Motor automobila bez bregaste osovine. Motor bez zupčastog remena - alternativa Freevalve

Kandidat tehničke nauke D. SOSNIN.

Krug mehanizma za distribuciju plina Arkhangelsky ima centrifugalni regulator koji pomiče momente otvaranja i zatvaranja ventila ovisno o brzini radilice.

Arkhangelsky ventil se otvara kada se elektromagnet aktivira i zatvara povratnom oprugom.

Korištenje dva elektromagneta za pomicanje ventila eliminira potrebu za povratnim oprugama.

U novom dizajnu mehanizma za distribuciju gasa, pogon se nalazi sa strane bloka cilindra. Upotreba dugih solenoida povećava hod ventila i omogućava njegovo podešavanje u širokom rasponu.

Istorijski gledano, domaća automobilska industrija se razvijala u pokušajima da sustigne svoje zapadne kolege. Zaista originalni modeli (uključujući, recimo, "Victory") mogu se prebrojati na jednu ruku. Pa ipak, pojavljuju se zanimljivi događaji, čija bi implementacija omogućila našim proizvođačima automobila da uspješno konkuriraju stranim. Čitaocima skrećemo pažnju na priču o neobičnom mehanizmu koji je predložio vanredni profesor Odsjeka za elektrotehniku ​​i električnu opremu Moskovskog instituta za automobile i puteve (Državni tehnički univerzitet) D. A. Sosnin. Uređaj vam omogućava da napustite upotrebu konvencionalne bregaste osovine u motoru i istovremeno fleksibilno kontrolirate vrijeme ventila i hod ventila.

GDJE ELEKTRONIKA KVARI

Svaki proizvođač automobila nastoji osigurati da motori s unutarnjim sagorijevanjem (ICE) u njegovim automobilima rade optimalni režim: osigurana maksimalna snaga, ujednačenost obrtnog momenta, minimalna potrošnja goriva i najmanja toksičnost izduvnih gasova. Međutim, do sada to niko nije uspio u potpunosti postići, jer poboljšanje nekih karakteristika dovodi do pogoršanja drugih. IN u poslednje vreme Međutim, zahvaljujući upotrebi je postignut značajan napredak automatizovano upravljanje rad motora uz široku upotrebu elektronike.

Prilikom izrade programa za upravljački sistem, motor se na posebnom ispitnom stolu stavlja u stabilan režim rada i svi parametri se uzastopno podešavaju tako da za ovaj režim daju najbolje izlazne karakteristike. Isto se radi i u drugim režimima. Rezultati se bilježe u trajnu memoriju elektroničke jedinice u obliku višedimenzionalnog dijagrama, uz pomoć kojeg se naknadno generiraju kontrolni signali za svaki od parametara.

Na primjer, u složenom elektronskom sistemu “Motronic” (Nemačka), koji kontroliše ubrizgavanje goriva i paljenje, postoji pet takvih dijagrama: za podešavanje vremena paljenja, vremena ubrizgavanja goriva, položaja recirkulacijskog ventila (uređaj koji vraća deo izduvnih gasova u cilindar za bolje naknadno sagorevanje goriva), vreme akumulacije energije u zavojnici paljenja i položaju leptira za gas. Ulazni parametri u ovom sistemu su brzina motora, obrtni moment i temperatura motora, kao i napon akumulatora. Na izlazu se prati usklađenost brzine motora sa obrtnim momentom i sadržaj ugljen monoksida u izduvnim gasovima.

Nažalost, automobil ima sistem koji ne može podesiti ni najsofisticiranija automobilska elektronika. Ovo je mehanizam za distribuciju plina s krutom kinematičkom vezom između radilice i bregastog vratila.

Stručnjaci smatraju da je klasični motor sasvim savršen i ako ponekad radi loše, to je samo zato što se „guši vlastitim auspuhom“; Kada jednom date motoru više kiseonika, dozvolite mu da „duboko diše“, neće biti alternative.

