Oherwydd bod y pwnc yn gymhleth, gadewch i ni esbonio'n fyr y cysyniad cymhareb cywasgu i ddeall pam mae injan cywasgu amrywiol VC-T Nissan mor hynod? Felly rydw i'n mynd i geisio symleiddio, ar y risg o gyflawni rhywfaint o anghywirdeb - os yw hynny'n digwydd gallwch chi bob amser fynd trwy ein Facebook a gadael sylw i ni.
Cyfradd beth?
Y gymhareb gywasgu yw'r nifer o weithiau y mae cyfaint penodol yn cael ei gywasgu y tu mewn i'r silindr. Enghraifft ymarferol: mae gan injan pedair silindr 1.0 litr gyda chymhareb 10: 1 silindrau 250 cm³ sydd, yn eu canol marw uchaf, yn cywasgu'r gymysgedd i gyfaint o ddim ond 25 cm³ - hynny yw, i un rhan o ddeg o'i gyfaint ( 10: 1). Gellir gweld fersiwn gymhleth esboniad y gymhareb cywasgu yma.A pham mae hyn mor bwysig?
Oherwydd po fwyaf yw cymhareb cywasgu'r injan, y mwyaf yw ei heffeithlonrwydd. Po fwyaf yw cywasgiad yr injan, y cyflymaf y bydd y nwyon yn ehangu sy'n deillio o'r ffrwydrad ac o ganlyniad y cyflymaf y bydd disgyniad y piston a'r gwialen gyswllt, ac felly'n gyflymach dadleoli'r crankshaft - gan arwain yn y pen draw at drosglwyddo mwy o gerbydau i'r cerbyd. olwynion. Dyna pam mae gan geir chwaraeon gymarebau cywasgu uwch - er enghraifft, mae injan V10 yr Audi R8 yn cywasgu 12.7 gwaith ei gyfaint.
Felly pam nad oes gan bob car gymarebau cywasgu uchel?
Am ddau reswm: y rheswm cyntaf yw bod y gymysgedd yn cyn-ffrwydro a'r ail reswm yw ei bod yn ddrud gwneud injan â chymhareb gywasgu uchel. Ond gadewch i ni fynd at y rheswm cyntaf yn gyntaf. Wrth i'r gymhareb gywasgu gynyddu, mae tymheredd y gymysgedd aer-danwydd y tu mewn i'r siambr hylosgi hefyd a gall y cynnydd hwn mewn tymheredd arwain at danio cyn i'r piston gyrraedd y canol marw uchaf. Mae enw'r ffenomen hon yn cyn-danio ac oherwydd yr effaith hon mae brandiau ceir yn cael eu gorfodi i gynhyrchu peiriannau â chymarebau cywasgu ceidwadol, gyda mapiau tanio a chwistrellu wedi'u cynllunio i amddiffyn yr injan rhag y ffenomen hon ar draul yr effeithlonrwydd mwyaf.Ar y llaw arall, mae cynhyrchu peiriannau â chymarebau cywasgu uchel hefyd yn ddrud (i frandiau ac felly i gwsmeriaid…). Oherwydd er mwyn osgoi cyn-danio mewn peiriannau sydd â chymarebau cywasgu uchel, mae'n rhaid i frandiau droi at ddeunyddiau mwy urddasol a mwy gwrthsefyll sy'n gwasgaru'r gwres a gynhyrchir yn yr injan yn fwy effeithlon.
Mae Nissan yn dod o hyd i'r ateb (o'r diwedd!)
Dros y 25 mlynedd diwethaf mae sawl brand wedi ceisio'n aflwyddiannus i oresgyn cyfyngiadau peiriannau i'r lefel hon. Roedd Saab yn un o'r brandiau a ddaeth yn agosach, hyd yn oed yn cyflwyno injan chwyldroadol a lwyddodd, diolch i symudiad ochrol pen yr injan, i gynyddu neu leihau gallu ciwbig y siambr hylosgi. ac felly'r gymhareb cywasgu. Problem? Roedd gan y system ddiffygion dibynadwyedd ac ni wnaeth erioed ei chynhyrchu. Hapus…
Y brand cyntaf i ddod o hyd i ateb oedd, fel y dywedasom, Nissan. Brand a fydd yn cyflwyno injan gywasgu amrywiol gyntaf y byd ym mis Medi yn Sioe Foduron Paris. Mae'n injan 2.0 Turbo gyda 274 hp a 390 Nm o'r trorym uchaf. Dim ond yn yr U.S.A y bydd yr injan hon yn cael ei lansio i ddechrau, gan ddisodli'r injan 3.5 V6 sydd ar hyn o bryd yn arfogi modelau Infiniti (adran model premiwm Nissan).
