informatii detaliate despre prima benzină din lume motor de serie Cu grad variabil comprimare. Aceștia îi prevestesc un viitor grozav și spun că tehnologia dezvoltată de Infiniti va deveni o mare amenințare la adresa existenței motoarelor diesel.
Un motor cu piston pe benzină care poate schimba dinamic raportul de compresie*, adică cantitatea cu care pistonul comprimă amestecul aer-combustibil din cilindru, a fost visul multor generații de ingineri motoare. combustie interna. Unele mărci de mașini au fost mai aproape ca niciodată de rezolvarea teoriei, chiar și mostre de astfel de motoare au fost făcute, de exemplu, Saab a obținut succes în acest sens.
Poate că producătorul suedez de automobile ar fi avut o cu totul altă soartă dacă Saab nu ar fi fost achiziționată în cele din urmă de General Motors în ianuarie 2000. Din păcate, astfel de evoluții nu au fost interesante pentru proprietarul de peste mări și cazul a fost suspendat.
*Grad compresie – volum camera de ardere când pistonul este în partea de jos centru mort, la volum pe măsură ce se împinge până în punctul mort superior. Cu alte cuvinte, acesta este un indicator al compresiei amestecului aer-combustibil din cilindru de către piston.
Principalul rival a fost spart și Nissan, ca al doilea potențial dezvoltator sistem de inovare cu un raport de compresie variabil, și-a continuat drumul spre singurătate mândră. 20 de ani de muncă minuțioasă, calcule și modelare nu au fost în zadar, divizia de lux companie japoneză marca Infiniti a dezvăluit dezvoltarea finală a motorului cu compresie variabilă pe care o vom vedea sub capotă. Va deveni dezvoltarea sa cântecul de lebădă al tuturor motoarelor diesel? Intrebarea este interesanta.
Unitatea de putere cu patru cilindri turbo de 2,0 litri (putere nominală 270 CP și 390 Nm de cuplu) a fost denumită VC-T (Variable Compression-Turbocharged). Numele reflectă deja principiul funcționării și datele tehnice. Sistemul VC-T este capabil să modifice fără probleme și dinamic raportul de compresie de la 8:1 la 14:1.
Principiul general de funcționare al sistemului de motor VC-T poate fi descris după cum urmează:
Aceasta este o descriere schematică simplă a modului în care funcționează sistemul. De fapt, desigur, totul este mult mai complicat.
Într-adevăr unități de putere cu un raport de compresie scăzut nu poate avea performanta ridicata. Tot motoare puternice, in special pentru masini de curse, de regulă, au un raport de compresie foarte mare, la multe mașini acesta depășește 12:1 și chiar ajunge la 15:1 la motoarele alimentate cu metanol. Cu toate acestea, acest raport ridicat de compresie poate face motoarele mai eficiente și mai economice. Acest lucru duce la o întrebare logică, de ce să nu faci motoare care ar avea întotdeauna un grad înalt compresia amestecului aer-combustibil? De ce să îngrădiți o grădină cu sisteme complexe de antrenare cu piston?
Motivul principal pentru imposibilitatea utilizării unui astfel de sistem atunci când funcționează pe un octanic convențional scăzut combustibil – aspect cu compresie mare și încărcătură mare detonaţie. Benzina începe să nu ardă, ci să explodeze. Ceea ce reduce supraviețuirea componentelor și ansamblurilor motorului și reduce eficiența acestuia. De fapt, același lucru se întâmplă cu un motor pe benzină ca și cu un motor diesel, din cauza compresiei mari, amestecul aer-combustibil se aprinde, deși acest lucru nu se întâmplă la momentul potrivit și acest lucru nu este prevăzut de designul motorului. .
În momentele de „criză” de ardere a amestecului combustibil-aer, vine în ajutor un raport de compresie variabil, care poate scădea în momentele de putere de vârf cu creșterea maximă a presiunii prin suprafața turbocompresorului, care va împiedica detonarea motorului. . În schimb, în timpul funcționării la viteză mică cu presiune de supraalimentare scăzută, raportul de compresie va crește, crescând astfel cuplul și reducând consumul de combustibil.
În plus, motoarele sunt echipate cu un sistem de sincronizare variabilă a supapelor, care face posibil ca motorul să funcționeze pe ciclul Atkinson într-un moment în care motorul nu este necesar să furnizeze puteri mari.
Astfel de motoare se găsesc de obicei în mașinile hibride, principalul lucru pentru care este ecologic și consumul redus de combustibil.
Rezultatul tuturor acestor schimbări este un motor care este capabil să îmbunătățească eficiența consumului de combustibil cu 27 la sută în comparație cu V6-ul de 3,5 litri al Nissan, cu aproximativ aceeași putere și cuplu. Potrivit Reuters, la o conferință de presă, inginerii Nissan a spus că motor nou are un cuplu comparabil cu cel al unui turbodiesel modern și, totuși, ar trebui să fie mai ieftin de fabricat decât orice motor turbodiesel modern.
Acesta este motivul pentru care Nissan pariază atât de mult pe acest sistem, deoarece îl consideră ca având potențialul de a înlocui parțial motoarele diesel în multe aplicații, incluzând posibil opțiuni mai ieftine pentru țările în care benzina este combustibilul principal, un exemplu de astfel de țară ar fi si Rusia.
Dacă ideea prinde bine, cu siguranță vor exista în viitor motopropulsori cu doi cilindri pe benzină care vor funcționa bine. Aceasta poate deveni una dintre ramurile dezvoltării sistemului.
Flexibilitatea motorului pare impresionanta. Din punct de vedere tehnic, acest efect a fost realizat cu ajutorul unei pârghii speciale de antrenare care acționează asupra arborelui de antrenare, schimbând poziția sistemului multi-link care se rotește în jurul rulmentului principal al bielei. În dreapta, o altă pârghie venită de la motorul electric este atașată sistemului multi-link. Schimbă poziția sistemului în raport cu arbore cotit. Acest lucru se reflectă în brevetul și desenele Infiniti. Tija pistonului are un rotativ central sistem multi-link, care este capabil să-și schimbe unghiul, ceea ce duce la o modificare a lungimii efective a tijei pistonului, care, la rândul său, modifică lungimea cursei pistonului în cilindru, ceea ce, în cele din urmă, modifică raportul de compresie.
Motorul proiectat pentru Infiniti, chiar și la prima vedere, arată mult mai complex decât omologul său clasic. Indirect, presupunerea este confirmată chiar de Nissan. Ei spun că are sens din punct de vedere economic să se producă motoare cu patru cilindri în acest fel, dar nu și V6-urile sau V8-urile mai complexe. Costul tuturor sistemelor de antrenare a bielei poate fi prea mare.
Având în vedere cele de mai sus, această schemă de motor ar trebui, nu, pur și simplu trebuie să se înrădăcineze. O astfel de putere și eficiență vor fi un bonus de neegalat pentru mașinile echipate cu motoare cu ardere internă și motoare electrice.
