხშირად, ლილვის გადასატანად, შემოთავაზებულია მისი ძირითადი საკისრების დაყენება ექსცენტრიულ ბუჩქებში. ერთ-ერთი VCR ძრავა, რომელიც შემუშავებულია გერმანიიდან ცნობილი კვლევითი კომპანიის სპეციალისტების მიერ FEV Motorentechnik არის მოწყობილი ამ სქემის მიხედვით. ბუჩქებს აქვთ დაკბილული რგოლები, რომლებიც გადაჭიმულია გადაცემათა კოლოფით, რომელიც მდებარეობს ერთ ლილვზე.
ზემოაღნიშნული სტრუქტურების საერთო მინუსი არის ძრავის ჩონჩხის სიმტკიცის დაქვეითება, მისი "ხერხემალი", გარდაუვალი გამოყენებადამატებითი კავშირები crankcase, crankshaft და ცილინდრიანი. ჩონჩხის სიმაღლის ცვლილებაზე პასუხისმგებელი მექანიზმები ექვემდებარება მძიმე დატვირთვას გაზისა და ინერციული ძალებისგან.
კონსტრუქციები მოძრავი ამწეგარდა ამისა, ისინი იტანჯებიან საყრდენების არასაკმარისი სიმტკიცით და სერიოზული პრობლემებიასოცირდება "მუხლის" ღერძის გადაცემათა კოლოფის შეყვანის ლილვის ღერძთან. ამრიგად, ის, რაც არ არის გადამწყვეტი სტაციონარული ლაბორატორიული დანადგარებისთვის, წარმოადგენს მნიშვნელოვან გამოწვევებს სატრანსპორტო მანქანებისთვის საიმედო პროდუქტების შემუშავებაში.
დგუშის სიმაღლის ცვლილება
ერთი შეხედვით, დგუშის სიმაღლის შეცვლა, როგორც ჩანს, ყველაზე მიმზიდველი მეთოდია შეკუმშვის კოეფიციენტზე ზემოქმედებისათვის. მართლაც, სხვებისგან განსხვავებით, ეს მეთოდი მოითხოვს მინიმალურ ცვლილებებს არქიტექტურაში. ძირითადი ძრავა... ცვლადი სიმაღლის დგუშის დიზაინი შემოთავაზებულია 1952 წელს ბრიტანული ძრავის კვლევითი ინსტიტუტის მიერ. დგუში შედგება ორი ნაწილისგან - "სხეული" ქვედაკაბით და მოძრავი თავით, რომელიც დამზადებულია შუშის სახით. სხეულსა და თავს შორის კონტაქტური ზედაპირი დალუქულია, მათ შორის შიდა ღრუში, არხების მეშვეობით, დამაკავშირებელ ღეროში ძრავის ზეთი... მისი რაოდენობის ცვლილება იწვევს დგუშის სიმაღლის ცვალებადობას. სიმაღლის მატებასთან ერთად პისტონის ზედმეტი კლირენსი მცირდება, შეკუმშვის კოეფიციენტი იზრდება და პირიქით. ნავთობის მიწოდება რეგულირდება სარქველიანი სისტემით.
ბრიტანელების შემდეგ, Ford და Mercedes-Benz კონცერნების ძრავები მუშაობდნენ ერთი მიმართულებით და გვთავაზობდნენ "ტელესკოპური" დგუშების საკუთარ ვერსიებს. ისინი განსხვავდებოდნენ ოდნავ განსხვავებული ზეთის მიწოდების სქემით და მოძრავი თავის ბეჭდის ორგანიზაციით. დგუშები გამოიყენებოდა წარმოებული ძრავების დიზაინში პატარა პარტიებში... შეკუმშვის კოეფიციენტის ვარიაციის დიაპაზონი სხვადასხვა ძრავისთვის განსხვავებული იყო. მაგალითად, მანქანებზე M-B S- კლასიეს იყო 11-14, ამის გამო ეფექტური ძრავების ეფექტურობაგაიზარდა 5%-ით.
