informacion i detajuar rreth benzinës së parë në botë motor serik me shkallë e ndryshueshme ngjeshja. Ata i parashikojnë një të ardhme të madhe dhe thonë se teknologjia e zhvilluar nga Infiniti do të bëhet një kërcënim i madh për ekzistencën e motorëve me naftë.
Një motor pistoni benzine që mund të ndryshojë në mënyrë dinamike raportin e ngjeshjes *, domethënë sasinë me të cilën pistoni ngjesh përzierjen e ajrit-karburantit në cilindër, një ëndërr e kahershme e shumë brezave të inxhinierëve të motorit djegia e brendshme... Disa marka makinash ishin më shumë se kurrë afër zgjidhjes së teorisë, madje u bënë mostra të motorëve të tillë, për shembull, Saab arriti sukses në këtë.
Ndoshta prodhuesi suedez i automjeteve do të kishte një fat krejtësisht të ndryshëm nëse Saab nuk do të ishte blerë përfundimisht nga General Motors në janar 2000. Për fat të keq, zhvillime të tilla nuk ishin interesante për pronarin jashtë shtetit dhe çështja u pezullua.
*Diplomë ngjeshje - vëllim dhoma e djegies në momentin kur pistoni është në pjesën e poshtme qendra e vdekur, në volumin kur shtypet në pikën e sipërme të vdekur. Me fjalë të tjera, ky është treguesi i ngjeshjes nga pistoni i përzierjes ajër-karburant në cilindër.
Rivali kryesor u prish dhe Nissan si zhvilluesi i dytë i mundshëm sistemi i inovacionit me raport të ndryshueshëm të kompresimit, vazhdoi rrugën drejt vetmia krenare... 20 vjet punë të mundimshme, llogaritje dhe modelim nuk ishin të kota, ndarje luksi Kompani japoneze marka Infiniti ka zbuluar zhvillimin përfundimtar të motorit me raport të ndryshueshëm të kompresimit që do të shohim nën kapakun e modelit. A do të bëhet zhvillimi i tij kënga e mjellmës së të gjithë motorëve me naftë? Nje pyetje interesante.
Njësia e fuqisë 2.0-litërshe me katër cilindra turbocharged (fuqia e vlerësuar 270 hp dhe 390 Nm çift rrotullues) u emërua VC-T (Variable Compression-Turbocharged). Emri tashmë pasqyron parimin e funksionimit të tij dhe të dhënat teknike. Sistemi VC-T është i aftë të ndryshojë pa probleme dhe vazhdimisht në mënyrë dinamike raportin e kompresimit nga 8: 1 në 14: 1.
Parimi i përgjithshëm i funksionimit të sistemit të motorit VC-T mund të përshkruhet si më poshtë:
Ky është një përshkrim skematik dhe i thjeshtë se si funksionon sistemi. Në fakt, natyrisht, gjithçka është shumë më e ndërlikuar.
Vërtet njësitë e fuqisë me një raport të ulët kompresimi nuk mund të ketë performancë të lartë... Gjithçka motorë të fuqishëm vecanerisht ne makina garash, si rregull, kanë një raport shumë të lartë kompresimi, në shumë makina tejkalon 12: 1, dhe madje arrin 15: 1 në motorët me metanol. Megjithatë, ky raport i lartë i kompresimit mund t'i bëjë motorët edhe më efikasë dhe ekonomikë. Kjo çon në një pyetje logjike, pse të mos bëni motorë që do të kishim gjithmonë shkallë të lartë ngjeshja e përzierjes ajër-karburant? Pse të rrethoni një kopsht perimesh me sisteme komplekse pistoni?
Arsyeja kryesore për pamundësinë e përdorimit të një sistemi të tillë kur funksionon në një oktan konvencional të ulët karburant - pamja në një raport të lartë kompresimi dhe ngarkesë e lartë shpërthimi. Benzina fillon të mos digjet, por të shpërthejë. Kjo redukton mbijetesën e komponentëve dhe montimeve të motorit dhe zvogëlon efikasitetin e tij. Në fakt, në një motor me benzinë ndodh e njëjta gjë si në një motor që punon me naftë, për shkak të kompresimit të lartë, përzierja ajër-karburant ndizet, megjithëse kjo nuk ndodh në kohën e duhur dhe kjo nuk parashikohet nga dizajni i motorit.
Në momentet e "krizës" së djegies së përzierjes karburant-ajër, vjen në ndihmë një raport i ndryshueshëm i ngjeshjes, i cili është në gjendje të ulet në momentet e fuqisë maksimale me presion maksimal të rritjes nga turbocharger, i cili do të parandalojë shpërthimin e motorit. Në të kundërt, kur punoni me rrotullime të ulëta me presion të ulët të rritjes, raporti i kompresimit do të rritet, duke rritur në këtë mënyrë çift rrotullues dhe duke zvogëluar konsumin e karburantit.
Përveç kësaj, motorët janë të pajisur me një sistem të ndryshueshëm të kohës së valvulave, i cili bën të mundur funksionimin e motorit në ciklin Atkinson në një kohë kur motori nuk kërkon fuqi të lartë të prodhimit.
Motorë të tillë zakonisht gjenden në makina hibride, gjëja kryesore për të cilën është mirëdashësia mjedisore dhe konsumi i ulët i karburantit.
Rezultati i të gjitha këtyre ndryshimeve është një motor që është në gjendje të rrisë efikasitetin e karburantit me 27 për qind në krahasim me motorin 3.5-litërsh V6 të Nissan, i cili ka pothuajse të njëjtën fuqi dhe çift rrotullues. Sipas Reuters, në një konferencë për shtyp, inxhinierët Nissan tha se motor i ri ka një çift rrotullues të krahasueshëm me atë të një turbodieseli modern, dhe në të njëjtën kohë duhet të jetë më i lirë për t'u prodhuar se çdo motor modern turbodiesel.
Kjo është arsyeja pse Nissan po bast kaq shumë për sistemin e zhvilluar, sepse sipas tij ai ka potencialin të zëvendësojë pjesërisht motorët me naftë në shumë mënyra përdorimi, duke përfshirë ndoshta opsione më të lira për vendet ku benzina është karburanti kryesor, një shembull i tillë. vendi mund të jetë dhe Rusia.
Nëse ideja bie, me siguri do të ketë në të ardhmen motorë me benzinë me dy cilindra që do të funksionojnë mirë. Kjo mund të bëhet një nga degët e zhvillimit të sistemit.
Shkathtësia e motorit duket mbresëlënëse. Teknikisht, ky efekt u arrit me ndihmën e një levë të veçantë lëvizëse që vepron në boshtin e makinës, duke ndryshuar pozicionin e sistemit me shumë lidhje që rrotullohet rreth kushinetës kryesore të shufrës lidhëse. Në të djathtë, një levë tjetër është ngjitur në sistemin me shumë lidhje, që vjen nga motori elektrik. Ai ndryshon pozicionin e sistemit në lidhje me bosht me gunga... Kjo pasqyrohet në patentën dhe vizatimet e Infiniti. Shufra e pistonit ka një rrotullues qendror sistem me shumë lidhje, e cila është e aftë të ndryshojë këndin e saj, gjë që çon në një ndryshim në gjatësinë efektive të shufrës së pistonit, e cila nga ana tjetër ndryshon gjatësinë e goditjes së pistonit në cilindër, e cila në fund të fundit ndryshon raportin e ngjeshjes.
Një motor i projektuar për Infiniti, edhe në shikim të parë, duket shumë më i sofistikuar sesa fisi i tij klasik. Në mënyrë indirekte, supozimi konfirmohet në vetë Nissan. Ata thonë se është ekonomikisht e qëndrueshme për të bërë motorë me katër cilindra si ky, por jo më të sofistikuarit V6 ose V8. Kostoja e të gjitha sistemeve të ngasjes së shufrës lidhëse mund të jetë e padurueshme.
Me gjithë sa u tha, kjo paraqitje e motorit duhet, jo, thjesht duhet të zërë rrënjë. Kjo fuqi e prodhimit dhe ekonomia do të jetë një bonus i pakrahasueshëm për makinat e pajisura me motorë me djegie të brendshme dhe motorë elektrikë.
Motori VC-T do të zbulohet zyrtarisht më 29 shtator në ora Motor Show në Paris.