Motorul VC-T va fi dezvăluit oficial pe 29 septembrie la Salonul Auto de la Paris.
P.S. La fel va înlocui noul motor pe benzină motoare diesel? Improbabil. În primul rând, designul unui motor pe benzină este mai complex și, prin urmare, mai capricios. Limitarea volumului limitează, de asemenea, domeniul de aplicare a tehnologiei. Productie combustibil diesel De asemenea, nimeni nu a anulat ce să facă cu el dacă toată lumea trece la benzină? Turna? Depozit? Și, în sfârșit, utilizarea unităților diesel (design simplu) este excelentă pentru condițiile de mediu dificile, ceea ce nu se poate spune despre ICE-urile pe benzină.
Cel mai probabil datorat noua dezvoltare va deveni mașini hibrideși mașini mici moderne. Care este, de asemenea, în felul său, o parte considerabilă a pieței auto.
Din ce în ce mai mult, se aud opinii cu autoritate că acum s-a ajuns la dezvoltarea motoarelor cu ardere internă cel mai înalt nivelși nu mai este posibilă îmbunătățirea vizibilă a performanței acestora. Designerii sunt lăsați să se ocupe de modernizarea târâtoare, lustruirea sistemelor de boost și injecție, precum și adăugarea din ce în ce mai multă electronică. Inginerii japonezi nu sunt de acord cu asta. Compania Infiniti, care a construit un motor cu raport de compresie variabil, și-a spus cuvântul. Vom înțelege care sunt avantajele unui astfel de motor și care este viitorul acestuia.
Ca o introducere, reamintim că raportul de compresie este raportul dintre volumul de deasupra pistonului, situat în centrul „mort” inferior, și volumul când pistonul se află în partea de sus. Pentru motoarele pe benzină, această cifră este de la 8 la 14, pentru motoarele diesel - de la 18 la 23. Raportul de compresie este fixat prin proiectare. Se calculeaza in functie de cifra octanica a benzinei folosite si de prezenta supraalimentarii.
Capacitatea de a schimba dinamic raportul de compresie în funcție de sarcină vă permite să creșteți eficiența motor turbo, asigurându-se că fiecare porție amestec aer-combustibil ars la compresie optimă. Pentru încărcături mici, atunci când amestecul este slab, utilizați compresie maximă, iar în regim de încărcare, când se injectează multă benzină și este posibilă detonarea, motorul comprimă amestecul minim. Acest lucru elimină necesitatea de a regla „în spate” sincronizarea aprinderii, care rămâne în cea mai eficientă poziție pentru îndepărtarea puterii. Teoretic, sistemul de modificare a raportului de compresie în motorul cu ardere internă vă permite să reduceți volumul de lucru al motorului de până la două ori, menținând în același timp tracțiunea și caracteristicile dinamice.
Schema schematică a unui motor cu cameră de ardere cu volum variabil și biele cu sistem de ridicare a pistonului
Unul dintre primele a apărut un sistem cu un piston suplimentar în camera de ardere, care, în mișcare, și-a schimbat volumul. Dar imediat s-a pus problema plasării unui alt grup de piese în capul blocului, unde erau deja aglomerate arbori cu came, supape, injectoare și bujii. Mai mult, a fost încălcată configurația optimă a camerei de ardere, ceea ce a făcut ca combustibilul să fie ars neuniform. Prin urmare, sistemul a rămas între zidurile laboratoarelor. Sistemul cu pistoane de înălțime variabilă nu a mers mai departe decât experimentul. Pistoanele împărțite erau excesiv de grele, iar dificultățile de proiectare au apărut imediat la controlul înălțimii capacului.
Sistem de ridicare a arborelui cotit pe ambreiajele excentrice FEV Motorentechnik (stânga) și mecanism transversal pentru modificarea înălțimii de ridicare a pistonului
Alți designeri au trecut prin controlul înălțimii arborelui cotit. În acest sistem, fusele lagărelor arborelui cotit sunt găzduite în ambreiaje excentrice antrenate prin roți dințate de un motor electric. Când excentricele se rotesc, arborele cotit se ridică sau coboară, ceea ce, în consecință, modifică înălțimea pistoanelor la capul blocului, crește sau scade volumul camerei de ardere și, prin urmare, schimbă raportul de compresie. Un astfel de motor a fost prezentat în 2000 de compania germană FEV Motorentechnik. Sistemul a fost integrat într-un motor cu patru cilindri turbo de 1,8 litri de la grupul Volkswagen, unde raportul de compresie a variat de la 8 la 16. Motorul a dezvoltat o putere de 218 CP. si un cuplu de 300 Nm. Până în 2003, motorul a fost testat masina Audi A6, dar nu a intrat în serie.
Nu a fost prea norocos sistem invers, care modifică și înălțimea pistoanelor, dar nu prin controlul arborelui cotit, ci prin ridicarea blocului cilindrilor. Saab a demonstrat un motor funcțional cu acest design în 2000 și l-a testat și pe modelul 9-5, intenționând să-l lanseze în productie in masa. Numit Saab Variable Compression (SVC) cu cinci cilindri motor turbo volum de 1,6 litri, a dezvoltat o putere de 225 litri. Cu. și un cuplu de 305 Nm, în timp ce consumul de combustibil la sarcini medii a scăzut cu 30%, iar datorită raportului de compresie reglabil, motorul putea consuma cu ușurință orice benzină - de la A-80 la A-98.
Sistem de motor Saab Variable Compression, în care raportul de compresie este modificat prin devierea superioară a blocului cilindrilor
Saab a rezolvat problema ridicării blocului cilindrilor astfel: blocul a fost împărțit în două părți - cea superioară cu chiulasa și căptușele, iar cea inferioară, unde a rămas arborele cotit. Pe de o parte, partea superioară a fost conectată la partea inferioară printr-o balama, iar pe de altă parte, a fost instalat un mecanism acţionat electric, care, ca un capac pe un cufăr, ridica partea superioară la un unghi de până la 4. grade. Gama gradului de compresie în timpul ridicării - coborârii poate varia în mod flexibil de la 8 la 14. O carcasă elastică din cauciuc a servit la etanșarea părților mobile și fixe, care s-a dovedit a fi una dintre cele mai puncte slabe constructie, impreuna cu balamale si mecanism de ridicare. După achiziția Saab de către General Motors, americanii au închis proiectul.
