Christian von Koenigsegg sa usmieva: „Pred niekoľkými rokmi inžinier GM povedal, že nikdy neuvidíme motor bez vačkového hriadeľa. tento moment Jazdíme na aute bez vačkového hriadeľa. Ukázalo sa, že sa mýlil." Vitajte v budúcnosti.
Pod krídlami Koenigsegg žije malá spoločnosť s názvom Freevalve. To, čo robia, je jednoducho neuveriteľné. Vidíte, v motoroch existuje niečo ako vačkový hriadeľ. Má vačky, ktoré otvárajú a zatvárajú ventily, keď sa otáčajú. Tento prvok je prítomný v motoroch od ich vzniku.
Systém funguje bezchybne, ale ventily nie sú vždy otvorené alebo zatvorené. Existuje medzistupeň, ktorý nie je príliš účinný. Inžinieri si však stále myslia, že jediným dostupným riešením je vačkový hriadeľ. Ako to je? Prečo sa nezblázniť a neprísť s nejakým absurdným nápadom – napríklad stlačeným vzduchom?
Motor Freevalve sa zbaví vačkového hriadeľa a krytu škrtiaca klapka ich nahradením pneumatickými pohonmi na každom valci. Tento koncept sa používa už pomerne dlho. Lode používajú elektromagnetický mechanizmus otvárania ventilov. To znamená, že koncept sa osvedčil. Ostáva už len zredukovať to na mierku niečoho obyčajnejšieho.
Tento systém poskytuje úplne nezávislé ovládanie každého valca a každého ventilu. Ak máte 4 ventily, v prípade potreby sa otvárajú iba dva. To sa nedá dosiahnuť bežným vačkovým hriadeľom. Freevalve dokáže vypnúť jeden valec, dva, tri atď.
Ďalšou prekvapivou vecou je, že systém je schopný pracovať v rôznych režimoch. Zapnuté nízke otáčky Motor môže pracovať ako dvojtakt, čo výrazne zlepšuje dodávku výkonu: 3000 otáčok za minútu je ako 6000 otáčok za minútu. Motor môže pracovať v Millerovom cykle (ako Mazda Xedos 9): hoci je zložitý, je oveľa efektívnejší. No, plus všetko, motor môže bežať na niekoľko druhov paliva. Christian zdôraznil, že benzín a nafta môžu spolu vychádzať. Samozrejme, nehovoríme o ich zlúčení do jednej zmesi. Dve samostatné nádrže by boli skvelý nápad.
Najpôsobivejšia časť však: keď sa použije na súčasné motory, systém poskytne o 30 % vyšší výkon a krútiaci moment a o 50 % nižšiu spotrebu paliva. Umožní to aj zmenšenie veľkosti motora. Kompaktný motor skonštruovaný od základov teda môže konkurovať motorom s oveľa väčším objemom.
Christian opísal činnosť vačkového hriadeľa ako „hranie na klavír s metlou“, zatiaľ čo Freevalve je skutočná „hra prstami“. Budete mať vyššiu úroveň kontroly. Keďže všetky prvky pracujú nezávisle, jeden valec alebo pohon môže zlyhať a motor bude bežať mnoho rokov.
Počas krátkej jazdy v Saab 9-5, ktorú Freevalve použil na vývoj svojej technológie, mal recenzent Jalopnik pocit, že je... normálne auto. Nie je to najlepšia chvála akejkoľvek inovatívnej metódy? V nízkych otáčkach sa motor cíti trochu ako diesel, ale časom sa jeho výkon vyrovná. Systém však funguje softvér Motor je stále v plienkach. Švédi to potrebujú zlepšiť, ale majú čas. Pred nami je systém piatej generácie a na obzore sa už črtá šiesta generácia.
Christian neverí, že táto technológia motor zachráni vnútorné spaľovanie pred vyhynutím, no môže výrazne predĺžiť jeho život. Len si predstavte, čo mohla táto myšlienka priniesť pred 10 rokmi. Kde by bol ICE dnes?!
Kandidát technické vedy D. SOSNIN.
V schéme mechanizmu distribúcie plynu Arkhangelsky existuje odstredivý regulátor, posúvanie otváracích a zatváracích momentov ventilov v závislosti od otáčok kľukového hriadeľa.
Arkhangelsky ventil sa otvára pri spustení elektromagnetu a zatvára sa vratnou pružinou.
Použitie dvoch elektromagnetov na pohyb ventilu eliminuje potrebu vratných pružín.
IN nový dizajn Pohon mechanizmu distribúcie plynu je umiestnený na boku bloku valcov. Použitie dlhých solenoidov zvyšuje zdvih ventilu a umožňuje jeho nastavenie v širokom rozsahu.
Historicky sa to stalo domáci automobilový priemysel vyvinuté v snahe dobehnúť západných kolegov. Skutočne originálne modely (medzi ne patrí napríklad „Víťazstvo“) sa dajú spočítať na jednej ruke. A predsa sa objavujú zaujímavé novinky, ktorých realizácia by umožnila našim automobilkám úspešne konkurovať zahraničným. Čitateľom dávame do pozornosti príbeh o nezvyčajnom mechanizme, ktorý navrhol D. A. Sosnin, docent Katedry elektrotechniky a elektrických zariadení Moskovského automobilového a diaľničného inštitútu (Štátna technická univerzita). Zariadenie vám umožňuje opustiť používanie konvenčných vačkový hriadeľ a zároveň flexibilne ovládať časovanie ventilov a zdvih ventilov.
