Di cosa è capace un motore a combustione interna?

Quando si tratta di Koenigsegg, tutto sembra provenire da un altro pianeta. Il nuovo modello del marchio svedese chiamato Gemera non è diverso da questa formulazione: un modello GT a quattro posti con trazione ibrida, potenza di sistema di 1700 CV, velocità massima di 400 km / he accelerazione a 100 km / h in 1,9. secondi. Sebbene le supercar non siano più così rare nel mondo moderno, la Gemera ha ancora alcune caratteristiche distintive. E la più distintiva di queste caratteristiche è il motore dell'auto.

Koenigsegg lo chiama Tiny Friendly Giant, o TNG in breve. E c'è un motivo: il TFG ha una cilindrata di due litri, tre cilindri (!), due turbocompressori e 600 CV. a 300 cv per litro, questa unità raggiunge la massima potenza mai offerta da un motore di serie. La società afferma che in termini di tecnologia, il TFG è "davanti a qualsiasi altro motore a tre cilindri oggi sul mercato". In effetti, hanno assolutamente ragione: il prossimo motore a tre cilindri è il 268 CV ​​utilizzato da Toyota nella GR Yaris.

La tecnologia più insolita nel TFG è il sistema di fasatura delle valvole senza camme. Invece, il motore utilizza un sistema sviluppato dalla consociata di Koenigsegg Freevalve, con attuatori pneumatici per ciascuna valvola.

In effetti, il "piccolo gigante amico" è stato sviluppato appositamente per Gemera. La società svedese voleva creare qualcosa di compatto, leggero, ma con grande potenza. Inoltre, la filosofia generale di progettazione dell'azionamento è cambiata e, a differenza dell'ibrido Gegera Regera, la maggior parte della potenza è fornita dai motori elettrici. Il motore a combustione interna offre un ulteriore contributo all'azionamento e alla carica della batteria.

Prima di decidere di creare un motore a tre cilindri a Koenigsegg, hanno pensato molto. Tuttavia, questa decisione non sarà presa in modo inequivocabile in un'auto esclusiva. Tuttavia, la ricerca di qualità come compattezza e leggerezza prevale e porta alla creazione del motore più estremo al mondo, in termini non solo di un litro, ma anche di un "cilindro".

La configurazione del motore, invece, ha cilindri abbastanza grandi e suoni abbastanza orecchiabili, con il timbro a bassa frequenza tipico dei motori a tre cilindri, ma molto più fiato. Christian von Koenigsegg, il fondatore dell'azienda, ha detto di lui: "Immagina una Harley, ma con un cilindro diverso". Sebbene abbia un alesaggio abbastanza grande di 95 mm e una corsa di 93,5 mm, il TFG ama i regimi elevati. La sua potenza massima viene raggiunta a 7500 giri/min e la zona rossa del contagiri inizia a 8500 giri/min. Qui, l'alchimia consiste in materiali costosi che forniscono leggerezza (velocità) e resistenza (alta pressione del processo di combustione). Pertanto, le alte velocità sono accompagnate da un'incredibile coppia di 600 Nm.

Sovralimentazione a cascata

La risposta alla domanda su come collegare esattamente due turbocompressori in una configurazione a tre cilindri è la cascata. Un sistema simile utilizzava l'iconica Porsche 80 negli anni '959, che presenta somiglianze in quanto due motori a tre cilindri sono riempiti con un turbocompressore piccolo e uno grande. Tuttavia, TFG ha una nuova interpretazione sull'argomento. Ciascuno dei cilindri del motore ha due valvole di scarico, una delle quali è responsabile del riempimento del piccolo turbocompressore e l'altra del grande turbocompressore. Ai bassi regimi e carichi si aprono solo le tre valvole che alimentano i gas al piccolo turbocompressore. A 3000 giri/min iniziano ad aprirsi le seconde valvole, convogliando i gas nel grande turbocompressore. Tuttavia, il motore è così high-tech che nei suoi parametri, anche nella versione "atmosferica", può raggiungere i 280 CV. Il motivo risiede nella stessa tecnologia delle valvole Freevalve. Uno dei motivi per cui un motore da 2000 cc CM ha tre cilindri, è il fatto che un motore a tre cilindri è più efficiente in termini di turbocompressione, poiché non c'è uno smorzamento reciproco delle pulsazioni del gas, come in un motore a quattro cilindri.

