Двигатель с изменяемой степенью сжатия: VC-TURBO – ПЕРВЫЙ В МИРЕ СЕРИЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С ИЗМЕНЯЕМОЙ СТЕПЕНЬЮ СЖАТИЯ

Содержание

Мотор с переменной степенью сжатия. Первый в мире серийный двс с изменяемой степенью сжатия. Мал, да удал

Двигатель VC-T. Изображение: Nissan

Японский автопроизводитель Nissan Motor представил новый тип бензинового двигателя внутреннего сгорания , который по некоторым параметрам превосходит продвинутые современные дизельные двигатели.

Степень сжатия — отношение объёма надпоршневого пространства цилиндра двигателя внутреннего сгорания при положении поршня в нижней мёртвой точке (полный объём цилиндра) к объёму надпоршневого пространства цилиндра при положении поршня в верхней мёртвой точке, то есть к объёму камеры сгорания.

Повышение степени сжатия в общем случае повышает его мощность и увеличивает КПД двигателя, то есть способствует снижению расхода топлива.

В обычных бензиновых двигателях степень сжатия обычно составляет от 8:1 до 10:1, а в спортивных машинах и гоночных болидах может достигать 12:1 или больше. При повышении степени сжатия двигатель нуждается в топливе с бóльшим октановым числом.

Двигатель VC-T. Изображение: Nissan

На иллюстрации показана разница в шаге поршней на разной степени сжатия: 14:1 (слева) и 8:1 (справа). В частности, демонстрируется механизм изменения степени сжатия от 14:1 к 8:1. Он происходит таким образом.

В случае необходимости изменить степень сжатия активируется модуль Harmonic Drive и сдвигает рычаг актуатора.
Рычаг актуатора поворачивает приводной вал (Control Shaft на схеме).
Когда приводной вал поворачивается, он изменяет угол наклона многорычажной подвески (Multi-link
на схеме)
Многорычажная подвеска определяет высоту, на которую каждый поршень способен подняться в своём цилиндре. Таким образом, изменяется степень сжатия. Нижняя мёртвая точка поршня, судя по всему, остаётся прежней.

Конструкция запатентована Nissan (патент США № 6,505,582 от 14 июня 2003 года).

Изменение степени сжатия в ДВС можно в каком-то смысле сравнить с изменением угла атаки в винтах регулируемого шага — концепции, которая много десятилетий применяется в воздушных и гребных винтах. Изменяемый шаг винта позволяет поддерживать эффективность движителя близкой к оптимальной вне зависимости от скорости движения носителя в потоке.

Стоит упомянуть, что в 2000 году компания Saab показывала прототип такого двигателя Saab Variable Compression (SVC) для Saab 9-5, за который удостоилась ряда наград на технических выставках. Затем шведскую фирму купил концерн General Motors и прекратил работу над прототипом.

Двигатель Saab Variable Compression (SVC). Фото: Reedhawk

Двигатель VC-T обещают вывести на рынок в 2017 году с автомобилями марки Infiniti QX50. Официальная презентация назначена на 29 сентября на Парижском автосалоне. Этот двухлитровый четырёхцилиндровый двигатель будет обладать примерно такой же мощностью и крутящим моментом, что и 3,5-литровый двигатель V6, место которого займёт, но обеспечит экономию топлива 27%, по сравнению с ним.

Инженеры Nissan говорят также, что VC-T будет дешевле, чем современные продвинутые дизельные двигатели с турбонаддувом, и будет полностью соответствовать современным нормам на выбросы оксида азота и других выхлопных газов — такие правила действуют в Евросоюзе и некоторых других странах.

После Infiniti новыми двигателями планируется оснащать другие автомобили Nissan и, возможно, партнёрской компании Renault.

Двигатель VC-T. Изображение: Nissan

Можно предположить, что усложнённая конструкция ДВС в первое время вряд ли будет отличаться надёжностью. Есть смысл выждать несколько лет, прежде чем покупать автомобиль с двигателем VC-T, если только вы не хотите участвовать в тестировании экспериментальной технологии.

Тесно связана с к.п.д. В бензиновых двигателях степень сжатия ограничивается областью детонационного сгорания. Эти ограничения имеют особое значение для работы двигателя на полных нагрузках, в то время как на частичных нагрузках высокая степень сжатия не вызывает опасности детонации. Для увеличения мощности двигателя и повышения экономичности желательно снижать степень сжатия, однако если степень сжатия будет малой для всех диапазонов работы двигателя, это приведет к снижению мощности и увеличению расхода топлива на частичных нагрузках. При этом значения степени сжатия, как правило, выбираются намного ниже тех величин, при которых достигаются наиболее экономичные показатели работы двигателей. Заведомо ухудшая экономичность двигателей, это особенно сильно проявляется при работе на частичных нагрузках. Между тем, снижение наполнения цилиндров горючей смесью, увеличение относительного количества остаточных газов, уменьшение температуры деталей и т.п. создают возможности для повышения степени сжатия при частичных нагрузках с целью повышения экономичности двигателя и увеличения его мощности. Чтобы решить такую компромиссную задачу, разрабатываются варианты двигателей с изменяющейся степенью сжатия.

Повсеместное применение в конструкциях двигателей сделало направление этой работы еще более актуальным. Дело в том, что при наддуве значительно увеличиваются механические и тепловые нагрузки на детали двигателя, в связи с чем их приходится усиливать, повышая массу всего двигателя в целом. При этом, как правило, срок службы деталей, работающих при более нагруженном режиме, сокращается, а надежность двигателя снижается. В случае перехода на переменную степень сжатия рабочий процесс в двигателе при наддуве можно организовать так, что за счет соответствующего снижения степени сжатия при любых давлениях наддува максимальные давления рабочего цикла (т.е. эффективность работы) будут оставаться неизменными или будут изменяться незначительно. При этом, несмотря на увеличение полезной работы за цикл, а, следовательно, и мощности двигателя, максимальные нагрузки на его детали могут не увеличиваться, что позволяет форсировать двигатели без внедрения изменений в их конструкцию.

Очень существенным для нормального протекания процесса сгорания в двигателе с изменяющейся степенью сжатия является правильный выбор формы камеры сгорания, обеспечивающей наиболее короткий путь распространения пламени. Изменение фронта распространения пламени должно быть очень оперативным, чтобы учитывать различные режимы работы двигателя при эксплуатации автомобиля. Учитывая применение дополнительных деталей в кривошипно-шатунном механизме, необходимо также разрабатывать системы с малым коэффициентом трения, чтобы не потерять преимуществ при применении изменяющейся степени сжатия.

Один из наиболее распространенных вариантов двигателя с изменяющейся степенью сжатия показан на рисунке.

Рис. Схема двигателя с изменяющейся степенью сжатия:
1 – шатун; 2 – поршень; 3 – эксцентриковый вал; 4 — дополнительный шатун; 5 – шатунная шейка коленчатого вала; 6 – коромысло

На частичных нагрузках дополнительный 4 занимает крайнее нижнее положение и поднимает зону рабочего хода поршня. Степень сжатия при этом максимальна. При высоких нагрузках эксцентрик на валу 3 поднимает ось верхней головки дополнительного шатуна 4. При этом увеличивается надпоршневой зазор и уменьшается степень сжатия.

В 2000 году в Женеве был представлен экспериментальный бензиновый двигатель фирмы SAAB с изменяемой степенью сжатия. Его уникальные особенности позволяют достигать мощности в 225 л.с. при рабочем объеме в 1,6 л. и сохранять расход топлива сравнимого с вдвое меньшим двигателем. Возможность бесшагового изменения рабочего объема позволяет двигателю работать на бензине, дизельном топливе или на спирте.

Цилиндры двигателя и головка блока выполнены как моноблок, т. е. единым блоком, а не раздельно как у обычных двигателей. Отдельный блок представляет собой также блок-картер и шатунно-поршневая группа. Моноблок может перемещаться в блок-картере. Левая сторона моноблока при этом опирается на расположенную в блоке ось 1, служащую шарниром, правая сторона может приподниматься или опускаться при помощи шатуна 3 управляемого эксцентриковым валом 4. Для герметизации моноблока и блок-картера предусмотрен гофрированный резиновый чехол 2.

Рис. Двигатель с изменяющейся степенью сжатия SAAB:
1 – ось; 2 – резиновый чехол; 3 – шатун; 4 – эксцентриковый вал.

Степень сжатия изменяется при наклоне моноблока относительно блок-картера посредством гидропривода при неизменном ходе поршня. Отклонение моноблока от вертикали приводит к увеличению объема камеры сгорания, что вызывает снижение степени сжатия.

При уменьшении угла наклона степень сжатия повышается. Максимальная величина отклонения моноблока от вертикальной оси – 4%.

На минимальной частоте вращения коленчатого вал и сбросе подачи топлива, а также при малых нагрузках, моноблок занимает самое нижнее положение, в котором объем камеры сгорания минимален (степень сжатия – 14). Система наддува отключается, и воздух поступает в двигатель напрямую.

Под нагрузкой, за счет поворота эксцентрикового вала, шатун отклоняет моноблок в сторону, и объем камеры сгорания увеличивается (степень сжатия – 8). При этом сцепление подключает нагнетатель, и воздух начинает поступать в двигатель под избыточным давлением.

Рис. Изменение подачи воздуха в двигатель SAAB при различных режимах:
1 – дроссельная заслонка; 2 – перепускной клапан; 3 – сцепление; а – на малой частоте вращения коленчатого вала; б – на нагрузочных режимах

Оптимальная степень сжатия рассчитывается блоком управления электронной системы с учетом частоты вращения коленчатого вала, степени нагрузки, вида топлива и др. параметров.

В связи с необходимостью быстрого реагирования на изменение степени сжатия в данном двигателе пришлось отказаться от турбокомпрессора в пользу механического наддува с промежуточным охлаждением воздуха с максимальным давлением наддува 2,8 кгс/см2.

Расход топлива для разработанного двигателя на 30% меньше, чем у обычного двигателя такого же объема, а показатели по токсичности отработавших газов соответствуют действующим нормам.

Французская фирма МСЕ-5 Development, разработала для концерна «Пежо-Ситроен», двигатель с изменяемой степенью сжатия VCR (Variable Compression Ratio). В этом решении применена оригинальная кинематика кривошипно-шатунного механизма.

В данной конструкции передача движения от шатуна на поршни осуществляется через двойной зубчатый сектор 5. С правой стороны двигателя расположена опорная зубчатая рейка 7, на которую опирается сектор 5. Такое зацепление обеспечивает строго возвратно-поступательное движение поршня цилиндра, который соединен с зубчатой рейкой 4. Рейка 7 соединена с поршнем 6 управляющего гидроцилиндра.

В зависимости от режима работы двигателя по сигналу блока управления двигателем изменяется положение поршня 6 управляющего цилиндра, связанного с рейкой 7. Смещение рейки управления 7 вверх или вниз изменяет положение ВМТ и НМТ поршня двигателя, а вместе с ними и степени сжатия от 7:1 до 20:1 за 0,1 с. В случае необходимости имеется возможность изменения степени сжатия для каждого цилиндра в отдельности.

Рис. Двигатель с изменяемой степенью сжатия VCR:
1 – коленчатый вал; 2 – шатун; 3 – зубчатый опорный ролик; 4 – зубчатая рейка поршня; 5 – зубчатый сектор; 6 – поршень управляющего цилиндра; 7 – опорная зубчатая рейка управления.

Уникальная технология изменения степени сжатия представляет настоящий прорыв в моторостроении – 2-литровый VC-Turbo постоянно меняет характеристики, настраивая степень сжатия на оптимальную мощностную отдачу и максимальную топливную эффективность. По тяговым характеристикам этот 2-литровый бензиновый турбомотор вполне сравним с передовыми турбодизельными двигателями того же рабочего объема.

Двигатель VC-Turbo постоянно и совершенно незаметно для водителя изменяет степень сжатия с помощью системы рычагов, которые поднимают или опускают верхнюю мертвую точку (ВМТ) поршней, тем самым позволяя добиться наилучших характеристик мощности и экономичности.

Высокая степень сжатия в принципе делает работу двигателя более эффективной, однако в определенных режимах появляется риск взрывного сгорания (детонации). С другой стороны, низкая степень сжатия позволяет избежать детонации и развивать высокую мощность и крутящий момент. Во время движения степень сжатия двигателя VC-Turbo меняется от 8:1 (для максимальной динамики) до 14:1 (при минимальном расходе топлива), подчеркивая ориентированную на водителя философию INFINITI.

INFINITI’s VC-Turbo engine is the world’s first production-ready variable compression ratio engine – and it makes its production debut on the new QX50. This unique variable compression technology represents a breakthrough in combustion engine design – the QX50’s 2.0-liter VC-Turbo continually transforms, adjusting its compression ratio to optimize power and fuel efficiency. It combines the power of a 2.0-liter turbocharged gasoline engine with the torque and efficiency of an advanced four-cylinder diesel engine.

Уникальное сочетание динамики и экономичности превращает VC-Turbo в реальную альтернативу современным турбодизелям, не на словах, а на деле опровергая мнение, что только гибридные и дизельные силовые агрегаты могут обеспечить высокие показатели крутящего момента и экономичность. VC-Turbo развивает 268 л.с. (200 кВт) при 5600 об/мин и 380 Нм при 4400 об/мин, что является лучшим сочетанием мощности и тяги среди четырехцилиндровых двигателей. Удельная мощность VC-Turbo выше, чем у многих турбомоторов конкурентов и вплотную приближается к показателям некоторых бензиновых V6. Однопоточный турбонагнетатель гарантирует моментальный отклик двигателя на увеличение подачи топлива.

Новый INFINITI QX50 с двигателем VC-Turbo – это самый эффективный автомобиль в своем классе с непревзойденной экономичностью. Версия с передними ведущими колесами расходует всего 8,7 л/100 км в комбинированном цикле измерений, что на 35% лучше показателей QX50 предыдущего поколения с двигателем V6. Полноприводная версия премиального кроссовера с усредненным расходом 9,0 л/100 км на 30% эффективнее предшественника.

Среди других очевидных преимуществ конструкции нового мотора – компактные размеры и сниженная масса. Блок и головка цилиндров отлиты из легкого алюминиевого сплава, а компоненты системы регулировки степени сжатия изготовлены из высокоуглеродистой стали. В результате по сравнению с 3,5-литровым двигателем INFINITI серии VQ новый VC-Turbo весит легче на 18 кг, а кроме того занимает меньше пространства в моторном отсеке.

За изменение степени сжатия в двигателе VC-Turbo отвечают система рычагов, электромотор и уникальный волновой понижающий редуктор. Электромотор через редуктор соединен с управляющим рычагом. Редуктор вращается, поворачивая управляющий вал в блоке цилиндров, а тот в свою очередь изменяет положение коромысел, через которые поршни приводят коленвал. Наклон коромысел меняет положение верхней мертвой точки поршней, а вместе с ним и степень сжатия. Эксцентриковый управляющий вал регулирует степень сжатия одновременно во всех цилиндрах. В результате варьируется не только степень сжатия, но и рабочий объем двигателя в диапазоне от 1997 см3 (8:1) до 1970 см3 (14:1).

Двигатель VC-Turbo также незаметно для пользователя переключается между стандартным рабочим циклом Отто и циклом Аткинсона, еще сильнее увеличивая мощность и эффективность. Цикл Аткинсона традиционно используется для повышения эффективности гибридных силовых установок. При работе ДВС по циклу Аткинсона впускные клапаны перекрываются, позволяя рабочей смеси в цилиндрах сильнее расширяться, сгорая с большей эффективностью. Двигатель INFINITI работает по циклу Аткинсона при высоких показателях степени сжатия, когда из-за более длинного хода поршней впускные клапаны на короткое время остаются открытыми уже в фазе сжатия.

