Ką sugeba vidaus degimo variklis?

Kalbant apie Koenigsegg, viskas atrodo iš kitos planetos. Naujasis Švedijos prekės ženklo „Gemera“ modelis niekuo nesiskiria nuo šios formulės – keturvietis GT modelis su hibridine pavara, sistemos galia 1700 AG, maksimalus greitis 400 km/h ir įsibėgėjimas iki 100 km/h per 1,9. sekundžių. Nors šiuolaikiniame pasaulyje superautomobiliai nebėra tokie reti, Gemera vis dar turi išskirtinių bruožų. O labiausiai iš šių savybių išsiskiria automobilio variklis.

Koenigsegg jį vadina mažyčiu draugišku milžinu arba sutrumpintai TNG. Ir yra priežastis – TFG yra dviejų litrų darbinio tūrio, trijų cilindrų (!), dviejų turbokompresorių ir 600 AG. esant 300 AG litre šis įrenginys pasiekia didžiausią galią, kurią kada nors pasiūlė serijinis variklis. Bendrovė teigia, kad technologijų požiūriu TFG „lenkia bet kurį kitą šiandien rinkoje esantį trijų cilindrų variklį“. Tiesą sakant, jie yra visiškai teisūs – kitas trijų cilindrų variklis yra 268 AG, kurį „Toyota“ naudoja GR Yaris.

Labiausiai neįprasta TFG technologija yra bekamelė vožtuvo paskirstymo sistema. Vietoj to, variklyje naudojama Koenigsegg dukterinės įmonės Freevalve sukurta sistema su pneumatinėmis pavaromis kiekvienam vožtuvui.

Tiesą sakant, „draugiškas mažasis milžinas“ buvo sukurtas specialiai „Gemera“. Švedijos kompanija norėjo sukurti ką nors kompaktiško, lengvo, bet galingo. Be to, pasikeitė bendra pavaros dizaino filosofija ir, skirtingai nei „Gegera Regera“ hibridas, didžiąją galią teikia elektros varikliai. Degimo variklis papildomai prisideda prie vairavimo ir akumuliatorių įkrovimo.

Jie daug pagalvojo prieš nuspręsdami pastatyti trijų cilindrų variklį Karaliaučiuje. Tačiau toks sprendimas nebus priimtas vienareikšmiškai naudojant išskirtinę transporto priemonę. Nepaisant to, vyrauja tokių savybių kaip kompaktiškumas ir lengvumas paieškos ir sukuriamas ekstremaliausias variklis pasaulyje, kalbant ne tik apie litrą, bet ir apie „cilindrą“.

Tačiau variklio konfigūracija turi gana didelius cilindrus ir skamba gana patraukliai, su tipišku žemo dažnio tembru trijų cilindrų varikliams, tačiau daug labiau kvėpuoja. Įmonės įkūrėjas Christianas von Koenigseggas apie jį pasakė: „Įsivaizduokite „Harley“, bet su kitokiu cilindru. Nors jo skersmuo yra gana didelis – 95 mm, o eiga – 93,5 mm, TFG mėgsta didelius sūkius. Didžiausia jo galia pasiekiama esant 7500 aps./min., o tachometro raudonoji zona prasideda nuo 8500 aps./min. Čia alchemija susideda iš brangių medžiagų, kurios suteikia lengvumo (greičio) ir stiprumo (didelis degimo proceso slėgis). Todėl didelius greičius lydi neįtikėtinas 600 Nm sukimo momentas.

Kaskadinis turbokompresorius

Atsakymas į klausimą, kaip tiksliai galima sujungti du turbokompresorius trijų cilindrų konfigūracijoje, yra kaskados. Panaši sistema devintajame dešimtmetyje naudojo ikoninį „Porsche 80“, kuris turi panašumų, nes du trijų cilindrų varikliai užpildyti mažu ir dideliu turbokompresoriumi. Tačiau TFG šiuo klausimu turi naują aiškinimą. Kiekvienas variklio cilindras turi du išmetimo vožtuvus, kurių vienas yra atsakingas už mažojo turbokompresoriaus, o kitas už didelio turbokompresoriaus užpildymą. Esant mažiems apsisukimams ir apkrovoms, atsidaro tik trys vožtuvai, tiekiantys dujas į mažą turbokompresorių. Esant 959 aps./min., pradeda atsidaryti antrieji vožtuvai, nukreipdami dujas į didelį turbokompresorių. Tačiau variklis yra toks aukštųjų technologijų, kad pagal savo parametrus net ir „atmosferinėje“ versijoje gali siekti 3000 AG. Priežastis slypi toje pačioje Freevalve vožtuvų technologijoje. Viena iš priežasčių, kodėl 280 cc variklis CM turi tris cilindrus, tai yra tai, kad trijų cilindrų variklis yra efektyvesnis turbokompresoriaus požiūriu, nes nėra abipusio dujų pulsacijos slopinimo, kaip keturių cilindrų variklyje.

