Az Infiniti - VC-Turbo forradalmi motorjának tesztvezetési bemutatója

Beszélgetés az Infiniti és a Renault-Nissan vezető szakembereivel – Shinichi Kaga és Alain Raposteau

Alain Raposto magabiztosnak tűnik. A Renault-Nissan szövetség motorfejlesztésért felelős alelnökének erre minden oka megvan. A csarnok szomszédságában található az Infiniti, a Nissan luxus leányvállalatának standja, amely ma bemutatja a világ első, változó kompressziós aránnyal rendelkező VC-Turbo motorját. Ugyanez az energia áramlik kollégájától, Shinichi Kigától, az Infiniti motoros osztályának vezetőjétől.

Az Infiniti tervezőinek áttörése valóban hatalmas. A változó kompressziójú soros benzinmotor létrehozása valóban technológiai forradalom, amelyet számos próbálkozás ellenére eddig senki sem kapott meg. Ahhoz, hogy megértsük egy ilyen dolog jelentését, jó elolvasni a "Mi történik az autó motorjában" sorozatunkat, amely leírja a benzinmotor égési folyamatait. Itt azonban megemlítjük, hogy termodinamikai szempontból minél nagyobb a kompressziós arány, annál hatékonyabb a motor - nagyon egyszerűen fogalmazva, így a levegőből származó üzemanyag- és oxigénrészecskék sokkal közelebb vannak, és a kémiai a reakciók teljesebbek, ráadásul a hő nem oszlik el kint, hanem maguk a részecskék emésztik fel.

A nagyfokú kompresszió a dízelmotor egyik nagy előnye a benzinnel szemben. Utóbbi fékezése a detonációs jelenség, amelyet a szóban forgó cikksorozat jól leír. Nagyobb terheléseknél, illetve egy szélesebb fojtószelepnél (például amikor előzésre gyorsul) az egyes hengerekbe jutó üzemanyag-levegő keverék mennyisége nagyobb. Ez magasabb nyomást és magasabb átlagos üzemi hőmérsékletet jelent. Ez utóbbi viszont az égési láng frontjának erősebb kompresszióját eredményezi az üzemanyag-levegő keverékben, a maradékban intenzívebb peroxidok és hidroxerxek képződését, és robbanásveszélyes égést indít el a motorban, ami jellemzően rendkívül nagy sebességgel történik. , fémgyűrű és a maradék keverék által generált energia szó szerinti szórása.

Ennek a tendenciának a csökkentése nagy terheléseknél (természetesen a robbanási hajlam más tényezőktől függ, mint például a külső hőmérséklet, a hűtőfolyadék és az olaj hőmérséklete, az üzemanyagok detonációs ellenállása stb.) A tervezők kénytelenek csökkenteni a tömörítés mértékét. Ezzel azonban a motor hatékonyságát tekintve veszítenek. A fentiek még inkább érvényesek a turbófeltöltő jelenlétében, mivel a levegő, bár az intercooler hűti, mégis előre összenyomva jut be a hengerekbe. Ez több üzemanyagot és nagyobb detonációs hajlamot is jelent. A turbófeltöltős motorok tömeges bevezetése után ez a probléma még nyilvánvalóbbá vált. Ezért a tervezők a "geometriai tömörítési arányról" beszélnek, amelyet a motor kialakítása határoz meg, és az "igazi" -ról, amikor az előtömörítési tényezőt figyelembe vesszük. Ezért még a modern, közvetlen üzemanyag-befecskendezésű turbómotoroknál is, amelyek fontos szerepet játszanak az égéstér belső hűtésében és az égési folyamat átlagos hőmérsékletének, illetve a detonációs hajlam csökkentésében, a tömörítési arány ritkán haladja meg a 10,5: 1 értéket.

De mi történne, ha a tömörítés geometriai foka megváltozhatna a munka során. Alacsony és részleges terhelésű üzemmódban magas, el kell érni az elméleti maximumot, és csökkenteni kell a hengerben lévő nagy turbófeltöltő nyomáson és magas nyomáson és hőmérsékleten a detonációk elkerülése érdekében. Ez lehetővé tenné mind a nagyobb nyomású turbófeltöltéssel történő teljesítménynövelés lehetőségét, mind pedig a nagyobb hatásfokú, illetve az alacsonyabb üzemanyag-fogyasztást.

