Двигатель инфинити с изменяемой степенью сжатия: VC-TURBO – ПЕРВЫЙ В МИРЕ СЕРИЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С ИЗМЕНЯЕМОЙ СТЕПЕНЬЮ СЖАТИЯ — Много Курсов

Содержание

Двигатели с изменяемой степенью сжатия: от Saab до Infiniti

Все чаще звучат авторитетные мнения, что сейчас развитие двигателей внутреннего сгорания достигло наивысшего уровня и больше невозможно заметно улучшить их характеристики. Конструкторам остается заниматься ползучей модернизацией, шлифуя системы наддува и впрыска, а также добавляя все больше электроники. С этим не соглашаются японские инженеры. Свое слово сказала компания Infiniti, которая построила двигатель с изменяемой степенью сжатия. Разбираемся, в чем преимущества такого мотора, и какое у него будущее.

В качестве вступления напомним, что степенью сжатия называют отношение объема над поршнем, находящимся в нижней «мертвой» точке, к объему, когда поршень находится в верхней.

Компоненты / Новости

Для бензиновых двигателей этот показатель составляет от 8 до 14, для дизелей — от 18 до 23.

Степень сжатия задается конструкцией фиксировано.

Рассчитывается она в зависимости от октанового числа применяемого бензина и наличия наддува.

Возможность динамически изменять степень сжатия в зависимости от нагрузки позволяет поднять КПД турбированного мотора, добившись того, чтобы каждая порция топливовоздушной смеси сгорала при оптимальном сжатии.

При малых нагрузках, когда смесь обедненная, используется максимальное сжатие, а в нагруженном режиме, когда бензина впрыскивается много и возможна детонация, мотор сжимает смесь минимально.

Это позволяет не регулировать «назад» угол опережения зажигания, который остается в наиболее эффективной позиции для снятия мощности. Теоретически система изменения степени сжатия в ДВС позволяет до двух раз уменьшить рабочий объем мотора при сохранении тяговых и динамических характеристик.

Схема двигателя с изменяемым объемом камеры сгорания и шатуны с системой подъема поршней

Одной из первых появилась система с дополнительным поршнем в камере сгорания, который перемещаясь, изменял ее объем. Но сразу возник вопрос о размещении еще одной группы деталей в головке блока, где уже и так теснились распредвалы, клапаны, инжекторы и свечи зажигания. Притом нарушалась оптимальная конфигурация камеры сгорания, отчего топливо сжигалось неравномерно. Поэтому система так и осталась в стенах лабораторий. Не пошла дальше эксперимента и система с поршнями изменяемой высоты. Разрезные поршни были чрезмерно тяжелыми, притом сразу возникли конструктивные трудности с управлением высотой подъема крышки.

Система подъема коленвала на эксцентриковых муфтах FEV Motorentechnik (слева) и траверсный механизм для изменения высоты подъема поршня

Другие конструкторы пошли путем управления высотой подъема коленвала. В этой системе опорные шейки коленвала размещены в эксцентриковых муфтах, приводимых в действие через шестерни электромотором. Когда эксцентрики поворачиваются, коленвал поднимается или опускается, отчего, соответственно, меняется высота подъема поршней к головке блока, увеличивается или уменьшается объем камеры сгорания, и изменяется тем самым степень сжатия. Такой мотор показала в 2000 году немецкая компания FEV Motorentechnik. Система была интегрирована в турбированный четырехцилиндровый двигатель 1.8 л от концерна Volkswagen, где варьировала степень сжатия от 8 до 16. Мотор развивал мощность 218 л.с. и крутящий момент 300 Нм. До 2003 года двигатель испытывался на автомобиле Audi A6, но в серию не пошел.

Не слишком удачливой оказалась и обратная система, также изменяющая высоту подъема поршней, но не за счет управления коленвалом, а путем подъема блока цилиндров. Действующий мотор подобной конструкции продемонстрировал в 2000 году Saab, и также тестировал его на модели 9-5, планируя запустить в серийное производство. Получивший название Saab Variable Compression (SVC) пятицилиндровый турбированный двигатель объемом 1,6 л, развивал мощность 225 л. с. и крутящий момент 305 Нм, при этом расход топлива при средних нагрузках снизился на 30%, а за счет регулируемой степени сжатия мотор мог без проблем потреблять любой бензин — от А-80 до А-98.

Система двигателя Saab Variable Compression, в которой степень сжатия изменяется за счет отклонения верхней части блока цилиндров

Задачу подъема блока цилиндров в Saab решили так: блок был разделен на две части — верхнюю с головкой и гильзами цилиндров, и нижнюю, где остался коленвал. Одной стороной верхняя часть была связана с нижней через шарнир, а на другой был установлен механизм с электроприводом, который, как крышку у сундука, приподнимал верхнюю часть на угол до 4 градусов. Диапазон степени сжатия при поднимании — опускании мог гибко варьироваться от 8 до 14. Для герметизации подвижной и неподвижной частей служил эластичный резиновый кожух, который оказался одним из самых слабых мест конструкции, вместе с шарнирами и подъемным механизмом. После приобретения Saab корпорацией General Motors американцы закрыли проект.

Проект МСЕ-5 в котором применен механизм с рабочим и управляющим поршнями, связаными через зубчатое коромысло

На рубеже веков свою конструкцию мотора с изменяемой степенью сжатия предложили и французские инженеры компании MCE-5 Development S.A. Показанный ими турбированный 1.5-литровый мотор, в котором степень сжатия могла варьироваться от 7 до 18, развивал мощность 220 л. с. и крутящий момент 420 Нм. Конструкция тут довольно сложная. Шатун разделен и снабжен наверху (в части, устанавливаемой на коленвал) зубчатым коромыслом. К нему примыкает другая часть шатуна от поршня, оконечник которой имеет зубчатую рейку. С другой стороной коромысла связана рейка управляющего поршня, приводимого в действие через систему смазки двигателя посредством специальных клапанов, каналов и электропривода. Когда управляющий поршень перемещается, он воздействует на коромысло и высота поднятия рабочего поршня изменяется. Двигатель экспериментально обкатывался на Peugeot 407, но автопроизводитель не заинтересовался данной системой.

Теперь свое слово решили сказать конструкторы Infiniti, представив двигатель с технологией Variable Compression-Turbocharged (VC-T), позволяющей динамически изменять степень сжатия от 8 до 14. Японские инженеры применили траверсный механизм: сделали подвижное сочленение шатуна с его нижней шейкой, которую, в свою очередь, связали системой рычагов с приводом от электромотора. Получив команду от блока управления, электродвигатель перемещает тягу, система рычагов меняет положение, регулируя тем самым высоту подъема поршня и, соответственно, изменяя степень сжатия.

Конструкция системы Variable Compression у мотора Infiniti VC-T: а - поршень, b - шатун, с - траверса, d - коленвал, е - электродвигатель, f - промежуточный вал, g - тяга.

За счет данной технологии двухлитровый бензиновый турбомотор Infiniti VC-T развивает мощность 270 л.с., оказываясь на 27% экономичнее других двухлитровых двигателей компании, имеющих постоянную степень сжатия. Японцы планируют запустить моторы VC-T в серийное производство в 2018 году, оснастив ими кроссовер QX50, а затем и другие модели.

Заметим, что именно экономичность выступает сейчас основной целью разработки моторов с изменяемой степенью сжатия. При современном развитии технологий наддува и впрыска, нагнать мощности в моторе для конструкторов не составляет больших проблем. Другой вопрос: сколько бензина в супернадутом двигателе будет вылетать в трубу? Для обычных серийных моторов показатели расхода могут оказаться неприемлемы, что и выступает ограничителем для надувания мощности. Японские конструкторы решили этот барьер преодолеть. Как считают в компании Infiniti, их бензиновый двигатель VC-T, способен выступить как альтернатива современным турбированным дизелям, показывая тот же расход топлива при лучших характеристиках по мощности и более низкой токсичности выхлопа.

Каков итог?

Работы над двигателями с изменяемой степенью сжатия ведутся уже не один десяток лет — этим направлением занимались конструкторы Ford, Mercedes-Benz, Nissan, Peugeot и Volkswagen. Инженерами исследовательских институтов и компаний по обе стороны Атлантики получены тысячи патентов. Но пока ни один такой мотор не пошел в серийное производство.

Не все гладко и у Infiniti. Как признаются сами разработчики мотора VC-T, у их детища пока остаются общие проблемы: возросла сложность и стоимость конструкции, не решены вопросы с вибрацией. Но японцы надеются доработать конструкцию и запустить ее в серийное производство. Если это произойдет, то будущим покупателям осталось только понять: сколько придется переплатить за новую технологию, насколько такой мотор будет надежен и сколько позволит экономить на топливе.

переменная степень сжатия по рецепту… НАМИ! — Авторевю

Будет ли серийный кроссовер Infiniti QX50 нового поколения похож на концепт-кар QX Sport Inspiration? Теперь это не столь важно: свое место в энциклопедиях Infiniti займет как первый автомобиль, оснащенный серийным двигателем с переменной степенью сжатия. Спроектированным по рецепту… НАМИ!

Таким концепт-кар Infiniti QX Sport Inspiration был показан этой весной на автосалоне в Пекине, серийный QX50 унаследует многие его черты

На обычную рядную «четверку» мотор 2.0 VC-T (Variable Compression Turbo) похож лишь «до пояса», а ниже у него хитроумный рычажный механизм. Шатун каждого цилиндра соединен с коленвалом не напрямую, а через подвижное коромысло — траверсу, которая своим противоположным концом связана с тягой электроактуатора. Перемещение этой тяги меняет наклон траверсы и, соответственно, расстояние между поршнем и шатунной шейкой коленвала, варьируя положение верхней мертвой точки (ВМТ).

Что это дает? Чем выше поднимается поршень, тем меньше объем камеры сгорания над ним. Топливовоздушная смесь сжимается сильнее, а сгорая и расширяясь, совершает бо́льшую работу. Соотношение между объемом камеры сгорания и полным объемом цилиндра как раз и есть степень сжатия. Чем она выше, тем больше теоретически достижимая эффективность сгорания топлива. Однако попутно растет и риск возникновения взрывного сгорания, то есть детонации, — особенно при высоких нагрузках. Именно поэтому применение наддува заставляет не повышать, а наоборот, понижать степень сжатия.

Новый турбомотор 2.0 VC-T при крайнем верхнем положении траверсы способен достигать очень высокой степени сжатия 14,0:1 — как у атмосферных «четверок» Skyactiv компании Mazda. Но если маздовские моторы так работают во всех режимах, то двигатель Nissan — только на малых оборотах при небольших нагрузках. При их увеличении механизм переходит в промежуточные положения, понижая степень сжатия, а на высоких оборотах или под полным дросселем автоматика сдвигает ВМТ вниз — и степень сжатия падает до минимума: 8,0:1.