P.S. Kështu do të zëvendësojë motori i ri me benzinë motorët me naftë? Nuk ka gjasa. Së pari, dizajni i një motori me benzinë është më kompleks, dhe për këtë arsye më i çuditshëm. Kufizimi i volumit gjithashtu kufizon gamën e aplikimeve të teknologjisë. Prodhimi nafte gjithashtu, askush nuk anuloi, çfarë të bëni me të nëse të gjithë kalojnë në benzinë? Derdhni jashtë? Magazina? Dhe së fundi, përdorimi i njësive me naftë (dizajn i thjeshtë) është i shkëlqyeshëm për kushte të vështira mjedisore, gjë që nuk mund të thuhet për motorët me djegie të brendshme me benzinë.
Me shumë mundësi shumë zhvillim i ri do të bëhet makina hibride dhe arratisje moderne. E cila është gjithashtu, në mënyrën e vet, një pjesë e konsiderueshme e tregut të automobilave.
Gjithnjë e më shumë dëgjohen mendime autoritare se tani ka arritur zhvillimi i motorëve me djegie të brendshme niveli më i lartë dhe nuk është më e mundur të përmirësohet dukshëm performanca e tyre. Dizajnerët kanë mbetur me përmirësime rrëshqitëse, lustrim të sistemeve të rritjes dhe injektimit dhe duke shtuar gjithnjë e më shumë pajisje elektronike. Inxhinierët japonezë nuk pajtohen me këtë. Infiniti, i cili ndërtoi një motor me raport të ndryshueshëm kompresimi, tha fjalën e tij. Ne do të kuptojmë se cilat janë avantazhet e një motori të tillë dhe cila është e ardhmja e tij.
Si hyrje, kujtoni se raporti i ngjeshjes është raporti i vëllimit mbi pistonin në pjesën e poshtme të qendrës së vdekur me vëllimin kur pistoni është në krye. Për motorët me benzinë kjo shifër është nga 8 në 14, për motorët me naftë - nga 18 në 23. Raporti i kompresimit fiksohet nga dizajni. Ai llogaritet në varësi të numrit të oktanit të benzinës së përdorur dhe pranisë së mbingarkesës.
Aftësia për të ndryshuar në mënyrë dinamike raportin e kompresimit në varësi të ngarkesës ju lejon të rritni efikasitetin motor me turbo duke u siguruar që çdo pjesë përzierje ajër-karburant djegur në ngjeshje optimale. Për ngarkesa të lehta, kur përzierja është e dobët, përdoret ngjeshja maksimale, dhe në modalitetin e ngarkuar, kur injektohet shumë benzinë dhe shpërthimi është i mundur, motori e ngjesh përzierjen në minimum. Kjo ju lejon të mos rregulloni kohën e ndezjes "të pasme", e cila mbetet në pozicionin më efektiv për heqjen e fuqisë. Teorikisht, sistemi për ndryshimin e raportit të ngjeshjes në motorin me djegie të brendshme bën të mundur uljen e vëllimit të punës së motorit deri në dy herë duke ruajtur karakteristikat tërheqëse dhe dinamike.
Diagrami i një motori me një vëllim të ndryshueshëm të dhomës së djegies dhe shufrat lidhëse me një sistem ngritës pistoni
Një nga të parët që u shfaq ishte një sistem me një piston shtesë në dhomën e djegies, i cili, ndërsa lëvizte, ndryshoi vëllimin e tij. Por menjëherë u ngrit pyetja për vendosjen e një grupi tjetër pjesësh në kokën e bllokut, ku boshtet me gunga, valvulat, injektorët dhe kandelat ishin tashmë të mbushura me njerëz. Për më tepër, konfigurimi optimal i dhomës së djegies u shkel, kjo është arsyeja pse karburanti u dogj në mënyrë të pabarabartë. Prandaj, sistemi mbeti brenda mureve të laboratorëve. Sistemi me pistonë me lartësi të ndryshueshme nuk shkoi më tej se eksperimenti. Pistonët e ndarë ishin tepër të rëndë dhe kishte vështirësi të menjëhershme strukturore në kontrollimin e lartësisë së ngritjes së kapakut.
Sistemi i ngritjes së boshtit me gunga në bashkimet e çuditshme FEV Motorentechnik (majtas) dhe mekanizmi kalimtar për ndryshimin e ngritjes së pistonit
Projektues të tjerë kanë kaluar duke kontrolluar ngritësin e boshtit të gungës. Në këtë sistem, ditarët mbajtës të boshtit me gunga janë të vendosura në tufa ekscentrike, të cilat drejtohen përmes ingranazheve nga një motor elektrik. Kur ekscentrikët rrotullohen, boshti me gunga ngrihet ose bie, i cili, në përputhje me rrethanat, ndryshon ngritjen e pistonëve në kokën e bllokut, rrit ose zvogëlon vëllimin e dhomës së djegies dhe në këtë mënyrë ndryshon raportin e ngjeshjes. Një motor i tillë u shfaq në vitin 2000 nga kompania gjermane FEV Motorentechnik. Sistemi është integruar në një motor turbocharged 1.8 L me katër cilindra nga të koncernit Volkswagen, ku raporti i kompresimit varionte nga 8 në 16. Motori zhvilloi një fuqi prej 218 kf. dhe një çift rrotullues prej 300 Nm. Deri në vitin 2003, motori u testua Makinë Audi A6, por nuk hyri në prodhim.
Nuk ishte shumë me fat dhe sistemi i kundërt, duke ndryshuar edhe lartësinë e pistonëve, por jo duke kontrolluar boshtin me gunga, por duke ngritur bllokun e cilindrit. Një motor pune i një dizajni të ngjashëm u demonstrua në vitin 2000 nga Saab, dhe gjithashtu e testoi atë në modelin 9-5, duke planifikuar të nisë në prodhim ne mase... I quajtur Saab Variable Compression (SVC) me pesë cilindra motor me turbo vëllimi 1.6 litra, zhvilloi një fuqi prej 225 litrash. me. dhe një çift rrotullues prej 305 Nm, ndërsa konsumi i karburantit në ngarkesa mesatare u ul me 30%, dhe për shkak të raportit të rregullueshëm të kompresimit, motori mund të konsumonte lehtësisht çdo benzinë - nga A-80 në A-98.
Sistemi i motorit me kompresim të ndryshueshëm Saab, në të cilin raporti i kompresimit ndryshon nga devijimi i pjesës së sipërme të bllokut të cilindrit
Saab e zgjidhi problemin e ngritjes së bllokut të cilindrit si më poshtë: blloku u nda në dy pjesë - pjesa e sipërme me kokën dhe veshjet e cilindrit, dhe e poshtme, ku mbeti boshti me gunga. Nga njëra anë, pjesa e sipërme lidhej me atë të poshtme përmes një varëse, dhe nga ana tjetër, ishte instaluar një mekanizëm me lëvizje elektrike, i cili, si një kapak në gjoks, ngrinte pjesën e sipërme me një kënd deri në 4. gradë. Gama e raportit të ngjeshjes gjatë ngritjes dhe uljes mund të varionte në mënyrë fleksibël nga 8 në 14. Një shtresë elastike gome u përdor për të vulosur pjesët lëvizëse dhe të palëvizshme, e cila doli të ishte një nga më pika të dobëta strukturat, së bashku me menteshat dhe mekanizmi ngritës... Pas blerjes së Saab nga General Motors, amerikanët e mbyllën projektin.
Projekti MCE-5, i cili përdor një mekanizëm me pistona pune dhe kontrolli të lidhur përmes një krahu lëkundës të dhëmbëzuar
Në fillim të shekullit, inxhinierët francezë nga MCE-5 Development S.A. propozuan gjithashtu dizajnin e tyre për një motor me raport të ndryshueshëm kompresimi. Motori turbocharged 1.5-litër që ata treguan, në të cilin raporti i kompresimit mund të ndryshonte nga 7 në 18, zhvilloi një fuqi prej 220 kf. me. dhe një çift rrotullues prej 420 Nm. Ndërtimi këtu është mjaft i ndërlikuar. Shufra lidhëse është e ndarë dhe e pajisur në pjesën e sipërme (në pjesën e instaluar në bosht me gunga) me një lëkundës të dhëmbëzuar. Ngjitur me të është një pjesë tjetër e shufrës lidhëse nga pistoni, maja e së cilës ka një raft të dhëmbëzuar. Ana tjetër e krahut lëkundës është e lidhur me raftin e pistonit të kontrollit, i cili drejtohet përmes sistemit të lubrifikimit të motorit me anë të valvulave të posaçme, kanaleve dhe një makinë elektrike. Kur pistoni i kontrollit lëviz, ai vepron në krahun rrotullues dhe ngritja e pistonit të punës ndryshon. Motori u testua eksperimentalisht në një Peugeot 407, por prodhuesi i automjeteve nuk ishte i interesuar për këtë sistem.