Proiectul MCE-5, care folosește un mecanism cu pistoane de lucru și de control conectate printr-un balansier al angrenajului
La începutul secolului, inginerii francezi de la MCE-5 Development S.A. și-au propus și proiectarea unui motor cu un raport de compresie variabil. Motorul turbo de 1,5 litri pe care l-au prezentat, în care raportul de compresie putea varia de la 7 la 18, a dezvoltat o putere de 220 CP. Cu. si un cuplu de 420 Nm. Structura aici este destul de complexă. Biela este divizată și echipată în partea superioară (în partea montată pe arborele cotit) cu un culbutor al angrenajului. Adiacent acesteia se află o altă parte a bielei de la piston, al cărei vârf are o cremalieră. Șina pistonului de comandă este conectată de cealaltă parte a culbutorului, care este antrenat prin sistemul de lubrifiere a motorului prin intermediul unor supape speciale, canale și o acționare electrică. Când pistonul de comandă se mișcă, acesta acționează asupra balansierului și se modifică înălțimea de ridicare a pistonului de lucru. Motorul a fost testat experimental pe Peugeot 407, dar producătorul auto nu a fost interesat de acest sistem.
Acum, designerii Infiniti au decis să-și spună cuvântul introducând un motor cu tehnologia Variable Compression-Turbocharged (VC-T), care vă permite să schimbați dinamic raportul de compresie de la 8 la 14. Inginerii japonezi au folosit un mecanism de traversare: au realizat un dispozitiv mobil. articulația bielei cu gâtul inferior, care, la rândul său, este conectată printr-un sistem de pârghii antrenate de un motor electric. După ce a primit o comandă de la unitatea de control, motorul electric mișcă tija, sistemul de pârghie își schimbă poziția, ajustând astfel înălțimea pistonului și, în consecință, schimbând raportul de compresie.
Proiectarea sistemului de compresie variabilă motor Infiniti VC-T: a - piston, b - biela, c - traversă, d - arbore cotit, e - motor electric, f - arbore intermediar, g - împingere.
Datorită acestei tehnologii, motorul turbo pe benzină VC-T de 2,0 litri al Infiniti dezvoltă 270 CP, ceea ce este cu 27% mai economic decât alte motoare de 2,0 litri cu un raport de compresie constant. Japonezii intenționează să lanseze motoarele VC-T în producție de masă în 2018, echipând crossover-ul QX50 cu ele și apoi alte modele.
Rețineți că eficiența este acum scopul principal al dezvoltării motoarelor cu un raport de compresie variabil. La dezvoltare modernă tehnologiile de supraalimentare și injecție, nu este o mare problemă pentru proiectanți să ajungă din urmă cu puterea motorului. O altă întrebare: câtă benzină va zbura într-un motor super-umflat în conductă? Pentru motoarele în serie convenționale, indicatorii de consum pot fi inacceptabili, ceea ce acționează ca un limitator pentru umflarea puterii. Designerii japonezi au decis să depășească această barieră. După cum cred ei în Infiniti, motorul lor pe benzină VC-T, este capabil să acționeze ca o alternativă la dieselurile moderne cu turbo, arătând același consum de combustibil la cea mai buna performanta putere și emisii mai mici.
Care este linia de jos?
Lucrările la motoare cu un raport de compresie variabil se desfășoară de mai bine de o duzină de ani - designerii Ford, Mercedes-Benz, Nissan, Peugeot și Volkswagen au fost angajați în acest domeniu. inginerii institute de cercetare iar companiile de pe ambele maluri ale Atlanticului au primit mii de brevete. Dar până acum, niciun astfel de motor nu a intrat în producție de masă.
Nici pentru Infiniti nu totul merge bine. După cum recunosc înșiși dezvoltatorii motorului VC-T, creația lor are încă probleme comune: complexitatea și costul designului au crescut, problemele cu vibrațiile nu au fost rezolvate. Dar japonezii speră să finalizeze designul și să îl pună în producție de masă. Dacă se întâmplă acest lucru, atunci viitorii cumpărători trebuie doar să înțeleagă: pentru cât vor trebui să plătească în exces tehnologie nouă cât de fiabil va fi un astfel de motor și cât de mult va economisi combustibil.
motor VC-T. Imagine: Nissan
Producătorul auto japonez Nissan Motor a fost prezentat tip nou motor cu ardere internă pe benzină, care în unele privințe depășește motoarele diesel moderne avansate.
Noul motor Variable Compression-Turbo (VC-T) este capabil modifica raportul de compresie amestec gazos combustibil, adică modificați cursa pistonului cilindri ICE. Această setare este de obicei fixă. Aparent, VC-T va fi primul ICE din lume cu un raport de compresie variabil.
Raportul de compresie - raportul dintre volumul spațiului peste piston al cilindrului unui motor cu ardere internă cu poziția pistonului în punctul mort inferior ( suma totală cilindru) la volumul spațiului peste piston al cilindrului când pistonul se află în punctul mort superior, adică la volumul camerei de ardere.
Creșterea raportului de compresie în caz generalîşi măreşte puterea şi Eficiența motorului, care ajută la reducerea consumului de combustibil.
La motoarele convenționale pe benzină, raportul de compresie este de obicei între 8:1 și 10:1, iar în mașini sport iar mașinile de curse pot atinge 12:1 sau mai mult. Când raportul de compresie este crescut, motorul are nevoie de combustibil cu un octan mai mare.
motor VC-T. Imagine: Nissan
Ilustrația arată diferența în pasul pistonului la diferite rapoarte de compresie: 14:1 (stânga) și 8:1 (dreapta). În special, este demonstrat mecanismul de modificare a raportului de compresie de la 14:1 la 8:1. Se întâmplă în acest fel.
- Dacă este necesară modificarea raportului de compresie, modulul este activat Unitatea armonicăşi mişcă pârghia de acţionare.
- Pârghia actuatorului rotește arborele de antrenare ( arborele de control pe diagramă).
- Când arborele de antrenare se rotește, acesta modifică unghiul de înclinare suspensie cu mai multe legături (multi-link pe diagrama)
- O suspensie cu mai multe brațe determină înălțimea la care fiecare piston poate să se ridice în cilindrul său. Astfel, raportul de compresie se modifică. Centrul mort inferior al pistonului, aparent, rămâne același.
Modificarea raportului de compresie într-un motor cu ardere internă poate fi comparată în anumite moduri cu schimbarea unghiului de atac în elicele cu pas controlabil, un concept care a fost folosit în elice și elice de multe decenii. Pasul variabil al elicei permite menținerea eficienței propulsiei aproape de optim, indiferent de viteza purtătorului în flux.
tehnologie de schimbare a gradului compresie ICE face posibilă menținerea puterii motorului respectând în același timp standarde stricte de eficiență a motorului. Acesta este probabil cel mai mult mod real respectă aceste reglementări. „Toată lumea lucrează acum la compresie variabilă și alte tehnologii pentru a îmbunătăți considerabil eficiența motoarelor pe benzină”, spune James Chao, director general pentru Asia Pacific și consultant pentru IHS. „În cel puțin ultimii douăzeci de ani și ceva.” . Este de menționat că în 2000, Saab a prezentat un prototip al unui astfel de motor Saab Variable Compression (SVC) pentru Saab 9-5, pentru care a primit o serie de premii la expozițiile tehnice. Apoi, compania suedeză a fost cumpărată de General Motors și a oprit lucrările la prototip.
