Τα υπεραυτοκίνητα Koenigsegg είναι αυτοκίνητα των οποίων η παραγωγή ξεκίνησε πριν από λίγο καιρό, αλλά έχουν ήδη δηλώσει δυνατά και έχουν βρει τη θέση τους στην κατηγορία των παρόμοιων αυτοκινήτων. Υπήρξαν πολλές τέτοιες στιγμές στην ιστορία, αλλά αυτά τα απεχθή έργα κατέληξαν σε αποτυχία. Επέζησε όμως και συναγωνίστηκε τους φωστήρες του κόσμου των σούπερ κινητήρων.

Εδώ και 15 χρόνια, μηχανικοί και σχεδιαστές της Koenigsegg εργάζονται σε ένα έργο για έναν κινητήρα χωρίς εκκεντροφόρο που δεν θα έχει βαλβίδα γκαζιού. Αλλά το ίδιο το γεγονός της απουσίας βαλβίδας γκαζιού έχει ήδη αποδειχθεί από τους μηχανικούς της BMW και της Fiat, αλλά δεν μπόρεσαν να ολοκληρώσουν τη σχεδίαση. Οι Βαυαροί αφαίρεσαν τον αποσβεστήρα, εγκαθιστώντας αντ' αυτού ένα ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου βαλβίδας εισαγωγής. Το πρόβλημα για τους Γερμανούς ήταν ότι για να υλοποιήσουν το έργο τους χρησιμοποίησαν έναν πρόσθετο ηλεκτροκινητήρα, ο οποίος περιέπλεξε ολόκληρο τον σχεδιασμό και οδήγησε σταθερά σε πρόσθετες βλάβες. Οι μηχανικοί της Fiat αντιμετώπισαν ένα άλλο πρόβλημα που ακόμα δεν μπορούν να λύσουν (υψηλές απώλειες αντλίας). Οι Σουηδοί πήραν διαφορετικό δρόμο, αφήνοντας τους Βαυαρούς και τους Ιταλούς στα περίχωρα της ιστορίας, αφού το σύστημά τους ήταν ικανό να ελέγχει όλες τις βαλβίδες ξεχωριστά, ανεξάρτητα η μία από την άλλη.

Τι είδους σουηδικός κινητήρας είναι αυτός χωρίς εκκεντροφόρο;

Το πρόβλημα με όλους τους μεγάλους κινητήρες είναι η λαιμαργία. Ως εκ τούτου, οι Σουηδοί αποφάσισαν να κάνουν τον κινητήρα των υπεραυτοκίνητων τους οικονομικό και ταυτόχρονα ισχυρό. Πολλοί άνθρωποι έχουν ακούσει για ισχυρούς σουηδικούς κινητήρες, ένας κινητήρας 1500 ίππων στο Agera-R αξίζει κάτι, αλλά η κατανάλωση καυσίμου και οι διαστάσεις του κινητήρα αφήνουν πολλά να είναι επιθυμητά. Αποφασίστηκε να ληφθεί ως βάση ο κινητήρας που αναπτύχθηκε από έναν Αμερικανό αυτοδίδακτο μηχανικό, τον Carmelo Scuderi. Η ουσία της ιδέας είναι ότι χώρισε τους κυλίνδρους σε λειτουργικούς και βοηθητικούς. Οι εργάτες έκαιγαν το μείγμα καυσίμου και απελευθέρωσαν καυσαέρια, ενώ οι βοηθοί εργάτες έκαναν έγχυση καυσίμου και συμπίεσαν το μείγμα. Οι κύλινδροι συνδέονταν με κανάλια παράκαμψης, στα οποία υπήρχαν δύο βαλβίδες - εκτόνωση και συμπίεση. Η διαδικασία ολοκληρώθηκε με επιτυχία χωρίς εκκεντροφόρο.