E valvole di apertura pneumatiche

Grazie al sistema Freevalve, ogni valvola si muove individualmente. Può essere aperto indipendentemente con una durata, una coppia di spunto e una corsa specifiche. A basso carico, solo uno si apre, consentendo un maggiore flusso d'aria e una migliore miscelazione del carburante. Grazie alla capacità di controllare con precisione ciascuna delle valvole, non è necessaria una valvola a farfalla e ciascuno dei cilindri può essere spento se necessario (in modalità a carico parziale). La flessibilità di funzionamento consente al TFG di passare dal funzionamento convenzionale Otto a Miller con un ciclo di lavoro maggiore e una maggiore efficienza. E questo non è il più impressionante: con l'aiuto del "soffio" dalle unità turbo, il motore può passare alla modalità a due tempi fino a circa 3000 giri / min. Secondo Christian von Koenigseg a 6000 giri/min in questa modalità suonerà come un sei cilindri. Tuttavia, a 3000 giri / min, il dispositivo torna alla modalità a quattro tempi perché non c'è abbastanza tempo per lo scambio di gas ad alte velocità.

Intelligenza Artificiale

Koenigsegg, d'altra parte, sta lavorando con SparkCognition, una società americana di intelligenza artificiale che sviluppa software di gestione dell'intelligenza artificiale per motori Freevalve come TFG. Nel tempo, il sistema imparerà come controllare al meglio le valvole e i vari modi di condurre il processo di combustione. Il sistema di controllo e il sistema Freevalve consentono di modificare il volume e il timbro del motore con diverse aperture delle valvole di scarico. È anche responsabile della capacità di riscaldare il motore più velocemente e ridurre le emissioni. Grazie al motore-generatore elettrico a una temperatura molto bassa, il motore dell'albero motore ruota per circa 10 cicli (entro 2 secondi), a cui la temperatura dell'aria compressa nei cilindri raggiunge i 30 gradi. Durante il riscaldamento, la valvola di aspirazione si apre con una piccola corsa e c'è una circolazione turbolenta di aria e carburante attorno alla valvola di scarico, che migliora l'evaporazione.

Anche il carburante contribuisce in modo importante al raggiungimento di un'elevata potenza del motore. TFG infatti è un motore Flex Fuel, cioè può funzionare sia a benzina che ad alcool (etanolo, butanolo, metanolo) e miscele in proporzioni diverse. Le molecole di alcol contengono ossigeno e quindi forniscono quanto necessario per bruciare la parte di idrocarburi. Naturalmente, questo significa un maggiore consumo di carburante, ma viene fornito più facilmente di una grande quantità di aria. Le miscele di alcol forniscono anche un processo di combustione più pulito e durante il processo di combustione viene rilasciato meno particolato. E se l'etanolo viene estratto dalle piante, può anche fornire un processo a emissioni zero. Quando funziona a benzina, la potenza del motore è di 500 CV. Ricordiamo che il controllo della combustione nel TFG è così high-tech che riesce a estrarre quasi il massimo possibile dal carburante senza detonazione, la zona di combustione più nevralgica a una pressione turbo così elevata. È davvero unico con un rapporto di compressione di 9,5:1 e una pressione di riempimento molto elevata. Possiamo solo immaginare come esattamente la testata del cilindro sia fissata al blocco e la forza di quest'ultimo, data l'enorme pressione di esercizio del processo di combustione, in una certa misura ciò potrebbe spiegare la presenza di forme sferiche simili a colonne nella sua architettura .

