Eksantrik mili bo'lmagan dvigatel bilan mashina qanday his qiladi? Eksantrik milisiz avtomobil dvigateli eksantrik milisiz dvigatelning ishlash printsipi
Shvetsiyaning superkar ishlab chiqaruvchi Koenigsegg sho'ba korxonasi bo'lib, u ichki yonuv dvigatellari uchun yangi turdagi klapanlar tizimi ustida ishlamoqda. Yangi tizim klassik sxemadan butunlay uzoqlashadi, bu eksantrik vallar mavjudligini anglatadi, shuning uchun u "Camless", "eksantrik milisiz" nomini oldi. FreeValve nashr etdi, unda yangi inqilobiy dvigatelning ishlashi to'liq batafsil ko'rsatilgan.
Dvigatelning asosiy qismi, uni aslida o'ziga xos qiladi, vosita klapanlarining pnevmatik haydovchisi. Pnevmatik klapanlar tizimning ishlashini nazorat qiladi. Camless dvigatellari yordamida ishlab chiqaruvchilar nihoyat dvigatellarning klapan vaqtini sinxronlashtira oladilar. Har bir yonish bosqichi sharoitga qarab sozlanadi, dvigatellar engillashadi va ko'proq quvvat ishlab chiqaradi, shu bilan birga samaradorlikni oshiradi. Shvedlar tomonidan ishlab chiqilgan tizim har bir silindrning yonish davrini nazorat qilish imkoniyatini beradi.
Dvigatelning ishlashi pnevmatik yoki bahor bosimi ostida ochiladigan va yopiladigan valflarning pnevmatik haydovchisiga asoslangan. Valflarning har biri alohida sozlanishi mumkin, bu sizga valfni ko'tarish balandligini va uning ochilish muddatini muammosiz sozlash imkonini beradi, shuningdek, agar kerak bo'lsa, ma'lum bir tsilindrni shunchaki o'chirib qo'yishga imkon beradi. Pnevmatik klapan tizimining yana bir afzalligi shundaki, u klassik eksantrik millarga qaraganda dvigateldan kamroq energiya sarflaydi.
Yangi turdagi dvigatelning yuqorida qayd etilgan barcha nuanslari quvvat ishlab chiqarishni sezilarli darajada oshirish (kuch va momentni 30% gacha oshirish) va yoqilg'i samaradorligini oshirish (shuningdek, 30 foizgacha) imkonini beradi. Shu bilan birga, inqilobiy tizimga ega dvigatellar yanada ekologik toza bo'ladi va zararli chiqindilar hajmi sezilarli darajada kamayadi.
Agar butun tizim juda ajoyib bo'lsa, nega barcha avtomobil ishlab chiqaruvchilar uni darhol amalga oshirmaydilar? Nega ular buni qilishga shoshilmayaptilar? Tizimning ikkita asosiy zaif tomoni jim ish bo'lib qolmoqda. Ular ham taraqqiyotga xalaqit beradi.
Ammo "eksantrik mili" tizimi ildiz otgan taqdirda ham, u ichki yonish dvigatelining ishlash muddatini vaqtincha uzaytiradi, bu turdagi dvigatel ertami-kechmi iste'foga chiqishiga hech kim shubha qilmaydi.
Smiles: "Bir necha yil oldin GM muhandisi biz hech qachon eksantrik milisiz dvigatelni ko'rmasligimizni aytdi. Ma'lum bo'lishicha, u noto'g'ri edi." Kelajakga xush kelibsiz.
Koenigsegg qanoti ostida Freevalve nomli kichik kompaniya yashaydi. Ularning qilayotgan ishlari shunchaki aql bovar qilmaydi. Ko'ryapsizmi, dvigatellarda eksantrik mili kabi narsa bor. Unda klapanlarni aylanayotganda ochadigan va yopadigan kameralar mavjud. Ushbu element dvigatellarda yaratilganidan beri mavjud.
Tizim beg'ubor ishlaydi, lekin klapanlar har doim ham ochiq yoki yopiq emas. Juda samarali bo'lmagan oraliq bosqich mavjud. Biroq, muhandislar eksantrik mili yagona yechim deb o'ylashadi. Qanday ekan? Nega aqldan ozib, siqilgan havo kabi bema'ni fikrni o'ylab topmaslik kerak?
Freevalve dvigateli eksantrik mili va gaz kelebeği korpusidan xalos bo'lib, ularni har bir silindrdagi pnevmatik aktuatorlar bilan almashtiradi. Ushbu kontseptsiya ancha vaqtdan beri qo'llanilmoqda. Kemalar elektromagnit klapanni ochish mexanizmidan foydalanadi. Bu kontseptsiya o'zini isbotlaganligini anglatadi. Qolgan narsa uni oddiyroq narsa miqyosiga kamaytirishdir.
Ushbu tizim har bir silindrni va har bir valfni to'liq mustaqil boshqarishni ta'minlaydi. Agar sizda 4 ta vana bo'lsa, kerak bo'lganda faqat ikkitasi ochiladi. Bunga an'anaviy eksantrik mili bilan erishib bo'lmaydi. Freevalve bitta tsilindrni, ikkita, uchta va hokazolarni o'chirib qo'yishi mumkin.
Yana bir ajablanarli tomoni shundaki, tizim turli rejimlarda ishlashga qodir. Past aylanishlarda dvigatel ikki zarbli kabi ishlashi mumkin, bu esa quvvatni etkazib berishni sezilarli darajada yaxshilaydi: 3000 rpm 6000 rpm kabi his qiladi. Dvigatel Miller siklida ishlashi mumkin (Mazda Xedos 9 kabi): u murakkab bo'lsa-da, u ancha samarali. Bundan tashqari, dvigatel bir necha turdagi yoqilg'ida ishlashi mumkin. Kristian benzin va dizel birga kelishi mumkinligini ta'kidladi. Albatta, biz ularni yagona aralashmaga birlashtirish haqida gapirmayapmiz. Ikkita alohida tank ajoyib g'oya bo'ladi.