KDE ZLYHÁVA ELEKTRONIKA
Každá automobilka sa snaží zabezpečiť, aby spaľovacie motory (ICE) v jej automobiloch fungovali optimálny režim: poskytnuté maximálny výkon, rovnomernosť krútiaceho momentu, minimálna spotreba paliva, minimálna toxicita výfukové plyny. Zatiaľ sa to však nikomu nepodarilo úplne dosiahnuť, keďže zlepšenie niektorých vlastností vedie k zhoršeniu iných. V poslednej dobe sa však dosiahol významný pokrok vďaka použitiu automatizovaného riadenia motora s rozsiahlym využitím elektroniky.
Pri zostavovaní programu riadiaceho systému sa motor uvedie do stabilného prevádzkového režimu na špeciálnej skúšobnej stolici a všetky parametre sa postupne upravia tak, aby pre tento režim poskytovali najlepšie výstupné charakteristiky. To isté sa robí v iných režimoch. Výsledky sa zaznamenávajú do trvalej pamäte elektronická jednotka vo forme viacrozmerného diagramu, pomocou ktorého sú následne generované riadiace signály pre každý z parametrov.
Napríklad v komplexnom elektronickom systéme „Motronic“ (Nemecko), ktorý riadi vstrekovanie paliva a zapaľovanie, existuje päť takýchto schém: na nastavenie časovania zapaľovania, času vstrekovania paliva, polohy recirkulačného ventilu (zariadenie, ktoré vracia časť výfukové plyny do valca pre lepšie dohorenie paliva), čas akumulácie energie v zapaľovacej cievke a polohe škrtiacej klapky. Vstupnými parametrami v tomto systéme sú otáčky motora, krútiaci moment a teplota motora, ako aj napätie batérie. Na výstupe sa sleduje súlad otáčok motora s krútiacim momentom a obsah oxidu uhoľnatého vo výfukových plynoch.
Bohužiaľ, auto má systém, ktorý nedokáže nastaviť ani tá najsofistikovanejšia automobilová elektronika. Ide o mechanizmus distribúcie plynu s pevným kinematickým spojením medzi kľukovým hriadeľom a vačkovým hriadeľom.
Odborníci tomu veria klasický motor je celkom dokonalý a ak niekedy funguje zle, tak len preto, že sa „dusí vlastným výfukom“; Keď dáte motoru viac kyslíka, dovoľte mu „zhlboka dýchať“, nebude iná alternatíva.
Motoru môžete pomôcť, ak by ste mohli posunúť časovanie otvárania a zatvárania ventilov, predovšetkým sacích. Pamätám si, ako ešte začiatkom 70. rokov minulého storočia pobaltskí pretekári
Republiky vyhrali súťaž dosiahnutím otáčok kľukového hriadeľa až 3000 ot./min pri voľnobehu a až 8000 ot./min. plný plyn. Neskôr sa ukázalo, že získali šablónu vačkového hriadeľa, vačky roztavili a potom ručne upravili ich tvar. S takýmito vačkovými hriadeľmi sa vyrábajú motory vysoký výkon(výkon a krútiaci moment), ale len pri vysoká rýchlosť. Pre športové autá To je dobré, ale pre „súkromných“ ľudí je to neprijateľné. Napriek tomu táto skutočnosť naznačuje významnú úlohu oneskorenia alebo predstihu fázy ventilu.
Ako môžete prinútiť ventil, aby sa otvoril a zatvoril v momente, ktorý zodpovedá optimálnej prevádzke motora? Je jasné, že časovanie ventilov musí byť riadené v závislosti od rýchlosti, polohy a zaťaženia kľukového hriadeľa. Tradičný vačkový hriadeľ tento problém nerieši.
V malých medziach je možné nastaviť časovací pomer ventilov pomocou mechanických, elektromechanických, hydraulických a pneumatických pohonov ventilov. Elektromagnetický pohon sa však považuje za najsľubnejší, elektronicky riadené. S jeho pomocou môžete nielen optimalizovať výkon motora, ale aj rozšíriť jeho funkčnosť. Štvorvalcový motor teda môže fungovať ako dvojvalcový alebo trojvalcový motor zmenou poradia spúšťania ventilov; pri premenlivom zaťažení pracuje rovnomernejšie, spotrebúva menej paliva na maximálna rýchlosť pri danom výkone. Takýto motor nebude mať problémy so zmenou smeru otáčania kľukového hriadeľa.
Na prvý pohľad všetko vyzerá veľmi jednoducho, ale z nejakého dôvodu sa solenoidové ventily na autách stále nachádzajú iba v experimentálnom vývoji.
ARKHANGELSKÝ VENTIL
Pokus o realizáciu nápadu solenoidový ventil s flexibilným riadením sa ujal v polovici 20. storočia profesor MADI V. M. Arkhangelsky. K zapínaniu a vypínaniu elektromagnetov dochádzalo, keď sa kontakty spojené s vačkami vačkového hriadeľa zatvorili a otvorili. Ventil bol vrátený na svoje miesto pružinou.
Dizajn Arkhangelského zahŕňal odstredivý regulátor na vačkovom hriadeli. Keď sa zmenila rýchlosť otáčania, posunula polohu vačiek a spôsobila, že otváranie a zatváranie ventilov sa posunulo dopredu. Úlohu teda zohral regulátor spätná väzba. To umožnilo zaobísť sa bez ovládanie programu, čo sa, mimochodom, vtedy nemohlo stať.