INFINITI’s VC-Turbo engine is the world’s first production-ready variable compression ratio engine and it makes its production debut on the new QX50. This unique variable compression technology represents a breakthrough in combustion engine design the QX50’s 2.0-liter VC-Turbo continually transforms, adjusting its compression ratio to optimize power and fuel efficiency. It combines the power of a 2.0-liter turbocharged gasoline engine with the torque and efficiency of an advanced four-cylinder diesel engine.

Когда степень сжатия VC-Turbo уменьшается, двигатель возвращается к обычному режиму работы (цикл Отто), с четко разделенными фазами выпуска, сжатия, сгорания и выпуска – таким образом, достигается более высокая мощность силового агрегата.

Помимо изменяемой степени сжатия в двигателе VC-Turbo применяется и ряд других передовых технологий INFINITI. Оптимальный баланс между эффективностью и мощностью обеспечивает как система распределенного впрыска (MPI), так и непосредственного (GDI):

GDI повышает эффективность сгорания топлива, предотвращая детонацию в двигателе при высоких степенях сжатия
MPI, в свою очередь, заранее подготавливает топливную смесь, обеспечивая ее полное сгорание в цилиндрах при низких нагрузках

При определенных оборотах двигатель самостоятельно переключается с одной системы впрыска на другую, а при максимальных нагрузках они могут работать и одновременно.

Однопоточный турбонагнетатель повышает мощность и эффективность двигателя, обеспечивая быстрые отклики на педаль газа на любых оборотах и при любой степени сжатия. Благодаря турбонаддуву по отдаче мотор сравним с шестицилиндровым атмосферным двигателем. Однопоточный нагнетатель отличается компактностью, а также сниженными потерями тепловой энергии и давления выхлопных газов.

Интегрированный в алюминиевую головку блока выпускной коллектор также повышает эффективность работы двигателя и определяет его компактные размеры. Подобное решение позволило инженерам INFINITI разместить каталитический нейтрализатор сразу за турбиной, сократив таким образом путь выхлопных газов. Благодаря этому нейтрализатор быстрее прогревается после запуска двигателя и раньше выходит на рабочий режим.

Variable compression ratio technology represents a breakthrough in powertrain development. The QX50, powered by the VC-Turbo, is the first production vehicle ever to give drivers an engine that transforms on demand, setting a new benchmark for powertrain capability and refinement. This uncommonly smooth engine offers customers power and performance, as well as efficiency and economy.

Давление наддува регулируется электронно-управляемым клапаном (wastegate), который с высокой точностью контролирует поток выхлопных газов, проходящих через турбину. Это гарантирует высокую мощность и экономичность, а также помогает сократить уровень вредных выбросов.

Благодаря системе изменения степени сжатия отлично сбалансированный двигатель VC-Turbo обходится без уравновешивающих валов, обычно необходимых четырехцилиндровым моторам. VC-Turbo работает более плавно, нежели обычные рядные аналоги, а уровень шума и вибраций сравним с показателями традиционных V6. Это стало возможным, в том числе и благодаря компоновке с дополнительными коромыслами, в которой шатуны при рабочем ходе поршней почти вертикальны (в отличие от традиционного кривошипно-шатунного механизма, где они движутся из стороны в сторону). В итоге происходит идеальное возвратно-поступательное движение, не требующее уравновешивающих валов. Именно поэтому, несмотря на применение системы изменения степени сжатия, мотор VC-Turbo такой же компактный, как традиционный 2-литровый четырехцилиндровый двигатель.

Особенно нужно отметить и крайне низкий уровень вибраций нового двигателя. На заводских испытаниях, в ходе которых специалисты INFINITI сравнивали характеристики VC-Turbo с четырехцилиндровыми моторами конкурентов, революционный двигатель продемонстрировал значительно меньший уровень шума – почти как у 6-цилиндровых агрегатов.

В этом есть заслуга и применяемого INFINITI «зеркального» покрытия стенок цилиндров – оно на 44% уменьшает трение, позволяя двигателю работать ровнее. Покрытие наносится методом плазменного напыления, затем закаливается и хонингуется для создания ультра-гладкой поверхности.

Новый INFINITI QX50 c 2-литровым мотором VC-Turbo – первый в мире автомобиль, оснащенный системой активного подавления вибраций Active Torque Rod (ATR). Новый QX50 – единственный автомобиль в классе, оснащенный подобной технологией. Интегрированная в верхнюю опору двигателя, через которую на кузов обычно передается большая часть шума и вибраций, ATR оснащена датчиком ускорений, фиксирующим колебания. Система генерирует возвратно-поступательные вибрации в противофазе, позволяя четырехцилиндровому агрегату оставаться таким же тихим и плавным, как и моторы V6, и на 9 Дб уменьшает шум двигателя по сравнению с предыдущим QX50. В итоге VC-Turbo – один из самых тихих и уравновешенных двигателей в сегменте премиальных внедорожников.

Первые в мире активные опоры INFINITI установил на дизельный двигатель еще в 1998 году, подтверждая инновационность бренда в области силовых агрегатов. Систему ATR инженеры INFINITI разрабатывали с 2009-го по 2017 год, особое внимание уделив уменьшению размеров и массы – на первых прототипах главной проблемой считались габариты вибромотора. Однако, разработка более компактных возвратно-поступательных актуаторов позволила установить ATR в корпус меньшего размера, в полной мере сохранив способность системы максимально эффективно гасить вибрации.

На тему:

Британцы определили дату конца эры ДВС
Специалисты компании h3 рассказали об эффективности…

За более чем столетний жизненный путь двигатель внутреннего сгорания (ДВС) настолько преобразился, что от родоначальника остался только принцип действия. Почти все этапы модернизации были направлены на повышение коэффициента полезного действия (КПД) двигателя. Показатель КПД можно назвать универсальным. В нем скрыты многие характеристики — расход топлива, мощность, крутящий момент, состав выхлопных газов и т.д. Широкое применение новых технических идей — впрыск топлива, электронные системы зажигания и управления двигателем, 4, 5 и даже 6 клапанов на цилиндр — сыграло положительную роль в повышении КПД двигателей.

Тем не менее, как показал Женевский автосалон, до завершения процесса модернизации ДВС еще далеко. На этом популярном международном автошоу компания SAAB представила результат своего 15-летнего труда — опытный образец нового двигателя с изменяемой степенью сжатия — SAAB Variable Compression (SVC), ставший сенсацией в мире моторов.

Технология SVC и ряд других передовых и нетрадиционных с точки зрения существующих понятий о ДВС технических решений позволили снабдить новинку фантастическими характеристиками. Так, пятицилиндровый двигатель объемом всего 1,6 л, созданный для обычных серийных машин, развивает немыслимую мощность 225 л.с. и крутящий момент 305 Нм. Превосходными оказались и другие, особенно важные сегодня, характеристики — расход топлива при средних нагрузках снижен на целых 30%, на столько же уменьшен показатель выбросов СО2. Что касается СО, СН и NОx и т.д., то они, по утверждению создателей, соответствуют всем существующим и планируемым на ближайшее будущее нормам токсичности. В дополнение к этому переменная степень сжатия дает двигателю SVC возможность работать на различных марках бензина — от А-76 до Аи-98 — практически без ухудшения характеристик и исключая появление детонации.

Безусловно, существенная заслуга таких характеристик — в технологии SVC, т.е. в возможности изменять степень сжатия. Но перед тем, как познакомиться с устройством механизма, позволившим изменять эту величину, вспомним некоторые истины из теории конструкции ДВС.

Степень сжатия

Степень сжатия — это отношение суммы объемов цилиндра и камеры сгорания к объему камеры сгорания. С увеличением степени сжатия в камере сгорания повышаются давление и температура, что создает более благоприятные условия для воспламенения и сгорания горючей смеси и повышает эффективность использования энергии топлива, т.е. КПД. Чем степень сжатия выше, тем КПД больше.

Проблем с созданием бензиновых моторов с высокой степенью сжатия нет и не было. А не делают их по следующей причине. При такте сжатия у таких двигателей давление в цилиндрах повышается до очень больших величин. Это, естественно, вызывает повышение температуры в камере сгорания и создает благоприятные условия для появления детонации. А детонация, как мы знаем (см. стр. 26) — явление опасное. Во всех созданных до этого времени двигателях степень сжатия была постоянной и определялась в зависимости от давления и температурного режима в камере сгорания при максимальной нагрузке, когда расход топлива и воздуха максимальны. Работает двигатель в таком режиме не всегда, можно сказать, даже очень редко. На трассе или в городе, когда скорость практически постоянна, мотор работает при малых или средних нагрузках. В такой ситуации для более эффективного использования энергии топлива неплохо бы иметь и большую степень сжатия. Эту проблему решили инженеры SAAB — создатели технологии SVC.

Технология SVC

Прежде всего необходимо отметить, что в новом двигателе вместо традиционной головки блока и гильз цилиндров, которые отливались непосредственно в блоке или запрессовывались, имеется одна моноголовка, объединившая головку блока и гильзы цилиндров. Для изменения степени сжатия, а точнее, объема камеры сгорания моноголовка сделана подвижной. С одной стороны она посажена на вал, выполняющий функцию опоры, а с другой — опирается и приводится в движение отдельным кривошипно-шатунным механизмом. Радиус кривошипа обеспечивает смещение головки относительно вертикальной оси на 40. Этого вполне достаточно, чтобы изменять объем камеры для получения степени сжатия от 8:1 до 14:1.

Необходимую степень сжатия определяет электронная система управления двигателем SAAB Trionic, которая следит за нагрузкой, скоростью, качеством топлива и на основании этого управляет гидроприводом кривошипа. Так, при максимальной нагрузке устанавливается степень сжатия 8:1, а при минимальной — 14:1. Объединение гильз цилиндров с их головкой, кроме всего прочего позволило инженерам SAAB придать каналам рубашки охлаждения более совершенную форму, что повысило эффективность процесса отвода тепла от стенок камеры сгорания и гильз цилиндров.

Подвижность гильз цилиндров и их головки потребовали внесения изменений в конструкцию блока двигателя. Плоскость стыка блока и головки стала ниже на 20 см. Что касается герметичности стыка, то она обеспечивается резиновой гофрированной прокладкой, которая сверху защищена от повреждений металлическим кожухом.

Мал, да удал

Для многих может стать непонятным, как в двигатель с таким небольшим объемом «зарядили» больше двухсот «лошадей» — ведь такая мощность может отрицательно сказаться на его ресурсе. Создавая двигатель SVC, инженеры руководствовались совсем другими задачами. Доведение моторесурса до требуемых норм — дело технологов. Что касается малого объема двигателя, то сделано в полном соответствии с теорией ДВС. Исходя из ее законов наиболее благоприятный режим работы двигателя с точки зрения повышения КПД — при большой нагрузке (на повышенных оборотах), когда дроссельная заслонка полностью открыта. В этом случае он максимально использует энергию топлива. А так как двигатели с меньшим рабочим объемом работают в основном при максимальных нагрузках, то и КПД у них выше.

Секрет превосходства малолитражных двигателей по показателю КПД объясняется отсутствием так называемых насосных потерь. Возникают они при небольших нагрузках, когда двигатель работает на малых оборотах и дроссельная заслонка лишь немного приоткрыта. В этом случае при такте впуска в цилиндрах создается большое разряжение — вакуум, оказывающий сопротивление движению поршня вниз и соответственно снижающий КПД. При полностью открытой дроссельной заслонке таких потерь нет, так как воздух поступает в цилиндры практически беспрепятственно.

Чтобы избежать насосных потерь на все 100%, в новом двигателе инженеры SAAB также использовали «наддув» воздуха под высоким давлением — 2,8 атм., с помощью механического нагнетателя — компрессора. Предпочтение компрессору было отдано по нескольким причинам: во-первых, ни один турбонагнетатель не способен создать такое давление наддува; во-вторых, реакция компрессора на изменение нагрузки практически мгновенная, т.е. нет замедления, характерного для турбонаддува. Наполнение цилиндров свежим зарядом в двигателе SAAB улучшили и с помощью популярного сегодня современного газораспределительного механизма, в котором на каждый цилиндр приходится по четыре клапана, и благодаря применению промежуточного охладителя воздуха (Intercooler).

Опытный образец двигателя SVC, по оценке немецкой компании по разработке моторов FEV Motorentechnie в Aachen, является вполне работоспособным. Но несмотря на положительную оценку, в серийное производство он будет запущен спустя некоторое время — после его доработки и доводки под запросы покупателей.

Важным техническим показателем современного ДВС является степень сжатия, которая представляет собой отношение объема рабочего цилиндра, когда поршень находится в, так называемой, нижней мертвой точке (НМТ) к объему камеры сгорания.

Рост степени сжатия позволяет создавать наиболее подходящие условия для воспламенения ТВС (топливо-воздушной смеси) в камере сгорания, и как результат — более рационального использования выделяемой при этом энергии.

Особенности системы изменения сжатия

Степень сжатия изменяется в зависимости от типа используемого топлива и рабочих режимов двигателя. Подобные изменения учитываются и применяются системой изменения степени сжатия.

В бензиновых ДВС данный показатель ограничивается исключительно той областью, в которой происходит детонация ТВС . При малых нагрузках увеличение сжатия не приводит к процессу детонации, а вот при усиленных нагрузках детонация может достигнуть критической точки.

Двигатель с системой сжатия МСЕ-5

ДВС, оснащенный подобной системой, имеет достаточно сложную конструкцию, которая предполагает изменение характеристики рабочего хода поршней в цилиндрах.

Секатор зубчатый вступает во взаимодействие с рабочим поршнем и поршнем управления. Коромысло соединяется через рычаг с коленвалом.

Секатор движется под воздействием поршня управления. Камера над поршнем начинает заполняться маслом, объем которого строго контролируется специальным клапаном.

При перемещении секатора происходит изменение положении ВМТ поршня, и как следствие — изменение рабочего объема камеры сгорания при значительном интервале сжатия.

В настоящее время двигатель МСЕ-5 еще не пущен в серийное производство, но имеет неплохие перспективы развития в будущем.

Новую концепцию ДВС, оснащенного современной системой сжатия представила компания Lotus Cars. Это уникальный двухтактный двигатель, получивший название Omnivore, который позволяет использовать различные виды топлива — бензин, дизель, спирт, этанол и др.

Верхняя часть камеры оснащена шайбой, перемещение которой приводит к изменению объема камеры. Это позволяет обеспечить наивысшую степень сжатия — 40 к 1.

Несмотря на свою эффективность, подобная система сжатия в настоящее время не позволяет добиться хороших показателей относительно экономичного расхода топлива и экологичности двухтактного двигателя.

даже это стало возможным. Двигатель с изменяемой степенью сжатия Двигатель ниссан с изменяемой степенью сжатия

«Изменяемая степень сжатия» — технология, которая обеспечит будущее бензиновому двигателю еще лет на 30-50, а по характеристикам позволит ему значительно опередить дизельные моторы. Когда же появятся эти агрегаты и чем они лучше уже существующих?

Впервые мотор с изменяемой степенью сжатия засветился на Женевском автосалоне в 2000 году (см. ). Тогда его представила компания Saab. Самый высокотехнологичный на то время двигатель Saab Variable Compression (SVC) с пятью цилиндрами имел рабочий объем 1,6 л, но развивал немыслимую для такого литража мощность 225 л. с. и крутящий момент 305 Нм. Превосходными оказались и другие характеристики — расход топлива при средних нагрузках снизился на целых 30%, на столько же уменьшился показатель выбросов СО2. Что касается СО, СН, NОx и т. д., то они, по утверждению создателей, соответствуют всем существующим и планируемым на ближайшее будущее нормам токсичности. К тому же изменяемая степень сжатия дала возможность этому мотору работать на различных марках бензина — от А-76 до А-98 — практически без ухудшения характеристик и без детонации. Несколько месяцев спустя подобный силовой агрегат представила и компания FEV Motorentechnik. Это был 1,8-литровый двигатель Audi A6, в котором показатель расхода топлива снизили на 27%.

