Pretože téma je zložitá, poďme najprv stručne vysvetliť koncept kompresného pomeru, aby sme pochopili, prečo je motor Nissan VC-T s variabilnou kompresiou taký výnimočný? Pokúsim sa to teda zjednodušiť, riskujem, že sa dopustím nejakej nepresnosti – ak sa tak stane, vždy môžete prejsť na náš Facebook a zanechať nám komentár.
ohodnotiť čo?
Kompresný pomer je počet, koľkokrát je daný objem stlačený vo vnútri valca. Praktický príklad: 1,0-litrový štvorvalcový motor s pomerom 10:1 má valce s objemom 250 cm³, ktoré v hornej úvrati stlačia zmes na objem len 25 cm³ — teda na desatinu jej objemu ( 10:1). Komplexnú verziu vysvetlenia kompresného pomeru si môžete pozrieť tu.A prečo je to také dôležité?
Pretože čím väčší je kompresný pomer motora, tým väčšia je jeho účinnosť. Čím väčšia je kompresia motora, tým rýchlejšia je expanzia plynov v dôsledku explózie a následne rýchlejšie klesanie piestu a ojnice, a teda rýchlejší posun kľukového hriadeľa - v konečnom dôsledku to vedie k väčšiemu pohybu prenášanému na vozidlo. kolesá. Preto majú športové autá vyššie kompresné pomery – napríklad motor V10 Audi R8 stlačí 12,7-násobok svojho objemu.
Prečo teda všetky autá nemajú vysoký kompresný pomer?
Z dvoch dôvodov: prvým dôvodom je, že zmes predetonuje a druhým dôvodom je, že je drahé vyrobiť motor s vysokým kompresným pomerom. Poďme však najskôr k prvému dôvodu. So zvyšujúcim sa kompresným pomerom sa zvyšuje aj teplota zmesi vzduchu a paliva vo vnútri spaľovacej komory a toto zvýšenie teploty môže viesť k vznieteniu skôr, ako piest dosiahne hornú úvrať. Tento jav sa volá preddetonácia a práve kvôli tomuto efektu sú značky áut nútené vyrábať motory s konzervatívnymi kompresnými pomermi, so zapaľovacími a vstrekovacími mapami určenými na ochranu motora pred týmto javom na úkor maximálnej účinnosti.Na druhej strane výroba motorov s vysokými kompresnými pomermi je tiež drahá (pre značky a teda pre zákazníkov...). Pretože aby sa predišlo preddetonácii v motoroch s vysokými kompresnými pomermi, musia značky siahnuť po ušľachtilejších a odolnejších materiáloch, ktoré účinnejšie odvádzajú teplo vznikajúce v motore.
Nissan (konečne!) nájde riešenie
Za posledných 25 rokov sa niekoľko značiek neúspešne pokúšalo prekonať obmedzenia motorov na túto úroveň. K značkám, ktoré sa priblížili, patril Saab, ktorý dokonca predstavil revolučný motor, ktorému sa vďaka bočnému pohybu hlavy motora podarilo zväčšiť alebo zmenšiť kubatúru spaľovacieho priestoru. a teda aj kompresný pomer. problém? Systém mal nedostatky v spoľahlivosti a nikdy sa nedostal do výroby. šťastne…
Prvou značkou, ktorá našla riešenie, bol, ako sme povedali, Nissan. Značka, ktorá v septembri na autosalóne v Paríži predstaví prvý motor na svete s variabilnou kompresiou. Ide o motor 2.0 Turbo s výkonom 274 k a maximálnym krútiacim momentom 390 Nm. Tento motor bude spočiatku uvedený na trh iba v USA a nahradí motor 3,5 V6, ktorým sú v súčasnosti vybavené modely Infiniti (oddelenie prémiových modelov Nissanu).
Ako to Nissan dosiahol?
Bolo to čarodejníctvo. Žartujem... bolo to čisté inžinierstvo. V konvenčných motoroch sú ojnice (to rameno, ktoré „chytí“ piest) priamo pripojené ku kľukovému hriadeľu, v motore Nissan VC-T sa to nestane. Ako môžete vidieť na obrázku nižšie:
V tomto revolučnom motore Nissan bola dĺžka hlavnej ojnice skrátená a pripojená k medziľahlej páke otočnej ku kľukovému hriadeľu a pripojená k druhej pohyblivej ojnici oproti ojnici, ktorá mení rozsah pohybu piestu. Keď riadiaca jednotka motora určí, že je potrebné zvýšiť alebo znížiť kompresný pomer, ovládač zmení uhol medziľahlej páky, zdvihne alebo zníži ojnicu a tým zmení kompresiu medzi 8:1 a 14:1. Motor Nissan tak dokáže skombinovať to najlepšie z oboch svetov: maximálnu účinnosť pri nízkych otáčkach a väčší výkon pri vysokých otáčkach, čím sa vyhne preddetonačnému efektu.
Táto zmena kompresného pomeru motora je možná len efektívne a v akomkoľvek rozsahu otáčok, vďaka nespočetnému množstvu senzorov rozmiestnených po celom motore. Tie posielajú do ECU státisíce informácií za sekundu v reálnom čase (teplota vzduchu, spaľovacej komory, nasávania, turbo, množstvo kyslíka v zmesi atď.), čo umožňuje zodpovedajúcu zmenu kompresného pomeru. vozidla. Tento motor je tiež vybavený systémom variabilného časovania ventilov na simuláciu Atkinsonovho cyklu, pri ktorom nasávacie ventily zostanú dlhšie otvorené, aby cez ne mohol uniknúť vzduch, čím sa zníži aerodynamický odpor motora vo fáze kompresie.
Tí, ktorí opakovane oznamujú koniec spaľovacieho motora, sa musia vrátiť, aby „gitaru nechali vo vreci“ . „Staré“ spaľovacie motory majú už viac ako 120 rokov a zdá sa, že tu ostanú. Či bude toto riešenie spoľahlivé, sa uvidí.
Trochu viac histórie?
Prvé štúdie o účinkoch kompresného pomeru na účinnosť pracovného cyklu spaľovacích motorov sa datujú do roku 1920, keď britský inžinier Harry Ricardo viedol oddelenie leteckého vývoja Royal Air Force (RAF). Jedným z jeho najdôležitejších poslaní bolo nájsť riešenie vysokej spotreby paliva lietadiel RAF a následne ich krátkeho doletu. Na štúdium príčin a riešení tohto problému vyvinul Harry Ricardo experimentálny motor s variabilnou kompresiou, kde (okrem iného) zistil, že niektoré palivá sú odolnejšie voči detonácii. Táto štúdia vyvrcholila vytvorením prvého systému oktánového hodnotenia paliva.
Práve vďaka týmto štúdiám sa po prvýkrát dospelo k záveru, že vyššie kompresné pomery sú efektívnejšie a vyžadujú menej paliva na výrobu rovnakej mechanickej energie. Práve od tejto doby začali gigantické motory s objemom 25 litrov – ktoré poznáme z lietadiel z prvej svetovej vojny – ustupovať menším a efektívnejším agregátom. Transatlantické cestovanie sa stalo realitou a taktické obmedzenia počas vojny (kvôli ponuke motorov) sa zmiernili.