Мотор 2.0 VC-T немного крупнее и тяжелее обычных турбочетверок, но существенно компактнее двигателей V6, которые он должен заменить

Интересно, что двигатель по неофициальной информации выдает примерно 270 л.с. и 390 Нм крутящего момента — то есть форсирован на уровне обычных двухлитровых турбомоторов «заряженных» машин. Куда важнее, что агрегат 2.0 VC-T сулит сокращение расхода топлива на 27% по сравнению с атмосферной «шестеркой» Nissan 3.5 серии VQ, — которую, судя по всему, и призван заменить. А еще мотористы компании Nissan уверяют, что такие двигатели с изменяемой степенью сжатия станут альтернативой дизелям: ведь при схожей экономичности они требуют менее сложных систем очистки выхлопа и легче впишутся в строгие экологические нормативы.

Почему же раньше японцев никто не довел такие двигатели до серийного воплощения на легковушках? Ведь впервые эту идею еще в 20-х годах прошлого века предложил британский инженер Гарри Рикардо. Полвека назад в Америке выпускали «переменный» танковый дизель Continental AVCR-1100, а в конце 90-х аналогичные исследования вели Daimler, Volvo, Audi, Porsche, Honda, Ford, Suzuki, Peugeot и Citroen, Lotus, российский институт НАМИ, немецкая компания FEV…

Но за это время не появилось даже единого мнения, какой механизм считать наиболее эффективным. Вариант с раздвижными поршнями (как на дизеле AVCR-1100) грозит сложностями со смазкой и не позволяет точно контролировать степень сжатия. Телескопические шатуны или щеки коленвала снижают надежность. Вспомогательные поршни, которые открывают дополнительные полости в стенках камеры сгорания, варьируя ее объем, ставят под угрозу герметичность. Эксцентрики в нижних или верхних головках шатунов осложняют индивидуальное управление цилиндрами, а смещение коленвала относительно всего блока цилиндров требует еще и «переходников» в трансмиссии.

В ниссановском двигателе траверса (а) вращается вместе с коленвалом, а дополнительная система рычагов (б) с приводом от электроактуатора (в) контролирует ее наклон. Когда необходим переход на высокую степень сжатия, актуатор поворачивается по часовой стрелке, меняя положение эксцентрикового вала, который в свою очередь опускает правое плечо траверсы, а та своим противоположным плечом смещает поршень (г) и шатун вверх. При переходе на низкую степень сжатия механизм работает в обратной последовательности — и ВМТ уходит вниз

Ну а Saab 16 лет назад даже приглашал журналистов на тесты компрессорной «пятерки» 1.6 SVC (АР №21, 2000) с наклонным моноблоком, который смещался относительно коленвала. Мотор получился темпераментным (225 л.с.), но шумным и капризным на низах. А главное — дорогим и сложным. Поэтому до конвейера дело тоже не дошло.

Под конец 2000-х надежды подавал еще и французский двигатель MCE-5 для автомобилей Peugeot и Citroen: в нем поршень с «шатуном» были монолитны и толкали кривошип через зубчатую передачу и коромысло, положение которого корректировал сервопривод. Но все достоинства этого механизма нивелировала невозможность унифицировать такой мотор с традиционными двигателями.

А схему с траверсой и управляющей тягой, которую собирается применить Nissan, в конце 80-х запатентовали в… советском институте НАМИ! Самый же ранний патент компании Nissan датирован 2001 годом — и описывает очень похожий механизм, хотя и переосмысленный: с иной геометрией расположения элементов и нижним креплением управляющего рычага.

В саабовском двигателе SVC эксцентриковый вал приподнимал или опускал опоры одной из сторон моноблока, в который были объединены блок цилиндров и его головка. Объем камеры сгорания менялся, но попутно менялось и положение верхней части двигателя под капотом, что требовало доработки впускной и выпускной систем. Интересно, что Saab тоже предлагал изменять степень сжатия в диапазоне от 8,0:1 до 14,0:1, однако при самой высокой степени мотор работал как атмосферник: муфта отключала привод компрессора

Кстати, еще раньше на работы НАМИ обратил внимание концерн Daimler: в 2002—2003 годах из России в Штутгарт были отправлены три «траверсных» мотора на основе мерседесовского дизеля OM611 (2,15 л) и бензиновой двухлитровой «четверки» М111. Российский механизм позволял менять степень сжатия в пределах от 7,5:1 до 14,0:1, но очень скоро Daimler и НАМИ обнаружили, что выгода от него весьма эфемерна: эффективность повышалась на 20% при переходе от минимальной степени сжатия к обычной (10,0:1), а дальнейшее повышение до 14,0:1 давало всего 3,5% выигрыша.

Почему же Nissan с оптимизмом смотрит на серийную перспективу? Несмотря на сложность нового кривошипно-шатунного механизма с возросшими потерями на трение, на прибавку лишних десяти килограммов и на ограничения по унификации, в производство двигатели 2.0 VC-T должны пойти в конце 2017 года. Возможно, потому, что надежда на гибриды не оправдалась: в Америке за этот год продано всего 2,5 тысячи гибридомобилей Nissan и Infiniti. Делать ставку на дизели после скандала с концерном Volkswagen тоже не вариант. А «переменный» мотор поможет не только отказаться от закупки двухлитровых турбочетверок у концерна Daimler, но и прибавит козырей по части имиджевой рекламы. Ведь таких агрегатов действительно не делает никто в мире!

Кстати, мотор с переменной степенью сжатия как нельзя лучше подходит для ездового цикла по измерению расхода топлива. И это тоже козырь.

как работает двигатель с изменяемой степенью сжатия

Второе поколение кроссовера Infiniti QX50 получило кучу новшеств, самым важным из которых стал уникальный мотор — 2,0‑литровая «турбочетверка» VC-Turbo с изменяемой степенью сжатия.

Максим Федоров

Идея создания бензинового мотора, где степень сжатия в цилиндрах была бы величиной непостоянной, не нова. Так, при разгоне, когда требуется наибольшая отдача двигателя, можно на несколько секунд пожертвовать его экономичностью, уменьшив степень сжатия, — это позволит предотвратить детонацию, самопроизвольное возгорание топливной смеси, которое может возникнуть при высоких нагрузках. При равномерном движении степень сжатия, напротив, желательно повысить, чтобы добиться более эффективного сгорания топливной смеси и снижения расхода горючего — в этом случае нагрузка на мотор невелика и опасность возникновения детонации минимальна.

В общем, в теории все просто, однако реализовать эту идею на практике оказалось не так уж легко. И японские конструкторы стали первыми, кто сумел довести замысел до серийного образца.

Суть разработанной корпорацией Nissan технологии в том, чтобы, в зависимости от требуемой отдачи мотора, непрерывно изменять максимальную высоту подъема поршней (так называемую верхнюю мертвую точку — ВМТ), что в свою очередь приводит к уменьшению или росту степени сжатия в цилиндрах. Ключевой деталью этой системы является особое крепление шатунов, которые соединяются с коленчатым валом через подвижный блок коромысел. Блок в свою очередь связан с эксцентриковым управляющим валом и электромотором, который по команде электроники приводит этот хитрый механизм в движение, меняя наклон коромысел и положение ВМТ поршней во всех четырех цилиндрах одновременно.

Разница степени сжатия в зависимости от положения ВМТ поршня. На левой картинке мотор находится в экономичном режиме, на правой — в режиме максимальной отдачи. A: когда требуется изменение степени сжатия, электромотор поворачивает и перемещает рычаг привода. B: приводной рычаг поворачивает управляющий вал. C: когда вал вращается, он действует на рычаг, связанный с коромыслом, изменяя угол наклона последнего. D: в зависимости от положения коромысла, ВМТ поршня поднимается или опускается, таким образом изменяя степень сжатия.

В результате при разгоне степень сжатия уменьшается до 8:1, после чего мотор переходит в экономичный режим работы со степенью сжатия 14:1. Его рабочий объем при этом меняется от 1997 до 1970 см³. «Турбочетверка» нового Infiniti QX50 развивает мощность 268 л. с. и крутящий момент в 380 Нм — ощутимо больше, чем 2,5‑литровый V6 предшественника (его показатели — 222 л. с. и 252 Нм), расходуя при этом на треть меньше бензина. Кроме того, VC-Turbo на 18 кг легче атмосферной «шестерки», занимает меньше места под капотом и достигает максимума крутящего момента в зоне более низких оборотов.

Кстати, система регулировки степени сжатия не только повышает эффективность работы мотора, но и снижает уровень вибраций. Благодаря коромыслам шатуны при рабочем ходе поршней занимают почти вертикальное положение, в то время как у обычных двигателей они ходят из стороны в сторону (из-за чего шатуны и получили свое название). В результате даже без уравновешивающих валов этот 4‑цилиндровый агрегат работает так же тихо и плавно, как V6.

Но изменяемое положение ВМТ при помощи сложной системы рычагов — не единственная особенность нового мотора. Меняя степень сжатия, этот агрегат также способен переключаться между двумя рабочими циклам: классическим Отто, по которому функционирует основная масса бензиновых двигателей, и циклом Аткинсона, встречающимся в основном у гибридов. В последнем случае (при высокой степени сжатия) из-за большего хода поршней рабочая смесь сильнее расширяется, сгорая с большей эффективностью, в результате растет КПД и снижается расход бензина.

Помимо двух рабочих циклов, этот мотор также использует две системы впрыска: классический распределенный MPI и непосредственный GDI, который повышает эффективность сгорания топлива и позволяет избежать детонации при высоких степенях сжатия. Обе системы работают попеременно, а при высоких нагрузках — одновременно. Положительный вклад в повышение КПД двигателя вносит и особое покрытие стенок цилиндров, которое наносится методом плазменного напыления, а затем закаливается и хонингуется. В результате получается ультрагладкая «зеркальная» поверхность, на 44 % уменьшающая трение поршневых колец.

Еще одна уникальная особенность мотора VC-Turbo — это интегрированная в его верхнюю опору система активного подавления вибраций Active Torque Road, основой которой является возвратно-поступательный актуатор. Эта система управляется датчиком ускорений, фиксирующим колебания двигателя и в ответ генерирует гасящие вибрации в противофазе. Активные опоры в Infiniti впервые использовали в 1998 году на дизельном моторе, но та система оказалась слишком громоздкой, поэтому не получила распространения. Проект пролежал под сукном до 2009 года, пока японские инженеры не взялись за его усовершенствование. На то, чтобы решить проблему избыточного веса и размеров гасителя колебаний, ушло еще 8 лет. Но результат впечатляет: благодаря ATR 4‑цилиндровый агрегат нового Infiniti QX50 работает на 9 дБ тише, чем V6 его предшественника!

Редакция рекомендует:

Хочу получать самые интересные статьи

Фирма Toyota запатентовала мотор с изменяемой степенью сжатия — ДРАЙВ

Речь идёт о геометрической степени сжатия, а не о компрессии в цилиндрах, всяких играх с циклом Миллера, электрических наддувах, переменных впускных трактах и тому подобных ухищрениях. Изменение степени сжатия может сыграть на руку экономичности.