Однако из-за сложности конструкции эти моторы в то время так и не пошли в серию, а с целью повышения коэффициента полезного действия (КПД) двигатель внутреннего сгорания усовершенствовали путем внедрения непосредственного впрыска топлива, изменяемой геометрии впускного тракта, интеллектуальных турбонаддувов и т. д. Параллельно велась активная работа над созданием гибридных силовых установок, электромобилей, развитием водородных топливных ячеек и новых способов хранения водорода. Тем не менее, потенциал, заложенный в моторы с изменяемой степенью сжатия, не давал покоя многим инженерам. В результате появилось множество механизмов реализации этой идеи «в металле».

Наиболее близким к ее осуществлению сегодня является французский проект двигателя MCE-5, который стартовал еще в 1997 году. Родившаяся тогда концепция имела массу недостатков, устранять которые пришлось почти десять лет. В этом году данный мотор презентовали «в металле», как и саабовский в 2000-м на Женевском автосалоне.

овинка с четырьмя цилиндрами имеет объем 1,5 л и выдает при этом максимальную мощность 160 кВт (218 л. с.) и крутящий момент 300 Нм. Помимо изменяемой степени сжатия, двигатель оснащен непосредственным впрыском, системой изменения фаз газораспределения и укладывается во все перспективные экологические нормы.

Как изменяют степень сжатия

В MCE-5 диапазон контроля степени сжатия находится в пределах 7-18 (7:1-18:1). Более того, контроль и изменение степени сжатия происходит индивидуально в каждом цилиндре.

Механизм этот довольно сложный. Главная деталь — двухсторонняя урезанная шестерня-сектор, серединой посаженная на укороченный шатун кривошипно-шатунного механизма (КШМ). В свою очередь, шестерня-сектор с одной стороны входит в зацепление с шатуном поршня, а с другой — с шатуном механизма изменения объема камеры сгорания. Принцип работы этой конструкции очень прост — шестерня-сектор на оси шатуна является своего рода коромыслом. И если это коромысло наклонять в одну или другую сторону, у поршня будет меняться положение верхней мертвой точки (ВМТ), а соответственно, и объем камеры сгорания. А так как величина хода поршня постоянная, изменяется степень сжатия (отношение объема цилиндров к объему камеры сгорания). За наклон коромысла отвечает гидромеханическая конструкция, которой управляет электроника. Она также состоит из поршня с шатуном, нижний конец которого входит в зацепление с коромыслом (шестерней-сектором) с другой стороны. Объем над и под этим поршнем соединен с системой смазки, а в самом поршне, названном масляным, есть специальный клапан, пропускающий масло из верхней части в нижнюю. Управляют им с помощью эксцентрикового вала, который при содействии червячной передачи приводит в движение электромотор системы Valvetronic (BMW). Для изменения степени сжатия от 7 до 18 требуется менее 100 миллисекунд.

Объем камеры сгорания корректируется по принципу изменения пропускной способности масляных клапанов. При их открытии масляный поршень уходит вверх и камера сгорания увеличивается.

Ресурс — надежность

Конструктивно новый мотор стал сложнее. По теории вероятности, его надежность должна снизиться, однако создатели отрицают это. Они утверждают, что доводили двигатель очень долго и все хорошо рассчитали и проверили. Ресурс этого агрегата увеличится, так как на поршень уже не будут действовать боковые и ударные нагрузки, происходящие у классического ДВС из-за шатуна, ось которого располагается под углом к оси поршня (кроме ВМТ и НМТ). В новом моторе усилие поршня и жестко «привязанного» к нему шатуна передается только в вертикальной плоскости, соответственно, давление на стенки цилиндров небольшое, поэтому трущиеся поверхности этих деталей изнашиваются значительно меньше. Такие особенности конструкции двигателя также обеспечили снижение шумности его работы. А кроме того, значительно тише стала работать поршневая группа и снизились потери энергии на трение — это еще плюс несколько процентов в пользу КПД мотора.

Другие способы изменения объема камеры сгорания:

Конструктивная особенность работы первого заявленного мотора с изменяемой степенью сжатия — головка 1 и верхняя часть блока 2 цилиндров были подвижными и с помощью специального кривошипа 3 перемещались вверх-вниз относительно коленвала 4 с неподвижной осью и нижней части блока цилиндров.

Зачем менять степень сжатия

В классическом бензиновом ДВС на разных режимах работы в цилиндры подается неодинаковое количество воздуха. Соответственно, в конце такта сжатия давление существенно отличается. Повышенное (при максимальных оборотах коленвала и больших нагрузках, когда дроссельная заслонка полностью открыта) может стать источником детонационного сгорания, результат — перегрев и повышенные нагрузки на детали цилиндро-поршневой группы. Чтобы избежать этого, камеры сгорания всех моторов делают объемными — с небольшим запасом, из расчета исключения повышенного давления в критичных режимах. Но двигатели в основном работают в режиме частичных нагрузок, когда давление в конце такта сжатия меньше, чем максимально возможное. Соответственно, не используется часть давления, «потерянная» из-за большей (на данных режимах) камеры сгорания. А чтобы этого не было, нужно изменять объем камеры сгорания, т. е. степень сжатия, в зависимости от режима работы двигателя. Это, собственно, и есть ответ на вопрос, почему моторы с изменяемой степенью сжатия имеют лучшие характеристики и столь перспективны.

Юрий Дацык
Фото МСЕ

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Все чаще звучат авторитетные мнения, что сейчас развитие двигателей внутреннего сгорания достигло наивысшего уровня и больше невозможно заметно улучшить их характеристики. Конструкторам остается заниматься ползучей модернизацией, шлифуя системы наддува и впрыска, а также добавляя все больше электроники. С этим не соглашаются японские инженеры. Свое слово сказала компания Infiniti, которая построила двигатель с изменяемой степенью сжатия. Будем разбираться, в чем преимущества такого мотора, и какое у него будущее.

В качестве вступления напомним, что степенью сжатия называют отношение объема над поршнем, находящимся в нижней «мертвой» точке, к объему, когда поршень находится в верхней. Для бензиновых двигателей этот показатель составляет от 8 до 14, для дизелей — от 18 до 23. Степень сжатия задается конструкцией фиксировано. Рассчитывается она в зависимости от октанового числа применяемого бензина и наличия наддува.

Возможность динамически изменять степень сжатия в зависимости от нагрузки позволяет поднять КПД турбированного мотора, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси сгорала при оптимальном сжатии. Для малых нагрузок, когда смесь обедненная, используется максимальное сжатие, а в нагруженном режиме, когда бензина впрыскивается много и возможна детонация, мотор сжимает смесь минимально. Это позволяет не регулировать «назад» угол опережения зажигания, который остается в наиболее эффективной позиции для снятия мощности. Теоретически система изменения степени сжатия в ДВС позволяет до двух раз уменьшить рабочий объем мотора при сохранении тяговых и динамических характеристик.

Схема двигателя с изменяемым объемом камеры сгорания и шатуны с системой подъема поршней

Одной из первых появилась система с дополнительным поршнем в камере сгорания, который перемещаясь, изменял ее объем. Но сразу возник вопрос о размещении еще одной группы деталей в головке блока, где уже и так теснились распредвалы, клапаны, инжекторы и свечи зажигания. Притом нарушалась оптимальная конфигурация камеры сгорания, отчего топливо сжигалось неравномерно. Поэтому система так и осталась в стенах лабораторий. Не пошла дальше эксперимента и система с поршнями изменяемой высоты. Разрезные поршни были чрезмерно тяжелыми, притом сразу возникли конструктивные трудности с управлением высотой подъема крышки.

Система подъема коленвала на эксцентриковых муфтах FEV Motorentechnik (слева) и траверсный механизм для изменения высоты подъема поршня

Другие конструкторы пошли путем управления высотой подъема коленвала. В этой системе опорные шейки коленвала размещены в эксцентриковых муфтах, приводимых в действие через шестерни электромотором. Когда эксцентрики поворачиваются, коленвал поднимается или опускается, отчего, соответственно, меняется высота подъема поршней к головке блока, увеличивается или уменьшается объем камеры сгорания, и изменяется тем самым степень сжатия. Такой мотор показала в 2000 году немецкая компания FEV Motorentechnik. Система была интегрирована в турбированный четырехцилиндровый двигатель 1.8 л от концерна Volkswagen, где варьировала степень сжатия от 8 до 16. Мотор развивал мощность 218 л.с. и крутящий момент 300 Нм. До 2003 года двигатель испытывался на автомобиле Audi A6, но в серию не пошел.

Не слишком удачливой оказалась и обратная система, также изменяющая высоту подъема поршней, но не за счет управления коленвалом, а путем подъема блока цилиндров. Действующий мотор подобной конструкции продемонстрировал в 2000 году Saab, и также тестировал его на модели 9-5, планируя запустить в серийное производство. Получивший название Saab Variable Compression (SVC) пятицилиндровый турбированный двигатель объемом 1,6 л, развивал мощность 225 л. с. и крутящий момент 305 Нм, при этом расход топлива при средних нагрузках снизился на 30%, а за счет регулируемой степени сжатия мотор мог без проблем потреблять любой бензин — от А-80 до А-98.

Система двигателя Saab Variable Compression, в которой степень сжатия изменяется за счет отклонения верхней части блока цилиндров

Задачу подъема блока цилиндров в Saab решили так: блок был разделен на две части — верхнюю с головкой и гильзами цилиндров, и нижнюю, где остался коленвал. Одной стороной верхняя часть была связана с нижней через шарнир, а на другой был установлен механизм с электроприводом, который, как крышку у сундука, приподнимал верхнюю часть на угол до 4 градусов. Диапазон степени сжатия при поднимании — опускании мог гибко варьироваться от 8 до 14. Для герметизации подвижной и неподвижной частей служил эластичный резиновый кожух, который оказался одним из самых слабых мест конструкции, вместе с шарнирами и подъемным механизмом. После приобретения Saab корпорацией General Motors американцы закрыли проект.

Проект МСЕ-5 в котором применен механизм с рабочим и управляющим поршнями, связаными через зубчатое коромысло

На рубеже веков свою конструкцию мотора с изменяемой степенью сжатия предложили и французские инженеры компании MCE-5 Development S.A. Показанный ими турбированный 1.5-литровый мотор, в котором степень сжатия могла варьироваться от 7 до 18, развивал мощность 220 л. с. и крутящий момент 420 Нм. Конструкция тут довольно сложная. Шатун разделен и снабжен наверху (в части, устанавливаемой на коленвал) зубчатым коромыслом. К нему примыкает другая часть шатуна от поршня, оконечник которой имеет зубчатую рейку. С другой стороной коромысла связана рейка управляющего поршня, приводимого в действие через систему смазки двигателя посредством специальных клапанов, каналов и электропривода. Когда управляющий поршень перемещается, он воздействует на коромысло и высота поднятия рабочего поршня изменяется. Двигатель экспериментально обкатывался на Peugeot 407, но автопроизводитель не заинтересовался данной системой.

Теперь свое слово решили сказать конструкторы Infiniti, представив двигатель с технологией Variable Compression-Turbocharged (VC-T), позволяющей динамически изменять степень сжатия от 8 до 14. Японские инженеры применили траверсный механизм: сделали подвижное сочленение шатуна с его нижней шейкой, которую, в свою очередь, связали системой рычагов с приводом от электромотора. Получив команду от блока управления, электродвигатель перемещает тягу, система рычагов меняет положение, регулируя тем самым высоту подъема поршня и, соответственно, изменяя степень сжатия.

Конструкция системы Variable Compression у мотора Infiniti VC-T: а — поршень, b — шатун, с — траверса, d — коленвал, е — электродвигатель, f — промежуточный вал, g — тяга.

За счет данной технологии двухлитровый бензиновый турбомотор Infiniti VC-T развивает мощность 270 л.с., оказываясь на 27% экономичнее других двухлитровых двигателей компании, имеющих постоянную степень сжатия. Японцы планируют запустить моторы VC-T в серийное производство в 2018 году, оснастив ими кроссовер QX50, а затем и другие модели.

Заметим, что именно экономичность выступает сейчас основной целью разработки моторов с изменяемой степенью сжатия. При современном развитии технологий наддува и впрыска, нагнать мощности в моторе для конструкторов не составляет больших проблем. Другой вопрос: сколько бензина в супернадутом двигателе будет вылетать в трубу? Для обычных серийных моторов показатели расхода могут оказаться неприемлемы, что и выступает ограничителем для надувания мощности. Японские конструкторы решили этот барьер преодолеть. Как считают в компании Infiniti, их бензиновый двигатель VC-T, способен выступить как альтернатива современным турбированным дизелям, показывая тот же расход топлива при лучших характеристиках по мощности и более низкой токсичности выхлопа.

Каков итог?

Работы над двигателями с изменяемой степенью сжатия ведутся уже не один десяток лет — этим направлением занимались конструкторы Ford, Mercedes-Benz, Nissan, Peugeot и Volkswagen. Инженерами исследовательских институтов и компаний по обе стороны Атлантики получены тысячи патентов. Но пока ни один такой мотор не пошел в серийное производство.

Не все гладко и у Infiniti. Как признаются сами разработчики мотора VC-T, у их детища пока остаются общие проблемы: возросла сложность и стоимость конструкции, не решены вопросы с вибрацией. Но японцы надеются доработать конструкцию и запустить ее в серийное производство. Если это произойдет, то будущим покупателям осталось только понять: сколько придется переплатить за новую технологию, насколько такой мотор будет надежен и сколько позволит экономить на топливе.

Подробная информация о первом в мире бензиновом серийном двигателе с изменяемой степенью сжатия. Ему предсказывают большое будущее и говорят, что разработанная Инфинити технология станет большой угрозой для существования дизельных моторов.

Бензиновый поршневой двигатель, который может динамически изменять степень сжатия*, то есть величину, на которую поршень сжимает топливовоздушную смесь в цилиндре, давняя мечта многих поколений инженеров, разрабатывавших двигатели внутреннего сгорания. Некоторые автомобильные марки были как никогда близки к разгадке теории, были сделаны даже образцы таких моторов, например, успехов в этом достиг Saab.

Возможно у шведского автопроизводителя сложилась бы совершенно иная судьба, если бы в январе 2000 года Saab не был окончательно приобретен корпорацией General Motors. К сожалению, для заокеанского хозяина были не интересны подобные разработки и дело было приостановлено.

*Степень сжатия- объём камеры сгорания в момент, когда поршень находится в нижней мертвой точке, к объему, когда он подминается к верхней мертвой точке. Иными словами, это показатель сжатия поршнем воздушно-топливной смеси в цилиндре

Основной соперник был сломлен и Nissan, как второй потенциальный разработчик инновационной системы с изменяемым коэффициентом сжатия, продолжил путь в гордом одиночестве. 20 лет кропотливого труда, расчетов и моделирования не прошли даром, люксовое подразделение японской компании известное под брендом Infiniti представило окончательную разработку двигателя с изменяемой степенью сжатия который мы увидим под капотом модели . Станет ли ее разработка лебединой песней всех дизельных двигателей? Вопрос интересный.

2.0 литровый четырехцилиндровый турбированный силовой агрегат (расчетная мощность 270 л.с. и 390 Нм крутящего момента) получил наименование VC-T (Variable Compression-Turbocharged). Уже в названии отражены принцип его работы и технические данные. Система VC-T способна плавно и непрерывно динамически изменять степень сжатия от показателя 8:1 до 14:1.

Общий принцип действия системы двигателя VC-T можно описать следующим образом:

Это схематичное простое описание принципа работы системы. На самом деле конечно же все гораздо сложнее.