Bohužiaľ, napriek elegancii schémy nebolo možné vytvoriť funkčný dizajn. Faktom je, že ventil musí fungovať rýchlo a spoľahlivo sa zatvárať, a preto je potrebná vratná pružina s vysokou tuhosťou. Preto potrebujete výkonný elektromagnet, ktorý spotrebúva významný prúd palubnej siete auto. V tých dňoch neexistovali žiadne výkonné polovodičové ventily a pri prepínaní vysokých prúdov sa kovové kontakty rýchlo spálili. Nakoniec, keď bol ventil uzavretý vratnou pružinou, došlo k silnému nárazu hlavy ventilu na sedlo, čo spôsobilo hluk počas prevádzky mechanizmu distribúcie plynu a viedlo k časté poruchy ventily
JEDEN JE DOBRÝ, DVAJA LEPŠIE
Môžete sa zbaviť mnohých nedostatkov, ktoré sú vlastné Arkhangelskému ventilu, ak namiesto jedného elektromagnetu nainštalujete dva - otvárací a zatvárací. Podobnú schému vypracoval jeden zo študentov Togliatti State University v diplomovom projekte pod vedením doktora technických vied, profesora V.V.
V tejto verzii konštrukcie nie sú potrebné pružiny, a preto môžu mať elektromagnety menšie rozmery a výkon - koniec koncov vysoký prúd sa spotrebuje iba pri zatváraní a otváraní ventilov a na ich udržanie je sila prúdu desaťkrát menšia.
Ale čo je najdôležitejšie, teraz sa môžete úplne zaobísť bez vačkového hriadeľa, pretože programovateľný ovládač môže nastaviť čas odozvy a silu prúdu cez vinutie elektromagnetu - elektronické zariadenie zvyčajne na mikroprocesore, vedúci práce motora a iných systémov vozidla.
NAMI pod vedením kandidáta technických vied A. N. Terekhina začala realizovať výskum a vývoj mechanizmu distribúcie plynu s. elektromagnetický pohon ventily založené na motore M-412. V dôsledku toho vznikol funkčný prototyp mechanizmu distribúcie plynu s dvojcestnými elektromagnetmi na ôsmich ventiloch. Ale od začiatku 90. rokov sa financovanie zastavilo a sľubný vývoj stratené v archívoch.
Pred niekoľkými rokmi sa v Automobilovom závode Volzhsky pod vedením hlavného dizajnéra AvtoVAZ P. M. Prusova obnovili práce na novom mechanizme distribúcie plynu. Takže medzi témami Celo ruská súťaž„Ruské auto“ (pozri „Veda a život“ č. 12, 2002) oznámilo „Vývoj elektromagnetického pohonného systému pre ventily na rozvod plynu pre 16-ventilový motor VAZ“. Do súťaže boli prihlásené dva projekty, no oba boli úplne „irelevantné“ a ani sa o nich neuvažovalo.
Japonské, americké a (s najväčším úspechom) nemecké automobilky medzitým začali pracovať na zlepšení pohonu solenoidových ventilov. Už v roku 2002 spoločnosť BMW začali testovať na skutočnom 16-ventilovom motore s mechanizmom distribúcie plynu s elektromagnetickým pohonom všetkých ventilov.
KONKURENČNÝ DIZAJN
Zároveň sa na Katedre elektrotechniky a elektrotechniky MADI (GTU) začal vývoj elektromagnetických rozvodných ventilov plynu.
Aj keď nás na Západe neuznávali ako konkurentov: hovorí sa: „boli sme 10 míľ pozadu“ (v pretekárskom žargóne sa hovorí o dvoch kolách pozadu, čo znamená slaboch), autor si však patentoval dizajn, ktorý rieši väčšina problémov spojených s elektromagnetickými pohonmi.
Namiesto objemných elektromagnetov inštalovaných nad ventilmi používa dlhé solenoidy. Brzdenie jadra v dlhom solenoide je realizované nie tuhými dorazmi, ale okrajovými dorazmi magnetické polia a prevádzka jednotky sa stlmí. Okrem toho môže byť zdvih ventilu ľubovoľne veľký a nastaviteľný. Vratný pohyb z elektromagnetu na ventil sa prenáša cez tyč a výkyvné vahadlo. Vďaka tomu môže byť pohon inštalovaný nie nad blok valca, ale na jeho bočnú plochu. V dôsledku toho sa výrazne zníži výška motora a pre chladenie a mazanie častí pohonu, štandardné systémy auto.
Teraz je to na konštruktéroch motorov. Ak sa nám podarí pretaviť myšlienku do kovu, krútiaci a ekonomické auto, ktorý splní aj tie najprísnejšie požiadavky na čistotu výfuku.
Hyperautá Koenigsegg sú autá, ktorých výroba sa začala nedávno, no už sa nahlas deklarovali a našli si svoje miesto v triede podobných áut. V histórii bolo veľa takýchto momentov, ale tieto ohavné projekty skončili neúspechom. Ale prežil a konkuroval svetovým supermotorom.