Biroq, eng ta'sirli qismi: joriy dvigatellarga qo'llanilganda, tizim 30% ko'proq quvvat va momentni va 50% ko'proq yoqilg'i tejamkorligini ta'minlaydi. Bundan tashqari, dvigatel hajmini kamaytirishga imkon beradi. Shunday qilib, boshidan qurilgan ixcham dvigatel ancha katta hajmli dvigatellar bilan raqobatlasha oladi.
Kristian eksantrik milining ishlashini "supurgi bilan pianino chalish" deb ta'riflagan, Freevalve esa haqiqiy "barmoq o'ynash". Siz yuqori darajadagi nazoratga ega bo'lasiz. Barcha elementlar mustaqil ravishda ishlaganligi sababli, bitta silindr yoki aktuator ishlamay qolishi mumkin va vosita ko'p yillar davomida ishlashni davom ettiradi.
Freevalve o'z texnologiyasini ishlab chiqishda foydalangan Saab 9-5 avtomobilida qisqa haydash paytida Jalopnik sharhlovchisi o'zini oddiy mashinada bo'lgandek his qildi. Bu har qanday innovatsion usul uchun eng yaxshi maqtov emasmi? Past tezlikda dvigatel biroz dizel kabi his qiladi, lekin vaqt o'tishi bilan uning ishlashi silliqlashadi. Tizim ishlamoqda, lekin vosita dasturiy ta'minoti hali boshlang'ich bosqichida. Shvedlar buni yaxshilashlari kerak, ammo vaqtlari bor. Bizning oldimizda beshinchi avlod tizimi turibdi, oltinchi esa allaqachon ufqda.
Kristian bu texnologiya ichki yonuv dvigatelini yo‘q bo‘lib ketishdan qutqarishiga ishonmaydi, biroq bu uning ishlash muddatini sezilarli darajada uzaytirishi mumkin. Tasavvur qiling-a, bu g'oya 10 yil oldin qanday amalga oshishi mumkin edi? Bugun ICE qayerda bo'lardi?!
Internetda juda bahsli mavzu. Ba'zilar bu kelajak, deb da'vo qilishsa, ikkinchi qismi bu erda hech qanday yangilik yo'q, bularning barchasi uzoq vaqtdan beri ma'lum va keng miqyosda qilinmayapti, chunki bu ishonchli, qiyin va ma'nosiz.
Ha, bu fikr ham bor: "qadimgi mexanizm" ni qanchalik yaxshilay olsangiz ham, siz tubdan yangi narsa yaratishingiz kerak! Nima bo'lganda ham, keling, nima haqida gaplashayotganimizni ko'rib chiqaylik va xulosa chiqaramiz.
2005 yilda Kristian fon Koenigsegg nomini olgan mashina rasman sayyoradagi eng tez ishlab chiqarilgan avtomobilga aylandi: Ginnesning rekordlar kitobi mutaxassislari 388,87 km/soat tezlikni qayd etishdi. Koenigsegg CCXR vazni va kuchi bo‘yicha dunyoning eng yaxshi sport avtomobiliga aylandi. Koenigsegg One: 1 eng yaxshi tezlashtirish toifasida peshqadam bo‘lib, 300 km/soat tezlikka atigi 11,92 soniyada erishadi.
Dunyodagi eng samarali sport avtomobillari rekordlar ortidan rekord o'rnatayotgan bir paytda, ularning yaratuvchisi eski Saab 9−5 da ayyorona jilmayib yuribdi. Kaput ostida "keksa odam" dunyodagi yagona dvigatelga ega bo'lib, unda na eksantrik mili, na kameralar, na vana ko'targichlari va na mashhur vaqt kamarlari mavjud. Va, faqat boy va mashhurlar uchun mo'ljallangan aqldan ozgan Koenigseggdan farqli o'laroq, individual klapanli dvigatellar shved ixtirochining birinchi haqiqiy ommaviy ishlab chiqarilishi bo'lishini va'da qiladi.
Ikki element o'rtasida
Saab sinovining silindrli kallagida, kutilganidek, 16 klapan ishlaydi. Har biri alohida aktuator tomonidan boshqariladi va har biriga dvigatelni boshqarish kompyuteri boshqalardan mustaqil ravishda ochish yoki yopish uchun buyruq beradi.
Aktuator Koenigsegg sho'ba korxonasi Freevalve kompaniyasining asosiy nou-xausidir. Ko'pgina ishlab chiquvchilar, shu jumladan dunyoga mashhur avtomobil ishlab chiqaruvchilari, har bir valfni individual haydovchi bilan ta'minlashga va ularni bir-biridan mustaqil ravishda boshqarishga harakat qilishdi. Chiziqli elektr motorlar (solenoidlar) ko'rinishidagi eng aniq yechim istalgan natijaga olib kelmaydi: kichik motorlar vanalarni kerakli tezlikka (daqiqada 20 000 ta ochilish va yopilish) tezlashtirish uchun etarli kuchga ega emas va sovutish bilan bog'liq muammolar. va ishonchlilik yuzaga keladi.
Kristian fon Koenigsegg o'z haydovchisining ishlash printsipi haqida batafsil gapirmaydi, lekin "pnevmo-gidravlik-elektr aktuator" ning umumiy tushunchasini tushuntirishdan mamnun. Valflar pnevmatik yordamida ochiladi va gidravlika bilan yopiladi. Pnevmatik va gidravlik tizimlar doimo bosim ostida va valfni maksimal energiya bilan ta'minlashga tayyor. Elektr haydovchining vazifasi faqat havo yoki moyni valfga o'z vaqtida etkazib berishdir. Sovutish va moylash muammosi o'z-o'zidan hal qilinadi: eng ko'p yuklangan haydovchi qismlarga ichki yonish dvigatelining tegishli tizimlari xizmat ko'rsatadi.