Οι μηχανικοί της Koenigsegg αποφάσισαν να εκσυγχρονίσουν τον κινητήρα Scuderi και να εφαρμόσουν τα πάντα σε έναν κύλινδρο, αλλά για να γίνει αυτό χρειάστηκε να αναπτύξουν ένα προοδευτικό μοντέλο του ενεργοποιητή βαλβίδων. Πρέπει να είναι γρήγορο, ακριβές και χωρίς να κολλάει. Μέχρι το 2000, κατασκεύασαν τον πρώτο κινητήρα με παρόμοιο σχήμα λειτουργίας, ο οποίος κατανάλωνε μεθάνιο και υδρογόνο. Το επίπεδο των εκπομπών επιβλαβών αερίων στην ατμόσφαιρα ήταν τόσο χαμηλό που μόνο οι ηλεκτροκινητήρες είναι χαμηλότεροι από αυτό. Όλοι ενδιαφέρθηκαν αμέσως για μια τέτοια μονάδα, και ειδικά ο ενεργοποιητής της, παρόλο που ήταν ογκώδης, πνευματικός, είχε υψηλούς κραδασμούς και υψηλό επίπεδο θορύβου. Μετά από 3 χρόνια, οι μηχανικοί το εκσυγχρόνισαν πλήρως, πρόσθεσαν μια υδραυλική κλειδαριά βαλβίδας και μείωσαν το μέγεθός του. Πέρασαν αρκετά χρόνια αναβαθμίσεων μέχρι να εγκατασταθεί ένα πλήρως ολοκληρωμένο πρωτότυπο σε έναν τυπικό κινητήρα. Το πρώτο τέτοιο αυτοκίνητο ήταν το Saab 95. Η ισχύς του κινητήρα αυξήθηκε κατά 30%, η κατανάλωση καυσίμου μειώθηκε αναλογικά (επίσης κατά ένα τρίτο).

Περιγράφοντας την αρχή λειτουργίας του κινητήρα τους, οι Σουηδοί σχεδιαστές χρησιμοποίησαν μια αστεία αλληγορία. Πρότειναν να φανταστεί κανείς έναν συνηθισμένο κινητήρα σε σχήμα πιάνου και να προσπαθήσει να τον παίξει με ένα ραβδί ή σφουγγαρίστρα. Και στον κινητήρα Koenigsegg, η αλληλεπίδραση των δακτύλων και των πλήκτρων τοποθετήθηκε απευθείας, χωρίς ενδιάμεσο. Επίσης, για να είστε πιο πειστικοί, μπορείτε να συγκρίνετε το σύστημα μονο-έγχυσης και ένα σύστημα έγχυσης διανομέα, όταν το καύσιμο εγχέεται απευθείας στην περιοχή εργασίας του κυλίνδρου, παρακάμπτοντας το πλαίσιο διανομής. Η αποτελεσματικότητα της ατομικής επιρροής σε διάφορες διαδικασίες στον κινητήρα έχει αποδειχθεί εδώ και πολύ καιρό και χρησιμοποιείται από πολλούς κατασκευαστές. Πώς όμως θα κάνεις τις βαλβίδες να αφήνουν οτιδήποτε μπαίνει και βγαίνει χωρίς ειδική συσκευή που ρυθμίζει όλους τους κύκλους; Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο χρειάζονται γρήγοροι ενεργοποιητές (ηλεκτρονικοί ωθητές).

Η μονάδα ελέγχου στέλνει ένα σήμα στον ενεργοποιητή, ο οποίος ανοίγει και κλείνει τη βαλβίδα. Τα ωστήρια διαθέτουν ελατήρια αέρα με ρυθμιζόμενα επίπεδα ακαμψίας και αισθητήρες θέσης βαλβίδας. Ολόκληρος ο αλγόριθμος λειτουργίας των κυλίνδρων και όλων των βοηθητικών συστημάτων κινητήρα ελέγχεται από έναν υπολογιστή, χάρη στον οποίο μπορείτε να αλλάξετε το χρονισμό της βαλβίδας όσες φορές θέλετε. Μπορείτε να απενεργοποιήσετε οποιονδήποτε αριθμό κυλίνδρων ανά πάσα στιγμή.

