Kuidas tundub auto ilma nukkvõllita mootoriga? Auto mootor ilma nukkvõllita Mootor ilma nukkvõllita tööpõhimõte
Rootsi superautode tootja Koenigseggi tütarettevõte töötab uut tüüpi sisepõlemismootorite klapisüsteemi kallal. Uus süsteem eemaldub täielikult klassikalisest skeemist, mis eeldab nukkvõllide olemasolu, mistõttu sai see nime "Camless", "ilma nukkvõllita". FreeValve on avaldanud, mis näitab uue revolutsioonilise mootori tööd täies detailsuses.
Mootori põhiosa, mis selle tegelikult eriliseks teeb, on mootoriklappide pneumaatiline ajam. Pneumaatilised ventiilid juhivad süsteemi tööd. Camless mootorite abil saavad tootjad lõpuks sünkroniseerida mootorite klapiajastust. Iga põlemisfaasi reguleeritakse vastavalt tingimustele, mootorid muutuvad kergemaks ja toodavad rohkem võimsust, suurendades samal ajal efektiivsust. Rootslaste väljatöötatud süsteem annab võimaluse juhtida iga silindri põlemistsüklit.
Mootori töö põhineb ventiilide pneumaatilisel ajamil, mis avanevad ja sulguvad pneumaatilise või vedru surve all. Kõiki klappe saab reguleerida eraldi, mis võimaldab sujuvalt reguleerida klapi tõstekõrgust ja selle avanemise kestust, samuti vajadusel lihtsalt deaktiveerida teatud silinder. Pneumaatilise klapisüsteemi eeliseks on ka see, et see kulutab mootorilt vähem energiat kui klassikalised nukkvõllid.
Kõik eelpool mainitud uut tüüpi mootorite nüansid võimaldavad oluliselt suurendada väljundvõimsust (võimsuse ja pöördemomendi kasv kuni 30%) ning parandada ka kütusesäästlikkust (samuti kuni 30 protsenti). Samal ajal muutuvad revolutsioonilise süsteemiga mootorid keskkonnasõbralikumaks ja kahjulike heitmete hulk väheneb oluliselt.
Kui kogu süsteem on nii lahe, siis miks ei võta kõik autotootjad seda kohe kasutusele? Miks nad sellega ei kiirusta? Süsteemi kaks peamist nõrkust on vaikne töö. Need takistavad ka edasiminekut.
Kuid isegi kui "nukkvõllita" süsteem juurdub, pikendab see tõenäoliselt ainult ajutiselt sisepõlemismootori eluiga; keegi ei kahtle, et seda tüüpi mootor varem või hiljem pensionile läheb.
Muigab: "Mõni aasta tagasi ütles GM-i insener, et me ei näe kunagi ilma nukkvõllita mootorit. Praegu sõidame ilma nukkvõllita autoga. Selgub, et ta eksis." Tere tulemast tulevikku.
Koenigseggi tiiva all elab väike firma nimega Freevalve. See, mida nad teevad, on lihtsalt uskumatu. Näete, mootorites on selline asi nagu nukkvõll. Sellel on nukid, mis avavad ja sulgevad ventiilid, kui need pöörlevad. See element on mootorites olnud alates nende loomisest.
Süsteem töötab laitmatult, kuid klapid ei ole alati avatud ega suletud. On vaheetapp, mis ei ole eriti efektiivne. Kuid insenerid arvavad jätkuvalt, et nukkvõll on ainus saadaolev lahendus. Kuidas on? Miks mitte minna hulluks ja tulla välja mõne absurdse ideega – nagu suruõhk?
Freevalve mootor vabaneb nukkvõlli ja gaasihoova korpusest, asendades need igal silindril pneumaatiliste ajamite vastu. See kontseptsioon on olnud kasutusel juba mõnda aega. Laevad kasutavad elektromagnetilise klapi avamise mehhanismi. See tähendab, et kontseptsioon on ennast tõestanud. Jääb üle vaid taandada see millegi tavalisema mastaabile.
See süsteem tagab iga silindri ja iga klapi täiesti sõltumatu juhtimise. Kui teil on 4 ventiili, avanevad vajadusel ainult kaks. Tavalise nukkvõlliga seda saavutada ei saa. Freevalve saab välja lülitada ühe silindri, kaks, kolm ja nii edasi.
Teine üllatav asi on see, et süsteem on võimeline töötama erinevates režiimides. Madalatel pööretel võib mootor töötada nagu kahetaktiline, mis parandab oluliselt jõuülekannet: 3000 p/min tundub nagu 6000 p/min. Mootor võib töötada Milleri tsükliga (nagu Mazda Xedos 9): kuigi see on keeruline, on see palju tõhusam. Noh, pluss kõik, mootor võib töötada mitut tüüpi kütusega. Christian rõhutas, et bensiin ja diisel saavad omavahel läbi. Loomulikult ei räägi me nende ühendamisest ühtseks seguks. Kaks eraldi paaki oleks suurepärane idee.