Možete pomoći motoru ako možete promijeniti vrijeme otvaranja i zatvaranja ventila, prvenstveno usisnih ventila. Sjećam se kako su ranih 70-ih godina prošlog vijeka baltički trkači

Republike su pobedile na takmičenju postigavši ​​broj obrtaja radilice do 3000 o/min pri u praznom hodu i do 8000 o/min pri punom gasu. Kasnije se ispostavilo da su dobili šablon za bregasto vratilo, istopili bregove i potom ručno podesili njihov oblik. S takvim bregastim vratilima, motori su proizvodili visoke performanse (snagu i okretni moment), ali samo pri velikim brzinama. Za sportski automobili Ovo je dobro, ali za “privatne” ljude to je neprihvatljivo. Ipak, ova činjenica ukazuje na značajnu ulogu zaostajanja ili napredovanja faze ventila.

Kako možete prisiliti ventil da se otvori i zatvori u trenutku koji odgovara optimalnom radu motora? Jasno je da se vrijeme ventila mora kontrolirati ovisno o brzini, položaju i opterećenju radilice. Tradicionalna bregasta osovina ne rješava ovaj problem.

U malim granicama, omjer vremena ventila može se podesiti pomoću mehaničkih, elektromehaničkih, hidrauličkih i pneumatskih pokretača ventila. Ali najperspektivniji je elektromagnetski pogon koji kontrolira elektronika. Uz njegovu pomoć, ne samo da možete optimizirati performanse motora, već i proširiti njegovu funkcionalnost. Dakle, četverocilindrični motor može se učiniti da djeluje kao motor s dva ili tri cilindra promjenom redoslijeda paljenja ventila; radi ravnomjernije pod promjenjivim opterećenjima i troši manje goriva pri maksimalnoj brzini za datu snagu. Takav motor neće imati problema s promjenom smjera rotacije radilice.

Na prvi pogled sve izgleda vrlo jednostavno, ali iz nekog razloga, elektromagnetni ventili na automobilima još uvijek se nalaze samo u eksperimentalnom razvoju.

ARKHANGELSK VALVE

Pokušaj implementacije ideje o elektromagnetnom ventilu sa fleksibilnim upravljanjem napravio je sredinom 20. stoljeća profesor MADI V. M. Arkhangelsky. Uključivanje i isključivanje elektromagneta dogodilo se kada su kontakti spojeni na bregaste osovine bili zatvoreni i otvoreni. Ventil je oprugom vraćen na svoje mjesto.

Dizajn Arhangelskog uključivao je centrifugalni regulator na bregastom vratilu. Kada se brzina rotacije promijenila, pomjerila je položaj bregastih osovina i izazvala napredovanje otvaranja i zatvaranja ventila. Stoga je regulator odigrao ulogu povratne informacije. To je omogućilo bez kontrole programa, koja, inače, tada nije mogla postojati.

Nažalost, uprkos eleganciji šeme, nije bilo moguće stvoriti izvodljiv dizajn. Činjenica je da ventil mora raditi brzo i pouzdano zatvoriti, pa je stoga potrebna povratna opruga visoke krutosti. U skladu s tim, potreban vam je snažan elektromagnet koji troši značajnu struju iz mreže u vozilu. U to vrijeme nije bilo moćnih poluvodičkih ventila, a metalni kontakti brzo su izgorjeli prilikom prebacivanja velikih struja. Konačno, kada je ventil zatvoren povratnom oprugom, prevucite prstom glava ventila je okrenuta prema sjedištu, što je izazvalo buku tokom rada mehanizma za distribuciju plina i dovelo do čestih kvarova ventila.

JEDAN JE DOBRO, DVA JE BOLJE

Možete se riješiti mnogih nedostataka svojstvenih ventilu Arkhangelsky ako, umjesto jednog elektromagneta, instalirate dva - otvaranje i zatvaranje. Sličnu šemu razvio je jedan od studenata iz Toljatija državni univerzitet na diplomskom projektu pod rukovodstvom doktora tehničkih nauka, profesora V.V.

U ovoj verziji dizajna opruge nisu potrebne, pa stoga elektromagneti mogu biti manje veličine i snage - uostalom, velika struja se troši samo pri zatvaranju i otvaranju ventila, a za njihovo držanje jačina struje je deset puta manje.