Ο κινητήρας μπορεί να λειτουργεί εναλλάξ σε διαφορετικούς κύκλους, ανάλογα με τις εργασίες που έχουν ανατεθεί και το επίπεδο φορτίου. Μπορεί να λειτουργήσει σε τυπική λειτουργία για όλους τους κινητήρες εσωτερικής καύσης, μπορεί να είναι οικονομικό, μπορεί να είναι υπεροικονομικό, μπορεί να λειτουργεί σε κύκλο με μεταβλητό λόγο συμπίεσης (κύκλος Hedman). Αυτοί οι κύκλοι δεν μπορούν να εφαρμοστούν στο πλαίσιο του σχεδιασμού ενός τυπικού κινητήρα εσωτερικής καύσης, επομένως οι κατασκευαστές πρέπει να κάνουν επιλογές. Για παράδειγμα, ο περίφημος κύκλος Hedman, ο οποίος μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο με ηλεκτρονικά ελεγχόμενη ανύψωση και χρονισμό βαλβίδων, μπορεί να λειτουργεί εναλλακτικά με την αρχή Otto (ο παραδοσιακός θερμοδυναμικός κύκλος όλων των κινητήρων) ή την αρχή Atkinson (αυξημένη οικονομία καυσίμου).

Η ευελιξία ενός τέτοιου κινητήρα σημαίνει ότι μπορεί να λειτουργεί τόσο με βενζίνη με διαφορετικά ποσοστά οκτανίων όσο και με καύσιμο ντίζελ. Επιπλέον, είναι 30-50% πιο οικονομικό, ένα τρίτο πιο δυνατό, έχει μεγαλύτερη ροπή, έχει λιγότερο βάρος και είναι πιο συμπαγές σε μέγεθος. Το μικρό βάρος και οι συμπαγείς διαστάσεις με μεγαλύτερη ισχύ και χαμηλή κατανάλωση θα δώσουν στα hypercars της Koenigsegg ένα τεράστιο πλεονέκτημα έναντι των ανταγωνιστών τους. Το θέμα της στάθμης του θορύβου, της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας και των κραδασμών παραμένει άλυτο. Αλλά και φυσικά το κόστος εγκατάστασης. Η τιμή τέτοιων κινητήρων είναι πολύ υψηλή και μπορεί να μειωθεί μόνο με μαζική παραγωγή σε πολιτικά αυτοκίνητα. Επιπλέον, ένας τέτοιος κινητήρας εσωτερικής καύσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί όχι μόνο ως κύριος, αλλά ως πρόσθετος σε υβριδικές εκδόσεις.

Εάν οι Σουηδοί καταφέρουν να απαλλαγούν από το υψηλό επίπεδο θορύβου και κραδασμών και μπορέσουν να βελτιστοποιήσουν το ενεργειακό κόστος, τότε θα υπάρξει μεγάλη ζήτηση για τη μονάδα, καθώς ένας τέτοιος κινητήρας είναι οικονομικά δικαιολογημένος και εφικτός. Και αν υπάρχει σταθερή ζήτηση και μαζική παραγωγή, η τιμή μπορεί να πέσει στα βέλτιστα επίπεδα.