Идея переменной степени сжатия далеко не нова и не раз воплощалась в металле как эксперимент. А получить такой результат можно разными способами. В серии мотор подобного типа первым запустит компания Infiniti. За ней, судя по всему, подтянутся другие производители. Например, Toyota. Она запатентовала в США шатун переменной длины и ДВС с таким узлом.

В моторе Тойоты обычный шатун превращён в механизм, способный быстро менять свою длину, за счёт чего достигается изменение положения поршня в верхней мёртвой точке, а значит, и объёма камеры сгорания, и степени сжатия.

В шатун встроено несколько каналов для масла, переключающий механизм (номер 35 на рисунке ниже) с обратными клапанами и подпружиненным золотником. Его положение зависит от давления масла, подаваемого от коленчатого вала. Меняя давление, можно сдвигать этот штифт (перемещение идёт вдоль оси коленвала). Он будет соединять внутренние каналы в шатуне так, что масло сможет попадать в первый либо второй миниатюрный гидравлический цилиндры (33 и 34).

При высоком давлении масла шатун имеет максимальную длину, и степень сжатия в двигателе тоже максимальна. Если давление падает ниже определённой планки, происходит переключение гидравлических цилиндров, эксцентрик поворачивается, шатун укорачивается, а степень сжатия — падает. В патенте описаны и другие варианты связи между уровнем давления масла и длиной шатуна, в том числе различное поведение при нескольких пороговых уровнях, всё зависит от настроек золотника и клапанов.

В гидравлических цилиндрах движутся поршни, соединённые маленькими рычагами с эксцентриком (32). В нём имеется отверстие для поршневого пальца (32d). Смещая его выше или ниже, можно менять положение поршня по отношению к шатуну, а фактически длину шатуна. Вот и весь секрет. Жаль, компания не уточняет, когда покажет подобную систему в металле. Но вряд ли столь интересная разработка останется на бумаге. Уж хотя бы ради опыта такую конструкцию стоит реализовать.

Бонус

В бензиновом моторе Infiniti 2.0 VC-Turbo (272 л.с., 390 Н•м) изменение степени сжатия (от 8:1 до 14:1) достигнуто за счёт механизма из рычагов и эксцентриков, встроенного между коленчатым валом и самыми обычными шатунами. Он способен менять взаимное положение поршня, шатуна и шатунной шейки.

На схеме в центре чёрный пунктир пересекает шатунную шейку коленчатого вала, серый пунктир отмечает управляющий эксцентриковый вал, поворот которого изменяет положение мёртвых точек поршня в ходе рабочего цикла.

Чёрный изогнутый рычаг (внизу справа) связывает управляющий эксцентрик с актуатором. Последний по сигналам электроники мгновенно настраивает положение всей конструкции в пространстве, в зависимости от режима работы двигателя (низкая нагрузка, экономичная работа или режим высокой мощности). Заявлено, что такой агрегат на 27% эффективнее, чем классический V6 3.5, для замены которого и предназначен.

Подробное объяснение принципа работы двигателя с переменным сжатием Infiniti

Вот как работает новый двигатель с переменным сжатие Infiniti: Видео

О технологии нового двигателя Infiniti мы уже писали в наших обзорных статьях. Уникальная модель бензинового мотора способная «на лету» изменять степень сжатия может быть мощной как обычный бензиновый силовой агрегат и экономичной, словно вы едите на дизельном моторе.

Смотрите также: По каким принципам работает двигатель Инфинити с изменяемой степенью сжатия, подробная информация

Сегодня Джейсон Фенске объяснит суть работы двигателя и то как он достигает наибольшей мощности и эффективности.

Технология переменного сжатия, или если хотите турбированный двигатель с переменным коэффициентом компрессии, может практически мгновенно изменять давление поршня на топливно-воздушную смесь в соотношении от 8:1 до 14:1, одновременно предлагая высокоэффективное сжатие при малых нагрузках (в городе, к примеру, или на шоссе) и низкую компрессию, необходимую для турбины при резком ускорении, с максимальным открытием дроссельной заслонки.

Джейсон совместно с Infiniti объяснил принцип работы технологии, не забыв отметить нюансы и ранее неизвестные детали работы удивительного инновационного мотора. Эксклюзивный материал можно посмотреть в видеоролике, который мы опубликуем ниже, не забудьте включить перевод субтитров при необходимости. Но прежде мы выберем техническое «зерно» моторостроения будущего и отметим те нюансы, которые ранее были неизвестны.

Центральной технологией уникального мотора стала система специального поворотного механизма, которая благодаря сложному штоку поршня имеет центральную поворотную многорычажную систему, которая способна изменять свой угол работы, что приводит к изменению эффективной длины штока поршня, что в свою очередь изменяет длину хода поршня в цилиндре, которое в конечном итоге, изменяет степень сжатия.

Детально технология привода выглядит следующим образом:

1. Электромотор поворачивает рычаг исполнительного механизма 1.30 минута видео

2. Рычаг поворачивает приводной вал по схожему принципу, привода обычных распредвалов, при помощи системы кулачков.

3. Третье, нижний рычаг изменяет угол многозвенного привода, соединенного с верхним рычагом. Последний соединен с поршнем (1.48 минута видео)

4. Вся система при определенных настройках и позволяет поршню изменять высоту верхней мертвой точки, снижая или повышая степень сжатия.

К примеру, если двигатель переходит из режима «максимальной мощности» в режим «экономии топлива и повышения эффективности», волновой редуктор будет вращаться в левую сторону. Показано на правой фотографии (2.10 минута видео). Вращение передастся на приводной вал, который потянет нижний рычаг немного вниз, что приподнимет многозвенный привод, который в свою очередь сместит поршень ближе к головке блока, уменьшив объем и увеличив тем самым компрессию.

Дополнительно происходит переход от традиционного цикла работы ДВС Отто, в цикл Аткинсона, отличающийся соотношением времени тактов цикла, что достигается изменением времени закрытия впускных клапанов.

Кстати, переход, по данным Фенске, от одного режима работы мотора, в другой занимает не более 1.2 секунды!

Более того, новая технология способна варьировать степень сжатия во всем диапазоне от 8:1 до 14:1, перманентно подстраиваясь под стиль вождения, нагрузки и другие факторы, влияющие на работу двигателя.

Но даже объяснение работы столь сложной технологии не является окончанием истории. Еще одной важной характеристикой нового мотора является уменьшение давление поршня на стенки цилиндра, что позволит избежать овализации последнего, поскольку в паре с системой привода поршня применена система уменьшения трения поршня о стенки цилиндра, которая действует путем уменьшения угла атаки шатуна при ходе поршня.

В видео было отмечено, что рядный четырехцилиндровый двигатель ввиду особенностей конструкции получился несколько разбалансированным, поэтому инженеры были вынуждены добавить уравновешивающий вал, что усложняет конструкцию двигателя, но оставляет ей шанс на долгую жизнь без убийственных вибраций, которые возникают из-за работы сложного шатуна.

Смотрите также: Технологии, которые позволяют бензиновому двигателю оставаться на плаву

На двигателе установлено два типа впрыска, прямой и впрыск во впускные каналы, работающие по сложному алгоритму вместе или по отдельности. И наконец, блок и выпускной коллектор объединены в одну деталь.

Если нужна максимальная мощность?

Двигатель обладает пиковой мощностью порядка 268 л.с. Для ее достижения, степень сжатия должна быть понижена, но при этом максимально увеличивается нагнетание воздуха турбиной. Таким образом мы вновь получаем оборотистый и очень мощный бензиновый мотор.

Улучшению показателей эффективности мотора, в том числе, способствует значительно переработанная топливная и выхлопная системы, а также нанесенное сверхскользкое покрытие, как в цилиндрах Nissan GT-R.

Будет ли эта сложная конструкция надежной? По заверению инженеров Инфинити тестовые двигатели прошли около 3 млн. километров, были опробованы в сотнях тестов и доказали свою профпригодность.

В видео можно подробнее изучить конструкцию двигателя, не имеющего аналогов в мире:

В 1948 году в Грузии сделали мотор с изменяемой степенью сжатия и опередили Infiniti

В ту пору, когда системы питания ДВС были несовершенны, а газораспределительные механизмы – примитивны, отдача с литра – невелика, а расход бензина и масла, отнесённый к динамическим качествам автомобиля, не укладывался ни в какие современные представления, немало инженерных умов билось над загадкой повышения эффективности ДВС за счёт изменения степени сжатия. Задачка эта – непростая, и её «конвейерное» решение появилось только в наше время, когда актуальность темы сошла на нет. Как известно, инженеры Infiniti ввели дополнительное звено между кривошипом коленвала и шатуном, управляя которым можно менять рабочий объём.

Мы не будем углубляться в теорию ДВС, а сосредоточим внимание на документах, попавших к нам в руки, отметив перед тем, что в 30-40-е годы прошлого века инженер-конструктор не имел под рукой ничего кроме логарифмической линейки и арифмометра. На расчёты уходила куча времени, на эксперименты – ещё больше. В общем, задача по изменению степени сжатия ДВС в динамическом режиме была сравнима с отправкой ракеты к Марсу, о чём тогда думали только чудаки от науки и фантазёры, да и то, в свободное от основной работы время.

А вот молодому сотруднику Грузинского сельскохозяйственного института (СХИ) по фамилии Махалдиани повезло: он замахнулся на механизм изменения степени сжатия именно что в своё рабочее время, точнее, попутно с чтением лекций и ведением семинаров. Вахтанг Васильевич родился в 1911 году, в 1932-м окончил Тбилисский университет и пришёл в СХИ, где и проработал всю жизнь. В 1939 году Махалдиани решил внести свой вклад в советскую автомобильную науку и в мастерской кафедры «Тракторы и автомобили» с весьма примитивным оснащением начал изучать возможности по изменению степени сжатия ДВС на базе агрегата от ГАЗ-ММ. Надежды, как говориться, юношей питают: совершенствуя сложный механизм, Вахтанг Васильевич разработал «теорию задросселированного карбюраторного двигателя». В общем, трудно в это поверить, но опытный образец мотора действительно был сконструирован, сохранилось и описание конструкции.

В ноябре 1947 года мотор установили на автомобиль и провели испытания, показавшие вроде как «большую экономию горючего и вполне надёжную работу механизма изменения степени сжатия», который работал в зависимости от нагрузки. Все исследования Махалдиани проводил вместе с В.К. Белецким, который в обнаруженной нами переписке поначалу фигурирует с Вахтангом Васильевичем «на равных», затем исчезает, и Махалдиани становится руководителем всей работы. В 1947 году он уже числится доцентом и занимает кресло заведующего кафедрой «Тракторов и автомобилей» СХИ.