Ali što je najvažnije, sada možete potpuno bez bregastog vratila, budući da programabilni kontroler - elektronički uređaj, obično na mikroprocesoru, može postaviti vrijeme odziva i struju kroz namotaj elektromagneta. voditelj rada motora i drugih sistema vozila.

NAMI, pod vodstvom kandidata tehničkih nauka A. N. Terekhin, počeo je s istraživanjem i razvojem mehanizma za distribuciju plina s elektromagnetnim pogonom ventila na bazi motora M-412. Kao rezultat toga, stvoren je radni prototip mehanizma za distribuciju plina s dvosmjernim elektromagnetima na osam ventila. Ali od ranih 1990-ih, finansiranje je prestalo, i obećavajući razvoj izgubljen u arhivi.

Prije nekoliko godina nastavljen je rad na novom mehanizmu za distribuciju plina u Volžskom automobilskom pogonu pod vodstvom glavnog dizajnera AvtoVAZ-a P. M. Prusova. Dakle, među temama Sverusko takmičenje“Ruski automobil” (vidi “Nauka i život” br. 12, 2002) najavio je “Razvoj elektromagnetnog pogonskog sistema za ventile za distribuciju gasa za VAZ motor sa 16 ventila.” Na konkurs su prijavljena dva projekta, ali su oba bila potpuno “nebitna” i nisu ni razmatrana.

U međuvremenu, japanski, američki i (sa najvećim uspjehom) njemački proizvođači automobila počeli su raditi na poboljšanju pogona elektromagnetnog ventila. BMW je već 2002. godine počeo testirati na pravom motoru sa 16 ventila mehanizam za distribuciju plina s elektromagnetnim pogonom svih ventila.

KONKURENTNI DIZAJN

Istovremeno je započeo razvoj elektromagnetnih ventila za distribuciju gasa na Katedri za elektrotehniku ​​i elektroopremu MADI (GTU).

Iako nas na Zapadu nisu prepoznali kao konkurente: kažu, „bili smo 10 milja iza“ (u trkačkom žargonu tako kažu za dva kruga zaostatka, što znači slabići), ipak je autor patentirao dizajn koji rješava većina problema svojstvenih elektromagnetnim pogonima.

Umjesto glomaznih elektromagneta postavljenih iznad ventila, koristi dugačke solenoide. Kočenje jezgre u dugom solenoidu se ne ostvaruje krutim zaustavljanjima, već ivičnim zaustavljanjima magnetna polja, a rad pogona postaje tih. Osim toga, hod ventila može biti veliki i podesiv po želji. Pokretno kretanje od elektromagneta do ventila prenosi se preko šipke i klackalice koja se ljulja. Zahvaljujući tome, pogon se može instalirati ne iznad bloka cilindra, već na njegovoj bočnoj površini. Kao rezultat toga, visina motora je značajno smanjena, a standardni sistemi vozila se koriste za hlađenje i podmazivanje pogonskih dijelova.

Sada je na proizvođačima motora. Ako ideju pretočimo u metal, u Rusiji će se pojaviti okretan i ekonomičan automobil, koji će zadovoljiti i najstrože zahtjeve za čistoću izduvnih gasova.

Koenigsegg hiperautomobili su automobili čija je proizvodnja počela ne tako davno, ali su se već glasno deklarirali i našli svoje mjesto u klasi sličnih automobila. Bilo je mnogo takvih trenutaka u istoriji, ali ovi odvratni projekti završili su neuspehom. Ali preživio je i takmičio se sa svjetlima svijeta super motora.

Već 15 godina Koenigsegg inženjeri i dizajneri rade na projektu za motor bez bregaste osovine koji neće imati ventil za gas. Ali samu činjenicu odsustva ventila za gas već su dokazali inženjeri BMW-a i Fiata, ali nisu uspjeli finalizirati dizajn. Bavarci su skinuli amortizer i postavili umjesto njega elektronski sistem kontrola usisnog ventila. Problem za Nijemce je bio što su za realizaciju svog projekta koristili dodatni elektromotor, što je zakomplikovalo čitav dizajn i stalno dovodilo do dodatnih kvarova. Inženjeri Fiata naišli su na još jedan problem koji još uvijek ne mogu riješiti (veliki gubici pumpe). Šveđani su krenuli drugim putem, ostavljajući Bavarce i Talijane na periferiji istorije, jer je njihov sistem bio sposoban da kontroliše sve ventile odvojeno, nezavisno jedan od drugog.

