سیستم تغییر نسبت تراکم مخلوط سوخت یک موتور احتراق داخلی مدرن. سیستم های نسبت تراکم موتور

نسل دوم کراس اوور اینفینیتی QX50 انبوهی از نوآوری ها را دریافت کرد که مهمترین آنها این بود موتور منحصر به فرد- 2.0 لیتری "توربو" VC-Turbo با درجه متغیرفشرده سازی ایده خلقت موتور بنزینی، جایی که نسبت تراکم در سیلندرها یک مقدار غیر ثابت است، جدید نیست. بنابراین، در هنگام شتاب گیری، زمانی که بیشترین خروجی موتور مورد نیاز است، می توانید با کاهش نسبت تراکم، صرفه اقتصادی آن را برای چند ثانیه قربانی کنید - این از انفجار، احتراق خود به خودی جلوگیری می کند. مخلوط سوختکه می تواند تحت بارهای زیاد رخ دهد. در حرکت یکنواختبرعکس، برای دستیابی به احتراق کارآمدتر مخلوط سوخت و کاهش مصرف سوخت، افزایش نسبت تراکم مطلوب است - در این حالت، بار روی موتور کم است و خطر انفجار حداقل است. به طور کلی، همه چیز در تئوری ساده است، اما معلوم شد که اجرای این ایده در عمل چندان آسان نیست. و طراحان ژاپنی اولین کسانی بودند که توانستند این ایده را به یک مدل تولیدی برسانند.

ماهیت توسعه یافته است شرکت نیسانتکنولوژی این است که بسته به خروجی مورد نیاز موتور، به طور مداوم تغییر کند حداکثر ارتفاعپیستون ها بالا می روند (به اصطلاح نقطه مرده بالا - TDC) که به نوبه خود منجر به کاهش یا افزایش نسبت تراکم در سیلندرها می شود. یکی از جزئیات کلیدی این سیستم، بست مخصوص میله های اتصال است که به آن متصل می شوند میل لنگاز طریق بلوک متحرکراکر بلوک به نوبه خود به یک شفت کنترل غیرعادی و یک موتور الکتریکی متصل می شود که به فرمان الکترونیک، این مکانیسم حیله گر را به حرکت در می آورد و شیب بازوهای چرخان و موقعیت TDC پیستون ها را در کل تغییر می دهد. چهار سیلندر به طور همزمان

تفاوت در نسبت تراکم بسته به موقعیت TDC پیستون. در تصویر سمت چپ، موتور در حالت اقتصادی است، در سمت راست - در حالت حداکثر بازده. پاسخ: هنگامی که تغییر در نسبت تراکم مورد نیاز است، موتور الکتریکی می چرخد ​​و بازوی محرک را حرکت می دهد. ب: اهرم محرک شفت کنترل را می چرخاند. ج: هنگامی که شفت می چرخد، روی اهرم متصل به راکر عمل می کند و زاویه دومی را تغییر می دهد. د: بسته به موقعیت بازوی راکر، TDC پیستون بالا می رود یا پایین می آید و در نتیجه نسبت تراکم تغییر می کند.

در نتیجه در هنگام شتاب گیری نسبت تراکم به 8:1 کاهش می یابد و پس از آن موتور با نسبت تراکم 14:1 وارد حالت اقتصادی می شود. حجم کاری آن در همان زمان از 1997 تا 1970 سانتی متر مکعب متغیر است. توربو چهار اینفینیتی QX50 جدید 268 اسب بخار قدرت دارد. با. و گشتاور 380 نیوتن متر - به طور قابل توجهی بیشتر از 2.5 لیتری V6 سلف (عملکرد آن 222 اسب بخار و 252 نیوتن متر است)، در حالی که یک سوم بنزین کمتر مصرف می کند. علاوه بر این، VC-Turbo 18 کیلوگرم سبک تر از "شش" اتمسفر است، فضای کمتری را زیر کاپوت اشغال می کند و در ناحیه سرعت پایین به حداکثر گشتاور خود می رسد.

به هر حال، سیستم تنظیم نسبت تراکم نه تنها بازده موتور را افزایش می دهد، بلکه سطح ارتعاش را نیز کاهش می دهد. به لطف بازوهای تکان دهنده، میله های اتصال در طول حرکت کار پیستون ها موقعیت تقریباً عمودی را اشغال می کنند، در حالی که موتورهای معمولیآنها از این طرف به سمت دیگر می روند (به همین دلیل است که میله های اتصال نام خود را گرفتند). در نتیجه، حتی بدون شفت تعادل، این واحد 4 سیلندر مانند یک V6 بی صدا و روان کار می کند. اما موقعیت متغیر TDC با استفاده از یک سیستم پیچیده از اهرم ها تنها ویژگی موتور جدید نیست. با تغییر نسبت تراکم، این دستگاه همچنین قادر است بین دو چرخه کاری سوئیچ کند: اتو کلاسیک، که در آن بخش عمده ای از موتورهای بنزینیو چرخه اتکینسون که عمدتاً در هیبریدها یافت می شود. در مورد دوم (در نسبت تراکم بالا)، به دلیل سکته بیشترپیستون ها مخلوط کاریبیشتر منبسط می شود، سوزاندن با راندمان بیشتر، در نتیجه راندمان افزایش می یابد و مصرف بنزین کاهش می یابد.

حرکت به سمت بالا یا پایین پایین بازوموقعیت پیستون را نسبت به محفظه احتراق تغییر می دهد.

این موتور علاوه بر دو چرخه کاری، از دو سیستم تزریق نیز استفاده می کند: کلاسیک MPI توزیع شدهو GDI مستقیم، که بازده سوخت را بهبود می بخشد و از انفجار در نسبت تراکم بالا جلوگیری می کند. هر دو سیستم به طور متناوب و در بارهای بالا - به طور همزمان کار می کنند. سهم مثبت در افزایش راندمان موتورهمچنین پوشش خاصی از دیواره‌های سیلندر را معرفی می‌کند که با اسپری پلاسما اعمال می‌شود و سپس سخت شده و سنگ‌زنی می‌شود. نتیجه یک سطح آینه مانند فوق العاده صاف است که اصطکاک رینگ پیستون را تا 44 درصد کاهش می دهد.

و چه فایده ای دارد؟

به گفته مهندسان، VC-T باید 27 درصد مصرف سوخت بیشتری نسبت به VQ سری V6 تنفس طبیعی فعلی داشته باشد که به تدریج جایگزین خواهد شد. یعنی مصرف پاسپورت در سیکل ترکیبی در حدود 7 لیتر خواهد بود. و هنوز برای ارزیابی سهم واقعی تکنولوژی جدیددر راندمان هنوز امکان پذیر نیست، موتورهای VC-T و VQ بسیار متفاوت هستند. حجم، وجود تقویت، تعداد سیلندرها - همه چیز متفاوت است. بنابراین، مزایای واقعی توسعه ژاپن هنوز مشخص نشده است، اما، مانند هر انقلاب، به خودی خود جالب است.

