Infiniti - VC-Turbo revolutsioonilise mootori proovisõidu esitlus

Разговор с водещите специалисти на Infiniti и Renault-Nissan — Шиничи Кага и Ален Рапосто

Alain Raposto näeb välja enesekindel. Mootorite väljatöötamise eest vastutaval liidu Renault-Nissani asepresidendil on selleks kõik põhjused. Saali kõrval, kus räägime, asub Nissani luksusettevõtte Infiniti stend, mis esitleb täna maailma esimest muutuva survesuhtega seeriamootorit VC-Turbo. Sama energia voolab tema kolleegilt Infiniti mootorite osakonna juhilt Shinichi Kigalt.

Infiniti disainerite läbimurre on tõesti tohutu. Muutuva tihendusastmega seeriabensimootori loomine on tõepoolest tehnoloogiline revolutsioon, mida hoolimata arvukatest katsetest pole seni kellelegi antud. Sellise asja tähenduse mõistmiseks on hea lugeda meie sarja "Mis juhtub automootoris", kus kirjeldatakse bensiinimootori põlemisprotsesse. Siinkohal mainime siiski, et termodünaamilisest vaatepunktist on mootori tõhusus väga lihtne, nii et mida suurem on survetegur, nii et õhu kütuse ja hapniku osakesed on palju lähemal ja keemiline reaktsioonid on täielikumad, lisaks ei haju soojus väljapoole, vaid seda tarbivad osakesed ise.

Kõrge kompressiooniaste on diiselmootori üks suur eelis bensiiniga võrreldes. Viimase pidur on detonatsiooninähtus, mida on kõnealuses artikliseerias hästi kirjeldatud. Suuremate koormuste korral, näiteks laiema avatud gaasiklapi korral (näiteks möödasõidule kiirendamisel), on igasse silindrisse siseneva kütuseõhu segu suurem. See tähendab kõrgemat rõhku ja kõrgemat keskmist töötemperatuuri. Viimane põhjustab omakorda kütuse-õhu segu jääkide tugevama kokkusurumise põlemisleegi frondist, intensiivsema peroksiidide ja hüdrokserekside moodustumise jääkosas ning plahvatusliku põlemise käivitamise mootoris, mis on tavaliselt äärmiselt suur kiirus. , metallrõngas ja jääksegust tekkiva energia sõna otseses mõttes hajumine.

Selle kalduvuse vähendamiseks suurtel koormustel (loomulikult sõltub detonatsiooni kalduvus muudest teguritest nagu välistemperatuur, jahutusvedeliku ja õli temperatuur, kütuste detonatsioonikindlus jne) on disainerid sunnitud vähendama kokkusurumisastet. Sellega kaotavad nad aga mootori efektiivsuse osas. Kõik ülaltoodud kehtib veelgi enam turbolaadimise juuresolekul, kuna õhk, ehkki vahejahuti jahutab, siseneb silindritesse siiski eelnevalt kokku surutuna. See tähendab vastavalt rohkem kütust ja suuremat detonatsioonikalduvust. Pärast turbolaadimisega vähendatud mootorite massilist kasutuselevõttu ilmnes see probleem veelgi. Seetõttu räägivad disainerid "geomeetrilisest kompressiooniastmest", mis määratakse mootori konstruktsiooni järgi ja "reaalsest", kui arvestada eeltihendustegurit. Seetõttu ületab kompressioonisuhe isegi kaasaegsetes turbokütuse otsesissepritsega turbomootorites, mis mängivad olulist rolli põlemiskambri sisemises jahutamises ja põlemisprotsessi keskmise temperatuuri, vastavalt detonatsiooni kalduvuse, langetamisel harva 10,5: 1.

Aga mis juhtuks, kui tihendamise geomeetriline aste saaks töö käigus muutuda. See peab olema madal madala ja osalise koormusega režiimides, saavutades teoreetilise maksimumi ning olema vähendatud detonatsioonide vältimiseks silindrites kõrge turbolaadimisrõhu ning kõrge rõhu ja temperatuuri korral. See võimaldaks nii võimsuse suurendamist suurema rõhuga turbolaadimisega kui ka suurema efektiivsusega, vastavalt väiksema kütusekuluga.

