Бидејќи темата е сложена, ајде прво накратко да го објасниме концептот на односот на компресија за да разбереме зошто VC-T моторот со променлива компресија на Nissan е толку извонреден? Затоа, ќе се обидам да поедноставам, со ризик да направам некоја неточност - ако тоа се случи, секогаш можете да одите преку нашиот Фејсбук и да ни оставите коментар.
Оцени што?
Односот на компресија е количеството пати даден волумен е компресиран во цилиндерот. Практичен пример: 1,0-литарски четирицилиндричен мотор со сооднос 10:1 има цилиндри од 250 cm³ кои, во горниот мртов центар, ја компресираат смесата до волумен од само 25 cm³ - односно до една десетина од нејзиниот волумен ( 10:1). Комплексната верзија на објаснувањето за односот на компресија може да се види овде.И зошто е ова толку важно?
Бидејќи колку е поголем односот на компресија на моторот, толку е поголема неговата ефикасност. Колку е поголема компресија на моторот, толку побрзо ќе се прошират гасовите што произлегуваат од експлозијата и, следствено, побрзо спуштањето на клипот и поврзувачката шипка, а со тоа и побрзо поместување на коленестото вратило - на крајот резултира со повеќе движење што се пренесува на возилото. тркала. Затоа спортските автомобили имаат повисоки коефициенти на компресија - на пример, V10 моторот на Audi R8 компресира 12,7 пати повеќе од неговиот волумен.
Па зошто сите автомобили немаат високи коефициенти на компресија?
Од две причини: првата причина е тоа што смесата пред-детонира, а втората причина е што е скапо да се направи мотор со висок коефициент на компресија. Но, прво да одиме на првата причина. Како што се зголемува односот на компресија, така се зголемува и температурата на мешавината воздух-гориво во комората за согорување и ова зголемување на температурата може да доведе до палење пред клипот да дојде до горниот мртов центар. Името на овој феномен е пред-детонација и токму поради овој ефект марките на автомобили се принудени да произведуваат мотори со конзервативни коефициенти на компресија, со карти за палење и вбризгување дизајнирани да го заштитат моторот од оваа појава на сметка на максималната ефикасност.Од друга страна, производството на мотори со високи коефициенти на компресија е исто така скапо (за брендовите, а со тоа и за клиентите…). Бидејќи за да се избегне пред-детонација кај моторите со високи коефициенти на компресија, марките мора да прибегнуваат кон поблагородни и поотпорни материјали кои поефикасно ја трошат топлината создадена во моторот.
Nissan го наоѓа (конечно!) решението
Во текот на последните 25 години, неколку марки неуспешно се обидоа да ги надминат ограничувањата на моторите до ова ниво. Saab беше еден од марките кои се приближија, дури и претставија револуционерен мотор кој благодарение на страничното движење на главата на моторот успеа да ја зголеми или намали кубната зафатнина на комората за согорување. а оттука и односот на компресија. Проблем? Системот имаше недостатоци во доверливоста и никогаш не го направи во производство. Среќно…
Првата марка која најде решение беше, како што рековме, Nissan. Марка која во септември на саемот за автомобили во Париз ќе го претстави првиот мотор со променлива компресија во светот. Станува збор за 2.0 турбо мотор со 274 КС и 390 Nm максимален вртежен момент. Овој мотор првично ќе биде лансиран само во САД, заменувајќи го моторот 3.5 V6 кој моментално ги опремува моделите на Infiniti (одделот за премиум модели на Nissan).
Како Nissan го постигна ова?
Тоа беше вештерство. Се шегувам… тоа беше чист инженеринг. Кај конвенционалните мотори, спојните шипки (онаа рака што го „зграпчува“ клипот) се директно прикачени на коленестото вратило, во VC-T моторот на Nissan тоа не се случува. Како што можете да видите на сликата подолу:
Во овој револуционерен мотор на Nissan, должината на главната шипка за поврзување беше намалена и поврзана со средна рачка што се врти на коленестото вратило и е поврзана со втора подвижна поврзувачка прачка спроти поврзувачката шипка која го менува степенот на движење на клипот. Кога контролната единица на моторот ќе утврди дека е неопходно да се зголеми или намали односот на компресија, активаторот го менува аголот на средната рачка, кревајќи ја или спуштајќи ја шипката за поврзување и затоа менувајќи ја компресијата помеѓу 8:1 и 14:1. Така, моторот на Nissan успева да го комбинира најдоброто од двата света: максимална ефикасност при ниски вртежи во минута и поголема моќност при високи вртежи во минута, избегнувајќи го ефектот пред детонација.
Оваа варијација во односот на компресија на моторот е можна само ефикасно и во кој било опсег на вртежи во минута, благодарение на огромен број сензори распространети низ моторот. Тие испраќаат стотици илјади информации во секунда до ECU во реално време (температура на воздухот, комората за согорување, доводот, турбо, количината на кислород во смесата итн.), овозможувајќи соодветно да се промени односот на компресија. потребите на возилото. Овој мотор е опремен и со променлив систем за тајминг на вентилите за симулирање на Аткинсоновиот циклус, во кој доводните вентили остануваат отворени подолго за да се овозможи воздухот да излегува низ нив, со што се намалува аеродинамичкиот отпор на моторот во фазата на компресија.
Оние кои постојано објавуваат крај на моторот со внатрешно согорување мора да се вратат за да ја „чуваат гитарата во торбата“ . „Старите“ мотори со внатрешно согорување се веќе над 120 години и се чини дека се тука да останат. Останува да видиме дали ова решение ќе биде сигурно.
Уште малку историја?
Првите студии за ефектите на односот на компресија врз ефикасноста на работниот циклус на моторите со внатрешно согорување датираат од 1920 година, кога британскиот инженер Хари Рикардо го предводеше Одделот за аеронаутички развој на Кралските воздухопловни сили (РАФ). Една од нејзините најважни мисии беше да се најде решение за високата потрошувачка на гориво на авионите РАФ и следствено на нивниот краток опсег на летот. За да ги проучи причините и решенијата за овој проблем, Хари Рикардо разви експериментален мотор со променлива компресија каде што откри (меѓу другото) дека некои горива се поотпорни на детонација. Оваа студија кулминираше со создавањето на првиот систем за оценка за октани на горивото.
Благодарение на овие студии, за прв пат беше заклучено дека повисоките коефициенти на компресија се поефикасни и бараат помалку гориво за да се произведе истата механичка енергија. Оттогаш огромните мотори со 25 литри кубни зафатнина – што ги знаеме од авионите од Првата светска војна – почнаа да им отстапуваат место на помали и поефикасни единици. Трансатлантското патување стана реалност и тактичките ограничувања за време на војната (поради опсегот на мотори) беа ублажени.
