Главное меню
· Главная

 · Новости

 · Обзоры

 · Статьи

 · Тюнинг

· Фотоархив

 · Ссылки
Опросы
Какие темы вам интереснее?

Автомобильные новости
Обзоры новых автомобилей
Полезные статьи
Обзоры тюнинговых автомобилей
Фотографии автомобилей



Результаты
Другие опросы

Ответов 3089
Реклама


Цифры
Яндекс цитирования
Rambler's Top100 Service
ДВС. Совсем другие гибриды
Разместил 03/07/2008 от slim
Статьи Пока одни специалисты предрекают повальный переход на электро­тягу, другие продолжают усовершенствовать старые добрые бензиновые моторы. И добиваются неплохих результатов ...

В течение одного года появилось сразу два новых экспериментальных двигателя, способных перевернуть наше представление о ДВС. В то время как показатели экономии топлива и роста КПД на уровне 3–5% считаются автомобильными инженерами очень приличными результатами, авторы новых проектов обещают 25–30%. Причем о таких невероятных возможностях совершенст­вования существующих сегодня (и серийно выпускаемых) двигателей говорят не дилетанты со «среднегаражным» образованием, а вполне ученые мужи из пользующихся уважением компаний.

Об инжиниринговой британской компании Ricardo мы неоднократно говорили в связи с автомобилями, участвующими и побеждающими в «24 часах Ле-Мана». Ricardo plc. — ведущий независимый технологический провайдер и стратегический консультант по вопросам мировой транспортной промышленности. Иными словами, по заказу фирм, производящих всевозможные транспортные средства, включая автомобили, Ricardo разрабатывает узлы, агрегаты и системы, отрабатывает технологии и создает необходимое программное обеспечение. Кроме того, компания занимается самостоятельными исследованиям и разработками, в случае необходимости привлекая другие фирмы (разработчиков и производителей), научно-исследовательские организации и университеты. В сотрудничестве с Denso и рядом других партнеров создан и новый «чудо-мотор».

Двухтактный двигатель эффективнее четырехтактного, но не свободен от ряда «врожденных пороков», прежде всего экологических. Инженерам Ricardo и их партнерам удалось на базе серийного создать концептуальный двигатель, способный плавно переходить из четырехтактного режима работы в двухтактный. Решить сложную техническую задачу помогли достижения автомобильной отрасли, ставшие привычными за последний десяток лет: наддув (турбинный и механический), впрыск топлива, электронное управление рабочим процессом.

Двигатель, названный 2/4 SIGHT, запускается как четырехтактный. Затем, после выхода нагнетателей и прочих «энергопотребителей» на устойчивую работу, переводится на более эффективный двухтактный. Причем переход не приводит к прерыванию крутящего момента и может производиться как на установившихся, так и в переходных режимах.

В качестве основы для прототипа был использован один ряд серийного двигателя V6 рабочим объемом 2,1 л. Ожидается, что такой двигатель 2/4 SIGHT при шести цилиндрах по мощности, крутящему моменту и прочим характеристикам будет соответствовать бензиновому мотору V8 рабочим объемом 3–4 литра.



Двигатель HCCI

Для отработки фаз газораспределения на испытательном стенде была использована система электрогидравлического привода клапанов (EHV). Система подачи воздуха — двухступенчатая с промежуточным охлаждением (супернагнетатель Rotrex + турбо­нагнетатель Honeywell). В первых опытах для упрощения эксперимента воздух подавался из централизованной магистрали. Электронная система управления двигателем — специальная система Denso для быстрого подбора параметров — работала с системами впрыска и зажигания того же производителя. Двигатель был собран в техническом центре Ricardo в Шорхеме и установлен для испытаний в лаборатории имени сэра Гарри Риккардо Брайтонского университета.

В ходе тестов были разработаны и усовершенствованы принципы работы систем двигателя, обеспечивающие его устойчивую работу в двух- и четырехтактном режимах. Система управления, разработанная Denso совместно с Ricardo, и гибкое управление клапанами позволили оптимизировать стратегию управления двигателем 2/4 SIGHT, включая режимы переключения. Результаты испытаний обнадежили: удельный крутящий момент в двухтактном режиме оказался экстремально высоким — 150 Нм при 2500 мин-1. А это открывает путь к радикальному уменьшению габаритов и рабочего объема будущих моторов.

По завершении программы испытаний было проведено компьютерное моделирование рабочего дорожного цикла и разгона при стабильном расходе топлива и полной мощности. Опыт проводился с использованием пакета программного обеспечения MSC «Easy5», позволяющего выполнить детальное моделирование двигателей, коробок передач, приводов, шин и аэродинамических устройств.



Опытный «бензо-дизельный» двигатель уже встал на колеса

Базовым для сравнения был выбран серийный легковой автомобиль массой 1800 кг, продаваемый на европейском рынке с 3,5-литровым бензиновым двигателем V6 без наддува и обычной автоматической коробкой передач к конвертерам крутящего момента. Для уточнения базовых характеристик и проверки методики результаты расчета базового расхода топлива сравнили с опубликованными данными. Разница между показателями модели и реального автомобиля не превысила 1%, что для таких вычислений вполне допустимо. Результаты моделирования показали, что вместо серийной силовой установки рабочим объемом 3,5 литра для достижения таких же разгонных характеристик, включая старт с места, достаточно двигателя V6 2/4 SIGHT рабочим объемом 2,0 литра. Это означает, что экономия топлива по новому европейскому дорожному циклу (NEDC — New European Drive Cycle) составит 27%, а выбросы двуокиси углерода (СО2) снизятся с 260 до 190 г на 1 км пробега.