Sut cyflawnodd Nissan hyn?
Dewiniaeth ydoedd. Rwy'n kidding ... peirianneg pur ydoedd. Mewn peiriannau confensiynol, mae'r gwiail cysylltu (y fraich honno sy'n “cydio” y piston) ynghlwm yn uniongyrchol â'r crankshaft, yn injan VC-T Nissan nid yw hyn yn digwydd. Fel y gwelwch yn y ddelwedd isod:
Yn yr injan Nissan chwyldroadol hon, gostyngwyd hyd y brif wialen gyswllt a'i chysylltu â lifer canolradd wedi'i cholynio i'r crankshaft a'i chysylltu ag ail wialen gyswllt symudol gyferbyn â'r gwialen gyswllt sy'n amrywio maint symudiad piston. Pan fydd yr uned rheoli injan yn penderfynu bod angen cynyddu neu ostwng y gymhareb gywasgu, mae'r actuator yn newid ongl y lifer canolradd, gan godi neu ostwng y gwialen gyswllt ac felly amrywio'r cywasgiad rhwng 8: 1 a 14: 1. Felly, mae injan Nissan yn llwyddo i gyfuno'r gorau o ddau fyd: yr effeithlonrwydd mwyaf ar rpm isel a mwy o bwer ar rpm uchel, gan osgoi'r effaith cyn tanio.
Mae'r amrywiad hwn yng nghymhareb cywasgu'r injan ond yn bosibl yn effeithlon ac mewn unrhyw ystod rpm, diolch i fyrdd o synwyryddion wedi'u gwasgaru trwy'r injan. Mae'r rhain yn anfon cannoedd o filoedd o wybodaeth yr eiliad i'r ECU mewn amser real (tymheredd yr aer, siambr hylosgi, cymeriant, turbo, faint o ocsigen yn y gymysgedd, ac ati), gan ganiatáu i'r gymhareb gywasgu gael ei newid yn unol â'r anghenion. o'r cerbyd. Mae'r injan hon hefyd wedi'i chyfarparu â system amseru falf amrywiol i efelychu cylch Atkinson, lle mae'r falfiau cymeriant yn aros ar agor yn hirach i ganiatáu i aer ddianc trwyddynt, a thrwy hynny leihau ymwrthedd aerodynamig yr injan yn y cyfnod cywasgu.
Rhaid i’r rhai sy’n cyhoeddi diwedd yr injan hylosgi mewnol dro ar ôl tro fynd yn ôl i “gadw’r gitâr yn y bag” . Mae'r “hen” beiriannau tanio mewnol eisoes dros 120 oed ac mae'n ymddangos eu bod yma i aros. Mae'n dal i gael ei weld a fydd yr ateb hwn yn ddibynadwy.
Ychydig yn fwy o hanes?
Mae'r astudiaethau cyntaf ar effeithiau cymhareb cywasgu ar effeithlonrwydd cylch dyletswydd peiriannau tanio mewnol yn dyddio'n ôl i 1920, pan arweiniodd y peiriannydd Prydeinig Harry Ricardo Adran Datblygu Awyrennol y Llu Awyr Brenhinol (RAF). Un o'i genadaethau pwysicaf oedd dod o hyd i ateb ar gyfer defnydd uchel o danwydd awyren yr RAF ac o ganlyniad ar gyfer eu hystod hedfan fer. Er mwyn astudio achosion ac atebion y broblem hon, datblygodd Harry Ricardo injan arbrofol gyda chywasgiad amrywiol lle gwelodd (ymhlith pethau eraill) bod rhai tanwyddau yn gallu gwrthsefyll tanio yn fwy. Penllanw'r astudiaeth hon oedd creu'r system raddio octan tanwydd gyntaf.
Diolch i'r astudiaethau hyn y daethpwyd i'r casgliad, am y tro cyntaf, bod cymarebau cywasgu uwch yn fwy effeithlon ac angen llai o danwydd i gynhyrchu'r un egni mecanyddol. O'r amser hwn y dechreuodd yr injans enfawr gyda 25 litr o gapasiti ciwbig - yr ydym yn eu hadnabod o awyrennau'r Rhyfel Byd Cyntaf - ildio i unedau llai a mwy effeithlon. Daeth teithio trawsatlantig yn realiti a lleddfu cyfyngiadau tactegol yn ystod y rhyfel (oherwydd yr ystod o beiriannau).
