Тэст драйв прадстаўленне рэвалюцыйнага матор на Infiniti - VC-Turbo
Гутарка з вядучымі спецыялістамі Infiniti і Renault-Nissan — Шынічы Кага і Аленам Рапасто
Ален Рапосто выглядае ўпэўнена. У віцэ-прэзідэнта альянсу Renault-Nissan, адказнага за распрацоўку рухавікоў, ёсць для гэтага ўсе падставы. Побач з залай, у якой мы размаўляем, знаходзіцца стэнд Infiniti, раскошнай даччынай кампаніі Nissan, якая сёння дэманструе першы ў свеце серыйны рухавік VC-Turbo з зменнай ступенню сціску. Такая ж энергія цячэ і ад яго калегі Шиничи Кіга, кіраўніка аддзела рухавікоў Infiniti.
Прарыў, зроблены дызайнерамі кампаніі Infiniti, сапраўды велізарны. Стварэнне серыйнага бензінавага рухавіка з зменнай ступенню сціску - гэта сапраўды тэхналагічная рэвалюцыя, якая, нягледзячы на шматлікія спробы, не давалася нікому да гэтага часу. Каб зразумець сэнс гэтага, нядрэнна прачытаць нашу серыю «Што адбываецца ў аўтамабільным рухавіку», якая апісвае працэсы гарэння ў бензінавым рухавіку. Аднак мы згадаем тут, што з тэрмадынамічнага пункту гледжання, чым вышэй ступень сціску, тым больш эфектыўны рухавік - прасцей кажучы, так што часціцы паліва і кіслароду з паветра знаходзяцца ў значна бліжэйшай блізкасці і хімічныя рэакцыі больш поўныя, акрамя таго, цяпло не рассейваецца вонкі, а спажываецца самімі часціцамі.
Высокая ступень сціску - адна з вялікіх пераваг дызельнага рухавіка перад бензінавым. Тормазам апошняга з'яўляецца з'ява дэтанацыі, добра апісаная ў разгляданай серыі артыкулаў. Пры больш высокіх нагрузках, адпаведна больш адкрытай дросельнай засланцы (напрыклад, пры паскарэнні для абгону) колькасць паліўнай паветранай сумесі, якая паступае ў кожны цыліндр, больш. Гэта азначае больш высокі ціск і больш высокую сярэднюю працоўную тэмпературу. Апошняе, у сваю чаргу, выклікае больш моцнае сцісканне рэшткаў паліўна-паветранай сумесі з фронту полымя згарання, больш інтэнсіўнае адукацыю перакісаў і гідраперакісаў у астатку і ўзнікненне ў рухавіку выбуховага гарэння, якое з'яўляецца тыповы на надзвычай высокай хуткасці, металічны лязг і літаральнае рассейванне энергіі, якая ствараецца рэшткавай сумессю.
Для зніжэння гэтай схільнасці пры высокіх нагрузках (вядома, схільнасць да дэтанацый залежыць і ад іншых фактараў, такіх як знешняя тэмпература, тэмпература астуджальнай вадкасці і алею, дэтанацыйная ўстойлівасць паліва і інш.) канструктары вымушаныя зніжаць ступень сціску. Аднак пры гэтым яны прайграюць у плане эфектыўнасці рухавіка. Усё сказанае да гэтага часу яшчэ больш справядліва пры наяўнасці турбонаддува, так як паветра, хоць і астуджаецца інтэркулерам, усё роўна паступае ў цыліндры папярэдне сціснутым. Гэта азначае больш паліва, адпаведна і больш высокую схільнасць да дэтанацый. Пасля масавага ўкаранення матораў з турбонаддувом даунсайзинга гэтая праблема становіцца яшчэ больш відавочнай. Таму канструктары кажуць пра «геаметрычную ступень сціску», якая вызначаецца канструкцыяй рухавіка і «сапраўдная», калі ўлічваць каэфіцыент папярэдняга сціску. Таму нават у сучасных турбодвигателях з непасрэдным упырскам паліва, які гуляе важную ролю ва ўнутраным астуджэнні камеры згарання і зніжэнні сярэдняй тэмпературы працэсу згарання, адпаведна схільнасці да дэтанацый, ступень сціску рэдка перавышае 10,5:1.
Але што было б, калі б геаметрычную ступень ушчыльнення можна было змяніць у працэсе эксплуатацыі. Быць высокім у рэжымах лёгкай і частковай нагрузкі, дасягаючы тэарэтычнага максімуму, і зніжацца пры высокім ціску турбанаддува і высокім ціску і тэмпературы ў цыліндры, каб пазбегнуць дэтанацый. Гэта адначасова дазволіла б павялічыць магутнасць з турбанаддувам больш высокага ціску і больш высокую эфектыўнасць, адпаведна, нізкі расход паліва.