Kõige muljetavaldavam osa aga: praeguste mootorite puhul tagab süsteem 30% suurema võimsuse ja pöördemomendi ning 50% suurema kütusesäästu. See võimaldab ka mootori suurust vähendada. Nii et maast madalast ehitatud kompaktne mootor suudab konkureerida palju suurema töömahuga mootoritega.
Christian kirjeldas nukkvõlli tööd kui "luuaga klaveri mängimist", samas kui Freevalve on tõeline "näpumäng". Teil on kõrgem kontrolli tase. Kuna kõik elemendid töötavad iseseisvalt, võib üks silinder või täiturmehhanism üles öelda ja mootor jätkab tööd paljudeks aastateks.
Lühikese sõidu ajal Saab 9-5-ga, mida Freevalve oma tehnoloogia väljatöötamiseks kasutas, tundis Jalopniku arvustaja end nagu tavalises autos. Kas pole see parim kiitus ühelegi uuenduslikule meetodile? Madalatel pööretel tundub mootor veidi nagu diisel, kuid aja jooksul selle jõudlus taseneb. Süsteem töötab, kuid mootori tarkvara on alles lapsekingades. Rootslased peavad seda parandama, aga neil on aega. Meie ees on viienda põlvkonna süsteem ja kuues on juba silmapiiril.
Christian ei usu, et see tehnoloogia sisepõlemismootorit väljasuremisest päästaks, kuid see võib selle eluiga oluliselt pikendada. Kujutage vaid ette, mida see idee võis 10 aastat tagasi ellu viia. Kus oleks ICE täna?!
Väga vastuoluline teema Internetis. Mõned väidavad, et see on tulevik, teine osa aga, et siin pole midagi uut, see kõik on ammu teada ja seda ei tehta suures mahus, sest see pole usaldusväärne, raske ja mõttetu.
Jah, on ka selline arvamus: ükskõik kui palju saate "iidset mehhanismi" täiustada, peate looma midagi põhimõtteliselt uut! Igal juhul vaatame, millest me räägime, ja teeme oma järeldused.
2005. aastal sai Christian von Koenigseggi järgi nime saanud auto ametlikult planeedi kiireimaks seeriaautoks: Guinnessi rekordite raamatu eksperdid registreerisid kiiruseks 388,87 km/h. Koenigsegg CCXR-ist on saanud maailma parim sportauto kaalu ja võimsuse poolest. Koenigsegg One:1 võtab parima kiirenduse kategoorias liidrikoha, saavutades kiiruse 300 km/h vaid 11,92 sekundiga.
Samal ajal kui maailma tõhusaimad sportautod löövad rekordi järel, sõidab nende looja kavalalt naeratades ringi vana Saab 9−5-ga. Kapoti all on “vanal mehel” ainus mootor maailmas, millel pole ei nukkvõlli ega nukke ega klapitõstukeid ega kurikuulsat hammasrihma. Ja erinevalt pöörasest Koenigseggist, mis on mõeldud ainult rikastele ja kuulsatele, tõotavad üksikute klapiajamiga mootorid olla Rootsi leiutaja esimene tõeliselt masstoodang.
Kahe elemendi vahel
Test Saabi silindripeas töötab ootuspäraselt 16 klappi. Igaüht neist juhib eraldi täiturmehhanism ja mootori juhtarvuti annab igaühele käsu avada või sulgeda teistest sõltumatult.
Täiturmehhanism on Koenigseggi tütarettevõtte Freevalve peamine oskusteave. Paljud arendajad, sealhulgas paljud maailmakuulsad autotootjad, on püüdnud varustada iga klapi individuaalse ajamiga ja juhtida neid üksteisest sõltumatult. Kõige ilmsem lahendus lineaarsete elektrimootorite (solenoidide) näol ei anna soovitud tulemust: väikestel mootoritel pole piisavalt võimsust, et kiirendada ventiilide kiirust (20 000 avamist ja sulgemist minutis) ja probleeme jahutusega. ja usaldusväärsus.
Christian von Koenigsegg oma ajami tööpõhimõtteid üksikasjalikult ei käsitle, kuid selgitab hea meelega "pneumohüdrauliline-elektrilise täiturmehhanismi" üldist kontseptsiooni. Klapid avatakse pneumaatika abil ja suletakse hüdraulika abil. Nii pneumaatilised kui ka hüdrosüsteemid on pidevalt rõhu all ja on valmis andma klapile maksimaalset energiat. Elektriajami ülesanne on ainult õhu või õli õigeaegne varustamine ventiiliga. Sel juhul laheneb jahutuse ja määrimise probleem iseenesest: enim koormatud ajamiosi hooldavad sisepõlemismootori enda vastavad süsteemid.