29 декабря 1947 года, окрылённые результатами испытаний, сотрудники сельскохозяйственного вуза посылают заявку на авторское свидетельство и даже получают «Справку о первенстве». Согласно Положению об изобретениях и технических усовершенствованиях, утверждённому ЦИК СССР и Советом Народных Комиссаров 9 апреля 1931 года, «Справка о первенстве» означала, что при предварительном рассмотрении в Бюро новизны (Патентное бюро) она не была признана «ошибочной или явно неосуществимой или явно не новой».

Фрагмент письма с отрицательным отзывом из Министерства автомобильной промышленности на конструкцию Махалдиани

Дальше – больше. О создании новой конструкции авторы сообщают знаменитому академику Евгению Алексеевичу Чудакову, по книгам которого и сегодня учат студентов автомобильных специальностей. В ту пору Чудаков был Директором института машиноведения Академии наук СССР, и по совместительству заведовал Автомобильной лабораторией. Ознакомившись с материалами, Евгений Алексеевич предложил прислать в Москву опытный образец и в апреле-мае уже на базе своей лаборатории провёл исследования грузинской конструкции. В письме от 17 июня 1948 года, направленном в Академию наук Грузинской ССР Чудаков подтвердил «значительную экономию горючего и целесообразность указанного типа двигателей», приложив копию протокола по испытаниям.

Радовались грузины недолго, а, точнее, три с половиной месяца. В ответ на письмо СХИ от 5 июня Заместитель министра автомобильной и тракторной промышленности СССР Перовский сообщил: Министерство «считает, что предлагаемая конструкция, преследуя цель улучшения характеристик устаревшего двигателя, даёт сложное и громоздкое конструктивное решение». Далее чиновник уточняет, что исследование этого вопроса Министерство считает нужным проводить в комплексе с другими проблемами, решение которых даст улучшение топливно-экономических характеристик ДВС. Логично, что и решать эти проблемы Министерство предлагает «при создании конструкции двигателя, отвечающей последним достижениям автомобильной техники», а не при модернизации устаревшего агрегата.

Фрагмент письма на имя Секретаря ЦК Компартии Грузии Чарквиани

По большому счёту противоречия в таких различных отзывах нет. Чудаков, получивший свою первую Сталинскую премию ещё во время войны, прекрасно знал правила игры и, вполне может быть, результаты испытаний не заставили его переступать через своё мнение, всё-таки, какой бы «громоздкой» не была конструкция, это могло не помешать показать ей уменьшение расхода бензина. Другое дело, что нужно было считать эту экономию в сравнении с повышенной сложностью изготовления, новыми требованиями к технологии и так далее, а с технологической культурой производства в те годы в нашей стране было очень тяжело. В свою очередь Министерство вполне логично посчитало, что может обойтись без кустарей с окраин, тем более, что «научно-исследовательские работы в этой области ведутся и запланированы на 1949 год», причём, не где-нибудь, а в НАМИ, в рамках темы «Разработка перспективного двигателя автомобиля».

Получить отказ в такой форме! – можно подумать, грузинские учёные каждый день изобретают что-то новое… Директор сельскохозяйственного института Урушадзе подключает Секретаря ЦК Компартии Грузии Чарквиани, излагая тому в письме от 15 ноября 1948 года суть вопроса. «Экономия горючего на эксплуатационных режимах достигла 18-26%», степень сжатия регулируется в зависимости от высоты над уровнем моря, академик Чудаков упомянул о разработке в своём труде «Пути повышения экономичности карбюраторного двигателя», «имеет большое народно-хозяйственное значение» и т.д.

Фрагмент письма Чарквиани Министру автомобильной промышленности Степану Акоповичу Акопову

Директор СХИ отмечает,что «созданный двигатель <…> не преследует целью улучшение характеристик устаревшего двигателя, а даёт принципиальную схему автоматического изменения степени сжатия в зависимости от изменения разрежения во всасывающей трубе; такая схема может быть применена для любого карбюраторного двигателя». Урушадзе искренне вопрошает, почему «применение переменной степени сжатия должно повторно изучаться <…>, когда этот вопрос детально уже изучен», «почему должна быть игнорирована большая работа», почему НАМИ включает «в свой план исследование вопросов, которые уже исследованы другими»? Действительно, где – научно-исследовательский НАМИ, и где – обычный учебный Сельскохозяйственный грузинский…

В завершении Урушадзе просит Чарквиани вмешаться, чтобы «НАМИ или одному из автомобильных заводов» поручили проектирование ДВС с изменяемой степенью сжатия «с обязательным участием авторов изобретения». Кандид Несторович, конечно, не мог допустить, чтобы доцента грузинского вуза лишили всесоюдзной славы перворазработчика хитроумного ДВС и 1 декабря жалуется Министру автомобильной промышленности Степану Акопову на Перовского и его коллег, которые не отнеслись «с должным вниманием к внедрению этого важного усовершенствования». В секретариате Министерства, ознакомившись с письмом вынесли вопрос на заседание Коллегии.

Фрагмент первой страницы письма руководства Грузинского СХИ института высокопоставленным чиновникам, в том числе, и Л.П. Берия

Между тем, двумя неделями раньше, то есть, в середине ноября, директор СХИ Урушадзе вспомнил, что институт носит имя Лаврентия Павловича Берия. И вот уже летит письмо в Москву – всемогущему члену Политбюро. Из письма мы узнаём ещё одну интересную подробность. Оказывается, «в июне 1948 года авторы упомянутого двигателя имели беседу с директором, его заместителем и главным конструктором НАМИ», которые «предложили совместно с авторами заняться проектированием механизма изменения степени сжатия для новейших автомобильных двигателей», но впоследствии отказались от предложения, «мотивируя перегруженностью другими работами». По мнению Урушадзе, такое решение Министерства и НАМИ «может способствовать <…> возможности присвоения чужих идей и игнорированию больших достижений кафедры тракторов и автомобилей СХИ Грузии», а, кроме того, затемняет «первенство создателей двигателя».

Фрагмент последний страницы письма руководства Грузинского СХИ института высокопоставленным чиновникам, в том числе, и Л.П. Берия

В завершении Урушадзе снова просит поручить НАМИ или одному из заводов изготовление «производственных образцов головок блока с изменяемой степенью сжатия <…> с обязательным участием авторов изобретения», а заканчивает письмо так: «О Вашем решении прошу известить». В общем-то, что ни говори, смелый финал, учитывая высокое положение адресата. Между тем, у Берия заботы были совсем иного масштаба, и к судьбе этой грузинской разработки Лаврентий Павлович остался безучастным. Сама тема изменения степени сжатия ДВС обсуждалась на Коллегии Министерства автомобильной промышленности в следующем 1949 году несколько раз, однако развития так и не получила. Как мотивировали московские инженеры и исследователи свой отказ от продолжения работы? Вполне может быть, мы расскажем об этом в нашей рубрике «Документ».

Остаётся добавить, что Вахтанг Васильевич Махалдиани продолжил заниматься теоретическими исследованиям изменения степени сжатия ДВС, написал по этому вопросу книгу, которую в 70-е даже издали в Тбилиси.

ДВС с изменяемой степенью сжатия Infiniti VC-Turbo

ДВС CITS V-Twin и патент на него

Clean Two-Stroke CITS V-Twin Engine Уже работает тестовый экземпляр Two stroke engine porting arrangement US 20130228158 A1 ABSTRACT A…

И еще одно видео о ДВС с изменяемой степенью сжатия от Infiniti VC-Turbo

Степень сжатия меняется от 8:1 до 14:1. Прекрасное видео! И еще про этот двигатель под катом. Двигатель будет устанавливаться в QX50 Concept SUV…

Новинки от Toyota

Новые особенности двигателей и автомобилей Тойота в 2017 году Новая трансмиссия Shift-8AT Приспособление двигателя, трансмиссии для…

Achates Power продолжает бороться со встречными поршнями

Девиз у них на сайте Fundamentally Better Engine http://achatespower.com Интересно, что раньше Achates Power предпочитала другую вариацию этого…

ДВС как ТНА или разгонный модуль ULA ACES

Видимо ДВС дает большую надежность при многократном запуске… Видео о ACES Второе видео, кстати я его уже показывал в заметке…

Еще один двигатель-генератор со свободным поршнем

Очередная попытка — израильская фирма Aquarius Engines создала двигатель-генератор со свободным поршнем, похоже есть успехи и генератор взяла…

Роторный двигатель от Advanced Innovative Engineering (UK) Ltd

Advanced Innovative Engineering (UK) Ltd http://www.aieuk.com/ Existing Wankel Rotary Engines available on the market typically use either…

Оригинальный роторный двигатель

У автора нет сайта… Ролик выложен в 2015 году. Но автор отвечает в комментариях на Ютубе. На первый взгляд мне кажется отличное изобретение!…

Проект ДВС с отключением цилиндров и изменяемой степенью сжатия

Scalzo Automotive Research из Австралии http://www.scalzoautomotiveresearch.com/ Чертежи-наброски В аксонометрии Вариант…

Вот как именно работает двигатель Infiniti с переменным сжатием и почему

Разъяснения по проектированию YouTube

Новейший двигатель

Infiniti — это чудо инженерной мысли. Двигатель VC-T (для «переменного сжатия, с турбонаддувом») может регулировать степень сжатия от 8: 1 до 14: 1 на лету, обеспечивая высокую эффективность сжатия при легких нагрузках и низкую степень сжатия, необходимую для мощности с турбонаддувом при резком ускорении. .

Джейсон Фенске, блестящий ум, стоящий за разработкой YouTube Engineering Explained, получил беспрецедентную возможность изучить этот революционный движок.Мы должны отметить (как это делает Фенске), что Infiniti спонсировала глубокое погружение Джейсона в технологию, лежащую в основе этого двигателя. Но учитывая, что этот двигатель в настоящее время используется только в концептуальных автомобилях, совместные усилия Джейсона с Infiniti позволяют нам лучше понять, как работает эта конструкция.

Ядром работы является механизм поворота, в котором каждый поршень, прикрепленный к коленчатому валу, может поворачиваться, чтобы изменить, насколько высоко поршень достигает в верхней части каждого хода вверх. Но это еще не все.Как объясняет Фенске, система снижает трение за счет изменения угла шатуна при движении вниз. Сложная система подачи топлива и выхлопных газов помогает максимизировать эффективность двигателя.

Так что вперед, полюбуйтесь блестящими внутренними частями двигателя Infiniti VC-T. Подобно бензиновому двигателю Skyactiv-X Mazda с воспламенением от сжатия, этот дизайн Infiniti может помочь внутреннему сгоранию выдержать строгие требования к выбросам и экономии топлива ближайшего будущего.

Этот контент импортирован с YouTube.Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Двигатель

VC-Turbo | INFINITI

VC-Turbo Двигатель | INFINITI

ЭТО ВСЕ МЕНЯЕТ

Многие десятилетия пытались.Один преуспел. Новый двигатель VC-Turbo от INFINITI — один из самых передовых двигателей внутреннего сгорания из когда-либо созданных. Появление двигателя с переменной степенью сжатия установит новые критерии — для мощности, эффективности и выбросов — по которым будут оцениваться будущие силовые агрегаты.

