Persembahan pandu uji enjin revolusioner untuk Infiniti — VC-Turbo

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

Alain Raposto kelihatan yakin. Naib presiden persekutuan Renault-Nissan, yang bertanggungjawab untuk pembangunan enjin, mempunyai setiap alasan untuk melakukannya. Bersebelahan dengan dewan di mana kita bercakap adalah pendirian Infiniti, anak syarikat mewah Nissan, yang hari ini menghadirkan enjin pengeluaran pertama di dunia VC-Turbo dengan nisbah mampatan yang berubah-ubah. Tenaga yang sama mengalir dari rakannya Shinichi Kiga, ketua jabatan mesin Infiniti.

Kejayaan yang dibuat oleh pereka Infiniti sangat besar. Penciptaan mesin petrol bersiri dengan nisbah mampatan yang berubah-ubah benar-benar merupakan revolusi teknologi, yang, walaupun terdapat banyak percubaan, sejauh ini belum diberikan kepada siapa pun. Untuk memahami maksud perkara seperti itu, ada baiknya membaca siri kami "Apa yang berlaku di dalam enjin kereta", yang menerangkan proses pembakaran dalam enjin petrol. Di sini kita akan menyebutkan, bagaimanapun, bahawa dari sudut termodinamik, semakin tinggi tahap mampatan, mesin lebih cekap - sangat mudah, sehingga zarah bahan bakar dan oksigen dari udara jauh lebih dekat dan bahan kimia reaksi lebih lengkap, di samping itu, haba tidak hilang di luar, tetapi dimakan oleh zarah itu sendiri.

Tahap mampatan yang tinggi adalah salah satu kelebihan enjin diesel berbanding petrol. Brek di hadapan yang terakhir adalah fenomena peledakan, yang dijelaskan dengan baik dalam rangkaian artikel yang dimaksud. Pada beban yang lebih tinggi, masing-masing injap pendikit terbuka yang lebih luas (seperti ketika mempercepat untuk menyalip), jumlah campuran udara bahan bakar yang memasuki setiap silinder lebih besar. Ini bermaksud tekanan tinggi dan suhu operasi purata yang lebih tinggi. Yang terakhir, pada gilirannya, menyebabkan mampatan yang lebih kuat dari sisa campuran bahan bakar-udara dari depan api pembakaran, pembentukan peroksida dan hidrokser yang lebih intensif pada sisa dan permulaan pembakaran letupan di dalam enjin, yang biasanya pada kelajuan yang sangat tinggi. , cincin logam dan sebaran literal tenaga yang dihasilkan oleh baki campuran.

Untuk mengurangkan kecenderungan ini pada beban tinggi (tentu saja, kecenderungan peledakan bergantung pada faktor lain seperti suhu luaran, suhu penyejuk dan minyak, ketahanan peledakan bahan api, dll.) Pereka terpaksa mengurangkan tahap mampatan. Dengan ini, bagaimanapun, mereka kehilangan dari segi kecekapan enjin. Semua perkara di atas lebih sah jika terdapat turbocharging, kerana udara, walaupun disejukkan oleh intercooler, masih memasuki pra-dimampatkan di dalam silinder. Ini bermaksud lebih banyak bahan bakar, dan kecenderungan peledakan yang lebih tinggi. Selepas pengenalan besar-besaran mesin turbocharged, masalah ini menjadi lebih jelas. Itulah sebabnya pereka bercakap mengenai 'nisbah pemampatan geometri', yang ditentukan oleh reka bentuk enjin dan 'nyata' apabila faktor pra-pemampatan diambil kira. Oleh itu, walaupun pada enjin turbo moden dengan suntikan bahan bakar langsung, yang memainkan peranan penting dalam penyejukan dalaman ruang pembakaran dan menurunkan suhu purata proses pembakaran, masing-masing kecenderungan untuk meletupkan, nisbah mampatan jarang melebihi 10,5: 1.

Tetapi apa yang akan berlaku sekiranya tahap pemampatan geometri dapat berubah semasa kerja. Menjadi tinggi dalam mod beban rendah dan separa, mencapai maksimum teoritis dan dikurangkan pada tekanan pengecasan turbo tinggi dan tekanan tinggi dan suhu di dalam silinder untuk mengelakkan letupan. Ini akan memungkinkan kedua kemungkinan untuk meningkatkan daya dengan pengisian turbo dengan tekanan yang lebih tinggi dan kecekapan yang lebih tinggi, masing-masing lebih rendah penggunaan bahan bakar.