Ο Christian von Koenigsegg χαμογελά: "Πριν από μερικά χρόνια ένας μηχανικός της GM είπε ότι δεν θα δούμε ποτέ κινητήρα χωρίς εκκεντροφόρο. Αυτήν τη στιγμή οδηγούμε ένα αυτοκίνητο χωρίς εκκεντροφόρο. Αποδεικνύεται ότι έκανε λάθος." Καλώς ήρθατε στο μέλλον.
Κάτω από την πτέρυγα του Koenigsegg ζει μια μικρή εταιρεία που ονομάζεται Freevalve. Αυτό που κάνουν είναι απλά απίστευτο. Βλέπετε, στους κινητήρες υπάρχει κάτι σαν εκκεντροφόρος άξονας. Διαθέτει έκκεντρα που ανοίγουν και κλείνουν τις βαλβίδες καθώς περιστρέφονται. Αυτό το στοιχείο υπάρχει στους κινητήρες από την έναρξή τους.
Το σύστημα λειτουργεί άψογα, αλλά οι βαλβίδες δεν είναι πάντα ανοιχτές ή κλειστές. Υπάρχει ένα ενδιάμεσο στάδιο που δεν είναι πολύ αποτελεσματικό. Ωστόσο, οι μηχανικοί επιμένουν να πιστεύουν ότι ο εκκεντροφόρος είναι η μόνη διαθέσιμη λύση. Πως είναι; Γιατί να μην τρελαθείτε και να σκεφτείτε μια παράλογη ιδέα - όπως ο πεπιεσμένος αέρας;
Ο κινητήρας Freevalve απαλλάσσεται από τον εκκεντροφόρο άξονα και το σώμα του γκαζιού, αντικαθιστώντας τα με πνευματικούς ενεργοποιητές σε κάθε κύλινδρο. Αυτή η ιδέα χρησιμοποιείται εδώ και αρκετό καιρό. Τα πλοία χρησιμοποιούν μηχανισμό ανοίγματος ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας. Αυτό σημαίνει ότι η ιδέα έχει αποδειχθεί. Το μόνο που μένει είναι να το αναγάγουμε σε κάτι πιο συνηθισμένο.
Αυτό το σύστημα παρέχει εντελώς ανεξάρτητο έλεγχο κάθε κυλίνδρου και κάθε βαλβίδας. Εάν έχετε 4 βαλβίδες, τότε μόνο δύο ανοίγουν όταν χρειάζεται. Αυτό δεν μπορεί να επιτευχθεί με έναν συμβατικό εκκεντροφόρο άξονα. Το Freevalve μπορεί να απενεργοποιήσει έναν κύλινδρο, δύο, τρεις και ούτω καθεξής.
Ένα άλλο εκπληκτικό πράγμα είναι ότι το σύστημα είναι ικανό να λειτουργεί σε διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας. Στις χαμηλές στροφές ο κινητήρας μπορεί να λειτουργεί σαν δίχρονος, κάτι που βελτιώνει σημαντικά την απόδοση ισχύος: οι 3000 rpm είναι σαν τις 6000 rpm. Ο κινητήρας μπορεί να λειτουργήσει στον κύκλο Miller (όπως το Mazda Xedos 9): αν και είναι πολύπλοκος, είναι πολύ πιο αποδοτικός. Λοιπόν, συν τα πάντα, ο κινητήρας μπορεί να λειτουργεί με διάφορους τύπους καυσίμου. Ο Christian τόνισε ότι η βενζίνη και το ντίζελ μπορούν να συνεννοηθούν. Φυσικά, δεν μιλάμε για τη συγχώνευσή τους σε ένα ενιαίο μείγμα. Δύο ξεχωριστές δεξαμενές θα ήταν μια υπέροχη ιδέα.
Το πιο εντυπωσιακό μέρος, ωστόσο: όταν εφαρμόζεται στους σημερινούς κινητήρες, το σύστημα θα παρέχει 30% περισσότερη ισχύ και ροπή και 50% περισσότερη οικονομία καυσίμου. Θα επιτρέψει επίσης τη μείωση του μεγέθους του κινητήρα. Έτσι, ένας συμπαγής κινητήρας κατασκευασμένος από την αρχή μπορεί να ανταγωνιστεί κινητήρες πολύ μεγαλύτερου κυβισμού.
Ο Christian περιέγραψε τη λειτουργία του εκκεντροφόρου σαν να "παίζεις πιάνο με μια σκούπα", ενώ το Freevalve είναι ένα γνήσιο "παιχνίδι με τα δάχτυλα". Θα έχετε υψηλότερο επίπεδο ελέγχου. Δεδομένου ότι όλα τα στοιχεία λειτουργούν ανεξάρτητα, ένας κύλινδρος ή ένας ενεργοποιητής μπορεί να παρουσιάσει βλάβη και ο κινητήρας θα συνεχίσει να λειτουργεί για πολλά χρόνια.
Κατά τη διάρκεια μιας σύντομης διαδρομής με το Saab 9-5 που χρησιμοποίησε η Freevalve για να αναπτύξει την τεχνολογία της, ο κριτικός Jalopnik ένιωσε σαν να βρισκόταν σε ένα κανονικό αυτοκίνητο. Δεν είναι αυτός ο καλύτερος έπαινος για οποιαδήποτε καινοτόμο μέθοδο; Στις χαμηλές στροφές ο κινητήρας μοιάζει λίγο με ντίζελ, αλλά με την πάροδο του χρόνου η απόδοσή του εξομαλύνεται. Το σύστημα λειτουργεί, αλλά το λογισμικό του κινητήρα είναι ακόμα στα σπάργανα. Οι Σουηδοί πρέπει να το βελτιώσουν, αλλά έχουν χρόνο. Μπροστά μας είναι ένα σύστημα πέμπτης γενιάς και η έκτη φαίνεται ήδη στον ορίζοντα.
Ο Christian δεν πιστεύει ότι αυτή η τεχνολογία θα σώσει τον κινητήρα εσωτερικής καύσης από την εξαφάνιση, αλλά θα μπορούσε να παρατείνει σημαντικά τη ζωή του. Φανταστείτε τι θα μπορούσε να έχει πραγματοποιήσει αυτή η ιδέα πριν από 10 χρόνια. Πού θα ήταν το ICE σήμερα;!

