Do que é capaz um motor de combustão interna?

Quando se trata de Koenigsegg, tudo parece vir de outro planeta. O novo modelo da marca sueca chamado Gemera não é diferente desta formulação - um modelo GT de quatro lugares com tração híbrida, potência do sistema de 1700 cv, velocidade máxima de 400 km / he aceleração de 100 km / h em 1,9. segundos. Embora os supercarros não sejam mais tão raros no mundo moderno, o Gemera ainda possui algumas características distintas. E o mais distinto desses recursos é o motor do carro.

Koenigsegg o chama de Tiny Friendly Giant, ou TNG para abreviar. E há um motivo - o TFG tem cilindrada de dois litros, três cilindros (!), Dois turbocompressores e 600 cv. a 300 cv por litro, esta unidade atinge a potência máxima jamais oferecida por um motor de produção. A empresa afirma que, em termos de tecnologia, o TFG está "à frente de qualquer outro motor de três cilindros no mercado hoje". Na verdade, eles estão absolutamente certos - o próximo motor de três cilindros é o de 268 cv usado pela Toyota no GR Yaris.

A tecnologia mais incomum no TFG é o sistema de distribuição de válvulas sem cames. Em vez disso, o motor usa um sistema desenvolvido pela Freevalve, subsidiária da Koenigsegg, com atuadores pneumáticos para cada válvula.

De fato, o "pequeno gigante amigável" foi desenvolvido especificamente para Gemera. A empresa sueca queria criar algo compacto, leve, mas com grande potência. Além disso, a filosofia geral de design do inversor mudou e, ao contrário do híbrido Gegera Regera, a maior parte da energia é fornecida por motores elétricos. O motor de combustão interna tem uma contribuição adicional para o acionamento e o carregamento da bateria.

Antes de decidirem criar um motor de três cilindros em Koenigsegg, eles pensaram muito. No entanto, esta decisão não será tomada de forma inequívoca em um carro exclusivo. No entanto, a busca por qualidades como compacidade e leveza prevalece e leva à criação do motor mais extremo do mundo, em termos não apenas de um litro, mas também de um “cilindro”.

A configuração do motor, porém, tem cilindradas bastante grandes e soa bastante cativante, com o típico timbre de baixa frequência dos motores de três cilindros, mas bem mais ofegante. Christian von Koenigsegg, o fundador da empresa, disse sobre ele: "Imagine uma Harley, mas com um cilindro diferente." Embora tenha um diâmetro razoavelmente grande de 95 mm e um curso de 93,5 mm, o TFG adora altas rotações. Sua potência máxima é atingida a 7500 rpm e a zona vermelha do tacômetro começa a 8500 rpm. Aqui, a alquimia consiste em materiais caros que fornecem leveza (velocidade) e resistência (alta pressão do processo de combustão). Portanto, altas velocidades são acompanhadas por um incrível torque de 600 Nm.

Turboalimentação em cascata

A resposta para a questão de como exatamente dois turbocompressores podem ser conectados em uma configuração de três cilindros é a cascata. Um sistema semelhante usou o icônico Porsche 80 nos anos 959, que tem semelhanças, pois dois motores de três cilindros são abastecidos com um turbocompressor pequeno e um grande. No entanto, o TFG tem uma nova interpretação sobre o assunto. Cada um dos cilindros do motor possui duas válvulas de escape, uma das quais é responsável pelo enchimento do turbocompressor pequeno e a outra pelo turbocompressor grande. Em baixas rotações e cargas, apenas as três válvulas que fornecem gases ao pequeno turbocompressor se abrem. A 3000 rpm, as segundas válvulas começam a se abrir, direcionando os gases para o grande turbocompressor. Porém, o motor é tão high-tech que em termos de parâmetros, mesmo na versão “atmosférica”, pode chegar a 280 cv. A razão está na mesma tecnologia de válvula Freevalve. Uma das razões pelas quais um motor de 2000 cc O CM tem três cilindros, é o fato de um motor de três cilindros ser mais eficiente em termos de turboalimentação, pois não há amortecimento mútuo das pulsações do gás, como em um motor de quatro cilindros.

E válvulas de abertura pneumáticas

Graças ao sistema Freevalve, cada válvula se move individualmente. Pode ser aberto independentemente com uma duração, torque de partida e curso específicos. Em carga baixa, apenas uma abre, permitindo maior fluxo de ar e melhor mistura de combustível. Graças à capacidade de controlar com precisão cada uma das válvulas, não há necessidade de válvula borboleta e cada um dos cilindros pode ser desligado, se necessário (em modos de carga parcial). A flexibilidade de operação permite que o TFG mude da operação convencional Otto para Miller com maior ciclo de trabalho e maior eficiência. E isso não é o mais impressionante - com a ajuda do "sopro" das unidades turbo, o motor pode passar para o modo de dois tempos até cerca de 3000 rpm. De acordo com Christian von Koenigseg, a 6000 rpm neste modo, soará como um motor de seis cilindros. No entanto, a 3000 rpm, o dispositivo volta ao modo de quatro tempos porque não há tempo suficiente para troca de gás em altas velocidades.