Freevalve täiturmehhanismi ilu seisneb selles, et see sobib peaaegu iga auto või mootorratta mootoriga. Olenemata sellest, kas tegemist on kõrgete pööretega võidusõidumootorrattaga, mis pöörleb 16 000 p/min või diiselveokiga, mis pöörleb 3500 pööret minutis, sobib sama ajam nende vajadustele. Võidusõidumootorratta klapp on valmistatud kergsulamist, nii et täiturmehhanismi energia kiirendab selle kergesti suurtele kiirustele. Tõstuki ventiil on suur ja raske, kuid see ei vaja suuri kiirusi.
Hingake kõikidesse ventiilidesse
Punane graafik näitab sisselaskeklapi avanemiskõverat, sinine väljalaskeklapi avanemiskõverat. Selgelt on näha, et klapid püsivad täielikult avatud asendis nii kaua kui võimalik – graafikud on peaaegu ristkülikukujulise profiiliga, samas kui tavapärase hammasrihmaga oleksid need pigem paraboolid. Vajalikud gaasikogused läbivad Freevalve klapid tavapärasest lühema aja jooksul, mistõttu lühikesed sisselaske- ja väljalaskefaasid ei kattu. See on keskkonnategevuse tulemuslikkuse peaaegu kahekordse paranemise põhjus.
Klaveril rokkariga
"Traditsioonilise nukkvõlli kasutamine Freevalve'i asemel on nagu klaveri mängimine sõrmede asemel nookuriga," ütleb von Koenigsegg. Milliseid probleeme soovib leiutaja lahendada iga klapi käitumise eraldi programmeerimisega? Loetleme need üles huvi suurenemise järjekorras.
Kõige ilmsem: mootori erinevate töörežiimide jaoks (peamiselt väntvõlli pöörlemiskiirus) on oma optimaalne õhu-kütuse segu koostis, omad õiged hetked klappide avamiseks ja sulgemiseks. Traditsiooniliselt lahendatakse see probleem muutuva klapiajastusmehhanismi (näiteks VTEC) abil: kogu nukkvõll pöörleb ajahamba suhtes veidi ning kõik klapi avanemis- ja sulgemispunktid nihutatakse ette- või tahapoole.
VTEC-i probleemiks on režiimide piiratud arv, samas kui individuaalselt juhitavad ventiilid võimaldavad teil optimaalset parameetrite komplekti üle vaadata mis tahes, isegi väikseima kiiruse muutuse jaoks. Kuid peamine on see, et Freevalve võimaldab teil muuta mitte ainult klapi avanemise hetke, vaid ka kestust.
Aga mis siis, kui tahame mootori võimsust paindlikult juhtida, lülitades mõned silindrid välja? Kaasaegsetes mootorites lahendatakse probleem väga keerulise mehhanismi abil: iga klapi jaoks on kaks nukk, mis asendavad üksteist, liikudes mööda nukkvõlli. Üks nukk tagab ventiili normaalse töö, teine vastutab silindri töötamise eest ooterežiimis. Vabaklappide klapid võimaldavad teil mis tahes ballooni jaoks mis tahes programmi igal ajal ilma mehaaniliste trikkideta sisse lülitada.
Traditsioonilise hammasrihma peamine probleem seisneb aga nuki elliptilises kujus, mille tõttu ei ole klapp peaaegu kunagi avatud ega täielikult suletud. Selle asemel avaneb see alati pehmelt või sulgub pehmelt, mis vähendab selle läbilaskevõimet. Veelgi enam, see omadus toob kaasa asjaolu, et teatud hetkedel on sisselaske- ja väljalaskeventiilid samal ajal avatud ning see mõjutab negatiivselt mootori keskkonnaomadusi.
Christian von Koenigsegg demonstreerib spetsiaalse seadme monitoril klapi avanemiskõverat. See meenutab ristkülikut: klapp avaneb järsult, hoitakse lahti ja sulgub seejärel järsult. See ei ole traditsioonilise klapi igavene kurb ellips. Eriti huvitav on see, et kõver säilitab oma nurga ka suurtel pööretel (kuni 10 000 p/min) - täiturmehhanismil on piisavalt jõudu, et klapp tõesti kiiresti avada ja sulgeda.
Võib-olla on just viimane omadus kõige rohkem vastutav vabaklappide katsemootori muljetavaldavate katsetulemuste eest: see toodab 30% rohkem pöördemomenti, tarbib 30% vähem kütust ja vähendab heitgaase 50%.