Pa kakav je to švedski motor bez bregaste osovine?

Koenigsegg inženjeri su odlučili modernizirati Scuderi motor i implementirati sve u jednom cilindru, ali da bi to učinili morali su razviti progresivni model pokretača ventila. Mora biti brz, tačan i bez lijepljenja. Do 2000. godine napravili su prvi motor sa sličnom šemom rada, koji je trošio metan i vodonik. Nivo emisije štetnih gasova u atmosferu bio je toliko nizak da su samo elektromotori niži od njega. Svi su se odmah zainteresovali za takvu jedinicu, a posebno njen aktuator, iako je bio glomazan, pneumatski, imao je velike vibracije i visok nivo buka. Nakon 3 godine, inženjeri su ga potpuno modernizirali, dodali hidrauličnu bravu ventila i smanjili njegovu veličinu. Prošlo je još nekoliko godina nadogradnje dok se potpuno gotov prototip nije mogao instalirati na standardni motor. Prvi takav automobil bio je Saab 95. Snaga motora je porasla za 30%, potrošnja goriva je proporcionalno smanjena (također za trećinu).

U opisivanju principa rada svog motora, švedski dizajneri su koristili smiješnu alegoriju. Predložili su da zamislite običan motor u obliku klavira i pokušate ga svirati štapom ili krpom. A u Koenigsegg motoru, interakcija prstiju i tipki bila je pozicionirana direktno, bez posrednika. Takođe, da biste bili uverljiviji, možete uporediti mono-ubrizgavanje i sistem ubrizgavanja sa razvodnikom, kada se gorivo ubrizgava direktno u radni prostor cilindar zaobilazeći razvodni okvir. Efikasnost individualnog uticaja na različite procese u motoru je dugo dokazana i koriste je mnogi proizvođači. Ali kako natjerati ventile da puste bilo šta unutra i van bez posebnog uređaja koji regulira sve cikluse? Zbog toga su potrebni brzi aktuatori (elektronski potiskivači).

Upravljačka jedinica šalje signal aktuatoru, koji otvara i zatvara ventil. Potisci imaju zračne opruge s podesivim nivoom krutosti i senzore položaja ventila. Cijelim algoritamom rada cilindara i svih pomoćnih sistema motora upravlja kompjuter, zahvaljujući kojem možete mijenjati vrijeme ventila koliko god puta želite. U svakom trenutku možete isključiti bilo koji broj cilindara.

Motor može raditi naizmjenično u različitim ciklusima, ovisno o zadatku i nivou opterećenja. Može raditi u standardnom režimu za sve motore s unutrašnjim sagorijevanjem, može biti ekonomičan, može biti super ekonomičan, može raditi u ciklusu s promjenjivim omjerom kompresije (Hedman ciklus). Ovi ciklusi se ne mogu implementirati u okviru dizajna standardnog motora sa unutrašnjim sagorevanjem, tako da proizvođači moraju da biraju. Na primjer, poznati Hedmanov ciklus, koji se može koristiti samo ako postoji elektronsko upravljanje podizanje i razvod ventila, mogu naizmjenično raditi s Otto principom (tradicionalni termodinamički ciklus svih motora) ili Atkinsonovim principom (povećana ekonomičnost goriva).

Svestranost takvog motora znači da može raditi i na benzin s različitim oktanskim vrijednostima i dizel gorivo. Osim toga, 30-50% je ekonomičniji, za trećinu snažniji, ima veći okretni moment, manje je teži i kompaktnije je veličine. Mala težina i kompaktne dimenzije sa većom snagom i malom potrošnjom daće Koenigsegg hiperautomobilima ogromnu prednost u odnosu na njihove konkurente. Pitanje nivoa buke, potrošnje električne energije i vibracija ostaje neriješeno. Ali i naravno trošak instalacije. Cijena takvih motora je vrlo visoka i može se smanjiti samo masovnom proizvodnjom u civilnim automobilima. Osim toga, takav motor s unutarnjim sagorijevanjem može se koristiti ne samo kao glavni, već i kao dodatni u hibridnim verzijama.