300 ПАТЕНТОВ И ПОДСЧЕТ, 20 ЛЕТ В СОЗДАНИИ

VC-Turbo — это вдохновенное слияние двух миров.Он сочетает в себе мощность высокопроизводительного 2,0-литрового газового двигателя с крутящим моментом и эффективностью усовершенствованной дизельной трансмиссии. Подвиг инженерной мысли, который поможет вам продвинуться дальше и быстрее.

БЕЗУПРЕЧНАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Двигатель VC-Turbo от INFINITI плавно переключается между степенями сжатия и постоянно адаптируется к условиям движения автомобиля.Преобразование по запросу с 8: 1 для высокой производительности до 14: 1 для высокой эффективности. Производительность, когда вам это нужно, максимальная эффективность, когда вам это не нужно.

«Вот что важно; технология работает.И это действительно хорошо работает. Я не буду возвращаться к старым областям, вроде того, как это работает на самом деле, или проблем, с которыми столкнулись инженеры INFINITI. Вместо этого все, что я скажу, это следующее: помимо получения большого преимущества перед конкурирующими брендами с помощью этой технологии, INFINITI просто могла бы спасти двигатель IC в том виде, в каком мы его знаем ».

Дин Славнич, ENGINE TECHNOLOGY INTERNATIONAL — ноябрь 2017 г.

ДВЕ СТОРОНЫ ПЕРВОГО В МИРЕ

КАК ЭТО РАБОТАЕТ

В VC-Turbo используется многорычажная система, которая изменяет ход поршня с высокой степени сжатия 14: 1 (топливная эффективность) на низкую степень сжатия 8: 1 (высокая производительность).

НОВАЯ ПОРОДА ДВИГАТЕЛЯ

Двигатель VC-Turbo отличается меньшим расходом топлива, повышенной эффективностью и большей мощностью, чем сопоставимые двигатели без VC.

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОПЛИВА НА 27% ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ БЕЗ VC.

ВЫСОКАЯ МОЩНОСТЬ, ЧЕМ МНОГИЕ ЧЕТЫРЕХЦИЛИНДРОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ БЕЗ VC.

10 ДБ ВИБРАЦИОННЫЙ ШУМ.НА 20 ДБ МЕНЬШЕ, ЧЕМ ДВИГАТЕЛИ БЕЗ VC.

Оставьте толпу позади

INFINITI 2022 QX50

Оснащенный первым в мире двигателем VC-Turbo, готовым к производству, QX50 2022 года способен продвинуть вас дальше.

Изучите QX50

Определяется потенциалом, а не пределами.

Infiniti с переменным сжатием дает небольшой прирост эффективности

Турбонаддув в большинстве случаев не оправдывает своих ожиданий как спасителя технологии двигателей внутреннего сгорания.

Ранее в этом десятилетии, столкнувшись с растущими требованиями к экономии топлива, автопроизводители поспешили повысить экономию топлива, добавив турбонагнетатели во многие небольшие двигатели.

Проблема в том, что многие из них оказались не очень работоспособными.

Как сказали критики линейки двигателей Ford с турбонаддувом EcoBoost: «У вас может быть Eco или Boost. Вы не можете иметь и того, и другого «.

ПРОВЕРКА: инженеры находят новые способы повышения эффективности газовых двигателей: инженерное объяснение

Nissan представил новую сложную технологию, цель которой — позволить водителям съесть свой пирог и съесть его: переменная степень сжатия 2.0-литровый 4-цилиндровый двигатель с турбонаддувом в новом внедорожнике Infiniti QX50 (а теперь и Nissan Altima 2019 года). Это первый двигатель с регулируемым сжатием, который вышел на полную мощность.

Компания потратила 20 лет на разработку технологии переменной степени сжатия и зарегистрировала более 300 патентов на эту конструкцию. Шиничи Кига, главный инженер по трансмиссии Nissan, сообщил Automotive News (требуется подписка), что компания уже много лет знает, что система будет работать механически, но только недавно усовершенствовала программное обеспечение для ее запуска.

Проблема двигателей с турбонаддувом заключается в том, что высокое давление в цилиндрах, создаваемое турбонагнетателем, может вызвать детонацию в двигателе. Чтобы бороться с этим, автопроизводители должны снизить степень сжатия двигателей с турбонаддувом, что делает их менее эффективными, чем они могли бы быть, когда водитель не использует большую мощность.

Двигатель Infiniti VC-Turbo

Двигатель Infiniti решает эту проблему, увеличивая степень сжатия, когда потребность в мощности низкая, и уменьшая ее, чтобы предотвратить детонацию при высокой потребности в мощности, когда турбонагнетатель сильно вращается.Двигатель может изменять степень сжатия от 8: 1 при высоком потреблении мощности до 14: 1 при низком потреблении.

2,0-литровый двигатель выдает 268 лошадиных сил и 280 фунт-фут крутящего момента, что в наши дни хорошо для этой категории, но не является исключительным.

Nissan утверждает, что переменная степень сжатия может повысить эффективность двигателя до 8 процентов.

2,0-литровый двигатель Infinti с технологией VC-Turbo

В независимом компьютерном моделировании, финансируемом журналом Car and Driver и выполняемом Novation Analytics, эта технология может составлять значительную 2.Улучшение на 6 миль на галлон, или около 11 процентов.

На тестах EPA Infiniti QX50, использующий двигатель с турбонаддувом с переменной степенью сжатия, оценивается в 24 мили на галлон по городу, 30 по шоссе и 26 вместе взятых. Это на 2–3 мили на галлон лучше, чем у конкурирующих небольших роскошных внедорожников с турбонаддувом от Audi и BMW, которые не имеют переменной степени сжатия.

Однако в независимых тестах, таких как тесты из Car and Driver и Consumer Reports , автомобиль не соответствовал этим лабораторным показателям в реальном мире.В тестах Car and Driver QX50 превосходит Audi Q5 и BMW X3 3.0i в целом чуть менее чем на 2 мили на галлон. Однако при движении по шоссе он отстает от BMW на 4 мили на галлон и превосходит Audi всего на 1 милю на галлон.

ПРОЧИТАЙТЕ ЭТО: Как скоро все новые автомобили, продаваемые на самом деле, станут электрическими? Результаты опроса в Twitter

В тесте Consumer Reports он отстает от конкурентов на 1–2 мили на галлон по всем направлениям.

Даже если автомобиль не так эффективен, это не значит, что технология переменной степени сжатия не работает.Могут быть задействованы многие другие факторы.

Все это вызывает вопрос, стоит ли вложения в долгожданный двигатель внутреннего сгорания с переменным сжатием, поскольку все больше покупателей обращаются к электромобилям. Реально автомобили внутреннего сгорания будут составлять значительную часть продаж автомобилей, вероятно, в течение как минимум еще одного десятилетия. Они могли бы быть максимально эффективными.

Почему в 2020 году Агентство по охране окружающей среды для Infiniti QX50 сократило расход топлива?

Как главный технический специалист MotorTrend, я снова и снова с 2009 года рассказываю о концепциях двигателей с переменным сжатием, в том числе о трех важных объяснительных историях, связанных с официальным запуском Nissan / Infiniti 2 на Парижском автосалоне осенью 2016 года.0-литровый четырехцилиндровый VC-Turbo. Первый двигатель, в котором применяется технология переменного сжатия, имеет новые хитрые многорычажные поршневые шатуны Руба Голдберга и обещает мощность Big-V-6 и экономию топлива Little-четырехцилиндрового двигателя! Ра, ра, сестренка Бум Ба!

Впервые установленный на Infiniti QX50 2019 года, VC-Turbo имел мощность 268 лошадиных сил при 5600 об / мин и крутящий момент 280 фунт-фут при 4400 об / мин. Эти цифры не сильно отличаются от 3,7-литрового VQ37VHR V-6 предыдущего поколения QX50, который имел мощность 325 л.с. при 7000 об / мин и 267 фунт-фут при 5200 об / мин.Уловка двигателя заключается в том, что он может с помощью сложных поршневых шатунов изменять степень сжатия на ходу — опускать его, чтобы обеспечить больший турбо-удар, и поднимать для экономии топлива при крейсерской работе при более легких нагрузках.

При запуске, рейтинги EPA QX50 с двигателем VC-T поддерживали рассказ о мощности большого двигателя, экономии топлива с малым двигателем, с четырехцилиндровым двигателем на 24 мили на галлон по городу и до 31 шоссе и 27 вместе взятых. Это впечатляющий скачок по сравнению с 2017 QX50 с двигателем V-6 с показателем 17/24/20 миль на галлон с задним или полным приводом.Итак, на бумаге переход с четырехцилиндрового двигателя V-6 на VC-T повысил экономичность на 30 процентов (в совокупности), в то время как производительность роскошного кроссовера на четверть мили упала только примерно на 5 процентов. Ура, правда?

Стремясь увидеть, как двигатель работает в долгосрочной перспективе, мы получили полностью загруженный долгосрочный QX50 AWD для испытаний в течение года. Мы незамедлительно отправили команду Real MPG для проверки заявлений EPA. Их результаты были достаточно близкими: 21,0 / 29,7 / 24,2 миль на галлон, или на 3,0 мили на галлон ниже в городе, 0,3 на шоссе и 1,8 вместе взятых по сравнению с оценками EPA.Но, черт возьми, когда мы ездили на работу в бассейн Лос-Анджелеса, мы, казалось, останавливались, чтобы заполнить 16-галлонный резервуар, чаще, чем ожидалось. Разумеется, по прошествии 20 000 миль наш QX50 получил неэтилированный бензин премиум-класса всего на 20,3 миль на галлон — цифра ниже, чем то, что мы зафиксировали на V-6 Jaguar F Pace с наддувом и Mazda CX (большего размера). 9 приводится в движение технологически более простой 2,5-литровой турбированной четверкой (20,5 миль на галлон на каждый долгожитель).

На 2020 год показатели EPA для QX50 упали до 23/29/26 для переднего привода и 22/28/25 для полного привода.Это стрижка от 4 до 9 процентов в городе, 7 процентов на шоссе и 4 процента вместе взятых — за год, когда очень мало изменилось. Что случилось?

Посмотреть все 27 фотографий

Официально Infiniti заявляет, что это снижение связано с «изменениями модельного года, включая улучшенное стандартное оборудование на некоторых уровнях отделки салона, которое увеличило весовой класс, а также принятие более строгих мер по контролю за выбросами твердых частиц». Apple CarPlay и Android Auto теперь входят в стандартную комплектацию, как и новая информационно-развлекательная система с двумя дисплеями высокой четкости, а некоторые ранее опциональные средства защиты, безопасности и помощи водителю стали стандартными.Это не похоже на вес в 125 фунтов (весовые категории по инерции указаны с шагом 125 фунтов).