Naturalmente, il complesso sistema Freevalve costa di più rispetto ai tradizionali attuatori meccanici per valvole, ma per creare il motore viene utilizzata una quantità inferiore di materia prima, che compensa in una certa misura sia il costo che il peso. Quindi, in generale, il costo di una TFG ad alta tecnologia è due volte inferiore a quello di una turbocompressore da cinque litri a otto cilindri.

Gemera Drive unico

Anche il resto della trasmissione Gemera è unico e insolito. Il TFG si trova dietro l'abitacolo e controlla l'asse anteriore utilizzando un esclusivo sistema di trasmissione diretta senza cambio con ingranaggi, ma con due frizioni idrauliche su ciascun asse. Il sistema si chiama HydraCoup e, a una certa velocità, la frizione idraulica si blocca e la trasmissione diretta. Ciò è dovuto al fatto che il motore a combustione interna è anche collegato direttamente a un motore-generatore elettrico con una capacità fino a 400 CV. potenza rispettivamente fino a 500 Nm.

L'HydraCoup converte un totale di 1100 Nm TFG e un motore elettrico, raddoppiando la coppia a 3000 giri/min. A tutto ciò si aggiunge la coppia di ciascuno dei due motori elettrici che azionano una ruota posteriore con 500 CV. ciascuno e, di conseguenza, 1000 Nm. Pertanto, la potenza totale del sistema è di 1700 CV. Ciascuno dei motori elettrici ha una tensione di 800 volt. Anche la batteria dell'auto è unica. Ha una tensione di 800 volt e una potenza di soli 15 kWh, ha una potenza di scarica (uscita) di 900 kW e una potenza di ricarica di 200 kW. Ciascuna delle sue celle è controllata individualmente in termini di temperatura, stato di carica, "salute", e sono tutte combinate in un corpo in carbonio comune, situato nel luogo più sicuro: sotto i sedili anteriori e nel tunnel di trasmissione in carbonio-aramide. Tutto ciò significherà che dopo alcune accelerazioni più vigorose, l'auto dovrà muoversi lentamente per un po 'per consentire al TFG di caricare la batteria.

Tutto il layout insolito si basa sulla filosofia di un'azienda che produce automobili con un motore posteriore intermedio. Koenigsegg non ha ancora pianificato un'auto elettrica pulita, perché ritiene che la tecnologia in questo settore non sia sufficientemente sviluppata e rende le auto molto pesanti. Per ridurre le emissioni di anidride carbonica, l'azienda utilizza carburante alcolico e un motore a combustione interna.

L'impianto elettrico a 800 volt di Gemera fornisce fino a 50 km di elettricità e una velocità di 300 km/h.Per le attività ricreative fino a 400 km/h, la responsabilità è di TFG. In modalità ibrida, l'auto può percorrere altri 950 km, il che indica un'efficienza del sistema piuttosto elevata: lo stesso TFG consuma circa il 20 percento in meno rispetto a un moderno motore da due litri. con distribuzione gas variabile convenzionale. E la stabilità della vettura è assicurata anche dal sistema sterzante della ruota posteriore, dal torque vectoring elettrico nella parte posteriore e dal torque vectoring meccanico nella parte anteriore (utilizzando frizioni a bagno d'olio aggiuntive nei meccanismi della trazione anteriore, accanto ai convertitori idraulici) . La Gemera diventa così un veicolo con trazione integrale, quattro ruote sterzanti e torque vectoring. A tutto ciò si aggiunge la regolazione dell'altezza del corpo.

Sebbene questo motore sia unico in natura, dimostra che può guidare lo sviluppo di un motore a combustione interna. Lo stesso dibattito si sta svolgendo in Formula 1: la ricerca dell'efficienza si concentrerà probabilmente sui carburanti sintetici e sulla modalità di funzionamento a due tempi.