Действительно силовые агрегаты с низкой степенью сжатия не могут обладать высокой производительностью. Все мощные двигатели, в особенности у гоночных машин, как правило, имеют очень высокую степенью сжатия, у многих болидов она превышает 12:1, и даже доходит до 15:1 у двигателей работающих на метаноле. Тем не менее такая высокая степень сжатия также способна сделать моторы более эффективными и экономичным. Это наводит на логичный вопрос, почему бы не делать двигатели, которые бы всегда обладали высокой степенью сжатия воздушно-топливной смеси? Зачем городить огород со сложными системами привода поршней?

Главная причина невозможности использования такой системы при работе на обычном низкооктановом топливе- появление при высокой степени сжатия и высокой нагрузке детонации. Бензин начинает не сгорать, а взрываться. Что понижает выживаемость узлов и агрегатов мотора и снижает его экономичность. По сути у бензинового двигателя происходит тоже самое, что и у мотора, работающего на ДТ, за счет высокого сжатия воспламеняется топливовоздушная смесь, правда происходит это не в нужный момент и это не предусмотрено конструкцией мотора.

В моменты «кризиса» сгорания топливо-воздушной смеси и приходит на помощь изменяемая степень сжатия, которая способна снижаться в моменты пиковой мощности с максимальным нагнетанием давления наддувом турбокомпрессора, что предотвратит мотор от детонации. И наоборот, во время работы на малых оборотах с малым давлением наддува, степень сжатия будет повышаться, увеличивая тем самым крутящий момент и снижая расход топлива.

В дополнение к этому, двигатели оснащаются системой регулируемых фаз газораспределения, что делает возможной работу двигателя по циклу Аткинсона в то время, когда от мотора не требуется отдачи высоких мощностных показателей.

Такие моторы обычно встречаются у гибридных автомобилей, главным для которых является экологичность и малый расход топлива.

Результатом всех проведенных изменений стал двигатель, который способен на 27 процентов увеличить топливную экономичность в сравнении с 3,5-литровым V6 Nissan обладающего примерно так же мощностью и крутящим моментом. По информации Reuters, на пресс-конференции инженеры компании Nissan заявил, что новый двигатель обладает крутящим моментом сопоставимым с показателями современного турбодизеля, и при этом он должен быть дешевле в производстве, чем любой современный турбодизельный мотор.

Вот почему Ниссан делает такую большую ставку на разработанную систему, ведь в его представлении она имеет потенциал, способный частично заменить дизельные двигатели по многим параметрам использования, возможно, включая более дешевые варианты для стран, где бензин является основным видом топлива, примером такой страны может быть и Россия.

Если идея приживется, в будущем наверняка появятся двухцилиндровые бензиновые силовые агрегаты, которые неплохо подойдут . Это может стать одной из веток развития системы.

Гибкость двигателя кажется впечатляющей. Технически такого эффекта удалось добиться при помощи, особого рычага привода воздействующего на вал привода, изменяющего положение многорычажной системы, вращающейся вокруг главного подшипника шатуна. Справа к многорычажной системе крепится еще один рычаг идущий от электродвигателя. Он изменяет положение системы относительно коленчатого вала. Это отражено в патенте и чертежах Infiniti. Шток поршня имеет центральную поворотную многорычажную систему, которая способна изменять свой угол, что приводит к изменению эффективной длины штока поршня, что в свою очередь изменяет длину хода поршня в цилиндре, которое, что в конечном итоге, изменяет степень сжатия.

Двигатель, разработанный для Infiniti даже с первого взгляда, выглядит гораздо более сложным, чем его классический соплеменник. Косвенно догадку подтверждают в самом Ниссан. Они говорят, что экономически оправданно по такой схеме делать четырехцилиндровые моторы, но не более сложные V6 или V8. Стоимость всех систем привода шатунов может оказаться слишком высокой.

С учетом всего вышесказанного эта схема двигателя должна, нет, просто обязана, прижиться на . Такая отдача мощности и экономичность будет непревзойденным бонусом для машин, оборудованных ДВС и электродвигателями.

Двигатель VC-T будет официально представлен 29 сентября на Парижском автосалоне.

P.S. Так вытеснит ли новый бензиновый двигатель дизельные моторы? Вряд ли. Во-первых, констукция бензинового мотора более сложная, а значит и более прихотливая. Ограничение по объему также ограничивает диапазон применения технологии. Производство дизельного топлива также никто не отменял, куда его девать, если все перейдут на бензин? Выливать? Складировать? И наконец, применение дизельных агрегатов (простой конструкции) отлично подходит для сложных природных условий, чего нельзя сказать о бензиновых ДВС.

Скорее всего уделом новой разработки станут гибридные автомобили и современные малолитражки. Что тоже по-своему немалая часть автомобильного рынка.

Дорогие друзья! До чего только не додумаются люди ради того, чтобы быть свободными в своем выборе. Даже додумались и воплотили в жизнь двигатель с переменной степенью сжатия

Да, именно то, что казалось невозможно изменить после того как прикрутили головку блока. Но нет, оказывается можно, и даже несколькими способами.

В бензиновых двигателях значения степени сжатия в прямую связано с условиями детонации. Оно как правило возникает при нагрузках и зависит от качества бензина.

Двигатели с высоким КПД имеют высокие показатели степени сжатия, как следствие используют топливо с высокооктановым числом, менее подверженное к детонации при максимальных нагрузках.

Для поддержания мощностных характеристик двигателя в бездетонационном режиме логично снижать степень сжатия. Например, при резком разгоне или при движении на подъем, когда цилиндры максимально наполняются топливной смесью, выжимая из него все что он имеет.

Тут бы и немного снизить степень сжатия, чтобы избежать детонацию, не снижая его мощности, которая сильно повышает износ поршневой группы двигателя.

При средних нагрузках, высокий уровень степени сжатия не провоцирует детонацию, степень сжатия высокая, КПД тоже, его мощность остается максимальной, за счет этого естественно повышается его экономичность.

Казалось бы, эту задачу можно решить просто, вдувать топливную смесь под разным давлением в камеру сгорания, по мере надобности.

Но вот незадача, при повышении таким способом степени сжатия, увеличиваются нагрузки на детали двигателя. Решать такие проблемы надо будет увеличением соответствующих деталей, что соответственно скажется на общей массе двигателя. При этом снижается надежность двигателя и соответственно его ресурс.

При переходе на изменяющуюся степень сжатия, процесс наддува можно так организовать, что при снижении степени сжатия, он будет обеспечивать максимально-эффективное давление при любом режиме работы.

При этом нагрузки на детали поршневого отдела двигателя будут не значительно увеличены, что позволит безболезненно форсировать двигатель без значительного увеличения его веса.

Понимая это, изобретатели и призадумались. И выдали. На чертеже ниже представлена самый распространенный вариант изменения степени сжатия.

На средних нагрузках, по средством эксцентрика 3, доп. шатун 4 принимает крайнее правое положение и поднимает диапазон хода поршня 2 в самое верхнее положение. СЖ в таком положении максимальная.

На высоких нагрузках, эксцентрик 3 смещает доп.шатун 4 влево, что смещает шатун 1 с поршнем 2 вниз. При этом зазор над поршнем 2 увеличивается, уменьшая степень сжатия.

Система от SAAB

Первыми воплотили мечту в жизнь инженеры фирмы SAAB и в 2000 году на выставке в Женеве выставили на всеобщее обозрение экспериментальный двигатель с системой Variable Compression.

Этот уникальный двигатель имел мощность в 225 л.с., при объеме 1,6 л., а расход топлива был в вдвое меньшим аналогичного объема. Но самое фантастичное, он мог работать и на бензине, и на спирте, и даже на дизельном топливе.

Изменение рабочего объема двигателя осуществлялось бесшагово. Степень сжатия изменялась при наклоне моноблока (совмещенная головка блока с блоком цилиндров) относительно блока-картера. Отклонение моноблока вверх приводило к уменьшению степени сжатия, отклонение вниз — к увеличению.

Смещение по вертикальной оси на 4 градуса, что позволило иметь сжатия от 8:1 до 14:1. Управление изменением степени сжатия, в зависимости от нагрузки, осуществлялось специальной электронной системой управления по средством гидропривода. При максимальной нагрузке СЖ 8:1, при минимальной 14:1.

Так же в нем применялся механический наддув воздуха, он подключался только при наименьших значениях степени сжатия.

Но не смотря на такие удивительные результаты, двигатель не пошел в серию, и работы по доводке на сегодняшний день свернуты по неизвестной нам причине.

VCR (Variable Compression Ratio)

Французы фирмы MCE-5 Development, для автоконцерна Пежо разработали принципиально новый двигатель VCR, с совершенно оригинальной кинематической схемой кривошипно-шатунного механизма.

МСЕ-5 Development, сделала для концерна «Пежо», тоже двигатель с переменной степенью сжатия VCR. Но в этом решении они применили оригинальную кинематику .

В нем передача движения от шатуна на поршень идет через зуб. сектор 5. Справа опорная зуб.рейка 7, на неё опирается сектор 5, так происходит возвратно-поступательное движение поршня, он соединен с рейкой 4. Рейка 7 соеденина с поршнем 6.

Сигнал поступает с блока управления, и в зависимости от режима работы двигателя, изменяется положение поршня 6, связанного с рейкой 7. Смещается рейка управления 7 вверх или вниз. Она изменяет положение НМТ и ВМТ поршня двигателя, и соответственно СЖ от 7:1 до 20:1. Если нужно, можно изменять положение каждого цилиндра отдельно.

Зубчатая рейка жестко скреплена с управляющим поршнем. В пространство над поршнем подается масло. Давлением масла и регулируется степень сжатия в основном рабочем цилиндре.

Соединительный рычаг 1, шестерня синхронизации 2, стойка поршня 3, рабочий поршень 4, выпускной клапан 5, головка блока цилиндров 6, впускной клапан 7, поршень управления 8, блок цилиндров 9, стойка поршня управления 10, зубчатый сектор 11.
В данное время двигатель дорабатывается и вполне возможно появится в серии.

Еще есть одна разработка от Lotus Cars, это двухтактный двигатель Omnivore (всеядный). Назвали его так, потому что разработчики заявляют, что он тоже может работать на любом топливе.

Конструктивно он представляется так. Вверху цилиндра расположена шайба, управляемая эксцентриковым механизмом. Чем примечательна эта конструкция, она позволяет достигать СЖ до 40:1. Клапанов в этом двигателе нет, потому как двухтактный.

Минус такого двигателя в том, что он весьма прожорлив и не экологичен. На автомобилях в наше время почти не устанавливаются.

На этом пока тема систем с изменяющейся степенью сжатия закрывается. Ждем новых изобретений.

До скорой встречи на страницах блога. Подписывайтесь!

Степень сжатия – важная характеристика двигателя внутреннего сгорания, определяемая отношением объема цилиндра при нахождении поршня в нижней мертвой точке к объему в верхней мертвой точке (объему камеры сгорания). Повышение степени сжатия создает благоприятные условия для воспламенения и сгорания топливно-воздушной смеси и, соответственно, эффективного использования энергии. Вместе с тем, работа двигателя на разных режимах и разных топливах предполагает разную величину степени сжатия. Эти свойства в полной мере используются системой изменения степени сжатия.

Система обеспечивает повышение мощности и крутящего момента двигателя, снижение расхода топлива и вредных выбросов. Основная заслуга системы изменения степени сжатия в способности работы двигателя на разных марках бензина и даже разных топливах без ухудшения характеристик и детонации.

Создание двигателя с переменной степенью сжатия достаточно сложная техническая задача, в решении которой существует несколько подходов, заключающихся в изменении объема камеры сгорания. В настоящее время имеются опытные образцы таких силовых установок.

Пионером в создании двигателя с переменной степенью сжатия является фирма SAAB , представившая в 2000 году пятицилиндровый двигатель внутреннего сгорания, оборудованный системой Variable Compression . В двигателе использована объединенная головка блока цилиндров с гильзами цилиндров. Объединенный блок с одной стороны закреплен на валу, с другой взаимодействует с кривошипно-шатунным механизмом. КШМ обеспечивает смещение объединенной головки от вертикальной оси на 4°, чем достигается изменение степени сжатия в пределе от 8:1 до 14:1.

Необходимое значение степени сжатия поддерживается системой управления двигателем в зависимости от нагрузки (при максимальной нагрузке – минимальная степень сжатия, при минимальной – максимальная степень сжатия). Несмотря на впечатляющие результаты двигателя по мощности и крутящему моменту, силовая установка не пошла в серию, а работы по ней в настоящее время свернуты.

Более современной разработкой (2010 год) является 4-х цилиндровый двигатель от MCE-5 Development объемом 1,5 л. Помимо системы изменения степени сжатия двигатель оснащен другими прогрессивными системами – непосредственного впрыска и изменения фаз газораспределения .

Конструкция двигателя предусматривает независимое изменение величины хода поршня в каждом цилиндре. Зубчатый сектор, выполняющий роль коромысла, с одной стороны взаимодействует с рабочим поршнем, с другой – с поршнем управления. Коромысло рычагом соединено с коленчатым валом двигателя.

Зубчатый сектор перемещается под действием поршня управления, выполняющего роль гидроцилиндра. Объем над поршнем заполнен маслом, объем которого регулируется клапаном. Перемещение сектора обеспечивает изменение положения верхней мертвой точки поршня, чем достигается изменение объема камеры сгорания. Соответственно изменяется степень сжатия в пределе от 7:1 до 20:1.

Двигатель MCE-5 имеет все шансы попасть в серию в ближайшей перспективе.

Еще дальше в своих исследованиях пошел Lotus Cars , представив двухтактный двигатель Omnivore (дословно – всеядное животное). Как заявлено, двигатель способен работать на любом виде жидкого топлива – бензин, дизельное топливо, этанол, спирт и др.

В верхней части камеры сгорания двигателя выполнена шайба, которая перемещается эксцентриковым механизмом и изменяет объем камеры сгорания. С такой конструкцией достигается рекордная степень сжатия 40:1. Тарельчатые клапаны в газораспределительном механизме двигателя Omnivore не используются.

Дальнейшее развитие системы сдерживает низкая топливная экономичность и экологичность двухтактных двигателей, а также их ограниченное применение на автомобилях.

особенности конструкции. Системы изменения степени сжатия двигателя Двигатель с изменяемой степенью сжатия infiniti

Особенности системы изменения сжатия

Двигатель с системой сжатия МСЕ-5

Двигатель VC-T. Изображение: Nissan

В случае необходимости изменить степень сжатия активируется модуль Harmonic Drive и сдвигает рычаг актуатора.
Рычаг актуатора поворачивает приводной вал (Control Shaft на схеме).
Когда приводной вал поворачивается, он изменяет угол наклона многорычажной подвески (Multi-link на схеме)
Многорычажная подвеска определяет высоту, на которую каждый поршень способен подняться в своём цилиндре. Таким образом, изменяется степень сжатия. Нижняя мёртвая точка поршня, судя по всему, остаётся прежней.

Конструкция запатентована Nissan (патент США № 6,505,582 от 14 июня 2003 года).

Технология изменения степени сжатия ДВС даёт возможность сохранить мощность двигателя при соблюдении строгих нормативов к экономичности двигателя. Вероятно, это вообще самый реальный способ соблюсти эти нормативы. «Все сейчас работают над изменяемой степень сжатия и другими технологиями, чтобы значительно улучшить экономичность бензиновых двигателей, — говорит Джеймс Чао (James Chao), управляющий директор по Азиатско-Тихоокеанскому региону и консультант IHS, — По крайней мере последние двадцать лет или около того». Стоит упомянуть, что в 2000 году компания Saab показывала прототип такого двигателя Saab Variable Compression (SVC) для Saab 9-5, за который удостоилась ряда наград на технических выставках. Затем шведскую фирму купил концерн General Motors и прекратил работу над прототипом.

Двигатель Saab Variable Compression (SVC). Фото: Reedhawk

Двигатель VC-T. Изображение: Nissan

Как может показаться на первый взгляд, современный двигатель внутреннего сгорания достиг высшей ступени своей эволюции. На данный момент серийно выпускаются различные и , появились , дополнительно реализована возможность .

