Принцип увеличения гибкости характеристик современных автомобильных ДВС


    Насколько важно иметь совершенный код в программе для ее быстрой и качественной работы? Настолько же важно для ДВС тратить меньше энергии там, где этих затрат можно избежать.
    Прошлая статья из-за упрощений вызвала вопросы критического характера у части хабра-людей. В этой я попробую ответить на них подробнее как и обещал, а так же раскрыть один из основных принципов ДВС последних десятилетий упомянутый в статье «Эволюция развития автомобильных двигателей с начала 90-х годов.»

    Агрегаты с гибкой характеристикой срабатывания в ДВС


    Первым, и наверно самым известным примером повышения гибкости характеристик в ДВС стали гидрокомпенсаторы, обеспечившие отказ от теплового зазора и более плавную работу клапанов.


    Саморегуляция и плавность работы гидравлики так же использовалась и в других узлах и агрегатах ДВС.

    Например гидронатяжители цепи обеспечили те же преимущества что и толкатели, но наиболее ярким примером триумфа гидравлики можно считать систему Fiat MultiAir.


    Двигатель, как и машина, где устанавливается данная система уникальны сами по себе, поэтому остановимся лишь на отдельных моментах.

    Так из видео видно, что пока гидравлическим способом открывается только клапан впуска, но далее я покажу что и на клапан выпуска так же есть воздействие в другой системе, связанной с полным управлением процесса закрытия клапанов. Поэтому фактически гидравлика на сегодня уже способна управлять практически всеми процессами в ГБЦ. Поразительно, но при всей сложности системы ее работа является оправданием-примером перспектив следующего этапа — электро клапанов.
    Есть правда и компромиссный вариант от koenigsegg

    Следующий пример — регулируемый маслонасос уже можно считать скорее давно ожидаемой доработкой, чем техническим прорывом.


    Как видно сложность работы тут оправдана оптимизированным диапазоном работы.

    Последующий «гидравлический» пример — система впрыска, где происходили действительно революционные изменения.

    Начнем пожалуй с того факта что переход от моно-впрыска к распределенному, а далее к непосредственному у бензиновых моторов затронул целый ряд характеристик.



    Таких, как давление впрыска, время цикла впрыска и цену на это оборудование (последнее наверно самый очевидный момент).

    Давление впрыска — при разных режимах работы двигателя может быть от 3 до 11 МПа.

    Время цикла впрыска может изменятся (а иногда впрыск может проходить за один рабочий такт до нескольких раз).

    Прямой впрыск способен обеспечить шесть вариантов смешивания топлива.

    • послойное распределение смеси;
    • гомогенная смесь;
    • гомогенно-обедненная смесь;
    • гомогенно-послойное распределение смеси;
    • двойной впрыск для защиты двигателя от детонации;
    • двойной впрыск для разогрева нейтрализатора.

    Цена последнего вида впрыска считается самой высокой для бензиновых ДВС (поэтому не случайно появления комбинированных систем впрыска).

    Одним из возможных вариантов удешевления прямого впрыска являются форсунки Orbital.
    Принцип работы тут такой — воздух к воздушным жиклерам поступает в сжатом виде от специального компрессора при давлении 0,65 МПа. Давление топлива составляет 0,8 МПа. Сначала срабатывает топливный жиклер, а затем в нужный момент и воздушный, поэтому в цилиндр, мощным факелом впрыскивается топливно-воздушная смесь в виде аэрозоля.
    Форсунка, установленная в головке цилиндра рядом со свечой зажигания, впрыскивает топливно-воздушную струю непосредственно на электроды свечи зажигания, что обеспечивает ее хорошее воспламенение.
    Ford Sci ( Smart Charge injection), Mitsubishi GDI (Gasoline Direct Injection), VW FSI (Fuel Stratified Injection), HPi (High Pressure Injection), Mersedes Benz CGI, Renault IDE, SCC (Saab Combustion Control. Отличительной особенностью системы является интеграция свечи зажигания и инжектора в один модуль(SPI). С помощью сжатого воздуха топливо попадает напрямую в блок цилиндров и тут же воспламеняется.) — все эти системы различные варианты прямого впрыска.
    У дизельных моторов различия в топливной аппаратуре стали менее значимы, так как они изначально были с прямым впрыском. Тут рост давления впрыска был попутным фактором, и больше сказывалось улучшенное управление процессами. Механические форсунки у дизеля сейчас практически везде заменены на электромеханические. У «дизелей» как и у бензиновых с прямым впрыском так же присутствует «многоимпульсный режим» ( впрыск за один цикл от 1 до 7 раз).


    Главное противостояние в дизель-технологиях впрыска идет между индивидуальными насос-форсунками и системой Common Rail.

    Еще одним значимым изменением в системе впрыска стало увеличение количества и качества датчиков используемых для коррекции впрыска. Система управления двигателем<на данный момент имеет все больше данных для обработки и коррекции напрямую, а не разными обходными путями, как это было ранее.

    На ранних этапах становления электронных систем управления двигателем процесс ручной настройки впрыска через ЭСУД напоминал работу с Big Data. И там, и там в принципе не знаешь точно конечный результат в начале процесса, но все же надеешься нащупать «золотое дно». При ручной настройке впрыска рассчитывать приходилось только на опыт и интуицию, чтоб получить нужный результат.

    В системе зажигания преобразования так же прошли в сторону повышения мощности и точности работы.


    Контактное зажигание с одной катушкой сменило бесконтактное (с одной, а далее с двумя катушками), а итогом развития стали индивидуальные катушки зажигания на каждом цилиндре.
    небольшая отсылка к предыдущей статье — есть так же и две катушки зажигания на весь мотор, которые из-за особенностей работы дают искру два раза за цикл (причем одна искра проходит в цилиндре не в такте зажигания).
    Электро генерация так же стала экономнее, так одним из итогов развития стал отключаемый генератор.


    Принцип работы тут следующий — когда машина замедляется, генератор включается на максимальный режим работы. При последующем ускорении… отключается до определенных пределов, которые зависят от ряда параметров. Такой режим работы позволяет распределять нагрузку лучше, так как при торможении двигателем дополнительное сопротивление оказывает генератор, а при ускорении он наоборот — снимает нагрузку с ДВС.