Tani projektuesit e Infiniti vendosën të thonë fjalën e tyre, pasi prezantuan një motor me teknologjinë Variable Compression-Turbocharged (VC-T), i cili lejon ndryshimin dinamik të raportit të kompresimit nga 8 në 14. Inxhinierët japonezë përdorën një mekanizëm travers: ata bënë një të lëvizshëm nyja e shufrës lidhëse me qafën e saj të poshtme, e cila, nga ana tjetër, lidhet me një sistem levash të drejtuara nga një motor elektrik. Pasi ka marrë një komandë nga njësia e kontrollit, motori elektrik lëviz shufrën, sistemi i levave ndryshon pozicionin, duke rregulluar kështu lartësinë e ngritjes së pistonit dhe, në përputhje me rrethanat, duke ndryshuar raportin e kompresimit.
Dizajni i sistemit të kompresimit të ndryshueshëm Motori Infiniti VC-T: a - pistoni, b - shufra lidhëse, c - traversa, d - bosht me gunga, e - motor elektrik, f - bosht i ndërmjetëm, g - shtytje.
Falë kësaj teknologjie, turbo me dy litra benzinë Infiniti VC-T zhvillon një fuqi prej 270 kf, duke qenë 27% më ekonomik se motorët e tjerë me dy litra të kompanisë me një raport të vazhdueshëm ngjeshjeje. Japonezët planifikojnë të nxjerrin në prodhim në masë motorët VC-T në vitin 2018, duke i pajisur me crossoverin QX50 dhe më pas me modele të tjera.
Vini re se është efikasiteti ai që tani është qëllimi kryesor i zhvillimit të motorëve me një raport të ndryshueshëm kompresimi. Në zhvillim modern teknologjitë e presionit dhe injektimit, nuk është një problem i madh për projektuesit që të arrijnë fuqinë në motor. Një pyetje tjetër: sa benzinë në një motor super të fryrë do të fluturojë në tub? Për motorët serialë konvencionalë, normat e konsumit mund të jenë të papranueshme, gjë që vepron si një kufizues për fuqinë e fryrjes. Dizajnerët japonezë vendosën të kapërcejnë këtë pengesë. Sipas Infiniti, motori i tyre me benzinë VC-T është në gjendje të veprojë si një alternativë ndaj naftëve moderne me turbocharge, duke treguar të njëjtin konsum të karburantit në performanca më e mirë për sa i përket fuqisë dhe toksicitetit më të ulët të shkarkimit.
Cili është përfundimi?
Puna për motorët me një raport të ndryshueshëm kompresimi ka vazhduar për më shumë se një duzinë vjet - projektuesit e Ford, Mercedes-Benz, Nissan, Peugeot dhe Volkswagen ishin të angazhuar në këtë fushë. Inxhinierët institutet kërkimore dhe kompanitë në të dy anët e Atlantikut kanë marrë mijëra patenta. Por deri më tani asnjë motor i vetëm i tillë nuk ka hyrë në prodhim masiv.
As Infiniti nuk po shkon mirë. Siç pranojnë vetë zhvilluesit e motorit VC-T, mendja e tyre ka ende probleme të zakonshme: kompleksiteti dhe kostoja e strukturës është rritur dhe çështjet e dridhjeve nuk janë zgjidhur. Por japonezët shpresojnë të finalizojnë dizajnin dhe ta hedhin atë në prodhim masiv. Nëse kjo ndodh, atëherë blerësit e ardhshëm duhet vetëm të kuptojnë: sa do të duhet të paguajnë më shumë Teknologji e re sa i besueshëm do të jetë një motor i tillë dhe sa do të kursejë në karburant.
Motori VC-T. Imazhi: Nissan
Zbulohet prodhuesi japonez i makinave Nissan Motor lloj i ri motori me djegie të brendshme me benzinë, i cili në disa aspekte tejkalon motorët e avancuar modernë me naftë.
Motori i ri me kompresim të ndryshueshëm-turbo (VC-T) është i aftë ndryshoni raportin e kompresimit përzierje e djegshme e gaztë, domethënë, ndryshoni goditjen e pistonëve në Cilindra ICE... Ky parametër zakonisht fiksohet. Me sa duket, VC-T do të jetë ICE i parë në botë me një raport të ndryshueshëm kompresimi.
Raporti i kompresimit është raporti i vëllimit të hapësirës mbi piston të cilindrit të një motori me djegie të brendshme në pozicionin e pistonit në pjesën e poshtme të qendrës së vdekur ( vëllimi i përgjithshëm cilindër) në vëllimin e hapësirës së sipërme të pistonit të cilindrit kur pistoni është në pikën e sipërme të vdekur, domethënë në vëllimin e dhomës së djegies.
Rritja e raportit të kompresimit në rast i përgjithshëm rrit fuqinë e tij dhe rritet Efikasiteti i motorit, domethënë, ndihmon në uljen e konsumit të karburantit.
Motorët e zakonshëm me benzinë zakonisht kanë një raport kompresimi prej 8: 1 deri në 10: 1, dhe makina sportive dhe makinat e garave mund të jenë deri në 12: 1 ose më shumë. Ndërsa raporti i kompresimit rritet, motori ka nevojë për karburant me një numër oktani më të lartë.
Motori VC-T. Imazhi: Nissan
Ilustrimi tregon ndryshimin në hapin e pistonit në raporte të ndryshme të ngjeshjes: 14: 1 (majtas) dhe 8: 1 (djathtas). Në veçanti, demonstrohet mekanizmi për ndryshimin e raportit të kompresimit nga 14: 1 në 8: 1. Kjo ndodh në këtë mënyrë.
- Nëse është e nevojshme të ndryshoni raportin e kompresimit, moduli aktivizohet Makinë harmonike dhe zhvendos levën e aktivizuesit.
- Leva e aktivizuesit rrotullon boshtin e lëvizjes ( Boshti i kontrollit në diagram).
- Kur boshti i makinës rrotullohet, ai ndryshon këndin e prirjes pezullim me shumë lidhje (Multi-lidhje në diagram)
- Pezullimi me shumë lidhje përcakton lartësinë në të cilën çdo piston mund të ngrihet në cilindrin e tij. Kështu, raporti i kompresimit ndryshon. Qendra e vdekur e poshtme e pistonit duket se mbetet e njëjtë.
Ndryshimi i raportit të kompresimit në një motor me djegie të brendshme, në një farë kuptimi, mund të krahasohet me ndryshimin e këndit të sulmit në helikë me hap të ndryshueshëm - një koncept që është përdorur në helikë dhe helikë për shumë dekada. Hapi i ndryshueshëm i helikës ju lejon të ruani efikasitetin e helikës afër optimales, pavarësisht nga shpejtësia e transportuesit në rrjedhë.
Teknologjia e ndryshimit të gradës kompresimi i motorit me djegie të brendshme bën të mundur ruajtjen e fuqisë së motorit duke përmbushur standardet strikte për efikasitetin e motorit. Kjo është ndoshta më mënyrë reale përputhen me këto standarde. "Të gjithë po punojnë tani në raporte të ndryshueshme të kompresimit dhe teknologji të tjera për të përmirësuar në mënyrë dramatike efikasitetin e motorëve me benzinë," thotë James Chao, Drejtor Menaxhues i Azisë Paqësorit dhe Konsulent i IHS. "Për të paktën njëzet vitet e fundit apo më shumë." ... Vlen të përmendet se në vitin 2000, Saab tregoi një prototip të një motori të tillë Saab Variable Compression (SVC) për Saab 9-5, për të cilin fitoi një numër çmimesh në ekspozita teknike. Më pas kompania suedeze u ble nga General Motors dhe pushoi së punuari në prototipin.
Motori Saab me kompresim të ndryshueshëm (SVC). Foto: Reedhawk
Motori VC-T premtohet të dalë në treg në vitin 2017 me Infiniti QX50. Prezantimi zyrtar është planifikuar për 29 shtator në Motor Show në Paris. Ky 2.0-litër me katër cilindra do të ketë përafërsisht të njëjtën fuqi dhe çift rrotullues si 3.5-litra V6, i cili do të zëvendësojë, por do të japë 27% më shumë ekonomi karburanti.