В списке наиболее значимых наработок за последние годы можно выделить: внедрение систем высокоточного впрыска под управлением сложной электроники, получение большой мощности без увеличения рабочего объема благодаря системам турбонаддува, увеличение , использование и т.д.

Результатом стало заметное улучшение характеристик , а также снижение уровня токсичности отработавших газов. Однако это еще не все. Конструкторы и инженеры по всему миру продолжают не только активно работать над усовершенствованием уже имеющихся решений, но и пытаются создать абсолютно новую конструкцию.

Достаточно вспомнить попытки построить , избавиться от в устройстве или динамично изменять степень сжатия двигателя. Сразу отметим, хотя одни проекты еще находятся в стадии разработки, другие уже стали реальностью. Например, двигатели с изменяемой степенью сжатия. Давайте рассмотрим особенности, преимущества и недостатки таких ДВС.

Читайте в этой статье

Изменение степени сжатия: зачем это нужно

Многие опытные водители знакомы с такими понятиями, как и октановое число для бензиновых моторов, а также для дизельных. Для менее осведомленных читателей напомним, что степень сжатия представляет собой отношение объема над поршнем, который опущен в НМТ (нижняя мертвая точка) к тому объему, когда поршень поднялся в ВМТ (верхняя мертвая точка).

Бензиновые агрегаты имеют, в среднем, показатель 8-14, дизели 18 -23. Степень сжатия является фиксированной величиной и конструктивно закладывается во время разработки того или иного двигателя. Также от степени сжатия будут зависеть и требования к использованию октанового числа бензина в том или ином моторе. Параллельно учитывается и то, или с наддувом.

Если говорить о самой степени сжатия, фактически это показатель, который определяет, насколько сильно будет сжиматься топливно-воздушная смесь в цилиндрах двигателя. Если просто, хорошо сжатая смесь лучше воспламеняется и полноценнее сгорает. Получается, увеличение степени сжатия позволяет добиться роста двигателя, получить улучшенную отдачу от мотора, снизить расход топлива и т.д.

Однако есть и нюансы. Прежде всего, это . Опять же, если не вдаваться в подробности, в норме заряд топлива и воздуха в цилиндрах должен именно гореть, а не взрываться. Более того, воспламенение смеси должно начинаться и оканчиваться в строго заданные моменты.

При этом топливо имеет так называемую «детонационную стойкость», то есть способность противостоять детонации. Если же сильно увеличить степень сжатия, тогда горючее может начать детонировать в двигателе при определенных режимах работы ДВС.

Результат — неконтролируемый взрывной процесс сгорания в цилиндрах, быстрое разрушение деталей мотора ударной волной, значительный рост температуры в камере сгорания и т. д. Как видно, сделать постоянной высокую степень сжатия нельзя именно по этим причинам. При этом единственным выходом в данной ситуации является возможность гибко изменять данный показатель применительно к разным режимам работы двигателя.

Такой «рабочий» мотор недавно предложили инженеры премиального бренда Infiniti (элитное подразделение Nissan). Также в аналогичные разработки были и остаются вовлечены другие автопроизводители (SAAB, Peugeot ,Volkswagen и т.д). Итак, давайте рассмотрим двигатель с изменяемой степенью сжатия.

Переменная степень сжатия двигателя: как это работает

Прежде всего, доступная возможность изменять степень сжатия позволяет в значительной мере увеличить производительность турбомоторов с одновременным уменьшением расхода топлива. В двух словах, в зависимости от режима работы и нагрузок на ДВС топливный заряд сжимается и сгорает в самых оптимальных условиях.

Когда нагрузки на силовой агрегат минимальны, в цилиндры подается экономичная «бедная» смесь (много воздуха и мало топлива). Для такой смеси хорошо подходит высокая степень сжатия. Если же нагрузки на мотор растут (подается «богатая» смесь, в которой больше бензина), тогда закономерно возрастает риск возникновения детонации. Соответственно, чтобы этого не произошло, степень сжатия динамично уменьшается.

В двигателях, где степень сжатия постоянна, своеобразной защитой от детонации является изменение . Данный угол сдвигается «назад». Естественно, такой сдвиг угла приводит к тому, что хотя детонации нет, но при этом теряется и мощность. Что касается мотора с изменяемой степенью сжатия, сдвигать УОЗ нет необходимости, то есть не происходит мощностных потерь.

Что касается самой реализации схемы, фактически задача сводится к тому, что происходит физическое уменьшение рабочего объема двигателя, однако сохраняются все характеристики (мощность, момент и т.д.)

Сразу отметим, над таким решением трудились разные компании. В результате появились разные способы управления степенью сжатия, например, изменяемый объем камеры сгорания, шатуны с возможностью подъема поршней и т. д.

Одной из самых ранних разработок стало внедрение дополнительного поршня в камеру сгорания. Указанный поршень имел возможность перемещаться, одновременно изменяя объем. Минусом всей конструкции стала необходимость устанавливать дополнительные детали в . Также сразу проявились изменения формы камеры сгорания, горючее сгорало неравномерно и неполноценно.

По указанным причинам данный проект так и не был завершен. Такая же участь постигла и разработку, которая имела поршни с возможностью изменения их высоты. Указанные поршни разрезного типа оказались тяжелыми, еще добавились трудности касательно реализации управления высотой подъема крышки поршня и т.д.

Дальнейшие разработки уже не затрагивали поршни и камеру сгорания, максимум внимания был уделен вопросу подъема коленчатого вала. Другими словами, стояла задача реализовать управление высотой подъема коленвала.

Схема устройства такова, что опорные шейки вала расположены в специальных муфтах эксцентрикового типа. Указанные муфты приводятся в движение посредством шестерен, которые связаны с электрическим двигателем.

Проворот эксцентриков позволяет поднять или опустить , что и приводит к изменению высоты подъема поршней по отношению к . В результате объем камеры сгорания увеличивается или уменьшается, одновременно меняется и степень сжатия.

Отметим, что было построено несколько прототипов на базе 1.8-литрового турбированного агрегата от Volkswagen, степень сжатия менялась от 8 до 16. Двигатель долго испытывали, но серийным агрегат так и не стал.

Еще одной попыткой найти решение стал двигатель, в котором степень сжатия менялась посредством подъема всего блока цилиндров. Разработка принадлежит бренду Saab, а сам агрегат чуть даже не попал в серию. Двигатель известен как SVC, объем 1.6 литра, агрегат с 5 цилиндрами, оснащен турбонаддувом.

Мощность составила около 220 л. с., крутящий момент чуть более 300 Нм. Примечательно то, что расход горючего в режиме средних нагрузок снизился почти на треть. Что касается самого топлива, появилась возможность заливать как АИ-76, так и 98-й.

Инженеры Saab разделили блок цилиндров, выделив две условные части. В верхней находились головки и гильзы цилиндров, тогда как в нижней части коленчатый вал. Своеобразным соединением этих частей блока с одной стороны был подвижный шарнир, а с другой особый механизм, оснащенный электроприводом.

Так была реализована возможность немного поднять верхнюю часть под определенным углом. Такой угол подъема составил всего несколько градусов, при этом степень сжатия менялась от 8 до 14. При этом герметизировать «стык» должен был кожух из резины.

На практике сами детали для подъема верхней части блока, а также и сам защитный кожух оказались весьма слабыми элементами. Возможно, именно это помешало мотору попасть в серию и проект дальше закрыли.

Очередную разработку далее предложили инженеры из Франции. Турбомотор с рабочим объемом 1.5 литра получил возможность менять степень сжатия от 7 до 18 и выдавал мощность около 225 л. с. Моментная характеристика зафиксирована на отметке 420 Нм.

Конструктивно агрегат сложный, с разделенным . В той области, где шатун крепится к коленвалу, деталь оснастили особым зубчатым коромыслом. В месте соединения шатуна с поршнем также была внедрена планка-рейка зубчатого типа.

С другой стороной к коромыслу была прикреплена рейка поршня, который реализовывал управление. Система приводилась от системы смазки, рабочая жидкость проходила через сложную систему каналов, клапанов, а также имелся дополнительный электропривод.

В двух словах, перемещение управляющего поршня оказывало воздействие на коромысло. В результате менялась и высота подъема основного поршня в цилиндре. Отметим, что двигатель также не стал серийным, а проект был заморожен.

Следующей попыткой создать двигатель с изменяемой степенью сжатия стало решение инженеров Infiniti, а именно двигатель VCT (от англ. Variable Compression Turbocharged). В этом моторе стало возможным менять степень сжатия от 8 до 14. Особенностью конструкции является уникальный траверсный механизм.

В основе лежит соединение шатуна с нижней шейкой, которое является подвижным. Также использована система рычагов, которые приводятся в действие от электродвигателя.

Управляет процессом контроллер, посылая сигналы на электродвигатель. Электромотор после получения команды от блока управления смещает тягу, а система рычагов реализует смену положения, что и позволяет менять высоту подъема поршня.

В результате агрегат Infiniti VCT с рабочим объемом 2.0 литра с мощностью около 265 л.с. позволил экономить почти 30% горючего сравнительно с аналогичными ДВС, которые при этом имеют постоянную степень сжатия.

Если производителю удастся эффективно решить имеющиеся на данный момент проблемы (сложность конструкции, повышенные вибрации, надежность, высокая конечная стоимость производства агрегата и т.д.), тогда оптимистичные заявления представителей компании вполне могут воплотиться в реальность, а сам двигатель имеет все шансы стать серийным уже в 2018-2019 году.

Подведем итоги

С учетом приведенной выше информации становится понятно, что двигатели с переменной степенью сжатия способны обеспечить значительное снижение расхода топлива на бензиновых моторах с турбонаддувом.

На фоне глобального топливного кризиса, а также постоянного ужесточения экологических норм эти моторы позволяют не только эффективно сжигать горючее, но и не ограничивать при этом мощность двигателя.

Другими словами, подобный ДВС вполне способен предложить все преимущества мощного бензинового высокооборотистого турбодвигателя. При этом по расходу топлива подобный агрегат может вплотную приблизиться к турбодизельным аналогам, которые сегодня популярны, в первую очередь, благодаря своей .

Как изменяют степень сжатия

Ресурс — надежность

Другие способы изменения объема камеры сгорания:

Зачем менять степень сжатия

Юрий Дацык
Фото МСЕ

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Двигатель VC-T. Изображение: Nissan

Японский автопроизводитель Nissan Motor представил новый тип бензинового двигателя внутреннего сгорания, который по некоторым параметрам превосходит продвинутые современные дизельные двигатели.

Двигатель VC-T. Изображение: Nissan

В случае необходимости изменить степень сжатия активируется модуль Harmonic Drive и сдвигает рычаг актуатора.
Рычаг актуатора поворачивает приводной вал (Control Shaft на схеме).
Когда приводной вал поворачивается, он изменяет угол наклона многорычажной подвески (Multi-link на схеме)
Многорычажная подвеска определяет высоту, на которую каждый поршень способен подняться в своём цилиндре. Таким образом, изменяется степень сжатия. Нижняя мёртвая точка поршня, судя по всему, остаётся прежней.

Двигатель Saab Variable Compression (SVC). Фото: Reedhawk

Двигатель VC-T. Изображение: Nissan

Nissan разработала ДВС с изменяемой степенью сжатия / Хабр

Степень сжатия газообразной горючей смеси в цилиндре изменяется от 8:1 до 14:1

Двигатель VC-T. Изображение: Nissan

Японский автопроизводитель Nissan Motor представил новый тип бензинового двигателя внутреннего сгорания, который по некоторым параметрам превосходит продвинутые современные дизельные двигатели.

Новый двигатель Variable Compression-Turbo (VC-T) способен при необходимости изменять степень сжатия газообразной горючей смеси, то есть изменять шаг хода поршней в цилиндрах ДВС. Этот параметр обычно является фиксированным. Судя по всему, VC-T станет первым в мире ДВС с изменяемой степенью сжатия смеси.

Степень сжатия — отношение объёма надпоршневого пространства цилиндра двигателя внутреннего сгорания при положении поршня в нижней мёртвой точке (полный объём цилиндра) к объёму надпоршневого пространства цилиндра при положении поршня в верхней мёртвой точке, то есть к объёму камеры сгорания.

Двигатель VC-T. Изображение: Nissan

В случае необходимости изменить степень сжатия активируется модуль Harmonic Drive и сдвигает рычаг актуатора.
Рычаг актуатора поворачивает приводной вал (Control Shaft на схеме).
Когда приводной вал поворачивается, он изменяет угол наклона многорычажной подвески (Multi-link на схеме)
Многорычажная подвеска определяет высоту, на которую каждый поршень способен подняться в своём цилиндре. Таким образом, изменяется степень сжатия. Нижняя мёртвая точка поршня, судя по всему, остаётся прежней.

Конструкция запатентована Nissan (

патент США № 6,505,582

от 14 июня 2003 года).

Двигатель Saab Variable Compression (SVC). Фото: Reedhawk

После Infiniti новыми двигателями планируется оснащать другие автомобили Nissan и, возможно, партнёрской компании Renault.

Двигатель VC-T. Изображение: Nissan

Изменяемая степень сжатия ДВС

Здравствуйте уважаемые читатели моего блога. В этой статье рассотрим изменяемую степень сжатия ДВС.

Степень сжатия двигателя внутреннего сгорания тесно связана с к.п.д. В бензиновых двигателях степень сжатия ограничивается областью детонационного сгорания. Эти ограничения имеют особое значение для работы двигателя на полных нагрузках, в то время как на частичных нагрузках высокая степень сжатия не вызывает опасности детонации. Для увеличения мощности двигателя и повышения экономичности желательно снижать степень сжатия, однако если степень сжатия будет малой для всех диапазонов работы двигателя, это приведет к снижению мощности и увеличению расхода топлива на частичных нагрузках. При этом значения степени сжатия, как правило, выбираются намного ниже тех величин, при которых достигаются наиболее экономичные показатели работы двигателей. Заведомо ухудшая экономичность двигателей, это обстоятельство особенно сильно проявляется при работе на частичных нагрузках. Между тем, снижение наполнения цилиндров горючей смесью, увеличение относительного количества остаточных газов, уменьшение температуры деталей и т.п. создают возможности для повышения степени сжатия при частичных нагрузках с целью повышения экономичности двигателя и увеличения его мощности. Чтобы решить такую компромиссную задачу, разрабатываются варианты двигателей с изменяющейся степенью сжатия.

Повсеместное применение в конструкциях двигателей систем наддува сделало направление этой работы еще более актуальным. Дело в том, что при наддуве значительно увеличиваются механические и тепловые нагрузки на детали двигателя, в связи с чем их приходится усиливать, повышая массу всего двигателя в целом. При этом, как правило, срок службы деталей, работающих при более нагруженном режиме, сокращается, а надежность двигателя снижается. В случае перехода на переменную степень сжатия рабочий процесс в двигателе при наддуве можно организовать так, что за счет соответствующего снижения степени сжатия при любых давлениях наддува максимальные давления рабочего цикла (т.е. эффективность работы) будут оставаться неизменными или будут изменяться незначительно. При этом, несмотря на увеличение полезной работы за цикл, а, следовательно, и мощности двигателя, максимальные нагрузки на его детали могут не увеличиваться, что позволяет форсировать двигатели без внедрения изменений в их конструкцию.

Один из наиболее распространенных вариантов двигателя с изменяющейся степенью сжатия показан на рис.1.

Рис. 1. Схема двигателя с изменяющейся степенью сжатия:

1 – шатун; 2 – поршень; 3 – эксцентриковый вал; 4 — дополнительный шатун; 5 – шатунная шейка коленчатого вала; 6 – коромысло

На частичных нагрузках дополнительный шатун 4 занимает крайнее нижнее положение и поднимает зону рабочего хода поршня. Степень сжатия при этом максимальна. При высоких нагрузках эксцентрик на валу 3 поднимает ось верхней головки дополнительного шатуна 4. При этом увеличивается надпоршневой зазор и уменьшается степень сжатия.