Ako Šveđani uspiju da se riješe visokog nivoa buke i vibracija i mogu optimizirati troškove energije, tada će biti velika potražnja za agregatom, jer je takav motor ekonomski opravdan i izvodljiv. A ako postoji stabilna potražnja i masovna proizvodnja, cijena može pasti na optimalne nivoe.

Siguran sam da mnogi naši čitaoci znaju za postojanje kompanije tzv. Koenigsegg. Ali takođe smo sigurni da niste čuli skoro ništa o njegovoj podružnici pod nazivom FreeValve.

Ako je to istina, onda dobrodošli u svijet visoke auto tehnologije. Skandinavci su razvili i implementiraju izuzetno zanimljiv proizvod, novi (ovo nije preterivanje) tip motora u kojem nema tako poznatih dijelova za sve koji se vezuju za automobile, poput bregaste osovine motora.

Ako pogledate u prošlost, 80-ih godina vrhunska i najnaprednija tehnologija bio je VTEC sistem upravljanja ventilima, 90-te su se odlikovale razvojem i upotrebom naprednog sistema ubrizgavanja goriva, a nešto kasnije je kulminirao razvoj direktnog ubrizgavanja. u kasnim 2000-im. Budućnost pripada tehnologiji FreeValve, “bez sistema bregaste osovine” koja pokreće ventile u motoru sa unutrašnjim sagorevanjem. Ali da li je ovo zaista istina? Hajde da pogledamo zajedno.

Kao i svaka druga tehnološka revolucija, koja bi trebala (ili je obavezna?) promijeniti odnos snaga u tehnologijama za stvaranje motora s unutrašnjim sagorijevanjem. Osnovni princip zvuči jednostavno i genijalno, umjesto da bude vezan za određenu, statičnu formulu, nova tehnologija nudi fleksibilnost u radu motora.

Tehnologija varijabilnih ventila postoji već relativno dugo, s mnogo prototipova napravljenih od raznih proizvođača automobila, pa čak i sličnih proizvodnih verzija iz BMW-a, ali nijedna od njih ne može parirati mogućnostima koje nudi novi tip motora koji je razvila skromna skandinavska kompanija. Genijalnost unapređenog sistema je i u tome što ne podrazumeva velike promene u dizajnu samog motora. Međutim, ova prividna jednostavnost nije pomogla FreeValveu da izbjegne da bude skup i . Poslovni zakon je da novi proizvodi uvijek koštaju mnogo novca.

MotorFreeValve30% snažniji, dvostruko ekološki prihvatljiviji i 20-50% ekonomičniji od konvencionalnog motora s bregastim vratilom

Poput drugih inženjera fokusiranih na promjenjive omjere kompresije i promjenjive zapremine, momci iz FreeValvea su radili na onome što se naziva najboljom svjetskom tehnologijom motora, na čelu napretka.

Tokom istraživanja, Koenigsegg je otkrio da tehnologija aktuatora ventila ima ogroman razvojni potencijal, odluka je bila logična da se razvije pravi sistem zasnovan na teorijskom iskustvu, pa se za postizanje ambicioznih ciljeva spojio sa podružnicom Cargine, kasnije preimenovanom u FreeValve. .

Uvod je završen. Idemo dalje na detalje.

Pređimo na proučavanje svih nijansi FreeValve tehnologije, koja je nedavno javno objavljena.

Koja je razlika između sistema bez bregastog vratila i klasične tehnologije pogona ventila?

Iz naziva i opisa tehnologije postaje jasno da se zaista radi o motoru u kojem nema bregastih vratila. Zapravo, neobičan pristup inženjeringu tehnologija u motoru, glavna tajna a to je da motoru nisu potrebna ova vratila, jer su ventili dizajnirani da individualni rad, svaki posebno. Svaki ventil nije čvrsto povezan sa susjednim ventilima, pa otuda i naziv “slobodni ventili”, FreeValve.