ამ მიმართულებით ყველაზე მნიშვნელოვანი წარმატება მიაღწია ამერიკულმა კორპორაციამ კონტინენტალმა. მრავალი წლის განმავლობაში აწარმოებდა AVCR-1100 სპეციალური დანიშნულების დიზელის ძრავას დგუშის ცვლადი სიმაღლით. შეკუმშვის კოეფიციენტი მასში იცვლებოდა 10-დან 22-მდე. დგუშის სიმაღლის ზრდა მინიმალურიდან მაქსიმუმამდე მოხდა 60-65 ციკლში, ან დაახლოებით 3 წმ-ში, რადგან ეს შესაძლებელია მხოლოდ მოკლე დროში, ხოლო ინერციული ძალები მოქმედებენ დგუში აღემატება გაზების უკანა წნევას. ნელი რეაგირება არ არის ტელესკოპური დგუშის დიზაინის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაკლი. მექანიზმი ზუსტი ელემენტებით იძულებულია იმუშაოს მაღალი ტემპერატურისა და დატვირთვის პირობებში. ამის ერთ -ერთი სავარაუდო შედეგია ზეთის კოქსი და დგუშის თავის მოძრაობის დაკარგვა. გარდა ამისა, მეთოდის დანერგვა დაკავშირებულია დგუშების მასის მნიშვნელოვან მატებასთან, რასაც მოჰყვება ყველა შედეგი.
შესაცვლელი ღეროს სიგრძისა და ამწეის რადიუსის შეცვლა
სხვადასხვა დროს, შემოთავაზებულია ცვლადი სიგრძის დამაკავშირებელი ღეროების დიდი რაოდენობა. მათი უმრავლესობა დაფუძნებულია იმავე გადაწყვეტილებებზე, რომლებიც გამოიყენებოდა დგუშების სიმაღლის შესაცვლელად. დამაკავშირებელი ჯოხის სხეული გაკეთდა ტელესკოპური, მისი სიგრძე შეიცვალა მექანიკური ან ჰიდრავლიკური მოწყობილობების გამოყენებით. ასეთი დიზაინები განიცდიან იმავე ნაკლოვანებებს, როგორც ტელესკოპური დგუშები. უფრო მეტიც, დიზაინის საიმედოობა კიდევ უფრო დაბალი აღმოჩნდა იმის გამო, რომ დამაკავშირებელი ღერო, დგუშისგან განსხვავებით, ექვემდებარება მაღალ მოსახვევ დატვირთვას. რამდენიმე პატენტმა შემოგვთავაზა შემაერთებელი ღეროს სიგრძის შეცვლა ზედა ან ქვედა თავებში ექსცენტრული ელემენტების განთავსებით. ამ მეთოდების პრაქტიკული განხორციელება იმდენად რთული აღმოჩნდა, რომ ისინი დარჩნენ სუფთა იდეებად.
ექსცენტრული მექანიზმის გამოყენება ასევე განიხილებოდა როგორც ამწევი რადიუსის შეცვლის საშუალება. ჰოლანდიური საინჟინრო ფირმა Gomecsys ყველაზე შორს წავიდა ამ მიმართულებით. დიზაინში, რომელიც მან შემოგვთავაზა, მოძრავი ექსცენტრული ბუჩქი დაკბილული ბეჭდით მოთავსებულია ამწეკურის გარშემო. მისი კუთხოვანი პოზიცია იცვლება დიდი დიამეტრის მრიცხველის გადაბრუნებით შიდა გადაცემა... ამ პრინციპის თანახმად, 2- და
4 ცილინდრიანი ძრავები - GoEngine პროტოტიპები. შემუშავებულ მექანიზმს ერთდროულად ემსახურება ორი ცილინდრი. აქედან გამომდინარე, ის შესაფერისია მხოლოდ გარკვეული სქემის მქონე ძრავებისთვის - ცილინდრების ლუწი რაოდენობა, რომელთაგან ორი მიმდებარე მუშაობს სინქრონულად. სხვა შემთხვევებში, გადაცემათა წყვილის რაოდენობა, ძრავის მასა და ზომები მეტისმეტად იზრდება. ეს მხოლოდ მნიშვნელოვნად ამცირებს მისი პრაქტიკული გამოყენების შესაძლებლობებს.
