Prezentarea test drive a motorului revoluționar pe Infiniti - VC-Turbo

O conversație cu specialiștii de top ai Infiniti și Renault-Nissan — Shinichi Kaga și Alain Raposteau

Alain Raposto arată încrezător. Vicepreședintele alianței Renault-Nissan, responsabil cu dezvoltarea motorului, are toate motivele să facă acest lucru. Adiacent holului în care vorbim este standul Infiniti, filiala de lux a Nissan, care prezintă astăzi primul motor de producție din lume VC-Turbo cu raport de compresie variabil. Aceeași energie curge de la colegul său Shinichi Kiga, șeful departamentului de motoare Infiniti.

Descoperirea realizată de designerii Infiniti este cu adevărat imensă. Crearea unui motor pe benzină de serie cu raport de compresie variabil este cu adevărat o revoluție tehnologică, care, în ciuda numeroaselor încercări, nu a fost dată nimănui până acum. Pentru a înțelege semnificația unui astfel de lucru, este bine să citiți seria noastră „Ce se întâmplă în motorul mașinii”, care descrie procesele de ardere în motorul pe benzină. Aici vom menționa totuși că, din punct de vedere termodinamic, cu cât este mai mare gradul de compresie, cu atât este mai eficient un motor - foarte simplu pus, astfel încât particulele de combustibil și oxigen din aer sunt mult mai apropiate și substanțele chimice reacțiile sunt mai complete, în plus, căldura nu este disipată în exterior, ci este consumată de particulele în sine.

Gradul ridicat de compresie este unul dintre marile avantaje ale motorului diesel față de cel pe benzină. Frâna pe acesta din urmă este fenomenul de detonare, bine descris în seria de articole în cauză. La sarcini mai mari, respectiv o supapă de accelerație deschisă mai largă (cum ar fi când accelerați pentru a depăși), cantitatea de amestec de aer combustibil care intră în fiecare cilindru este mai mare. Aceasta înseamnă presiune mai mare și temperatură medie de funcționare mai mare. Acesta din urmă, la rândul său, provoacă o compresie mai puternică a reziduurilor de amestec combustibil-aer din fața flăcării de ardere, formarea mai intensă de peroxizi și hidroxerxuri în reziduuri și inițierea unei combustii explozive în motor, care este de obicei la turații extrem de mari. , un inel metalic și o împrăștiere literală a energiei generate de amestecul rezidual.

Pentru a reduce această tendință la sarcini mari (desigur, tendința la detonare depinde de alți factori precum temperatura externă, temperatura lichidului de răcire și a uleiului, rezistența la detonare a combustibililor etc.) proiectanții sunt obligați să reducă gradul de compresie. Cu aceasta, însă, ei pierd din punct de vedere al eficienței motorului. Toate cele de mai sus sunt și mai valabile în prezența supraalimentării, deoarece aerul, deși răcit de intercooler, pătrunde în continuare precomprimat în cilindri. Aceasta înseamnă mai mult combustibil și, respectiv, o tendință mai mare la detonare. După introducerea în masă a reducerii motorului turbo, această problemă a devenit și mai evidentă. De aceea, proiectanții vorbesc despre „raportul de compresie geometrică”, cel definit de proiectarea motorului și „real” atunci când este luat în considerare factorul de precompresie. Prin urmare, chiar și la motoarele turbo moderne cu injecție directă de combustibil, care joacă un rol important în răcirea internă a camerei de ardere și scăderea temperaturii medii a procesului de ardere, respectiv tendința la detonare, raportul de compresie depășește rar 10,5: 1.

Dar ce s-ar întâmpla dacă gradul geometric de compresie s-ar putea schimba în cursul muncii. Să fie ridicat în modurile de sarcină redusă și parțială, atingând maximul teoretic și să fie redus la presiune mare de turbocompresie și presiune ridicată și temperatură în cilindri pentru a evita detonările. Acest lucru ar permite atât posibilitatea creșterii puterii cu supraalimentarea cu presiune mai mare, cât și cu eficiență mai mare, respectiv un consum mai mic de combustibil.