Inxhinierët e Nissan thonë gjithashtu se VC-T do të jetë më i lirë se motorët e sotëm të avancuar me naftë me turbocharged dhe do të përputhet plotësisht me rregulloret aktuale të NOx dhe të tjera të emetimit. gazrat e shkarkimit- Rregulla të tilla zbatohen në Bashkimin Evropian dhe në disa vende të tjera.
Pas Infiniti, është planifikuar të pajisen me motorë të rinj makina të tjera të Nissan dhe, ndoshta, të kompanisë partnere Renault. 
Motori VC-T. Imazhi: Nissan
Mund të supozohet se e komplikuar Dizajni ICE në fillim vështirë se do të jetë i besueshëm. Ka kuptim të prisni disa vjet përpara se të blini një makinë me një motor VC-T, përveç nëse dëshironi të merrni pjesë në testimin e një teknologjie eksperimentale.
Shpikja ka të bëjë me ndërtimin e motorit, në veçanti me motorët me djegie të brendshme reciproke me një dhomë djegieje që ka një vëllim të ndryshueshëm dhe valvula marrjeje të kontrolluar. Rezultati teknik qëndron në mundësinë e rritjes së efikasitetit të motorit dhe uljes së ndikimit në mjedis. Sipas shpikjes, kontrolli i motorit me djegie të brendshme të pistonit sigurohet nga zgjedhja e vëllimit të dhomës së djegies në kombinim me zgjedhjen e kohës së hapjes dhe kohës së mbylljes. valvulat e marrjes dhe në kombinim me zgjedhjen e frekuencës me të cilën kryhen goditjet e punës. 11 fq. f-ly, 1 dwg.
Shpikja e tanishme lidhet me një metodë kontrolli për modulimin e çift rrotullues të një motori me djegie të brendshme reciproke me një dhomë djegieje që ka një vëllim të ndryshueshëm dhe valvula marrjeje të kontrolluar.
Shpikja është e zbatueshme për motorët që funksionojnë me ngarkesë të ndryshueshme, për shembull për motorët me karburator dhe motorët me naftë projektuar për të vënë në lëvizje Automjeti, avionë, varka, anije etj., si dhe për drejtimin e kompresorëve, pompave hidraulike, gjeneratorëve elektrikë etj.
Shpikja kërkon përdorimin e një sistemi kontrolli. Funksionimi i sistemit të kontrollit përcaktohet nga programi i tij. Softueri me të cilin mund të zbatohet shpikja aktuale mund, për shembull, të jetë pjesë e një sistemi më të madh kontrolli që përdoret gjithashtu për të kontrolluar karakteristikat dhe parametrat e tjerë të motorit në fjalë.
Shteti i artit
Gjatë dekadave të fundit, zhvillimi i motorëve me djegie të brendshme është fokusuar në përmirësimin e efikasitetit të funksionimit të tyre dhe reduktimin e ndikimit në mjedis duke futur sisteme dixhitale të kontrollit, për shembull, për injektimin dhe ndezjen e karburantit.
Megjithatë, pavarësisht këtyre përmirësimeve, problemi mbetet se ndryshimi i mënyrës së funksionimit çon në një efikasitet mesatar të ulët dhe një ndikim të rëndësishëm në mjedis. Ndryshon edhe përbërja e gazrave të shkarkimit, gjë që pengon pastrimin e tyre.
Dihet se një raport i ndryshueshëm i kompresimit rrit efikasitetin e një motori. Përveç kësaj, dihet se futja e valvulave të kontrolluara lirisht, të ashtuquajturit aktivizues të valvulave të kontrolluara, çon në mundësinë e zëvendësimit të kontrollit të mbytjes me një mbyllje më të hershme të valvulave të marrjes gjatë goditjes së marrjes, i ashtuquajturi cikli Miller. , dhe mundësinë e mbylljes së plotë të cilindrit brenda një kohe kaq të shkurtër, si një rrotullim i motorit, i cili gjithashtu quhet modulimi i frekuencësçift rrotullues ose cikli i kalimit, duke rezultuar në një rritje të konsiderueshme të efikasitetit të motorit. Përveç kësaj, është zbuluar se kur përdorni disqet e valvulave të kontrolluara, është e mundur të kaloni nga funksionimi me dy goditje në funksionimin me katër goditje.
Qëllimi i shpikjes
Një objekt i kësaj shpikjeje është të sigurojë një metodë kontrolli për modulimin e çift rrotullues të një motori me djegie të brendshme reciproke me një dhomë djegieje me vëllim të ndryshueshëm dhe valvola të kontrolluara, metoda e propozuar që eliminon disavantazhet e lartpërmendura dhe çon në rritjen e efikasitetit të motorit dhe uljen e ndikimit mjedisor.
Thelbi i shpikjes
Objektet e kësaj shpikjeje janë arritur në metodën e sipërpërmendur, e karakterizuar në atë që çift rrotullimi i kërkuar për kushtet e dhëna të funksionimit arrihet duke zgjedhur vëllimin e dhomës së djegies në kombinim me zgjedhjen e kohës së hapjes dhe mbylljes së valvulave të marrjes në kombinim. me zgjedhjen e frekuencës me të cilën kryhen goditjet.pistoni.
Me sa di shpikësi, askush më parë nuk ka propozuar të kombinojë përdorimin e një raporti të ndryshueshëm kompresimi dhe ngasjet e kontrolluara të valvulave në të njëjtin motor. Mundësisht, me ngarkesë maksimale, përdoret vëllimi maksimal i dhomës së djegies. Kur ngarkesa ulet, vëllimi zvogëlohet, duke përdorur njëkohësisht mbylljen më të hershme të valvulave të marrjes, deri në atë masë që arrihet efikasiteti optimal, i cili është maksimal për mënyrën e kërkuar të funksionimit. Ndërsa ngarkesa vazhdon të ulet, çift rrotullimi i moduluar i frekuencës përdoret kur ngarkesa e kërkuar arrihet me zgjedhjen e sistemit të kontrollit të frekuencës së goditjeve, duke ruajtur karakteristikën ose parametrat që korrespondojnë me nivelin e ngarkesës në të cilin është arritur. fuqi optimale motorri. Nëse në shpejtësi të ulët rrotullimi i motorit kërkon një çift rrotullues të madh, mundësisht duke përdorur një cikël me dy goditje. Meqenëse, sipas shpikjes, përdorimi i një raporti të ndryshueshëm kompresimi kombinohet me përdorimin e aktivizuesve të kontrolluar të valvulave, arrihen efekte sinergjike, për shembull, një reduktim më i madh i konsumit të karburantit sesa shuma e reduktimeve të konsumit të karburantit që mund të arrihet duke përdorur veçmas një raport të ndryshueshëm kompresimi ose aktivizues të kontrolluar të valvulave.
Raporti i ndryshueshëm i kompresimit është ndryshimi i vëllimit midis pistonit dhe majës së cilindrit në qendrën e vdekur të sipërme të pistonit.
Valvulat e kontrolluara, ose aktivizuesit e valvulave të kontrolluara, janë valvola, koha e hapjes dhe e mbylljes së të cilave, si dhe ngritja dhe zona kontrollohen me anë të aktivizuesve që aktivizohen nga sinjalet nga sistemi i kontrollit të valvulave. Valvulat e kontrolluara kanë aktivizues që aktivizohen me mjete pneumatike, hidraulike, elektromagnetike ose ndonjë mjet tjetër të ngjashëm.
Goditja e punës është goditja e pistonit, gjatë së cilës energjia e masës së gazit, që zgjerohet gjatë procesit të djegies, shndërrohet në punë mekanike... Goditjet mund të jenë në cikle që janë optimale ose normale, si në motorët modernë.
Përtaci është goditja e pistonit pa asnjë shkëmbim gazi, furnizim me ajër ose djegie; nuk kryhet asnjë punë gjatë boshtit. Gjatë kësaj goditjeje, ka pak humbje të fërkimit dhe humbje të nxehtësisë. Gjatë boshtit, asnjë përzierje ajri/karburant nuk pompohet nëpër motor. Përtaci supozon se të paktën valvulat e marrjes kontrollohen dhe mbahen të mbyllura gjatë boshtit, duke parandaluar hyrjen e ajrit, derisa ato të rihapen. Megjithatë, sipas shpikjes, preferohet që valvulat e shkarkimit të jenë gjithashtu të kontrollueshme.