Itt, 20 év munka után az Infiniti motor megmutatja, hogy ez lehetséges. Raposto szerint a csapat létrehozása érdekében végzett munka óriási volt, és a tantálkínzás eredménye. Különböző változatokat teszteltek a motor felépítése szempontjából, egészen 6 évvel ezelőttig ezt elérték és megkezdték a pontos beállításokat. A rendszer lehetővé teszi a tömörítési arány dinamikus, fokozatmentes beállítását a 8: 1 és 14: 1 közötti tartományban.

Maga a konstrukció ötletes: Az egyes hengerek összekötő rúdja nem közvetlenül a főtengely összekötő rúd nyakaira továbbítja a mozgását, hanem egy speciális köztes láncszem egyik sarkába, amelynek közepén lyuk van. Az egységet a hajtórúd nyakára helyezzük (a nyílásában van), és az egyik végén a hajtórúd erejét átvéve továbbítja a nyakra, mivel az egység nem forog, hanem rezgő mozgást hajt végre. A kérdéses egység másik oldalán egy karos rendszer található, amely egyfajta támaszként szolgál. A karos rendszer elforgatja az egységet a tengelye mentén, ezzel elmozdítva a hajtórúd rögzítési pontját a másik oldalon. A közbenső egység oszcilláló mozgása megmarad, de tengelye elfordul, és ezáltal meghatározza a hajtórúd különböző kezdő és végállását, illetőleg a dugattyút és a kompresszió mértékének dinamikus változását a körülményektől függően.

Azt fogja mondani - de ez végtelenül bonyolítja a motort, új mozgó mechanizmusokat vezet be a rendszerbe, és mindez fokozott súrlódáshoz és inert tömegekhez vezet. Igen, első pillantásra ez így van, de a VC-Turbo motormechanizmussal nagyon érdekes jelenségek vannak. Az egyes hajtórudak további egységei, amelyeket egy közös mechanizmus vezérel, nagyrészt kiegyensúlyozzák a másodrendű erőket, így kétliteres térfogata ellenére a négyhengeres motornak nincs szüksége kiegyensúlyozó tengelyre. Ezen túlmenően, mivel a hajtórúd nem a tipikus széles forgási mozgást hajtja végre, hanem továbbítja a dugattyú erejét a köztes egység egyik végén, ezért gyakorlatilag kisebb és könnyebb (ez a kérdéses rendszeren keresztül továbbított erők teljes komplex dinamikájától függ). ) és - ami a legfontosabb - az alsó részén csak 17 mm az eltérítési löket. A legnagyobb súrlódás pillanata elkerülhető a hagyományos motoroknál, jellemzően arra a pillanatra, amikor a dugattyút a felső holtpontról indítják, amikor a hajtórúd megnyomja a főtengely tengelyét, és a veszteségek a legnagyobbak.

Így Raposto és Kiga urak szerint a hiányosságokat nagyrészt kiküszöbölik. Innen származik a tömörítési arány dinamikus megváltoztatásának előnye, amely a padon és az útteszteken (több ezer óra) alapuló előre beállított programokon alapul, anélkül, hogy valós időben meg kellene mérni, mi történik a motorban. Több mint 300 új szabadalom van beépítve a gépbe. Ez utóbbinak avantgárd jellege magában foglalja a kettős üzemanyag-befecskendező rendszert is, főként hidegindításhoz és nagyobb terhelésekhez használt befecskendező szeleppel a henger közvetlen befecskendezéséhez, valamint a szívócsatornákban található befecskendezőt, amely jobb körülményeket biztosít az üzemanyag kiszorításához és kisebb energiafogyasztás részterhelés mellett. Így a komplex befecskendező rendszer mindkét világ legjobbjait kínálja. Természetesen a motorhoz összetettebb kenőrendszerre is szükség van, mivel a fent leírt mechanizmusok speciális nyomású kenési csatornákkal rendelkeznek, amelyek kiegészítik a főtengely fő csatornáit.

Ennek eredménye a gyakorlatban az, hogy a négyhengeres benzinmotor 272 LE-vel. és 390 Nm nyomaték 27% -kal kevesebb üzemanyagot fog fogyasztani, mint a korábbi légköri hathengeres motor, ehhez a teljesítményhez közel.

Szöveg: Georgi Kolev, a bulgáriai autó és sport sport különmegbízottja Párizsban