    Генератор с муфтой INA.
    Кондиционер с помощью то же с помощью отключаемой муфты стал экономнее. Теперь он не нагружает вал «холостой» работой компрессора.
    Турбина как элемент изначально мало подверженный усложнению все же стала «гибче».


    Но не всегда выхлопные газы выходят в «трубу», иногда часть из них «возвращается» обратно в камеру сгорания.


    Работа этой системы позволяет регулировать температуру в камере сгорания за счет рециркуляции выхлопных газов (Бывают системы с охлаждением выпускных газов, и без, при рециркуляции).

    Последним «невозможным» преобразованием на данный момент можно считать цикл Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI).


    Смысл данной технологии объединить 2 типа сгорания топлива в одном моторе. При применении этого цикла становится возможным сжигать смесь бензина как с помощью свечи, так и по «дизельному» (с помощью сжатия).

    Агрегаты потерявшие механическую связь с ДВС


    Под это определение первым подпадает бензонасос.

    В большинстве современных инжекторных автомобилей этот агрегат, как правило, размещен в бензобаке, имеет незначительные различия по конструкции… и полностью лишен какой-либо механической связи с ДВС. Правда сейчас уже даже в качестве тюнинга научились ставить электрический бензонасос даже на карбюраторные машины.

    Эффективность его работы выросла, особенно после того как стали устанавливать системы без «обратки» (подачи топлива по обратному каналу в бензобак).

    Следующий чисто электрически «связанный» элемент — дроссельная заслонка, которая традиционно всегда была связана с педалью газа, но теперь это «независимый» от педали элемент.


    Дело в том что с точки зрения работы различных взаимосвязанных систем в двигателе не всегда нужно напрямую воздействовать на заслонку и прямая связь тут скорее помеха, чем помощь. Поэтому в силу многих причин разделение на педаль газа (Потенцио́метр) и заслонку с электроприводом вполне оправданно. Определенную роль во внедрении электро-дросселя так же сыграли и нормы токсичности выхлопа.

    Последующей системой потерявшей «связи» стала система охлаждения.

    Про электро-вентилятор охлаждения думаю уже все знают (хотя ранее в 90-х было еще такое понятие как привод через вязкостную муфту вентилятора охлаждения).

    Замена вискомуфты на электровентилятор и сейчас актуальна.

    А вот про наличие 2 контуров охлаждения отдельно для ГБЦ и блока цилиндров?


    Все это «приправлено» тем что термостаты тут более «шустрые» т. е. То же потерявшие прямую физическую взаимосвязь за счет внедрения электрической составляющей (поэтому быстродействие тут зависит уже не столько от воздействия температуры на рабочий расширяющийся элемент, а от работы нагревающего элемента внутри).



    Разделение контуров на ГБЦ и Блок цилиндров позволило поддерживать различную температуру охлаждающей жидкости в них. В отличие от стандартной, в двухконтурной системе охлаждения обеспечивается температура в головке блока цилиндров в пределе 87°С, в блоке цилиндров – 105°С.

    Так как в контуре головки блока цилиндров должна поддерживаться более низкая температура, то в нем циркулирует больший объем охлаждающей жидкости (порядка 2/3 от общего объема). Остальная охлаждающая жидкость циркулирует в контуре блока цилиндров.
    При запуске двигателя оба термостата закрыты. Обеспечивается быстрый прогрев двигателя. Охлаждающая жидкость циркулирует по малому кругу контура головки блока цилиндров: от насоса через головку блока цилиндров, теплообменник отопителя, масляный радиатор и далее в расширительный бачок. Данный цикл осуществляется до достижения охлаждающей жидкостью температуры 87°С.

    При температуре 87°С открывается термостат контура головки блока цилиндров и охлаждающая жидкость начинает циркулировать по большому кругу: от насоса через головку блока цилиндров, теплообменник отопителя, масляный радиатор, открытый термостат, радиатор и далее через расширительный бачок. Данный цикл осуществляется до достижения охлаждающей жидкостью в блоке цилиндров температуры 105°С.

    При температуре 105°С открывается термостат контура блока цилиндров и в нем начинает циркулировать жидкость. При этом в контуре головки блока цилиндров всегда поддерживается температура на уровне 87°С.

    Последним достойным упоминания можно назвать электро-помпу BMW. Решение «электрофицировать» водяной насос рискованное, так как требует не малых энергозатрат, и наверно поэтому не встречается пока у большинства остальных автопроизводителей. Применяется электрическая помпа на двигателях N52: E60, E61, E63, E64, E65, E66, E87, E90, E91.

    Помимо непосредственно навесного оборудования связанного с работой ДВС, механическую связь потерял гидроусилитель… став в некоторых случаях электрогидроусилителем, и в максимуме — электроусилителем.


    «Гибкие» в зависимости от оборотов...


    В предыдущей статье был вопрос — «а может ли работать 4-х клапанный ДВС без части клапанов, или вообще без них?»

    Ответ прост — не только может, но и работает (правда есть нюансы).

    Технология Twinport от Опель позволяет обходиться и 3-мя в режиме частичных нагрузок.



    Причина такой частичной работы кроется в снижении наполняемости цилиндра воздухом при частично открытой дроссельной заслонке при небольшой нагрузке на двигатель. Эту проблему частично решает рециркуляция выхлопных газов (EGR), но немецкие инженеры посчитали что этого недостаточно. Для увеличения скорости воздушного потока они решили «заткнуть» один впускной клапан заслонкой (на фото справа), что позволило закрутить поток воздуха и увеличить его скорость.

    В итоге применение Twinport экономит 6% топлива на двигателе объемом 1.6 л. В общем совместно с EGR экономия может доходить до 10%.

    Подобная система применяется Opel и на двигателях с прямым впрыском топлива.
    на рено шафран для создания завихрения в цилиндре использовали форсунку впрыска воздуха в камере сгорания. Впрыск воздуха улучшает процесс сгорания на малых оборотах, оптимизируя сгорание топлива, что обеспечивает экономию топлива от 8 до 14 %.

    Занимательно, но факт что впрыск воздуха в последствии еще использовался в выпускном тракте для улучшения экологии выхлопа холодного двигателя, а в суперкаре Koenigsegg Jesko сжатый воздух так же впрыскивается в выпускной тракт чтобы… раскрутить турбину для устранения турболага.
    Следующая система более радикально подходит к вопросу деактивации клапанов.