Osnovna ideja je da se rad motora sa unutrašnjim sagorevanjem učini efikasnijim u svim fazama rada. Standardne bregaste osovine zbog inherentne karakteristike dizajna su izuzetno kompromisne opcije, što često dovodi do određenih "žrtvovanja", povećane potrošnje goriva zarad snage ili niskog obrtnog momenta pri velikim brzinama zarad vršne snage itd.

Motor može raditi u četiri ciklusa: standardni - Otto, složeni - Miller i ekonomičan - Atkinson. Motor također može reproducirati Hedmanov ciklus s promjenjivim omjerom kompresije

Na primjer, u motoru sa svjećicom (čitaj: u benzinskom motoru) s instaliranim FreeValveom, možete ga sigurno ukloniti, a učinkovitost čak i snažnog benzinskog motora postat će slična dizel verziji.

Kao rezultat toga, rezultirajuća jedinica za napajanje postat će jeftinija od ekvivalentne dizel motor, recimo FreeValve. Dizel motori također mogu biti opremljeni novim elektronskim aktuatorima ventila, koji bi u teoriji trebali malo smanjiti potrošnju motora i ozbiljno poboljšati ekološku prihvatljivost njegovih ispušnih plinova.

Troškovi nove tehnologije. Ako uzmemo u obzir ekonomsku nauku, ispada da će prvih 10-100 hiljada motora napravljenih ovom tehnologijom koštati više od konvencionalnih tipova pogonskih jedinica, ali u konačnici, kada se proizvodnja stavi u industrijsku proizvodnju i kada se postigne određeni "kritična masa", cijena novih tipova motora počet će se postepeno smanjivati ​​i na kraju će postati jednaka cijeni standardnog motora s unutarnjim izgaranjem.

Istovremeno, takvi će motori biti efikasniji od tradicionalnih modela, trošit će manje goriva kako se snaga povećava i počet će pokazivati ​​mnogo prihvatljivije razine okretnog momenta.

Šta se dešava ako se sistem pokaže kao neodrživ?

Pristalice klasičnog dizajna motora i oni ljudi koji oprezno prihvataju sva ažuriranja i tehničke inovacije vjerovatno se pitaju koliko će sve biti loše ako se novonastali sistem pokvari. I općenito, da li je pouzdan?

Glupo je poricati da bilo koji uređaj, čak i onaj najpouzdaniji, može uzrokovati neugodan zastoj paljenja, također ne treba zaboraviti na nedostatke u dizajnu koji se možda neće otkriti na uređaju početna faza razvoj. Rezultat je predvidljiv, skup kvar. Ali i ovdje FreeValve ima malog utješnog asa u rukavu.

Nevjerojatno, ovaj motor će moći normalno obavljati svoje radne funkcije čak i ako jedan ili više pokretača ventila zakaže, naravno to će utjecati na vršnu snagu pri velikim brzinama, ali kako uvjeravaju programeri, razlika će biti beznačajna.

Predviđena je hitna opcija za rad motora, što znači da čak i ako 75% pokretača ventila pokvari, automobil će moći samostalno doći do servisa, nevjerovatne izdržljivosti. Testiranje se nastavlja... ali najvažnija stvar koju programeri još uvijek ne mogu savladati je izdržljivost ovog tipa pogona. U njemu je sve dobro, ali kamen spoticanja je to što sistem dugo ne brine o sebi. Međutim, ovo je privremena pojava i može se neutralisati, jer su inženjeri, na osnovu teorijskih proračuna, utvrdili da se pouzdanost takvog sistema može uporediti sa standardnim motorom sa unutrašnjim sagorevanjem. Simulirane su stotine do milione ciklusa vožnje i nije otkriveno primjetno habanje. Ostaje samo da znanje primenite u praksi i možete otići.

Švedska kompanija upoređuje trenutnu tehnologiju bregastog vratila sa sviranjem klavira s dvije ruke, svaka vezana za suprotne krajeve štapa metle. Korišćenje svakog prsta pojedinačno, kao što to rade pijanisti, omogućava individualnu kontrolu ventila.