Už 15 rokov pracujú inžinieri a dizajnéri Koenigsegg na projekte motora bez vačkového hriadeľa, ktorý nebude mať škrtiacu klapku. No samotný fakt absencie škrtiacej klapky už dokázali inžinieri BMW a Fiatu, no dizajn sa im nepodarilo dotiahnuť do konca. Bavori odstránili tlmič, namontovali ho namiesto neho elektronický systém ovládanie sacieho ventilu. Problém pre Nemcov spočíval v tom, že na realizáciu svojho projektu použili prídavný elektromotor, čo komplikovalo celý dizajn a neustále viedlo k dodatočné poruchy. Inžinieri Fiatu narazili na ďalší problém, ktorý stále nevedia vyriešiť (vysoké straty čerpadla). Švédi sa vydali inou cestou a nechali Bavorov a Talianov na periférii histórie, keďže ich systém bol schopný ovládať všetky ventily samostatne, nezávisle od seba.
Čo je to teda za švédsky motor bez vačkového hriadeľa?
Problém každého veľké motory- obžerstvo. Preto sa Švédi rozhodli urobiť motor pre svoje hyperautá úsporným a výkonným zároveň. Mnoho ľudí počulo o silných švédskych motoroch, jeden motor s výkonom 1 500 koní v Agere-R niečo stojí, ale spotreba paliva a rozmery motora zanechávajú veľa želaní. Bolo rozhodnuté vziať za základ motor vyvinutý jedným americkým mechanikom-samoukom Carmelo Scuderi. Podstatou myšlienky je, že rozdelil valce na pracovné a pomocné. Pracovníci spaľovali palivovú zmes a uvoľňovali výfukové plyny, pomocní pracovníci vstrekovali palivo a zmes stláčali. Valce boli spojené obtokovými kanálmi, v ktorých boli dva ventily - expanzný a kompresný. Proces bol úspešne dokončený bez vačkového hriadeľa.Inžinieri Koenigsegg sa rozhodli modernizovať motor Scuderi a implementovať všetko do jedného valca, ale na to potrebovali vyvinúť progresívny model ovládača ventilu. Musí byť rýchly, presný a bez lepenia. Do roku 2000 postavili prvý motor s podobnou prevádzkovou schémou, ktorý spotrebovával metán a vodík. Úroveň emisií škodlivých plynov do atmosféry bola taká nízka, že nižšie sú iba elektromotory. Každého hneď zaujala takáto jednotka a najmä jej pohon, aj keď bol objemný, pneumatický, mal vysoké vibrácie a vysokú hlučnosť. Po 3 rokoch ho inžinieri kompletne zmodernizovali, pridali hydraulický uzáver ventilov a zmenšili jeho veľkosť. Uplynulo niekoľko ďalších rokov modernizácie, kým bolo možné nainštalovať úplne dokončený prototyp štandardný motor. Prvým takýmto autom bol Saab 95. Výkon motora vzrástol o 30 %, spotreba paliva úmerne klesla (tiež o tretinu).
Pri opise princípu fungovania svojho motora použili švédski dizajnéri vtipnú alegóriu. Navrhli predstaviť si obyčajný motor v tvare klavíra a skúsiť na ňom hrať palicou alebo mopom. A v motore Koenigsegg bola interakcia prstov a klávesov umiestnená priamo, bez sprostredkovateľa. Aby ste boli presvedčivejší, môžete porovnať mono-vstrekovanie a rozdeľovací vstrekovací systém, keď sa palivo vstrekuje priamo do pracovná oblasť valec obchádzajúci rozvodný rám. Účinnosť individuálneho vplyvu na rôzne procesy v motore je dlhodobo overená a využíva ju mnoho výrobcov. Ale ako prinútiť ventily, aby niečo pustili dovnútra a von špeciálne zariadenie regulácia všetkých cyklov? To je dôvod, prečo sú potrebné rýchle pohony (elektronické posúvače).
Riadiaca jednotka vyšle signál do pohonu, ktorý otvorí a zatvorí ventil. Tlačné tyče majú vzduchové pružiny s nastaviteľnou úrovňou tuhosti a snímače polohy ventilov. Celý algoritmus činnosti valcov a všetkých pomocné systémy Motor je riadený počítačom, vďaka ktorému môžete meniť časovanie ventilov koľkokrát chcete. Kedykoľvek môžete vypnúť ľubovoľný počet valcov.
Motor môže pracovať striedavo v rôznych cykloch v závislosti od úloh a úrovne zaťaženia. Môže pracovať v štandardnom režime pre všetky spaľovacie motory, môže byť ekonomický, môže byť super ekonomický, môže pracovať v cykle s premenlivý stupeň kompresia (Hedmanov cyklus). Tieto cykly nie je možné implementovať v rámci konštrukcie štandardného spaľovacieho motora, takže výrobcovia sa musia rozhodnúť. Napríklad slávny Hedmanov cyklus, ktorý je možné použiť iba vtedy, ak existuje elektronické ovládanie zdvih a časovanie otvárania ventilov, môže striedavo pracovať s Ottovým princípom (tradičný termodynamický cyklus všetkých motorov) alebo Atkinsonovým princípom ( zvýšené úspory palivo).
Všestrannosť takéhoto motora znamená, že môže jazdiť na benzín s rôznym oktánovým číslom a motorová nafta. Okrem toho je o 30-50% úspornejší, o tretinu výkonnejší, má vyšší krútiaci moment, má nižšiu hmotnosť a je kompaktnejší. Nízka hmotnosť a kompaktné rozmery pri viac energie a nízka spotreba, poskytne hyperautám Koenigsegg obrovskú výhodu oproti svojim konkurentom. Nevyriešená zostáva otázka hladiny hluku, spotreby elektrickej energie a vibrácií. Ale samozrejme aj náklady na inštaláciu. Cena takýchto motorov je veľmi vysoká a dá sa len znížiť masová výroba na civilných autách. Navyše, takýto spaľovací motor je možné použiť nielen ako hlavný, ale v hybridných verziách ako doplnkový.
