По каким принципам работает двигатель Инфинити с изменяемой степенью сжатия, подробная информация

Первый серийный экземпляр двигателя с изменяемой степенью сжатия от Инфинити

По каким принципам работает двигатель Инфинити с изменяемой степенью сжатия, подробная информация

Подробная информация о первом в мире бензиновом серийном двигателе с изменяемой степенью сжатия. Ему предсказывают большое будущее и говорят, что разработанная Инфинити технология станет большой угрозой для существования дизельных моторов.

 

Бензиновый поршневой двигатель, который может динамически изменять степень сжатия, то есть величину, на которую поршень сжимает топливовоздушную смесь в цилиндре (объём камеры сгорания в момент, когда поршень находится в нижней мертвой точке, к объему, когда он подминается к верхней мертвой точке. Иными словами, это показатель сжатия поршнем воздушно-топливной смеси в цилиндре), давняя мечта многих поколений инженеров, разрабатывавших двигатели внутреннего сгорания. Некоторые автомобильные марки были как никогда близки к разгадке теории, были сделаны даже образцы таких моторов, например, таких успехов достиг Saab. Возможно у шведского автопроизводителя сложилась бы совершенно иная судьба, если бы в январе 2000 года Saab не был бы окончательно приобретен корпорацией General Motors. К сожалению, для заокеанского хозяина были не интересны подобные разработки и дело было приостановлено.

 

Основной соперник был сломлен и Nissan, как второй потенциальный разработчик инновационной системы с изменяемым коэффициентом сжатия, продолжил путь в гордом одиночестве. 20 лет кропотливого труда, расчетов и моделирования не прошли даром, люксовое подразделение японской компании известное под брендом Infiniti представило окончательную разработку двигателя с изменяемой степенью сжатия который мы увидим под капотом модели 2018 Infiniti QX50. Станет ли ее разработка лебединой песней всех дизельных двигателей? Вопрос интересный.

 

2.0 литровый четырехцилиндровый турбированный силовой агрегат получил наименование VC-T (Variable Compression-Turbocharged). Уже в названии отражены принцип его работы и технические данные. Система VC-T динамически изменять степень сжатия от 8:1 до 14:1.

 

Общий принцип действия можно описать следующим образом:

 

Особенность VC-T технологии в моторе заключается в способности приспосабливаться к условиям и плавно повышать или понижать высоту верхней мертвой точки поршней. Как следствие, изменяется фундаментальные свойства работы бензинового двигателя, в результате чего степень сжатия может изменяться от небольшой «бензиновой» 8:1 (для высокой производительности мотора и максимальной мощности), до «дизельной» 14:1 (которое дает двигателю высокий КПД). Сложная логика управления системами двигателя автоматически применяет оптимальные соотношения в зависимости от ситуаций.

 

Это схематичное простое описание принципа работы системы. На самом деле конечно же все гораздо сложнее.

 

Действительно силовые агрегаты с низкой степенью сжатия не могут обладать высокой производительностью. Все мощные двигатели, в особенности у гоночных машин, как правило, обладают очень высокой степенью сжатия, у многих болидов она превышает 12:1 и даже доходит до 15:1, у двигателей работающих на метаноле. Тем не менее такая высокая степень сжатия также способна сделать моторы более эффективными и экономичным. Это наводит на логичный вопрос, почему бы не делать двигатели, которые бы всегда обладали высокой степенью сжатия воздушно-топливной смеси? Зачем городить огород со сложными системами привода поршней?

 

Главная причина невозможности использования такой системы при работе на обычном низкооктановом топливе- появление при высокой степени сжатия и высокой нагрузке детонации. Бензин начинает не сгорать, а взрываться. Что понижает выживаемость узлов и агрегатов мотора и снижает его экономичность. По сути у бензинового двигателя происходит тоже самое, что и у мотора, работающего на ДТ, за счет высокого сжатия воспламеняется топливовоздушная смесь, правда происходит это не в нужный момент и не предусмотрено конструкцией мотора.

 

В моменты «кризиса» сгорания топливо-воздушной смеси и приходит на помощь изменяемая степень сжатия, которая способна снижаться в моменты пиковой мощности с максимальным нагнетанием давления наддува турбокомпрессора, что предотвратит мотор от детонации. И наоборот, во время работы на малых оборотах с малым давлением наддува, степень сжатия будет повышаться, увеличивая тем самым крутящий момент и снижая расход топлива.

 

В дополнение к этому, двигатели оснащаются системой регулируемых фаз газораспределения, что делает возможном работу двигателя на по циклу Аткинсона в то время, когда от мотора не требуется отдачи высоких мощностных показателей.

По каким принципам работает двигатель Инфинити с изменяемой степенью сжатия, подробная информация

Смысл работы моторов по циклу Аткинсона заключается в том, что впускные клапаны удерживаются в открытом положении немного дольше, что снижает степень сжатия и уменьшает расход топлива. Такие моторы обычно встречаются у гибридных автомобилей, главным для которых является экологичность и малый расход топлива.

 

Результатом всех проведенных изменений стал двигатель, который способен на 27 процентов уменьшить топливную экономичность экономию топлива в сравнении с 3,5-литровым V6 Nissan у которого примерно так же мощность и крутящий момент. По информации Reuters, на пресс-конференции инженеры компании Nissan заявил, что новый двигатель обладает крутящим моментом сопоставимым с показателями современного турбодизеля, и при этом он должен быть дешевле в производстве, чем любой современный турбодизельный мотор.

 

Вот почему Ниссан делает такую большую ставку на разработанную систему, ведь в представлении она имеет потенциал, способный частично заменить дизельные двигатели по многим параметрам использования, возможно, включая более дешевые варианты для стран, где бензин является основным видом топлива, примером такой страны может быть и Россия.

 

Если идея приживется в будущем наверняка появятся двухцилиндровые бензиновые силовые агрегаты, которые неплохо должны устанавливаться на небольшие легковые автомобили. Это может стать одной из веток развития системы.

 

Гибкость двигателя кажется впечатляющей. Технически такого эффекта удалось добиться при помощи, особого рычага привода воздействующего на вал привода, изменяющего положение многорычажной системы, вращающейся вокруг главного подшипника шатуна. Это отражено в патенте и чертежах Infiniti. Шток поршня имеет центральную поворотную многорычажную систему, которая способна изменять свой угол, что приводит к изменению эффективной длины штока поршня, что в свою очередь изменяет длину хода поршня в цилиндре, которое, что в конечном итоге, изменяет степень сжатия.

 

Двигатель, разработанный для Infiniti даже с первого взгляда, выгляди гораздо более сложным, чем его классический соплеменник. Косвенно догадку подтверждают в самом Ниссан. Они говорят, что экономически оправданно по такой схеме делать четырехцилиндровые моторы, но не более сложные V6 или V8. Стоимость всех систем привода шатунов может оказаться слишком высокой.

 

Двигатель VC-T будет официально представлен 29 сентября на Парижском автосалоне.

Источник


Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

//
// //