    Принцип схож с big.LITTLE .

    В одном моторе, при полном отключении клапанов в нескольких цилиндрах, появляется возможность получить меньший рабочий объем для экономии топлива.



    Volkswagen cylinder deactivation technology



    Audi A1 Sportback 1.4 TSI при 4 цилиндровом моторе способен с помощью системы отключения цилиндров «превращаться» при оборотах 1400 до 4000 об/мин (частичная нагрузка) в двухцилиндровый!
    Honda Variable Cylinder Management


    Был и отечественный аналог подобной системы.

    Профессор П. И. Андрусенко в 1967 году предложил более простой способ регулировки мощности ДВС — отключение отдельных рабочих циклов. В 1996 году совместно с «АвтоВазом» это метод рекламировался на выставке в Детройте.

    Принцип работы идеи профессора простой, надо лишь отключать подачу топлива в разные цилиндры, что и обеспечит получение необходимого количества энергии в данный момент. Реализуется это с помощью управления впрыском, а дроссельная заслонка во всем диапазоне изменения нагрузок мотора остается полностью открытой! (напомню что в системе BMW Valvetronic то же есть дроссельная заслонка, которая полностью открыта для повышения индикаторного К.П.Д., но там это «страховка» на случай выхода из строя системы).

    Преимущества системы:

    • На режиме частичных нагрузок 20 — 23% с уменьшением токсичности в 2.5 — 4 раза.
    • Расход топлива на холостом ходу сокращается в два раза.

    Отличия от используемых сейчас.

    • Количество отключаемых циклов может быть любым. Работа ДВС в данном режиме может быть оптимизирована по составу топлива в широком диапазоне оборотов и нагрузок.
    • При регулировании мощности отключением цилиндров изменяется их температурный режим, так как они остаются незадействованными в течение длительного времени. При методе ДРЦ пропущенные циклы приходятся на различные цилиндры, поэтому они практически не успевают охлаждаться.
    • Не требуется серьезных изменений конструкции ДВС.


    Сдвиг фаз.

    Следующая технология манипуляции работы клапанов — фазовращатели. Технология сдвига фаз с успехом улучшила идею 4-х клапанов, и по исполнению настолько простая что «добрались» и до моторов АвтоВаза.

    Суть процесса состоит в том, чтобы изменять время открытия клапанов в цилиндре в зависимости от роста оборотов двигателя. Причина тут простая — сгорание топлива на более высоких оборотах происходит не так быстро, а значит нужно время для «продувки-открытия» клапанов выставлять раньше. Достигается это небольшим смещением распределительного вала с помощью гидроуправляемой муфты.

    VVT-i


    BMW VANOS


    «дедушкой» сдвига фаз принято считать разрезную шестерню.

    В основном разрезная шестерня используется в тюнинге и… при несовершенстве некоторых моторов так как позволяет установить «правильные» фазы открытия и закрытия клапанов.
    Регулирование высоты подъема клапана.

    Кроме сдвига, используется и еще одна «гибкая» технология — «подъем клапанов».

    MITSUBISHI MIVEC


    Honda VTEC


    BMW Valvetronic


    Variocam Porsche


    Последним достижением ДВС на данный момент является изменяемая характеристика степени сжатия.

    Примеры подобной системы от шведов


    и немецкий аналог…


    По итогу развития эти системы так и не нашли применения, но вот Nissan решил исправить ситуацию, и представил свой серийный вариант системы.



    Несмотря на сложность этого мотора ему далеко до главного лидера по «гибкости» — гибридного привода Toyota Prius.


    Сочетание совместной работы двигателя по циклу Аткинсона (Миллера) с электромотором дает недостижимый для обычных ДВС расход топлива, экологию выхлопа и КПД.

    Таким образом развитие двигателей внутреннего сгорания пришло к закономерному итогу электрификации, и даже запустились процессы обратные всей тенденции развития моторов до этого момента.

    P.S. Период с начала 80-х по наше время смело можно назвать временем отсечения лишних затрат в ДВС. О параллельном процессе — миниатюризации ДВС (даунсайзинге) будет в следующей статье.

    P.P.S. Если у вас есть примеры-аналогии из it-сферы по перечисленным ДВС-технологиям можете написать ниже в комментариях (лучшее добавлю в статью).
    Поделиться публикацией
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 55

      –1
      Период с начала 80-х по наше время смело можно назвать временем отсечения лишних затрат в ДВС

      off Имхо прежде всего уменьшение затрат для производителя, уменьшение доли двигателя в стоимости автомобиля. Двигатели для массовых моделей стали практически одноразовыми, слабо пригодными к капремонту. Другая сторона — низкая стоимость двигателя позволят менять его целиком, вопрос только если это имеет смысл. Подозреваю, что в автономных автомобилях основная стоимость будет не в двигателе и трансмиссии.
        0
        Интереса ради, а сколько сейчас стоит двигатель с завода?
          0

          Я приценивался купить новый на свой citroen c5, новый двигатель в сборе около 400к

            0
            Новый оригинальный двигатель производства «АвтоВАЗ» без навесного оборудования (голый, без систем впуска, выпуска, и т.п.) К7М инжекторный 8-клапанный 1,6л. 95 000 ₽ – 115 000 ₽