Ak sa Švédom podarí zbaviť vysoký stupeň hluk, vibrácie a budú schopní optimalizovať náklady na energiu, potom bude po jednotke vysoký dopyt, pretože takýto motor je ekonomicky opodstatnený a účelný. A ak je stabilný dopyt a masová výroba, cena môže klesnúť na optimálnu úroveň.
Vynálezca Christian von Koenigsegg dokázal automobilovom svete, v motore nie je potrebný vačkový hriadeľ - táto časť je nadbytočná. Motor bez vačkového hriadeľa má v automobilovom priemysle svoje miesto.
Christian sa narodil v roku 1972 v Štokholme vo Švédsku. Už v detstve rád rozoberal domáce spotrebiče s túžbou niečo zmeniť na dizajne prístrojov a v puberte sa už vo svojom okolí presadil ako všelijak a nadaný remeselník.
Ako prvý predpovedal, že čipy nahradia CD, dokonca si chcel dizajn tohto zariadenia patentovať, no v tom čase to nikoho nezaujímalo.
Vynašiel aj zámok na upevňovanie drevených platní, no tiež mu nikto nerozumel, ani jeho otec, ktorý pracuje v drevospracujúcom priemysle. Následne si podobný patent patentovali ďalšie spoločnosti a zarobili na ňom mnoho miliónov.
Vo veku 22 rokov začal vyrábať autá, založil spoločnosť Koenigsegg Automotive AB a v roku 2002 bol spustený do výroby Koenigsegg CC.
V roku 2005 bolo toto auto zapísané do Guinessovej knihy rekordov ako najrýchlejšie výrobné auto(388 km/h). A jeho auto Koenigsegg CCXR je lídrom v pomere výkonu a hmotnosti. Automobilový Značka Koenigsegg One1 je lídrom v zrýchlení, dokáže dosiahnuť rýchlosť 300 km/h. za 11,92 sekundy.
Medzi dvoma prvkami
Sám Christian Von Koenigsegg jazdí na starom saabe a šibalsky sa usmieva. A dôvod jeho úsmevu je jednoduchý. Jeho auto má jediný starý sériový motor na svete... POZOR! Bez vačkového hriadeľa a mechanizmu rozvodu plynu, rozvodového remeňa a vahadiel.
Motor Saab, respektíve jeho hlava valcov, má pôvodných 16 ventilov. Ale každý ventil je riadený samostatnou jednotkou a každé zariadenie dostane príkaz na zatvorenie alebo otvorenie ventilu z riadiacej jednotky motora nezávisle od ostatných.
Toto je hlavné know-how - aktuátor. Každý ventil je ovládaný takýmto pohonom. Jednotka je pneumaticko-hydraulický-elektrický systém Koenigsegg. Tajomstvo je v tom, že ventily sú otvárané pneumaticky a uzatvárané hydraulikou.
Vzduchové vedenie a hydraulické vedenie sú pod stálym tlakom, sú neustále pripravené na otvorenie alebo zatvorenie. Elektrická časť jednotky nesie výkonná funkcia k tej či onej akcii.
Motory vybavené takýmto systémom distribúcie plynu sú schopné vyvinúť až 20 000 ot./min. vysoký stupeň preplachovanie a plnenie valcov palivovou zmesou.
Tieto komponenty sú chladené a mazané štandardné systémy motora.
Podľa môjho názoru je najvyšším úspechom ovládača od dcérskej spoločnosti Koenigsegg Freevalve to, že ho možno nainštalovať na takmer akýkoľvek motor automobilu a dokonca aj na motocykel. A ďalej vysokootáčkový motor motocykel s otáčkami 16 000 a auto s naftový motor od 3500 ot./min.
Dýchajte plnými fľašami do všetkých ventilov
Pozrime sa na harmonogram prevádzky ventilov. Zdá sa mi to fantastické. Kde je...
Červený graf znázorňuje prácu sací ventil, teda jej otváranie a zatváranie. Ukazuje, že neexistujú žiadne mäkké paraboly ako v konvenčné motory, jednoduchý a dômyselný, otváral sa a zatváral a neboli tam žiadne križovatky s výfukovým ventilom (modrý graf) na čistenie. Grafy sa nepretínajú a majú takmer pravé uhly. To je fantastické!
Všetky objemy plynov vstupujú a vystupujú v kratšom časovom úseku ako pri konvenčných motoroch, vďaka tomu sa fázy nasávania a výfuku neprekrývajú. Vďaka tomu, je to fakt!!!, ekologický výkon motora sa zlepšil dvakrát. Toto je naozaj PRELOM!
Hrajte na klavíri s rockerom
Von Koenigsegg hovorí, že používanie Freevalve namiesto toho je ako hranie na klavíri s rockerom namiesto používania prstov.
Čo je naprogramované vynálezcom pre každý ventil?
