Oleh kerana subjeknya rumit, mari kita terangkan secara ringkas konsep nisbah mampatan untuk memahami mengapa enjin mampatan boleh ubah VC-T Nissan sangat luar biasa? Jadi saya akan cuba permudahkan, dengan risiko melakukan beberapa ketidaktepatan – jika itu berlaku, anda sentiasa boleh pergi melalui Facebook kami dan tinggalkan komen kepada kami.
Nilaikan apa?
Nisbah mampatan ialah jumlah kali isipadu tertentu dimampatkan di dalam silinder. Contoh praktikal: enjin empat silinder 1.0 liter dengan nisbah 10:1 mempunyai silinder 250 cm³ yang, pada pusat mati atasnya, memampatkan campuran kepada isipadu hanya 25 cm³ — iaitu, kepada satu persepuluh daripada isipadunya ( 10:1). Versi kompleks penjelasan nisbah mampatan boleh dilihat di sini.Dan mengapa ini sangat penting?
Kerana lebih besar nisbah mampatan enjin, lebih besar kecekapannya. Semakin besar mampatan enjin, semakin cepat pengembangan gas yang terhasil daripada letupan dan seterusnya semakin cepat penurunan omboh dan rod penyambung, dan oleh itu lebih cepat anjakan aci engkol - akhirnya mengakibatkan lebih banyak pergerakan dihantar ke kenderaan. roda. Itulah sebabnya kereta sport mempunyai nisbah mampatan yang lebih tinggi – contohnya, enjin V10 Audi R8 memampatkan 12.7 kali volumnya.
Jadi mengapa tidak semua kereta mempunyai nisbah mampatan yang tinggi?
Atas dua sebab: sebab pertama ialah campuran pra-meletup dan sebab kedua ialah mahal untuk membuat enjin dengan nisbah mampatan yang tinggi. Tetapi mari kita pergi ke sebab pertama dahulu. Apabila nisbah mampatan meningkat, begitu juga suhu campuran udara-bahan api di dalam kebuk pembakaran dan peningkatan suhu ini boleh membawa kepada pencucuhan sebelum omboh mencapai pusat mati atas. Nama fenomena ini ialah pra-letupan dan kerana kesan inilah jenama kereta terpaksa menghasilkan enjin dengan nisbah mampatan konservatif, dengan penyalaan dan peta suntikan yang direka untuk melindungi enjin daripada fenomena ini dengan mengorbankan kecekapan maksimum.Sebaliknya, menghasilkan enjin dengan nisbah mampatan tinggi juga mahal (untuk jenama dan oleh itu untuk pelanggan…). Kerana untuk mengelakkan pra-letupan dalam enjin dengan nisbah mampatan tinggi, jenama perlu menggunakan bahan yang lebih mulia dan lebih tahan yang menghilangkan haba yang dijana dalam enjin dengan lebih cekap.
Nissan menemui (akhirnya!) penyelesaiannya
Sepanjang 25 tahun yang lalu beberapa jenama telah mencuba tidak berjaya untuk mengatasi had enjin ke tahap ini. Saab adalah salah satu jenama yang semakin hampir, malah mempersembahkan enjin revolusioner yang, terima kasih kepada pergerakan sisi kepala enjin, berjaya meningkatkan atau mengurangkan kapasiti padu kebuk pembakaran. dan oleh itu nisbah mampatan. Masalah? Sistem ini mempunyai kelemahan kebolehpercayaan dan tidak pernah membuatnya menjadi pengeluaran. dengan gembira…
Jenama pertama yang mencari penyelesaian adalah, seperti yang kami katakan, Nissan. Jenama yang akan mempersembahkan enjin mampatan berubah-ubah pertama di dunia pada bulan September di Paris Motor Show. Ia adalah enjin 2.0 Turbo dengan 274 hp dan tork maksimum 390 Nm. Enjin ini pada mulanya hanya akan dilancarkan di A.S.A, menggantikan enjin 3.5 V6 yang kini melengkapkan model Infiniti (bahagian model premium Nissan).