Цилиндры двигателя и головка блока выполнены как моноблок, т. е. единым блоком, а не раздельно как у обычных двигателей (рис. 2). Отдельный блок представляет собой также блок-картер и шатунно-поршневая группа. Моноблок может перемещаться в блок-картере. Левая сторона моноблока при этом опирается на расположенную в блоке ось 1, служащую шарниром, правая сторона может приподниматься или опускаться при помощи шатуна 3 управляемого эксцентриковым валом 4. Для герметизации моноблока и блок-картера предусмотрен гофрированный резиновый чехол 2.

Рис. 2. Двигатель с изменяющейся степенью сжатия SAAB:

1 – ось; 2 – резиновый чехол; 3 – шатун; 4 – эксцентриковый вал.

Рис. 3. Изменение подачи воздуха в двигатель SAAB при различных режимах:

а – на малой частоте вращения коленчатого вала; б – на нагрузочных режимах

В данной конструкции передача движения от шатуна на поршни осуществляется через двойной зубчатый сектор 2. С правой стороны двигателя расположена опорная зубчатая рейка 3, на которую опирается сектор 2. Такое зацепление обеспечивает строго возвратно-поступательное движение поршня 4. Рейка соединена с поршнем управляющего гидроцилиндра 5.

В зависимости от режима работы двигателя по сигналу блока управления двигателем изменяется положение поршня управляющего цилиндра 6, связанного с рейкой. Смещение рейки управления вверх или вниз изменяет положение ВМТ и НМТ поршня двигателя, а вместе с ними и степень сжатия от 7:1 до 20:1 за 0,1 с. В случае необходимости имеется возможность изменения степени сжатия для каждого цилиндра в отдельности.

Рис. 4. Двигатель с изменяемой степенью сжатия VCR:

Спасибо за внимание!

особенности конструкции. Первый в мире серийный двс с изменяемой степенью сжатия Изменение степени сжатия двс

Двигатель VC-T. Изображение: Nissan

В случае необходимости изменить степень сжатия активируется модуль Harmonic Drive и сдвигает рычаг актуатора.
Рычаг актуатора поворачивает приводной вал (Control Shaft на схеме).
Когда приводной вал поворачивается, он изменяет угол наклона многорычажной подвески (Multi-link на схеме)
Многорычажная подвеска определяет высоту, на которую каждый поршень способен подняться в своём цилиндре. Таким образом, изменяется степень сжатия. Нижняя мёртвая точка поршня, судя по всему, остаётся прежней.

Конструкция запатентована Nissan (патент США № 6,505,582 от 14 июня 2003 года).

Двигатель Saab Variable Compression (SVC). Фото: Reedhawk

Двигатель VC-T. Изображение: Nissan

При средних нагрузках, высокий уровень степени сжатия не провоцирует детонацию, степень сжатия высокая, КПД тоже, его мощность остается максимальной, за счет этого естественно повышается его экономичность.

На средних нагрузках, по средством эксцентрика 3, доп.шатун 4 принимает крайнее правое положение и поднимает диапазон хода поршня 2 в самое верхнее положение. СЖ в таком положении максимальная.

Система от SAAB

VCR (Variable Compression Ratio)

В нем передача движения от шатуна на поршень идет через зуб.сектор 5. Справа опорная зуб.рейка 7, на неё опирается сектор 5, так происходит возвратно-поступательное движение поршня, он соединен с рейкой 4. Рейка 7 соеденина с поршнем 6.

На этом пока тема систем с изменяющейся степенью сжатия закрывается. Ждем новых изобретений.

До скорой встречи на страницах блога. Подписывайтесь!

О технологии нового двигателя Infiniti мы уже писали в наших обзорных статьях. Уникальная модель бензинового мотора способная «на лету» изменять степень сжатия может быть мощной как обычный бензиновый силовой агрегат и экономичной, словно вы едите на дизельном моторе.

Сегодня Джейсон Фенске объяснит суть работы двигателя и то как он достигает наибольшей мощности и эффективности.

Технология переменного сжатия, или если хотите турбированный двигатель с переменным коэффициентом компрессии, может практически мгновенно изменять давление поршня на топливно-воздушную смесь в соотношении от 8:1 до 14:1 , одновременно предлагая высокоэффективное сжатие при малых нагрузках (в городе, к примеру, или на шоссе) и низкую компрессию, необходимую для турбины при резком ускорении, с максимальным открытием дроссельной заслонки.

Джейсон совместно с Infiniti объяснил принцип работы технологии, не забыв отметить нюансы и ранее неизвестные детали работы удивительного инновационного мотора. Эксклюзивный материал можно посмотреть в видеоролике, который мы опубликуем ниже, не забудьте включить перевод субтитров при необходимости. Но прежде мы выберем техническое «зерно» моторостроения будущего и отметим те нюансы, которые ранее были неизвестны.

Центральной технологией уникального мотора стала система специального поворотного механизма, которая благодаря сложному штоку поршня имеет центральную поворотную многорычажную систему, которая способна изменять свой угол работы, что приводит к изменению эффективной длины штока поршня, что в свою очередь изменяет длину хода поршня в цилиндре, которое в конечном итоге, изменяет степень сжатия.

Детально технология привода выглядит следующим образом:

1. Электромотор поворачивает рычаг исполнительного механизма 1.30 минута видео

2. Рычаг поворачивает приводной вал по схожему принципу, привода обычных распредвалов, при помощи системы кулачков.

3. Третье, нижний рычаг изменяет угол многозвенного привода, соединенного с верхним рычагом. Последний соединен с поршнем (1.48 минута видео)

4. Вся система при определенных настройках и позволяет поршню изменять высоту верхней мертвой точки, снижая или повышая степень сжатия.

К примеру, если двигатель переходит из режима «максимальной мощности» в режим «экономии топлива и повышения эффективности», волновой редуктор будет вращаться в левую сторону. Показано на правой фотографии (2.10 минута видео). Вращение передастся на приводной вал, который потянет нижний рычаг немного вниз, что приподнимет многозвенный привод, который в свою очередь сместит поршень ближе к головке блока, уменьшив объем и увеличив тем самым компрессию.

Дополнительно происходит переход от традиционного цикла работы ДВС Отто, в цикл Аткинсона, отличающийся соотношением времени тактов цикла, что достигается изменением времени закрытия впускных клапанов.

Кстати, переход, по данным Фенске, от одного режима работы мотора, в другой занимает не более 1.2 секунды!

Более того, новая технология способна варьировать степень сжатия во всем диапазоне от 8:1 до 14:1, перманентно подстраиваясь под стиль вождения, нагрузки и другие факторы, влияющие на работу двигателя.

Но даже объяснение работы столь сложной технологии не является окончанием истории. Еще одной важной характеристикой нового мотора является уменьшение давление поршня на стенки цилиндра, что позволит избежать овализации последнего, поскольку в паре с системой привода поршня применена система уменьшения трения поршня о стенки цилиндра, которая действует путем уменьшения угла атаки шатуна при ходе поршня.

В видео было отмечено, что рядный четырехцилиндровый двигатель ввиду особенностей конструкции получился несколько разбалансированным, поэтому инженеры были вынуждены добавить уравновешивающий вал, что усложняет конструкцию двигателя, но оставляет ей шанс на долгую жизнь без убийственных вибраций, которые возникают из-за работы сложного шатуна.

Схема двигателя с изменяемым объемом камеры сгорания и шатуны с системой подъема поршней

За счет данной технологии двухлитровый бензиновый турбомотор Infiniti VC-T развивает мощность 270 л. с., оказываясь на 27% экономичнее других двухлитровых двигателей компании, имеющих постоянную степень сжатия. Японцы планируют запустить моторы VC-T в серийное производство в 2018 году, оснастив ими кроссовер QX50, а затем и другие модели.

Каков итог?

Идея создания бензинового мотора, где степень сжатия в цилиндрах была бы величиной непостоянной, не нова. Так, при разгоне, когда требуется наибольшая отдача двигателя, можно на несколько секунд пожертвовать его экономичностью, уменьшив степень сжатия, — это позволит предотвратить детонацию, самопроизвольное возгорание топливной смеси, которое может возникнуть при высоких нагрузках. При равномерном движении степень сжатия, напротив, желательно повысить, чтобы добиться более эффективного сгорания топливной смеси и снижения расхода горючего — в этом случае нагрузка на мотор невелика и опасность возникновения детонации минимальна.

В общем, в теории все просто, однако реализовать эту идею на практике оказалось не так уж легко. И японские конструкторы стали первыми, кто сумел довести замысел до серийного образца.

Суть разработанной корпорацией Nissan технологии в том, чтобы, в зависимости от требуемой отдачи мотора, непрерывно изменять максимальную высоту подъема поршней (так называемую верхнюю мертвую точку — ВМТ), что в свою очередь приводит к уменьшению или росту степени сжатия в цилиндрах. Ключевой деталью этой системы является особое крепление шатунов, которые соединяются с коленчатым валом через подвижный блок коромысел. Блок в свою очередь связан с эксцентриковым управляющим валом и электромотором, который по команде электроники приводит этот хитрый механизм в движение, меняя наклон коромысел и положение ВМТ поршней во всех четырех цилиндрах одновременно.

Разница степени сжатия в зависимости от положения ВМТ поршня. На левой картинке мотор находится в экономичном режиме, на правой — в режиме максимальной отдачи. A: когда требуется изменение степени сжатия, электромотор поворачивает и перемещает рычаг привода. B: приводной рычаг поворачивает управляющий вал. C: когда вал вращается, он действует на рычаг, связанный с коромыслом, изменяя угол наклона последнего. D: в зависимости от положения коромысла, ВМТ поршня поднимается или опускается, таким образом изменяя степень сжатия.

В результате при разгоне степень сжатия уменьшается до 8:1, после чего мотор переходит в экономичный режим работы со степенью сжатия 14:1. Его рабочий объем при этом меняется от 1997 до 1970 см 3 . «Турбочетверка» нового Infiniti QX50 развивает мощность 268 л. с. и крутящий момент в 380 Нм — ощутимо больше, чем 2,5‑литровый V6 предшественника (его показатели — 222 л. с. и 252 Нм), расходуя при этом на треть меньше бензина. Кроме того, VC-Turbo на 18 кг легче атмосферной «шестерки», занимает меньше места под капотом и достигает максимума крутящего момента в зоне более низких оборотов.

Кстати, система регулировки степени сжатия не только повышает эффективность работы мотора, но и снижает уровень вибраций. Благодаря коромыслам шатуны при рабочем ходе поршней занимают почти вертикальное положение, в то время как у обычных двигателей они ходят из стороны в сторону (из-за чего шатуны и получили свое название). В результате даже без уравновешивающих валов этот 4‑цилиндровый агрегат работает так же тихо и плавно, как V6.

Но изменяемое положение ВМТ при помощи сложной системы рычагов — не единственная особенность нового мотора. Меняя степень сжатия, этот агрегат также способен переключаться между двумя рабочими циклам: классическим Отто, по которому функционирует основная масса бензиновых двигателей, и циклом Аткинсона, встречающимся в основном у гибридов. В последнем случае (при высокой степени сжатия) из-за большего хода поршней рабочая смесь сильнее расширяется, сгорая с большей эффективностью, в результате растет КПД и снижается расход бензина.

Помимо двух рабочих циклов, этот мотор также использует две системы впрыска: классический распределенный MPI и непосредственный GDI, который повышает эффективность сгорания топлива и позволяет избежать детонации при высоких степенях сжатия. Обе системы работают попеременно, а при высоких нагрузках — одновременно. Положительный вклад в повышение КПД двигателя вносит и особое покрытие стенок цилиндров, которое наносится методом плазменного напыления, а затем закаливается и хонингуется. В результате получается ультрагладкая «зеркальная» поверхность, на 44 % уменьшающая трение поршневых колец.

Еще одна уникальная особенность мотора VC-Turbo — это интегрированная в его верхнюю опору система активного подавления вибраций Active Torque Road, основой которой является возвратно-поступательный актуатор. Эта система управляется датчиком ускорений, фиксирующим колебания двигателя и в ответ генерирует гасящие вибрации в противофазе. Активные опоры в Infiniti впервые использовали в 1998 году на дизельном моторе, но та система оказалась слишком громоздкой, поэтому не получила распространения. Проект пролежал под сукном до 2009 года, пока японские инженеры не взялись за его усовершенствование. На то, чтобы решить проблему избыточного веса и размеров гасителя колебаний, ушло еще 8 лет. Но результат впечатляет: благодаря ATR 4‑цилиндровый агрегат нового Infiniti QX50 работает на 9 дБ тише, чем V6 его предшественника!

Двигатель SAAB с изменяемой степенью сжатия

Степень сжатия

Технология SVC

Мал, да удал

Почему новый революционный двигатель Nissan не обеспечивает той экономии топлива, которую мы ожидали

Стремление создать двигатель с переменной степенью сжатия, которая позволила бы оптимизировать его с точки зрения экономии топлива или крутящего момента в зависимости от потребности, занимало инженеров почти столетие. Nissan провел последние два десятилетия, запуская в производство первый такой двигатель благодаря силе воли и около 300 патентов, поэтому мы ожидали больших успехов, когда этот четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом наконец материализовался.Запущенный в Infiniti QX50 2019 года, двигатель с переменной степенью сжатия дал хороший старт, улучшив свой предшественник V-6 на 6 миль на галлон (30 процентов) в комбинированном рейтинге EPA при сравнении полноприводных моделей. Но это по-прежнему оставляет компактный кроссовер Infiniti всего на одну комбинированную милю на галлон EPA впереди своих самых эффективных негибридных сверстников, Audi Q5 и BMW X3, ни один из которых не использует такую сложную концепцию двигателя. Что дает?

Эксперты по моделированию экономии топлива из Novation Analytics помогли нам понять, почему четырехцилиндровый двигатель с переменным сжатием не уступает своим аналогам с более традиционными двигателями.У Novation есть команда, состоящая в основном из бывших инженеров FCA, которые создали невероятно подробное и быстродействующее программное обеспечение для моделирования экономии топлива, получившее название Energy. Экономия топлива, конечно, гораздо больше, чем двигатель автомобиля. Это результат взаимодействия между каждой частью и подсистемой транспортного средства, и на него может влиять все, от аэродинамики до тормозного сопротивления и сопротивления качению. Инструмент Energy от Novation может смоделировать любое существующее транспортное средство или создать его с нуля, а также настроить такие детали, как степень сжатия двигателя, сопротивление качению шин и площадь передней части автомобиля.Применяя эти факторы, Novation может виртуально запустить измененную модель через любой цикл EPA или любой другой индивидуальный цикл движения (например, для воспроизведения реальной схемы движения) за считанные секунды. Неудивительно, что, учитывая эти впечатляющие возможности, Novation числит в качестве клиентов большинство крупных автопроизводителей.

Автомобиль и водитель

Двигатель с изменяемой степенью сжатия является лишь частью капитального ремонта этого последнего QX50, который перешел от архитектуры с продольным расположением двигателя с задним приводом к поперечной переднеприводной установке, с семиступенчатой автоматической коробки передач на вариатор. , так и от безнаддувного 3.7-литровый V-6 до 2,0-литрового рядного четырехцилиндрового двигателя с турбонаддувом. На прилагаемых диаграммах мы использовали Energy для сравнения относительной эффективности строительных блоков, составляющих объединенные оценки EPA для Q5, X3 и QX50, и выявили самые большие различия. Одно неожиданное отличие в данных: старое доброе округление. Чтобы получить целочисленные значения, указанные на наклейках на окнах, и Audi, и BMW округляют до 25 миль на галлон, а Infiniti округляет до 26. Другим основным фактором, ограничивающим рейтинг EPA для Infiniti, является отсутствие у QX50 остановки. -стартовый функционал.Этот двигатель теперь используется в более дорогих версиях нового Nissan Altima, и по сравнению с турбированными 2,0-литровыми среднеразмерными седанами он будет дистанцироваться дальше — на 2–3 мили на галлон — что может с большей вероятностью привлечь потенциальных покупателей. уведомление.