Iz navedenog možemo zaključiti:

1. On trenutno tehnologija je očigledno sirova. Motor nije u stanju da ide toliko daleko koliko motori sa konvencionalnim sistemom bregaste osovine mogu ići bez ozbiljnih problema.

2. Ali čak i u ovoj fazi razvoja, sistem se pokazao da jeste najbolja strana. Nijedan motor sa standardnim sistemom za distribuciju gasa nije u stanju da radi barem nekako normalno ako 75% ventila prestane da radi (zamislimo ovo hipotetički). Štoviše, ako barem jedan od ventila na konvencionalnim motorima s unutarnjim sagorijevanjem prestane normalno funkcionirati, izgubit ćete više od vršne snage pri velikim brzinama. Odnosno, u pogledu kvarova, ako se nešto dogodilo sa zupčastim remenom, skandinavska tehnologija je očito superiorna u odnosu na sve druge tipove motora.

Još jedan plus. Na revolucionarnom motoru, prema inženjerima koji rade na projektu, nemoguće je da se ventili susreću s klipovima u slučaju pucanja kaiša/protezanja lanca jer ga jednostavno nema.

Tehničke nijanse. FreeValve - više od potpuno varijabilnog vremena ventila?

Kratak odgovor je, da, to je više od motora s promjenjivim tempom ventila, jer svaki određeni ventil može imati različita „podizanja“, kako u vremenu tako iu položaju otvaranja. Takođe se može otvarati i zatvarati sa različitim brzinama, mijenjanje frekvencije, nakon čega slijedi online modu Sistem kompjutera na vozilu prati potreban režim hoda ventila u skladu sa režimom rada motora sa tačnošću podizanja do 1/10 milimetra.

Kao što vidite, pogoni (aktuatori) su u stanju da to urade sa izuzetnom preciznošću, značajno nadmašujući performanse konvencionalnog motora.

Podružnica švedskog proizvođača superautomobila Koenigsegg, radi na novom tipu sistema ventila za motore sa unutrašnjim sagorevanjem. Novi sistem će se u potpunosti odmaknuti od klasične šeme, koja podrazumijeva prisustvo bregastih vratila, zbog čega je i dobio naziv "Camless", "bez bregaste osovine". FreeValve je objavio video koji do detalja prikazuje revolucionarni novi motor u akciji.

Glavni dio motora, koji ga zapravo čini posebnim, je pneumatski pogon ventila motora. Pneumatski ventili kontrolišu rad sistema. Uz pomoć Camless motora, proizvođači će konačno moći sinkronizirati vrijeme ventila motora. Svaka faza sagorevanja će biti prilagođena uslovima, motori će postati lakši i proizvoditi više snage, uz povećanje efikasnosti. Sistem koji su razvili Šveđani pruža mogućnost kontrole ciklusa sagorevanja svakog cilindra.

Rad motora zasniva se na pneumatskom pogonu ventila, koji se otvaraju i zatvaraju pod pneumatskim ili opružnim pritiskom. Svaki od ventila može se individualno podesiti, što vam omogućava nesmetano podešavanje visine podizanja ventila i trajanja njegovog otvaranja, kao i jednostavno deaktiviranje određenog cilindra ako je potrebno. Još jedna prednost pneumatskog sistema ventila je što troši manje energije iz motora od klasičnih bregastih vratila.

Sve gore navedene nijanse novog tipa motora omogućavaju značajno povećanje izlazne snage (do 30% povećanja snage i obrtnog momenta) i poboljšanje efikasnosti goriva (također do 30%). Istovremeno, motori s revolucionarnim sistemom postat će ekološki prihvatljiviji, a količina štetnih emisija značajno će se smanjiti.

Ako je cijeli sistem tako kul, zašto ga svi proizvođači automobila ne implementiraju odmah? Zašto im se to ne žuri? Dva glavna slabosti Sistem ostaje nečujan i radi nečujno. Oni takođe ometaju napredak.