Frekuenca e goditjes mund të ndryshojë midis 0 dhe 100% të shpejtësisë së motorit. Kjo frekuencë mund të zgjidhet duke kryer një goditje të fuqisë gjatë çdo rrotullimi të nëntë të motorit, me goditjet e mbetura në boshe. Përndryshe, një sekuencë e goditjeve të fuqisë kryhet dhe boshti kryhet gjatë çdo rrotullimi të nëntë të motorit. Çift rrotullimi i kërkuar matet nga një sensor dhe transmetohet në sistemin e kontrollit, i cili zgjedh frekuencën e goditjeve të punës.
Goditja optimale është goditja gjatë së cilës puna që kryhet është më e madhe e mundshme, duke marrë parasysh kushtet ekzistuese ekonomike dhe mjedisore dhe konsumin e karburantit. Duke siguruar çift rrotulluesin e kërkuar duke zgjedhur frekuencën e goditjeve optimale të punës, arrihet efikasiteti më i mirë ekonomik.
Kur punoni me një cikël me katër goditje, goditja optimale përfshin mbylljen paraprake të valvulave të marrjes, ciklin Miller, në kontrast me atë konvencional. motorët modernë, dhe hapja e vonuar valvulat e shkarkimit, cikli Atkinson, në kontrast me praktikën tradicionale. Vëllimi i dhomës së djegies zgjidhet nga konsideratat e marrjes, nëse është e mundur rezultati më i mirë në kushte të dhëna, dhe si rezultat, vëllimi i dhomës së djegies është afërsisht 20-80% e vëllimit maksimal të dhomës së djegies, dhe mundësisht 30-50% e vëllimit maksimal të specifikuar.
Duke eksperimentuar me motorin, vlerat përkatëse të parametrave mund të përcaktohen për secilën shpejtësi të motorit. Përndryshe, sistemi i kontrollit mund të jetë adaptiv, domethënë vetë-mësues.
Goditja optimale për një cikël me dy goditje është e ndryshme nga goditja optimale për një cikël me katër goditje, sepse presioni i cilindrit që është i pranishëm kur hapen valvulat e shkarkimit duhet të përdoret për shkëmbimin e gazit. Hapja e shpejtë e valvulave të shkarkimit rezulton në një impuls të gazit të shkarkimit i cili, nga ana tjetër, krijon një presion të ulët në cilindër, d.m.th. presion nën 1 atmosferë. Valvulat e shkarkimit mbyllen dhe më pas valvulat e marrjes hapen në një kohë për të shfrytëzuar sa më mirë mbylljen e valvulave të shkarkimit dhe presionin e ulët për të marrë sasinë e duhur të ajrit përpara goditjes së ardhshme të kompresimit dhe goditjes së ardhshme të fuqisë. Goditjet optimale mund të kryhen gjithashtu duke përdorur portat e daljes që hapen ose mbeten të hapura kur pistoni arrin fund i vdekur pikë.
Gjatë një cikli me dy goditje, mund të përdoret një pompë pastrimi, përgjegjëse për shkëmbimin e gazit tërësisht ose pjesërisht, në kombinim me një presion të ulët në cilindër.
Në kushte të caktuara funksionimi, mund të jetë e nevojshme të devijoni nga goditjet optimale të punës, për shembull, kur kërkohet prodhimi maksimal ose në kushte të tjera ekstreme.
Motori dhe sistemi i tij i kontrollit mund të projektohen me aftësinë për të vendosur më shumë se një grup parametrash të goditjes optimale për një shpejtësi të caktuar të motorit kur përdoren dy ose më shumë lloje karburanti, të cilat, për shkak të ndryshimit në vetitë e tyre, korrespondojnë me optimale të ndryshme. goditjet. Shembuj të kombinimeve të tilla janë benzina dhe alkooli etilik. Ekziston një grup për çdo shpejtësi rrotullimi. parametrat optimale goditje pune për benzinë dhe një tjetër - për alkool etilik.
Në përputhje me shpikjen aktuale, sistemet e furnizimit me ajër dhe karburant janë para-konfiguruar në mënyrë që të njëjtat masa ajri dhe karburanti dhe e njëjta përzierje ajri dhe karburanti të përdoren për djegie në çdo goditje me një shpejtësi të caktuar motori për djegie si në goditjet e tjera. me të njëjtën shpejtësi rrotullimi. Përveç kësaj, për goditje pune sasive të mundshme gazrat e mbeturinave të riqarkulluara janë të njëjta. Meqenëse kushtet e djegies përsëriten dhe nuk ndryshojnë, kjo çon në faktin se për çdo goditje pune që ndodh në shpejtësi konstante rrotullimi i motorit, bëhet e njëjta punë, dhe përbërje kimike gazi i gripit mbetet konstant, duke e bërë më të lehtë pastrimin e gazrave të gripit.
Në motorët me djegie të brendshme reciproke konvencionale që funksionojnë me një cikël me katër goditje, djegia me goditje ndodh në çdo rrotullim të dytë të motorit, ndërsa në një motor që funksionon me një cikël me dy goditje, ndodh në çdo rrotullim të motorit. Sistemet e shkëmbimit të gazit të motorëve të tillë bëjnë që intervalet e tjera të goditjes të mos jenë të mundshme pasi ajri, karburanti i mbetur, siç janë hidrokarburet e padjegura, pompohen përmes motorit, si rezultat i të cilit zvogëlohet efikasiteti i tij dhe rritet ndikimi në mjedis. Për të përdorur shpikjen dhe avantazhet që ofron, valvulat dhe kanalet që shërbejnë për shkëmbimin e gazit duhet të jenë në gjendje të mbyllen gjatë një ose më shumë goditjeve të njëpasnjëshme boshe, e cila shpesh përdoret me ngarkesë të pjesshme. Prandaj, shpikja kërkon valvola të kontrollueshme, të paktën valvola marrjeje të kontrollueshme.
Kur përdorni valvola të kontrolluara, hapja dhe mbyllja dhe, ndoshta, ngritja e të cilave kontrollohet me anë të një sistemi kontrolli dixhital me sensorë që përcaktojnë pozicionin e boshtit të gungës dhe / ose pozicionin e pistonit dhe shpejtësinë e motorit, dhe përkatëse mjete elektronike dhe software shkëmbimi i gazit dhe goditjet e punës mund të kryhen vetëm kur është e nevojshme. Për pjesën tjetër të kohës, valvulat, të paktën valvulat e marrjes, mbeten të mbyllura. Kjo nënkupton që frekuenca e goditjeve optimale zgjidhet për të arritur çift rrotulluesin e kërkuar.
Metoda e kontrollit përdor një sistem kontrolli dixhital që përcakton çift rrotullues të kërkuar në çdo moment në kohë. Nëse ky çift rrotullues është brenda intervalit në të cilin mund të arrihet me goditjet optimale të punës, mundësisht nga puna në boshe deri në 50% të ngarkesës, atëherë sistemi i kontrollit zgjedh një frekuencë të caktuar të goditjeve të punës, përkatësisht atë që duhet të sigurojë arritjen e çift rrotullues i kërkuar. Me një vlerë të caktuar të shpejtësisë së rrotullimit, goditjet e punës sigurojnë kryerjen e së njëjtës punë për çdo goditje pune të prodhuar. Prandaj, kjo frekuencë është frekuenca e dëshiruar e goditjeve të punës për të arritur vlerën e kërkuar të çift rrotullues.
Valvulat e kontrolluara sigurojnë furnizimin me ajër dhe karburant dhe heqjen e gazit të shkarkimit, si dhe shkëmbimin e gazit menjëherë para dhe pas goditjeve të punës. Kur zgjidhni frekuencën me të cilën kryhet goditja e punës në çdo rrotullim, shkëmbimi i gazit duhet të ndodhë gjithashtu në çdo rrotullim, si në motor me dy goditje... Shkëmbimi i gazit mund të kryhet gjithashtu si në motorët modernë me katër goditje, domethënë duke përdorur një goditje të marrjes, si rezultat i së cilës kryhet një goditje pune në çdo rrotullim të dytë të motorit. Sipas shpikjes aktuale, çift rrotullimi i specifikuar arrihet duke zgjedhur frekuencën e cikleve me dy goditje ose të cikleve me katër goditje, ose një frekuencë të tillë në të cilën një ose më shumë cikle me dy goditje kombinohen me një ose më shumë cikle me katër goditje. Sipas shpikjes aktuale, frekuenca të ndryshme goditjeje mund të zgjidhen për cilindra të ndryshëm të motorit. Nëse valvulat e marrjes janë të kontrollueshme, por valvulat e shkarkimit jo, atëherë mund të kryhen vetëm katër cikle goditjeje.