Kolm silindrit, kaheksateist ventiili
Vabaklappide klapid muudavad silindripea ja mootori enda palju kompaktsemaks. Kuid see pole kaugeltki ainus paigutuse eelis. Saate suurendada klappide arvu silindri kohta, jagades funktsioonid nende vahel. Näiteks suunatakse üks osa heitgaasidest ülelaaduri turbiini ja teine otse katalüsaatorisse, keskkonnakaalutlustel. Spetsiaalsed klapid on kasulikud ka auto pneumaatiliseks hübriidiks muutmisel.
Maha kaanonid!
Freevalve on rohkem, kui tundub. Esiteks võib süsteem oluliselt muuta auto välimust. Nukkvõll ja klapitõstukid võtavad silindripeas palju ruumi, lisaks kaaluvad nad palju. Freevalve’iga neljasilindriline mootor on suuruse ja kaalu poolest sarnane kolmesilindrilisele. Kui arvestada, et sõltumatud klapid annavad märkimisväärse pöördemomendi tõusu, siis saame isegi kahe silindriga läbi. Ja siis saab pisikese mootori isegi istme alla ära peita.
Süsteem võimaldab igal ajal lülitada mootori eksootilisele töötsüklile, olgu selleks siis Miller, nagu Mazdal, või Atkinson, nagu Priusel. Miks olla tagasihoidlik: soovi korral võib mootorist saada hetkega kahetaktiline mootor, mis suurendab võimsust peaaegu kahekordselt! Von Koenigsegg unistab kahe kütusepaagi ja toitesüsteemiga autodest: bensiini ja diisli jaoks. Biokütusele üleminekul on oluline ka seadistuste paindlikkus.
Kuid leiutaja kõige huvitavam fantaasia on pneumaatiline hübriid. Spetsiaalse klapikonfiguratsiooni abil saate sisepõlemismootori muuta kompressoriks, mis pidurdamisel pumpab õhku silindrisse, kogudes rõhku. Seejärel saab suruõhku silindritesse suruda, autot kiirendades või kasutada võimsa analoogina turboülelaadurile, suurendades korraks mootori võimsust.
Sõltumatute klappidega mootori kõige ootamatum omadus on võib-olla töökindlus. Hammasrihma purunemist kardab iga juht: kui kolb klappidele “järele jõuab”, juhtub sama kõigis teistes silindrites. Kallis silindripea ja koos sellega ka kolvid ja võimalik, et väntvõlliga ühendusvardad saavad tõsiselt viga.
Ja Freevalve'iga on kõik lihtne: pole hammasrihma – pole probleeme! Kui üks silinder äkki “koputab”, jäävad kõik teised terved ja terved.
Hunt lambanahas
Sõltumatute klappidega hammasrihma eksperimentaalse versiooni saanud vana Saab sõitis sellega 60 000 km, olles näinud nii suvesooja kui 20-kraadist pakast. Silindripea valmistati algsest Saabist, visates välja kõik ebavajaliku ning töödeldud uued kanalid hüdraulika ja pneumaatika jaoks. Meie kolleegid Jalopnik.com-ist juhtisid “vanameest” ja märkisid, et pööretel kuni 3000 p/min on sellel diislikütuse harjumused - see koputab iseloomulikult klappe ja tekitab pöörast pöördemomenti.
tehnikateaduste kandidaat D. SOSNIN.
Arkhangelsky gaasijaotusmehhanismi ahelas on tsentrifugaalregulaator, mis nihutab klappide avanemis- ja sulgemismomente sõltuvalt väntvõlli kiirusest.
Arkhangelsky ventiil avaneb elektromagneti käivitamisel ja sulgub tagasivooluvedruga.
Kahe elektromagneti kasutamine klapi liigutamiseks välistab vajaduse tagasivooluvedrude järele.
Gaasijaotusmehhanismi uues konstruktsioonis asub ajam silindriploki küljel. Pikkade solenoidide kasutamine suurendab klapi käiku ja võimaldab seda reguleerida laias vahemikus.
Ajalooliselt on kodumaine autotööstus arenenud püüdes oma lääne kolleegidele järele jõuda. Tõeliselt originaalseid mudeleid (nende hulka kuulub näiteks "Võit") saab ühe käe peal üles lugeda. Ja ometi on ilmumas huvitavaid arenguid, mille rakendamine võimaldaks meie autotootjatel välismaistega edukalt konkureerida. Toome lugejate ette loo ebaharilikust mehhanismist, mille pakkus välja Moskva Auto- ja maanteeinstituudi (Riikliku Tehnikaülikooli) elektrotehnika ja elektriseadmete osakonna dotsent D. A. Sosnin. Seade võimaldab loobuda tavapärase nukkvõlli kasutamisest mootoris ja samal ajal paindlikult juhtida klapi ajastust ja klapikäiku.