یکی دیگه ویژگی منحصر به فردموتور VC-Turbo یکپارچه است پشتیبانی برترسیستم سرکوب ارتعاش فعال Active Torque Road که بر اساس یک محرک رفت و برگشتی است. این سیستم توسط یک سنسور شتاب کنترل می شود که ارتعاشات موتور را تشخیص می دهد و در پاسخ ارتعاشات میرایی در آنتی فاز ایجاد می کند. پایه‌های فعال برای اولین بار در اینفینیتی در سال 1998 استفاده شد موتور دیزل، اما معلوم شد که آن سیستم بیش از حد دست و پا گیر است، بنابراین به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفت. این پروژه تا سال 2009 متوقف شد، زمانی که مهندسان ژاپنی به بهبود آن پرداختند. 8 سال دیگر طول کشید تا مشکل اضافه وزن و ابعاد لرزشگیر حل شود. اما نتیجه چشمگیر است: به لطف ATR، واحد 4 سیلندر Infiniti QX50 جدید 9 دسی بل بی صداتر از V6 قبلی خود است!

یکی از کسانی که تا حد امکان به خلقت نزدیک شد موتور سریالبا نسبت تراکم متغیر برند ساب. با این حال، در سوئدی ها، قسمت های بالایی و پایینی بلوک سیلندر نسبت به یکدیگر جابجا شدند. و در موتور اینفینیتی / نیسان، تغییرات بر طراحی مکانیزم میل لنگ تأثیر گذاشته است.

همچنین در سایت بخوانید سیستم خنک کننده مدل های UAZ Hunter، مدل های UAZ-315195 با موتورهای ZMZ-409.10 Euro-2، ZMZ-40904.10 Euro-3 و ZMZ-40905.10 Euro-4 و مدل های UAZ-315196 با موتورهای ZMZ-4091.10، مایع بسته، یورو-3 ... خودکار ترمز اضطراری(AEB) عملکردی است که به راننده در مورد برخورد قریب الوقوع هشدار می دهد و به او کمک می کند تا از حداکثر قدرت ترمز خودرو استفاده کند. در صورت بحرانی شدن وضعیت، سیستم به طور خودکار کند می شود. موتور دیزل موتوری است که در آن احتراق سوخت با گرمایش تراکمی انجام می شود. موتور دیزل استاندارد نمی تواند روشن شود سوخت گاز، زیرا متان بسیار بیشتر است درجه حرارت بالاوی...

این اختراع مربوط به مهندسی مکانیک است، در درجه اول به موتورهای حرارتی، یعنی موتور پیستونی احتراق داخلی(ICE) با درجه متغیرفشرده سازی نتیجه فنی اختراع بهبود سینماتیک مکانیسم انتقال نیرو موتور احتراق داخلی رفت و برگشتی است، به گونه ای که امکان کنترل درجه تراکم و کاهش واکنش در تکیه گاه ها و اینرسی مرتبه دوم را فراهم می کند. نیروها موتور احتراق داخلی طبق اختراع دارای پیستونی است که به صورت متحرک در سیلندر نصب شده است که به صورت محوری به شاتون متصل می شود. حرکت شاتون به میل لنگ منتقل می شود میل لنگ. در عین حال، به منظور ایجاد امکان تغییر کنترل شده در نسبت تراکم و کورس پیستون، یک پیوند انتقال بین شاتون و میل لنگ ارائه شده است که برای کنترل حرکت آن با استفاده از اهرم کنترل پیکربندی شده است. پیوند انتقال به شکل یک اهرم عرضی متصل به میل لنگ توسط یک لولا ساخته می شود که در یک موقعیت میانی در ناحیه بین دو نقطه مرجع قرار دارد. در یکی از نقاط لنگر استخوان جناغیمتصل به میله اتصال، و در دیگری - به اهرم کنترل. اهرم کنترل همچنین به صورت محوری به یک میل لنگ یا غیر عادی متصل است که با جابجایی محور غلتشی اهرم کنترل، حرکات کنترلی را انجام می دهد و در نتیجه تغییر درجه ایجاد می کند. فشرده سازی ICE. علاوه بر این، محور نورد بازوی کنترل می تواند یک حرکت چرخه ای مداوم را انجام دهد که با چرخش میل لنگ هماهنگ است. در عین حال، اگر روابط هندسی خاصی بین پیوندهای فردی مکانیسم انتقال نیرو مشاهده شود، می توان بارهای وارده بر آنها را کاهش داد و صافی را افزایش داد. عملیات ICE. 12 w.p. f-ly, 10 بیمار.

نقشه های ثبت اختراع RF 2256085

اختراع حاضر مربوط به مهندسی مکانیک، در درجه اول به موتورهای حرارتی است. این اختراع، به ویژه، مربوط به یک موتور احتراق داخلی رفت و برگشتی (ICE) است که دارای پیستونی است که به صورت متحرک در یک سیلندر نصب می شود و به صورت محوری به یک میله اتصال متصل می شود، حرکت آن به میل لنگ میل لنگ منتقل می شود، در حالی که یک گیربکس پیوندی بین شاتون و میل لنگ ارائه می شود که با قابلیت کنترل حرکت آن با استفاده از یک اهرم کنترلی ساخته شده است تا از حرکت کنترل شده پیستون اطمینان حاصل شود، قبل از هر چیز امکان تغییر نسبت تراکم و ضربه. از پیستون، و به شکل یک اهرم عرضی ساخته شده است، که توسط یک لولا به میل لنگ متصل می شود، که در یک موقعیت میانی در ناحیه بین تکیه گاه، نقطه ای که بازوی عرضی به آن متصل می شود، قرار دارد. شاتون و نقطه مرجعی که در آن بازوی عرضی به بازوی کنترل متصل می شود و در فاصله ای از خط اتصال هر دو این نقاط مرجع که در آن بازوی عرضی به ترتیب به بازوی کنترل و شاتون متصل می شود.

از Wirbeleit F.G.، Binder K. و Gwinner D.، "توسعه پیستون با ارتفاع تراکم متغیر برای افزایش راندمان و توان خروجی ویژه موتورهای احتراقی"، SAE Techn. پاپ، 900229، یک موتور احتراق داخلی از این نوع با نسبت تراکم خودکار کنترل شده (PARSS) با تغییر ارتفاع پیستون شناخته می شود که از دو قسمت تشکیل شده است که بین آنها محفظه های هیدرولیک تشکیل می شود. تغییر در نسبت تراکم به طور خودکار با تغییر موقعیت یک قسمت از پیستون نسبت به قسمت دیگر با دور زدن روغن از یک چنین محفظه ای به محفظه دیگر با استفاده از شیرهای بای پس مخصوص انجام می شود.

از معایب این راه حل فنی می توان به این واقعیت اشاره کرد که سیستم هایی مانند PARSS وجود مکانیزمی برای تنظیم درجه تراکم را پیشنهاد می کند که در یک منطقه با دمای بالا و بارگذاری بالا (در سیلندر) قرار دارد. تجربه سیستم هایی مانند PARSS نشان داد که در شرایط گذرا، به ویژه در هنگام شتاب گیری خودرو، عملکرد موتور احتراق داخلی با انفجار همراه است، زیرا سیستم هیدرولیککنترل امکان تغییر سریع و همزمان نسبت تراکم را برای همه سیلندرها فراهم نمی کند.

تمایل به حذف مکانیسم کنترل نسبت تراکم از منطقه با دمای بالا و بارگذاری مکانیکی منجر به ظهور مکانیسم های دیگر شد. راه حل های فنی، شامل تغییر در طرح حرکتی موتور احتراق داخلی و معرفی عناصر اضافی (پیوندها) به آن است که کنترل آن تغییر در نسبت تراکم را تضمین می کند.