Freevalve aktuatorining go'zalligi shundaki, u deyarli har qanday avtomobil yoki mototsikl dvigateliga mos keladi. 16 000 aylanish tezligida aylanadigan yuqori tezlikli poyga mototsikli yoki 3500 aylanish tezligida aylanayotgan dizel yuk mashinasi bo'ladimi, xuddi shu haydovchi ularning ehtiyojlariga mos keladi. Poyga mototsiklining valfi engil qotishmadan qilingan, shuning uchun aktuatorning energiyasi uni osongina yuqori tezlikka tezlashtiradi. Yuk mashinasining klapan katta va og'ir, lekin u yuqori tezlikka muhtoj emas.
Barcha klapanlarga nafas oling
Qizil grafik assimilyatsiya klapanining ochilish egri chizig'ini, ko'k - egzoz klapanining ochilish egri chizig'ini ko'rsatadi. Ko'rinib turibdiki, klapanlar imkon qadar uzoq vaqt davomida to'liq ochiq holatda qoladi - grafiklar deyarli to'rtburchaklar profilga ega, an'anaviy vaqt kamarida esa ular ko'proq parabolaga o'xshaydi. Gazlarning kerakli hajmlari Freevalve klapanlari orqali odatdagidan qisqaroq vaqt ichida o'tadi, shuning uchun qisqa qabul qilish va chiqarish fazalari bir-biriga mos kelmaydi. Bu atrof-muhit ko'rsatkichlarining deyarli ikki baravar yaxshilanishiga sababdir.
Roker bilan pianinoda
"Freevalve o'rniga an'anaviy eksantrik milidan foydalanish barmoqlaringiz o'rniga roker qo'l bilan pianino chalishga o'xshaydi", deydi fon Koenigsegg. Har bir klapanning harakatini alohida dasturlash orqali ixtirochi qanday muammolarni hal qilmoqchi? Biz ularni qiziqish ortishi tartibida sanab o'tamiz.
Eng aniq: dvigatelning turli xil ish rejimlari uchun (birinchi navbatda, krank mili aylanish tezligi) havo-yonilg'i aralashmasining o'ziga xos optimal tarkibi, klapanlarni ochish va yopish uchun o'zining to'g'ri momentlari mavjud. An'anaga ko'ra, bu muammo o'zgaruvchan valf vaqt mexanizmi (masalan, VTEC) yordamida hal qilinadi: butun eksantrik mili vaqt mexanizmiga nisbatan bir oz aylanadi va barcha valf ochilishi va yopish nuqtalari oldinga yoki orqaga siljiydi.
VTEC bilan bog'liq muammo - cheklangan miqdordagi rejimlar, alohida boshqariladigan valflar esa har qanday, hatto eng kichik tezlik o'zgarishi uchun optimal parametrlar to'plamini qayta ko'rib chiqishga imkon beradi. Lekin asosiysi, Freevalve sizga nafaqat momentni, balki vana ochilishining davomiyligini ham o'zgartirishga imkon beradi.
Ammo ba'zi tsilindrlarni o'chirib, dvigatel quvvatini moslashuvchan boshqarishni istasak nima bo'ladi? Zamonaviy dvigatellarda muammo juda murakkab mexanizm yordamida hal qilinadi: har bir valf uchun eksantrik mili bo'ylab harakatlanadigan bir-birini almashtiradigan ikkita kamera mavjud. Bir kamera valfning normal ishlashini ta'minlaydi, ikkinchisi silindrning "kutish rejimida" ishlashi uchun javobgardir. Erkin valfli klapanlar har qanday tsilindr uchun har qanday dasturni istalgan vaqtda mexanik fokuslarsiz yoqish imkonini beradi.
Shunga qaramay, an'anaviy vaqt kamarining asosiy muammosi kameraning elliptik shaklida yotadi, buning natijasida valf deyarli hech qachon ochilmaydi yoki to'liq yopilmaydi. Buning o'rniga, u har doim yumshoq ochiladi yoki yumshoq yopiladi, bu uning o'tkazuvchanligini pasaytiradi. Bundan tashqari, bu xususiyat ma'lum daqiqalarda qabul qilish va chiqarish klapanlari bir vaqtning o'zida ochiq bo'lishiga olib keladi va bu dvigatelning ekologik xususiyatlariga salbiy ta'sir qiladi.
Kristian fon Koenigsegg maxsus qurilma monitorida vana ochilish egri chizig'ini namoyish etadi. U to'rtburchakka o'xshaydi: vana keskin ochiladi, ochiq holda ushlab turiladi va keyin keskin yopiladi. Bu an'anaviy valfning abadiy qayg'uli ellipsi emas. Ayniqsa, egri chiziq yuqori tezlikda (10 000 rpmgacha) o'zining burchakliligini saqlab qolishi qiziq - aktuator valfni tezda ochish va yopish uchun etarli quvvatga ega.
Erkin valfli sinov dvigatelining ta'sirchan sinov natijalariga eng katta hissa qo'shgan ikkinchi xususiyat bo'lishi mumkin: u 30% ko'proq moment ishlab chiqaradi, 30% kamroq yoqilg'i sarflaydi va chiqindilarni 50% kamaytiradi.