Motor Saab cu compresie variabilă (SVC). Fotografie: Reedhawk
Motorul VC-T este de așteptat să ajungă pe piață în 2017 cu Infiniti QX50. Prezentarea oficială este programată pentru 29 septembrie la Salonul Auto de la Paris. Acest motor de 2,0 litri, cu patru cilindri, va avea aproximativ aceeași putere și cuplu ca și V6-ul de 3,5 litri pe care îl înlocuiește, dar asigură economii de combustibil de 27% față de el.
Inginerii Nissan mai spun că VC-T va fi mai ieftin decât motoarele diesel avansate cu turbocompresor de astăzi și va respecta pe deplin reglementările moderne privind oxidul de azot și alte emisii. gaze de esapament- astfel de reguli se aplică în Uniunea Europeană și în alte țări.
După Infiniti, se plănuiește echiparea altor mașini Nissan și, eventual, a companiei partenere Renault cu noi motoare. 
motor VC-T. Imagine: Nissan
Se poate presupune că este complicat proiectarea motorului cu ardere internă la început, este puțin probabil să fie de încredere. Este logic să așteptați câțiva ani înainte de a cumpăra o mașină cu motor VC-T, cu excepția cazului în care doriți să participați la testarea tehnologiei experimentale.
Invenţia se referă la construcţia motoarelor, în special la motoare cu combustie internă alternativă cu o cameră de ardere având un volum variabil şi supape de admisie controlate. Rezultat tehnic este de a îmbunătăți eficiența motorului și de a reduce impactul asupra mediului. Conform invenţiei, controlul unui motor alternativ cu ardere internă se realizează prin alegerea volumului camerei de ardere în combinaţie cu alegerea timpului de deschidere şi a timpului de închidere. supape de admisie iar în combinaţie cu alegerea frecvenţei cu care se execută mişcările de lucru. 11 w.p. f-ly, 1 bolnav.
Prezenta invenţie se referă la o metodă de control pentru modularea cuplului unui motor cu combustie internă alternativă cu o cameră de ardere având un volum variabil şi supape de admisie controlabile.
Invenţia este aplicabilă motoarelor care funcţionează cu o sarcină variabilă, de exemplu la motoare cu carburatorși motoare diesel conceput pentru a propulsa Vehicul, avioane, ambarcațiuni, nave etc., precum și pentru antrenarea compresoarelor, pompelor hidraulice, generatoarelor electrice etc.
Invenția necesită utilizarea unui sistem de control. Funcționarea sistemului de control este determinată de software-ul acestuia. Software-ul prin care poate fi implementată prezenta invenţie poate, de exemplu, să facă parte dintr-un sistem de control mai mare, utilizat, de asemenea, pentru a controla alte caracteristici şi parametri ai motorului în cauză.
De ultimă oră
În ultimele decenii, dezvoltarea motoarelor cu ardere internă a avut ca scop îmbunătățirea eficienței funcționării acestora și reducerea impactului lor asupra mediului prin introducerea sistemelor digitale de control, de exemplu pentru injecția și aprinderea combustibilului.
Cu toate acestea, în ciuda acestor îmbunătățiri, rămâne problema că schimbarea modului de funcționare duce la o eficiență medie scăzută și un impact semnificativ asupra mediului. Se modifică și compoziția gazelor de eșapament, ceea ce interferează cu purificarea acestora.
Raportul de compresie variabil este cunoscut pentru a îmbunătăți eficiența motorului. În plus, se știe că introducerea supapelor controlate liber, așa-numitele actuatoare de supape controlate, duce la posibilitatea înlocuirii comenzii clapetei cu o închidere mai devreme a supapelor de admisie în timpul cursei de admisie, așa-numitul ciclu Miller, și la posibilitatea de a închide complet cilindrul într-un timp atât de scurt, ca o singură rotație a motorului, care se mai numește și modulația de frecvență cuplul sau ciclul de salt, rezultând o creștere semnificativă a eficienței motorului. În plus, s-a constatat că atunci când se utilizează actuatoare de supape controlate, este posibilă trecerea de la funcționarea cu un ciclu în doi timpi la funcționarea cu un ciclu în patru timpi.
Scopul invenției
Scopul prezentei invenții este de a furniza o metodă de control pentru modularea cuplului unui motor cu combustie internă alternativă, care are o cameră de ardere cu volum variabil și supape controlate, metoda asigură depășirea dezavantajelor de mai sus și duce la o creștere a eficienței motorului. și o scădere a impactului asupra mediului.
Esența invenției
Obiectivele prezentei invenții sunt atinse prin metoda menționată mai sus, caracterizată prin aceea că cuplul necesar pentru condițiile de funcționare date este atins prin selectarea volumului camerei de ardere în combinație cu selectarea timpilor de deschidere și închidere a supapelor de admisie, în combinaţie cu selectarea frecvenţei la care se execută cursele de putere.piston.
Din cunoștințele inventatorului, nimeni nu a propus anterior combinarea utilizării raportului de compresie variabil și a antrenărilor supapelor controlate în același motor. De preferință, volumul maxim al camerei de ardere este utilizat la sarcina maximă. Când sarcina este redusă, volumul este redus, utilizând în același timp o închidere mai devreme a supapelor de admisie, în așa măsură încât să se obțină eficiența optimă, care este maximă pentru modul de funcționare dorit. Cu reducerea continuă a sarcinii, cuplul modulat în frecvență este utilizat atunci când sarcina necesară este atinsă prin selectarea frecvenței de funcționare de către sistemul de control, menținând în același timp o caracteristică sau parametri corespunzători nivelului de sarcină la care a fost atinsă. putere optimă motor. Eu gras viteza mica rotația motorului, este necesar un cuplu mare, de preferință se folosește funcționarea cu ciclu în doi timpi. Deoarece, conform invenției, utilizarea unui raport de compresie variabil este combinată cu utilizarea unor actuatoare de supape controlate, se obțin efecte sinergice, de exemplu, o reducere mai mare a consumului de combustibil decât suma reducerilor de consum de combustibil care poate fi realizat folosind raportul de compresie variabil separat sau dispozitivele de acţionare ale supapelor controlate.
Un raport de compresie variabil este modificarea volumului dintre piston și chiulasa din punctul mort superior al pistonului.
Supapele controlate, sau actuatoarele de supape controlate, sunt supape ale căror timpi de deschidere și închidere, precum și înălțimea și zona de ridicare, sunt controlate de actuatoare care sunt conduse de semnale de la sistemul de control al supapelor. Supapele pilotate au actuatoare care sunt actionate prin mijloace pneumatice, hidraulice, electromagnetice sau orice alte mijloace similare.
Cursa de lucru este cursa pistonului, în timpul căreia energia masei de gaz care se extinde în timpul procesului de ardere este convertită în munca mecanica. Cursele de putere pot veni în cicluri optime sau convenționale, ca în motoarele moderne.