به عنوان مثال، Jante A.، "Kraftstoffverbrauchssenkung von Verbrennungsmotoren durch kinematische Mittel"، Automobil-Industrie، شماره 1 (1980)، صفحات 61-65، یک موتور احتراق داخلی را توصیف می کند (نمودار سینماتیکی آن در شکل 1 نشان داده شده است. ) که بین میل لنگ 15 و شاتون 12 دو لینک میانی نصب شده است - یک میله اتصال اضافی 13 و یک بازوی راکر 14. با تغییر موقعیت نقطه A با چرخاندن اکسنتریک 16 ثابت روی بدنه کنترل می شود. 16 غیر عادی بسته به بار موتور می چرخد، در حالی که مرکز چرخش، واقع در نقطه لولا Z، در امتداد قوس یک دایره حرکت می کند، بنابراین موقعیت را تغییر می دهد. بالا مردهنقاط پیستون

از کار Christoph Bolling و همکاران، "Kurbetrieb fur variable Verdichtung"، MTZ 58 (11) (1997), Cs.706-711، یک موتور از نوع FEV (نمودار سینماتیکی آن در شکل 2 نشان داده شده است) همچنین شناخته شده است، که در آن بین میل لنگ 17 و شاتون 12، یک میله اتصال اضافی 13 نصب شده است. علاوه بر این، میله اتصال 12 به بازوی تکان دهنده 14 وصل می شود که با مرکز چرخش در مرکز چرخش حرکت تکان دهنده را انجام می دهد. نقطه لولا Z. نسبت تراکم با تغییر موقعیت نقطه لولا Z با چرخاندن 16 خارج از مرکز نصب شده روی محفظه موتور کنترل می شود. 16 غیرعادی بسته به بار موتور می چرخد، در حالی که مرکز نوسان، واقع در نقطه لولا Z، در امتداد یک قوس دایره حرکت می کند، بنابراین موقعیت نقطه مرده بالای پیستون را تغییر می دهد.

از برنامه DE 4312954 A1 (21.04.1993) یک موتور از نوع IFA شناخته شده است (نمودار سینماتیکی آن در شکل 3 نشان داده شده است) که در آن یک میله اتصال اضافی 13 بین میل لنگ 17 و میله اتصال نصب شده است. 12. شاتون 12 نیز به یکی از انتهای راکر 14 متصل است که انتهای دوم آن یک حرکت نوسانی را با مرکز نوسان در نقطه لولا Z انجام می دهد. نسبت تراکم با تغییر موقعیت کنترل می شود. نقطه لولا Z با چرخاندن 16 غیر عادی که روی محفظه موتور ثابت شده است. 16 غیرعادی بسته به بار موتور می چرخد، در حالی که مرکز نوسان، واقع در نقطه لولا Z، در امتداد یک قوس دایره حرکت می کند، بنابراین موقعیت نقطه مرده بالای پیستون را تغییر می دهد.

معایب ذاتی موتورهای طرح های فوق (که از کار Jante A.، از کار کریستوف بولین و همکاران و از برنامه DE 4312954 A1 شناخته شده است) باید اول از همه به صافی ناکافی بالای آنها نسبت داده شود. عملیات، به دلیل نیروهای اینرسی مرتبه دوم بالا در حین حرکت انتقالی رفت و برگشتی توده ها، که با ویژگی های سینماتیک مکانیسم ها همراه است و منجر به افزایش بیش از حد در عرض کلی یا ارتفاع کلی می شود. واحد قدرت. به همین دلیل، چنین موتورهایی عملاً برای استفاده به عنوان موتور وسایل نقلیه نامناسب هستند.

تنظیم نسبت تراکم در یک موتور احتراق داخلی رفت و برگشتی، حل مشکلات زیر را ممکن می سازد:

با افزایش فشار بوست بدون افزایش، میانگین فشار Pe را افزایش دهید حداکثر فشاراحتراق فراتر از حدود مشخص شده با کاهش نسبت تراکم با افزایش بار موتور.

کاهش مصرف سوخت در محدوده بارهای کم و متوسط ​​با افزایش نسبت تراکم با کاهش بار موتور.

نرمی موتور را بهبود بخشید.

تنظیم نسبت تراکم بسته به این اجازه می دهد نوع ICEرسیدن مزایای زیر(برای موتورهای احتراق داخلی با احتراق اجباری (جرقه):

با حفظ سطح به دست آمده از راندمان موتور در بارهای کم و متوسط، افزایش بیشتر در قدرت نامی موتور با افزایش فشار بوست با کاهش نسبت تراکم تضمین می شود (شکل را ببینید، جایی که منحنی های مشخص شده با موقعیت x به یک موتور معمولی، و منحنی های مشخص شده با موقعیت y، به موتوری با نسبت تراکم متغیر اشاره دارد.

با حفظ سطح به دست آمده از قدرت نامی موتور، مصرف سوخت در بارهای کم و متوسط ​​با افزایش نسبت تراکم تا حد مجاز انفجار کاهش می یابد (شکل 4b را ببینید، جایی که منحنی های مشخص شده با x به یک موتور معمولی اشاره دارد، و منحنی هایی که با y مشخص شده اند، به موتوری با نسبت تراکم متغیر اشاره دارد).

در حالی که سطح به دست آمده از قدرت نامی موتور حفظ می شود، راندمان در بارهای کم و متوسط ​​افزایش می یابد و سطح صدای موتور در حالی که سرعت نامی میل لنگ کاهش می یابد کاهش می یابد (شکل 4c را ببینید، جایی که منحنی های مشخص شده با x به یک موتور معمولی اشاره دارد. و منحنی ها که با موقعیت y مشخص می شوند، به موتوری با نسبت تراکم متغیر اشاره دارد).

مشابه موتور احتراق داخلی با احتراق جرقه ای، نسبت تراکم در موتور دیزلی را می توان در سه جهت مساوی زیر کنترل کرد:

با جابجایی ثابت و سرعت نامی، قدرت موتور با افزایش فشار بوست افزایش می یابد. در این حالت نه بازده بلکه قدرت افزایش می یابد وسیله نقلیه(نگاه کنید به شکل، که در آن منحنی های نشان داده شده با موقعیت x به یک موتور معمولی اشاره دارد، و منحنی های نشان داده شده با موقعیت y به موتور با نسبت تراکم متغیر اشاره دارد).

با جابجایی ثابت و توان نامی، فشار متوسط ​​Pe با کاهش سرعت نامی افزایش می‌یابد. در این حالت، با حفظ مشخصات قدرت خودرو، بازدهی موتور با افزایش راندمان مکانیکی افزایش می‌یابد (شکل 5b را ببینید، جایی که منحنی‌های مشخص‌شده با x به یک موتور معمولی اشاره می‌کنند، و منحنی‌هایی که با y مشخص شده‌اند اشاره می‌کنند. به یک موتور با نسبت تراکم متغیر)؛

موتور با جابجایی بزرگ موجود با یک موتور با جابجایی کوچک جایگزین نمی شود، بلکه با همان قدرت (شکل 5c را ببینید، جایی که منحنی های مشخص شده با x به یک موتور معمولی اشاره دارد، و منحنی های مشخص شده با y به موتوری با یک متغیر اشاره می کند. نسبت تراکم). در این حالت راندمان موتور در محدوده بارهای متوسط ​​و کامل افزایش یافته و وزن و ابعاد موتور نیز کاهش می یابد.