Uch silindrli, o'n sakkizta valf
Erkin valfli klapanlar silindr boshini va dvigatelning o'zini ancha ixcham qiladi. Ammo bu yagona tartib afzalligidan uzoqdir. Funktsiyalarni ular orasidagi bo'linish orqali silindrdagi valflar sonini ko'paytirishingiz mumkin. Misol uchun, egzozning bir qismini supercharger turbinasiga, ikkinchisini esa to'g'ridan-to'g'ri katalizatorga yo'naltirish, ekologik sabablarga ko'ra. Maxsus klapanlar avtomobilni pnevmatik gibridga aylantirish uchun ham foydalidir.
Qani, kanonlar!
Freevalve ko'rinishidan ham ko'proq. Birinchidan, tizim avtomobilning ko'rinishini sezilarli darajada o'zgartirishi mumkin. Eksantrik mili va valf ko'targichlari silindr boshida juda ko'p joy egallaydi va ular ham juda katta vaznga ega. Freevalve bilan to'rt silindrli dvigatel hajmi va og'irligi bo'yicha uch silindrli dvigatelga o'xshaydi. Agar mustaqil klapanlar momentning sezilarli o'sishini ta'minlashini hisobga olsak, unda biz hatto ikkita tsilindrni ham olishimiz mumkin. Va keyin kichkina motorni hatto o'rindiq ostida ham yashirish mumkin.
Tizim istalgan vaqtda dvigatelni ekzotik ish aylanishiga o'tkazish imkonini beradi, xoh u Mazdada bo'lgani kabi Miller yoki Priusda bo'lgani kabi Atkinson. Nima uchun kamtarona bo'ling: agar so'ralsa, vosita bir zumda ikki zarbali dvigatelga aylanishi mumkin va quvvatni deyarli ikki baravar oshiradi! Von Koenigsegg ikkita yoqilg'i baki va quvvat tizimiga ega bo'lgan avtomobillarni orzu qiladi: benzin va dizel uchun. Bioyoqilg'iga o'tishda sozlamalarning moslashuvchanligi ham muhimdir.
Ammo ixtirochining eng qiziqarli fantaziyasi pnevmatik gibriddir. Maxsus valf konfiguratsiyasidan foydalanib, siz ichki yonish dvigatelini kompressorga aylantirishingiz mumkin, u tormozlash paytida havoni silindrga solib, bosimni to'playdi. Keyinchalik siqilgan havo tsilindrlarga majburan kiritilishi mumkin, bu esa avtomobilni tezlashtirishi yoki turbo zaryadlashning kuchli analogi sifatida ishlatilishi mumkin, bu esa dvigatel quvvatini qisqacha oshiradi.
Ehtimol, mustaqil valfli dvigatelning eng kutilmagan xususiyati ishonchlilikdir. Har bir haydovchi vaqt kamarining uzilishidan qo'rqadi: agar piston klapanlarni "tutib olsa", boshqa barcha silindrlarda ham xuddi shunday bo'ladi. Qimmatbaho silindr boshi va u bilan birga pistonlar va, ehtimol, krank mili bilan bog'lovchi novdalar jiddiy shikastlanadi.
Va Freevalve bilan hamma narsa oddiy: vaqt kamari yo'q - muammo yo'q! Agar bitta tsilindr to'satdan "taqillatsa", qolganlari xavfsiz va sog'lom bo'lib qoladi.
Qo'y kiyimidagi bo'ri
Mustaqil klapanli vaqt kamarining eksperimental versiyasini olgan eski Saab yozning jaziramasini ham, 20 daraja sovuqni ham ko'rib, u bilan 60 000 km masofani bosib o'tdi. Silindr boshi asl Saab-dan qilingan bo'lib, keraksiz hamma narsani tashlab, gidravlika va pnevmatika uchun yangi kanallarni qayta ishlagan. Jalopnik.com saytidagi hamkasblarimiz "keksa odam" ni haydab ketishdi va 3000 rpmgacha tezlikda u dizel odatlariga ega ekanligini ta'kidladilar - u xarakterli ravishda klapanlarni uradi va aqldan ozish momentini ishlab chiqaradi.
Texnika fanlari nomzodi D. SOSNIN.
Arxangelskiy gaz taqsimlash mexanizmi sxemasida krank mili tezligiga qarab valflarning ochilish va yopilish momentlarini o'zgartiradigan markazdan qochma regulyator mavjud.
Arxangelskiy valfi elektromagnit ishga tushirilganda ochiladi va qaytib kamon bilan yopiladi.
Valfni harakatlantirish uchun ikkita elektromagnitdan foydalanish qaytib buloqlarga bo'lgan ehtiyojni yo'q qiladi.
Gaz taqsimlash mexanizmining yangi dizaynida haydovchi silindr blokining yon tomonida joylashgan. Uzoq solenoidlardan foydalanish vana zarbasini oshiradi va uni keng doirada sozlash imkonini beradi.
Tarixiy jihatdan, mahalliy avtomobil sanoati o'zining g'arblik hamkasblarini quvib chiqarishga urinishda rivojlangan. Haqiqatan ham original modellarni (bularga, masalan, "G'alaba" kiradi) bir tomondan hisoblash mumkin. Va shunga qaramay, bizning avtomobil ishlab chiqaruvchilarimizga xorijiy ishlab chiqaruvchilar bilan muvaffaqiyatli raqobatlashishga imkon beradigan qiziqarli ishlanmalar paydo bo'lmoqda. Biz o'quvchilar e'tiboriga Moskva avtomobil va avtomobil yo'llari instituti (Davlat texnika universiteti) elektrotexnika va elektr jihozlari kafedrasi dotsenti D. A. Sosnin tomonidan taklif qilingan g'ayrioddiy mexanizm haqidagi hikoyani taqdim etamiz. Qurilma dvigatelda an'anaviy eksantrik milidan foydalanishdan voz kechishga va shu bilan birga valf vaqtini va valfning zarbasini moslashuvchan boshqarishga imkon beradi.