Mersul în gol este cursa unui piston fără schimb de gaz, alimentare cu aer sau ardere; nu se lucrează în timpul inactiv. În timpul unei astfel de curse, există pierderi mici din cauza frecării și pierderilor de căldură. În timpul mersului la ralanti, nu este pompat aer sau amestec aer-combustibil prin motor. Idle înseamnă că cel puțin supapele de admisie sunt controlate și ținute închise în timpul ralanti, împiedicând intrarea aerului, până când se deschid din nou. Totuşi, conform invenţiei, se preferă ca supapele de evacuare să fie de asemenea controlabile.
Rata cursei poate varia între 0 și 100% din turația motorului. Această frecvență poate fi selectată prin efectuarea unei curse de putere în timpul fiecărei a n-a rotații a motorului, cursele rămase fiind curse în gol. Alternativ, se efectuează o secvență de curse de putere și o cursă în gol a fost efectuată în timpul fiecărei a n-a rotație a motorului. Cuplul necesar este măsurat de un senzor și transmis sistemului de control, care selectează frecvența curselor.
Cursa optimă este cursa pistonului în timpul căreia munca efectuată este maximă posibilă, ținând cont de condițiile economice și de mediu existente și de consumul de combustibil. La furnizarea cuplului necesar prin alegerea frecvenței curselor optime, se obține cea mai bună funcționare economică.
Când funcționează cu un ciclu în patru timpi, cursa optimă de putere implică închiderea avansată a supapelor de admisie, ciclul Miller, spre deosebire de cel convențional. motoare moderne, și deschidere întârziată supape de evacuare, ciclul Atkinson, spre deosebire de practica tradițională. Volumul camerei de ardere se alege din motive de obținere, dacă este posibil, cel mai bun rezultatîn condiții date și, ca rezultat, volumul camerei de ardere este de aproximativ 20-80% din volumul maxim al camerei de ardere și, de preferință, 30-50% din volumul maxim specificat.
Experimentând cu motorul, este posibil să se determine valorile parametrilor relevanți pentru fiecare turație a motorului. Alternativ, sistemul de control poate fi adaptiv, adică auto-învățare.
Cursa optimă de putere pentru un ciclu în doi timpi este diferită de cursa optimă de putere pentru un ciclu în patru timpi, deoarece presiunea din cilindru care este disponibilă atunci când supapele de evacuare sunt deschise trebuie utilizată pentru a efectua schimbul de gaze. Deschiderea rapidă a supapelor de evacuare are ca rezultat un impuls al gazelor de eșapament ieșite, care, la rândul său, creează o presiune scăzută în cilindru, de exemplu. presiune sub 1 atmosferă. Supapele de evacuare se închid și apoi supapele de admisie se deschid, la un moment dat pentru a valorifica cât mai bine închiderea supapelor de evacuare și presiunea scăzută pentru a lăsa să intre cantitatea potrivită de aer înainte de următoarea cursă de compresie și următoarea cursă de putere. Curse optime pot fi realizate și cu porturile de ieșire care se deschid sau rămân deschise când pistonul ajunge fund mort puncte.
În timpul unui ciclu în doi timpi, poate fi utilizată o pompă de evacuare, care este responsabilă de schimbul de gaze în întregime sau parțial, în combinație cu presiunea scăzută în cilindru.
În anumite condiții de funcționare, poate fi necesară abaterea de la cursele optime de funcționare, de exemplu atunci când este necesară o putere maximă sau în alte condiții extreme.
Un motor și sistemul său de control pot fi proiectate pentru a furniza mai mult de un set de parametri optimi de cursă de putere pentru o anumită turație a motorului atunci când se utilizează doi sau mai mulți combustibili care au curse de putere optime diferite datorită proprietăților lor diferite. Exemple de astfel de combinații sunt benzina și alcoolul etilic. Există câte un set pentru fiecare viteză de rotație parametrii optimi cursa de lucru pentru benzină și cealaltă pentru alcool etilic.
Conform prezentei invenții, sistemele de alimentare cu aer și combustibil sunt presetate astfel încât, la fiecare cursă de putere la o anumită turație a motorului, aceleași mase de aer și combustibil și același amestec de aer și combustibil să fie utilizate pentru ardere ca și în celelalte. curse de putere cu aceeași viteză. În plus, pentru fluxurile de lucru cantități posibile gazele de eșapament reciclate sunt aceleași. Deoarece condițiile de ardere se repetă și nu se modifică, acest lucru duce la faptul că pentru fiecare cursă de putere care are loc la viteza constanta rotația motorului, se face aceeași muncă și compoziție chimică gazele de eșapament rămân constante, facilitând curățarea gazelor de eșapament.
În motoarele cu combustie internă alternativă convenționale, care funcționează pe un ciclu în patru timpi, arderea în timp de putere are loc la fiecare a doua rotație a motorului, în timp ce într-un motor care funcționează pe un ciclu în doi timpi, are loc la fiecare rotație a motorului. Sistemele de schimb de gaze ale unor astfel de motoare fac imposibile alte intervale de cursă, deoarece aerul, reziduurile de combustibil precum hidrocarburile nearse sunt pompate prin motor, rezultând o eficiență redusă și un impact sporit asupra mediului. Pentru a utiliza invenția și avantajele acesteia, supapele și canalele utilizate pentru schimbul de gaze trebuie să se poată închide în timpul uneia sau mai multor curse succesive de mers în gol, care este adesea folosită la sarcină parțială. Prin urmare, supapele controlate, cel puţin supapele de admisie controlate, sunt necesare pentru realizarea invenţiei.
La utilizarea supapelor controlate, a căror deschidere și închidere și, eventual, înălțimea de ridicare este controlată de un sistem de control digital cu senzori care determină poziția arborelui cotit și/sau a pistonului și turația motorului, precum și turația corespunzătoare. mijloace electroniceși software schimbul de gaze și cursele de lucru pot fi efectuate numai atunci când este necesar. În restul timpului supapele, cel puțin supapele de admisie, rămân închise. Aceasta înseamnă că frecvența optimă a cursei este aleasă pentru a obține cuplul necesar.
Metoda de control folosește un sistem de control digital care determină cuplul solicitat de fiecare dată. Dacă acest cuplu se află în intervalul în care poate fi atins cu curse de putere optime, de preferință de la ralanti până la sarcină de 50%, atunci sistemul de control selectează o anumită frecvență a cursei de putere, și anume cea care ar trebui să atingă cuplul necesar. La o valoare dată a vitezei de rotație, cursele de lucru asigură același lucru pentru fiecare cursă de lucru produsă. Prin urmare, această frecvență este frecvența dorită a curselor pentru a atinge valoarea necesară a cuplului.