Inteligência Artificial

Koenigsegg, por outro lado, está trabalhando com a SparkCognition, uma empresa americana de inteligência artificial que desenvolve software de gerenciamento de inteligência artificial para motores Freevalve como TFG. Com o tempo, o sistema aprenderá como controlar melhor as válvulas e as várias maneiras de conduzir o processo de combustão. O sistema de controle e o sistema Freevalve permitem alterar o volume e o timbre do motor com diferentes aberturas das válvulas de escape. Ele também é responsável pela capacidade de aquecer o motor mais rapidamente e reduzir as emissões. Graças ao gerador de motor elétrico a uma temperatura muito baixa, o motor do virabrequim gira por cerca de 10 ciclos (em 2 segundos), quando a temperatura do ar comprimido nos cilindros atinge 30 graus. Durante o aquecimento, a válvula de sucção abre com um pequeno curso e há uma circulação turbulenta de ar e combustível ao redor da válvula de escape, o que melhora a evaporação.

O combustível também dá uma contribuição importante para alcançar alta potência do motor. Na verdade, o TFG é um motor Flex Fuel, ou seja, pode rodar tanto com gasolina quanto com álcool (etanol, butanol, metanol) e misturas em diferentes proporções. As moléculas de álcool contêm oxigênio e, portanto, fornecem o que é necessário para queimar a porção de hidrocarboneto. Claro, isso significa maior consumo de combustível, mas é fornecido com mais facilidade do que uma grande quantidade de ar. As misturas de álcool também fornecem um processo de combustão mais limpo e menos material particulado é liberado durante o processo de combustão. E se o etanol for extraído de plantas, também pode fornecer um processo neutro em carbono. Ao rodar com gasolina, a potência do motor é de 500 cv. Lembre-se de que o controle de combustão no TFG é tão high-tech que consegue extrair quase o máximo possível do combustível sem detonar - a zona de combustão mais nevrálgica com uma pressão de turbo tão alta. É verdadeiramente único com uma taxa de compressão de 9,5:1 e pressão de enchimento muito alta. Podemos apenas adivinhar como exatamente a cabeça do cilindro está presa ao bloco e a resistência deste último, dada a enorme pressão de trabalho do processo de combustão, até certo ponto isso pode explicar a presença de formas esféricas semelhantes a colunas em sua arquitetura .

Obviamente, o complexo sistema Freevalve custa mais que os atuadores mecânicos de válvulas convencionais, mas menos matérias-primas são usadas para criar o motor, o que, em certa medida, compensa o custo e o peso. Portanto, em geral, o custo de um TFG de alta tecnologia é duas vezes menor que o de uma empresa de turbocompressor de oito cilindros e cinco litros.

Unique Gemera Drive

O resto do trem de força Gemera também é único e incomum. O TFG está localizado atrás do compartimento de passageiros e controla o eixo dianteiro usando um sistema de acionamento direto exclusivo, sem uma caixa de engrenagens com engrenagens, mas com duas embreagens hidráulicas em cada eixo. O sistema é chamado HydraCoup e, a uma certa velocidade, a embreagem hidráulica trava e o acionamento direto. Isso se deve ao fato de o motor de combustão interna também estar diretamente conectado a um gerador de motor elétrico com capacidade de até 400 hp. potência, respectivamente, até 500 Nm.

O HydraCoup converte um total de 1100 Nm TFG e um motor elétrico, dobrando o torque para 3000 rpm. Soma-se a tudo isso o torque de cada um dos dois motores elétricos que acionam uma roda traseira de 500 cv. cada um e, consequentemente, 1000 Nm. Assim, a potência total do sistema é de 1700 cv. Cada um dos motores elétricos tem uma tensão de 800 volts. A bateria do carro também é única. Tem uma tensão de 800 volts e uma potência de apenas 15 kWh, tem uma potência de descarga (saída) de 900 kW e uma potência de carregamento de 200 kW. Cada uma de suas células é controlada individualmente em termos de temperatura, estado de carga, "saúde", e todas são combinadas em um corpo de carbono comum, localizado no local mais seguro - sob os bancos dianteiros e no túnel de acionamento de carbono-aramida. Tudo isso fará com que, após algumas acelerações mais vigorosas, o carro tenha que se mover lentamente por um tempo para que o TFG carregue a bateria.

Todo o layout incomum é baseado na filosofia de uma empresa que produz carros com um motor traseiro intermediário. Koenigsegg ainda não planejou um carro elétrico limpo, porque acredita que a tecnologia nesta área não está suficientemente desenvolvida e torna os carros muito pesados. Para reduzir as emissões de dióxido de carbono, a empresa utiliza combustível alcoólico e um motor de combustão interna.

O sistema elétrico de 800 volts da Gemera fornece até 50 km de eletricidade e uma velocidade de 300 km/h. Para recreação até 400 km/h, responsabilidade do TFG. No modo híbrido, o carro pode percorrer mais 950 km, o que indica uma eficiência bastante alta do sistema - o próprio TFG consome cerca de 20% menos que um motor moderno de dois litros. com distribuição de gás variável convencional. E a estabilidade do carro também é garantida pelo sistema de direção da roda traseira, vetorização de torque elétrico na parte traseira e vetorização de torque mecânico na frente (usando embreagens úmidas adicionais nos mecanismos de tração dianteira, ao lado dos conversores hidráulicos) . O Gemera tornou-se assim um veículo com tracção integral, direcção às quatro rodas e vectorização do binário. Somado a tudo isso está a regulagem da altura do corpo.

Embora este motor seja único na natureza, ele mostra que pode orientar o desenvolvimento de um motor de combustão interna. O mesmo debate está ocorrendo na Fórmula 1 - a busca por eficiência provavelmente se concentrará em combustíveis sintéticos e no modo de operação de dois tempos.