ELEKTRONIKA MUVOFIQ QAYERDA
Har qanday avtomobil ishlab chiqaruvchisi o'z avtomobillarida ichki yonish dvigatellari (ICE) optimal rejimda ishlashini ta'minlashga intiladi: maksimal quvvatni, bir xil momentni, minimal yoqilg'i sarfini va chiqindi gazlarning eng kam toksikligini ta'minlaydi. Biroq, hozirgacha hech kim bunga to'liq erisha olmadi, chunki ba'zi xususiyatlarning yaxshilanishi boshqalarning yomonlashishiga olib keladi. Biroq, so'nggi paytlarda elektronikani keng qo'llash bilan avtomatlashtirilgan vosita boshqaruvini qo'llash orqali sezilarli yutuqlarga erishildi.
Boshqarish tizimi uchun dasturni tuzishda vosita maxsus sinov dastgohida barqaror ish rejimiga o'tkaziladi va barcha parametrlar ushbu rejim uchun eng yaxshi chiqish xususiyatlarini ta'minlash uchun ketma-ket sozlanadi. Xuddi shu narsa boshqa rejimlarda ham amalga oshiriladi. Natijalar elektron blokning doimiy xotirasida ko'p o'lchovli diagramma shaklida qayd etiladi, ularning yordami bilan har bir parametr uchun nazorat signallari keyinchalik hosil bo'ladi.
Masalan, yoqilg'i quyish va yoqishni boshqaradigan "Motronic" (Germaniya) kompleks elektron tizimida beshta diagramma mavjud: ateşleme vaqtini, yonilg'i quyish vaqtini, aylanma klapanning holatini (bir qismini qaytaradigan qurilma) sozlash uchun. yoqilg'ining yaxshi yonishi uchun tsilindrga chiqindi gazlar ), ateşleme bobini va gaz kelebeği holatida energiya to'plash vaqti. Ushbu tizimdagi kirish parametrlari vosita tezligi, vosita momenti va harorati, shuningdek, batareya kuchlanishidir. Chiqishda dvigatel tezligining momentga muvofiqligi va chiqindi gazlardagi uglerod oksidi miqdori nazorat qilinadi.
Afsuski, mashinada hatto eng murakkab avtomobil elektronikasi tomonidan ham sozlanishi mumkin bo'lmagan tizim mavjud. Bu krank mili va eksantrik mili o'rtasida qattiq kinematik aloqaga ega gaz taqsimlash mexanizmi.
Mutaxassislarning fikriga ko'ra, klassik dvigatel juda mukammal va agar u ba'zan yomon ishlasa, bu faqat "o'z egzozida bo'g'ilib qolgani" uchundir; Dvigatelga ko'proq kislorod berganingizdan so'ng, uning "chuqur nafas olishiga" ruxsat bering, muqobil bo'lmaydi.
Agar siz klapanlarning ochilish va yopilish vaqtini, birinchi navbatda, qabul qilish klapanlarini o'zgartirsangiz, dvigatelga yordam berishingiz mumkin. O'tgan asrning 70-yillari boshlarida Boltiqbo'yi poygasi haydovchilari qanday bo'lganini eslayman
Respublikalar krank mili tezligini bo'sh turganda 3000 rpm gacha va to'liq gazda 8000 rpm gacha bo'lgan tezlikka erishish orqali tanlovda g'olib chiqdi. Keyinchalik ma'lum bo'lishicha, ular eksantrik mili shablonini olishgan, kameralarni eritib, so'ngra ularning shaklini qo'lda sozlashgan. Bunday eksantrik miller bilan dvigatellar yuqori ish faoliyatini (kuch va moment) ishlab chiqardi, lekin faqat yuqori tezlikda. Bu sport avtomobillari uchun yaxshi, ammo "shaxsiy" avtomobillar uchun bu qabul qilinishi mumkin emas. Shunga qaramay, bu fakt vana fazasining kechikishi yoki avansning muhim rolini ko'rsatadi.
Dvigatelning optimal ishlashiga mos keladigan vaqtda valfni ochish va yopish uchun qanday majburlash mumkin? Vana vaqtini krank milining tezligi, holati va yukiga qarab nazorat qilish kerakligi aniq. An'anaviy eksantrik mili bu muammoni hal qilmaydi.
Kichik chegaralar ichida vana vaqt nisbati mexanik, elektromexanik, gidravlik va pnevmatik valf aktuatorlari yordamida sozlanishi mumkin. Ammo eng istiqbolli - bu elektronika tomonidan boshqariladigan elektromagnit haydovchi. Uning yordami bilan siz nafaqat dvigatelning ishlashini optimallashtirishingiz, balki uning funksionalligini ham kengaytirishingiz mumkin. Shunday qilib, to'rt silindrli dvigatelni valfni yoqish tartibini o'zgartirish orqali ikki yoki uch silindrli dvigatelga o'xshatish mumkin; u o'zgaruvchan yuk ostida bir tekis ishlaydi, berilgan quvvat uchun maksimal tezlikda kamroq yoqilg'i sarflaydi. Bunday dvigatelda krank milining aylanish yo'nalishini o'zgartirish bilan bog'liq muammolar bo'lmaydi.
Bir qarashda, hamma narsa juda oddiy ko'rinadi, lekin ba'zi sabablarga ko'ra, avtomobillardagi solenoid klapanlar hali ham faqat eksperimental ishlanmalarda topilgan.
ARKHANGELSK klapan
Moslashuvchan boshqaruvga ega elektromagnit klapan g'oyasini amalga oshirishga urinish 20-asrning o'rtalarida MADI professori V. M. Arxangelskiy tomonidan qilingan. Elektromagnitlarni yoqish va o'chirish eksantrik mili kameralariga ulangan kontaktlar yopilganda va ochilganda sodir bo'ldi. Vana buloq bilan o'z joyiga qaytarildi.