Supapele controlate asigură alimentarea cu aer și combustibil și eliminarea gazelor de eșapament, precum și schimbul de gaze imediat înainte și după cursele de lucru. Atunci când alegeți o frecvență la care cursa este efectuată la fiecare rotație, schimbul de gaze trebuie să aibă loc și la fiecare rotație, ca în motor în doi timpi. Schimbul de gaz poate fi efectuat și ca în motoarele moderne în patru timpi, adică folosind cursa de admisie, prin care cursa de putere este efectuată la fiecare a doua turație a motorului. Conform prezentei invenții, furnizarea unui cuplu dat are loc prin selectarea frecvenței ciclurilor în doi timpi sau a ciclurilor în patru timpi sau a unei astfel de frecvențe la care unul sau mai multe cicluri în doi timpi sunt combinate cu unul sau mai multe cicluri în patru timpi. cicluri. Conform prezentei invenţii, pot fi selectate diferite rate de cursă pentru diferiţi cilindri de motor. Dacă supapele de admisie sunt pilotate și supapele de evacuare nu, atunci pot fi efectuate numai cicluri în patru timpi.
Sistemul de control, ca răspuns la o solicitare de creștere sau scădere a cuplului din partea șoferului, de exemplu, folosind pedala de accelerație în mod obișnuit sau similar, controlează proporția curselor de putere în raport cu numărul de curse ale motorului la ralanti. Astfel, cursele sunt optimizate conform definiției de mai sus, deoarece sistemul de control este capabil să controleze și volumul camerei de ardere într-un interval controlabil, precum și cantitatea de aer furnizată prin alegerea timpilor de deschidere și închidere ai admisiei. supape și, eventual, cantitatea de ridicare a supapei.
Motorul este controlat prin variarea numărului de curse de putere în raport cu numărul de curse în gol pentru fiecare cilindru și prin variarea acestui raport de la cilindru la cilindru. Sistemul de control controlează motorul controlând deschiderea și închiderea supapelor de admisie și respectiv de evacuare în camera de ardere a fiecărui cilindru, sau prin deschiderea și închiderea doar a supapelor de admisie dacă supapele de evacuare nu sunt controlabile. Astfel, deschiderea si inchiderea supapelor de admisie si eventual si a supapelor de evacuare se bazeaza pe cuplul care se cere din partea soferului. Controlul se realizează prin intermediul semnalelor de control de la o unitate de control aferentă sistemului de control. Dacă supapele de evacuare nu sunt acţionate pilot, cursele de putere trebuie efectuate într-un ciclu în patru timpi. Dacă ambele supape de admisie și de evacuare sunt acționate prin supape, sistemul de control poate fi configurat pentru a comuta între ciclurile în patru timpi și ciclurile în doi timpi în cilindrii motorului. De exemplu, un cilindru ar putea funcționa pe un ciclu în doi timpi, iar celălalt pe un ciclu în patru timpi. Sistemul de control trebuie să poată calcula în ce condiții ciclurile în doi timpi sau ciclurile în patru timpi sunt cele mai eficiente și, pe această bază, să selecteze unul dintre aceste tipuri de cicluri și să utilizeze o anumită frecvență a curselor de putere. în consecinţă, metoda de control include selectarea între un ciclu în două timpi şi un ciclu în patru timpi pe baza acestor condiţii predeterminate. Sistemul de control include o unitate de control, care conține programul de calculator corespunzător înregistrat pe mediul de stocare. Unitatea de control este legată operativ de un circuit, de exemplu, pentru activarea pneumatică, hidraulică, electromagnetică sau orice altă acționare a actuatoarelor care controlează funcționarea cel puțin a supapelor de admisie, dar eventual și a supapelor de evacuare. Unitatea de control poate fi configurată, de exemplu, astfel încât să controleze solenoizii instalați în circuitul de acționare a actuatoarelor, care acționează asupra supapelor de admisie sau de evacuare ale motorului. Unitatea de control este asociată operativ cu un element de solicitare a cuplului, cum ar fi o pedală de accelerație, prin care șoferul solicită o creștere sau scădere a cuplului motor. Sistemul de control pentru cuplul cu frecvență modulată poate face parte dintr-un anumit sistem, de exemplu, o parte corespunzătoare modului operare economica, într-un sistem de control mai mare care controlează și alte caracteristici sau parametri ai motorului în cauză.
Cu cât sarcina este mai mică, cu atât este mai mare reducerea relativă a consumului de combustibil și reducerea impactului asupra mediului obținute folosind prezenta invenție. Motorul și sistemul său de control pot fi proiectate pentru a acoperi întreaga gamă de funcționare a motorului cu frecvențe diferite ale curselor de putere optime sau controlul unui singur parametru.
Fără a se îndepărta de scopul prezentei invenții, aerul singur sau o combinație de combustibil și aer poate fi făcut să intre și să se acumuleze în cilindru în timpul uneia sau mai multor rotații ale motorului, de exemplu, pentru a îmbunătăți amestecarea și/sau conversia combustibilului. la gaz. Invenția nu se limitează la alegerea doar a celor mai bune lovituri absolute sau la alegerea celei mai bune frecvențe.
Astfel, conform invenției, este furnizată o metodă de control pentru modularea cuplului unui motor cu combustie internă alternativă având o cameră de ardere cu volum variabil și supape de admisie controlabile, în care cuplul cerut pentru un mod de funcționare predeterminat este atins prin selectarea volumului de camera de ardere în combinație cu selectarea timpilor de deschidere și închidere a supapelor de admisie în combinație cu selectarea frecvenței cu care se efectuează cursele.
În acest caz, este de preferat:
La sarcina maximă, se utilizează volumul maxim al camerei de ardere,
Când sarcina scade, volumul camerei de ardere este redus, iar închiderea supapelor de admisie se efectuează mai devreme și
Cu o scădere suplimentară a sarcinii, este selectată frecvența curselor de lucru.
Selectarea frecvenței curselor se efectuează de preferință de la ralanti până la 50% din sarcina maximă.
De preferință, supapele de evacuare sunt controlabile și volumul camerei de ardere este ales în combinație cu sincronizarea deschiderii și închiderii atât a supapelor de admisie, cât și a supapelor de evacuare, precum și în combinație cu sincronizarea curselor.
De preferinţă, motorul are o multitudine de cilindri şi pt diferiți cilindri selectați diferite rate de cursă.
Cursele de lucru pot fi efectuate cu închiderea avansată a supapelor de admisie. Cursele de lucru pot fi efectuate și cu deschiderea întârziată a supapelor de evacuare.
De exemplu, volumul camerei de ardere este controlat pentru a fi de 20-80% din volumul maxim atunci când este selectată rata de cursă. De preferință, volumul camerei de ardere este de 30-50% din volumul maxim atunci când este selectată frecvența curselor.
La o turaţie predeterminată a motorului care este independentă de cuplu, fiecare cursă de putere arde de preferinţă în mod substanţial aceeaşi masă de aer şi combustibil şi în mod substanţial acelaşi raport aer/combustibil ca şi celelalte curse de putere.
În plus, în funcție de cuplul solicitat în metoda de control propusă, un push-pull sau ciclu în patru timpi, iar cursele de lucru se execută cu un ciclu în doi timpi și unul în patru timpi.