اختراع حاضر بر اساس وظیفه بهبود سینماتیک یک موتور احتراق داخلی پیستونی بود به گونه ای که با هزینه های ساختاری کم، امکان کنترل نسبت تراکم و کاهش واکنش در تکیه گاه ها و نیروهای اینرسی درجه دوم وجود داشت. .

با توجه به موتور احتراق داخلی پیستونی از نوع نشان داده شده در ابتدای توضیحات، این مشکل طبق اختراع حل شده است، زیرا طول ضلع واقع بین نقطه مرجعی که بازوی کنترل به آن متصل است. بازوی کنترل و نقطه مرجعی که در آن بازوی کنترل به شاتون متصل می شود، طول ضلع، بین نقطه محوری که در آن بازوی عرضی به بازوی کنترل متصل می شود و نقطه محوری که توسط آن بازوی عرضی وصل می شود. به میل لنگ وصل می شود و طول ضلعی که بین نقطه محوری که بازوی عرضی به شاتون وصل می شود و نقطه محوری که بازوی عرضی توسط آن به میل لنگ متصل می شود، روابط زیر را از نظر برآورده می کند. شعاع میل لنگ:

با توجه به یکی از تجسم های ترجیحی موتور احتراق داخلی پیستونی پیشنهاد شده در اختراع، اهرم عرضی به شکل ساخته شده است. استخوان جناغی، در رئوس آن نقاط مرجع وجود دارد که در آن اهرم عرضی به اهرم کنترل و شاتون و لولا که توسط آن اهرم عرضی به میل لنگ متصل می شود.

ترجیحاً طول l شاتون و طول k اهرم کنترل و همچنین فاصله e بین محور چرخش میل لنگ و محور طولی سیلندر نسبت‌های زیر را بر حسب شعاع r برآورده می‌کند. از میل لنگ:

در موردی که بازوی کنترل و شاتون در یک سمت بازوی عرضی قرار دارند، فاصله f بین محور طولی سیلندر و نقطه اتصال بازوی کنترل با محفظه موتور و فاصله p بین محور میل لنگ و نقطه اتصال گفته شده ترجیحاً باید از نظر شعاع r میل لنگ با روابط زیر مطابقت داشته باشد:

در همان حالت، هنگامی که اهرم کنترل و شاتون در امتداد قرار دارند طرف های مختلفاز بازوی کنترل، فاصله f بین محور طولی سیلندر و نقطه اتصال بازوی کنترل و فاصله p بین محور میل لنگ و نقطه اتصال مذکور ترجیحاً باید بر حسب شعاع r مطابقت داشته باشد. میل لنگ، روابط زیر:

با توجه به تجسم ترجیحی بیشتر موتور احتراق داخلی رفت و برگشتی مطابق با اختراع، نقطه محوری بازوی کنترل در طول یک مسیر کنترل شده قابل حرکت است.

ترجیحاً می توان نقطه محوری بازوی کنترل را در موقعیت های مختلف زاویه ای قابل تنظیم نیز ثابت کرد.

مطابق با تجسم ترجیحی دیگری از موتور احتراق داخلی که در اختراع پیشنهاد شده است، می توان موقعیت زاویه ای نقطه محوری اهرم کنترل را بسته به مقادیر مشخص کننده حالت عملکرد موتور احتراق داخلی و عملکرد تنظیم کرد. پارامترهای موتور احتراق داخلی

با توجه به تجسم ترجیحی دیگری از موتور احتراق داخلی رفت و برگشتی طبق اختراع، می توان نقطه محوری اهرم کنترل را در امتداد یک مسیر کنترل شده حرکت داد که با چرخش میل لنگ هماهنگ است.

در تجسم ترجیحی دیگری از موتور احتراق داخلی رفت و برگشتی پیشنهاد شده در اختراع، امکان همگام سازی با چرخش میل لنگ، حرکت نقطه محوری اهرم کنترل در امتداد یک مسیر کنترل شده و امکان کنترل تغییر فاز بین حرکت این نقطه و چرخش میل لنگ بسته به مقادیر مشخص کننده حالت عملکرد موتور احتراق داخلی و پارامترهای عملکرد ICE.

مطابق با تجسم ترجیحی زیر از موتور احتراق داخلی پیستونی پیشنهادی در اختراع، می توان حرکت نقطه محوری اهرم کنترل را در طول مسیر کنترل شده، هماهنگ با چرخش میل لنگ، همزمان کرد و در عین حال امکان را فراهم کرد. از تغییر نسبت دندهبین حرکت نقطه مشخص شده و چرخش میل لنگ.

پیستون ICE 1 پیشنهادی در اختراع در شکل و 6b نشان داده شده است و دارای محفظه 2 با سیلندر 3 و پیستون 4 نصب شده در آن، شاتون 6 است که به صورت محوری در یک سر به پیستون 4 متصل می شود، یک لنگ. 8 از میل لنگ نصب شده در محفظه 2، یک میله اتصال 10 را دنبال می کند که اهرم کنترل 10 نیز نامیده می شود و در یک سر به بدنه 2 لولا شده است، و یک اهرم عرضی مثلثی 7 که در یکی از رئوس آن به صورت محوری به انتهای دوم شاتون 6، راس دوم آن به صورت محوری به میل لنگ 8 و راس سوم آن به صورت محوری به شاتون 10 متصل است. نقطه Z چرخش آن توانایی حرکت در امتداد یک مسیر کنترل شده را دارد که برای مثال توسط یک میل لنگ غیرعادی یا اضافی تعیین می شود 11.

بسته به موقعیت محور نوسان شاتون تریلر، موتور احتراق داخلی پیستونی پیشنهادی در اختراع دارای دو گزینه طراحی است (شکل و 6b را ببینید):

در اولین نوع (شکل 6a)، صفحه افقی که در آن محور نوسان شاتون تریلر 10 قرار دارد، یعنی. نقطه Z اتصال آن در بالای نقطه اتصال میل لنگ 8 با اهرم عرضی 7 قرار دارد زمانی که میل لنگ در نقطه مرگ بالای خود قرار دارد یا به عبارت دیگر شاتون 10 و شاتون 6 روی یکی قرار دارند. سمت اهرم عرضی 7;

در نوع دوم (شکل 6b) صفحه افقی که در آن محور نوسان شاتون تریلر 10 قرار دارد، یعنی. نقطه Z اتصال آن در زیر نقطه اتصال میل لنگ 8 با اهرم عرضی 7 قرار دارد زمانی که میل لنگ در نقطه مرگ بالای خود قرار دارد یا به عبارت دیگر شاتون 10 و شاتون 6 در مقابل قرار دارند. طرفین اهرم عرضی 7.

تغییر موقعیت نقطه Z چرخش بازوی تریلر، یعنی. محور نوسان آن، با یک حرکت کنترلی ساده که توسط یک میل لنگ اضافی، به ترتیب تنظیم کننده خارج از مرکز انجام می شود، اجازه می دهد تا نسبت تراکم را تغییر دهد. علاوه بر این، نقطه Z از مفصل بازوی تریلر، i.e. محور نوسان آن می تواند حرکت چرخه ای مداوم را انجام دهد که با چرخش میل لنگ هماهنگ است.

همانطور که در شکل 7 نشان داده شده است، موتور احتراق داخلی پیستونی اختراع پیشنهاد شده است سیستم های شناخته شده(توصیف شده توسط Jante A.، Christoph Bolling و همکاران و DE 4312954 A1)، و همچنین قبل از معمول مکانیزم میل لنگ(CM) با توجه به روان بودن عملکرد آن.