Ir pneumatiniai atidarymo vožtuvai

Freevalve sistemos dėka kiekvienas vožtuvas juda atskirai. Jis gali būti atidaromas savarankiškai, tam tikra trukme, paleidimo momentu ir eiga. Esant mažai apkrovai, atsidaro tik vienas, todėl oro srautas didesnis ir kuras geriau maišomas. Dėl galimybės tiksliai valdyti kiekvieną vožtuvą nereikia droselio sklendės, o prireikus galima išjungti kiekvieną cilindrą (dalinės apkrovos režimais). Veikimo lankstumas leidžia TFG pereiti nuo įprasto Otto prie Miller veikimo, padidinant darbo ciklą ir didesnį efektyvumą. Ir tai ne pats įspūdingiausias – turbininių agregatų „pūtimo“ pagalba variklis į dvitaktį režimą gali persijungti iki maždaug 3000 aps./min. Pasak Christiano von Koenigsego, esant 6000 aps./min., šiuo režimu jis skambės kaip šešių cilindrų. Tačiau esant 3000 aps./min., prietaisas vėl persijungia į keturių taktų režimą, nes važiuojant dideliu greičiu neužtenka laiko dujų mainams.

Dirbtinis intelektas

Kita vertus, Koenigseggas dirba su JAV dirbtinio intelekto įmone „SparkCognition“, kuri kuria dirbtinio intelekto valdymo programinę įrangą „Freevalve“ varikliams, tokiems kaip TFG. Laikui bėgant, sistema sužino, kaip geriausiai valdyti vožtuvus ir įvairius degimo proceso vykdymo būdus. Valdymo sistema ir „Freevalve“ sistema leidžia keisti variklio tūrį ir toną, skirtingai atidarant išmetimo vožtuvus. Jis taip pat atsakingas už galimybę greičiau sušildyti variklį ir sumažinti išmetamų teršalų kiekį. Dėl elektros variklio-generatoriaus esant labai žemai temperatūrai alkūninio veleno variklis sukasi apie 10 ciklų (per 2 sekundes), kai suspausto oro temperatūra cilindruose siekia 30 laipsnių. Šildymo metu įsiurbimo vožtuvas atsidaro nedideliu smūgiu ir aplink išmetimo vožtuvą vyksta turbulentinė oro ir degalų cirkuliacija, o tai pagerina garavimą.

Degalai taip pat labai prisideda prie didelės variklio galios. Tiesą sakant, TFG yra Flex Fuel variklis, tai yra, jis gali veikti tiek benzinu, tiek alkoholiu (etanoliu, butanoliu, metanoliu) ir mišiniais skirtingomis proporcijomis. Alkoholio molekulėse yra deguonies, todėl jos suteikia tai, ko reikia angliavandenilio daliai sudeginti. Žinoma, tai reiškia didesnes degalų sąnaudas, tačiau tai suteikiama lengviau nei didelis oro kiekis. Alkoholio mišiniai taip pat užtikrina švaresnį degimo procesą ir degimo proceso metu išsiskiria mažiau kietųjų dalelių. Ir jei etanolis išgaunamas iš augalų, tai taip pat gali užtikrinti anglies atžvilgiu neutralų procesą. Varant benzinu, variklio galia siekia 500 AG. Prisiminkite, kad TFG degimo kontrolė yra tokia aukštųjų technologijų, kad be detonacijos pavyksta išgauti beveik didžiausią įmanomą kuro kiekį – pati neuralgiškiausia degimo zona esant tokiam aukštam turboslėgiui. Jis tikrai unikalus su 9,5:1 suspaudimo laipsniu ir labai dideliu užpildymo slėgiu. Galime tik spėlioti, kaip tiksliai cilindro galvutė pritvirtinta prie bloko, o pastarojo stiprumas, atsižvelgiant į didžiulį darbinį degimo proceso slėgį, tam tikru mastu gali paaiškinti sferinių, į koloną panašių formų buvimą jo architektūroje. .