            Б/у предложения исправных двигателей (возможно с битых авто), например Renault Logan примерно 30 тыс.
          0
          Кстати вот по части Приуса, интуитивно кажется что с циклом Аткинсона компрессия должна быть низкой, но вот на Драйве замеряли и намерили более 10, вроде как на двигателе зубилы, классическом донельзя, столько же.
            0
            При работе по циклу Миллера (цикл Аткинсона, на самом деле, никем не применяется) степень сжатия ровно такая же, как на обычном двигателе, работающем по циклу Отто.
            А вот степень расширения — выше, что в определённых (далеко не любых) условиях даёт возможность снять дополнительную энергию, то есть повысить КПД.
            0
            Отличные материалы у вас! Долгожданная автотема
              +4
              На мой взгляд надежность современных двигателей достаточная для пробега 300т.км и более км, особенно у японских машин. Посомтрите какое количество машин с пробегом более 300 т.р. продается в Дубае и Саудовской Аравии. Особенно обратите внимание на состояние этих «одноразовых» машин.
              Единственное отличие от российских условий — разумная эксплуатация, грамотный сервис строго по мануалу, нормальный бензин и дороги. Если считаете, что в официальных сервисах с вашей машиной всегда работают трезвые механики, то это далеко не факт даже в Мск.
              В российских условиях «надежными» окзываются только машины, имеющие совершенно нерациональный для нормального использования ресурс, за который никто не хочет платить.
              Теперь посмотрите на пробег и состяние машин в центральной Африке. При этом для привезенных из Европы/ USA/Японии пробег не указывается.)
              Сейчас автомобильная промышленность оптимизирована под другие условия: бережную и грамотную эксплуатацию, жесткие требования экологов и разумные зарплаты. Повторюсь, 95% покупателей не готовы платить за то, что им не нужно. Для остальных 5% есть простые неубиваемые легковые машины типа Логана, Рио, Короллы или Nissan Pick-Up.
              В коммерческом транспорте, где готовы платить за ресурс машины пробеги измеряются миллионами километров в цивилизованных или сотнями тысяч в «африканских» условиях
              Думаю то же самое будет и для автономных машин, где малый пробег будет экономически неоправданным из-за высокой стоимости электронного оборудования: миллионные пробеги при нормальной эксплуатации и сотни тысяч для РФ.
              При этом все будут жаловаться на одноразовые машины и тупой автопилот, который не умеет объезжать ямы. Будут каждый год менять подвеску в сборе, потому что ведь проще поменять подвеску, чем сделать дороги?
                0
                Надежность агрегатов 90-20х годов выше чем современных, технологичность решений — ниже, ремонт дешевле, реальные, а не декларируемые показатели мощности и расхода топлива примерно на том же уровне что и у современных авто. Работают надежнее, значит требуют меньше ремонтов и запчастей, не жрут масло и в целом меньше вредят экологии.

                Непонятно как вы оцениваете состояние авто по количеству продаваемых машин.
                Если почтитать материалы механиков работающих в зарубежных дилершипах, там те же самые некомпетентность, отсутствие здравого смысла и различная корпоративная шиза, приправленая хорошим ценником нормочаса. Точно такие же клиенты которые не хотят тратить нелишние $ и ездят на одном масле по 20к.
                  +1

                  Новый коммерческий дизельный форд уехал на капиталку двигателя через 50ткм пробега.
                  Крайне мало современных бензиновых авто в состоянии проехать 300ткм без существенных проблем. Повышение температуры термостатирования никак не добавляет надежности. Многие к 100ткм начинают масло есть как не в себя. В итоге это приводит к печальке очень быстро.

                  +2
                  про системы изменения степени сжатия раньше не слышал, и, увидев здесь, офигел от того, какая это лютейшая дичь ))) представляю, как далеко в дебри амазонских лесов пришлось забраться конструкторам, чтобы достать настолько забористые и настолько «расширяющие сознание» вещества, под которыми, без сомнения, были спроектированы данные системы )))
                    +1

                    шикарная вещь. хотя мне больше нравится вариант от сааба, где наклонялась головка цилиндров.

                      0
                      на самом деле нет. Конструкции с изменением степени сжатия предлагались уже сто лет назад. Тогда это было гораздо актуальнее, чем сейчас — очень уж нестабильными были свойства бензина.
                      Но всё это требует механики, то есть усложнения, порождающего проблемы. Победила, в результате, схема с управлением через усложнение только распредвала: фазовращатели и цикл Миллера. Прямого управления степенью сжатия там нет — за ненадобностью. Но, при нужде, сделать — легко. Поздним закрытием впускных клапанов или поздним их открытием, на вкус. Правда, вариант с поздним открытием должен давать больше потерь.
                      0
                      Интересно, почему до сих пор клапана с электроприводом не применяются?
                      И открывать можно в любых комбинациях, и фазы двигать как угодно, и ГРМ не нужен со всеми его ремнями и распредвалами.
                        +1
                        Наиболее часто упоминаемая причина необходимость перехода на 24 и более вольт в системе электрооборудования для привода клапанов. Из неофициальных — надежность на долгий период слабая по мере износа привода, поэтому «переходные» варианты и тестят (электро-пневмо привод и тот же мульти-аир на фиате).

                        Но самое интересное что с переходом на гибриды эти проблемы могут решится значительно легче, поэтому наверно «чистые» электро-клапаны это именно для этих машин на будущее.
                          0
                          Я слышал такую версию: для того, чтобы обеспечить высокую мощность, нужно, чтобы двигатель развивал высокие обороты. Чем выше обороты, тем чаще должны подниматься/опускаться клапаны, тем выше их линейные скорости движения, тем выше инерция. Для того, чтобы преодолеть инерцию клапана и предотвратить его «зависние», нужно ставить более мощную пружину. А для того, чтобы преодолеть споротивление этой пружины, размер электромагнита, приводящего клапан в движение, должен быть очень большим. Поэтому ни одного серийного авто с такой системой и нету (по крайней мере, мне о них неизвестно).
                          А по поводу 24 в — версия не выдерживает критики, существуют даже легковые автомобили с электросистемой на 24 в (не совсем легковой, конечно — утилитарный внедорожник, но всё же). Простота и надёжность? Что может быть проще и надежнее соленоида, толкающего клапан в нужный момент? Уж точно надёжнее нагромождения пневмо-гидравлических систем. По такому же принципу устроены клапаны в автоматической трансмиссии, и конец им приходит, когда они забиваются/повреждаются продуктами износа других частей. Но вот размер таких соленодиов получается совершенно гигантский.
                            0
                            для того, чтобы обеспечить высокую мощность, нужно, чтобы двигатель развивал высокие обороты. Чем выше обороты, тем чаще должны подниматься/опускаться клапаны, тем выше их линейные скорости движения, тем выше инерция. Для того, чтобы преодолеть инерцию клапана и предотвратить его «зависние», нужно ставить более мощную пружину. А для того, чтобы преодолеть споротивление этой пружины, размер электромагнита, приводящего клапан в движение, должен быть очень большим.

                            Да в теории все верно. но есть еще привод без пружин, который не славится надежностью, но проблему инерции решает.

                            А по поводу 24 в — версия не выдерживает критики, существуют даже легковые автомобили с электросистемой на 24 в (не совсем легковой, конечно — утилитарный внедорожник, но всё же).