Ali čak i ako se sistem "bez bregaste osovine" ukorijeni, to će najvjerovatnije samo privremeno produžiti vijek trajanja motora s unutrašnjim sagorijevanjem, nitko ne sumnja da će se ovaj tip motora prije ili kasnije povući;

Christian von Koenigsegg se smiješi: "Prije nekoliko godina inženjer GM-a je rekao da nikada nećemo vidjeti motor bez bregastog vratila. Trenutno vozimo automobil bez bregastog vratila. Ispostavilo se da je pogriješio." Dobrodošli u budućnost.
Pod okriljem Koenigsegga živi mala kompanija pod nazivom Freevalve. Ono što rade je jednostavno nevjerovatno. Vidite, u motorima postoji takva stvar kao što je bregasto vratilo. Ima bregaste koji otvaraju i zatvaraju ventile dok se rotiraju. Ovaj element je prisutan u motorima od njihovog nastanka.
Sistem radi besprijekorno, ali ventili nisu uvijek otvoreni ili zatvoreni. Postoji srednja faza koja nije baš efikasna. Međutim, inženjeri ustraju u mišljenju da je bregasto vratilo jedino dostupno rješenje. Zašto se ovo odjednom dešava? Zašto ne poludjeti i smisliti neku apsurdnu ideju - poput komprimovanog zraka?
Freevalve motor se oslobađa bregastog vratila i kućišta leptira za gas, zamjenjujući ih pneumatskim aktuatorima na svakom cilindru. Ovaj koncept je u upotrebi već duže vrijeme. Brodovi koriste elektromagnetski mehanizam za otvaranje ventila. To znači da se koncept dokazao. Ostaje samo da se svede na razmjere nečeg uobičajenijeg.
Ovaj sistem omogućava potpuno nezavisnu kontrolu svakog cilindra i svakog ventila. Ako imate 4 ventila, onda se po potrebi otvaraju samo dva. Ovo se ne može postići sa konvencionalnom bregastom osovinom. Freevalve može isključiti jedan cilindar, dva, tri i tako dalje.
Još jedna iznenađujuća stvar je da je sistem sposoban da radi u različitim režimima. Pri niskim okretajima motor može raditi kao dvotaktni, što uvelike poboljšava isporuku snage: 3000 o/min je kao 6000 o/min. Motor može raditi po Millerovom ciklusu (kao Mazda Xedos 9): iako je složen, mnogo je efikasniji. Pa, plus sve, motor može raditi na nekoliko vrsta goriva. Kristijan je naglasio da se benzin i dizel mogu slagati. Naravno, ne govorimo o njihovom spajanju u jednu mješavinu. Dva odvojena rezervoara bi bila odlična ideja.
Najimpresivniji dio, međutim: kada se primjenjuje na trenutne motore, sistem će pružiti 30% više snage i obrtnog momenta i 50% veću potrošnju goriva. To će također omogućiti smanjenje veličine motora. Dakle, kompaktni motor napravljen od temelja može se takmičiti sa motorima mnogo veće zapremine.
Kristijan je opisao rad bregaste osovine kao "sviranje klavira metlom", dok je Freevalve prava "igra prstima". Imaćete viši nivo kontrole. Budući da svi elementi rade nezavisno, jedan cilindar ili aktuator može pokvariti i motor će nastaviti raditi dugi niz godina.
Tokom kratke vožnje u Saabu 9-5 koju je Freevalve koristio za razvoj svoje tehnologije, Jalopnikov recenzent se osjećao kao da je u normalnom automobilu. Nije li ovo najbolja pohvala za bilo koga? inovativna metoda? Pri malim brzinama motor se osjeća pomalo kao dizel, ali s vremenom se njegove performanse izglađuju. Sistem, međutim, funkcioniše softver Motor je još u povojima. Šveđani to moraju poboljšati, ali imaju vremena. Pred nama je sistem pete generacije, a šesta se već nazire na vidiku.
Kristijan ne vjeruje da će ova tehnologija spasiti motor s unutarnjim sagorijevanjem od izumiranja, ali bi mu mogla značajno produžiti vijek trajanja. Zamislite samo šta je ova ideja mogla ostvariti prije 10 godina. Gdje bi ICE bio danas?!