KUS ELEKTROONIKA ETTEB
Iga autotootja püüab tagada, et tema autode sisepõlemismootorid (ICE) töötaksid optimaalses režiimis: tagaksid maksimaalse võimsuse, ühtlase pöördemomendi, minimaalse kütusekulu ja heitgaaside minimaalse mürgisuse. Seni pole aga keegi suutnud seda täielikult saavutada, kuna mõne omaduse paranemine toob kaasa teiste halvenemise. Viimasel ajal on aga saavutatud märkimisväärseid edusamme tänu automatiseeritud mootorijuhtimise kasutamisele koos elektroonika laialdase kasutamisega.
Juhtimissüsteemi programmi koostamisel viiakse mootor spetsiaalsel katsestendil stabiilsesse töörežiimi ja kõiki parameetreid reguleeritakse järjestikku nii, et need annaksid selle režiimi jaoks parimad väljundomadused. Sama tehakse ka teistes režiimides. Tulemused salvestatakse elektroonikaploki püsimällu mitmemõõtmelise diagrammi kujul, mille abil genereeritakse seejärel iga parameetri jaoks juhtsignaalid.
Näiteks keerulises elektroonilises süsteemis “Motronic” (Saksamaa), mis juhib kütuse sissepritse ja süüdet, on viis sellist skeemi: süüte ajastuse, kütuse sissepritse aja, retsirkulatsiooniklapi asendi reguleerimiseks (seade, mis tagastab osa heitgaasid silindrisse kütuse paremaks järelpõlemiseks), energia kogunemisaeg süütepoolis ja gaasipedaali asendis. Selle süsteemi sisendparameetriteks on mootori pöörlemiskiirus, mootori pöördemoment ja temperatuur, samuti aku pinge. Väljundis jälgitakse mootori pöörlemissageduse vastavust pöördemomendile ja vingugaasi sisaldust heitgaasides.
Kahjuks on autol süsteem, mida ei suuda reguleerida ka kõige keerukam autoelektroonika. See on gaasijaotusmehhanism, millel on jäik kinemaatiline ühendus väntvõlli ja nukkvõlli vahel.
Eksperdid usuvad, et klassikaline mootor on üsna täiuslik ja kui see mõnikord halvasti töötab, siis ainult sellepärast, et see "lämbub oma heitgaasi"; Kui annate mootorile rohkem hapnikku, laske sellel "sügavalt hingata", pole muud võimalust.
Saate mootorit aidata, kui saaksite ventiilide, eelkõige sisselaskeklappide avamise ja sulgemise ajastust nihutada. Mäletan, kuidas veel eelmise sajandi 70ndate alguses Balti võidusõitjad
Võistluse võitsid Republics, saavutades väntvõlli pöörlemissagedused tühikäigul kuni 3000 p/min ja täisgaasil kuni 8000 p/min. Hiljem selgus, et nad olid hankinud nukkvõlli šablooni, sulatanud nukid ja seejärel käsitsi nende kuju reguleerinud. Selliste nukkvõllidega andsid mootorid suure jõudluse (võimsus ja pöördemoment), kuid ainult suurel kiirusel. See on hea sportautode jaoks, kuid "era" autode jaoks on see vastuvõetamatu. Sellegipoolest näitab see asjaolu klapi faasi viivituse või edasiliikumise olulist rolli.
Kuidas sundida klappi avanema ja sulguma hetkel, mis vastab mootori optimaalsele tööle? On selge, et klapi ajastust tuleb juhtida sõltuvalt väntvõlli kiirusest, asendist ja koormusest. Traditsiooniline nukk-nukkvõll seda probleemi ei lahenda.
Väikestes piirides saab klapi ajastussuhet reguleerida mehaaniliste, elektromehaaniliste, hüdrauliliste ja pneumaatiliste klapiajamite abil. Kuid kõige lootustandvam on elektromagnetiline ajam, mida juhib elektroonika. Selle abiga saate mitte ainult optimeerida mootori jõudlust, vaid ka laiendada selle funktsionaalsust. Seega saab neljasilindrilise mootori panna toimima kahe- või kolmesilindrilise mootorina, muutes klapi süütamise järjekorda; see töötab ühtlasemalt muutuva koormuse korral, tarbib antud võimsuse juures maksimaalsetel pööretel vähem kütust. Sellise mootoriga ei teki probleeme väntvõlli pöörlemissuuna muutmisega.
Esmapilgul tundub kõik väga lihtne, kuid millegipärast leidub autode solenoidventiile siiski vaid eksperimentaalses arenduses.
ARKHANGELSK VENTIIL
Paindliku juhtimisega elektromagnetilise klapi ideed proovis ellu viia 20. sajandi keskel MADI professor V. M. Arkhangelsky. Elektromagnetite sisse- ja väljalülitamine toimus nukkvõlli nukkidega ühendatud kontaktide sulgemisel ja avamisel. Klapp viidi vedru abil oma kohale tagasi.