                            Тоже сомневался в этом, но заявленная причина именно такая. В других источниках говорится о высоком энергопотреблении системы, что создает проблемы для генератора (который и так перегружен сейчас потребителями на борту).

                            Простота и надёжность? Что может быть проще и надежнее соленоида, толкающего клапан в нужный момент?

                            По аналогии с тормозной системой я думаю важна еще безопасность при отказе. Сейчас электронным ручником уже не удивишь, а далее ведь идут гибридные тормозные системы (задние тормоза с электроприводом, передние «классические»). Так же с соленоидом в ДВС — сомневаюсь что его отказоустойчивость будет на высоте при длительной эксплуатации, а при зависании можно и клапана погнуть? (тут опять же аналогия с мотор-колесами напрашивается при электромагнитной подвеске — на последней версии таких колес стоят пружины, чтобы в случае отказа все таки продолжить движение т.е. от идеи чистого соленоида при колебаниях подвески отказались).

                            Система с промежуточным звеном (гидравлика, пневматика, пружины) обычно и применяется когда не уверены в надежности «чистой» системы.

                              0
                              но есть еще привод без пружин

                              Ух ты какая дичь! А почему кулачков так много? Или это уже противовесы?
                                0
                                Нет именно кулачки, просто привод получается привязан как бы к двум коромыслам (одно для движения вверх, другое вниз).

                                По поводу 24 вольтовой ошибся… это все про 48 вольтовую. Тут подробнее, но не про клапаны.

                                ИМХО. Думаю электроклапаны все таки будут применять, но скорее всего это уже будет идти прицепом с электротурбиной (то что пытается внедрить Ауди), и электро-маслонасосом, когда начнут «выжимать» еще больше энергии из ДВС ( bmw например пытается выжать электроэнергию из тепла, но есть и другие варианты).
                                  0
                                  Электротурбина уже пять лет используют в Ф1, и это означает, что в гражданские машины она неизбежно придёт. Технических проблем, считай, уже нет, есть ограничение в стоимости моторов и генераторов с отдачей 6квт на килограмм веса (в ф1 именно такие).
                              0
                              Первое — проблема пружины — решается десмодромным приводом клапанов, благо соленоид для этого нужен даже меньшей мощности, чем в варианте с пружиной.

                              Второе — проблема напряжения — вообще не проблема. Сейчас 48в распространяются и, вероятно, такое напряжение станет стандартным в машинах следующих поколений.
                            0
                            главная проблема в работе соленоидов при высокой температуре, клапаны ведь очень горячие.
                            Но недавно появилась остроумная технология: между соленоидами и клапанами стоят гидрокомпенсаторы, но не традиционные. В обычных ГК масло, причём, можно сказать, статически. В этих — охлаждающая жидкость, по сути — вода. Это, во-первых, улучшает точность работы, так как вода «жёстче» масла. Во-вторых, ГК делаются проточными, ОЖ в них обновляется. Таким образом обеспечивается охлаждение, необходимое соленоидам. Пока технология в серию не пошла, может и вовсе «не взлетит». Но если получится — под конец развития ДВС получат неплохие характеристики и механическое упрощение (минус заслонки, минус распредвал и его привод).
                              0
                              Тема с охлаждаемыми ГК конечно интересная. Ссылку можно?
                                0
                                где-то на nplus1 проходила информация. Я не фиксировался на этом, так что и ссылку точную не запоминал. Впрочем, если с этой технологией удастся — описания станут попадаться чаще. Так что можно просто подожать.
                            0
                            У меня Атикинсон на Optima PHEV
                            Из недостатков — шумный, когда в горку едешь 100кмч
                              0
                              Цикл Аткинсона нигде, на самом деле, не применяется. Вообще нигде.
                              Применяется цикл Миллера (хотя японские компании почему-то продолжают твердить про Аткинсона). И он применяется уже многими, те же новые TSI 1.5 и 2.0 тоже по Миллеру умеют работать.
                              Но. По циклу Миллера работают только на частичных нагрузках и средних оборотах (на малых оборотах неустойчив, на высоких оборотах не даёт экономии). В горку на скорости двигатель работает на старом добром цикле Отто, обычном для бензиновых ДВС.
                              0
                              1. Вопрос автору: что такое гомогенно-послойное распределение смеси?
                                2.Обгонная муфта на шкиве генератора нужна для уменьшения нагрузки на ремень и продления срока его службы.
                                3.Электромагнитная муфта на шкиве компрессора кондиционера просто вкл/выкл. кондиционер. Для экономии топлива применяют компрессоры переменной производительности.
                                0
                                что такое гомогенно-послойное распределение смеси?

                                Переходный режим между гомогенным (обычным впрыском с достаточным количеством воздуха ) и послойным (работой на обедненных смесях с избытком воздуха).
                                2.Обгонная муфта на шкиве генератора нужна для уменьшения нагрузки на ремень и продления срока его службы.
                                3.Электромагнитная муфта на шкиве компрессора кондиционера просто вкл/выкл. кондиционер. Для экономии топлива применяют компрессоры переменной производительности.

                                В обоих случаях это экономия, так как на вращение в холостую этих агрегатов так же тратится часть энергии ДВС (гидроусилитель в этом случае конечно больше отбирает… поэтому его первым и «лишили» прямого привода от двигателя, заменив на аналоги электрогидроусилителя и электроусилителя).
                                  0
                                  1. Впрыск топлива из нескольких порций (обычно трёх), что даёт с учётом движения поршня более равномерное (гомогенное) распределение концентрации горючей смеси в цилиндре.
                                  2. Вы правы, обгонная муфта снижает нагрузки на ремень при торможении, когда скорость вращения двигателя резко падает, а генератор (и прочие агрегаты, навешенные на ремень) вращаются ещё быстро.
                                  3. Электромагнитная муфта никакого отношения к экономии топлива не имеет. Она обеспечивает равномерность охлаждения и включается/отключается по датчику температуры на испарителе. Компрессор переменной производительности тоже не имеет отношения к экономии, он обеспечивает более ровную тепловую производительность кондиционера. Обычный работает благодаря муфте в режиме «то потухнет, то погаснет» и создаёт проблемы работе климат-контроля в прохладную погоду.
                                    0
                                    Электромагнитная муфта никакого отношения к экономии топлива не имеет.