Параллельно с испытаниями в Великобритании инженеры Ricardo в Детройтском технологическом кампусе компании разработали и запатентовали механическую систему переключения, действующую по алгоритмам, отработанным с использованием EHV. Эта разработка не только позволяет использовать принципы работы 2/4 SIGHT на серийных двигателях при минимальной доработке последних, но и существенно удешевляет конст­рукцию, делая стоимость двигателя 2/4 SIGHT меньшей, чем у других сложных современных бензиновых и дизельных силовых установок. Причем все стандарты на выбросы будут соблюдены «с запасом».



Рабочий процесс двигателей

Традиционный цикл двигателя Отто не понравился и конструкторам General Motors — компании, не нуждающейся в представлении. Но они посчитали «идеалом» дизель и разработали процесс HCCI (Homogenous Charge Compression Ignition — зажигание гомогенного заряда (рабочей смеси) сжатием). Заставить исправный бензиновый двигатель работать в дизельном режиме невозможно. При степени сжатия 11–15 образующегося тепла недостаточно для воспламенения смеси. Опытные автомобилисты знают, что мотор «дизелит» лишь тогда, когда в камере сгорания наличествуют какие-то перегретые объекты: большое количество нагара, электродиоды неправильно подобранной свечи и т.п. Калильное зажигание не имеет ничего общего с дизельным процессом, как и зажигание электрическое, оставаясь принудительным. О самовоспламенении в этом случае речи не идет. При нормальной для дизеля степени сжатия 22 и более бензин в цилиндре не сгорает, а взрывается. Процесс становится слишком «жестким» даже по дизельным меркам. Процесс HCCI предполагает, что до рабочей температуры двигатель разогревается как бензиновый, а необходимую для дизельного цикла теплоту получает, оставляя в цилиндре значительную часть отработавших газов. Для этого выпускной клапан закрывается значительно раньше обычного.

Для получения «гомогенной», то есть хорошо и равномерно перемешанной обедненной топливно-воздушной смеси форсунка (инжектор) располагается по центру камеры сгорания. Управление самовоспламенением осуществляется с учетом сигналов от датчиков давления, расположенных в каждом цилиндре. Процесс HCCI требует быстрой перенастройки фаз газораспределения и двух уровней высоты открытия клапанов.

Самое важное: процесс HCCI может быть осуществлен на серийном двигателе, подвергнутом относительно небольшим переделкам. Изменяется головка блока цилиндров, газораспределительный механизм и программа управления. Осуществление бензинового дизельного воспламенения сулит экономию топлива в пределах 15% при значительном снижении выбросов.

Опытный образец уже изготовлен. Четырехцилинд­ровый двигатель рабочим объемом 2,2 л установлен на Opel Vectra. Для холодного пуска и резких разгонов используется процесс Отто, при равномерном движении воздушно-топливная смесь самовоспламеняется в управляемом режиме. В обоих случаях используется трехступенчатый каталитический нейтрализатор. В отличие от дизельного двигателя, нейтрализации NOx (из-за низкого содержания окислов азота) не требуется. КПД двигателя HCCI приближается к показателям дизеля. Основная проблема, с которой столкнулись испытатели, — нестабильность внешних условий. Различные погодные условия (температура, атмосферное давление, влажность воздуха) и нестабильное (даже в пределах заводских допусков) качество бензина «сбивают» регулировки, затрудняя получение гомогенной смеси. Обычный бензиновый двигатель менее капризен. Но и HCCI по мере накопления опыта может стать «всеядным»: в конце концов, все дело в полноценном программном обеспечении. А разницу в работе двигателей разных типов сможет почувствовать каждый. На автозаправке.



Рабочие циклы двигателя 2/4 SIGHT

Ведущий независимый технологический провайдер и стратегический консультант по вопросам мировой транспортной индустрии. Компания имеет технические центры и офисы в Великобритании, США, Германии, Чехии, Китае, Японии и Корее. Инженерный опыт компании простирается от интеграции систем транспортного средства, систем управления, разработки электроники и программного обеспечения до новейших систем приводов и трансмиссий; бензиновых, дизельных, гибридных и водородных силовых установок. Среди ее клиентов крупнейшие мировые производители транспортных средств, двигателей и трансмиссий и ведущие гоночные команды. Более 70% работников — инженеры и техники высокой квалификации, владеющие несколькими областями знаний. Доход компании в 2007 финансовом году составил 171,5 млн фунтов.

Владимир Заборщиков 5koleso
 
Связанные ссылки
· Больше про Статьи
· Новость от slim


Самая читаемая статья: Статьи:
Установка пятиступенчатой коробки передач на ВАЗ-«классику»

Рейтинг статьи
Средняя оценка: 5
Ответов: 1


Пожалуйста, проголосуйте за эту статью:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

Извините, комментарии не разрешены для этой статьи.