Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Nissan разработала ДВС с изменяемой степенью сжатия

Nissan разработала ДВС с изменяемой степенью сжатия

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.

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.

  1. В случае необходимости изменить степень сжатия активируется модуль Harmonic Drive и сдвигает рычаг актуатора.
  2. Рычаг актуатора поворачивает приводной вал (Control Shaft на схеме).
  3. Когда приводной вал поворачивается, он изменяет угол наклона многорычажной подвески (Multi-link на схеме)
  4. 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.

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 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.

Читать еще:  Что такое двс в дизельном двигателе

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.

Степень сжатия турбированного двигателя и ее изменение

Изменение степени сжатия двигателя

После того, как степень сжатия будет точно определена, перед настройщиком встанет новый вопрос – каким образом добиться необходимой для того или иного случая степени сжатия. В этом плане изначально придется рассчитать, на какое значение придется дополнительно увеличивать камеры сгорания. В целом, выполнить это несложно. Для этого существует специальная формула, по которой вычисляется объем существующей камеры сгорания, из него далее вычитается объем вычисленной таким же образом желаемой камеры сгорания. А разница, которая получится в результате этих вычислений и будет представлена в виде интересующего вас значения, на которое и придется увеличивать камеру сгорания.

Увеличить камеру сгорания сегодня можно самыми разными способами, однако, далеко не каждый из них является верным. В современном автомобильном двигателе камеры сгорания спроектированы таким образом, чтобы в момент достижения поршнем верхней мертвой точки топливовоздушная смесь вытеснялась непосредственно к центральной части камеры. Эту разработку можно назвать самой важной, потому как она действительно эффективно препятствует возникновению детонационного эффекта.

Самостоятельно доработать камеры сгорания в головке блока цилиндров смогут далеко не все специалисты. Обусловлена эта сложность тем, что вы в этом случае рискуете нарушить саму форму камер сгорания, кроме того, при выполнении подобных доработок можно ненароком вскрыть их стенки, потому как толщина стенок никому не известна. Не рекомендовано в такой ситуации также заниматься разжиманием двигателя с помощью толстых прокладок и любых других способов. Такой подход ведет к нарушению процессов вытеснения в камерах сгорания. Самый же правильный и простой способ – это установка новый поршней с уже заданным необходимым размером камер сгорания. Для турбированных двигателей наиболее эффективной, к примеру, считается сферическая форма камер. Для этих целей также лучше всего воспользоваться специально разработанными, рассчитанными и изготовленными поршнями. Разумеется, всегда можно попробовать доработать штатные поршни, однако в этом случае придется принимать во внимание тот факт, что толщина донной части поршня должна быть не меньше 6% от его общего диаметра.

Степень сжатия в турбированном двигателе

Самая важная и, наверное, самая сложно выполнимая задача в процессе проектирования турбированного двигателя – принять решение по степени сжатия. Как известно, данный показатель способен оказать ощутимое влияние на огромный набор факторов в общих характеристиках автомобиля. Экономичность, динамика, устойчивость к детонационному эффекту, мощность – каждый из этих факторов в определенной степени зависит именно от степени сжатия. Кроме того, степень сжатия оказывает непосредственное влияние также и на показатели расхода топлива и на конечный состав выхлопных отработавших газов. С теоретической точки зрения, степень сжатия для турбированного двигателя рассчитать достаточно просто. В этом случае для начала стоит разобраться с таким понятием, как геометрическая степень сжатия. Этим термином определяют отношение объема цилиндра двигателя к чистому пространству сжатия. Стоит также помнить о наличии некоторых расхождений между фактической и геометрической степенью сжатия, которые наблюдаются даже на атмосферных двигателях. В турбированных силовых установках к этому же перечню процессов будет также добавлена и топливовоздушная смесь, предварительно сжатая в компрессоре.

Читать еще:  Шкода какой выбрать двигатель и коробку

В ходе таких расчетов можно прийти к выводу, что чем более высоким будет давление наддува, тем менее выраженным окажется геометрическое сжатие. Впрочем, это лишь теория, потому как все без исключения современные турбированные двигатели работают с куда более высокими значениями. Оптимальная степень сжатия для полноценной работы может быть определена путем сложных термодинамических вычислений, протекающих при непременных испытаниях. Разумеется, что в этом случае речь уже идет о самых настоящих высоких технологиях и максимально сложных расчетах. Впрочем, достаточно большое количество тюнинговых силовых установок собирается, основываясь лишь на наличии определенного опыта, причем, не только собственного, но и заимствованного у крупных производителей автомобилей. Применение таких правил обосновано тем, что в большинстве случаев они оказываются весьма справедливыми.

Существует также ряд весьма важных факторов, способных оказать прямое влияние на расчет степени сжатия, а потому эти факторы стоит также принимать во внимание при разработке очередного проекта. Попробуем перечислить лишь наиболее заметные из них:

— желаемое давление наддува;

— октановое число используемого топлива;

— эффективность работы промежуточного охлаждения – интеркулера;

— форма камер сгорания;

— а также все мероприятия, на которые вы готовы пойти для снижения термальной напряженности непосредственно в камерах сгорания.

Наконец отметим, что добиться частичной компенсации значительно повысившихся нагрузок можно также и посредством манипуляций с углом опережения зажигания. Впрочем, это уже тема для совсем другого разговора.

Какое соотношение между компрессией и степенью сжатия?

Опции темы
  • Подписаться на эту тему…
  • Поиск по теме

    Какое соотношение между компрессией и степенью сжатия?