                                    Опять юморите… возможно вы знаете откуда компрессор кондиционера берет энергию в автомобиле для своей работы? И как отъем этой энергии влияет на расход? Ну и заключительное — зачем собственно переменный режим производительности? (последний вопрос сложный — поэтому отдаленный пример тут, в ссылке даже примеры из авто-мира есть для лучшего понимания)

                                    Подсказка: есть компрессоры без электромагнитной муфты на автомобилях (2 вида — один вызывает много нецензурных слов у ремонтников по факту своего устройства, а другой наоборот прост как двери, но имеет ограниченное применение)
                                      0
                                      Вы, как уже неоднократно продемонстрировали, тупо не понимаете, как что работает.
                                      Итак:
                                      В кондиционере (традиционном) охлаждение происходит, когда муфта замкнута. Компрессор работает, на испарителе происходит охлаждение. В какой-то момент выполняется одно из условий:
                                      — температура на испарителе (а, значит, и давление в этом контуре) стала ниже допустимой, что может привести к его обмерзанию или к слишком большому перепаду давлений внутри кондея.
                                      — температура в салоне сравнялась с заданной.
                                      Управлять интенсивностью работы кондиционера нельзя, компрессор работает так, как его шкив крутит. Потому при достижении этого условия (бывает и больше датчиков, например, по температуре в салоне, но это ничего не меняет) муфта размыкается.
                                      Когда температура на испарителе повысится — муфта снова замыкается.
                                      В этом алгоритме нигде ничего про экономичность не вставить: если размыкать муфту, то кондиционер не будет исполнять свою роль, не будет охлаждать салон.

                                      Подобная прерывистая работа обходится дёшево, но температура воздуха, подаваемого в салон, меняется ступеньками (муфта замкнута — холодеет, муфта разомкнута — теплеет). И нагрузка на двигатель меняется рывком, что на многих двигателях (объёмом меньше двух литров) легко заметить.

                                      Есть вариант отключения кондиционера при разгоне, муфта размыкается, чтобы снизить нагрузку на двигатель. Но, опять же, к экономии это не имеет никакого отношения, а только к динамике разгона.

                                      Прерывистость работы поддерживается ещё и тем, что компрессор строго следует в своей производительности за оборотами двигателя. Если ехать на 1500 оборотах, муфта щёлкает реже, поедешь на 3000 — будет размыкаться/смыкаться чаще.

                                      Версии без электромагнитной муфты делают то же самое, но на более примитивном механическом управлении.

                                      Чтобы избежать этой прерывистости, стали ставить компрессоры переменной производительности. Вот, собственно, и всё. Никакого отношения к экономии это не имеет. Её, экономии, добиваются оптимизацией кондиционера, улучшением его конструкции — но не этими алгоритмами.

                                      Который раз пишу Вам: энтузиазм в раскапывании информации надо бы подкреплять работой ума по пониманию найденного. А так у Вас получается просто свалка обрывочных данных. Для гаражного форума, может, и нормально, но на хабре хотелось бы видеть что-то получше обработанное.
                                        0
                                        Рад что вы объяснили принцип так объемно… но почему вы не задались вопросом более простым? Давайте сравним два факта.

                                        Если кондиционер не работает при электромагнитной муфте привод ремня раскручивает только муфту…
                                        Если кондиционер не работает при отсутствии данного устройства (муфты) то он раскручивает в холостую компрессор? Мало это в плане затрат энергии? А в рамках использования либо не использования кондиционера за год? Два?

                                        А так у Вас получается просто свалка обрывочных данных. Для гаражного форума, может, и нормально, но на хабре хотелось бы видеть что-то получше обработанное.

                                        К сожалению я наверно так и не узнаю что вы имеете ввиду в этом плане даже в рамках личных сообщений. Что для вас лучше обработанное, а что нет? Как это по вашему должно выглядеть и т.д. Согласитесь трудно понять что имеется ввиду когда попытка выяснить натыкается на уход от темы и молчание.
                                          0
                                          раскручивает в холостую компрессор?
                                          ну, это что-то древнее и тупое, что толку об этом говорить.
                                          Давайте сравним два факта.
                                          Вижу, Вы опять не поняли. Объясню с другой стороны и «по слогам»:
                                          Кондиционер должен охлаждать воздух в салоне.
                                          Для этого ему нужна определённая тепловая производительность и, соответственно КПД, определённая мощность на валу компрессора.
                                          Компрессор делают с запасом по мощности, чтобы можно было охлаждать в жару.
                                          В более умеренную погоду непрерывная работа компрессора приведёт к переохлаждению салона.
                                          Ровно потому компрессор периодически отключают, чтобы получить нужную сумму энергии.

                                          При наличии компрессора переменной производительности того же добиваются плавным регулированием.

                                          И нигде не отключают ради экономии, потому что тогда в салоне будет не комфортно — а это целевая функция. Экономить можно, только просто отключив систему вообще.
                                          К сожалению я наверно так и не узнаю что вы имеете ввиду в этом плане даже в рамках личных сообщений.
                                          Я писал Вам в личку. И неоднократно указывал, что именно имею в виду. Вы же продолжаете, и только. Печально. Что ж, повторюсь:
                                          1. Вы нагромождаете вырванную из контекста информацию без понимания сути работы упоминаемых систем.
                                          2. Вы заявляете, что перечисленное связано общим принципом, в данном случае «гибкостью». При этом большинство (а в прошлый раз — ни один) из приводимых примеров не относится к заявленному. В прошлый раз я дал подробный ответ по каждому случаю, в этот раз уже не буду — не помогает.

                                          На любой же конкретный вопрос я могу дать конкретный ответ.
                                            0
                                            ну, это что-то древнее и тупое, что толку об этом говорить.

                                            немного про «древнее тупое»… скажем так не все так, а скорее вообще наоборот.

                                            1. Вы нагромождаете вырванную из контекста информацию без понимания сути работы упоминаемых систем.
                                            2. Вы заявляете, что перечисленное связано общим принципом, в данном случае «гибкостью». При этом большинство (а в прошлый раз — ни один) из приводимых примеров не относится к заявленному. В прошлый раз я дал подробный ответ по каждому случаю, в этот раз уже не буду — не помогает.

                                            В прошлый раз… вы сами в своем сообщении написали про ряд примеров которые подходят ( по вашим же словам). Точнее надо быть. Возможно вы лучше понимаете суть работы тогда про EGR будет интересно послушать. Пишите!