Siin näitab Infiniti mootor pärast 20-aastast tööd, et see on võimalik. Raposto sõnul oli meeskondade töö selle loomiseks tohutu ja tantaalpiinamise tulemus. Mootori arhitektuuri osas on testitud erinevaid variante, kuni 6 aastat tagasi jõuti selleni ja algasid täpsed seadistused. Süsteem võimaldab tihendusastet dünaamiliselt ja astmeteta reguleerida vahemikus 8: 1 kuni 14: 1.

Konstruktsioon ise on geniaalne: iga silindri ühendusvarda abil ei edastata oma liikumist otse väntvõlli ühendusvarda kaeladele, vaid spetsiaalse vahepealse lüli ühte nurka, mille keskel on auk. Seade asetatakse ühendusvarda kaelale (see on selle avauses) ja ühendusvarda jõu vastuvõtmine ühes otsas edastab selle kaelale, kuna seade ei pöörle, vaid sooritab võnkuvat liikumist. Kõnealuse üksuse teisel küljel on hoobade süsteem, mis on selle jaoks omamoodi tugi. Kangisüsteem pöörab seadet piki oma telge, nihutades nii ühendusvarda kinnituskoha teisel küljel. Vaheseadme võnkuv liikumine säilib, kuid selle telg pöörleb ja määrab seega ühendusvarda erinevad algus- ja lõppasendid, vastavalt kolvi, ja sõltuvalt tingimustest dünaamilise muutuse kokkusurumisastmes.

Te ütlete - kuid see teeb mootorit lõpmatult keeruliseks, toob süsteemi uued liikuvad mehhanismid ja see kõik viib hõõrdumise ja inertsete masside suurenemiseni. Jah, esmapilgul see nii on, kuid mootorimehhanismiga VC-Turbo on mõned väga huvitavad nähtused. Iga ühendusvarda lisamoodulid, mida juhib ühine mehhanism, tasakaalustavad suures osas teise järgu jõud, nii et vaatamata kaheliitrisele töömahule ei vaja neljasilindriline mootor tasakaalustusvõllid. Lisaks sellele, kuna ühendusvarras ei täida tüüpilist laia pöörlemisliikumist, vaid edastab kolvi jõu vaheseadme ühes otsas, on see praktiliselt väiksem ja kergem (see sõltub kogu kõnealuse süsteemi kaudu edastatud jõudude keerukast dünaamikast). ) ja - mis kõige tähtsam - kõrvalekalde alaosa on ainult 17 mm. Suurima hõõrdumise momenti välditakse tavapärastes mootorites, mis on tüüpiline kolvi ülemisest surnud punktist alustamise hetkeks, kui ühendusvarda surub väntvõlli teljele ja kaod on kõige suuremad.

Seega on hr Raposto ja Kiga sõnul puudused suures osas kõrvaldatud. Siit tulenevad kompresseerimisastme dünaamilise muutmise eelised, mis põhinevad eelseadistustel, mis põhinevad pingi- ja teekatsete (tuhandeid tunde) tarkvaraprogrammidel, ilma et oleks vaja mootoris toimuvat reaalajas mõõta. Masinasse on integreeritud üle 300 uue patendi. Viimase avangardne olemus hõlmab ka topeltkütuse sissepritsesüsteemi koos injektoriga silindri otsesissepritseks, mida kasutatakse peamiselt külmkäivituste ja suuremate koormuste korral, ning sisselaskekollektorites paiknevat pihustit, mis tagab paremad tingimused kütuse ümberpaigutamiseks ja väiksema energiatarbimine osalise koormuse korral. Seega pakub keeruline süstimissüsteem mõlema maailma parimat. Muidugi nõuab mootor ka keerukamat määrimissüsteemi, kuna ülalkirjeldatud mehhanismidel on spetsiaalsed rõhumäärimiskanalid, mis täiendavad väntvõlli põhikanaleid.

Selle tulemus on praktiliselt see, et neljasilindriline 272 hj bensiinimootoriga mootor. ja 390 Nm pöördemoment kulutab 27% vähem kütust kui eelmine atmosfääriline kuuesilindriline mootor, mille võimsus on lähedane.

Tekst: Georgi Kolev, Bulgaaria autode ja spordi erisaadik Pariisis