Ο διαπρεπής εφευρέτης Christian von Koenigsegg αποφάσισε να αποδείξει σε ολόκληρο τον κόσμο της αυτοκινητοβιομηχανίας ότι ο μηχανισμός διανομής αερίου, η βάση του κινητήρα εσωτερικής καύσης, δεν είναι τίποτα άλλο από ένα πολύ ακριβό εξάρτημα.

Ως απλό Σουηδό αγόρι, η Koenigsegg αποσυναρμολογούσε τις οικιακές συσκευές, ελπίζοντας να βρει έναν τρόπο να τις βελτιώσει. Λένε ότι ήταν ο πρώτος που βρήκε συσκευές αναπαραγωγής ήχου με μνήμη σε μάρκες, αλλά σε έναν κόσμο που γοητεύεται από τα CD, κανείς δεν τον άκουγε. Του πιστώνεται επίσης η ιδέα μιας κλειδαριάς για laminate δάπεδα. Και πάλι, λίγα χρόνια αργότερα, κάποιος άλλος κατοχύρωσε την εφεύρεση. Αν αυτό είναι αλήθεια ή όχι, δεν θα αναλάβουμε να κρίνουμε. Αλλά σήμερα ακούν τον Κρίστιαν πολύ προσεκτικά, και έχει μάθει το δίκαιο των διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας από έξω.

Ως απλό Σουηδό αγόρι, η Koenigsegg αποσυναρμολογούσε τις οικιακές συσκευές, ελπίζοντας να βρει έναν τρόπο να τις βελτιώσει. Λένε ότι ήταν ο πρώτος που βρήκε συσκευές αναπαραγωγής ήχου με μνήμη σε μάρκες, αλλά σε έναν κόσμο που γοητεύεται από τα CD, κανείς δεν τον άκουγε. Του πιστώνεται επίσης η ιδέα μιας ασφαλούς κλειδαριάς για laminate δάπεδα. Και πάλι, λίγα χρόνια αργότερα, κάποιος άλλος κατοχύρωσε την εφεύρεση. Αν αυτό είναι αλήθεια ή όχι, δεν θα αναλάβουμε να κρίνουμε. Αλλά σήμερα ακούν τον Κρίστιαν πολύ προσεκτικά, και έχει μάθει το δίκαιο των διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας από έξω.

Το 2005, το αυτοκίνητο, που πήρε το όνομά του από τον Christian von Koenigsegg, έγινε επίσημα το ταχύτερο αυτοκίνητο παραγωγής στον πλανήτη: ειδικοί από το βιβλίο των ρεκόρ Γκίνες κατέγραψαν ταχύτητα 388,87 km/h. Το Koenigsegg CCXR έχει γίνει το καλύτερο σπορ αυτοκίνητο στον κόσμο από άποψη βάρους και ισχύος. Το Koenigsegg One:1 παίρνει το προβάδισμα στην κατηγορία της καλύτερης επιτάχυνσης, επιτυγχάνοντας ταχύτητα 300 km/h σε μόλις 11,92 δευτερόλεπτα.