Такім чынам, пасля 20 гадоў працы рухавік Infiniti паказвае, што гэта магчыма. Па словах Рапоста, праца, якую каманды ўклалі ў яго стварэнне, была велізарнай і плёнам танталавых намаганняў. Выпрабоўваліся розныя варыянты архітэктуры рухавіка, пакуль 6 гадоў таму не быў створаны гэты і пачалася дапрацоўка. Сістэма дазваляе дынамічна бесступенькава рэгуляваць ступень сціску ў дыяпазоне ад 8:1 да 14:1.
Сама канструкцыя геніяльная: відэлец кожнага цыліндру перадае свой рух не непасрэдна да шыек відэльцы каленчатага вала, а да аднаго кута спецыяльнага прамежкавага звяна з адтулінай пасярэдзіне. Агрэгат размяшчаецца на гарлавіне барабана (ён знаходзіцца ў яго адтуліне) і, атрымліваючы сілу ад шпулькі адным канцом, перадае яе на гарлавіну, так як блок не круціцца, а здзяйсняе вагальны рух. З іншага боку разгляданага агрэгата ўстаноўлена рычажная сістэма, якая служыць для яго своеасаблівай апорай. Рычажная сістэма круціць звяно вакол сваёй восі, тым самым перамяшчаючы месца мацавання шпулькі ў іншы бок. Вагальны рух прамежкавага звяна захоўваецца, але яго вось паварочваецца і тым самым вызначае розныя пачатковае і канчатковае становішча шпулькі, адпаведна поршня, і дынамічнае змяненне ступені сціску ў залежнасці ад умоў.
Вы скажаце - але гэта бясконца ўскладняе рухавік, уводзіць у сістэму новыя рухомыя механізмы, а ўсё гэта прыводзіць да павелічэння трэння і інэрцыйных мас. Так, на першы погляд, гэта так, але з механізмам рухавіка VC-Turbo адбываецца некалькі вельмі цікавых з'яў. Дадатковыя звёны на кожным барабане, якія кіруюцца агульным механізмам, у значнай ступені ўраўнаважваюць сілы другога парадку, так што, нягледзячы на двухлітровы аб'ём, чатырохцыліндравы рухавік не мае патрэбы ў балансірных валах. Акрамя таго, паколькі шпулька не здзяйсняе тыповы шырокі круцільны рух, а перадае сілу поршня на адзін канец прамежкавага звяна, яна практычна меншая і лягчэйшая (гэта таксама залежыць ад усёй складанай дынамікі сіл, якія перадаюцца праз сістэма, пра якую ідзе гаворка ) і - самае галоўнае - мае толькі 17 мм ніжняга ходу. Ён дазваляе пазбегнуць моманту найбольшага трэння, у звычайных рухавіках, характэрнага для моманту запуску поршня з верхняй мёртвай кропкі, калі катушка цісне на вось каленчатага вала і страты найбольшыя.
Такім чынам, па словах спадароў Рапоста і Кігі, недахопы ў значнай ступені ліквідаваны. Вось дзе з'яўляюцца перавагі дынамічнага змены ступені сціску, якое заснавана на прадусталяваных стэндавых і дарожных (тысячы гадзін) праграмах, без неабходнасці вымярэння таго, што адбываецца ў рухавіку, у рэальным часе. Больш за 300 новых патэнтаў інтэграваныя ў машыну. Авангардны характар апошняга таксама ўключае сістэму падвойнага ўпырску паліва з інжэктарам з непасрэдным упырскам цыліндра, які выкарыстоўваецца ў асноўным пры халодным запуску і больш высокіх нагрузках, і інжэктар ва ўпускных калектарах, які забяспечвае лепшыя ўмовы для выцяснення паліва і меншае спажыванне энергіі пры частковым нагрузка. Такім чынам, складаная сістэма ўпырску прапануе лепшае з абодвух сьветаў. Зразумела, рухавік таксама патрабуе больш складанай сістэмы змазкі, а апісаныя вышэй механізмы маюць спецыяльныя каналы для змазкі пад ціскам, якія з'яўляюцца дадаткам да асноўных каналах у каленчатым вале.
Вынікам гэтага на практыцы з'яўляецца тое, што чатырохцыліндравы бензінавы рухавік магутнасцю 272 л.з. і круцячы момант 390 Нм будзе спажываць на 27% менш паліва, чым папярэдні атмасферны шасціцыліндравы матор з блізкай да гэтай магутнасці.
Тэкст: Георгі Колеў, спецыяльны пасланнік часопіса auto motor und sport Bulgaria у Парыжы
