Поскольку это сложный вопрос, давайте сначала кратко объясним концепцию степени сжатия, чтобы понять, почему двигатель Nissan VC-T с переменным сжатием так необычен? Итак, я попытаюсь упростить, рискуя допустить некоторую неточность - если это произойдет, вы всегда можете пройти через наш Facebook и оставить нам комментарий.
Оценить что?
Степень сжатия - это количество раз, когда данный объем сжимается внутри цилиндра. Практический пример: четырехцилиндровый двигатель объемом 1,0 л с соотношением 10: 1 имеет цилиндры объемом 250 см³, которые в своей верхней мертвой точке сжимают смесь до объема всего 25 см³, то есть до одной десятой ее объема ( 10: 1). Сложную версию объяснения степени сжатия можно увидеть здесь.И почему это так важно?
Ведь чем больше степень сжатия двигателя, тем выше его КПД. Чем сильнее сжатие двигателя, тем быстрее происходит расширение газов в результате взрыва и, следовательно, тем быстрее опускается поршень и шатун, и, следовательно, быстрее происходит смещение коленчатого вала, что в конечном итоге приводит к большему перемещению, передаваемому транспортному средству. колеса. Вот почему у спортивных автомобилей более высокая степень сжатия - например, двигатель V10 Audi R8 сжимает в 12,7 раза свой объем.
Так почему же не все автомобили имеют высокую степень сжатия?
По двум причинам: первая причина заключается в том, что смесь преждевременно взрывается, а вторая причина в том, что делать двигатель с высокой степенью сжатия дорого. Но сначала перейдем к первой причине. По мере увеличения степени сжатия увеличивается и температура топливовоздушной смеси внутри камеры сгорания, и это повышение температуры может привести к воспламенению до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки. Название этого явления - предварительная детонация, и именно из-за этого эффекта производители автомобилей вынуждены производить двигатели с консервативными степенями сжатия, с картами зажигания и впрыска, предназначенными для защиты двигателя от этого явления за счет максимальной эффективности.С другой стороны, производство двигателей с высокой степенью сжатия также является дорогостоящим (для брендов и, следовательно, для клиентов…). Потому что, чтобы избежать преждевременной детонации в двигателях с высокой степенью сжатия, производителям приходится прибегать к более благородным и более стойким материалам, которые более эффективно рассеивают тепло, выделяемое в двигателе.
Nissan находит (наконец!) Решение
За последние 25 лет несколько брендов безуспешно пытались преодолеть ограничения двигателей до этого уровня. Saab был одним из брендов, которые подошли ближе, и даже представили революционный двигатель, который благодаря боковому перемещению головки двигателя увеличивал или уменьшал объем камеры сгорания. и, следовательно, степень сжатия. Проблема? Система имела недостатки в надежности и так и не была запущена в серийное производство. К счастью ...
Как мы уже говорили, первым брендом, который нашел решение, был Nissan. Бренд, который представит первый в мире двигатель с переменным сжатием в сентябре на Парижском автосалоне. Это двигатель 2.0 Turbo с мощностью 274 л.с. и максимальным крутящим моментом 390 Нм. Первоначально этот двигатель будет запущен только в США и заменит двигатель V6 3.5, которым в настоящее время оснащаются модели Infiniti (подразделение премиальных моделей Nissan).
Как Nissan этого добился?
Это было колдовство. Шучу ... это была чистая инженерия. В обычных двигателях шатуны (рычаг, который «захватывает» поршень) прикреплены непосредственно к коленчатому валу, в двигателе Nissan VC-T этого не происходит. Как вы можете видеть на изображении ниже:
В этом революционном двигателе Nissan длина главного шатуна была уменьшена и соединен с промежуточным рычагом, шарнирно соединенным с коленчатым валом и соединенным со вторым подвижным шатуном напротив шатуна, который изменяет степень перемещения поршня. Когда блок управления двигателем определяет, что необходимо увеличить или уменьшить степень сжатия, привод изменяет угол промежуточного рычага, поднимая или опуская шатун и, следовательно, изменяя степень сжатия от 8: 1 до 14: 1. Таким образом, двигатель Nissan сочетает в себе лучшее из обоих миров: максимальную эффективность на низких оборотах и большую мощность на высоких оборотах, избегая эффекта преддетонации.
Такое изменение степени сжатия двигателя возможно только эффективно и в любом диапазоне оборотов благодаря множеству датчиков, разбросанных по всему двигателю. Они отправляют в ЭБУ сотни тысяч информации в секунду (температура воздуха, камера сгорания, впуск, турбо, количество кислорода в смеси и т. Д.), Позволяя соответственно изменять степень сжатия. автомобиля. Этот двигатель также оснащен системой изменения фаз газораспределения для имитации цикла Аткинсона, в котором впускные клапаны дольше остаются открытыми, позволяя воздуху выходить через них, что снижает аэродинамическое сопротивление двигателя в фазе сжатия.
Те, кто неоднократно объявляет об окончании работы двигателя внутреннего сгорания, должны вернуться, чтобы «держать гитару в сумке». . «Старым» двигателям внутреннего сгорания уже более 120 лет, и, похоже, они останутся здесь надолго. Еще неизвестно, будет ли это решение надежным.
Еще немного истории?
Первые исследования влияния степени сжатия на КПД двигателей внутреннего сгорания относятся к 1920 году, когда британский инженер Гарри Рикардо возглавил Департамент авиационных разработок Королевских ВВС (RAF). Одной из самых важных задач было найти решение проблемы высокого расхода топлива самолетов RAF и, как следствие, их малой дальности полета. Чтобы изучить причины и решения этой проблемы, Гарри Рикардо разработал экспериментальный двигатель с переменным сжатием, в котором он обнаружил (среди прочего), что некоторые виды топлива более устойчивы к детонации. Это исследование завершилось созданием первой системы оценки октанового числа топлива.
Именно благодаря этим исследованиям впервые был сделан вывод, что более высокая степень сжатия более эффективна и требует меньше топлива для производства той же механической энергии. Именно с этого времени гигантские двигатели объемом 25 литров, которые мы знаем по самолетам Первой мировой войны, начали уступать место меньшим и более эффективным агрегатам. Трансатлантические путешествия стали реальностью, и тактические ограничения во время войны (из-за диапазона двигателей) были сняты.