Uveďme ich v poradí podľa dôležitosti:
- vo všetkých režimoch, bez ohľadu na otáčky motora, je objem nasávania najoptimálnejší palivovej zmesi, najsprávnejšie režimy otvárania a zatvárania ventilov, čo je nemožné;
- Systém Freevalve umožňuje meniť parametre: okamih a trvanie otvorenia ventilu. V tomto ohľade to nie je možné v bežnom systéme, ale tu je možné revidovať akýkoľvek parameter;
- možnosť jednoducho ovládať výkon motora, vypnúť akýkoľvek valec a vytvoriť ľubovoľný operačný program pre každý valec. V klasike sa to dá urobiť, ale iba pomocou zložitých mechanických operácií spojených s mechanické spínanie na vačkách inej konfigurácie vačkového hriadeľa;
- neexistuje smutný eliptický graf vačky, keď sa ventily hladko otvárajú a zatvárajú, nie sú chvíle, keď sú sacie a výfukové ventily otvorené súčasne. Nie sú tu žiadne krivky, iba prerušované čiary. Pohon pracuje v tomto režime ticho až do 10 000 otáčok za minútu;
- A teraz to hlavné: o 30 % vyšší krútiaci moment, o 30 % nižšia spotreba paliva a O 50 % menej škodlivých výfukových plynov!
Tri valce, osemnásť ventilov
Zavedením akčných členov do konštrukcie motora je možné jeho veľkosť výrazne zmenšiť. A to nie je ono. Môžete zvýšiť počet ventilov na valec a dokonca rozdeliť cesty výfukových plynov, napríklad nasmerovať časť na turbínu a časť na tlmič výfuku. Niektoré ventily je možné použiť v kompresorovom systéme.
Motor bez vačkového hriadeľa. Preč so stereotypmi!
Čo ešte takýto systém poskytuje? Vzhľadom na to, že motor môže byť kompaktnejší, absencia vačkového hriadeľa šetrí miesto, čo znamená, že je možné zmeniť dizajn karosérie.
A plus je, že sme dostali významný väčší moment, t.j. potom potrebný výkon Konská sila možno extrahovať z menšieho počtu valcov, podľa toho sa veľkosť ešte zmenší. A skryť malý motor pod sedadlom))).
Tento systém je možné kedykoľvek nainštalovať na akýkoľvek motor akéhokoľvek výrobcu, pričom sa zlikviduje vačkový hriadeľ so všetkým príslušenstvom. Zvýšte výkon o 30%, a to nie je málo!
Ale najexotickejšie je prerobiť to na dvojtakt, a zároveň zvýšiť výkon 2x!!!... len jednoduchým prepnutím programu!
Von Koenigsegg pracuje na myšlienke auta s dvoma nádržami na rôzne palivá a s rôznych systémov potravín, benzínu a nafty a dokonca aj s prechodom na biopalivo.
Ale vrchol fantázie Koenigsegg je, samozrejme, pneumatický hybrid – to je niečo! O čom sníva?
Aby sa konkrétna konfigurácia ventilov upravila podľa špeciálneho programu, v ktorom sa spaľovací motor zmení na kompresor.
Princíp je tento: pri brzdení motorom sa do valca čerpá vzduch, ktorý akumuluje tlak. A potom použite tento vzduch na pohyb alebo zrýchlenie auta a tiež ho použite pri preplňovaní turbodúchadlom, ak potrebujete dočasne zvýšiť výkon motora.
Nezávislé ventily znamenajú aj spoľahlivosť. V tomto usporiadaní sa rozvodový remeň nezlomí a piesty sa nikdy nestretnú a nezlomia sa navzájom.
Ten istý starý Saab, na ktorom jazdí Christian, má najazdených už 60 000 km, zažil horúčavy aj mrazy a necíti sa veľmi zle. Jeho bloková hlava je pôvodná, ale prestavaná na umiestnenie nezávislých ventilov, boli z nej odstránené všetky nepotrebné veci a boli opracované potrebné kanály pre pneumatiku a hydrauliku.
Pocit z testovacej jazdy Saabu: Pri 3000 otáčkach sa správa ako diesel, krútiaci moment je jednoducho šialený.
Môj názor
Mám z tohto vynálezu veľkú radosť! Motor bez vačkového hriadeľa!!! Aké potenciálne nastavenia sa otvárajú.
Prevádzkové režimy motora možno skladať ako hudbu.
A aký šialený výkon sa dá vydolovať z bežného motora!!!
Žiadne slová, priatelia! Ľudský génius nemá žiadne obmedzenia! Motor bez vačkového hriadeľa, kto by si myslel, že je to možné!
Uvidíme sa znova online!
Významný vynálezca Christian von Koenigsegg sa rozhodol celému automobilovému svetu dokázať, že mechanizmus distribúcie plynu, základ spaľovacieho motora, nie je nič iné ako extra drahý diel.
Ako jednoduchý švédsky chlapec Koenigsegg rozoberal domáce spotrebiče v nádeji, že nájde spôsob, ako ich vylepšiť. Hovorí sa, že ako prvý prišiel s audioprehrávačmi s pamäťou na čipoch, no vo svete fascinovanom CD nosičmi ho nikto nepočúval. Pripisuje sa mu aj myšlienka zaskakovacieho zámku pre laminátové podlahy. A opäť, o pár rokov neskôr, si vynález patentoval niekto iný. Či je to pravda alebo nie, to nebudeme posudzovať. Dnes však Christiana veľmi pozorne počúvajú a patentové právo sa naučil naspamäť.