Arxangelskiyning dizayni eksantrik milidagi markazdan qochma regulyatorni o'z ichiga oladi. Aylanish tezligi o'zgarganda, u kameralarning o'rnini o'zgartirdi va klapanlarning ochilishi va yopilishiga olib keldi. Shunday qilib, regulyator teskari aloqa rolini o'ynadi. Bu, aytmoqchi, o'sha paytda mavjud bo'lmagan dastur boshqaruvisiz amalga oshirishga imkon berdi.
Afsuski, sxemaning nafisligiga qaramay, ishlaydigan dizaynni yaratish mumkin emas edi. Haqiqat shundaki, valf tez va ishonchli tarzda yopilishi kerak va shuning uchun yuqori qat'iylikka ega qaytib keladigan kamon talab qilinadi. Shunga ko'ra, sizga avtomobilning bort tarmog'idan sezilarli oqim sarflaydigan kuchli elektromagnit kerak. O'sha kunlarda kuchli yarimo'tkazgichli klapanlar yo'q edi va yuqori oqimlarni almashtirishda metall kontaktlar tezda yonib ketdi. Nihoyat, vana qaytib kamon bilan yopilganda, valf boshining o'rindiqqa kuchli ta'siri bor edi, bu gaz taqsimlash mexanizmining ishlashi paytida shovqinni keltirib chiqardi va tez-tez vana ishdan chiqishiga olib keldi.
BIRISHI YAXSHI, IKKISI YAXSHI
Agar bitta elektromagnit o'rniga ikkita - ochilish va yopishni o'rnatsangiz, Arxangelskiy klapaniga xos bo'lgan ko'plab kamchiliklardan xalos bo'lishingiz mumkin. Shunga o'xshash sxema Togliatti davlat universiteti talabalaridan biri tomonidan texnika fanlari doktori, professor V.V.Ivashin rahbarligida diplom loyihasida ishlab chiqilgan.
Dizaynning ushbu versiyasida buloqlar kerak emas va shuning uchun elektromagnitlar hajmi va quvvati jihatidan kichikroq bo'lishi mumkin - axir, katta oqim faqat klapanlarni yopish va ochishda iste'mol qilinadi va ularni ushlab turish uchun oqim kuchi o'nga teng. marta kamroq.
Ammo eng muhimi, endi siz eksantrik milisiz to'liq ishlay olasiz, chunki dasturlashtiriladigan boshqaruvchi - dvigatel va boshqa avtomobil tizimlarining ishlashini boshqaruvchi elektron qurilma, odatda mikroprotsessor - elektromagnit orqali javob vaqti va oqim kuchini sozlashi mumkin. o'rash.
NAMI texnika fanlari nomzodi A. N. Terexin boshchiligida M-412 dvigateliga asoslangan elektromagnit klapanli haydovchiga ega gaz taqsimlash mexanizmini tadqiq qilish va ishlab chiqishni boshladi. Natijada sakkizta valfda ikki tomonlama elektromagnitlarga ega gaz taqsimlash mexanizmining ishchi prototipi yaratildi. Ammo 1990-yillarning boshidan beri moliyalashtirish to'xtatildi va istiqbolli rivojlanish arxivlarda yo'qoldi.
Bir necha yil oldin, AvtoVAZ bosh konstruktori P. M. Prusov boshchiligida Voljskiy avtomobil zavodida yangi gaz taqsimlash mexanizmi bo'yicha ishlar qayta tiklandi. Shunday qilib, "Rossiya avtomobili" Butunrossiya tanlovi mavzulari orasida (qarang: "Fan va hayot" 2002 yil 12-son) "16 valfli VAZ dvigateli uchun gaz taqsimlash klapanlari uchun elektromagnit haydovchi tizimini ishlab chiqish" e'lon qilindi. . Tanlovga ikkita loyiha taqdim etildi, ammo ikkalasi ham mutlaqo "ahamiyatsiz" edi va hatto ko'rib chiqilmadi.
Shu bilan birga, yapon, amerikalik va (eng katta muvaffaqiyat bilan) nemis avtomobil ishlab chiqaruvchilari solenoid klapan haydovchisini takomillashtirish ustida ishlay boshladilar. 2002 yilda BMW haqiqiy 16 valfli dvigatelda barcha klapanlarning elektromagnit haydovchisi bo'lgan gaz taqsimlash mexanizmini sinab ko'rishni boshladi.
Raqobatbardosh DIZAYN
Shu bilan birga, MADI (GTU) elektrotexnika va elektr jihozlari kafedrasida elektromagnit gaz taqsimlash klapanlarini ishlab chiqish boshlandi.
Garchi G'arbda bizni raqobatchi sifatida tan olishmagan bo'lsa-da: ular "biz 10 mil orqada edik" deyishadi (poyga jargonida bu ikki davra ortda qolganlar haqida, ya'ni zaiflarni anglatadi), ammo muallif muammolarni hal qiladigan dizaynni patentladi. elektromagnit drayvlarga xos bo'lgan muammolarning aksariyati.
Valflar ustiga o'rnatilgan katta hajmli elektromagnitlar o'rniga u uzun solenoidlardan foydalanadi. Uzoq solenoiddagi yadroning tormozlanishi qattiq to'xtashlar bilan emas, balki chekka magnit maydonlari bilan amalga oshiriladi va haydovchining ishlashi jim bo'ladi. Bunga qo'shimcha ravishda, valf zarbasi kerakli darajada katta va sozlanishi mumkin. Elektromagnitdan klapangacha bo'lgan o'zaro harakat novda va tebranish qo'li orqali uzatiladi. Buning yordamida haydovchi silindr blokining ustiga emas, balki uning yon yuzasiga o'rnatilishi mumkin. Natijada, dvigatel balandligi sezilarli darajada kamayadi va standart avtomobil tizimlari haydovchi qismlarini sovutish va moylash uchun ishlatiladi.