                                            по поводу «гибкости» что же по вашему не подходит? Безусловно это упрощение для общего понимания, но разве хоть один из примеров это не система которая по итогу стала обладать более плавной характеристикой работы чем раньше?
                                              0
                                              немного про «древнее тупое»… скажем так не все так, а скорее вообще наоборот.
                                              Вы опять всё перепутали… впрочем, судя по подобным источникам данных — не удивительно :-)

                                              Кондиционеры изначально были без электромагнитной муфты. Была с механическим управлением, которая либо его включала либо отключала. Работал кондиционер, можно сказать, прямолинейно: водитель решал, жарко в салоне или уже слишком холодно.

                                              Довольно быстро перешли к электромагнитным муфтам, у которых отключением муфты достигается согласование с требуемой степенью охлаждения.

                                              Дальнейшее развитие — кондиционеры с компрессорами переменной производительности. Меняется от нуля до максимала.

                                              В любом из трёх вариантов речь не об экономии вовсе, а об обеспечении равномерного охлаждения салона.


                                              Набрать примеров, совершенно разнородных, и объединить их под притянутым за уши термином — очень слабый приём. Вы выкручиваетесь только за счёт того, что не даёте объяснения (видимо, не имея собственного представления) термину. Дайте внятное толкование термину «гибкость», для начала. Общепринятое толкование, как техническое (значительное изменение формы тонкого предмета без поломки), так и общее (применение за пределами общепринятого диапазона), к Вашим примерам не относится.


                                              Ладно, про EGR. Цитирую Вас:
                                              Причина такой частичной работы кроется в снижении наполняемости цилиндра воздухом при частично открытой дроссельной заслонке при небольшой нагрузке на двигатель. Эту проблему частично решает рециркуляция выхлопных газов (EGR), но немецкие инженеры посчитали что этого недостаточно. Для увеличения скорости воздушного потока они решили «заткнуть» один впускной клапан заслонкой (на фото справа), что позволило закрутить поток воздуха и увеличить его скорость.

                                              В итоге применение Twinport экономит 6% топлива на двигателе объемом 1.6 л. В общем совместно с EGR экономия может доходить до 10%.

                                              Ерунда, явно скопированная из рекламного буклетика.
                                              В реальности при малых нагрузках, включая ХХ, смесь переобедняется, что ведёт к росту окислов азота. Уменьшить количество подаваемого воздуха невозможно: это приведёт к увеличению насосных потерь.
                                              Потому из экологических соображений часть входящего воздуха заменяют на выхлопные (и/или вентиляционные) газы, в которых содержание кислорода снижено. Всё. Где здесь «гибкость» и 4% экономии топлива — кроме как натягиванием совы на глобус, не объяснить.
                                              вы сами в своем сообщении написали про ряд примеров которые подходят ( по вашим же словам)
                                              Это — ложь. Наоборот, я писал, и подробно разбирал, что ни один из приведённых Вами в прошлой статье примеров под заявленное Вами обобщение не подходит. Мне жалко тратить время на столь же подробные разборы всего, что вы наваливаете в кучу, потому ограничусь-ка уже разобранным примером с EGR.
                                                0
                                                В реальности при малых нагрузках, включая ХХ, смесь переобедняется, что ведёт к росту окислов азота. Уменьшить количество подаваемого воздуха невозможно: это приведёт к увеличению насосных потерь.

                                                Воот… скажите честно что вы знаете про эти самые насосные потери, и смысл Valvetronic на BMW? Подсказка — выхлопные газы выходят за заслонкой.

                                                Два ДВС Сделано не для резервирования, а для повышения мощности из-за невозможности разместить один двигатель двойной мощности. Повышение двигательной надёжности (в обмен на общее понижение надёжности, кстати) было побочным эффектом.

                                                2 форсунки на цилиндр., 2 свечи на цилиндр. При очень большом желании здесь можно натянуть сову на глобус: при отказе одного комплекта двигатель будет продолжать как-то работать. Хотя делалось это очевиднейшим образом не для того.
                                                Так что из шести тегов под постом правильным является только один: «ДВС». (это при том что в начале текста он как бы не очень правильный)

                                                Ваши слова?

                                                Общепринятое толкование, как техническое (значительное изменение формы тонкого предмета без поломки), так и общее (применение за пределами общепринятого диапазона), к Вашим примерам не относится.

                                                Уже дал. Если бы вы немного разбирались в теме то возможно поняли что это из того же разряда как и «эластичность» (которое иногда применяют как характеристику к двигателям… но вы же понимаете что в этом смысле речь не идет о резиновом ДВС?)
                                                  0
                                                  Честно говоря, мне скучно. Ясно же, раз Вы изначально бездумно громоздите, то и потом будет «тридцать пять тысяч одних курьеров».
                                                  Воот… скажите честно что вы знаете про эти самые насосные потери, и смысл Valvetronic на BMW? Подсказка — выхлопные газы выходят за заслонкой.
                                                  Нагромождение не относящегося к конкретному случаю — не ответ.
                                                  Закрытие впускной заслонки приведёт к росту насосных потерь?
                                                  из того же разряда как и «эластичность»
                                                  Эластичность — понятие для ДВС вполне конкретное, в отличие от каши, размазываемой Вами по тарелке.
                                                  Впрочем, понятно, манеру Ваших постов можно обозначить весьма точно: техно-графомания. Пытаться обсуждать что-либо разумно не имеет смысла.
                                                    0
                                                    Закрытие впускной заслонки приведёт к росту насосных потерь?

                                                    Честно… отправьте этот ответ инженерам BMW, а то они то так заморачивались с уходом от насосных потерь при не полностью открытой заслонке… а система «холостого хода» (обходной канал подачи воздуха)… ну спрашивается зачем мудрили то Карл? Причем эта же система есть на карбюраторах.