Bagaimanakah Nissan mencapai ini?
Ia adalah sihir. Saya gurau... ia adalah kejuruteraan tulen. Dalam enjin konvensional, rod penyambung (lengan yang "mencengkam" omboh) dipasang terus pada aci engkol, dalam enjin VC-T Nissan ini tidak berlaku. Seperti yang anda lihat dalam gambar di bawah:
Dalam enjin Nissan revolusioner ini, panjang rod penyambung utama dikurangkan dan disambungkan ke tuil perantaraan yang diputar ke aci engkol dan disambungkan ke rod penyambung alih alih kedua bertentangan dengan rod penyambung yang mengubah tahap pergerakan omboh. Apabila unit kawalan enjin menentukan bahawa adalah perlu untuk meningkatkan atau mengurangkan nisbah mampatan, penggerak menukar sudut tuil perantaraan, menaikkan atau menurunkan rod penyambung dan oleh itu mengubah mampatan antara 8:1 dan 14:1. Oleh itu, enjin Nissan berjaya menggabungkan yang terbaik dari kedua-dua dunia: kecekapan maksimum pada rpm rendah dan lebih kuasa pada rpm tinggi, mengelakkan kesan pra-letupan.
Perubahan dalam nisbah mampatan enjin ini hanya boleh dilakukan dengan cekap dan dalam mana-mana julat rpm, terima kasih kepada pelbagai penderia yang tersebar di seluruh enjin. Ini menghantar ratusan ribu maklumat sesaat ke ECU dalam masa nyata (suhu udara, kebuk pembakaran, pengambilan, turbo, jumlah oksigen dalam campuran, dll.), membolehkan nisbah mampatan diubah sewajarnya. keperluan kenderaan itu. Enjin ini juga dilengkapi dengan sistem pemasaan injap boleh ubah untuk mensimulasikan kitaran Atkinson, di mana injap masuk kekal terbuka lebih lama untuk membolehkan udara keluar melaluinya, sekali gus mengurangkan rintangan aerodinamik enjin dalam fasa mampatan.
Mereka yang berulang kali mengumumkan penamatan enjin pembakaran dalaman mesti kembali untuk "menyimpan gitar di dalam beg" . Enjin pembakaran dalaman "lama" sudah berusia lebih 120 tahun dan nampaknya akan kekal di sini. Ia masih dapat dilihat sama ada penyelesaian ini boleh dipercayai.
Sedikit lagi sejarah?
Kajian pertama mengenai kesan nisbah mampatan ke atas kecekapan kitaran tugas enjin pembakaran dalaman bermula sejak 1920, apabila jurutera British Harry Ricardo mengetuai Jabatan Pembangunan Aeronautik Tentera Udara Diraja (RAF). Salah satu misi terpentingnya ialah mencari penyelesaian bagi penggunaan bahan api yang tinggi bagi pesawat RAF dan seterusnya untuk jarak penerbangan yang singkat. Untuk mengkaji punca dan penyelesaian masalah ini, Harry Ricardo membangunkan enjin eksperimen dengan pemampatan berubah-ubah di mana dia mendapati (antara lain) bahawa sesetengah bahan api lebih tahan terhadap letupan. Kajian ini memuncak dalam penciptaan sistem penarafan oktana bahan api yang pertama.
Berkat kajian-kajian ini, buat pertama kalinya, disimpulkan bahawa nisbah mampatan yang lebih tinggi adalah lebih cekap dan memerlukan bahan api yang kurang untuk menghasilkan tenaga mekanikal yang sama. Dari masa inilah enjin gergasi dengan kapasiti 25 liter padu - yang kita tahu dari pesawat Perang Dunia I - mula memberi laluan kepada unit yang lebih kecil dan lebih cekap. Perjalanan transatlantik menjadi realiti dan batasan taktikal semasa perang (disebabkan oleh rangkaian enjin) telah dikurangkan.