Endi bu dvigatel ishlab chiqaruvchilarning ixtiyorida. Agar g'oyani metallga o'tkazishga muvaffaq bo'lsak, Rossiyada egzoz tozaligi uchun eng qat'iy talablarga javob beradigan tork va tejamkor avtomobil bo'ladi.
Ixtirochi Kristian fon Koenigsegg avtomobil olamiga dvigatelda eksantrik mili kerak emasligini isbotladi - bu qism ortiqcha. Eksantrik mili bo'lmagan dvigatel avtomobil sanoatida o'z o'rniga ega.
Kristian 1972 yilda Shvetsiyaning Stokgolm shahrida tug'ilgan. U hatto bolaligida ham asboblar dizaynida nimanidir o'zgartirish istagi bilan maishiy texnikani qismlarga ajratishni yaxshi ko'rardi va o'smirlik chog'ida u o'zini mahallasida barcha hunarmandlar va iste'dodli hunarmand sifatida ko'rsatdi.
U birinchi bo'lib chiplar kompakt disklar o'rnini bosishini bashorat qilgan, u hatto ushbu qurilma dizaynini patentlashni ham xohlagan, ammo o'sha paytda hech kim bunga qiziqmagan.
U yog'och plitalarni mahkamlash uchun qulfni ham ixtiro qildi, lekin uni hech kim tushunmadi, hatto yog'ochni qayta ishlash sanoatida ishlaydigan otasi ham. Keyinchalik, boshqa kompaniyalar shunga o'xshash patentni patentlashdi va undan millionlab daromad olishdi.
22 yoshida u avtomobillar yaratishni boshladi, Koenigsegg Automotive AB kompaniyasiga asos soldi va 2002 yilda Koenigsegg CC ishlab chiqarish yo'lga qo'yildi.
2005 yilda ushbu mashina Ginnesning rekordlar kitobiga eng tez ishlab chiqarilgan avtomobil (388 km/soat) sifatida kiritilgan. Va uning avtomobili Koenigsegg CCXR quvvat va vazn nisbati bo'yicha yetakchi hisoblanadi. Koenigsegg One1 brendi avtomobili tezlashtirishda yetakchi hisoblanadi, u 300 km/soat tezlikka erisha oladi. 11,92 soniyada.
Ikki element o'rtasida
Kristian Von Koenigseggning o'zi eski Saab mashinasini haydab, ayyorona jilmaydi. Uning tabassumining sababi esa oddiy. Uning mashinasida dunyodagi yagona eski seriyali dvigatel bor... DIQQAT! Eksantrik mili va gaz taqsimlash mexanizmi, vaqt kamari va qo'l qo'llarisiz.
Saab dvigateli, to'g'rirog'i uning silindr boshi asl 16 klapanga ega. Ammo har bir valf alohida birlik tomonidan boshqariladi va har bir qurilma dvigatelni boshqarish blokidan boshqalardan mustaqil ravishda valfni yopish yoki ochish buyrug'ini oladi.
Bu asosiy nou-xau - aktuator. Har bir valf bunday aktuator tomonidan boshqariladi. Qurilma Koenigsegg pnevmatik-gidravlik-elektr tizimidir. Buning siri shundaki, klapanlar pnevmatika bilan ochiladi va gidravlika bilan yopiladi.
Havo liniyasi va gidravlik chiziq doimiy bosim ostida, ular doimo ochilish yoki yopishga tayyor. Tugunning elektr qismi u yoki bu harakatni boshqarish funktsiyasini bajaradi.
Bunday gaz taqsimlash tizimi bilan jihozlangan dvigatellar eng yuqori darajadagi tozalash va yonilg'i aralashmasi bilan silindrlarni to'ldirish bilan 20 000 rpm gacha ishlab chiqishga qodir.
Ushbu komponentlar standart dvigatel tizimlari tomonidan sovutiladi va moylanadi.
Menimcha, Koenigsegg sho''ba korxonasi Freevalve aktuatorining eng yuqori yutug'i shundaki, u deyarli har qanday avtomobil dvigateliga va hatto mototsiklga o'rnatilishi mumkin. Va 16 000 aylanish tezligiga ega yuqori tezlikdagi mototsikl dvigateli va 3500 rpmli dizel dvigatelli avtomobil uchun.
Barcha klapanlarga to'liq tsilindrni nafas oling
Keling, valfning ishlash jadvalini ko'rib chiqaylik. Bu menga fantastik tuyuladi. Qayerda...
Qizil grafikda qabul qilish klapanining ishlashi, ya'ni uning ochilishi va yopilishi ko'rsatilgan. Bu shuni ko'rsatadiki, an'anaviy dvigatellarda bo'lgani kabi yumshoq parabolalar yo'q, oddiy va mohirlik bilan u ochildi va yopildi va tozalash uchun egzoz klapan (ko'k grafik) bilan kesishmalar yo'q edi. Grafiklar kesishmaydi va deyarli to'g'ri burchakka ega. Bu fantastika!
Gazlarning barcha hajmlari an'anaviy dvigatellarga qaraganda qisqaroq vaqt ichida kiradi va chiqadi, shuning uchun qabul qilish va chiqarish fazalari bir-biriga mos kelmaydi. Buning tufayli, bu haqiqat!!!, dvigatelning ekologik ko'rsatkichlari ikki marta yaxshilandi. Bu haqiqatan ham TARISH!