Arkhangelsky disain sisaldas nukkvõllil tsentrifugaalregulaatorit. Kui pöörlemiskiirus muutus, nihutas see nukkide asendit ja põhjustas ventiilide avanemise ja sulgemise. Seega mängis regulaator tagasiside rolli. See võimaldas hakkama saada ilma programmijuhtimiseta, mida, muide, ei saanud siis veel eksisteerida.
Kahjuks ei olnud skeemi elegantsusest hoolimata võimalik luua toimivat kujundust. Fakt on see, et klapp peab töötama kiiresti ja usaldusväärselt sulguma ning seetõttu on vaja suure jäikusega tagastusvedru. Seetõttu vajate võimsat elektromagnetit, mis tarbib sõiduki pardavõrgust märkimisväärset voolu. Neil päevil polnud võimsaid pooljuhtventiile ja suurte voolude lülitamisel põlesid metallkontaktid kiiresti läbi. Lõpuks, kui klapp suleti tagasivooluvedruga, tekkis klapipea tugev löök istmele, mis tekitas gaasijaotusmehhanismi töötamise ajal müra ja põhjustas sagedasi klapi rikkeid.
ÜKS ON HEA, KAKS ON PAREM
Saate vabaneda paljudest Arkhangelsky ventiilile omastest puudustest, kui paigaldate ühe elektromagneti asemel kaks - avamise ja sulgemise. Sarnase skeemi töötas välja üks Togliatti osariigi ülikooli üliõpilastest diplomiprojektis tehnikateaduste doktori, professor V. V. Ivashini juhendamisel.
Selles konstruktsiooni versioonis pole vedrusid vaja ja seetõttu võivad elektromagnetid olla väiksema suuruse ja võimsusega - lõppude lõpuks kulub suur vool ainult klappide sulgemisel ja avamisel ning nende hoidmiseks kümme korda voolutugevust. piisab vähemast.
Kuid mis kõige tähtsam, nüüd saate täiesti ilma nukkvõllita hakkama, kuna programmeeritav kontroller - elektrooniline seade, tavaliselt mikroprotsessoril, mis juhib mootori ja muude autosüsteemide tööd - saab elektromagneti kaudu reguleerida reaktsiooniaega ja voolutugevust. mähis.
NAMI asus tehnikateaduste kandidaadi A. N. Terekhini juhtimisel läbi viima M-412 mootoril põhineva elektromagnetilise klapiajamiga gaasijaotusmehhanismi uurimist ja arendamist. Selle tulemusena loodi gaasijaotusmehhanismi töötav prototüüp kahesuunaliste elektromagnetitega kaheksal ventiilil. Kuid alates 1990. aastate algusest on rahastamine lakanud ja paljutõotav areng läks arhiivi kaduma.
Mitu aastat tagasi jätkati Volžski autotehases tööd uue gaasijaotusmehhanismi kallal AvtoVAZ-i peadisaineri P. M. Prusovi juhtimisel. Nii kuulutati ülevenemaalise konkursi “Vene auto” (vt “Teadus ja elu” nr 12, 2002) teemade hulgas välja “16-klapilise VAZ mootori gaasijaotusklappide elektromagnetilise ajamisüsteemi väljatöötamine”. . Konkursile esitati kaks projekti, kuid mõlemad olid täiesti ebaolulised ja neid ei võetud isegi arvesse.
Vahepeal hakkasid Jaapani, Ameerika ja (suurima eduga) Saksa autotootjad töötama solenoidklapi ajami täiustamise nimel. Juba 2002. aastal alustas BMW tõelise 16-klapilise mootoriga gaasijaotusmehhanismi katsetamist kõigi ventiilide elektromagnetilise ajamiga.
KONKURENTSIVÕIMELINE DISAIN
Samal ajal alustati MADI (GTU) elektrotehnika ja elektriseadmete osakonnas elektromagnetiliste gaasijaotusventiilide väljatöötamist.
Kuigi läänes meid konkurentidena ei tunnustatud: öeldakse, et "me olime 10 miili taga" (võidužargoonis öeldakse nii kahe ringi mahajäämise kohta, mis tähendab nõrku), kuid autor patenteeris disaini, mis lahendab enamik elektromagnetiliste ajamite omaseid probleeme.
Klappide kohale paigaldatud mahukate elektromagnetite asemel kasutab see pikki solenoide. Südamiku pidurdamine pikas solenoidis ei realiseeru mitte jäikade peatustega, vaid servamagnetväljadega ning ajam muutub vaikseks. Lisaks võib klapikäik olla nii suur ja reguleeritav kui soovitakse. Edasi-tagasi liikumine elektromagnetilt klapile edastatakse varda ja õõtsuva nookuri kaudu. Tänu sellele saab ajamit paigaldada mitte silindriploki kohale, vaid selle külgpinnale. Selle tulemusena väheneb oluliselt mootori kõrgus ning ajamiosade jahutamiseks ja määrimiseks kasutatakse standardseid sõidukisüsteeme.