Автомобиль и водитель

Из номера за ноябрь 2018 г.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Двигатель с переменной степенью сжатия не может быть Святым Граалем

Поскольку мы приближаемся к концу пути для двигателей внутреннего сгорания, производители тратят большие деньги, чтобы получить небольшую выгоду в экономии топлива. Последнее чудо — двигатель Nissan VC-T, первый серийный двигатель с возможностью физического изменения степени сжатия.

Эта история впервые появилась в июльском выпуске журнала Road & Track за 2019 год.

Это было святым Граалем на протяжении столетия, и Nissan признает, что потребовалось 20 лет исследований и разработок, чтобы запустить его в производство. Это, безусловно, стоит миллиарды долларов, которые в конечном итоге будут переданы клиентам, но окупаемость обещает быть двигателем, оптимизированным как для экономии топлива, так и для выходной мощности.

Двигатели работают наиболее эффективно при высокой степени сжатия. К сожалению, высокая степень сжатия генерирует дополнительное тепло, которое, в свою очередь, способствует детонации, вызывающей повреждение двигателя, когда топливно-воздушная смесь самопроизвольно взрывается до того, как сработает свеча зажигания.Двигатели с турбонаддувом, работающие на высоких уровнях наддува, особенно подвержены детонации, поэтому инженерам уже давно приходится выбирать между высокой степенью сжатия при умеренном наддуве и низкой степенью сжатия при большом наддуве. Двигатель Nissan VC-T устраняет этот компромисс, работая при высокой степени сжатия (до 14,0:1) при малой нагрузке и до 8,0:1 при полном наддуве.

Инфинити

В своем первом приложении, Infiniti QX50, технология работает безупречно, за исключением того, что звучит зловеще похоже на стук шатунного подшипника на очень низких оборотах и нагрузке.2,0-литровый четырехцилиндровый двигатель VC-T с турбонаддувом QX50 выдает совершенно обычные 268 л.

Или нет. Сравните рейтинги EPA QX50 с рейтингами BMW X3 аналогичного размера — гораздо менее экономичный заднеприводный дизайн с восьмиступенчатой автоматической коробкой передач вместо переднего привода и вариатора Infiniti — и японского конкурента. выигрывает всего на 1 милю на галлон. По оценке EPA, вы сэкономите всего 50 долларов на топливе в год, выбрав Infiniti, а не BMW.Ой. Одно дело, если бы QX50 обыграл BMW в разгоне, но он не может за ним угнаться. Двойной ой.

QX50 сам по себе прекрасен в той мере, в какой кроссовер может быть прекрасен. У него настоящее заднее сиденье, в отличие от его предшественника. Задняя часть этой штуки размером с 911 была подходящей, потому что она ехала как Porsche, с блестящей динамикой заднего привода и кричащим шестицилиндровым двигателем на 7800 оборотов в минуту под капотом. Может быть, поэтому последний, на котором я ездил, в среднем расходовал 13 миль на галлон.

Инфинити

Но когда тестовый автомобиль QX50 недавно въехал в мою подъездную дорожку, я первым делом заметил не его внешний вид или заднее сиденье.Это было качество сборки. Щель между дверью переднего пассажира и крылом была настолько велика, что я мог ясно видеть через нее петлю. Кое-где кузовные панели выглядели так, как будто они были предназначены для разных автомобилей — люк идеально подходил к основанию своего окна, но не к низу. Детали отделки, прерванные линиями пореза тела, не совпадали ни в одном из трех измерений. Некоторые из них также не соответствовали цвету. Очевидно, что на новом заводе Infiniti в Мексике, где собирается QX50, дела идут не очень хорошо. Вместо того, чтобы тратить столько денег на дорогостоящую разработку двигателя VC-T, Nissan было бы лучше, если бы они вложили средства в надлежащее проектирование, оснастку и сборку кузова и салона. Или, может быть, всего 20 долларов за машину, чтобы обновить грубый дешевый пластик на центральной консоли.

В этом году двигатель VC-T устанавливается на новую Altima (хотя и на 20 лошадиных сил меньше). Там он возвращает впечатляющую экономию топлива. Агентство по охране окружающей среды сообщает, что Altima расходует 29 миль на галлон вместе взятых. Проблема в том, что гибрид Toyota Camry расходует 52 мили на галлон.На данном этапе автомобильной истории любые крупные инвестиции в экономию топлива должны быть связаны с электрификацией — собственный Nissan Leaf имеет рейтинг MPGe 112. который достигает 130 миль на галлон. И хотя мир осуждает компанию Илона Маска за качество сборки ее автомобилей, похожее на Trabant, зазоры между панелями не хуже, чем у Infiniti. Но, по крайней мере, Tesla отлично выполняет свои обещания по эффективности.

под кожей: как переменная компрессия объединяет лучшее из

Инженеры пытались усовершенствовать двигатели с переменной степенью сжатия почти столько же, сколько существуют двигатели. Однако до сих пор только Nissan удалось запустить его в производство. Его технология Variable Compression Turbo (VC-T) делает то, что многие не смогли сделать: изменяет степень сжатия двигателя во время его работы.

Это соотношение представляет собой отношение рабочего объема цилиндра (часть цилиндра, через которую проходит поршень) к рабочему объему плюс объем камеры сгорания (нерабочий объем). Камера сгорания в верхней части цилиндра — это место, где топливо и воздух сжимаются поршнем и воспламеняются.

Чем выше давление в этой камере, тем эффективнее сгорание и больше энергии. Однако здесь есть предостережение: создайте слишком большое давление, и вместо того, чтобы сгорать равномерно (желательно), топливно-воздушная смесь сдетонирует (нежелательно и может повредить двигатель).

Детонации можно избежать, увеличив октановое число бензина, чтобы он сгорал медленнее, или замедлив воспламенение, чтобы топливо сгорало, когда поршень уже движется вниз на такте рабочего хода, снижая давление в цилиндре. Это можно сделать на лету, используя датчики детонации для обнаружения начала детонации, но это снижает эффективность и мощность.

Уравнение становится еще сложнее, когда вы вводите турбонаддув. Турбонагнетатель создает давление всасываемого воздуха, еще больше повышая давление в камере сгорания.Ранние двигатели с турбонаддувом имели относительно низкую степень сжатия, чтобы поддерживать давление ниже порога детонации при работе наддувом. Недостатки заключались в том, что производительность, эффективность и реакция двигателя при отключении наддува страдали, а отставание было безудержным. Современные датчики детонации допускают более высокую степень механического сжатия, но в идеале степень механического сжатия должна изменяться на лету.

Было опробовано много дурацких способов сделать это. Покойный гений двигателей Saab Пер Гиллбранд распилил блок двигателя пополам по горизонтали, прикрепил верхнюю половину на петлях вдоль одной стороны и загерметизировал зазор сильфонами, как на аккордеоне.При раскачивании верхней половины блока с помощью электроники и кулачка камера сгорания в верхней части блока перемещалась вверх и вниз по отношению к коленчатому валу и поршням. Это сработало, но, вероятно, было не так практично.

Другим примером был двухтактный двигатель, разработанный Lotus Engineering. Названный Omnivore, он мог адаптироваться к различным видам топлива, изменяя степень сжатия. Небольшая поршневая шайба в головке цилиндра перемещалась внутрь и наружу, создавая больший или меньший объем камеры сгорания.

Ни один из них не производился, но Nissan VC-T используется в Mk6 Altima и Infiniti QX50. Шатун каждого поршня соединяется с коленчатым валом через шарнирное соединение, и управление этим соединением с помощью набора звеньев перемещает ход поршней вверх или вниз. Up увеличивает степень сжатия до 14: 1 для повышения эффективности при низком турбонаддуве; вниз уменьшает его до 8:1, что позволяет увеличить наддув для большей мощности. Это немного сложно, но чертовски умно.

Как работают двигатели с переменной степенью сжатия

Двигатели внутреннего сгорания имеют спецификацию, называемую «степень сжатия».Эта спецификация относится к объему в каждом цилиндре двигателя, когда поршень находится внизу, деленному на объем, когда поршень находится вверху. Типичные коэффициенты сжатия 9:1, 10:1 и выше. Проблема в том, что постоянно работающая в двигателе одна фиксированная степень сжатия, скажем, 10:1, означает необходимость идти на компромиссы. Святым Граалем для конструкторов двигателей был бы двигатель, способный изменять степень сжатия на лету.

Почему несколько степеней сжатия лучше

Высокая степень сжатия означает, что вы плотно сжимаете воздушно-топливную смесь в камерах сгорания двигателя, что, в свою очередь, означает большую мощность и эффективность использования топлива. Загвоздка в том, что двигатели с нагнетателями и турбонагнетателями не любят высоких степеней сжатия. Почему? Их работа состоит в том, чтобы втягивать лишний воздух и заталкивать его в двигатель. Если воздух уже плотно уплотнен, а турбонагнетатель еще сильнее, то воздушно-топливное топливо может воспламениться раньше, чем должно, что приведет к детонации в двигателе. Таким образом, инженеры попали в перетягивание каната. Они хотели бы, чтобы степень сжатия была высокой ради мощности и эффективности, но не настолько высокой, чтобы детонация двигателя могла повредить двигатель.Как мы упоминали ранее, было бы неплохо иметь возможность изменять степень сжатия двигателя на лету?

Инженеры Infiniti разобрались

Infiniti была одной из первых компаний, решивших усовершенствовать технологию переменной степени сжатия. В результате их инженеры потратили последние 20 лет на разработку этой технологии. В процессе они разработали более 100 прототипов двигателей и провели более 30 000 часов на испытательных стендах. Плодом их труда стал двигатель VC-Turbo.

Infiniti VC-Turbo — это 2,0-литровый рядный четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом, который может работать при очень высокой степени сжатия без детонации. Во время сильного турбонаддува компьютер управления двигателем VC-Turbo подает сигнал электродвигателю о снижении степени сжатия. Когда двигатель не так активно использует турбокомпрессор, двигатель удлиняет вылет поршней, что увеличивает степень сжатия.

Модные крепления двигателя

Инженерам также требовалась переменная степень сжатия и плавный ход двигателя.Они добились этого, отказавшись от двух балансирных валов, которые обычные рядные четверки должны уравновешивать вибрации. Они достигли этого с помощью другой новой технологии: активных опор двигателя. Датчики, встроенные в верхние опоры двигателя, обнаруживают вибрации от VC-Turbo, а затем создают противоположные вибрации, чтобы нейтрализовать их. В целом, дизайн снижает уровень шума предыдущего двигателя на девять децибел, что делает их новый четырехцилиндровый двигатель почти таким же тихим, как дизайн V6.

И цикл Аткинсона

VC-Turbo также может работать по циклу Аткинсона для увеличения расхода топлива.Наш консультант из Brennan Chrysler, Dodge of Ruston, LA объяснил, что двигатели с циклом Аткинсона работают, создавая небольшой промежуток времени, в течение которого впускные клапаны двигателя приоткрываются, втягивая дополнительный воздух в камеры сгорания как раз в тот момент, когда поршни начинают сжимать топливо. воздушная смесь. Уменьшая объем двигателя, он позволяет двигателю работать как меньший и более эффективный двигатель. Двигатели с циклом Аткинсона широко распространены в гибридных бензиново-электрических автомобилях, которые подчеркивают эффективность использования топлива и в которых электродвигатели компенсируют снижение мощности, но редко используются в двигателях с прямым топливом.

Времена меняются

Ужесточение стандартов экономии топлива и выбросов сжимает инженеров по двигателям внутреннего сгорания. Тем не менее, автомобильные компании ожидают, что двигатели, работающие только на газу, какое-то время останутся. Ключом к будущему являются технологии, благодаря которым двигатели меньшего размера работают так же, как и большие электростанции последних лет. Сжатие с переменным коэффициентом — один из работающих методов.

Двигатель Infiniti с переменной степенью сжатия: объяснение колдовства

Компания Infiniti представила на автосалоне в Лос-Анджелесе в 2017 году первый в мире двигатель с переменной степенью сжатия — технологию, над которой, по утверждению компании, она работала в течение двух десятилетий.

Двигатель с переменной степенью сжатия — это подвиг автомобильной инженерии, который сбивал с толку автопроизводителей задолго до того, как Infiniti показала свой первый автомобиль на автосалоне в Детройте в 1989 году. Технология представляет собой фундаментальное переосмысление того, как работает двигатель.

Старший менеджер Infiniti по характеристикам силовых агрегатов Крис Дэй хорошо знает, как работает двигатель, и в прошлом году в Лос-Анджелесе объяснил это более простыми словами.

Коэффициент сжатия двигателя — то, что Дэй назвал «ДНК» двигателя — это простой способ выразить разницу в объеме камеры сгорания между нижней частью такта (большее число) и верхней частью такта (тот, ).

Высокая степень сжатия более термически эффективна, а термический КПД имеет решающее значение для эффективности использования топлива. С другой стороны, более низкая степень сжатия в сочетании с турбонагнетателем для принудительной подачи больших камер сгорания обеспечивает большую мощность.

Infiniti VC-Turbo

Двигатели с такой степенью сгорания не редкость. Toyota Prius имеет передаточное число 13:1, а Mercedes-AMG E63S с двойным турбонаддувом — 8.6:1. Инфинити VC-Turbo охватывает оба — и средний тоже — колеблется между 8:1 и 14:1. Прыжки между этими двумя передаточными числами помогают VC-Turbo примерно на 27 процентов улучшить экономию топлива по сравнению со старым 3,7-литровым двигателем Infiniti QX50 с двигателем V-6, обладая при этом большим крутящим моментом.

«Мы внедрили в двигатель уникальную для отрасли систему, обеспечивающую лучшую в своем классе топливную экономичность и ускорение, — сказал Дэй в Motor Authority.

В Infiniti QX50 2019 года, первой серийной модели, получившей VC-Turbo, он производит 268 лошадиных сил и 280 фунт-фут крутящего момента по сравнению с 325 л.с. и 267 фунт-фут в QX50 2017 года с двигателем V-6.Но пиковая мощность и крутящий момент VC-Turbo достигается при более низких оборотах двигателя — 5600 и 4400 об/мин соответственно, по сравнению с 7000 и 5200 об/мин у VQ. Он также примерно на 60 фунтов легче, чем V-6.

Но цифры — это малая часть истории, а для понимания остального требуется понимание самого двигателя.

В обычном двигателе коленчатый вал вращается внутри двигателя, поднимая и опуская поршни в фиксированном диапазоне — или ходе — и с неизменной степенью сжатия.Но в VC-Turbo 0,5-киловаттный электродвигатель приводит в действие привод переменного сжатия (VCA) — мозг двигателя — сбоку от блока и получает информацию непосредственно от ECU. Крючковидное звено привода связывает VCA с невращающимся управляющим валом, а звено управления прикрепляется к сердцу двигателя, многорычажной системе.

Ненамного крупнее iPhone X, трапециевидная многорычажка вращается вместе с коленчатым валом. Когда ЭБУ получает информацию от дроссельной заслонки с электронным управлением, VCA регулирует звено А, поднимая и опуская управляющий вал, который, в свою очередь, регулирует угол многорычажного соединения, эффективно сокращая или увеличивая ход.Нажмите на дроссельную заслонку, и ЭБУ потребует максимальной мощности от VC-Turbo — видеомагнитофон перемещает звено А, перемещая управляющий вал и увеличивая ход поршня. Поднимите, и произойдет обратное, когда управляющий вал опустится, а ход уменьшится. Другими словами, с максимальной/минимальной длиной хода, а не с фиксированным ходом, этот 2,0-литровый двигатель с турбонаддувом имеет рабочий объем от 1970 до 1997 куб.