În plus, metoda de control propusă utilizează un sistem de control cu program de calculator, care prin intermediul controlului semnalului, pe baza valorii cuplului solicitată de șofer, selectează viteza de cursă, timpul de răspuns al supapei, ridicarea supapei, volumul camerei de ardere și funcționarea cu ciclu în doi timpi sau ciclu în patru timpi.
Scurtă descriere a desenelor
Desenul prezintă schematic un motor în care este implementată metoda conform prezentei invenţii.
Scurtă descriere a unui exemplu de realizare a invenţiei
Desenul prezintă schematic cilindrul 1 cu pistonul 2. În timpul cursei de admisie a unui ciclu în patru timpi, pistonul 2 se mișcă și aer, eventual împreună cu combustibilul, curge prin supapa de admisie deschisă 3. Supapa de evacuare 4 este închisă. Pistonul de compresie variabilă 5 este utilizat pentru a modifica volumul camerei de ardere 6, volumul indicat este volumul dintre pistonul 2 și plafonul cilindrului 1 la punctul mort superior al pistonului 2. Pentru a activa actuatoarele pentru controlul supapelor 3 și 4 și Pistonul de compresie variabilă 5, circuitul pneumatic 7. Unitatea de comandă 8 este legată operativ la circuitul 7 pentru a controla acest circuit cu semnale și la supapele de control 3 și 4 asociate cu circuitul 7, precum și pistonul de compresie variabilă 5. Un element 9, cum ar fi o pedală de acceleraţie, este legat operaţional de unitatea de comandă 8 pentru a furniza o solicitare de cuplu. Senzorul 10, situat lângă discul gradat 12, care este montat pe arbore cotit 11 este conectat operativ la unitatea de control 8 și la ieșiri ultimele informatii despre viteza de rotație și poziția arborelui cotit și/sau poziția pistonului 2 în cilindrul 1. Unitatea de comandă 8 decide când se deschid sau se închid supapele controlate 3 și 4 și în ce poziție ar trebui să fie pistonul de compresie variabilă 5 când pistonul 2 este în punctul mort superior. Supapele controlate 3 şi 4 sunt acţionate, de exemplu, prin mijloace electromagnetice, hidraulice sau pneumatice. Pistonul de compresie variabilă 5 este deplasat, de exemplu, prin mijloace electromagnetice, hidraulice sau pneumatice. Pistonul de compresie variabilă 5 poate fi conectat la arborele cotit 11 (nefigurat) și poate fi configurat pentru a efectua o mișcare alternativă variabilă în coordonare cu mișcarea pistonului 2. În plus, în sistem automat control, pistonul cu raportul de compresie variabil 5 poate căuta continuu poziția în care este atinsă compresia optimă.
1. Metodă de control pentru modularea cuplului unui motor cu combustie internă alternativă, în care există o cameră de ardere (6) cu volum variabil și supape de admisie controlate (3), caracterizată prin aceea că se realizează cuplul cerut pentru un mod de funcționare predeterminat prin selectarea volumului camerei (6) de ardere în combinație cu selectarea timpilor de deschidere și închidere a supapelor de admisie (3) în combinație cu selectarea frecvenței la care se execută cursele de putere.
2. Metodă de control conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că la sarcină maximă se utilizează volumul maxim al camerei de ardere, când sarcina scade, volumul camerei de ardere este redus, iar supapele de admisie (3) se închide. se efectuează mai devreme și cu o scădere suplimentară a sarcinii, se selectează frecvența de execuție a curselor de lucru.
3. Metodă de control conform revendicării 1 sau 2, caracterizată prin aceea că selectarea frecvenţei curselor se realizează de la ralanti până la 50% din sarcina maximă.
4. Metodă de comandă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că supapele de evacuare sunt controlate, iar volumul camerei de ardere (6) este ales în combinație cu selectarea timpilor de deschidere și închidere atât a supapelor de admisie (3) cât și a supapele de evacuare (4), precum și în combinație cu alegerea frecvenței de execuție a curselor de lucru.
5. Metodă de comandă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că motorul are o multitudine de cilindri (1) şi sunt selectate frecvenţe diferite de cursă pentru diferiţi cilindri (1).
6. Procedeu de control conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că cursele de lucru sunt efectuate cu închiderea avansată a supapelor de admisie (3).
7. Metodă de comandă conform revendicării 4, caracterizată prin aceea că cursele de lucru sunt efectuate cu o deschidere întârziată a supapelor de evacuare (4).
8. Metodă de control conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că volumul camerei de ardere (6) este reglat astfel încât să fie de 20-80% din volumul maxim atunci când este selectată frecvenţa curselor.
9. Metodă de comandă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că volumul camerei de ardere (6) este de 30-50% din volumul maxim atunci când este selectată frecvenţa curselor.
10. Metodă de control conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că, la o turaţie predeterminată a motorului, care este independentă de cuplu, în esenţă aceeaşi masă de aer şi combustibil este arsă în fiecare cursă de putere şi în esenţă cu acelaşi raport de aer şi combustibil, ca și în alte fluxuri de lucru.
11. Metodă de comandă conform oricăreia dintre revendicările 4 la 10, caracterizată prin aceea că, în funcţie de cuplul solicitat, se alege un ciclu în doi timpi sau în patru timpi iar cursele de lucru sunt efectuate cu un timp în doi timpi şi un ciclu în patru timpi.
12. Metodă de comandă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că utilizează un sistem de comandă (8) cu program de calculator, care, prin controlul semnalului, pe baza valorii cuplului solicitată de conducător, selectează frecvența curselor, supapei. timpul de răspuns, ridicarea supapei, volumul camerei de ardere (6) și funcționarea cu ciclu în doi timpi sau ciclu în patru timpi.
Pentru mai bine de un secol de viață, motorul cu ardere internă (ICE) s-a schimbat atât de mult încât din strămoș rămâne doar principiul de funcționare. Aproape toate etapele de modernizare au avut ca scop creșterea coeficientului de performanță (COP) al motorului. Indicatorul de eficiență poate fi numit universal. În ea sunt ascunse multe caracteristici - consumul de combustibil, puterea, cuplul, compoziția gazelor de eșapament etc. Utilizarea pe scară largă a noilor idei tehnice - injecție de combustibil, aprindere electronică și sisteme de management al motorului, 4, 5 și chiar 6 supape pe cilindru - a jucat rol pozitiv in cresterea randamentului motoarelor.
Cu toate acestea, după cum arată Salonul Auto de la Geneva, procesul de modernizare a motoarelor cu ardere internă este încă departe de a fi finalizat. La acest popular salon auto internațional firma SAAB a prezentat rezultatul celor 15 ani de muncă - un prototip al unui nou motor cu un raport de compresie variabil - SAAB Variable Compression (SVC), care a devenit o senzație în lumea motoarelor.