Sistemi i kontrollit, në përgjigje të një kërkese për një rritje ose ulje të çift rrotullues nga drejtuesi, për shembull, duke përdorur pedalin e gazit për këtë në një mënyrë konvencionale ose të ngjashme, kontrollon përqindjen e goditjeve në lidhje me numrin e goditjeve boshe të motorin. Kështu, goditjet janë optimizuar në përputhje me përkufizimin e mësipërm, pasi sistemi i kontrollit është gjithashtu në gjendje të kontrollojë vëllimin e dhomës së djegies brenda një diapazoni të kontrollueshëm, si dhe sasinë e ajrit të furnizuar nga koha e hapjes dhe mbylljes së marrjes. valvulat dhe ndoshta sasia e ngritjes së valvulave.
Motori kontrollohet duke ndryshuar numrin e goditjeve në lidhje me numrin e goditjeve boshe për çdo cilindër dhe duke e ndryshuar këtë raport ndryshe nga cilindër në cilindër. Sistemi i kontrollit kontrollon motorin duke kontrolluar hapjen dhe mbylljen e valvulave të marrjes dhe shkarkimit, përkatësisht, në dhomën e djegies së secilit cilindri, ose duke hapur dhe mbyllur vetëm valvulat e marrjes nëse valvulat e shkarkimit nuk janë të kontrollueshme. Kështu, hapja dhe mbyllja e valvulave të marrjes dhe ndoshta edhe e valvulave të shkarkimit bazohet në çift rrotullues që kërkohet nga ana e shoferit. Kontrolli kryhet me anë të sinjaleve të kontrollit nga një njësi kontrolli që lidhet me sistemin e kontrollit. Nëse valvulat e shkarkimit nuk janë të kontrollueshme, goditjet duhet të kryhen në një cikël me katër goditje. Nëse të dy valvulat e marrjes dhe të shkarkimit janë valvula të operuara, sistemi i kontrollit mund të konfigurohet që të kalojë midis cikleve me katër goditje dhe cikle me dy goditje në cilindrat e motorit. Për shembull, një cilindër mund të funksionojë me një cikël me dy goditje dhe tjetri me një cikël me katër goditje. Sistemi i kontrollit duhet të jetë në gjendje të llogarisë në cilat kushte ciklet me dy goditje ose cikle me katër goditje janë më efektive dhe mbi këtë bazë të zgjedhë një nga këto lloje ciklesh dhe të përdorë një frekuencë të caktuar të goditjeve të punës. Prandaj, metoda e kontrollit përfshin zgjedhjen midis një cikli shtytje-tërheqje dhe një cikli me katër goditje bazuar në këto kushte të paracaktuara. Sistemi i kontrollit përfshin një njësi kontrolli që përmban një program kompjuterik përkatës të regjistruar në një medium ruajtjeje. Njësia e kontrollit është e lidhur funksionalisht me disa qark, për shembull, për aktivizimin pneumatik, hidraulik, elektromagnetik ose çdo aktivizues tjetër të aktivizuesve që kontrollojnë funksionimin e të paktën valvulave të marrjes, por ndoshta edhe valvulave të shkarkimit. Njësia e kontrollit mund të konfigurohet, për shembull, në mënyrë që të kontrollojë solenoidet e instaluara në qarkun e aktivizuesit për aktivizimin e elementeve që veprojnë në valvulat e marrjes ose shkarkimit të motorit. Njësia e kontrollit lidhet funksionalisht me një element që kërkon çift rrotullues, siç është pedali i gazit, me anë të të cilit drejtuesi bën një kërkesë për të rritur ose ulur çift rrotulluesin e motorit. Sistemi i kontrollit për çift rrotullues të moduluar të frekuencës mund të jetë pjesë e një sistemi, për shembull, një pjesë që korrespondon me modalitetin punë ekonomike, në një sistem kontrolli më të madh që kontrollon edhe karakteristika ose parametra të tjerë të motorit në fjalë.
Sa më e ulët të jetë ngarkesa, aq më i madh është reduktimi relativ i konsumit të karburantit dhe ndikimi mjedisor i arritur me shpikjen aktuale. Motori dhe sistemi i tij i kontrollit mund të projektohen për të mbuluar të gjithë gamën e funksionimit të motorit me frekuenca të ndryshme të goditjeve optimale të punës, ose kontrollin e vetëm një parametri.
Pa u larguar nga qëllimi i kësaj shpikjeje, është e mundur të organizohet që vetëm ajri ose një kombinim karburanti dhe ajri të hyjë dhe të grumbullohet në cilindër gjatë një ose më shumë rrotullimeve të motorit, për shembull për të përmirësuar përzierjen dhe / ose konvertimin e karburantit. te gazi. Shpikja nuk kufizohet në zgjedhjen e vetëm goditjeve optimale absolute ose zgjedhjen e frekuencës optimale.
Kështu, në përputhje me shpikjen, parashikohet një metodë kontrolli për modulimin e çift rrotullimit të një motori me djegie të brendshme reciproke, i cili ka një dhomë djegieje me vëllim të ndryshueshëm dhe valvola marrjeje të kontrolluara, në të cilat çift rrotullimi i kërkuar për një mënyrë të paracaktuar funksionimi arrihet me zgjedhja e volumit të dhomës së djegies në kombinim me zgjedhjen e kohës së hapjes dhe mbylljes së valvulave të marrjes në kombinim me zgjedhjen e frekuencës me të cilën kryhen goditjet e punës.
Në këtë rast, preferohet:
Në ngarkesën maksimale, përdorni vëllimin maksimal të dhomës së djegies,
Me një ulje të ngarkesës, vëllimi i dhomës së djegies zvogëlohet, dhe mbyllja e valvulave të marrjes kryhet më herët, dhe
Me një ulje të mëtejshme të ngarkesës, zgjidhet frekuenca e goditjeve të punës.
Zgjedhja e frekuencës së goditjeve preferohet të kryhet nga boshe deri në 50% të ngarkesës maksimale.
Preferohet që valvulat e shkarkimit të jenë të kontrollueshme dhe vëllimi i dhomës së djegies zgjidhet në kombinim me zgjedhjen e kohës së hapjes dhe mbylljes si të valvulave të marrjes ashtu edhe të valvulave të shkarkimit, si dhe në kombinim me zgjedhjen e frekuencës së goditjes.
Mundësisht, motori të ketë një mori cilindrash, dhe për cilindra të ndryshëm zgjidhni frekuenca të ndryshme të goditjeve të punës.
Goditjet e punës mund të kryhen me mbyllje të avancuar të valvulave të marrjes. Goditjet mund të kryhen edhe me hapje të vonuar të valvulave të shkarkimit.
Për shembull, vëllimi i dhomës së djegies kontrollohet të jetë 20-80% e vëllimit të saj maksimal kur zgjidhet frekuenca e goditjes. Mundësisht, vëllimi i dhomës së djegies është 30-50% e vëllimit të saj maksimal kur zgjidhet frekuenca e goditjes.
Me një shpejtësi të paracaktuar të motorit që është e pavarur nga çift rrotullimi, çdo goditje preferohet të djegë në thelb të njëjtën masë ajri dhe karburant dhe në thelb të njëjtin raport ajër/karburant si goditjet e tjera.
Përveç kësaj, në varësi të çift rrotullues të kërkuar në metodën e propozuar të kontrollit, me dy goditje ose cikli me katër goditje, dhe goditjet e punës kryhen me cikël dy dhe katër goditjesh.
Përveç kësaj, metoda e propozuar e kontrollit përdor një sistem kontrolli me program kompjuterik i cili, me anë të kontrollit të sinjalit, në bazë të çift rrotullimit të kërkuar nga drejtuesi, zgjedh shpejtësinë e goditjes, kohën e reagimit të valvulave, ngritjen e valvulave, vëllimin e dhomës së djegies dhe funksionimin me një cikël dy-strokësh ose me një cikël katër-strok.
Përshkrimi i shkurtër i vizatimeve
Vizatimi tregon në mënyrë skematike një motor në të cilin zbatohet metoda sipas shpikjes aktuale.