შეკუმშვის პალატის მოცულობის შეცვლა
შეკუმშვის პალატის მოცულობის შეცვლის ალტერნატიული მეთოდები ძირითადად მცირდება გაყოფილი პალატის მოწყობილობაზე, რომელიც შედგება ორი საკომუნიკაციო ნაწილისგან - მთავარი და დამატებითი. დამატებითი პალატის მოცულობა იცვლება მისი სარდაფის მოძრაობით, რომელიც ხორციელდება ჰიდრავლიკური, მექანიკური ან ელექტრო მოწყობილობები... ეს ცვლის წვის პალატის საერთო მოცულობას და, შესაბამისად, შეკუმშვის კოეფიციენტს.
ერთ-ერთი პირველი ასეთი სისტემა დაეუფლა ფრანგულ კომპანიას Hispano-Suiza. HS-103 V8 თვითმფრინავის დიზელის ძრავა იყენებდა ცვლადი მოცულობის მორევის პალატას, რომლის მოძრავი სახურავი გადავიდა ჰიდრავლიკის მოქმედების ქვეშ. ნაპერწკალ ძრავში შეკუმშვის კოეფიციენტის მარეგულირებელი მსგავსი მოწყობილობა დაპატენტებულია Ford კონცერნის მიერ. განსხვავება ის იყო, რომ ამ დიზაინში დამატებითი კამერის მოძრავი ნაწილი გადაადგილდა პროფილირებული კამერის გამოყენებით. დაბოლოს, შეკუმშვის კოეფიციენტი ALVAR კონცეფციის ძრავაში, რომლის ავტორიც არის ვოლვოს კონცერნზე... აქ სარდაფები დამატებითი კამერებიშეკუმშვა იყო მცირე მეორადი დგუშების ქვედა ნაწილები, რომლებიც ამოძრავებული იყო ცილინდრის თავში მდებარე ლილვიდან.
შეკუმშვის პალატის გაყოფის მეთოდი მიმზიდველია იმით, რომ აუცილებელი ცვლილებები შემოიფარგლება მხოლოდ თავის დიზაინით. მეორეს მხრივ, ცილინდრის თავი (განსაკუთრებით თანამედროვე მრავალძრავიანი ძრავის) უკვე მჭიდროდ არის შეფუთული. ასე რომ მასში დამატებითი ელემენტის განთავსება დიდი პრობლემაა. "დანამატის" არსებობა წვის პალატაში აუცილებლად არღვევს ნარევის წარმოქმნისა და წვის პროცესს, რაც იწვევს ძრავის გარემოს მახასიათებლების გაუარესებას. დაბოლოს, მარეგულირებელი მექანიზმი მოქმედებს მაქსიმალური თერმული და მექანიკური დატვირთვების ზონაში, რაც არ შეიძლება გავლენა იქონიოს მის საიმედოობაზე.
ამ ეტაპზე რამდენიმე შუალედური დასკვნის გაკეთება შეიძლება. სამწუხაროდ, ისინი არ არიან ძალიან დამამშვიდებელი. ტრადიციული KShM– ის მქონე ძრავებისთვის შეკუმშვის კოეფიციენტის რეგულირების სხვადასხვა ვარიანტი შემოთავაზებულია და შემოწმებულია სხვადასხვა ხარისხით. მათმა უმეტესობამ შესაძლებელი გახადა შეცვლის ამოცანის გადაწყვეტა, მაგრამ არცერთი მათგანი არ იყო აბსოლუტურად სასურველი და შესაფერისი სერიული ძრავების ფართო გამოყენებისათვის წარმოების სირთულეების გამო ან მისაღები შესრულების უზრუნველსაყოფად. ეს აიძულა ძრავის ინჟინრებმა იფიქრონ სხვა სახის მექანიზმებზე, რომლებიც მთარგმნელობითი მოძრაობას ბრუნვად აქცევს.