Žinoma, sudėtinga „Freevalve“ sistema yra brangesnė nei įprasti mechaniniai vožtuvų pavaros, tačiau varikliui pagaminti sunaudojama mažiau žaliavų, tam tikru mastu kompensuojant tiek kainą, tiek svorį. Taigi apskritai aukštųjų technologijų TFG kaina yra perpus mažesnė už bendrovės aštuonių cilindrų penkių litrų turbokompresoriaus kainą.

Unikalus „Gemera“ diskas

Likusi „Gemera“ pavara taip pat yra unikali ir keista. TFG yra už keleivių salono ir vairuoja priekinę ašį naudodamas unikalią tiesioginės pavaros sistemą be pavarų dėžės, bet su dviem hidraulinėmis sankabomis kiekvienoje ašyje. Sistema vadinama „HydraCoup“ ir tam tikru greičiu hidraulinės sankabos yra užrakintos ir tiesiogiai varomos. Taip yra dėl to, kad degimo variklis taip pat yra tiesiogiai susijęs su elektros varikliu-generatoriumi, kurio galia yra iki 400 AG. galia atitinkamai iki 500 Nm.

„HydraCoup“ iš viso konvertuoja 1100 Nm TFG ir elektros variklį, padvigubina sukimo momentą iki 3000 aps./min. Prie viso to pridedamas kiekvieno iš dviejų elektros variklių, varančių vieną galinį ratą 500 AG, sukimo momentas. kiekvienas ir atitinkamai 1000 Nm. Taigi bendra sistemos galia yra 1700 AG. Kiekvienas iš elektros variklių turi 800 voltų įtampą. Unikali yra ir automobilio baterija. Jo įtampa – 800 voltų, o galia – tik 15 kWh, iškrovimo (išėjimo) galia – 900 kW, o įkrovimo – 200 kW. Kiekvienas jo elementas yra individualiai valdomas temperatūros, įkrovos būsenos, „sveikatos“ požiūriu ir visos jos sujungtos į bendrą anglies korpusą, esantį saugiausioje vietoje – po priekinėmis sėdynėmis ir anglies-aramido pavaros tunelyje. Visa tai reikš, kad po kelių energingesnių pagreičių automobilis kurį laiką turės pajudėti lėtai, kad TFG įkrautų akumuliatorių.

Visas neįprastas išdėstymas pagrįstas vidutinio variklio automobilių kompanijos filosofija. Koenigseggas kol kas neplanuoja gryno elektromobilio, nes jie mano, kad šios srities technologijos yra nepakankamai išvystytos ir daro automobilius labai sunkius. Siekdama sumažinti anglies dvideginio išmetimą, įmonė naudoja alkoholinius degalus ir vidaus degimo variklius.

„Gemera“ 800 voltų elektros sistema užtikrina iki 50 km elektros energijos ir 300 km/h greitį.Poilsiui iki 400 km/h – TFG atsakomybė. Hibridiniu režimu automobilis gali nuvažiuoti dar 950 km, o tai rodo gana aukštą sistemos efektyvumą – pats TFG sunaudoja apie 20 procentų mažiau nei modernus dviejų litrų variklis. su įprastiniu kintamu dujų paskirstymu. O automobilio stabilumą taip pat užtikrina galinių ratų vairavimo sistema, elektrinis sukimo momento vektorius gale, o mechaninis sukimo momento vektorius priekyje (naudojant papildomas šlapias sankabas priekinių ratų pavaros mechanizmuose, šalia hidraulinių keitiklių) . Taip Gemera tapo transporto priemone su visų ratų pavara, keturių ratų vairavimu ir sukimo momento vektoriumi. Prie viso to prisideda ir kūno ūgio reguliavimas.

Nors šis variklis savo prigimtimi yra unikalus, tai rodo, kad juo galima vadovautis kuriant vidaus degimo variklį. Tokios pat diskusijos vyksta ir „Formulėje 1“ – efektyvumo paieškos greičiausiai bus nukreiptos į sintetinius degalus ir dvitaktį darbo režimą.