На самом деле здесь произошло то, что с 23 535 долларами, отделяющими полностью загруженную модель QX50 AWD от стриппера, есть партия дополнительного оборудования, которое может подтолкнуть Infiniti к нескольким классам инерции веса (это приблизительная классификация EPA для установки динамометра. во время испытаний на выбросы). Это не означает, что оценки EPA раньше были «неверными», но это действительно показывает кое-что о том, как определяются показатели экономии топлива.

В начале выпуска новой модели остается только догадываться, сколько людей согласятся на рекламную модель стриппера со специальной арендной ставкой и сколько загрузят автомобиль, поэтому производитель должен сделать это предположение. Предлагая прогноз сочетания уровней отделки салона, автопроизводитель может выбрать ту версию, которая, как ожидается, займет большую часть продаж, и использовать ее — и ее инерционный весовой класс — в качестве основы для оценок экономии топлива для данной комбинации трансмиссии. Если этот предполагаемый лидер продаж легче и, следовательно, демонстрирует лучшую экономию топлива, отлично, цифры EPA могут быть выше, чем на других уровнях отделки салона; если ожидаемый лидер по объему продаж — это более тяжелая спецификация с тем же двигателем и, следовательно, более жадная, пусть будет так, но это означает, что цифры EPA могут быть ниже, чем лучшее, что может сделать данная модель.

Однако после того, как в книгах появится годовая история продаж, рейтинги инерции (а также уравнения и данные для оценки MPG, которые они вводят) необходимо обновить, чтобы отразить версии, которые люди фактически купили больше, чем другие. Больше никаких догадок и выдумок. Оказывается, «средний» QX50 намного тяжелее, чем первоначально предполагала Infiniti. Для них это хорошо, потому что богатый ассортимент означает более высокую прибыль. А наш долгосрочный автомобиль за 59 085 долларов весил 4 163 фунта, что на 353 фунта больше заводской снаряженной массы переднеприводного «Pure» с отделкой QX50.Поэтому, похоже, данные EPA были пересмотрены в сторону понижения.

Что касается нашего многолетнего опыта работы с QX50 (предварительно отредактированным) с двигателем VC-Turbo, вес, возможно, был не единственным фактором его неутешительной эффективности. Использование турбонагнетателя двигателя — и в данном случае компрессии 8,0: 1, которая идет вместе с ним, — намного веселее, чем передвижение QX50 на цыпочках при небольшом открытии дроссельной заслонки, когда водитель в полной мере использует преимущества экономии топлива за счет максимальной компрессии VC-Turbo. соотношение 14.0: 1. По правде говоря, мы редко видим большие цифры экономии топлива уменьшенными, сильно форсированными двигателями. Турбомотор Nissan с переменным сжатием не исключение.

Этот чирлидер объявляет о завершении своего бодрого митинга с переменным сжатием.

Посмотреть все 27 фото

Двигатель с регулируемой компрессией и кроссовер: обзор Infiniti QX50

Увеличить / Infiniti QX50 в цвете Hermosa Blue.

В мире, полном компактных роскошных кроссоверов по схожей цене, один из способов выделиться — это то, что находится под капотом.Именно такой подход Infiniti применила в новом Infiniti QX50 2019 года. То, что в противном случае могло бы стать еще одним кроссовером за 50 000 долларов, становится интригующим хотя бы из-за совершенно нового двигателя Infiniti VC-Turbo, а QX50 — первый автомобиль в модельном ряду автопроизводителя, оснащенный им.

Как следует из названия, VC-Turbo использует разные степени сжатия в зависимости от условий движения. Степень сжатия описывает объем цилиндра двигателя, когда поршень находится вверху, а не внизу его хода.Чем выше степень сжатия, тем с большей термической эффективностью может работать двигатель. Но турбокомпрессоры, которые почти вездесущи в сегодняшних двухлитровых двигателях, не очень хорошо работают с высокими степенями сжатия, потому что сгорание может стать неустойчивым и, возможно, привести к детонации двигателя (нежелательной детонации топливно-воздушной смеси). Решение

Infiniti предполагает замену обычного шатуна между головкой поршня и коленчатым валом на многозвенное. Как объяснил редактор Ars Automotive Джонатан Гитлин:

Технология переменной степени сжатия работает следующим образом.Вместо того, чтобы иметь шатун между коленчатым валом и головкой поршня, теперь вокруг коленчатого вала имеется многозвенное соединение с шатуном, прикрепленным к одному концу. На другом конце находится рычаг привода, подключенный к гармоническому приводу. Именно этот гармонический привод контролирует расстояние, которое поршень проходит внутри цилиндра, изменяя угол многозвенного соединения и, следовательно, положение верхней мертвой точки поршня.
Это означает, что объем двигателя фактически различается; когда степень сжатия самая низкая, двигатель измеряет 1.997L по сравнению с 1.970L при максимальной степени сжатия. Пиковая мощность составляет 268 л.с. (200 кВт) при 5600 об / мин, а максимальный крутящий момент составляет 280 фунт-футов (380 Нм) при 4400 об / мин. Согласно Infiniti, переднеприводный QX50 должен получить 27 миль на галлон, что на 35 процентов больше, чем у уходящего автомобиля с двигателем V6.

Анимация работающего двигателя Infiniti VC-Turbo.

VC-Turbo может работать со степенью сжатия от 8: 1 для максимальной производительности или до 14: 1 для максимальной эффективности. Двигатель может даже переключиться на более эффективный цикл Аткинсона при высокой степени сжатия.VC-Turbo способен развивать мощность 268 л.с. (123 кВт) и крутящий момент 280 фунт-фут (380 Нм). Как ни странно, QX50, на котором я ездил, был переднеприводным, хотя полный привод доступен в качестве опции. Кроссовер имеет бесступенчатую трансмиссию с переключением по проводам, что означает отсутствие механической трансмиссии (и немного больше внутреннего пространства).

Цена на QX50 начинается с 36 650 долларов за комплектацию FWD Pure. Комплектация Luxe начинается с 39 400 долларов и добавляет панорамный люк, предупреждение о слепых зонах и светодиодные противотуманные фары.Мой обзорный автомобиль, с другой стороны, шел с пакетом Essential, который начинается с 43 350 долларов и добавляет полную систему парковочной камеры, кожаный салон, датчики парковки, дистанционный запуск и пару других тонкостей. Если вам нужен полный привод на QX50, он будет стоить дополнительно 1800 долларов.

Переменное сжатие, различные стили вождения

QX50 не является непривлекательным, но хромированная под углом накладка вокруг заднего стекла выглядит неуместно.
BradleyWarren Photography
У производителей популярен образ «сердитый глаз».
BradleyWarren Photography
Большая решетка Infiniti и волнообразный капот.
BradleyWarren Photography
Крупный план кривизны капюшона.
BradleyWarren Photography
Как выглядит вытяжка из салона.Мне было трудно понять, где находится передняя часть машины.
BradleyWarren Photography
На QX50 много кривых.
BradleyWarren Photography
Вот и клиренс кроссовера.
Фотография Брэдли Уоррена
Классный асимметричный дизайн колес на QX50.
BradleyWarren Photography
Под ним находится 2,0-литровый турбомотор Infiniti с переменным сжатием.
BradleyWarren Photography
Это много грузового пространства для компактного кроссовера.
BradleyWarren Photography
Уезжая.
BradleyWarren Photography

Чтобы максимально использовать возможности VC-Turbo, QX50 предлагает три совершенно разных режима вождения.В то время как спортивные, нормальные и экономичные настройки являются стандартными для внедорожников, реализация Infiniti в QX50 позволяет значительно варьировать режимы вождения, что хорошо. Совместите спортивный режим с рулевым управлением Dynamic +, и в результате получится кроссовер, который кажется легким, быстрым и маневренным. Infiniti утверждает, что двигатель VC-Turbo устраняет турбо-задержку; Я бы не стал заходить так далеко, но в спортивном режиме это практически незаметно.

Infiniti использует свое прямое адаптивное рулевое управление в QX50, систему управления по проводам, которая разработана с учетом технологий помощи водителю.Вы заметите управление по проводам в режимах рулевого управления Dynamic и Dynamic +, которые могут быть не для всех. Мне было трудно привыкнуть к нему, потому что рулевое управление изначально казалось слишком плавным и отключенным от дороги. Вращение руля было почти без трения, как будто кто-то уронил спиннер в рулевую колонку. Однако в сочетании с повышенной отзывчивостью и более высокими точками переключения передач в спортивном режиме система стала казаться более подходящей. Динамическое рулевое управление было лучшим на извилистых проселочных дорогах, где в сочетании с профилем QX50 и распределением веса у меня возникало ощущение, будто я за рулем чего-то маленького и спортивного.Это не то, что я могу сказать обо всех компактных кроссоверах, которые я тестирую.

Нормальный режим не преподносит сюрпризов, но переход в режим Eco делает QX50 совершенно другим автомобилем. Педаль газа имеет дополнительное сопротивление, и рулевое управление переключается на более традиционную установку рулевого управления с реечным электроусилителем, которая кажется более тяжелой и, возможно, немного громоздкой — автомобиль просто пыхтит, пока не наберет нужную скорость. QX50 действительно предлагает биполярное вождение.

Экономия топлива у QX50 лучше, чем у других автомобилей этого класса, таких как Audi Q5 и BMW X3.Рейтинги EPA составляют 27 миль на галлон в целом: 24 мили на галлон в городе и 31 миль на галлон на шоссе. За неделю обычного вождения я увидел всего 25,2 миль на галлон. Тем не менее, я большую часть времени проводил за рулем в спортивном режиме, потому что это было веселее. Пробег должен быть лучше, если вы будете придерживаться комфорта и экономии, хотя вы можете не получать столько удовольствия от вождения QX50.

QX50 также является первым кроссовером или внедорожником Infiniti, оснащенным системой ProPILOT Assist, которая также доступна в Nissan Leaf. Consumer Reports недавно оценил его как систему автоматического вождения номер три, представленную в настоящее время на рынке, после SuperCruise от GM и Tesla Autopilot.Это определенно большой шаг вперед по сравнению с предыдущей системой, которую мы опробовали в купе Q60 два года назад.

ProPILOT Assist способен следовать контурам дороги, чтобы водитель оставался в центре полосы движения, а адаптивный круиз-контроль хорошо работает в условиях интенсивного движения и в ситуациях трогания с места — для этого достаточно легкого нажатия на педаль газа. идет, как только он полностью остановлен. А если вы уберете руки с рулевого колеса более чем на 10 секунд, вы услышите гневный гудок и предупреждающий индикатор на предупреждающем дисплее.К сожалению, вам придется доплатить за технологию помощи водителю: 2550 долларов за пакеты ProASSIST и ProACTIVE.

Говоря о HUD, QX50 не так хорошо выполнен, как дисплеи BMW, Audi и Volvos. Информация о скорости и помощи водителю отнесена к правой четверти хедз-ап-дисплея, и если вы склонны сутулиться вправо, некоторые из них будут вне поля зрения во время вождения. Левые три четверти HUD используются для предупреждений и навигации — вещей, которые вам не нужно видеть большую часть времени, когда вы находитесь за рулем.