Aici, după 20 de ani de muncă, motorul Infiniti arată că acest lucru este posibil. Potrivit Raposto, munca pe care echipele au depus-o pentru a-l crea a fost enormă și rezultatul chinurilor de tantal. Diferite variante au fost testate în ceea ce privește arhitectura motorului, până acum 6 ani acest lucru a fost atins și au început setările precise. Sistemul permite reglarea dinamică și continuă a raportului de compresie în intervalul de la 8: 1 la 14: 1.

Construcția în sine este ingenioasă: biela fiecărui cilindru nu își transmite mișcarea direct către gâturile bielei ale arborelui cotit, ci către un colț al unei legături intermediare speciale cu o gaură în mijloc. Unitatea este plasată pe gâtul bielei (se află în deschiderea sa) și primind forța bielei la un capăt, o transmite gâtului, deoarece unitatea nu se rotește, ci efectuează o mișcare oscilantă. Pe cealaltă parte a unității în cauză este un sistem de pârghii care servește ca un fel de suport pentru aceasta. Sistemul de pârghie rotește unitatea de-a lungul axei sale, deplasând astfel punctul de prindere al bielei de cealaltă parte. Mișcarea oscilantă a unității intermediare este păstrată, dar axa sa se rotește și determină astfel diferite poziții de început și de sfârșit ale bielei, respectiv pistonul și o modificare dinamică a gradului de compresie în funcție de condiții.

Veți spune - dar acest lucru complică infinit motorul, introduce noi mecanisme în mișcare în sistem și toate acestea duc la frecare crescută și mase inerte. Da, la prima vedere este așa, dar cu mecanismul motorului VC-Turbo există câteva fenomene foarte interesante. Unitățile suplimentare ale fiecărei biele, controlate de un mecanism comun, echilibrează în mare măsură forțele ordinului al doilea, astfel încât, în ciuda deplasării sale de doi litri, motorul cu patru cilindri nu are nevoie de arbori de echilibrare. În plus, deoarece biela nu efectuează mișcarea largă tipică de rotație, ci transmite forța pistonului pe un capăt al unității intermediare, este practic mai mică și mai ușoară (aceasta depinde de întreaga dinamică complexă a forțelor transmise prin sistemul în cauză). ) și - cel mai important - are un curs de deviere în partea sa inferioară de numai 17 mm. Momentul celei mai mari fricțiuni este evitat, cu motoarele convenționale, tipice pentru momentul pornirii pistonului din punctul mort superior, când biela apasă pe axa arborelui cotit și pierderile sunt cele mai mari.

Astfel, potrivit domnilor Raposto și Kiga, neajunsurile sunt în mare parte eliminate. De aici și beneficiile schimbării dinamice a raportului de compresie, care se bazează pe programe software prestabilite pe baza testelor pe bancă și pe drum (mii de ore) fără a fi nevoie să măsoare în timp real ceea ce se întâmplă în motor. Peste 300 de brevete noi sunt integrate în mașină. Caracterul avangardist al acesteia din urmă include, de asemenea, un sistem de injecție dublă a combustibilului cu un injector pentru injecția directă a unui cilindru, utilizat în principal pentru porniri la rece și sarcini mai mari și un injector în galeriile de admisie care oferă condiții mai bune pentru deplasarea combustibilului și consumul de energie la sarcină parțială. Astfel, sistemul complex de injecție oferă cele mai bune din ambele lumi. Desigur, motorul necesită și un sistem de lubrifiere mai sofisticat, deoarece mecanismele descrise mai sus au canale speciale de lubrifiere sub presiune, care completează canalele principale din arborele cotit.

Rezultatul este practic motorul cu patru cilindri pe benzină cu 272 CP. Cuplul de cuplu de 390 Nm va consuma cu 27% mai puțin combustibil decât motorul atmosferic anterior cu șase cilindri, aproape de această putere.

Text: Georgi Kolev, trimis special al autovehiculelor și sportului Bulgaria la Paris