Budući da je tema složena, hajde da prvo ukratko objasnimo koncept omjera kompresije da bismo razumjeli zašto je Nissanov VC-T motor varijabilne kompresije tako izvanredan? Zato ću pokušati da pojednostavim, rizikujući da napravim neku nepreciznost – ako se to dogodi, uvijek možete proći kroz naš Facebook i ostaviti nam komentar.
Ocijeniti šta?
Omjer kompresije je koliko puta je dati volumen komprimiran unutar cilindra. Praktični primjer: 1,0-litarski četverocilindrični motor sa omjerom 10:1 ima cilindre od 250 cm³ koji, u svojoj gornjoj mrtvoj tački, komprimiraju smjesu na zapreminu od samo 25 cm³ — odnosno na jednu desetinu njenog volumena ( 10:1). Složenu verziju objašnjenja omjera kompresije možete vidjeti ovdje.I zašto je ovo toliko važno?
Jer što je veći omjer kompresije motora, veća je njegova efikasnost. Što je veća kompresija motora, to je brže širenje plinova nastalih eksplozijom i posljedično brže spuštanje klipa i klipnjače, a samim tim i brži pomak radilice - što u konačnici rezultira većim kretanjem koje se prenosi na vozilo točkovi. Zbog toga sportski automobili imaju veće omjere kompresije – na primjer, V10 motor Audija R8 kompresuje 12,7 puta veći volumen.
Pa zašto svi automobili nemaju visoke omjere kompresije?
Iz dva razloga: prvi razlog je što mješavina prije detonira, a drugi razlog je što je skupo napraviti motor sa visokim omjerom kompresije. Ali idemo prvo na prvi razlog. Kako se omjer kompresije povećava, tako raste i temperatura mješavine zraka i goriva unutar komore za sagorijevanje i ovo povećanje temperature može dovesti do paljenja prije nego što klip dosegne gornju mrtvu tačku. Naziv ovog fenomena je preddetonacija i upravo zbog tog efekta brendovi automobila su primorani proizvoditi motore sa konzervativnim omjerima kompresije, sa mapama paljenja i ubrizgavanja dizajniranim da zaštite motor od ove pojave na račun maksimalne efikasnosti.S druge strane, proizvodnja motora sa visokim stepenom kompresije je takođe skupa (za brendove, a samim tim i za kupce…). Kako bi izbjegli preddetonaciju u motorima s visokim omjerom kompresije, brendovi moraju pribjeći plemenitijim i otpornijim materijalima koji efikasnije rasipaju toplinu koja se stvara u motoru.
Nissan pronalazi (konačno!) rješenje
U posljednjih 25 godina nekoliko brendova je bezuspješno pokušavalo da prevaziđe ograničenja motora do ovog nivoa. Saab je bio jedan od brendova koji su se približili, čak je predstavio revolucionarni motor koji je zahvaljujući bočnom pomicanju glave motora uspio povećati ili smanjiti kubični kapacitet komore za izgaranje. a time i omjer kompresije. Problem? Sistem je imao nedostatke u pouzdanosti i nikada nije ušao u proizvodnju. sretno…
Prva marka koja je pronašla rješenje je, kako smo rekli, Nissan. Brend koji će u septembru na Salonu automobila u Parizu predstaviti prvi svjetski motor s varijabilnom kompresijom. Radi se o 2.0 Turbo motoru sa 274 KS i 390 Nm maksimalnog obrtnog momenta. Ovaj motor će u početku biti lansiran samo u SAD-u, zamjenjujući 3.5 V6 motor koji trenutno oprema Infiniti modele (Nissanov odjel premium modela).
Kako je Nissan to postigao?
To je bilo vještičarenje. Šalim se… to je bio čisti inženjering. Kod konvencionalnih motora klipnjače (ta ruka koja "hvata" klip) su direktno pričvršćene za radilicu, u Nissanovom VC-T motoru to se ne dešava. Kao što možete vidjeti na slici ispod:
U ovom revolucionarnom Nissanovom motoru, dužina glavne klipnjače je smanjena i spojena na srednju polugu koja je zaokrenuta na radilicu i spojena na drugu pokretnu klipnjaču nasuprot klipnjače koja mijenja stepen kretanja klipa. Kada upravljačka jedinica motora utvrdi da je potrebno povećati ili smanjiti omjer kompresije, aktuator mijenja ugao međupoluge, podižući ili spuštajući klipnjaču i stoga mijenjaju kompresiju između 8:1 i 14:1. Tako Nissanov motor uspeva da kombinuje najbolje od oba sveta: maksimalnu efikasnost pri niskim obrtajima i više snage pri visokim obrtajima, izbegavajući efekat pre detonacije.
Ova varijacija u omjeru kompresije motora moguća je samo efikasno i u bilo kojem rasponu okretaja, zahvaljujući bezbroj senzora raširenih po cijelom motoru. Oni šalju stotine hiljada informacija u sekundi u ECU u realnom vremenu (temperatura vazduha, komora za sagorevanje, usis, turbo, količina kiseonika u smeši, itd.), omogućavajući da se odnos kompresije promeni u skladu sa potrebama. vozila. Ovaj motor je također opremljen sa promjenjivim sistemom vremena ventila za simulaciju Atkinsonovog ciklusa, u kojem usisni ventili ostaju otvoreni duže kako bi omogućili da zrak izađe kroz njih, čime se smanjuje aerodinamički otpor motora u fazi kompresije.
Oni koji više puta najavljuju kraj motora sa unutrašnjim sagorevanjem moraju da se vrate da "drže gitaru u torbi" . „Stari“ motori sa unutrašnjim sagorevanjem već su stari preko 120 godina i čini se da su tu da ostanu. Ostaje da se vidi da li će ovo rešenje biti pouzdano.
Još malo istorije?
Prve studije o efektima omjera kompresije na efikasnost radnog ciklusa motora sa unutrašnjim sagorijevanjem datiraju iz 1920. godine, kada je britanski inženjer Harry Ricardo bio na čelu Odjeljenja za aeronautički razvoj Kraljevskog ratnog zrakoplovstva (RAF). Jedna od njegovih najvažnijih misija bila je pronalaženje rješenja za veliku potrošnju goriva RAF aviona, a time i za njihov mali domet leta. Kako bi proučio uzroke i rješenja za ovaj problem, Harry Ricardo je razvio eksperimentalni motor s promjenjivom kompresijom gdje je otkrio (između ostalog) da su neka goriva otpornija na detonaciju. Ova studija je kulminirala stvaranjem prvog sistema oktanskog broja goriva.
Zahvaljujući ovim studijama, po prvi put je zaključeno da su veći omjeri kompresije efikasniji i zahtijevaju manje goriva za proizvodnju iste mehaničke energije. Od tada su gigantski motori zapremine 25 litara – koje poznajemo iz aviona iz Prvog svetskog rata – počeli da ustupaju mesto manjim i efikasnijim jedinicama. Transatlantska putovanja postala su stvarnost, a taktička ograničenja tokom rata (zbog raspona motora) su ublažena.
