Për shkak se tema është komplekse, së pari le të shpjegojmë shkurtimisht konceptin e raportit të kompresimit për të kuptuar pse motori i kompresimit të ndryshueshëm VC-T i Nissan është kaq i jashtëzakonshëm? Kështu që unë do të përpiqem të thjeshtoj, duke rrezikuar të bëj disa pasaktësi - nëse kjo ndodh, ju gjithmonë mund të kaloni përmes Facebook-ut tonë dhe të na lini një koment.
Çfarë vlerësoni?
Raporti i ngjeshjes është sasia e herës kur një vëllim i caktuar është i ngjeshur brenda cilindrit. Shembull praktik: një motor 1.0 litërsh me katër cilindra me një raport 10:1 ka cilindra 250 cm³ të cilët, në qendrën e tyre të vdekur të sipërme, e ngjeshin përzierjen në një vëllim prej vetëm 25 cm³ - domethënë në një të dhjetën e vëllimit të tij ( 10:1). Versioni kompleks i shpjegimit të raportit të kompresimit mund të shihet këtu.Dhe pse është kjo kaq e rëndësishme?
Sepse sa më i madh të jetë raporti i kompresimit të motorit, aq më i madh është efikasiteti i tij. Sa më i madh të jetë kompresimi i motorit, aq më i shpejtë do të jetë zgjerimi i gazrave që rrjedhin nga shpërthimi dhe rrjedhimisht zbritja më e shpejtë e pistonit dhe shufrës lidhëse, dhe rrjedhimisht zhvendosja më e shpejtë e boshtit të gungës - përfundimisht rezulton në më shumë lëvizje të transmetuara në automjet. rrota. Kjo është arsyeja pse makinat sportive kanë raporte më të larta kompresimi - për shembull, motori V10 i Audi R8 ngjesh 12,7 herë vëllimin e tij.
Pra, pse të gjitha makinat nuk kanë raporte të larta kompresimi?
Për dy arsye: arsyeja e parë është se përzierja shpërthen paraprakisht dhe arsyeja e dytë është se është e shtrenjtë të bësh një motor me një raport të lartë kompresimi. Por le të kalojmë së pari te arsyeja e parë. Me rritjen e raportit të ngjeshjes, rritet edhe temperatura e përzierjes së ajrit-karburantit brenda dhomës së djegies dhe kjo rritje e temperaturës mund të çojë në ndezje përpara se pistoni të arrijë në pikën e fundit të vdekur. Emri i këtij fenomeni është para-shpërthimi dhe është për shkak të këtij efekti që markat e makinave detyrohen të prodhojnë motorë me raporte konservatore të kompresimit, me hartat e ndezjes dhe injektimit të krijuara për të mbrojtur motorin nga ky fenomen në kurriz të efikasitetit maksimal.Nga ana tjetër, prodhimi i motorëve me raporte të larta kompresimi është gjithashtu i shtrenjtë (për markat dhe rrjedhimisht për klientët…). Sepse për të shmangur para-shpërthimin në motorët me raporte të larta kompresimi, markat duhet të përdorin materiale më fisnike dhe më rezistente që shpërndajnë nxehtësinë e gjeneruar në motor në mënyrë më efikase.
Nissan gjen (më në fund!) zgjidhjen
Gjatë 25 viteve të fundit disa marka janë përpjekur pa sukses për të kapërcyer kufizimet e motorëve në këtë nivel. Saab ishte një nga markat që iu afrua, madje prezantoi një motor revolucionar, i cili falë lëvizjes anësore të kokës së motorit, arriti të rriste ose të ulte kubikun e dhomës së djegies. dhe rrjedhimisht raporti i kompresimit. Problem? Sistemi kishte të meta në besueshmërinë dhe nuk u fut kurrë në prodhim. Për fat…
Marka e parë që gjeti një zgjidhje ishte, siç thamë, Nissan. Një markë që do të prezantojë motorin e parë me kompresim të ndryshueshëm në botë në shtator në Motor Show në Paris. Është një motor 2.0 Turbo me 274 kuaj fuqi dhe 390 Nm çift rrotullues maksimal. Ky motor fillimisht do të lansohet vetëm në SHBA, duke zëvendësuar motorin 3.5 V6 që aktualisht pajis modelet Infiniti (ndarja e modeleve premium të Nissan).