    Ну собственной такой вопрос. ))))
    Суть проблемы вот в чем. Имеется двигатель ЯМЗ 238 (МАЗ), померили компрессию. Показывает 22 очка. Говорят, что мало, надо больше 30 для нормальной работы.
    По мануалу глянули, там степень сжатия 16,5. В бензиновом двигателе коэфициент я знаю, а вот в дизельном нет.
    Кто-нибудь знает такое соотношение?
    Заранее спасибо!

    А в бензиновом какой коэффициент? Всегда думал что компрессия и степень сжатия одно и тоже )

    Если считаешь, что этот коэффициент одинаков для всех дизелей, то возьми данные от любого, которого знаешь и установи зависимость.

    Степень сжатия это отношение объема от поршня до ГБЦ, когда поршень находится в низшей точке, к тому же объему при поршне в высшей точке. Величина постоянная, заложеная, чисто, конструктивно.

    Да вот я и не знаю, одинаков он или нет. Мне хотя бы примерное значение. На бензиновых, примерно одинаков +-

    Давайте разберемся. Вот что говорит наука.

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

    , где:
    = диаметр цилиндра;
    = ход поршня;
    = объём камеры сгорания, то есть, объём, занимаемый бензовоздушной смесью в конце такта сжатия, непосредственно перед поджиганием искрой; часто определяется не расчётом, а непосредственно измерением из-за сложной формы камеры сгорания.
    Увеличение степени сжатия требует использования топлива с более высоким октановым числом (для бензиновых ДВС) во избежание детонации. Повышение степени сжатия в общем случае повышает его мощность, кроме того, увеличивает КПД двигателя как тепловой машины, то есть, способствует снижению расхода топлива.

    Детонация в двигателе — изохорный (взрывной) процесс горения топливо-воздушной смеси без совершения работы с переходом энергии сгорания топлива в температуру и давление газов. Фронт пламени распространяется со скоростью взрыва, приводит к сильным ударным нагрузкам на детали цилиндро-поршневой и кривошипно-шатунной групп и вызывает тем самым усиленный износ этих деталей. Высокая температура газов приводит к прогоранию днища поршней и обгоранию клапанов.

    Понятие степени сжатия не следует путать с понятием компрессия, которое обозначает (при определённой конструктивно обусловленной степени сжатия) максимальное давление, создаваемое в цилиндре при движении поршня от нижней мёртвой точки (НМТ) до верхней мёртвой точки (ВМТ) (например: степень сжатия — 10:1, компрессия — 14 атм.).

    Nissan произвела революцию в бензиновых двигателях

    Японский автопроизводитель Nissan Motor создал бензиновый двигатель нового типа, который способен сделать некоторые современные дизельные аналоги неактуальными. В его основе лежит электро-механическая технология изменяемой степени сжатия, которая обеспечивает оптимальную компрессию топливной смеси для её воспламенения. В результате новый мотор работает эффективно во всём диапазоне оборотов и нагрузок, демонстрируя производительность бензиновых двигателей с турбонаддувом при показателях мощности и экономичности современных дизельных и гибридных аналогов.

    Некоторые подробности были озвучены на прошедшем брифинге в техническом и дизайн-центре Nissan в городе Ацуги. «Мы считаем, что один из наших новых моторов является лучшим бензиновым двигателем, который со временем сможет заменить современные продвинутые дизельные агрегаты», — выразил уверенность Кинити Танума (Kinichi Tanuma), старший инженер Nissan, возглавляющий разработку продуктов под брендом высокого класса Infiniti.

    Компания также отмечает, что в последние 20 лет кто только не работал над переменным сжатием и другими технологиями, способными существенно улучшить экономичность бензинового двигателя, но только Nissan удалось добиться столь хорошего результата. «Улучшение эффективности расхода топлива в двигателях внутреннего сгорания критически важно для автопроизводителей. Так как не все потребители приемлют электромобили. Но остаются ещё серьёзные задачи, такие как повышенная сложность и стоимость, а также вероятное усиление вибрации», — сообщил Джеймс Чао (James Chao), директор в азиатско-тихоокеанском регионе.

    Степень компрессии определяет, насколько будет сжата воздушно-топливная смесь в цилиндрах перед её воспламенением и выработкой энергии. Обычно инженерам приходилось выбирать оптимальную степень сжатия для достижения нужных показателей мощности или экономичности. Двигатель Nissan VC-T варьирует этот показатель между 8:1 и 14:1. Для сравнения: автомобили массового сегмента настроены на коэффициент сжатия от 8:1 до 10:1, а более расточительные спортивные и гоночные автомобили отличаются соотношением 12:1 и выше.

    Ожидается, что решение на базе технологии Variable Compression-Turbo (VC-T) будет представлено на Парижском автосалоне в следующем месяце и уже в 2017 году интегрировано в автомобиль Infiniti. Со временем двигатели этого класса начнут использовать в машинах Nissan и возможно по партнёрскому альянсу с Renault. Относительно эффективности компания сообщает, что 2-литровый 4-цилиндровый двигатель VC-T с турбонаддувом на 27 % более экономичен, чем 3,5-литровый мотор V6, который он заменит, при сопоставимой мощности и крутящем моменте. Кроме того, этот двигатель окажется дешевле современных дизельных вариантов с турбонаддувом. Он также соответствует принятым нормам по оксиду азота и другим выбросам. Кинити Танума пояснил, что все эти показатели могут быть дополнительно улучшены при использовании бензиново-электрических гибридных систем.

    голоса
    Рейтинг статьи
  • Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector