Презентација пробне вожње револуционарног мотора на Инфинитију - ВЦ-Турбо
Разговор са водећим стручњацима Инфинитија и Ренаулт-Ниссана — Схиницхи Кага и Алаин Рапостеау
Алаин Рапосто изгледа самоуверено. Потпредседник савеза Ренаулт-Ниссан, одговоран за развој мотора, има све разлоге за то. Поред хале у којој разговарамо налази се штанд Инфинитија, луксузне подружнице Ниссана, која данас представља први светски производни мотор ВЦ-Турбо са променљивим степеном компресије. Иста енергија тече и од његовог колеге Схиницхија Киге, шефа Инфинитијевог одељења за моторе.
Пробој који су направили дизајнери Инфинитија заиста је огроман. Стварање серијског бензинског мотора са променљивим степеном компресије заиста је технолошка револуција, која, упркос бројним покушајима, до сада није дата никоме. Да бисте разумели значење таквог нечега, добро је прочитати нашу серију „Шта се дешава у мотору аутомобила“, која описује процесе сагоревања у бензинском мотору. Овде ћемо, међутим, напоменути да је са термодинамичке тачке гледишта, што је већи степен компресије то је мотор ефикаснији - врло једноставно речено, па су честице горива и кисеоника из ваздуха много ближе и хемијска хемикалија реакције су потпуније, поред тога, топлота се не расипа споља, већ је троше саме честице.
Висок степен компресије једна је од великих предности дизел мотора у односу на бензински. Кочница последњег је феномен детонације, добро описан у низу чланака у питању. При већим оптерећењима, односно ширем пригушном вентилу (на пример при убрзавању до претицања), количина мешавине ваздуха за гориво која улази у сваки цилиндар је већа. То значи већи притисак и већу средњу радну температуру. Овај други, пак, узрокује јачу компресију остатака смеше гориво-ваздух са фронта пламена сагоревања, интензивније стварање пероксида и хидроксеркса у остатку и покретање експлозивног сагоревања у мотору, које је обично при изузетно великим брзинама. , метални прстен и дословно расејање енергије генерисане резидуалном смешом.
Да би смањили ову тенденцију при великим оптерећењима (наравно, тенденција детонације зависи од других фактора као што су спољна температура, температура расхладне течности и температуре уља, отпорност детонацијама горива итд.) Дизајнери су принуђени да смање степен компресије. Овим, међутим, губе у погледу ефикасности мотора. Све горе наведено још више важи у присуству турбопуњача, јер ваздух, иако се хлади међухладњаком, и даље улази прекомпресован у цилиндре. То такође значи више горива и већу тенденцију детонирања. Након масовног увођења турбопуњача са смањеним мотором, овај проблем је постао још очигледнији. Стога дизајнери говоре о „геометријском степену компресије“, који је одређен дизајном мотора и „стваран“ када се узме у обзир фактор предкомпресије. Стога, чак и у модерним турбо моторима са директним убризгавањем горива, који игра важну улогу у унутрашњем хлађењу коморе за сагоревање и снижавању просечне температуре процеса сагоревања, односно тенденцији детонације, степен компресије ретко прелази 10,5: 1.
Али шта би се догодило када би се геометријски степен компресије могао променити током рада. Да буде висока у режимима са малим и делимичним оптерећењем, достижући теоријски максимум и да се смањује при високом притиску турбопуњача и високом притиску и температури у цилиндрима како би се избегле детонације. То би омогућило и могућност повећања снаге турбопуњачем са већим притиском и већу ефикасност, односно мању потрошњу горива.
Овде, након 20 година рада, Инфинити мотор показује да је то могуће. Према Рапосту, посао који су тимови радили на његовом стварању био је огроман и резултат танталних мука. Разне варијанте су тестиране у погледу архитектуре мотора, све до пре 6 година и започета су прецизна прилагођавања. Систем омогућава динамичко, степенасто подешавање односа компресије у опсегу од 8: 1 до 14: 1.
Сама конструкција је генијална: клипњача сваког цилиндра не преноси своје кретање директно на грла клипњаче радилице, већ на један угао посебне међукарике са рупом у средини. Јединица се поставља на врат клипњаче (налази се у њеном отвору) и примајући силу клипњаче на једном крају преноси је на врат јер се јединица не окреће, већ изводи осцилирајуће кретање. На другој страни дотичне јединице налази се систем полуга који служи као нека врста потпоре. Систем полуга ротира јединицу дуж своје осе, померајући на тај начин тачку причвршћивања клипњаче са друге стране. Осцилаторно кретање средње јединице је сачувано, али се његова ос ротира и тако одређује различите почетне и крајње положаје клипњаче, односно клипа и динамичку промену степена компресије у зависности од услова.
Рећи ћете - али ово бескрајно компликује мотор, уводи нове покретне механизме у систем, а све то доводи до повећаног трења и инертних маса. Да, на први поглед је то тако, али са механизмом мотора ВЦ-Турбо постоје неки врло занимљиви феномени. Додатне јединице сваке клипњаче, контролисане заједничким механизмом, у великој мери уравнотежују силе другог реда, тако да упркос запремини од два литра, четвороцилиндричном мотору нису потребна вратила за уравнотежење. Поред тога, пошто клипњача не изводи типично широко кретање ротације, већ преноси силу клипа на један крај међуелемента, она је практично мања и лакша (ово зависи од читаве сложене динамике сила које се преносе кроз предметни систем). ) и - што је најважније - има ход прогиба у доњем делу од само 17 мм. Избегава се тренутак највећег трења, код конвенционалних мотора, типичан за тренутак покретања клипа из горње мртве тачке, када клипњача притиска на осу радилице и губици су највећи.
Према томе, према господи Рапосту и Киги, недостаци су у великој мери отклоњени. Отуда и благодати динамичког мењања степена компресије, који се заснива на унапред подешеном софтверском програму заснованом на тестовима на столовима и путевима (хиљаде сати), без потребе мерења у реалном времену онога што се дешава у мотору. У машину је интегрисано више од 300 нових патената. Авангардна природа потоњег укључује и двоструки систем убризгавања горива са млазницом за директно убризгавање цилиндра, који се углавном користи за хладне покретове и већим оптерећењима, и млазницу у усисним разводницима која пружа боље услове за истискивање горива и мању потрошња енергије при делимичном оптерећењу. Тако сложени систем убризгавања нуди најбоље од оба света. Наравно, мотор захтева и сложенији систем подмазивања, јер горе описани механизми имају посебне канале за подмазивање под притиском, који допуњују главне канале у радилици.
Резултат овога у пракси је четвороцилиндрични бензински мотор снаге 272 КС. и 390 Нм обртног момента потрошиће 27% мање горива од претходног атмосферског шестоцилиндричног мотора с приближно овом снагом.
Текст: Георги Колев, специјални изасланик ауто мото и спортске Бугарске у Паризу