Roker bilan pianino chaling
Von Koenigseggning aytishicha, o'rniga Freevalve-dan foydalanish barmoqlaringizni ishlatish o'rniga roker bilan pianino chalishga o'xshaydi.
Har bir klapan uchun ixtirochi tomonidan nima dasturlashtirilgan?
Keling, ularni muhimlik tartibida sanab o'tamiz:
- barcha rejimlarda, dvigatel tezligidan qat'i nazar, kirish qismida yonilg'i aralashmasining eng maqbul hajmi, vanalarni ochish va yopishning eng to'g'ri rejimlari mavjud bo'lib, bu mumkin emas;
- Freevalve tizimi parametrlarni o'zgartirishga imkon beradi: valfni ochish momenti va davomiyligi. Shu munosabat bilan, an'anaviy tizimda bu mumkin emas, lekin bu erda har qanday parametr qayta ko'rib chiqilishi mumkin;
- vosita quvvatini osongina boshqarish, har qanday tsilindrni o'chirish va har bir silindr uchun har qanday operatsion dasturni yaratish qobiliyati. Klassiklarda buni amalga oshirish mumkin, lekin faqat boshqa eksantrik mili konfiguratsiyasi kameralariga mexanik o'tish bilan bog'liq murakkab mexanik operatsiyalar orqali;
- klapanlar silliq ochilganda va yopilganda qayg'uli elliptik kamera grafigi yo'q, qabul qilish va chiqarish klapanlari bir vaqtning o'zida ochiq bo'lgan daqiqalar yo'q. Bu erda hech qanday egri yo'q, faqat singan chiziqlar. Aktuator bu rejimda 10 000 rpmgacha jim ishlaydi;
- Va endi asosiy narsa: 30% yuqori moment, 30% kam yonilg'i sarfi va 50% kamroq zararli egzoz!
Uch silindrli, o'n sakkizta valf
Dvigatel dizayniga aktuatorlarni kiritish orqali uning hajmini sezilarli darajada kamaytirish mumkin. Va bu emas. Tsilindrdagi valflar sonini ko'paytirishingiz va hatto chiqindi gaz yo'llarini ajratishingiz mumkin, masalan, ba'zilarini turbinaga, ba'zilarini esa susturucuga yo'naltirishingiz mumkin. Kompressor tizimida ba'zi valflardan foydalanish mumkin.
Eksantrik milisiz dvigatel. Qani, stereotiplar!
Bunday tizim yana nima beradi? Dvigatel yanada ixcham bo'lishi mumkinligi sababli, eksantrik milining yo'qligi joyni tejaydi, ya'ni korpus dizayni o'zgarishi mumkin.
Va ortiqcha narsa shundaki, bizga sezilarli darajada kattaroq vaqt berildi, ya'ni. quvvat, keyin kerakli ot kuchini kamroq silindrlardan olish mumkin va shunga mos ravishda o'lcham yanada kichikroq bo'ladi. Va o'rindiq ostida kichik motorni yashiring))).
Ushbu tizim istalgan vaqtda har qanday ishlab chiqaruvchining dvigateliga o'rnatilishi mumkin, eksantrik mili barcha aksessuarlari bilan birga tashlab yuboriladi. Quvvatni 30% ga oshiring va bu kam emas!
Lekin eng ekzotik narsa uni ikki zarbga aylantirish va shu bilan birga quvvatni 2 barobar oshirish!!!... shunchaki dasturni almashtirish orqali!
Von Koenigsegg turli xil yoqilg'ilar uchun ikkita bakli va turli quvvat tizimlari, benzin va dizel yoqilg'isi va hatto bioyoqilg'iga o'tadigan avtomobil g'oyasi ustida ishlamoqda.
Lekin Koenigsegg fantaziyasining balandligi, albatta, pnevmatik gibrid - bu narsa! U nimani orzu qiladi?
Muayyan valf konfiguratsiyasi ichki yonish dvigateli kompressorga aylanadigan maxsus dasturga muvofiq sozlanishi.
Printsip shunday: dvigatel tomonidan tormozlanganda, havo silindrga quyiladi, bosim to'planadi. Va keyin bu havodan avtomobilni harakatlantirish yoki tezlashtirish uchun foydalaning, shuningdek, dvigatel quvvatini vaqtincha oshirish kerak bo'lsa, turbo zaryadlashda foydalaning.
Mustaqil vanalar ham ishonchlilikni anglatadi. Ushbu tartibga solishda vaqt kamari buzilmaydi va pistonlar hech qachon uchrashmaydi va bir-birini buzmaydi.
Kristian boshqaradigan o'sha eski Saab allaqachon 60 000 km masofani bosib o'tgan, issiq va sovuqni boshdan kechirgan va o'zini juda yomon his qilmayapti. Uning silindr boshi asl, lekin mustaqil klapanlarni joylashtirish uchun o'zgartirildi, undan keraksiz hamma narsa olib tashlandi va pnevmatik va gidravlika uchun kerakli kanallar qayta ishlandi.
Saab sinov drayvidan his qilish: u 3000 aylanish tezligida dizel kabi harakat qiladi, moment shunchaki aqldan ozadi.
Mening fikrim
Men bu ixtirodan juda xursandman! Dvigatel eksantrik milisiz!!! Qanday potentsial sozlamalar ochiladi.
Dvigatelning ishlash rejimlari musiqa kabi tuzilishi mumkin.
Va an'anaviy dvigateldan qanday aqldan ozish qobiliyatini olish mumkin !!!
So'z yo'q, do'stlar! Inson dahosining chegarasi yo'q! Eksantrik mili bo'lmagan dvigatel, bu mumkin deb kim o'ylardi!
Yana onlayn ko'rishguncha!