Ako jednoduchý švédsky chlapec Koenigsegg rozoberal domáce spotrebiče v nádeji, že nájde spôsob, ako ich vylepšiť. Hovorí sa, že ako prvý prišiel s audioprehrávačmi s pamäťou na čipoch, no vo svete fascinovanom CD nosičmi ho nikto nepočúval. Pripisuje sa mu aj myšlienka zaskakovacieho zámku pre laminátové podlahy. A opäť, o pár rokov neskôr, si vynález patentoval niekto iný. Či je to pravda alebo nie, to nebudeme posudzovať. Dnes však Christiana veľmi pozorne počúvajú a patentové právo sa naučil naspamäť.
V roku 2005 sa auto, pomenované po Christianovi von Koenigseggovi, oficiálne stalo najrýchlejším sériové auto na planéte: odborníci z Guinessovej knihy rekordov zaznamenali rýchlosť 388,87 km/h. Koenigsegg CCXR sa stal najlepším športovým autom na svete z hľadiska hmotnosti a výkonu. Koenigsegg One:1 vedie v kategórii " najlepšie pretaktovanie“, pričom rýchlosť 300 km/h dosiahne len za 11,92 s.
Zatiaľ čo najefektívnejšie športové autá na svete lámu rekord za rekordom, ich tvorca jazdí na starom Saabe 9−5 a šibalsky sa usmieva. Pod kapotou má „starý pán“ jediný motor na svete, ktorý nemá ani vačkový hriadeľ, ani vačky, ani zdviháky ventilov, ani notoricky známy rozvodový remeň. A na rozdiel od šialeného Koenigseggu, určeného len pre bohatých a slávnych, motory s individuálnymi ventilovými pohonmi sľubujú byť prvým skutočne sériovo vyrábaným výtvorom švédskeho vynálezcu.
Starý Saab, ktorý dostal experimentálnu verziu rozvodového remeňa s nezávislými ventilmi, s ním najazdil 60 000 km, pričom videl letné horúčavy aj 20-stupňové mrazy. Hlava valcov bola vyrobená z pôvodného Saabu, vyhodil všetko nepotrebné a opracoval nové kanály pre hydrauliku a pneumatiku. Naši kolegovia z Jalopnik.com jazdili na „starom pánovi“ a poznamenali, že pri otáčkach do 3000 otáčok za minútu prejavuje dieselové návyky – charakteristicky klepe na ventily a produkuje šialený krútiaci moment.
Medzi dvoma prvkami
V hlave valcov testovacieho Saabu podľa očakávania funguje 16 ventilov. Každý z nich je poháňaný samostatným ovládačom a každý dostane príkaz na otvorenie alebo zatvorenie od riadiaceho počítača motora nezávisle od ostatných.
Pohon je hlavným know-how spoločnosti Freevalve, dcérska spoločnosť Koenigsegg. Mnoho vývojárov, vrátane mnohých svetoznámych výrobcov automobilov, sa snažilo poskytnúť každému ventilu individuálny pohon a ovládať ich nezávisle od seba. Najzrejmejšie riešenie v podobe lineárnych elektromotorov (solenoidov) nevedie k požadovanému výsledku: malé motory nemajú dostatok výkonu na zrýchlenie ventilov. požadované rýchlosti(20 000 otvorení a zatvorení za minútu), sú problémy s chladením a spoľahlivosťou.
Christian von Koenigsegg nezachádza do detailov o princípe fungovania svojho pohonu, ale rád vysvetľuje všeobecný koncept „pneumo-hydraulického-elektrického pohonu“. Ventily sa otvárajú pneumaticky a uzatvárajú hydraulikou. Pneumatický aj hydraulický systém sú neustále pod tlakom a sú pripravené poskytnúť ventilu maximálnu energiu. Úloha elektrický pohon- stačí včas dodať vzduch alebo olej do ventilu. V tomto prípade je problém chladenia a mazania vyriešený sám: najviac zaťažené časti pohonu sú obsluhované zodpovedajúcimi systémami samotného spaľovacieho motora.
Krása ovládača Freevalve spočíva v tom, že sa hodí takmer ku každému automobilovému resp motor motocykla. Či už ide o vysokorýchlostný motor pretekársky motocykel, točiaci sa až 16 000 ot./min, alebo naftový nákladiak, hrkotajúci pri 3 500 ot./min., rovnaký pohon dokonale vyhovie ich potrebám. Ventil pretekárskeho motocykla je vyrobený z ľahkej zliatiny, takže energia pohonu ho ľahko urýchli vysoké rýchlosti. Ventil nákladného auta je veľký a ťažký, ale vysoké rýchlosti on to nepotrebuje.
Na klavíri s rockerom
„Používanie tradičného vačkového hriadeľa namiesto Freevalve je ako hrať na klavír s vahadlom namiesto prstov,“ hovorí von Koenigsegg. Aké problémy chce vynálezca vyriešiť naprogramovaním správania každého ventilu jednotlivo? Uvádzame ich v poradí podľa rastúceho záujmu.
Najzrejmejšie: pre rôzne prevádzkové režimy motora (predovšetkým rýchlosť otáčania kľukového hriadeľa) existuje vlastné optimálne zloženie zmesi vzduchu a paliva, jeho vlastné tie správne chvíle otváranie a zatváranie ventilov. Tradične sa tento problém rieši pomocou mechanizmu variabilného časovania ventilov (napríklad VTEC): celý vačkový hriadeľ sa mierne otáča vzhľadom na rozvodové koleso a všetky body otvárania a zatvárania ventilov sú posunuté dopredu alebo dozadu.