Внутренняя жизнь

Кабина QX50.
BradleyWarren Photography
Снимок переднего ряда QX50.
BradleyWarren Photography
Заднее сиденье QX50. Неплохо.
BradleyWarren Photography
Обивка потолка из ультразамши, отделка деревом и кожаная приборная панель.
BradleyWarren Photography
Новая двухэкранная раскладка в QX50 является улучшением по сравнению с предыдущей моделью, но сильно отстает от конкурентов.
BradleyWarren Photography
Вы можете отрегулировать некоторые настройки автомобиля с помощью верхнего дисплея.
BradleyWarren Photography
Обзор камеры 360 ° отличный, но я хотел бы иметь возможность переключаться между передней и задней камерами, не переворачивая машину задним ходом.
BradleyWarren Photography
Вы можете выбирать и настраивать режимы движения с помощью главного экрана.
BradleyWarren Photography
Кроме того, вы можете сделать быстрый выбор, используя переключатель на центральной консоли.
BradleyWarren Photography
Предпочтения рулевого управления. Dynamic + работает по проводам.
BradleyWarren Photography
Макет отображения на лобовом стекле мог бы быть намного лучше.
BradleyWarren Photography
Двигатель VC-Turbo в действии, как показано на дисплее Variable Compression Turbo на приборной панели
BradleyWarren Photography
Вид с заднего сиденья.
BradleyWarren Photography

QX50 красиво оформлен, по крайней мере, с пакетом Essential. В моем тестовом автомобиле была обшивка потолка из ультра-замши, обтянутые кожей передние сиденья с электроприводом, регулируемыми в восьми направлениях, с поясничной опорой для водителя и обтянутым кожей (к сожалению, без подогрева) рулевым колесом.Положение водителя удобное, хотя неровности капота затрудняют определение того, где именно начинается передняя часть автомобиля. (Капот немного наклонен вверх от лобового стекла.) Для сидений переднего ряда с подогревом и охлаждением можно использовать опору для бедер, поскольку они кажутся слишком мелкими.

В приборной панели или рулевом колесе нет ничего необычного. Органы управления аудиосистемой находятся слева от рулевого колеса, а функции помощи водителю — справа.Между тахометром и спидометром есть обычный небольшой HD-дисплей, который можно настроить для отображения таких вещей, как давление в шинах, степень сжатия двигателя VC-Turbo и то, какую радиостанцию вы слушаете.

Infiniti выбрала коричневую, коричневую и бежевую цветовую палитру для интерьера, с некоторыми контрастными строчками и акцентами кленовой отделки на приборной панели.

Мои самые большие претензии к QX50 — это центральная консоль и информационно-развлекательная система. Предыдущие модели QX50 (и текущая QX60, о которой я буду рассказывать) имели один дисплей над климат-контролем и стереосистемой с множеством кнопок, предназначенных для определенных функций.Infiniti отошла от этого, приняв установку с двумя экранами. К сожалению, реализация оставляет желать лучшего. Верхний сенсорный дисплей с матовым покрытием используется исключительно для карт, парковочной камеры и телефонных звонков. Система навигации в QX50 выглядит устаревшей, а карта неактуальной, что я заметил, когда искал въезд на автостраду, который был открыт в ноябре 2016 года, но не отображался на карте.

Глянцевый нижний экран, на котором вы управляете радио, получаете доступ к настройкам автомобиля и соединяете свой смартфон.Под ним находятся кнопки аудио, меню и климата. Это базовый сенсорный экран с мозаичным интерфейсом. Хотя он выглядит четким, пользовательский интерфейс и дизайн кажутся устаревшими в конце 2018 года, особенно по сравнению с информационно-развлекательными системами Volvo и Audi. На каждой стороне дисплея есть шесть кнопок климат-контроля и две кнопки для комфорта сиденья (обогрев и охлаждение), что меня раздражает. Попытка отрегулировать скорость вращения вентилятора или температуру требовала от меня оторвать глаз от дороги, а для овладения этим требовалось крутое обучение мышечной памяти.

Завершает все это ручка справа от переключателя на центральной консоли, которая управляет верхним дисплеем , например, выбором камеры и масштабированием карты. Комбинированный эффект двух сенсорных экранов, группы кнопок и поворотной ручки выглядит неуклюже, и весь беспорядок кажется неуместным в автомобиле, который в остальном является очень технологичным.

Заднее сиденье

Пассажиры

на заднем сиденье найдут сиденья с подогревом, собственные настройки климат-контроля и порт USB. Также есть откидной подлокотник, и задние сиденья складываются в предсказуемом порядке 60-40, чтобы увеличить грузовой объем с очень респектабельного 31.От 1 кубического фута (880 л) до 64,4 кубических футов (1824 л), что немного больше, чем у других автомобилей в классе QX50.

У Infiniti

есть солидный маленький кроссовер QX50. Электропроводное рулевое управление и трансмиссия в сочетании с двигателем VC-Turbo и несколькими режимами движения делают автомобиль привлекательным, которым приятно управлять и которым приятно управлять. Вы не услышите сильного шума снаружи автомобиля или от двигателя. Существует приятный баланс между спортивностью и комфортом, которого иногда не хватает в этом сегменте, а сам автомобиль приятно смотреть с его кривыми и уклонами.Моя самая большая жалоба связана с информационно-развлекательной системой, которая кажется неуместной в автомобиле, который в остальном переполнен техническими новинками, и отсутствием поддержки CarPlay и Android Auto. Но вместе взятые, Infiniti представила достойного конкурента Audi, BMW и Volvo — QX50.

Двигатель с переменной степенью сжатия Infiniti: объяснение колдовства

Infiniti представила первый в мире двигатель с переменной степенью сжатия — технологию, над которой, как утверждается, работает уже два десятилетия, на автосалоне в Лос-Анджелесе в 2017 году.

Двигатель с регулируемой степенью сжатия — это подвиг автомобильной инженерии, ставший в тупик автопроизводителям задолго до того, как Infiniti представила свой первый автомобиль на автосалоне в Детройте в 1989 году. Технология представляет собой фундаментальное переосмысление принципа работы двигателя.

Крис Дэй, старший менеджер по эффективности трансмиссии Infiniti

, хорошо знает, как работает двигатель, и в прошлом году объяснил это проще в Лос-Анджелесе.

Степень сжатия двигателя — то, что Дэй назвал «ДНК» двигателя — это простой способ выразить разницу в объеме камеры сгорания между нижней частью хода (большее число) и верхней частью хода (одно ).

Высокая степень сжатия более эффективна с термической точки зрения, а термический КПД имеет решающее значение для топливной экономичности. С другой стороны, более низкая степень сжатия — в сочетании с турбонагнетателем для принудительного питания больших камер сгорания — обеспечивает большую мощность.

Infiniti VC-Turbo

Двигатели с такой степенью сгорания не редкость. Передаточное число Toyota Prius составляет 13: 1, а у Mercedes-AMG E63S с двойным турбонаддувом — 8.6: 1. Infiniti VC-Turbo колеблется между 8: 1 и 14: 1. Переключение между этими двумя передаточными числами помогает VC-Turbo примерно на 27 процентов экономить топливо по сравнению со старым 3,7-литровым QX50 от Infiniti с двигателем V-6, при этом он может похвастаться большим крутящим моментом.

«Мы внедрили в двигатель уникальную для отрасли систему, обеспечивающую лучшую в своем классе экономию топлива и ускорение», — сказал Дэй Motor Authority.

В Infiniti QX50 2019 года, первой серийной модели, получившей VC-Turbo, он выдает 268 лошадиных сил и 280 фунт-фут крутящего момента против 325 л.с. и 267 фунт-футов в модели QX50 2017 с двигателем V-6.Но VC-Turbo генерирует максимальную мощность и крутящий момент при более низких оборотах двигателя — 5600 и 4400 об / мин, соответственно, до 7000 и 5200 об / мин у VQ. Он также примерно на 60 фунтов легче, чем V-6.

Но цифры — это небольшая часть истории, и понимание остального требует понимания самого двигателя.

В нормальном двигателе коленчатый вал вращается в нижней части двигателя, поднимая и опуская поршни в фиксированном диапазоне — или ходе — и при неизменной степени сжатия.Но в VC-Turbo электродвигатель мощностью 0,5 киловатт приводит в действие исполнительный механизм переменного сжатия (VCA) — мозг двигателя — на боковой стороне блока и получает информацию непосредственно от блока управления двигателем. Крюкоподобное звено исполнительного механизма связывает VCA с невращающимся валом управления, а звено управления присоединяется к сердцевине двигателя, многорычажному соединению.

Не намного больше iPhone X, трапециевидный многозвенный механизм вращается вместе с коленчатым валом. По мере того как ЭБУ передает информацию от дроссельной заслонки с электронным управлением, VCA регулирует А-образное звено, поднимая и опуская управляющий вал, который, в свою очередь, регулирует угол многозвенного механизма, эффективно сокращая или увеличивая ход.Прикоснитесь к дроссельной заслонке, и ЭБУ потребует максимальной мощности от VC-Turbo — видеомагнитофон перемещает А-образное звено, перемещая вал управления и увеличивая ход. Поднимите, и произойдет обратное, когда вал управления опускается и ход уменьшается. Другими словами, с максимальной / минимальной длиной хода, а не с фиксированным ходом, этот 2,0-литровый двигатель с турбонаддувом с турбонаддувом имеет рабочий объем от 1970 до 1997 куб.

«Мы механически изменяем степень сжатия электронным способом», — сказал Дэй. «Видеомагнитофон является причиной изменения степени сжатия.Электронная часть. Движение руки — механическое ».

Систему сложно заметить. В результате получился мощный, плавный и очаровательный двигатель, к которому добавлены передовые разработки.

По словам Дэя, VC-Turbo такой же чистый, как 2,0-литровый турбонаддув без регулируемой компрессии. И, несмотря на переработанные внутренние детали, упаковать новый двигатель под капот QX50 не сложнее.

Infiniti VC-Turbo

«Внутри мы можем упаковать все это в наш текущий движок inline-4», — сказал Дэй.«Мы устанавливаем исполнительный механизм на стороне блока, который не занимает много места, и мы также удаляем балансирные валы, которые необходимы для рядного двигателя без наддува, который не имеет этого механизма».

«Используя эту недвижимость и добавив нашу систему связи, нет проблем с упаковкой».

Эта продуманная упаковка и по своей сути более плавная работа также способствует надежности двигателя. По словам Дэя, владельцы не должны ожидать, что VC-Turbo будет менее надежным, чем стандартный 4-цилиндровый турбонагнетатель Infiniti.На самом деле, он может быть даже более прочным.

«Мы провели довольно много испытаний на долговечность в различных условиях», — сказал Дэй. «Да, мы добавляем больше деталей, но мы уменьшаем трение, что является частью того, почему мы можем добиться большей экономии топлива».