Tehnologia SVC și o serie de alte avansate și netradiționale în ceea ce privește concepte existente O ICE tehnic soluțiile au făcut posibilă furnizarea noutății cu caracteristici fantastice. Deci, un motor cu cinci cilindri cu un volum de doar 1,6 litri, conceput pentru convențional mașini de producție, dezvolta o putere incredibila de 225 CP. si un cuplu de 305 Nm. Alte caracteristici, deosebit de importante astăzi, s-au dovedit a fi excelente - consumul de combustibil la sarcini medii a fost redus cu până la 30%, emisiile de CO2 au fost reduse cu aceeași cantitate. În ceea ce privește CO, CH și NOx etc., acestea, conform creatorilor, respectă toate standardele de toxicitate existente și planificate pentru viitorul apropiat. În plus, raportul de compresie variabil oferă motorului SVC capacitatea de a rula la diverse mărci benzină - de la A-76 la AI-98 - practic fără nicio deteriorare a performanței și excluzând apariția detonației.
Desigur, un merit semnificativ al unor astfel de caracteristici este în tehnologia SVC, i.e. capacitatea de a modifica raportul de compresie. Dar înainte de a ne familiariza cu dispozitivul mecanismului, care a făcut posibilă schimbarea acestei valori, să ne amintim câteva adevăruri din teoria proiectării motorului cu ardere internă.
Rata compresiei
Raportul de compresie este raportul dintre suma volumelor cilindrului și camerei de ardere și volumul camerei de ardere. Odată cu creșterea gradului de compresie, creșterea presiunii și a temperaturii în camera de ardere, ceea ce creează condiții mai favorabile pentru aprinderea și arderea amestecului combustibil și crește eficiența utilizării energiei combustibile, de exemplu. eficienţă. Cu cât raportul de compresie este mai mare, cu atât eficiența este mai mare.
Probleme de creație motoare pe benzină cu un grad ridicat de compresie nu este prezent și nu a fost. Și nu le face din următorul motiv. În timpul cursei de compresie a unor astfel de motoare, presiunea în cilindri crește la valori foarte mari. Acest lucru, desigur, provoacă o creștere a temperaturii în camera de ardere și creează condiții favorabile pentru apariția detonației. Și detonația, după cum știm (vezi p. 26), este un fenomen periculos. La toate motoarele create până în acel moment, raportul de compresie era constant și era determinat în funcție de presiune și regim de temperatură in camera de ardere la sarcina maxima, cand consumul de combustibil si aer este maxim. Motorul nu funcționează întotdeauna în acest mod, s-ar putea spune, chiar și foarte rar. Pe autostrada sau in oras, cand viteza este aproape constanta, motorul functioneaza la sarcini mici sau medii. Într-o astfel de situație pentru mai mult utilizare eficientă energia combustibilului ar fi bine să aibă un raport de compresie ridicat. Această problemă a fost rezolvată de inginerii SAAB - creatorii tehnologiei SVC.
Tehnologia SVC
În primul rând, trebuie remarcat faptul că în noul motor, în loc de chiulasa tradițională și căptușele de cilindru, care au fost turnate direct în bloc sau presate, există un monocap care combină capul de bloc și căptușele de cilindru. Pentru a modifica gradul de compresie, sau mai degrabă, volumul camerei de ardere, monocapul se face mobil. Pe de o parte, este plantat pe un arbore care îndeplinește funcția de suport, iar pe de altă parte, este susținut și antrenat de un mecanism manivelă. Raza manivelei asigură o deplasare a capului față de axa verticală cu 40. Acest lucru este suficient pentru a modifica volumul camerei pentru a obține un raport de compresie de la 8:1 la 14:1.
Raportul de compresie necesar este determinat de sistemul electronic de management al motorului SAAB Trionic, care monitorizează sarcina, viteza, calitatea combustibilului și, pe baza acestuia, controlează antrenarea hidraulică a manivelei. Deci, la sarcina maximă, raportul de compresie este setat la 8:1 și la minim - 14:1. Combinarea căptușelilor cilindrilor cu capul lor, printre altele, a permis inginerilor SAAB să ofere canalelor mantalei de răcire mai mult forma perfecta, care a crescut eficiența procesului de îndepărtare a căldurii de pe pereții camerei de ardere și ai căptușilor cilindrilor.
Mobilitatea căptușilor cilindrilor și a capetelor acestora a necesitat modificări ale designului blocului motor. Planul de îmbinare al blocului și al capului a ajuns cu 20 cm mai jos.În ceea ce privește etanșeitatea îmbinării, aceasta este asigurată de o garnitură de cauciuc ondulată, care este protejată de deteriorare printr-o carcasă metalică de sus.
Mal, da îndrăzneț
Pentru mulți, poate deveni de neînțeles cum au fost „încărcați” mai mult de două sute de „cai” într-un motor cu un volum atât de mic - la urma urmei, o astfel de putere poate afecta negativ resursele sale. La crearea motorului SVC, inginerii au fost ghidați de sarcini complet diferite. Aducerea resursei motorii la standardele cerute este treaba tehnologilor. În ceea ce privește volumul mic al motorului, acesta se face în deplină conformitate cu teoria motoarelor cu ardere internă. Pe baza legilor sale, cel mai favorabil mod de funcționare a motorului în ceea ce privește creșterea eficienței este la sarcină mare (la viteza crescuta) când clapeta de accelerație este complet deschisă. În acest caz, maximizează energia combustibilului. Și deoarece motoarele cu cilindree mai mică funcționează în principal la sarcini maxime, iar eficiența lor este mai mare.
Secretul Excelenței motoare mici din punct de vedere al randamentului datorita absentei asa-numitelor pierderi de pompare. Acestea apar la sarcini mici, când motorul funcționează la turații mici și clapeta de accelerație este doar puțin întredeschisă. În acest caz, în timpul cursei de admisie, se creează un vid mare în cilindri - un vid care rezistă mișcării în jos a pistonului și, în consecință, reduce eficiența. Cu deschis complet regulator nu există astfel de pierderi, deoarece aerul pătrunde aproape nestingherit în cilindri.
Pentru a evita pierderile de pompare 100%, în noul motor, inginerii SAAB au folosit și aer de „supraalimentare” sub presiune ridicata- 2,8 atm., folosind supraalimentator mecanic- compresor. Compresorul a fost preferat din mai multe motive: în primul rând, niciun turbocompresor nu este capabil să genereze o astfel de presiune de supraalimentare; în al doilea rând, reacția compresorului la o modificare a sarcinii este aproape instantanee, adică. nu există o decelerare caracteristică turboalimentării. Umplerea cilindrilor cu încărcătură proaspătă motor SAABîmbunătățit cu ajutorul mecanismului modern de distribuție a gazului de astăzi, în care există patru supape pe cilindru și datorită utilizării unui intercooler (Intercooler).
Prototip de motor SVC, estimat companie germană pentru dezvoltarea motoarelor FEV Motorentechnie din Aachen, este destul de eficient. Dar, în ciuda evaluării pozitive, va fi lansat în producția de masă după ceva timp - după perfecționarea și ajustarea sa la nevoile clienților.