Ενώ τα πιο αποδοτικά σπορ αυτοκίνητα στον κόσμο σπάνε ρεκόρ μετά από ρεκόρ, ο δημιουργός τους κυκλοφορεί με ένα παλιό Saab 9−5, χαμογελώντας πονηρά. Κάτω από το καπό, ο «γέρος» έχει τον μοναδικό κινητήρα στον κόσμο που δεν έχει ούτε εκκεντροφόρο, ούτε έκκεντρα, ούτε ανυψωτικά βαλβίδων, ούτε τον περιβόητο ιμάντα χρονισμού. Και, σε αντίθεση με το τρελό Koenigsegg, που προορίζεται μόνο για πλούσιους και διάσημους, οι κινητήρες με ατομικούς κινητήρες βαλβίδων υπόσχονται να είναι η πρώτη πραγματικά μαζικής παραγωγής δημιουργία του Σουηδού εφευρέτη.

Το παλιό Saab, που έλαβε μια πειραματική έκδοση του ιμάντα χρονισμού με ανεξάρτητες βαλβίδες, διένυσε 60.000 χλμ. με αυτό, έχοντας δει τόσο τη ζέστη του καλοκαιριού όσο και τους παγετούς 20 μοιρών. Η κυλινδροκεφαλή κατασκευάστηκε από το αυθεντικό Saab, πετώντας έξω οτιδήποτε περιττό και κατεργάστηκε νέα κανάλια για υδραυλικά και πνευματικά. Οι συνάδελφοί μας από το Jalopnik.com οδήγησαν τον «γέρο» και σημείωσαν ότι στις ταχύτητες έως τις 3000 σ.α.λ. παρουσιάζει συνήθειες ντίζελ - χτυπά χαρακτηριστικά τις βαλβίδες και παράγει τρελή ροπή.

Ανάμεσα σε δύο στοιχεία

Στην κυλινδροκεφαλή του δοκιμαστικού Saab, όπως ήταν αναμενόμενο, λειτουργούν 16 βαλβίδες. Καθένας κινείται από έναν ξεχωριστό ενεργοποιητή και ο καθένας λαμβάνει εντολή να ανοίξει ή να κλείσει από τον υπολογιστή ελέγχου κινητήρα ανεξάρτητα από τους άλλους.

Ο ενεργοποιητής είναι η κύρια τεχνογνωσία της Freevalve, θυγατρικής της Koenigsegg. Πολλοί προγραμματιστές, συμπεριλαμβανομένων πολλών παγκοσμίου φήμης αυτοκινητοβιομηχανίες, προσπάθησαν να εξοπλίσουν κάθε βαλβίδα με μια ξεχωριστή κίνηση και να τις ελέγξουν ανεξάρτητα η μία από την άλλη. Η πιο προφανής λύση με τη μορφή γραμμικών ηλεκτροκινητήρων (σωληνοειδών) δεν οδηγεί στο επιθυμητό αποτέλεσμα: οι μικροί κινητήρες δεν έχουν αρκετή ισχύ για να επιταχύνουν τις βαλβίδες στις απαιτούμενες ταχύτητες (20.000 ανοίγματα και κλεισίματα ανά λεπτό) και προκύπτουν προβλήματα με ψύξη και αξιοπιστία.

Ο Christian von Koenigsegg δεν υπεισέρχεται σε λεπτομέρειες σχετικά με την αρχή λειτουργίας της μετάδοσης κίνησης του, αλλά είναι πρόθυμος να εξηγήσει τη γενική ιδέα του «πνευμο-υδραυλικού-ηλεκτρικού ενεργοποιητή». Οι βαλβίδες ανοίγουν με πνευματικό και κλείνουν με υδραυλικό. Τόσο το πνευματικό όσο και το υδραυλικό σύστημα βρίσκονται συνεχώς υπό πίεση και είναι έτοιμα να παρέχουν μέγιστη ενέργεια στη βαλβίδα. Το καθήκον της ηλεκτρικής κίνησης είναι μόνο να παρέχει έγκαιρα αέρα ή λάδι στη βαλβίδα. Σε αυτήν την περίπτωση, το πρόβλημα της ψύξης και της λίπανσης επιλύεται από μόνο του: τα πιο φορτισμένα εξαρτήματα μετάδοσης κίνησης εξυπηρετούνται από τα αντίστοιχα συστήματα του ίδιου του κινητήρα εσωτερικής καύσης.