Červený graf znázorňuje krivku otvárania sacieho ventilu, modrý graf krivku otvárania výfukového ventilu. Je jasne vidieť, že ventily zostanú v úplne otvorenej polohe čo najdlhšie - grafy majú takmer pravouhlý profil, zatiaľ čo s bežným rozvodovým remeňom by to boli skôr paraboly. Potrebné objemy plynov prejdú ventilmi Freevalve v kratšom časovom úseku ako zvyčajne, takže sa krátke nasávacie a výfukové fázy neprekrývajú. To je dôvod takmer dvojnásobného zlepšenia environmentálneho správania.
Problémom VTEC je obmedzený počet režimov, pričom individuálne ovládané ventily umožňujú revidovať optimálnu sadu parametrov pre akúkoľvek, aj najmenšiu zmenu rýchlosti. Ale hlavná vec je, že Freevalve vám umožňuje zmeniť nielen okamih, ale aj trvanie otvorenia ventilu.
Čo však v prípade, ak chceme výkon motora flexibilne ovládať vypnutím niektorých valcov? IN moderné motory problém je vyriešený pomocou veľmi zložitého mechanizmu: pre každý ventil sú dve vačky, ktoré sa navzájom nahrádzajú a pohybujú sa pozdĺž vačkového hriadeľa. Jedna vačka poskytuje práca na plný úväzok ventil, druhý je zodpovedný za prevádzku valca v „pohotovostnom režime“. Ventily Freevalve vám umožňujú kedykoľvek zapnúť akýkoľvek program pre akýkoľvek valec bez akýchkoľvek mechanických trikov.
Ale aj tak hlavný problém Tradičný rozvodový mechanizmus spočíva v eliptickom tvare vačky, vďaka čomu nie je ventil takmer nikdy otvorený alebo úplne zatvorený. Namiesto toho sa vždy buď jemne otvára alebo jemne zatvára, čo znižuje jeho priepustnosť. Navyše táto vlastnosť vedie k tomu, že v určitých momentoch príjem a výfukové ventily sú súčasne otvorené, čo negatívne ovplyvňuje ekologický výkon motora.
Ventily Freevalve robia hlavu valcov a samotný motor oveľa kompaktnejšími. To ale zďaleka nie je jediná výhoda rozloženia. Rozdelením funkcií medzi ne môžete zvýšiť počet ventilov na valec. Napríklad nasmerovanie jednej časti výfukových plynov do turbíny kompresora a druhej priamo do katalyzátora z ekologických dôvodov. Špeciálne ventily sú užitočné aj na premenu auta na pneumatický hybrid.
Christian von Koenigsegg demonštruje krivku otvárania ventilov na monitore špeciálneho zariadenia. Pripomína obdĺžnik: ventil sa prudko otvára, drží otvorený a potom sa prudko zatvára. Toto nie je večná smutná elipsa tradičného ventilu. Zaujímavé je najmä to, že krivka si zachováva hranatosť aj pri vysoká rýchlosť(do 10 000 otáčok za minútu) - pohon má dostatok sily na to, aby otvoril a zatvoril ventil naozaj rýchlo.
Možno je to práve posledná vlastnosť, ktorá je najviac zodpovedná za pôsobivé výsledky testov motora s voľným ventilom: produkuje o 30 % vyšší krútiaci moment, spotrebuje o 30 % menej paliva a produkuje 50 % zníženie emisií.
Preč s kánonmi!
Freevalve je viac, ako sa zdá. Po prvé, systém môže výrazne zmeniť vzhľad auta. Vačkový hriadeľ a zdvihátka ventilov zaberajú veľa miesta v hlave valcov a navyše aj dosť vážia. Štvorvalcový motor s Freevalve rozmermi a hmotnosťou pripomína trojvalec. Ak vezmeme do úvahy, že nezávislé ventily zabezpečujú výrazný nárast krútiaceho momentu, potom si vystačíme aj s dvoma valcami. A potom sa dá malý motor schovať aj pod sedadlo.
Systém vám umožňuje kedykoľvek prepnúť motor do exotického pracovného cyklu, či už je to Miller, ako na Mazde, alebo Atkinson, ako na Priuse. Prečo byť skromný: ak je to žiaduce, motor sa môže okamžite stať dvojtaktným motorom, ktorý takmer zdvojnásobí výkon! Von Koenigsegg sníva o autách s dvoma palivové nádrže a energetické systémy: pre benzín a naftu. Pri prechode na biopalivo je dôležitá aj flexibilita nastavení.
Najzaujímavejšou fantáziou vynálezcu je však pneumatický hybrid. Pomocou špeciálnej konfigurácie ventilov môžete premeniť spaľovací motor na kompresor, ktorý pri brzdení bude pumpovať vzduch do valca a akumulovať tlak. Potom stlačený vzduch možno vstrekovať do valcov, zrýchľovať auto, alebo použiť ako výkonný analóg preplňovania turbodúchadlom, ktoré krátkodobo zvyšuje výkon motora.
Snáď najneočakávanejšou vlastnosťou motora s nezávislými ventilmi je jeho spoľahlivosť. Každý vodič sa bojí pretrhnutia rozvodového remeňa: ak piest „dobehne“ ventily, stane sa to isté vo všetkých ostatných valcoch. Drahá hlava valcov a s ňou piesty a prípadne ojnice s kľukový hriadeľ bude vážne poškodený.
A s Freevalve je všetko jednoduché: žiadny rozvodový remeň – žiadne problémy! Ak jeden valec náhle „zaklope“, všetky ostatné zostanú v bezpečí.