Përshkrim i shkurtër i një mishërimi të shpikjes
Vizatimi tregon në mënyrë skematike një cilindër 1 me një piston 2. Gjatë goditjes së marrjes së një cikli me katër goditje, pistoni 2 lëviz dhe ajri, ndoshta së bashku me karburantin, rrjedh përmes valvulës së marrjes së hapur 3. Valvula e shkarkimit 4 është e mbyllur. Për të ndryshuar volumin e dhomës së djegies 6, përdoret një pistoni 5 me një raport të ndryshueshëm kompresimi, vëllimi i treguar është vëllimi midis pistonit 2 dhe tavanit të cilindrit 1 në qendrën e sipërme të vdekur të pistonit 2. Për të aktivizuar aktivizuesit për të kontrolluar valvulat 3 dhe 4 dhe pistonin 5 të një raporti kompresimi të ndryshueshëm, një qark pneumatik 7. Njësia e kontrollit 8 është e lidhur funksionalisht me qarkun 7 për të kontrolluar këtë qark duke përdorur sinjalet dhe kontrollin e valvulave 3 dhe 4 të lidhur me qarkun 7, si dhe pistoni 5 me raport të ndryshueshëm kompresimi. Elementi 9, për shembull një pedale përshpejtuesi, është i lidhur në mënyrë operative me njësinë e kontrollit 8 për të ofruar një kërkesë për gjenerimin e një çift rrotullues. Sensori 10, i vendosur pranë diskut të graduar 12, i cili është montuar bosht me gunga 11, është i lidhur funksionalisht me njësinë e kontrollit 8 dhe ka probleme informacionet e fundit në lidhje me shpejtësinë e rrotullimit dhe pozicionin e boshtit me gunga dhe/ose pozicionin e pistonit 2 në cilindrin 1. Njësia e kontrollit 8 vendos kur valvulat e kontrolluara 3 dhe 4 duhet të hapen ose mbyllen dhe në çfarë pozicioni duhet të jetë pistoni 5 i raportit të ndryshueshëm të kompresimit kur pistoni 2 është në pikën më të lartë të vdekjes. Valvulat e kontrolluara 3 dhe 4 aktivizohen, për shembull, me mjete elektromagnetike, hidraulike ose pneumatike. Pistoni 5 i raportit të ndryshueshëm të kompresimit lëviz, për shembull, me mjete elektromagnetike, hidraulike ose pneumatike. Pistoni 5 i raportit të ndryshueshëm të kompresimit mund të lidhet me boshtin me gunga 11 (nuk tregohet) dhe mund të konfigurohet për të kryer një lëvizje reciproke të ndryshueshme në koordinim me lëvizjen e pistonit 2. Përveç kësaj, në sistem automatik Pistoni i kontrollit 5 i raportit të ndryshueshëm të kompresimit mund të kërkojë vazhdimisht pozicionin në të cilin arrihet kompresimi optimal.
1. Një metodë kontrolli për modulimin e çift rrotullimit të një motori me djegie të brendshme pistoni në të cilin ka një dhomë djegieje (6) me vëllim të ndryshueshëm dhe valvula të kontrollit të marrjes (3), e karakterizuar në atë që çift rrotullimi i kërkuar për një modalitet të paracaktuar operimi arrihet nga zgjedhja e vëllimit të djegies së dhomës (6) në kombinim me zgjedhjen e kohës së hapjes dhe mbylljes së valvulave të marrjes (3) në kombinim me zgjedhjen e frekuencës me të cilën kryhen goditjet.
2. Metoda e kontrollit sipas pretendimit 1, karakterizuar nga fakti qe ne ngarkese maksimale perdoret volumi maksimal i dhomes se djegies, me ulje te ngarkeses, zvogelohet volumi i dhomes se djegies dhe mbyllja e valvulave te marrjes. (3) kryhet më herët dhe me një ulje të mëtejshme të ngarkesës, zgjidhet frekuenca e goditjeve të punës ...
3. Një metodë kontrolli sipas pretendimit 1 ose 2, e karakterizuar në atë që zgjedhja e frekuencës së goditjeve të punës kryhet duke filluar nga botacia deri në 50% të ngarkesës maksimale.
4. Një metodë kontrolli sipas pretendimit 1, e karakterizuar në atë që valvulat e shkarkimit janë të kontrollueshme dhe vëllimi i dhomës së djegies (6) zgjidhet në kombinim me zgjedhjen e kohës së hapjes dhe mbylljes së të dy valvulave të marrjes (3) dhe valvulat e shkarkimit (4), dhe gjithashtu në kombinim me zgjedhjen e frekuencës së ekzekutimit të goditjeve të punës.
5. Një metodë kontrolli sipas pretendimit 1, e karakterizuar në atë që motori ka një mori cilindrash (1), dhe frekuenca të ndryshme goditjesh janë zgjedhur për cilindra të ndryshëm (1).
6. Një metodë kontrolli sipas pretendimit 1, e karakterizuar në atë që goditjet e punës kryhen me mbyllje të avancuar të valvulave të marrjes (3).
7. Një metodë kontrolli sipas pretendimit 4, e karakterizuar në atë që goditjet kryhen me hapje të vonuar të valvulave të shkarkimit (4).
8. Një metodë kontrolli sipas pretendimit 1, e karakterizuar në atë që vëllimi i dhomës së djegies (6) kontrollohet të jetë 20-80% e vëllimit maksimal të saj kur zgjidhet frekuenca e goditjeve.
9. Një metodë kontrolli sipas pretendimit 1, e karakterizuar në atë që vëllimi i dhomës së djegies (6) është 30-50% e vëllimit të saj maksimal kur zgjidhet frekuenca e goditjeve.
10. Metoda e kontrollit sipas pretendimit 1, karakterizuar nga fakti që me një shpejtësi të paracaktuar të motorit, e cila nuk varet nga çift rrotullimi, në çdo goditje pune, në thelb digjet e njëjta masë ajri dhe karburanti dhe në thelb me të njëjtin ajër në - raporti i karburantit si me goditjet e tjera të punës.
11. Një metodë kontrolli sipas secilit prej pretendimeve 4 deri në 10, e karakterizuar në atë që, në varësi të çift rrotullues të kërkuar, zgjidhet një cikël me dy ose katër goditje dhe goditjet e punës kryhen me dy goditje dhe katër. - cikli i goditjes.
12. Metoda e kontrollit sipas pretendimit 1, karakterizuar në atë që përdor një sistem kontrolli (8) me një program kompjuterik, i cili, me anë të kontrollit të sinjalit, bazuar në vlerën e çift rrotullues të kërkuar nga drejtuesi, zgjedh frekuencën e goditjeve të punës. , koha e reagimit të valvulës, ngritja e valvulës, vëllimi i dhomës së djegies (6) dhe funksionimi me një cikël dy-stroksh ose ciklin me katër goditje.
Për më shumë se një shekull jetë, motori me djegie të brendshme (ICE) ka ndryshuar aq shumë sa që vetëm parimi i funksionimit ka mbetur nga paraardhësi. Pothuajse të gjitha fazat e modernizimit kishin për qëllim rritjen e efikasitetit të motorit. Treguesi i efikasitetit mund të quhet universal. Shumë karakteristika janë të fshehura në të - konsumi i karburantit, fuqia, çift rrotullimi, përbërja e gazit të shkarkimit, etj. Përdorimi i gjerë i ideve të reja teknike - injektimi i karburantit, ndezja elektronike dhe sistemet e menaxhimit të motorit, 4, 5 dhe madje 6 valvola për cilindër - ka luajtur rol pozitiv në rritjen e efikasitetit të motorëve.
Sidoqoftë, siç tregoi Motor Show në Gjenevë, ka ende një rrugë të gjatë për të bërë deri në përfundimin e procesit të modernizimit të ICE. Në këtë panair ndërkombëtar të njohur të automjeteve Kompania SAAB prezantoi rezultatin e punës së tij 15-vjeçare - një prototip të një motori të ri me raport të ndryshueshëm kompresimi - SAAB Variable Compression (SVC), i cili është bërë një ndjesi në botën e motorëve.