— Мы механически изменяем степень сжатия электронным способом, — сказал Дэй. «Видеомагнитофон является причиной изменения степени сжатия.Электронная часть. Движение руки — механическое».

Систему трудно заметить. В результате получился мощный, плавный и очаровательный двигатель, к которому прилагается передовая инженерия.

По словам Дэя, VC-Turbo такой же чистый, как 2,0-литровый турбодвигатель без переменной степени сжатия. И, несмотря на переработанные внутренние компоненты, разместить новый двигатель под капотом QX50 несложно.

Infiniti VC-Turbo

«Внутренне мы можем упаковать все это в наш нынешний рядный 4-цилиндровый двигатель, — сказал Дэй.«Мы прикрепляем привод сбоку к блоку, который не занимает много места, а также удаляем балансирные валы, которые необходимы для рядного атмосферного двигателя, у которого нет этого механизма».

«Благодаря использованию этой недвижимости и внедрению нашей системы связи проблем с упаковкой не возникает».

Продуманная компоновка и изначально более плавная работа также способствуют повышению надежности двигателя. По словам Дэя, владельцы не должны ожидать, что VC-Turbo будет менее надежным, чем стандартный 4-цилиндровый турбодвигатель Infiniti.На самом деле, он может быть даже более долговечным.

«Мы провели довольно много испытаний на долговечность в различных условиях, — сказал Дэй. «Да, мы добавляем больше деталей, но мы уменьшаем трение, что частично позволяет нам добиться большей экономии топлива».

Это снижение трения, по словам Дэя, достигается благодаря углам расположения шатунов — шатуны VC-Turbo не двигаются так сильно, как шатуны в традиционном двигателе, что означает меньшую боковую силу, действующую на стенку поршня. с каждым оборотом.Это также означает, что интервалы обслуживания не изменились.

Но хотя на бумаге VC-Turbo звучит фантастично, а на дороге, судя по нашей первой поездке, вполне хороша, — окончательный вердикт еще не скоро. Автопроизводители регулярно внедряют функции экономии топлива, но получение реальных преимуществ требует времени. Пока новый 2,0-литровый VC-Turbo от Infiniti не попадет в руки потребителей, большая часть обещаний двигателя остается на бумаге.

Объяснение патента General Motors на новый двигатель с переменной степенью сжатия

Как вы, возможно, помните, мы проследили за двигателем Nissan с переменной степенью сжатия «VC Turbo» от концепции до фактического производства.В то время как некоторые осудили это как второстепенную новинку, похоже, что другие производители рассматривают ту же технологию, о чем свидетельствует этот патент, переданный General Motors на «Двигатель с независимой степенью сжатия и расширения с переменной степенью сжатия».

В то время как реферат патента и представленные иллюстрации являются информативными, к счастью, у нас есть такой человек, как Джейсон Фенске из отдела инженерных объяснений, который разберет его для нас в стиле барни и объяснит не только патент, но и лежащие в его основе теории и технологии.

Поданная в декабре 2016 года и выданная в ноябре 2018 года, эта технология не является чем-то, что GM только начинает. Автопроизводители по всему миру ищут способы объединить в одном двигателе как повышенную экономичность, так и достойную выходную мощность, и эта конструкция — один из способов сделать это.

Коэффициент сжатия и коэффициент расширения

Прямо в заголовке патента GM указывает, что это больше, чем просто двигатель с переменной степенью сжатия, называя его «двигатель с независимой степенью сжатия и расширения».Первый шаг — дать определение этим терминам и прояснить разницу между ними.

«Во-первых, нам нужно определить степень сжатия», — говорит Фенске. «Если вы измерите объем цилиндра с поршнем в нижней мертвой точке его хода на такте сжатия, разделенный на объем цилиндра в верхней мертвой точке такта сжатия, вы получите степень сжатия». Кажется достаточно простым, не так ли?

«Коэффициент расширения определяется как объем цилиндра в НМТ рабочего такта, деленный на объем цилиндра в верхней мертвой точке такта сжатия», — говорит Фенске. «В типичном двигателе степень сжатия равна степени расширения».

На этом рисунке показана степень сжатия (V1 и V2) в сравнении со степенью расширения (V2 и V3). Если вы можете увеличить степень расширения по сравнению со степенью сжатия, вы получите больше полезной работы при том же объеме сгорания.

Однако есть небольшой недостаток в том, что степени сжатия и расширения в традиционном двигателе с циклом Отто равны. «Когда поршень достигает НМТ рабочего хода, в цилиндре все еще остается значительное давление.Это также происходит, когда ваш выпускной клапан открывается, и все это давление выбрасывается через выпускное отверстие, что является просто напрасной тратой энергии», — объясняет Фенске.

«Если бы вы могли продолжать использовать это давление, чтобы толкать поршень вниз за НМТ, вы могли бы получить больше полезной работы от этого давления сгорания. Больше работы при том же количестве топлива, сгорающего во время рабочего такта, означает более высокую эффективность двигателя».

Современный цикл Аткинсона

Таким образом, в то время как традиционный двигатель механически ограничен одной и той же длиной хода на всех четырех этапах работы, существует способ эффективно изменить степень сжатия без изменения физического хода двигателя.«Инженеры очень умны и придумали современный цикл Аткинсона», — говорит Фенске.

«В этом цикле впускной клапан остается открытым во время такта сжатия, чтобы выпустить часть этого всасываемого заряда через впускной клапан, прежде чем клапан закроется и заряд начнет сжиматься, эффективно снижая степень сжатия». Эта система в настоящее время используется некоторыми автопроизводителями в качестве «эффективного режима» в своих двигателях.

В современном цикле Аткинсона эффективная степень сжатия снижается за счет удержания впускного клапана открытым в течение первой части такта сжатия.Хотя этот метод эффективен, он стоит лошадиных сил.

«Этот метод допускает, чтобы степень сжатия отличалась от степени расширения, в то время как длина механического хода каждого цикла была абсолютно одинаковой. Проблема с этим методом заключается в том, что, очевидно, сжигается меньше воздуха, поэтому он производит меньше лошадиных сил». — говорит Фенске. «В современном цикле Аткинсона двигатель вырабатывает мощность более эффективно, но не так много энергии в целом. Это отлично подходит для двигателя, который ищет высокие показатели MPG, не так много для двигателей, которым нужны показатели мощности.

В этом видео показано, как автопроизводители в настоящее время используют современный цикл Аткинсона.

Традиционный цикл Аткинсона

Однако, глядя на патенты, можно увидеть, что там сложный набор шестерен и рычажных механизмов. Чтобы понять, что это такое, вам нужно взглянуть на традиционный цикл Аткинсона. «Точно так же, как вы привыкли видеть [в двигателе с циклом Отто], у него есть традиционные такты впуска, сжатия, мощности и выпуска.Однако самое большое отличие заключается в том, что в традиционном цикле Аткинсона кривошип вращается только на 360 градусов во время всех четырех ходов». Фенске объясняет

«Тем не менее, поршень по-прежнему совершает два оборота вверх и вниз, при этом шатун перемещается вертикально и поперечно, но благодаря сложному соединению с использованием нескольких фиксированных точек все это движение приводит к одному обороту кривошипа, а не к традиционным двум оборотам. за четыре удара. Это приводит к возвратно-поступательному «прыгающему» движению шатуна в двигателе с циклом Аткинсона вместо кругового движения, которое вы привыкли видеть в традиционном двигателе с циклом Отто.

Анимация традиционного цикла Аткинсона в действии.

Геометрия этих фиксированных точек в традиционной системе Аткинсона позволяет иметь механически более короткий ход сжатия и механически более длинный рабочий ход. Различные движения поршня создают разные степени сжатия и расширения. Таким образом, с помощью этой системы они достигли своих «независимых коэффициентов сжатия и расширения».

«[Традиционный цикл Аткинсона] — очень простая система, которая выглядит намного сложнее, чем традиционный цикл Отто, но в принципе она довольно проста», — говорит Фенске.Однако не у всех нас есть его инженерный супермозг, поэтому нам придется поверить ему на слово, что Традиционный Аткинсон «простой».

Запатентованная конструкция General Motors

Глядя на патент, мы предположили, как они будут достигать эффективности — за счет разницы между степенями сжатия и расширения — но как будет происходить силовая часть уравнения? Именно здесь в игру вступают зоркий глаз и инженерные знания Фенске.

«Создав что-то похожее на традиционный двигатель с циклом Отто, но с рычажным механизмом в стиле Аткинсона, с фиксированной точкой рычажного механизма на шестерне, прикрепленной к червячной передаче с электронным управлением, они могут изменить геометрию всего двигателя на муха, — говорит Фенске.

Вот фактический рисунок из патента, ссылка на который приведена выше. Как видите, здесь используется традиционная связь цикла Аткинсона, но с подвижной фиксированной точкой в правом нижнем углу (элементы 38, 40, 78, 80, 82 и 84). Изменяя положение этой фиксированной точки, можно достичь переменных степеней сжатия, сохраняя при этом разделение степеней сжатия и расширения.

«Вращая шестерню с фиксированной точкой на ней, вы изменяете положение этой фиксированной точки.Коленчатый вал остается в том же положении, поэтому, изменяя эту геометрию, вы можете уменьшить степень сжатия на лету».

Вопреки обычной логике хот-рода, Фенске предполагает, что более высокие настройки сжатия будут использоваться для повышения эффективности, а более низкие настройки сжатия будут использоваться для увеличения мощности. «Более низкая компрессия позволила бы двигателю работать с гораздо большим опережением зажигания. Скорее всего, к этому двигателю будет добавлен наддув, и это только усилит преимущества», — говорит Фенске.

«Это умное решение, в котором вместо современного двигателя Аткинсона используется традиционный двигатель Аткинсона с современной особенностью, позволяющей также изменять степень сжатия. Эта конструкция позволяет сместить кривую движения поршня в вашу пользу, независимо от того, ищете ли вы эффективность или мощность».

Итак, хотя этот патент может означать многое, он также может ничего не значить. Как указывает Фенске, патенты чрезвычайно упрощены, и полученный в результате двигатель, если он когда-либо действительно попадет в испытания или производство, может внутренне выглядеть совершенно иначе, чем предполагает патент.Тем не менее, это показывает, что генерал ищет инновационные способы идти в ногу с современными технологиями.

Первый в мире двигатель с переменной степенью сжатия назван в номинации The International Engine + Powertrain Awards

24 июля 2019 г.

VC-Turbo, первый в мире двигатель с переменной степенью сжатия, получил высокие оценки на The International Engine + Powertrain премии года в этом месяце.

Двигатель VC-Turbo мощностью 272 л.с. (268 л.с.) был назван в двух ключевых категориях: от 250 до 350 л.с. и «Лучший новый двигатель», конкурируя с другими двигателями и силовыми агрегатами, выпущенными автомобильной промышленностью в этом году.

Двигатель VC-Turbo способен интеллектуально переключаться между степенью сжатия 8:1 (для мощности) и 14:1 (для эффективности) чуть более чем за секунду. Он также может работать при любом соотношении между ними в соответствии с требованиями водителя и дорожными условиями.

«Помимо получения большого преимущества перед конкурирующими брендами с помощью этой технологии, INFINITI и Nissan, возможно, просто спасли двигатель внутреннего сгорания в том виде, в каком мы его знаем», — сказал Дин Славнич, сопредседатель премии. «И тем самым они обеспечили себе будущее, потому что инновации приносят успех.»

Жюри конкурса состоит из 70 автомобильных журналистов, представляющих 31 страну и множество других изданий, подчеркивающих глобальное влияние VC-Turbo.

«Технология переменной степени сжатия представляет собой прорыв в разработке силовых агрегатов, — сказал Майкл Коллеран, заместитель председателя INFINITI Motor Company. «QX50, оснащенный двигателем VC-Turbo, является первым серийным автомобилем, когда-либо предоставлявшим водителям двигатель, который трансформируется по требованию, устанавливая новый эталон мощности и совершенства трансмиссии, чтобы клиенты могли получить наилучшее сочетание мощности и эффективности.«QX50 — это потрясающий внедорожник среднего размера с технологиями и практичностью, которые ценят покупатели во всем мире».

Двигатель впервые был представлен в среднеразмерном роскошном внедорожнике INFINITI QX50 2019 года, который также отличается выдающимся дизайном и непревзойденным внутренним пространством на совершенно новой платформе. Двигатель VC-Turbo рассматривается как мост к электрификации для INFINITI, поскольку в течение следующих нескольких лет компания переходит к раскрытию портфеля электрифицированных продуктов.

2,0-литровый двигатель с турбонаддувом и промежуточным охлаждением VC-Turbo является результатом более чем 20-летней изобретательности и увлеченности Nissan Motor Co.В процессе разработки было создано более 100 механизмов разработки, и в какой-то момент высокоразвитая работа была остановлена, поскольку компьютерная мощность, необходимая для завершения проекта, была недоступна. Когда компьютеры догнали инженерную мечту, VC-Turbo стал реальностью.

Факты и цифры о VC-Turbo:
1996- год начала работ по разработке двигателя с переменной степенью сжатия

2016 — год, когда VC-Turbo впервые был представлен на Парижском автосалоне

2018- Год VC-Turbo поступил в продажу в премиальном внедорожнике INFINITI QX50

От 8:1 до 14:1 — VC-Turbo поддерживает любую степень сжатия в этом диапазоне

-20dB- По сравнению с обычным 4-цилиндровым двигателем двигатель VC-Turbo производит на 20 дБ меньше вибрационного шума благодаря уникальной компоновке двигателя

+100- Количество двигателей, построенных в процессе разработки

30 000 – Количество часов работы на испытательном стенде

3 000 000 – Количество километров реальных дорожных испытаний

Дополнительную информацию о двигателе VC-Turbo и QX50 2019 года можно найти на сайте www.

Мотор с переменной степенью сжатия. Первый в мире серийный двс с изменяемой степенью сжатия. Мал, да удал

На тему:

Степень сжатия

Технология SVC

Мал, да удал

Особенности системы изменения сжатия

Двигатель с системой сжатия МСЕ-5

даже это стало возможным. Двигатель с изменяемой степенью сжатия Двигатель ниссан с изменяемой степенью сжатия

Как изменяют степень сжатия

Ресурс — надежность

Каков итог?

Система от SAAB

VCR (Variable Compression Ratio)

особенности конструкции. Системы изменения степени сжатия двигателя Двигатель с изменяемой степенью сжатия infiniti

Особенности системы изменения сжатия

Двигатель с системой сжатия МСЕ-5

Изменение степени сжатия: зачем это нужно

Переменная степень сжатия двигателя: как это работает

Подведем итоги

Как изменяют степень сжатия

Ресурс — надежность

Nissan разработала ДВС с изменяемой степенью сжатия / Хабр

Степень сжатия газообразной горючей смеси в цилиндре изменяется от 8:1 до 14:1

Изменяемая степень сжатия ДВС

особенности конструкции. Первый в мире серийный двс с изменяемой степенью сжатия Изменение степени сжатия двс

Система от SAAB

VCR (Variable Compression Ratio)

Каков итог?

Двигатель SAAB с изменяемой степенью сжатия

Степень сжатия

Технология SVC

Мал, да удал

Почему новый революционный двигатель Nissan не обеспечивает той экономии топлива, которую мы ожидали

Двигатель с переменной степенью сжатия не может быть Святым Граалем

под кожей: как переменная компрессия объединяет лучшее из

Как работают двигатели с переменной степенью сжатия

Двигатель Infiniti с переменной степенью сжатия: объяснение колдовства

Объяснение патента General Motors на новый двигатель с переменной степенью сжатия

Коэффициент сжатия и коэффициент расширения

Современный цикл Аткинсона

Традиционный цикл Аткинсона

Запатентованная конструкция General Motors

Первый в мире двигатель с переменной степенью сжатия назван в номинации The International Engine + Powertrain Awards

Добавить комментарий Отменить ответ