با این حال، این مزایا را می توان تنها در صورتی به دست آورد که روابط هندسی خاصی مشاهده شود، یعنی چه زمانی انتخاب صحیحطول عناصر جداگانه و موقعیت آنها نسبت به محور میل لنگ.

با توجه به اختراع حاضر تعیین ابعاد تک تک عناصر (در رابطه با شعاع میل لنگ) و مختصات تک تک لولاهای مکانیزم انتقال نیرو مهم است که با بهینه سازی چنین مکانیزمی از طریق بهینه سازی می توان به آن دست یافت. تحلیل سینماتیکی و دینامیکی هدف از بهینه سازی چنین مکانیزمی که با 9 پارامتر توصیف شده است (شکل 8) کاهش نیروهای (بار) وارد بر پیوندهای فردی آن به حداقل ممکن است. سطح ممکنو در بهبود روانی کار آن.

در زیر با اشاره به شکل 9 (9a و 9b)، که سینماتیک را نشان می دهد طرح موتور احتراق داخلیدر شکل 6 نشان داده شده است (به ترتیب 6a و 6b)، اصل عملکرد مکانیزم میل لنگ قابل تنظیم را توضیح می دهد. در حین کار موتور احتراق داخلی، پیستون 4 آن در سیلندر یک حرکت رفت و برگشتی انجام می دهد. حرکت رو به جلو، که به شاتون 6 منتقل می شود. حرکت شاتون 6 از طریق نقطه مرجع (لولا) B به اهرم عرضی 7 منتقل می شود که آزادی حرکت آن به دلیل اتصال با شاتون تریلر محدود است. 10 در نقطه مرجع (لولا) C. اگر نقطه Z اتصال لولایی میله اتصال تریلر 10 ثابت باشد، آنگاه نقطه مرجع C اهرم عرضی 7 می تواند در امتداد قوس دایره ای حرکت کند که شعاع آن برابر طولمیله اتصال تریلر 10. موقعیت چنین مسیر دایره ای حرکت نقطه مرجع C نسبت به محفظه موتور توسط موقعیت نقطه Z تعیین می شود. هنگامی که موقعیت نقطه Z چرخش تریلر اتصال دهنده میله تغییر می کند، موقعیت مسیر دایره ای که در امتداد آن نقطه مرجع C می تواند حرکت کند، که به شما امکان می دهد مسیر حرکت سایر عناصر مکانیسم میل لنگ را تحت تاثیر قرار دهید، در درجه اول در موقعیت نقطه مرده بالایی. پیستون 4. نقطه محوری Z شاتون تریلر ترجیحا در یک مسیر دایره ای حرکت می کند. با این حال، نقطه Z اتصال لولایی شاتون تریلر همچنین می تواند در امتداد هر مسیر کنترل شده دیگری حرکت کند، در حالی که می توان نقطه Z اتصال لولایی شاتون تریلر را در هر موقعیتی از مسیر ثابت کرد. حرکت آن

اهرم عرضی 7 نیز توسط یک لولا A به میل لنگ 8 میل لنگ 9 متصل می شود. این لولا A در امتداد یک مسیر دایره ای حرکت می کند که شعاع آن با طول میل لنگ 8 تعیین می شود. لولا A یک موقعیت میانی را اشغال می کند. هنگامی که در امتداد خط اتصال نقاط مرجع B و C اهرم عرضی 7 مشاهده می شود. وجود یک اتصال سینماتیکی نقطه مرجع C با شاتون 10 به شما امکان می دهد حرکت انتقالی آن را در امتداد محور طولی 5 پیستون تحت تأثیر قرار دهید. 4. حرکت نقطه مرجع B در امتداد محور طولی 5 پیستون با مسیر نقطه مرجع C اهرم عرضی 7 تعیین می شود. به شما امکان می دهد حرکت رفت و برگشتی پیستون 4 را از طریق شاتون 6 کنترل کنید و بدین ترتیب موقعیت نقطه مرگ بالا را تنظیم کنید. پیستون 4.

در شکل نشان داده شده در شکل 9a، میله اتصال 10 و میله اتصال 6 در یک طرف بازوی عرضی 7 قرار دارند.

با چرخاندن پیوند کنترل ساخته شده به شکل یک میل لنگ اضافی 11 از موقعیت تقریباً افقی نشان داده شده در شکل. پیستون 4 به بالا و در نتیجه افزایش نسبت تراکم.

در شکل 9b یک نمودار سینماتیکی متفاوت را نشان می دهد نوع ICE، تفاوت با نمودار نشان داده شده در شکل فقط در این است که میله اتصال تریلر 10 به همراه پیوند کنترلی ساخته شده به شکل یک میل لنگ اضافی 11 به ترتیب خارج از مرکز تنظیم کننده و میله اتصال 6 در طرف مقابل قرار دارند. اهرم عرضی 7. از همه جنبه های دیگر، اصل عملکرد نشان داده شده در شکل 9b مکانیسم میل لنگ مشابه اصل عملکرد مکانیسم میل لنگ نشان داده شده در شکل 9a است که در آن شاتون 10 تریلر و شاتون اتصال تریلر نشان داده شده است. 6 در یک طرف اهرم عرضی 7 قرار دارند.

شکل 10 نمودار سینماتیک دیگری از مکانیسم میل لنگ موتور احتراق داخلی پیستونی را نشان می دهد که موقعیت برخی از نقاط این مکانیسم میل لنگ را نشان می دهد و در آن هاچینگ مناطق بهینه را نشان می دهد که با در نظر گرفتن محدوده های بهینه ذکر شده در بالا برای طول و موقعیت عناصر مکانیزم میل لنگ، نقطه مرجع B مفصل گردان بازوی عرضی 7 با شاتون 6، نقطه مرجع C مفصل چرخشی بازوی عرضی 7 با شاتون 10 تریلر و نقطه Z اتصال چرخشی شاتون تریلر 10 می تواند حرکت کند. برای اطمینان از عملکرد روان موتور احتراق داخلی با بار بسیار کم روی عناصر منفردو پیوندهای مکانیزم میل لنگ آن پارامترهای هندسی(طول و موقعیت) عناصر و پیوندهای این مکانیسم میل لنگ باید نسبت های معین و ترجیحی را برآورده کند. طول اضلاع a، b و c از جناغی مثلثی 7، جایی که a نشان دهنده طول ضلعی است که بین نقطه مرجع B شاتون و نقطه مرجع C شاتون اتصال تریلر قرار دارد، b نشان دهنده طول سمتی که بین لولا A میل لنگ و نقطه مرجع C شاتون اتصال تریلر قرار دارد و c نشان‌دهنده فاصله بین لولا A میل لنگ و نقطه مرجع B شاتون است، با نابرابری‌های زیر قابل توصیف است. بسته به شعاع r که برابر با طول میل لنگ 8 است:

طول l شاتون 6، طول k شاتون 10 و فاصله e بین محور چرخش میل لنگ 9 و محور طولی 5 سیلندر 3، که همچنین محور طولی پیستون در حال حرکت است. در این سیلندر، با توجه به تجسم ترجیحی، روابط زیر را برآورده کنید:

برای نوع نشان داده شده در شکل، که در آن شاتون 6 و شاتون 10 در یک طرف بازوی عرضی 7 قرار دارند، می توانید نسبت بهینه اندازه ها را نیز تنظیم کنید. در این حالت، فاصله f بین محور طولی 5 سیلندر و نقطه Z چرخش بازوی تریلر 10 تا پیوند کنترل آن و همچنین فاصله p بین محور میل لنگ و نقطه مشخص شده Z از چرخش، با توجه به تجسم ترجیحی، روابط زیر را برآورده می کند:

هنگامی که شاتون تریلر و شاتون در دو طرف مقابل اهرم عرضی قرار دارند، فاصله بهینه f بین محور طولی پیستون و نقطه Z اتصال لولایی اهرم تریلر به پیوند تنظیم کننده آن و همچنین فاصله بهینه p بین محور میل لنگ و نقطه Z از اتصال لولایی را می توان بر اساس نسبت های زیر انتخاب کرد:

مطالبه

1. موتور پیستونیموتور احتراق داخلی (ICE)، دارای یک پیستون (4) است که به صورت متحرک در سیلندر نصب می شود و به صورت محوری به شاتون اتصال (6) متصل می شود، حرکت آن به میل لنگ (8) میل لنگ منتقل می شود. 9) در حالی که بین شاتون (6) و میل لنگ (8) یک پیوند انتقال داده شده است که با امکان کنترل حرکت آن با استفاده از اهرم کنترل (10) به منظور اطمینان از حرکت کنترل شده پیستون ساخته شده است. در درجه اول امکان تغییر نسبت تراکم و کورس پیستون را فراهم می کند و به شکل یک اهرم عرضی (7) ساخته می شود که توسط یک لولا (A) به میل لنگ (8) متصل می شود. در یک موقعیت میانی در ناحیه بین نقطه مرجع (B)، که در آن بازوی کنترل (7) به شاتون (6) وصل شده است، و نقطه مرجع (C)، که در آن اهرم عرضی (7) قرار دارد. به اهرم کنترل (10) و در فاصله ای از خط اتصال هر دو نقطه مرجع (B, C) که در آن اهرم عرضی (7) به اهرم کنترل (10) و شاتون (6) متصل است. ) به ترتیب مشخص می شود که طول ضلع (a) واقع بین نقطه مرجع (C) که در آن بازوی عرضی (7) به بازوی کنترل (10) وصل است و نقطه مرجع (B) در که بازوی عرضی (7) به شاتون (6) متصل است، طول ضلع (b) واقع بین نقطه مرجع (C) که در آن بازوی کنترل (7) به بازوی کنترل (10) متصل است و محور (A) که توسط آن بازوی کنترل (7) به میل لنگ (8) وصل می شود، و طول ضلع (c) واقع بین نقطه مرجع (B) که در آن بازوی عرضی (7) به آن متصل است. شاتون (6) و لولا (A) که توسط آن بازوی عرضی (7) به میل لنگ (8) متصل می شود، نسبت های زیر را از نظر شعاع (r) میل لنگ برآورده می کنند:

6. موتور پیستونی 4 یا 5، مشخص می شود که نقطه محوری (Z) اهرم کنترل (10) در طول یک مسیر کنترل شده قابل حرکت است.

7. موتور احتراق داخلی رفت و برگشتی طبق ادعای 4 یا 5 که مشخصه آن این است که تنظیم موقعیت نقطه (Z) چرخش اهرم کنترل (10) با استفاده از یک میل لنگ اضافی که روی لولا قرار دارد امکان پذیر است.

8. موتور احتراق داخلی رفت و برگشتی طبق ادعای 4 یا 5 که مشخصه آن این است که می توان موقعیت نقطه (Z) چرخش اهرم کنترل (10) را با استفاده از یک اکسنتریک تنظیم کرد.

9. موتور احتراق داخلی رفت و برگشتی طبق ادعای 4 یا 5 که مشخصه آن این است که می توان نقطه (Z) چرخش اهرم کنترل (10) را در موقعیت های مختلف زاویه ای قابل تنظیم ثابت کرد.

10. موتور احتراق داخلی متقابل طبق ادعای 4 یا 5، مشخص می شود که می توان موقعیت زاویه ای نقطه (Z) چرخش اهرم کنترل (10) را بسته به مقادیر مشخص کننده حالت کار تنظیم کرد. موتور احتراق داخلی و پارامترهای عملکرد موتور احتراق داخلی.

11. موتور احتراق داخلی رفت و برگشتی طبق ادعای 4 یا 5 که مشخصه آن این است که می توان با چرخش میل لنگ حرکت نقطه (Z) چرخش اهرم کنترل (10) را در امتداد یک مسیر کنترل شده هماهنگ کرد.

12. موتور احتراق داخلی رفت و برگشتی طبق ادعای 4 یا 5 که مشخصه آن این است که می توان با چرخش میل لنگ (9) حرکت نقطه (Z) چرخش اهرم کنترل (10) را در امتداد یک همگام کرد. مسیر کنترل شده و امکان کنترل تغییر فاز بین حرکت این نقطه (Z) و چرخش میل لنگ (9) بسته به مقادیر مشخص کننده حالت عملکرد موتور احتراق داخلی و پارامترهای عملیاتی احتراق داخلی موتور

13. موتور احتراق داخلی رفت و برگشتی طبق ادعای 4 یا 5 که مشخصه آن این است که امکان همگام سازی با چرخش میل لنگ (9) حرکت نقطه (Z) چرخش اهرم کنترل (10) در امتداد یک مسیر کنترل شده، در حالی که امکان تغییر نسبت دنده بین نقطه حرکت مشخص شده (Z) و چرخش میل لنگ (9) وجود دارد.

ایده ایجاد یک موتور بنزینی، که در آن نسبت تراکم در سیلندرها یک مقدار متغیر باشد، جدید نیست. بنابراین، در هنگام شتاب گیری، زمانی که بیشترین خروجی موتور مورد نیاز است، می توانید با کاهش نسبت تراکم، صرفه اقتصادی آن را برای چند ثانیه قربانی کنید - این از انفجار، احتراق خود به خودی مخلوط سوخت، که می تواند در بارهای زیاد رخ دهد، جلوگیری می کند. با حرکت یکنواخت، برعکس، برای دستیابی به احتراق کارآمدتر مخلوط سوخت و کاهش مصرف سوخت، افزایش نسبت تراکم مطلوب است - در این حالت، بار روی موتور کم است و خطر انفجار حداقل است. .

به طور کلی، همه چیز در تئوری ساده است، اما معلوم شد که اجرای این ایده در عمل چندان آسان نیست. و طراحان ژاپنی اولین کسانی بودند که توانستند این ایده را به یک مدل تولیدی برسانند.