Di sini, setelah 20 tahun bekerja, mesin Infiniti menunjukkan bahawa ini mungkin. Menurut Raposto, pekerjaan yang dilakukan tim untuk membuatnya sangat besar dan hasil dari siksaan tantalum. Varian yang berbeza telah diuji dari segi seni bina mesin, hingga 6 tahun yang lalu ini dapat dicapai dan pengaturan yang tepat bermula. Sistem ini membolehkan penyesuaian nisbah pemampatan tanpa langkah yang dinamik dalam lingkungan 8: 1 hingga 14: 1.

Pembinaannya sendiri memang bijak: Batang penghubung setiap silinder tidak memancarkan pergerakannya terus ke leher batang penyambung engkol, tetapi ke satu sudut pautan perantaraan khas dengan lubang di tengahnya. Unit ini diletakkan pada leher batang penghubung (pada bukaannya) dan menerima kekuatan batang penghubung pada satu hujungnya memancarkannya ke leher kerana unit tidak berputar, tetapi melakukan pergerakan berayun. Di sisi lain unit yang dimaksudkan adalah sistem tuas yang berfungsi sebagai semacam sokongan untuknya. Sistem tuas memutar unit di sepanjang paksinya, sehingga memindahkan titik penyambungan batang penghubung di sisi lain. Pergerakan berayun unit perantaraan dipelihara, tetapi paksinya berputar dan dengan demikian menentukan kedudukan permulaan dan akhir rod penghubung yang berbeza, masing-masing omboh dan perubahan dinamik dalam tahap mampatan bergantung pada keadaan.

Anda akan mengatakan - tetapi ini menyukarkan enjin, memperkenalkan mekanisme bergerak baru ke dalam sistem, dan semua ini menyebabkan peningkatan geseran dan jisim lengai. Ya, pada pandangan pertama memang begitu, tetapi dengan mekanisme mesin VC-Turbo terdapat beberapa fenomena yang sangat menarik. Unit tambahan setiap batang penghubung, dikendalikan oleh mekanisme biasa, sebahagian besarnya mengimbangkan kekuatan urutan kedua, sehingga walaupun dengan perpindahan dua liter, mesin empat silinder tidak memerlukan batang pengimbang. Di samping itu, kerana batang penghubung tidak melakukan pergerakan putaran lebar yang khas, tetapi menghantar daya omboh pada satu hujung unit perantaraan, ia sebenarnya lebih kecil dan lebih ringan (ini bergantung pada keseluruhan dinamika kekuatan yang dihantar melalui sistem yang berkenaan). ) dan - yang paling penting - mempunyai jalan sisihan di bahagian bawahnya hanya 17 mm. Momen geseran terbesar dapat dielakkan, dengan enjin konvensional, khas untuk masa memulakan piston dari pusat mati atas, apabila batang penghubung menekan pada poros engkol dan kerugiannya adalah yang paling besar.

Oleh itu, menurut Tetuan Raposto dan Kiga, kekurangan sebahagian besarnya dapat dihilangkan. Oleh itu, faedah mengubah nisbah mampatan secara dinamik, yang berdasarkan pada pratetap berdasarkan ujian perisian bangku dan jalan raya (ribuan jam) tanpa perlu mengukur secara real time apa yang berlaku di dalam enjin. Lebih daripada 300 paten baru disatukan dalam mesin. Sifat avant-garde yang terakhir ini juga merangkumi sistem suntikan bahan bakar ganda dengan penyuntik untuk suntikan langsung silinder, yang digunakan terutamanya untuk permulaan sejuk dan beban yang lebih tinggi, dan penyuntik dalam manifold pengambilan memberikan keadaan yang lebih baik untuk penggantian bahan bakar dan yang lebih kecil penggunaan tenaga pada beban separa. Oleh itu, sistem suntikan kompleks menawarkan yang terbaik dari kedua-dua dunia. Sudah tentu, enjinnya juga memerlukan sistem pelinciran yang lebih kompleks, kerana mekanisme yang dijelaskan di atas mempunyai saluran pelinciran tekanan khas, yang melengkapkan saluran utama di poros engkol.

Hasil dari ini adalah secara praktikal mesin enjin petrol empat silinder dengan 272 hp. dan tork 390 Nm akan memakan bahan bakar 27% lebih sedikit daripada enjin enam silinder atmosfera sebelumnya dengan hampir sama dengan kuasa ini.

Teks: Georgi Kolev, utusan khas motor auto dan sukan Bulgaria di Paris