Teknologjia SVC dhe një sërë teknologjish të tjera të avancuara dhe jokonvencionale për sa i përket konceptet ekzistuese O ICE teknike zgjidhjet bënë të mundur sigurimin e risisë me karakteristika fantastike. Pra, një motor me pesë cilindra me një vëllim prej vetëm 1.6 litrash, i krijuar për konvencionale makina serike, zhvillon një fuqi të pabesueshme prej 225 kf. dhe një çift rrotullues prej 305 Nm. Karakteristikat e tjera që janë veçanërisht të rëndësishme sot rezultuan të jenë të shkëlqyera - konsumi i karburantit në ngarkesa mesatare është zvogëluar deri në 30%, dhe emetimet e CO2 janë ulur me të njëjtën sasi. Për sa i përket CO, CH dhe NOx, etj., sipas krijuesve, ato janë në përputhje me të gjitha standardet ekzistuese dhe të planifikuara për toksicitetin në të ardhmen e afërt. Për më tepër, raporti i ndryshueshëm i kompresimit i jep motorit SVC aftësinë për të funksionuar markave të ndryshme benzinë - nga A-76 në AI-98 - praktikisht pa përkeqësim të performancës dhe duke përjashtuar shfaqjen e shpërthimit.
Pa dyshim, një meritë e rëndësishme e karakteristikave të tilla është teknologjia SVC, d.m.th. në aftësinë për të ndryshuar raportin e ngjeshjes. Por, para se të njihemi me strukturën e mekanizmit, i cili bëri të mundur ndryshimin e kësaj vlere, le të kujtojmë disa të vërteta nga teoria e dizajnit të motorit me djegie të brendshme.
Raporti i kompresimit
Raporti i kompresimit është raporti i shumës së vëllimit të cilindrit dhe dhomës së djegies me vëllimin e dhomës së djegies. Me një rritje të raportit të ngjeshjes në dhomën e djegies, rritet presioni dhe temperatura, gjë që krijon kushte më të favorshme për ndezjen dhe djegien e përzierjes së djegshme dhe rrit efikasitetin energjetik të karburantit, d.m.th. Efikasiteti. Sa më i lartë të jetë raporti i kompresimit, aq më i madh është efikasiteti.
Probleme me krijimin motorët me benzinë kompresim i lartë nuk është dhe nuk ka qenë kurrë. Dhe ata nuk i bëjnë ato për arsyen e mëposhtme. Gjatë goditjes së kompresimit të motorëve të tillë, presioni në cilindra rritet në vlera shumë të larta. Kjo natyrshëm shkakton një rritje të temperaturës në dhomën e djegies dhe krijon kushte të favorshme për shfaqjen e shpërthimit. Dhe shpërthimi, siç e dimë (shih faqen 26), është një fenomen i rrezikshëm. Në të gjithë motorët e krijuar para kësaj kohe, raporti i ngjeshjes ishte konstant dhe përcaktohej në varësi të presionit dhe regjimi i temperaturës në dhomën e djegies me ngarkesë maksimale, kur konsumi i karburantit dhe ajrit është maksimal. Motori nuk funksionon gjithmonë në këtë mënyrë, madje mund të thuhet shumë rrallë. Në autostradë ose në qytet, kur shpejtësia është pothuajse konstante, motori funksionon me ngarkesa të ulëta deri në mesatare. Në një situatë të tillë, për më shumë përdorim efektiv energjia e karburantit do të ishte mirë të kishim një raport të lartë kompresimi. Ky problem u zgjidh nga inxhinierët SAAB - krijuesit e teknologjisë SVC.
Teknologjia SVC
Para së gjithash, duhet të theksohet se në motorin e ri, në vend të kokës tradicionale të bllokut dhe veshjeve të cilindrit, të cilat u derdhën drejtpërdrejt në bllok ose u shtypën brenda, ekziston një monokokë që bashkon kokën e bllokut dhe cilindrin. astar. Për të ndryshuar raportin e ngjeshjes, ose më saktë, vëllimin e dhomës së djegies, koka e vetme bëhet e lëvizshme. Nga njëra anë, ajo është e ulur në një bosht që kryen funksionin e një mbështetjeje dhe nga ana tjetër, mbështetet dhe drejtohet nga një bosht i veçantë. mekanizëm fiksimi... Rrezja e fiksimit siguron një zhvendosje të kokës në lidhje me boshtin vertikal me 40. Kjo është mjaft e mjaftueshme për të ndryshuar vëllimin e dhomës për të marrë një raport kompresimi nga 8: 1 në 14: 1.
Raporti i kërkuar i ngjeshjes përcaktohet nga sistemi elektronik i menaxhimit të motorit SAAB Trionic, i cili monitoron ngarkesën, shpejtësinë, cilësinë e karburantit dhe, mbi bazën e kësaj, kontrollon makinën hidraulike të fiksimit. Pra, në ngarkesën maksimale, raporti i kompresimit është vendosur në 8: 1, dhe në minimum - 14: 1. Kombinimi i veshjeve të cilindrave me kokën e tyre, ndër të tjera, i lejoi inxhinierët SAAB t'i jepnin më shumë kanaleve të xhaketës ftohëse. formë perfekte, e cila rriti efikasitetin e procesit të heqjes së nxehtësisë nga muret e dhomës së djegies dhe veshjet e cilindrit.
Lëvizshmëria e veshjeve të cilindrave dhe kokave të tyre kërkonte ndryshime në hartimin e bllokut të motorit. Rrafshi i bashkimit midis bllokut dhe kokës është bërë 20 cm më i ulët.Përsa i përket ngushtësisë së bashkimit, ajo sigurohet nga një copë litari e valëzuar gome, e cila mbrohet nga sipër me një shtresë metalike nga dëmtimi.
E vogël por e zgjuar
Për shumë njerëz, mund të bëhet e pakuptueshme se si më shumë se dyqind "kuaj" u "ngarkuan" në një motor me një vëllim kaq të vogël - në fund të fundit, një fuqi e tillë mund të ndikojë negativisht në burimin e tij. Gjatë krijimit të motorit SVC, inxhinierët u drejtuan nga detyra krejtësisht të ndryshme. Sjellja e burimit motorik në standardet e kërkuara është punë e teknologëve. Për sa i përket vëllimit të vogël të motorit, ai bëhet në përputhje të plotë me teorinë e motorëve me djegie të brendshme. Bazuar në ligjet e tij, mënyra më e favorshme e funksionimit të motorit nga pikëpamja e rritjes së efikasitetit është me ngarkesë të lartë (në rrotullime të rritura) kur valvula e mbytjes është plotësisht e hapur. Në këtë rast, ai shfrytëzon sa më shumë energjinë e karburantit. Dhe meqenëse motorët me një zhvendosje më të vogël funksionojnë kryesisht në ngarkesat maksimale, atëherë efikasiteti i tyre është më i lartë.
Sekreti i përsosmërisë motorë nënkompakt për sa i përket efikasitetit, shpjegohet me mungesën e të ashtuquajturave humbje të pompimit. Ato ndodhin në ngarkesa të ulëta, kur motori funksionon me shpejtësi të ulët dhe valvula e mbytjes është vetëm pak e hapur. Në këtë rast, gjatë goditjes së marrjes, krijohet një vakum i madh në cilindra - një vakum që i reziston lëvizjes në rënie të pistonit dhe, në përputhje me rrethanat, zvogëlon efikasitetin. Plotësisht i hapur mbyt nuk ka humbje të tilla, pasi ajri hyn në cilindra praktikisht i papenguar.
Për të shmangur humbjet e pompimit me 100%, në motorin e ri, inxhinierët SAAB përdorën gjithashtu "presion" të ajrit nën shtypje e lartë- 2.8 atm., Duke përdorur ventilator mekanik- kompresor. Preferenca iu dha kompresorit për disa arsye: së pari, asnjë turbocharger nuk është në gjendje të krijojë një presion të tillë nxitës; së dyti, reagimi i kompresorit ndaj ndryshimeve të ngarkesës është pothuajse i menjëhershëm; nuk ka karakteristikë të ngadalësimit të turbocharging. Mbushja e cilindrave me një ngarkesë të re Motori SAAB u përmirësua edhe me ndihmën e mekanizmit modern të shpërndarjes së gazit, në të cilin ka katër valvola për cilindër, dhe falë përdorimit të një ndërftohësi ajri (Intercooler).
Prototipi i motorit SVC i vlerësuar kompani gjermane për zhvillimin e motorëve FEV Motorentechnie në Aachen, është plotësisht funksionale. Por pavarësisht vlerësimit pozitiv, ai do të nisë në prodhim serik pak kohë më vonë – pasi të jetë finalizuar dhe akorduar për të përmbushur nevojat e klientëve.