Это уменьшение трения, по словам Дэй, происходит благодаря углам шатунов — тяги VC-Turbo не двигаются почти так же сильно, как шатуны в традиционном двигателе, что означает меньшую боковую силу, действующую на стенку поршня. с каждым оборотом.Это также означает, что интервалы обслуживания не меняются.

Но в то время как VC-Turbo звучит фантастически на бумаге — и, судя по нашей первой поездке, неплохо смотрится в дороге — окончательный вердикт еще не закончен. Автопроизводители регулярно внедряют функции экономии топлива, но получение реальных преимуществ требует времени. Пока новый 2,0-литровый двигатель Infiniti VC-Turbo не попадет в руки потребителей, большая часть обещаний относительно двигателя остается на бумаге.

Новый двигатель видеомагнитофона Nissan: стоит затраченных усилий?

Эта статья также появляется в

Подпишитесь сейчас »

Слишком сложная или красивая изысканность? Была обнажена трансмиссия первого в отрасли двигателя с регулируемой степенью сжатия Nissan KR20DDET.(Nissan)

Новый двигатель видеомагнитофона Nissan: стоит затраченных усилий?

2018-05-24 Рон Сешнс

Анонсированный на Парижском автосалоне 2016 года новый двигатель Nissan с регулируемой степенью сжатия, известный как VC Turbo, нажимает кнопку паузы, по крайней мере, на мгновение, на пути компании к полностью электрифицированному автомобилю будущего.Полностью производимый как KR20DDET, 2,0-литровый VC Turbo дебютирует в совершенно новом компактном роскошном внедорожнике Infiniti QX50 2019 года. Он получит значительные масштабы производства во втором заявленном заявлении — Nissan Altima 2019 года.

Как подробно описано в Техническом документе SAE 2018-01-0371, «Разработка нового 2-литрового бензинового двигателя VC-Turbo с первой в мире технологией переменной степени сжатия» (https://www.sae.org/publications/technical-papers/ content / 2018-01-0371 /), VC Turbo может плавно изменять ход поршня и эффективную степень сжатия от 8: 1 до 14: 1.Режим с низким уровнем сжатия предназначен для высоких энергозатрат и дорожных нагрузок, а режим с высоким уровнем сжатия — для крейсерских и легких нагрузок.

Несколько автопроизводителей изучали технологию VC, но столкнулись с трудностями, связанными с стоимостью, сложностью и надежностью. Nissan первым начал внедрять его в жизнь, став кульминацией двух десятилетий работы. По словам Шиничи Кига, главного инженера по силовым агрегатам, эффективность использования топлива только за счет использования VC составляет 8%.

Витрина кроссовера

В рамках полной переделки «дорога-крыша» новый QX50 переходит на совершенно новую платформу.Он отказывается от предыдущей компоновки с задним приводом, а поперечно установленный VC Turbo заменяет продольно установленный 3,7-литровый V6 и 7-ступенчатую автоматическую коробку передач. VC Turbo сочетается с бесступенчатой автоматической трансмиссией Xtronic, поставляемой Nissan JATCO. Доступны как передний привод, так и полный привод по запросу.

Поперечная трансмиссия более компактна, чем предыдущая продольная трансмиссия седана G35 на платформе FM. Новый QX50 на 206 мм короче от носа до хвоста по сравнению с предыдущей версией, но при этом имеет больше места для ног и грузового пространства на задних сиденьях.

Automotive Engineering пилотировал оснащенный VC Turbo QX50 2019 года на 257 км городских улиц Лос-Анджелеса, автострад и извилистых дорог каньона Малибу. Маленькие роскошные внедорожники на большинстве дорог Лос-Анджелеса не уступают ворам, и QX50 определенно был в своей стихии. Здесь очень ценится четкий отклик дроссельной заслонки — дороги с высокой балканизацией приводят к внезапным слияниям, исчезающим полосам движения, скрытым перекресткам и общему хаосу на дорогах. При номинальной мощности 268 л.с. (200 кВт) пиковая мощность нового QX50 ниже на 59 л.с. (44 кВт) по сравнению с прошлогодним V6.Но в гонках на светофоре главное значение имеет крутящий момент. И, как и в случае с конкурирующими турбо-четверками от Audi, BMW, Lexus и других, новый QX50 с турбонаддувом VC достигает своего пика, заявленного 280 фунт · фут (283 Н · м) при низких (1600) оборотах в минуту. Он остается в жирной части кривой крутящего момента до 4800 об / мин, давая ему здоровые отклики на средних и частичных оборотах.

Разгон от 0 до 97 км / ч теперь занимает около 6,5 секунд, что примерно на полсекунды меньше, чем у прошлогодней модели. Не то чтобы вы чувствовали себя обманутыми. Разгон по-прежнему близок к 2.0-L турбированные X3 и Q5. KR20DDET наматывает золотники быстро, а вариатор, хотя иногда и проявляет «пружинистость», без задержки меняет передаточные числа. Переход двигателя между режимами низкого и высокого сжатия осуществляется плавно и прозрачно. Даже если вы посмотрите на в значительной степени декоративный цифровой индикатор между спидометром и тахометром, который отображается, когда двигатель работает в режимах высокого сжатия (Power) или низкого сжатия (Eco), не будет слышно или тактильно ощущаться что-либо, происходящее под капотом.

Однако есть доли секунды воспринимаемого турбо-лага при нажатии на дроссель из состояния покоя. Ощущением могло быть то, что ремень вариатора мчится в нужное место на конусе, или вмешательство антипробуксовочной системы в карту дроссельной заслонки.
Новый VC Turbo имеет голос, отличный от рычания прошлогоднего V6, с выхлопом из двух труб (у прошлогодней модели был один выхлоп) немного выше и в верхнем диапазоне оборотов. Песня, которую он поет, почти итальянская. Модель 2019 года оснащена как активным шумоподавлением, работающим через аудиодинамики, чтобы нейтрализовать нежелательный грохот при движении по шоссе на низких оборотах, так и активным улучшением звука, чтобы подчеркнуть положительные моменты.
Есть подрулевые переключатели, которые позволяют водителю вызывать восемь смоделированных фиксированных передаточных чисел в вариаторе. Четыре выбираемых режима вождения — стандартный, спортивный, эко и личный — позволяют адаптировать карты дроссельной заслонки и передаточного числа.

Большое повышение эффективности

Почему компания Nissan пошла на убытки из-за возросшей стоимости и сложности двигателя с переменным сжатием? Экономия топлива. Компания ожидает увеличения экономии топлива QX50 на 27-30% с VC Turbo по сравнению с предыдущими 3.7-л V6. Окончательные цифры EPA еще не были доступны, когда эта статья была опубликована, но Infiniti оценивает, что QX50 2019 года с полным приводом достигнет комбинированного рейтинга 24 миль на галлон в городе / 30 миль на галлон на шоссе / 26 миль на галлон в сочетании.
Комбинированное число 26 миль на галлон всего на 1 милю на галлон лучше, чем объединенные оценки EPA для BMW X3 xDrive30i 2018 и Audi Q5 2018 года, и на 2 мили на галлон эффективнее, чем для AWD 2018 Lexus NX300. Эти конкуренты используют 4-цилиндровые двигатели с турбонаддувом, но без переменной компрессии.

В 100+ миль (161 км) от L.A. Вождение в мегаполисе, 3952 фунта (1793 кг) QX50 выдал 24 мили на галлон, в основном работая в режиме высокой нагрузки / низкой степени сжатия. Итак, реальный вопрос: насколько улучшение экономии топлива QX50 связано с уменьшением габаритов до 2,0-литрового 4-цилиндрового двигателя с турбонаддувом и насколько это связано с функцией переменного сжатия?

В то время как Кига-сан утверждал, что одна функция VC хороша для 8% экономии топлива, другие факторы включают переход на вариатор и общую экономию веса автомобиля примерно на 100 фунтов (45 кг).
Проблемы в оптимизации механизма VC включали обработку центральной консоли / приводов, которые изменяют ход поршня, сказал Кига. Допуски имеют решающее значение, продолжил он, и это одна из причин, по которой 4-цилиндровый двигатель VC Turbo собирается на том же заводе в Йокогаме, где производится высокопроизводительный Nissan GT-R V6.

Двигатели с изменяемой степенью сжатия: от Saab до Infiniti

Каков итог?

переменная степень сжатия по рецепту… НАМИ! — Авторевю

как работает двигатель с изменяемой степенью сжатия

Редакция рекомендует:

Хочу получать самые интересные статьи

Фирма Toyota запатентовала мотор с изменяемой степенью сжатия — ДРАЙВ

Бонус

Подробное объяснение принципа работы двигателя с переменным сжатием Infiniti

Вот как работает новый двигатель с переменным сжатие Infiniti: Видео

Если нужна максимальная мощность?

В 1948 году в Грузии сделали мотор с изменяемой степенью сжатия и опередили Infiniti

ДВС с изменяемой степенью сжатия Infiniti VC-Turbo

ДВС CITS V-Twin и патент на него

И еще одно видео о ДВС с изменяемой степенью сжатия от Infiniti VC-Turbo

Новинки от Toyota

Achates Power продолжает бороться со встречными поршнями

ДВС как ТНА или разгонный модуль ULA ACES

Еще один двигатель-генератор со свободным поршнем

Роторный двигатель от Advanced Innovative Engineering (UK) Ltd

Оригинальный роторный двигатель

Проект ДВС с отключением цилиндров и изменяемой степенью сжатия

Вот как именно работает двигатель Infiniti с переменным сжатием и почему

VC-Turbo | INFINITI

ЭТО ВСЕ МЕНЯЕТ

300 ПАТЕНТОВ И ПОДСЧЕТ, 20 ЛЕТ В СОЗДАНИИ

БЕЗУПРЕЧНАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ

ДВЕ СТОРОНЫ ПЕРВОГО В МИРЕ

НОВАЯ ПОРОДА ДВИГАТЕЛЯ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОПЛИВА НА 27% ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ БЕЗ VC.

ВЫСОКАЯ МОЩНОСТЬ, ЧЕМ МНОГИЕ ЧЕТЫРЕХЦИЛИНДРОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ БЕЗ VC.

10 ДБ ВИБРАЦИОННЫЙ ШУМ.НА 20 ДБ МЕНЬШЕ, ЧЕМ ДВИГАТЕЛИ БЕЗ VC.

Оставьте толпу позади

Infiniti с переменным сжатием дает небольшой прирост эффективности

Почему в 2020 году Агентство по охране окружающей среды для Infiniti QX50 сократило расход топлива?

Двигатель с регулируемой компрессией и кроссовер: обзор Infiniti QX50

Переменное сжатие, различные стили вождения

Внутренняя жизнь

Заднее сиденье

Двигатель с переменной степенью сжатия Infiniti: объяснение колдовства

Новый двигатель видеомагнитофона Nissan: стоит затраченных усилий?

Новый двигатель видеомагнитофона Nissan: стоит затраченных усилий?

Добавить комментарий Отменить ответ