არატრადიციული გარდამქმნელი მექანიზმების გამოყენება
VCR ძრავის დაძაბულობის გარეშე მუშაობის ამ ხაზს შეიძლება ეწოდოს პოპულარული. ბევრი ავტომწარმოებელი - Ford, Mercedes -Benz, Nissan, Peugeot / Citroen - და საავტომობილო კვლევითი კომპანიები: გერმანული FEV Motorentechnik, ბრიტანული Mayflower და ფრანგული MCE -5 Development ჩაერთვნენ მასში და აგრძელებენ აქტიურად ჩართვას. თუმცა, მსგავსი მოვლენები მრავალი წელია ხორციელდება NAMI– ში. შევეცადოთ გავიგოთ ამ თემისადმი ინტერესის მიზეზი.
TMM– ის მნიშვნელოვანი მოცულობის დათვალიერებისას (მექანიზმებისა და მანქანების თეორია, სტუდენტური ჟარგონი - ეს არის ჩემი საფლავი), შეგიძლიათ იპოვოთ მექანიზმების უზარმაზარი კინემატიკური სქემები, რომლებიც, პრინციპში, შეიძლება გამოყენებულ იქნას შიდა წვის ძრავაში. გადაიტანეთ მოძრაობა დგუშიდან ამწეკზე. ამწე მექანიზმი- უმარტივესი მათგანი, რა არის მისი უდაო დამსახურება. KIJJM კლასიფიკაციის თანახმად, ეს არის ერთი ელემენტის გარდაქმნის მექანიზმი, რადგან დგუში უკავშირდება ამწეს ერთი ბმულით - დამაკავშირებელი ღერო. ინჟინრების ყურადღება მიიპყრო სამ ელემენტმა მექანიზმმა, რომელთა შედარებითი სიმარტივით პოტენციურად შეუძლია უზრუნველყოს მნიშვნელოვანი უპირატესობა- დგუშის მოძრაობის მოქნილი კონტროლი. სამნაწილიანი მოწყობილობები იყოფა ორად დიდი ჯგუფები- დაბალანსება და ტრავერსი. პირველში, დამაკავშირებელი ღეროსთან დაკავშირებული რგოლი (ბალანსირება) ბრუნავს, მეორეში, ის ახორციელებს სიბრტყის რთულ მოძრაობას და ეწოდება ტრავერსი. დაბალანსების მექანიზმები კრუნჩხვას უკავშირდება წევით, ტრივერსი - თვით ტრავერსით.
დაბალანსებული შიდა წვის ძრავების მრავალი დიზაინი დაპატენტებულია და ექსპერიმენტულად შემოწმებულია. მათი უმეტესობა იყო 2-ინსულტიანი ძრავები დგუშის საპირისპირო მოძრაობით. კვლევამ აჩვენა, რომ დაბალანსების მექანიზმებზე დაყრდნობით შედეგი არ გამოიღო. მიუხედავად იმისა, რომ ბალანსის ძრავები საკმარისად აჩვენეს მაღალი საიმედოობა, მათ ჰქონდათ მნიშვნელოვნად უფრო დიდი ზომები ტრადიციულთან შედარებით, ოდნავ აღემატებოდა მათ დგუშების მოძრაობის რეგულირების შესაძლებლობის თვალსაზრისით. ბევრად უფრო გამამხნევებელი შედეგები იქნა მიღებული ტრავერსიული მექანიზმების ექსპერიმენტული ტესტირების პროცესში. ნაჩვენებია, რომ ისინი უზრუნველყოფენ შემდეგ სარგებელს გარკვეულ პირობებში:
შეკუმშვის კოეფიციენტის რეგულირების მისაღები დიაპაზონი (ε = 7–15);
შეკუმშვის თანაფარდობისა და სამუშაო მოცულობის ერთდროული რეგულირების შესაძლებლობა და ოპტიმალური ალგორითმის მიხედვით;
ძრავის დისბალანსის შემცირების უნარი დგუშის მოძრაობის კანონის ოპტიმიზაციით და დამატებითი ელემენტების მასის გამოყენებით;
მცირე დატვირთვები VCR- მექანიზმის კონტროლზე და, შედეგად, საკმაოდ მაღალი სიჩქარე;
ეგზოტიკური ნაწილების არარსებობა, ძრავის მშენებლობისთვის ტრადიციული ტექნოლოგიების გამოყენება.