ماهیت فناوری توسعه یافته توسط نیسان تغییر مداوم حداکثر بالابر پیستون (به اصطلاح نقطه مرده بالا - TDC) بسته به خروجی موتور مورد نیاز است که به نوبه خود منجر به کاهش یا افزایش نسبت تراکم در موتور می شود. سیلندرها یکی از جزئیات کلیدی این سیستم، بست مخصوص میله های اتصال است که از طریق یک بلوک متحرک بازوهای راکر به میل لنگ متصل می شوند. بلوک به نوبه خود به یک شفت کنترل غیرعادی و یک موتور الکتریکی متصل می شود که به فرمان الکترونیک، این مکانیسم حیله گر را به حرکت در می آورد و شیب بازوهای چرخان و موقعیت TDC پیستون ها را در کل تغییر می دهد. چهار سیلندر به طور همزمان

تفاوت در نسبت تراکم بسته به موقعیت TDC پیستون. در تصویر سمت چپ، موتور در حالت اقتصادی است، در سمت راست - در حالت حداکثر بازده. پاسخ: هنگامی که تغییر در نسبت تراکم مورد نیاز است، موتور الکتریکی می چرخد ​​و بازوی محرک را حرکت می دهد. ب: اهرم محرک شفت کنترل را می چرخاند. ج: هنگامی که شفت می چرخد، روی اهرم متصل به راکر عمل می کند و زاویه دومی را تغییر می دهد. د: بسته به موقعیت بازوی راکر، TDC پیستون بالا می رود یا پایین می آید و در نتیجه نسبت تراکم تغییر می کند.

در نتیجه در هنگام شتاب گیری نسبت تراکم به 8:1 کاهش می یابد و پس از آن موتور با نسبت تراکم 14:1 وارد حالت اقتصادی می شود. حجم کار آن در همان زمان از 1997 تا 1970 سانتی متر مکعب متغیر است. توربو چهار اینفینیتی QX50 جدید 268 اسب بخار قدرت دارد. با. و گشتاور 380 نیوتن متر - به طور قابل توجهی بیشتر از 2.5 لیتری V6 سلف خود (عملکرد آن 222 اسب بخار و 252 نیوتن متر است)، در حالی که یک سوم بنزین کمتر مصرف می کند. علاوه بر این، VC-Turbo 18 کیلوگرم سبک تر از "شش" اتمسفر است، فضای کمتری را زیر کاپوت اشغال می کند و در ناحیه سرعت پایین به حداکثر گشتاور خود می رسد.

به هر حال، سیستم تنظیم نسبت تراکم نه تنها بازده موتور را افزایش می دهد، بلکه سطح ارتعاش را نیز کاهش می دهد. به لطف بازوهای راکر، میله های اتصال در طول حرکت کار پیستون ها موقعیت تقریباً عمودی را اشغال می کنند، در حالی که در موتورهای معمولی از یک طرف به سمت دیگر می روند (به همین دلیل است که میله های اتصال نام خود را گرفتند). در نتیجه، حتی بدون شفت تعادل، این واحد 4 سیلندر مانند یک V6 بی صدا و روان کار می کند.

اما موقعیت متغیر TDC با استفاده از یک سیستم پیچیده از اهرم ها تنها ویژگی موتور جدید نیست. با تغییر نسبت تراکم، این واحد همچنین می‌تواند بین دو چرخه کاری سوئیچ کند: اتو کلاسیک که اکثر موتورهای بنزینی را کار می‌کند و چرخه اتکینسون که عمدتاً در هیبریدی‌ها یافت می‌شود. در حالت دوم (با نسبت تراکم بالا) به دلیل کورس بزرگتر پیستون ها، مخلوط کاری بیشتر منبسط می شود و با راندمان بیشتری می سوزد، در نتیجه راندمان افزایش می یابد و مصرف بنزین کاهش می یابد.

علاوه بر دو سیکل کاری، این موتور از دو سیستم تزریق نیز استفاده می‌کند: MPI توزیع‌شده کلاسیک و GDI مستقیم که بازده سوخت را بهبود می‌بخشد و از انفجار در نسبت‌های تراکم بالا جلوگیری می‌کند. هر دو سیستم به طور متناوب و در بارهای بالا - به طور همزمان کار می کنند. نقش مثبتی در افزایش راندمان موتور نیز با پوشش ویژه دیواره‌های سیلندر انجام می‌شود که با اسپری پلاسما اعمال می‌شود و سپس سخت شده و سنگ‌زنی می‌شود. نتیجه یک سطح آینه مانند فوق العاده صاف است که اصطکاک رینگ پیستون را تا 44 درصد کاهش می دهد.

یکی دیگر از ویژگی های منحصر به فرد موتور VC-Turbo، سیستم میرایی ارتعاش فعال Active Torque Road است که مبتنی بر یک محرک رفت و برگشتی است که در قسمت بالایی آن ادغام شده است. این سیستم توسط یک سنسور شتاب کنترل می شود که ارتعاشات موتور را تشخیص می دهد و در پاسخ ارتعاشات میرایی در آنتی فاز ایجاد می کند. یاتاقان های فعال برای اولین بار در اینفینیتی در سال 1998 بر روی یک موتور دیزل استفاده شد، اما این سیستم بسیار دست و پا گیر بود، بنابراین به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفت. این پروژه تا سال 2009 متوقف شد، زمانی که مهندسان ژاپنی به بهبود آن پرداختند. 8 سال دیگر طول کشید تا مشکل اضافه وزن و ابعاد لرزشگیر حل شود. اما نتیجه چشمگیر است: به لطف ATR، واحد 4 سیلندر Infiniti QX50 جدید 9 دسی بل بی صداتر از V6 قبلی خود است!

موتور VC-T. تصویر: نیسان

خودروساز ژاپنی موتور نیساننوع جدیدی از موتورهای احتراق داخلی بنزینی را معرفی کرد که از برخی جهات از مدرن پیشرفته پیشی می گیرد موتورهای دیزلی.

موتور جدید توربو فشرده سازی متغیر (VC-T) قادر است نسبت تراکم را تغییر دهیدگازی مخلوط قابل احتراقیعنی کورس پیستون ها را در داخل تغییر دهید سیلندرهای یخ. این تنظیم معمولاً ثابت است. ظاهرا VC-T اولین ICE جهان با نسبت تراکم متغیر خواهد بود.

نسبت تراکم نسبت حجم فضای بیش از پیستون سیلندر یک موتور احتراق داخلی زمانی که پیستون در پایین تر است. مرکز مرده(حجم کل سیلندر) به حجم فضای بیش از پیستون سیلندر زمانی که پیستون در نقطه مرگ بالایی قرار دارد، یعنی به حجم محفظه احتراق.

افزایش نسبت تراکم در مورد کلیقدرت آن را افزایش می دهد و راندمان موتور را افزایش می دهد، یعنی به کاهش مصرف سوخت کمک می کند.

در موتورهای بنزینی معمولی، نسبت تراکم معمولاً بین 8:1 و 10:1 است و در ماشین های اسپرتو ماشین های مسابقه ایمی تواند به 12:1 یا بیشتر برسد. هنگامی که نسبت تراکم افزایش می یابد، موتور به سوخت با درجه اکتان بالاتر نیاز دارد.

موتور VC-T. تصویر: نیسان

تصویر تفاوت حرکت پیستون را نشان می دهد درجات مختلففشرده سازی: 14:1 (چپ) و 8:1 (راست). به طور خاص، مکانیسم تغییر نسبت تراکم از 14:1 به 8:1 نشان داده شده است. به این صورت اتفاق می افتد.

1. در صورت نیاز به تغییر نسبت تراکم، ماژول فعال می شود درایو هارمونیکو اهرم محرک را حرکت می دهد.
2. اهرم محرک شفت محرک را می چرخاند ( شفت کنترلروی نمودار).
3. هنگامی که محور محرک می چرخد، زاویه شیب را تغییر می دهد تعلیق چند لینکی (چند پیوندیروی نمودار)
4. تعلیق چند پیوندی ارتفاعی را که هر پیستون در سیلندر خود می تواند بالا بیاید را تعیین می کند. بنابراین، نسبت تراکم تغییر می کند. نقطه مرده پایینی پیستون، ظاهراً یکسان است.

