Перший серійний екземпляр двигуна зі змінним ступенем стиснення від Інфініті
Докладна інформація про перший у світі бензиновому серійному двигуні із змінним ступенем стиснення. Йому пророкують велике майбутнє і кажуть, що розроблена Інфініті технологія стане великою загрозою для існування дизельних моторів.
Бензиновий поршневий двигун, який може динамічно змінювати ступінь стиснення*, тобто величину, на яку поршень стискає топлівовоздушную суміш у циліндрі, давня мрія багатьох поколінь інженерів, які розробляли двигуни внутрішнього згоряння. Деякі автомобільні марки були як ніколи близькі до розгадки теорії, були зроблені навіть зразки таких моторів, наприклад, успіхів у цьому досягла Saab.
Можливо у шведського автовиробника склалася б зовсім інша доля, якби в січні 2000 року Saab не був остаточно придбаний корпорацією General Motors. На жаль, для заокеанського господаря були не цікаві подібні розробки і справу було припинено.
*Ступінь стиснення – об’єм камери згоряння у момент, коли поршень знаходиться в нижній мертвій точці, до обсягу, коли він підминається до верхньої мертвої точки. Іншими словами, це показник стиснення поршнем повітряно-паливної суміші в циліндрі
Дивіться також: Компанія Інфініті створила бензиновий двигун з дизельними характеристиками
2.0 літровий чотирициліндровий турбований силовий агрегат (розрахункова потужність 270 л. с. і 390 Нм крутного моменту) отримав найменування VC-T (Variable Compression-Turbocharged). Вже в назві відображено принцип його роботи та технічні дані. Система VC-T здатна плавно і безперервно динамічно змінювати ступінь стиснення від показника 8:1 до 14:1.
Загальний принцип дії системи двигуна VC-T можна описати наступним чином:
| Особливість VC-T технології в моторі полягає в здатності пристосовуватися до умов і плавно підвищувати або знижувати висоту верхньої мертвої точки поршнів. Як наслідок, змінюються фундаментальні властивості роботи бензинового двигуна, в результаті чого ступінь стиснення може змінюватися від невеликої «бензинової» 8:1 (для високої продуктивності мотора і максимальної потужності), до «дизельної» 14:1 (яка дає двигуну високий ККД). Складна логіка управління системами двигуна автоматично застосовує оптимальні співвідношення в залежності від ситуацій. |
Це просте схематичне опис принципу роботи системи. Насправді звичайно ж все набагато складніше.
Головна причина неможливості використання такої системи при роботі на звичайному низькооктановому пальному – поява при високому ступені стиснення і високої навантаженні детонації. Бензин починає не згоряти, а вибухати. Що знижує виживання вузлів і агрегатів двигуна і знижує його економічність. По суті у бензинового двигуна відбувається теж саме, що і у мотора, що працює на ДТ, за рахунок високого стиснення запалюється топливовоздушная суміш, щоправда, відбувається це не в потрібний момент і це не передбачено конструкцією двигуна.
У моменти «кризи» згоряння паливо-повітряної суміші і приходить на допомогу змінювана ступінь стиснення, яка здатна знижуватися в моменти пікової потужності з максимальним нагнітанням тиску наддувом турбокомпресора, що запобіжить мотор від детонації. І навпаки, під час роботи на малих обертах з малим тиском наддуву, ступінь стиснення буде підвищуватися, збільшуючи тим самим крутний момент і знижуючи витрату палива.
На додаток до цього, двигуни оснащуються системою регульованих фаз газорозподілу, що робить можливою роботу двигуна по циклу Аткінсона в той час, коли від двигуна не вимагається віддачі високих потужностних показників.
| Зміст роботи моторів по циклу Аткінсона полягає в тому, що впускні клапани утримуються у відкритому положенні трохи довше, що знижує ступінь стиснення і зменшує витрату палива. |
Такі мотори зазвичай зустрічаються у гібридних автомобілів, головним для яких є екологічність і мала витрата палива.
Результатом всіх проведених змін став двигун, який здатний на 27 відсотків збільшити паливну економічність в порівнянні з 3,5-літровим V6 Nissan володіє приблизно так само потужністю і крутним моментом. За інформацією Reuters, на прес-конференції інженери компанії Nissan заявив, що новий двигун має крутним моментом порівнянними з показниками сучасного турбодизеля, і при цьому він повинен бути дешевше у виробництві, ніж будь-який сучасний турбодизель.
Ось чому Ніссан робить таку велику ставку на розроблену систему, адже в його уяві вона має потенціал, здатний частково замінити дизельні двигуни по багатьом параметрам використання, можливо, включаючи більш дешеві варіанти для країн, де бензин є основним видом палива, прикладом такої країни може бути і Росія.
Якщо ідея приживеться, в майбутньому напевно з’являться двоциліндрові бензинові силові агрегати, які непогано підійдуть для невеликих легкових автомобілів. Це може стати однією з гілок розвитку системи.
Двигун, розроблений для Infiniti навіть з першого погляду, виглядає набагато більш складним, ніж його класичний одноплемінник. Побічно підтверджують здогадку у самому Ніссан. Вони кажуть, що економічно виправдано за такою схемою робити чотирициліндрові мотори, але не більш складні V6 або V8. Вартість всіх систем приводу шатунів може виявитися занадто високою.
З урахуванням всього вищесказаного ця схема двигуна повинна, немає, просто зобов’язана, прижитися на гібридних автомобілях. Така віддача потужності і економічність буде неперевершеним бонусом для машин, обладнаних ДВС і електродвигунами.
Двигун VC-T буде офіційно представлений 29 вересня на Паризькому автосалоні.
Швидше за все долею нової розробки стануть гібридні автомобілі і сучасні малолітражки. Що теж по-своєму чимала частина автомобільного ринку.