                                                    Кстати сможет просветить меня о том как устроен кондиционер гибридных автомобилей? Жгите… мне стало уже интересно.
                                                      0
                                                      отправьте этот ответ инженерам BMW,
                                                      ясно, очередной раз подтвердили, что не понимаете, о чём пишете. Например, канал доп.воздуха для холостого хода как раз повышает уровень NOX. Именно для замены его на что-то экологически менее опасное и сделан EGR.
                                                      Кстати сможет просветить меня о том как устроен кондиционер гибридных автомобилей?
                                                      проще. Привод электромотором, и им же регулируется производительность. Компрессор при этом становится механически проще.
                                                        0
                                                        Поверьте про насосные потери из за неполностью открытой и закрытой заслонки я знаю даже больше чем хотелось бы (из за изучения устройства карбюратора где именно разряжение за заслонкой часто было причиной включения той или иной системы). А вот вы похоже в этом слишком мало понимаете, раз не видите связи между положением заслонки и насосными потерями из за разряжения воздуха за ней. Вы не любите простые ссылки так что вот поинтереснее. И еще. (пункт 2!)

                                                        проще. Привод электромотором, и им же регулируется производительность. Компрессор при этом становится механически проще.

                                                        Отлично! А теперь если не трудно про комбинированный привод на автомобилях с системой «старт-стоп».
                                                          0
                                                          Я Вам что, обязан ликбезы проводить? При том, что Вы банально простые, неоднократно изложенные, вещи отказываетесь понимать?
                                                          Нельзя снижать насосные потери и обеспечивать устойчивость работы открытием заслонки по экологическим соображениям — потому это делается клапаном EGR, подающим воздух со сниженным содержанием кислорода.
                                                          Что тут непонятного?
                                                          Всё, хватит с меня.
                                                            0
                                                            Хорошо. давайте закончим. Итог — соврали про свой же комментарий, не уловили связи в видео (а может и не смотрели?), не поняли как связано открытие дроссельной заслонки с насосными потерями. Не хотите продолжать по причине не понимания взаимосвязей (хотя казалось бы понять что у компрессора на холостом ходу потребление энергии выше чем у отключенного с помощью муфты это просто? И то что это минимальное постоянное потребление по сути лишний расход энергии в контексте — «оно всегда есть когда включен мотор, даже когда кондиционер не работает»? У вас хорошие 2 статьи про… самолеты? и ни одной про автомобильные ДВС! Может мои сомнения в вашей компетентности все таки оправданы?
                                                              0
                                                              соврали про свой же комментарий
                                                              Так, стоп. Графомания-графоманией, но это уже переходит границы.
                                                              Пруф!

                                                              вы сами в своем сообщении написали про ряд примеров которые подходят ( по вашим же словам)
                                                              И на это — тоже!

                                                              Иначе я буду в комментарии к каждому Вашему посту указывать, что Вы лжёте, пока не будет пруфов или извинений.
                                                                0
                                                                Включили слепого?)) Что из выше по ветке диалога было вам непонятно? ссылку с фотографией вашего же поста сделать? Или сравнить свое утверждение «ни один» и «подходит один» + «при большом желании два подходит» не можете?
                                                                  0
                                                                  То есть — пруфов нет.
                                                                    0
                                                                      0
                                                                      И? Все пункты Вашего поста не относятся к заявленному «резервированию». Вы считаете, что, если я в одном случае написал «натягиванием совы на глобус» -это Вас оправдывает? Это, по-Вашему, эквивалент признанию Вашей правоты? Чушь. Сдвоенные форсунки ставят не для резервирования и то, что двигатель будет именно как-то работать при отказе одного комплекта — всего лишь случайная особенность. Потому как работать будет постоянно в режиме сверхобеднённой смеси и постоянной, некорректируемой, детонации. Если Вы считаете это резервным режимом — Вы вообще не разбираетесь в вопросе.

                                                                      Итого: требую извинений за написанную Вами ложь.
                                                                        0
                                                                        Итог. Сходите к окулисту и не парте мозг идиотизмом (вы ведь вроде не тролль?)

                                                                        две свечи — работает и одна по факту.

                                                                        два впрыска — уже по факту своей работы работают в 3-х режимах! по очереди и совместно. повторяю система способна работать по одиночке! т.е. она по факту работы уже резерв.

                                                                        ну и последнее… пример как сказать да и нет одновременно… т.е. с одной стороны в начале текста 2 двс не подходит, а с другой «правильным является только один „ДВС“ в конце текста. Определитесь с своей логикой наконец-то.

                                                                        Извинений не будет.

                                                                          0
                                                                          Чё-о-орт, когда ж я поумнею… сколько раз убеждался, что графоманство обязательно сочетается с наглостью и глупостью. Да каждый раз думаешь о человеке лучше.
                                            0
                                            Хотите, показательно разберу какой-то пункт Вашего поста? Например, про EGR Вы написали сущую чепуху. Точнее, даже не написали, а бездумно процитировали какой-то рекламный буклет.
                                    0

                                    Было бы уместно перевести тему в более конкретное русло и описать ряд доработок, скажем, для 126-го вазовского мотора.
                                    Навскидку могу сказать, что в гаражном тюнинге практикуются прямо противоположные "мировой научной мысли" решения: возврат на Евро-2, а то и Евро-0, переделка Е-газ на трос, отключение половины датчиков для ускорения обсчёта их "мозгами"… Да, это всё лишь следствие несовершенной системы управления, но так может с неё и нужно начать?

                                      0
                                      Навскидку могу сказать, что в гаражном тюнинге практикуются прямо противоположные «мировой научной мысли» решения

                                      Честно, жду когда будет более менее нормальный объем информации по переделке ДВС двигателей отечественного производства в гараже на паровую тягу. Мне кажется это будет интересно.

                                      Ну а про пути обратной эволюции двигателей по методу «у вас тут много лишнего — часть выкинем(заменим) и будет работать!» статью запилить конечно можно(вопрос только как это простым языком описать? Ведь надо показать что меняем? — зачем? — как работает после?).
                                        +2
                                        как и в прошлый раз — нагромождение информации, никак не связанной с заявкой. Привязка перечисленного к «гибкости» сделана слегка за уши. И к перечислению технических решений неплохо бы прилагать их понимание, пусть даже меньше будет перечислено. Зато будет статья, а не нагромождение.
                                          0
                                          На Honda Fit 3 Hybrid уже не только помпа электрическая, но и компрессор кондиционера. А генератором является сам электромотор. И соответственно отсутствие ремня навесного как класса
                                            +1
                                            Какой шикарный обзор способов сделать автомобили менее надёжными и более дорогими при покупке и в ремонте! Спасибо! :)

                                            Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                            Самое читаемое