Si e arriti Nissan këtë?
Ishte magji. Po bëj shaka… ishte inxhinieri e pastër. Në motorët konvencionalë shufrat lidhës (ai krah që "kap" pistonin) lidhen drejtpërdrejt me boshtin e gungës, në motorin VC-T të Nissan kjo nuk ndodh. Siç mund ta shihni në imazhin më poshtë:
Në këtë motor revolucionar Nissan, gjatësia e shufrës kryesore lidhëse u zvogëlua dhe u lidh me një levë të ndërmjetme të rrotulluar në boshtin e gungës dhe të lidhur me një shufër lidhëse të dytë të lëvizshme përballë shufrës lidhëse e cila ndryshon masën e lëvizjes së pistonit. Kur njësia e kontrollit të motorit përcakton se është e nevojshme të rritet ose të zvogëlohet raporti i ngjeshjes, aktivizuesi ndryshon këndin e levës së ndërmjetme, duke ngritur ose ulur shufrën lidhëse dhe për këtë arsye duke ndryshuar ngjeshjen midis 8:1 dhe 14:1. Kështu, motori Nissan arrin të kombinojë më të mirën e të dy botëve: efikasitet maksimal në rpm të ulët dhe më shumë fuqi në rpm të lartë, duke shmangur efektin e para-shpërthimit.
Ky ndryshim në raportin e kompresimit të motorit është i mundur vetëm në mënyrë efikase dhe në çdo gamë rpm, falë një morie sensorësh të shpërndarë në të gjithë motorin. Këto dërgojnë qindra mijëra informacione në sekondë në ECU në kohë reale (temperatura e ajrit, dhoma e djegies, marrja, turbo, sasia e oksigjenit në përzierje, etj.), duke lejuar që raporti i kompresimit të ndryshohet në përputhje me nevojat. të mjetit. Ky motor është gjithashtu i pajisur me një sistem të ndryshueshëm të kohës së valvulave për të simuluar ciklin Atkinson, në të cilin valvulat e marrjes qëndrojnë të hapura më gjatë për të lejuar që ajri të dalë përmes tyre, duke reduktuar kështu rezistencën aerodinamike të motorit në fazën e kompresimit.
Ata që shpallin në mënyrë të përsëritur fundin e motorit me djegie të brendshme duhet të kthehen për të "mbajtur kitarën në çantë" . Motorët "e vjetër" me djegie të brendshme janë tashmë mbi 120 vjeç dhe duket se janë këtu për të qëndruar. Mbetet për t'u parë nëse kjo zgjidhje do të jetë e besueshme.
Pak më shumë histori?
Studimet e para mbi efektet e raportit të kompresimit në efikasitetin e ciklit të punës të motorëve me djegie të brendshme datojnë në vitin 1920, kur inxhinieri britanik Harry Ricardo drejtoi Departamentin e Zhvillimit Aeronautik të Forcave Ajrore Mbretërore (RAF). Një nga misionet e tij më të rëndësishme ishte gjetja e një zgjidhjeje për konsumin e lartë të karburantit të avionëve RAF dhe rrjedhimisht për rrezen e shkurtër të fluturimit të tyre. Për të studiuar shkaqet dhe zgjidhjet e këtij problemi, Harry Ricardo zhvilloi një motor eksperimental me kompresim të ndryshueshëm ku zbuloi (ndër të tjera) se disa lëndë djegëse ishin më rezistente ndaj shpërthimit. Ky studim arriti kulmin me krijimin e sistemit të parë të vlerësimit të oktanit të karburantit.
Falë këtyre studimeve, për herë të parë, u arrit në përfundimin se raportet më të larta të ngjeshjes janë më efikase dhe kërkojnë më pak karburant për të prodhuar të njëjtën energji mekanike. Që nga ajo kohë, motorët gjigantë me kapacitet 25 litra kub – të cilët ne i njohim nga avionët e Luftës së Parë Botërore – filluan t’i lënë vendin njësive më të vogla dhe më efikase. Udhëtimi transatlantik u bë realitet dhe kufizimet taktike gjatë luftës (për shkak të gamës së motorëve) u lehtësuan.