Nüüd on see mootoriehitajate otsustada. Kui õnnestub idee metalliks tõlkida, ilmub Venemaale pöördemomendiga ja ökonoomne auto, mis vastab ka kõige rangematele heitgaaside puhtuse nõuetele.
Leiutaja Christian von Koenigsegg tõestas automaailmale, et mootoris pole nukkvõlli vaja – see osa on üleliigne. Nukkvõllita mootoril on autotööstuses oma koht.
Christian sündis 1972. aastal Rootsis Stockholmis. Juba lapsena armastas ta kodumasinaid lahti võtta sooviga seadmete kujunduses midagi muuta ning puberteedieas oli ta end oma naabruskonnas juba sisse seadnud kõigi ametite tungraua ja andeka käsitöölisena.
Ta ennustas esimesena, et kiibid asendavad CD-sid, ta tahtis isegi selle seadme disaini patenteerida, kuid sel ajal ei huvitanud see kedagi.
Ta leiutas ka luku puitplaatide kinnitamiseks, kuid ka temast ei saanud keegi aru, isegi mitte puidutööstuses töötav isa. Seejärel patenteerisid teised ettevõtted sarnase patendi ja teenisid sellega palju miljoneid.
22-aastaselt alustas ta autode loomisega, asutas ettevõtte Koenigsegg Automotive AB ja 2002. aastal alustati Koenigsegg CC tootmist.
2005. aastal kanti see auto Guinnessi rekordite raamatusse kui kiireim seeriaauto (388 km/h). Ja tema auto Koenigsegg CCXR on võimsuse ja kaalu suhte poolest liider. Koenigsegg One1 kaubamärgi auto on kiirenduse liider, see suudab kiirendada kuni 300 km/h. 11,92 sekundiga.
Kahe elemendi vahel
Christian Von Koenigsegg ise sõidab vana Saabiga ja naeratab kavalalt. Ja tema naeratuse põhjus on lihtne. Tema autol on maailmas ainuke vana seeria mootor... TÄHELEPANU! Ilma nukkvõllita ja gaasijaotusmehhanismita, hammasrihma ja klapihoovadeta.
Saabi mootoril või õigemini selle silindripeal on originaalsed 16 klappi. Kuid iga klappi juhib eraldi seade ja iga seade saab mootori juhtseadmelt käsu klapi sulgemiseks või avamiseks teistest sõltumatult.
See on peamine oskusteave – täiturmehhanism. Iga klappi juhib selline täiturmehhanism. Seade on Koenigseggi pneumaatiline-hüdrauliline-elektriline süsteem. Saladus seisneb selles, et klapid avatakse pneumaatika ja suletakse hüdraulika abil.
Õhutoru ja hüdrovoolik on pideva rõhu all, need on pidevalt valmis avamiseks või sulgemiseks. Sõlme elektriline osa kannab ühe või teise toimingu juhtimisfunktsiooni.
Sellise gaasijaotussüsteemiga varustatud mootorid on võimelised arendama kuni 20 000 p/min kõrgeima läbipuhastusastmega ja silindrite kütuseseguga täitmisega.
Neid komponente jahutavad ja määrivad standardsed mootorisüsteemid.
Minu arvates on Koenigseggi tütarfirma Freevalve täiturmehhanismi suurim saavutus see, et seda saab paigaldada peaaegu igale automootorile ja isegi mootorrattale. Ja kiirele mootorratta mootorile 16 000 p/min ja diiselmootoriga autole 3500 p/min.
Hingake kõikidesse klappidesse täissilindrid sisse
Vaatame klapi töögraafikut. See tundub mulle fantastiline. Kus on...
Punane graafik näitab sisselaskeklapi tööd, see tähendab selle avamist ja sulgemist. See näitab, et puuduvad pehmed paraboolid nagu tavalistes mootorites, lihtsalt ja geniaalselt, see avanes ja sulgus ning väljalaskeklapiga (sinine graafik) ei olnud ristumiskohti puhastamiseks. Graafikud ei ristu ja neil on peaaegu täisnurk. See on fantastiline!
Kõik gaaside mahud sisenevad ja väljuvad lühema aja jooksul kui tavamootoritel, tänu sellele ei kattu sisselaske- ja väljalaskefaasid. Tänu sellele on see tõsiasi!!!, mootori keskkonnamõju on kaks korda paranenud. See on tõeline läbimurre!
Mängi klaverit rokkariga
Von Koenigsegg ütleb, et selle asemel Freevalve'i kasutamine on nagu sõrmede kasutamise asemel klaveri mängimine rokkariga.