სწორედ ამიტომ, ტრავერსი მექანიზმს საფუძვლად უდევს VCR ძრავის შემქმნელთა უმეტესობა, რომლებიც ზემოთ იყო ნახსენები. ეს არ ნიშნავს იმას, რომ ისინი ყველა მოძრაობენ "კვალდაკვალ". გამოიყენება სხვადასხვა კინემატიკური სქემა და სხვადასხვა დიზაინის გადაწყვეტილებები. გამოთქმა "გარკვეულ პირობებში" ადრე გამოიყენებოდა გარკვეული მიზეზის გამო. მართლაც, ტრავერსიული მექანიზმების უპირატესობა მათში არავითარ შემთხვევაში არ არის განსაზღვრული. ისინი მიიღწევა მხოლოდ მაშინ, როდესაც ყველა ბმულის გეომეტრიული და დიზაინის პარამეტრები ოპტიმიზირებულია დგუშის მოძრაობის კანონის, მექანიზმისა და სიმტკიცის ბალანსის თვალსაზრისით. მიმდინარე ეტაპზე ეს კითხვები არის კვლევის მთავარი საგანი.
გარდა ამისა, მუშავდება დისკის მექანიზმის სხვადასხვა ვარიანტი და შეკუმშვის კოეფიციენტის ავტომატური კონტროლის ალგორითმი.
იმავდროულად, MCE-5 მუშაობს სხვა მიმართულებით. მის მიერ შემოთავაზებული VCR ძრავის დიზაინი იყენებს KShM- ს, მაგრამ არატრადიციულად. ზედა დამაკავშირებელი ღეროს თავი არ არის დაკავშირებული დგუშთან, არამედ ღერძთან სავარძელი, რომელიც, თავის მხრივ, უკავშირდება დგუშზე მყარად მიმაგრებულ ღეროს. ერთი შეხედვით, გამოსავალი არ არის უდავო, მაგრამ, დეველოპერების აზრით, მას აქვს მრავალი უპირატესობა. ამტკიცებენ, რომ მექანიზმი საშუალებას გაძლევთ შეცვალოთ შეკუმშვის კოეფიციენტი ფართო დიაპაზონში, უზრუნველყოფს მინიმალურ ხახუნის დანაკარგებს ცილინდრის კედლებზე დგუშის გვერდითი წნევის არარსებობის გამო, უკიდურესად საიმედოა და აქვს ხანგრძლივი მომსახურების ვადა.
ჩვენ შევძლებთ ამის შემოწმებას შემდეგ სტატიაში, რომელიც დაეთმობა ყველაზე პერსპექტიულ ICE პროექტებს "ცვლადი უცვლელი".
ტურბო დატენვის სისტემების დიზაინის, ექსპლუატაციისა და შეკეთების შესახებ უნიკალური ინფორმაციისათვის იხილეთ ვებგვერდი turbomaster.ru
რედაქცია მადლიერია ტექნიკური მეცნიერებათა დოქტორის გეორგ ტერ-მკრტიჩიანის სტატიის მომზადებაში დახმარებისთვის.
- სერგეი სამოხინი