این طرح توسط نیسان به ثبت رسیده است (پتنت ایالات متحده به شماره 6505582 مورخ 14 ژوئن 2003).

تغییر نسبت تراکم در یک موتور احتراق داخلی را می توان به نوعی با تغییر زاویه حمله در یک پروانه گام قابل کنترل مقایسه کرد، مفهومی که برای چندین دهه در هوا و هوا مورد استفاده قرار گرفته است. پروانه ها. گام متغیر پروانه اجازه می دهد تا بدون توجه به سرعت حامل در جریان، راندمان پیشرانه را نزدیک به حد مطلوب حفظ کند.

فناوری تغییر نسبت تراکم موتور احتراق داخلی، حفظ قدرت موتور را در عین رعایت استانداردهای سختگیرانه برای راندمان موتور امکان پذیر می کند. این احتمالاً بیشترین است راه واقعیاین مقررات را رعایت کنند. جیمز چائو، مدیر عامل آسیا و اقیانوسیه و مشاور IHS می گوید: «همه در حال حاضر روی تراکم متغیر و سایر فناوری‌ها کار می‌کنند تا کارایی موتورهای بنزینی را تا حد زیادی بهبود بخشند.» «حداقل در حدود بیست سال گذشته». شایان ذکر است در سال 2000م شرکت سابنمونه اولیه ای از موتور فشرده سازی متغیر ساب (SVC) را برای ساب 9-5 نشان داد که برای آن جوایز متعددی را در نمایشگاه های فنی به دست آورد. سپس شرکت سوئدی توسط کنسرت خریداری شد جنرال موتورزو کار بر روی نمونه اولیه را متوقف کرد.

موتور فشرده سازی متغیر ساب (SVC). عکس: Reedhawk

انتظار می رود موتور VC-T در سال 2017 با Infiniti QX50 وارد بازار شود. ارائه رسمی برای 29 سپتامبر در ساعت برنامه ریزی شده است نمایشگاه خودرو پاریس. این دو لیتری موتور چهار سیلندرقدرت و گشتاوری برابر با موتور 3.5 لیتری V6 دارد، اما 27 درصد در مصرف سوخت صرفه جویی می کند.

مهندسان نیسان همچنین می گویند که VC-T ارزان تر از موتورهای دیزلی پیشرفته توربوشارژ امروزی خواهد بود و به طور کامل با قوانین اکسید نیتروژن مدرن و سایر مقررات آلایندگی مطابقت دارد. گازهای خروجی- چنین قوانینی در اتحادیه اروپا و برخی کشورهای دیگر اعمال می شود.

بعد از اینفینیتی جدیدبرای تجهیز سایرین برنامه ریزی شده است ماشین های نیسانو احتمالاً شرکت شریک رنو.


موتور VC-T. تصویر: نیسان

می توان فرض کرد که پیچیده است طراحی موتور احتراق داخلیدر ابتدا، بعید است که قابل اعتماد باشد. منطقی است که قبل از خرید خودرویی با موتور VC-T چند سال صبر کنید، مگر اینکه بخواهید در آزمایش آزمایشی فناوری شرکت کنید.

اخیراً در نمایشگاه اتومبیل پاریس، برند اینفینیتی (بخوانید، اتحاد رنو-نیسان) یک موتور تراکم متغیر معرفی کرد. فناوری اختصاصی توربوشارژ فشرده متغیر (VC-T) به شما امکان می‌دهد تا این درجه را تغییر دهید و به معنای واقعی کلمه تمام آب موتور را بمکید.

در یک "جهان ایده آل" قانون ساده است - هر چه نسبت تراکم بالاتر باشد مخلوط سوخت و هوا، هر چه بهتر مخلوط تا آنجا که ممکن است منبسط می شود، پیستون ها طوری حرکت می کنند که گویی زخمی شده اند، بنابراین، قدرت و کارایی موتور حداکثر است. به عبارت دیگر، سوخت بسیار کارآمد سوزانده می شود.

همه چیز عالی خواهد بود اگر به خاطر ماهیت سوخت نباشد. در جریان قلدری، صبر او یک بار به حدی می رسد: هرچه مخلوط یکنواخت تر شود، بهتر است، اما در بارهای زیاد ( درجه بالافشرده سازی، سرعت بالا) مخلوط به جای سوختن شروع به انفجار می کند. این پدیده انفجار نامیده می شود و این امر کاملاً مخرب است. دیواره های محفظه احتراق و خود پیستون بارهای شوک جدی را تجربه می کنند و به تدریج، اما به سرعت تخریب می شوند. علاوه بر این، راندمان موتور کاهش می یابد - طبیعی است فشار عملیاتیروی پیستون می افتد

بنابراین، سودآورترین گزینه زمانی است که موتور در هر حالتی در آستانه انفجار عمل می کند و از این پدیده جلوگیری می کند. مهندسان اینفینیتی نموداری را ترسیم کردند که در آن حالت‌های کارکرد مؤثر موتور را بسته به بار، سرعت و نسبت تراکم مخلوط سوخت و هوا برای خود ترسیم کردند. (در واقع، راندمان احتراق سوخت را می توان به روش های دیگری مانند افزایش تعداد سوپاپ ها در هر سیلندر، تنظیم برنامه آنها، حتی انتخاب مکانی بالای پیستون که تزریق بخشی از سوخت در آن هدایت می شود، بهبود بخشید. البته ما به یاد داریم. این.) دو پارامتر اول، واضح، به این بستگی دارد عوامل خارجی، و از انتخاب دقیق انتقال. و سوم - نسبت فشرده سازی - نیز تصمیم گرفته شد که در محدوده 8:1 تا 14:1 تغییر کند.

از نظر فنی، این به نظر مقدمه ای برای طراحی مکانیزم میل لنگ است. عنصر اضافی- بازوهای راکر بین شاتون و میل لنگ. راکر توسط یک موتور الکتریکی کنترل می شود - اهرم را می توان به گونه ای جابجا کرد که محدوده ضربه پیستون در 5 میلی متر تغییر کند. این برای تغییر قابل توجهی نسبت تراکم کافی است.

هیچ مزیتی بدون معایب وجود ندارد. در نگاه اول، آنها واضح هستند: افزایش پیچیدگی طراحی، افزایش وزن ... با این حال، شکایت از این معایب گناه است - معلوم شد که موتور بسیار متعادل است، به همین دلیل شفت های متعادل کننده بودند. از طرح حذف شد همچنین این احتمال وجود دارد که موتور نسبت به مارک و کیفیت سوخت حساس باشد. به نظر می رسد این مشکل - حداقل تا حد زیادی - با روش های نرم افزاری حل شده است.

از آنجایی که کلمه Turbocharged در نام فناوری وجود دارد، بدیهی است که چنین موتورهایی توربوشارژ خواهند بود. اولین آنها - یک دو لیتری 270 اسب بخاری در زیر کاپوت کراس اوور Infiniti QX50 قرار می گیرد. ادعا می شود که موتور با نسبت تراکم متغیر تا 27 درصد مصرف می کند. سوخت کمترنسبت به یک موتور معمولی با همان اندازه. عدد فوق العاده چشمگیر است. ما باید فکر کنیم که سازگاری با محیط زیست (تعداد انتشارات مواد مضر) درجه یک است.