Mida leiutaja iga klapi jaoks programmeerib?
Loetleme need tähtsuse järjekorras:
- kõigis režiimides, olenemata mootori pöörlemiskiirusest, on sisselaskeava juures kõige optimaalsem kütusesegu maht, kõige õigemad klappide avamise ja sulgemise režiimid, mis on võimatu;
- Freevalve süsteem võimaldab muuta parameetreid: klapi avanemise hetke ja kestust. Sellega seoses ei ole see tavapärases süsteemis võimalik, kuid siin saab mis tahes parameetrit üle vaadata;
- võimalus hõlpsasti juhtida mootori võimsust, lülitada välja mis tahes silindrid ja luua iga silindri jaoks mis tahes tööprogramm. Klassikas saab seda teha, kuid ainult keerukate mehaaniliste toimingute abil, mis on seotud mehaanilise ümberlülitamisega teistsuguse nukkvõlli konfiguratsiooniga nukkidele;
- siin pole kurba elliptilist nukkgraafikut, kui klapid sujuvalt avanevad ja sulguvad, ei teki hetki, kus sisse- ja väljalaskeklapid on korraga lahti. Siin pole kurve, on ainult katkendlikud jooned. Täiturmehhanism töötab selles režiimis vaikselt kuni 10 000 p/min;
- Ja nüüd peamine: 30% suurem pöördemoment, 30% väiksem kütusekulu ja 50% vähem kahjulikke heitgaase!
Kolm silindrit, kaheksateist ventiili
Täiturmehhanismide lisamisega mootori konstruktsiooni saab selle suurust oluliselt vähendada. Ja see pole see. Saate suurendada klappide arvu silindri kohta ja isegi jagada heitgaaside teed, näiteks suunata osa turbiinile ja osa summutisse. Kompressorisüsteemis saab kasutada mõnda ventiili.
Mootor ilma nukkvõllita. Alla stereotüübid!
Mida selline süsteem veel annab? Tänu sellele, et mootor võib olla kompaktsem, säästab nukkvõlli puudumine ruumi, mis tähendab, et kerekonstruktsiooni saab muuta.
Ja pluss on see, et meile on antud palju suurem hetk, st. võimsust, siis saab vajaliku hobujõu välja võtta vähematest silindritest ja vastavalt muutub suurus veelgi väiksemaks. Ja peida väike mootor istme alla))).
Selle süsteemi saab igal ajal paigaldada mis tahes tootja mis tahes mootorile, visates ära nukkvõlli koos kõigi selle lisaseadmetega. Suurendage võimsust 30% ja seda pole vähe!
Kuid kõige eksootilisem on muuta see kahetaktiliseks ja samal ajal suurendada võimsust 2 korda!!!... lihtsalt programmi vahetades!
Von Koenigsegg töötab ideega autost, millel on kaks paagi erinevate kütuste jaoks ja millel on erinevad jõusüsteemid, bensiin ja diislikütus, ning isegi biokütustele üleminek.
Kuid Koenigseggi fantaasia kõrgpunkt on loomulikult pneumaatiline hübriid – see on midagi! Millest ta unistab?
Et konkreetne klapikonfiguratsioon reguleeritakse spetsiaalse programmi järgi, mille käigus sisepõlemismootor muutub kompressoriks.
Põhimõte on järgmine: mootoriga pidurdades pumbatakse silindrisse õhku, kogudes rõhku. Ja siis kasutage seda õhku auto liigutamiseks või kiirendamiseks ning kasutage seda ka turboülelaadimisel, kui peate ajutiselt mootori võimsust suurendama.
Sõltumatud ventiilid tähendavad ka töökindlust. Sellise paigutuse korral hammasrihm ei purune ja kolvid ei puutu kunagi kokku ega murra üksteist.
Seesama vana Saab, millega Christian sõidab, on sõitnud juba 60 000 km, kogenud kuuma ja külma ning enesetunne pole eriti halb. Selle plokipea on originaal, kuid ümber ehitatud iseseisvate klappide jaoks, sellelt on eemaldatud kõik ebavajalikud asjad ning töödeldud pneumaatika ja hüdraulika jaoks vajalikud kanalid.
Saabi proovisõidu tunne: 3000 p/min käitub nagu diisel, pöördemoment on lihtsalt hull.
Minu arvamus
Mul on selle leiutise üle meeletult hea meel! Mootor ilma nukkvõllita!!! Millised potentsiaalsed seaded avanevad.
Mootori töörežiime saab koostada nagu muusikat.
Ja millist hullu jõudlust saab tavalisest mootorist välja tõmmata!!!
Pole sõnu, sõbrad! Inimese geniaalsusel pole piire! Mootor ilma nukkvõllita, kes oleks võinud arvata, et see on võimalik!
Kohtume taas võrgus!