Η ομορφιά του ενεργοποιητή Freevalve είναι ότι ταιριάζει σχεδόν σε κάθε κινητήρα αυτοκινήτου ή μοτοσικλέτας. Είτε πρόκειται για μια αγωνιστική μοτοσυκλέτα με υψηλές στροφές που περιστρέφεται στις 16.000 σ.α.λ. είτε για ένα φορτηγό ντίζελ που αναδεύεται στις 3.500 σ.α.λ., η ίδια κίνηση θα ταιριάζει στις ανάγκες τους. Η βαλβίδα μιας αγωνιστικής μοτοσυκλέτας είναι κατασκευασμένη από ελαφρύ κράμα, έτσι η ενέργεια του ενεργοποιητή την επιταχύνει εύκολα σε υψηλές ταχύτητες. Η βαλβίδα του φορτηγού είναι μεγάλη και βαριά, αλλά δεν χρειάζεται υψηλές ταχύτητες.

Στο πιάνο με έναν ροκά

«Η χρήση ενός παραδοσιακού εκκεντροφόρου αντί για ένα Freevalve είναι σαν να παίζεις πιάνο με έναν βραχίονα αντί για τα δάχτυλά σου», λέει ο von Koenigsegg. Τι είδους προβλήματα θέλει να λύσει ο εφευρέτης προγραμματίζοντας τη συμπεριφορά κάθε βαλβίδας ξεχωριστά; Τα παραθέτουμε με σειρά αυξανόμενου ενδιαφέροντος.

Το πιο προφανές: για διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας κινητήρα (κυρίως ταχύτητα περιστροφής στροφαλοφόρου άξονα), υπάρχει η δική του βέλτιστη σύνθεση του μείγματος αέρα-καυσίμου, οι δικές του σωστές στιγμές για το άνοιγμα και το κλείσιμο των βαλβίδων. Παραδοσιακά, αυτό το πρόβλημα επιλύεται χρησιμοποιώντας έναν μεταβλητό μηχανισμό χρονισμού βαλβίδων (όπως το VTEC): ολόκληρος ο εκκεντροφόρος περιστρέφεται ελαφρώς σε σχέση με το γρανάζι χρονισμού και όλα τα σημεία ανοίγματος και κλεισίματος της βαλβίδας μετατοπίζονται προς τα εμπρός ή προς τα πίσω.

Το κόκκινο γράφημα δείχνει την καμπύλη ανοίγματος της βαλβίδας εισαγωγής, το μπλε γράφημα δείχνει την καμπύλη ανοίγματος της βαλβίδας εξαγωγής. Είναι ξεκάθαρα ορατό ότι οι βαλβίδες παραμένουν στην πλήρως ανοιχτή θέση για όσο το δυνατόν περισσότερο - τα γραφήματα έχουν σχεδόν ορθογώνιο προφίλ, ενώ με έναν συμβατικό ιμάντα χρονισμού θα μοιάζουν περισσότερο με παραβολές. Οι απαιτούμενοι όγκοι αερίων περνούν μέσα από τις βαλβίδες Freevalve σε μικρότερο χρονικό διάστημα από το συνηθισμένο, επομένως οι σύντομες φάσεις εισαγωγής και εξαγωγής δεν αλληλοκαλύπτονται. Αυτός είναι ο λόγος για τη σχεδόν διπλή βελτίωση των περιβαλλοντικών επιδόσεων.

Το πρόβλημα με το VTEC είναι ο περιορισμένος αριθμός τρόπων λειτουργίας, ενώ οι μεμονωμένα ελεγχόμενες βαλβίδες σάς επιτρέπουν να αναθεωρήσετε το βέλτιστο σύνολο παραμέτρων για οποιαδήποτε, ακόμη και τη μικρότερη αλλαγή στην ταχύτητα. Αλλά το κύριο πράγμα είναι ότι το Freevalve σάς επιτρέπει να αλλάξετε όχι μόνο τη στιγμή, αλλά και τη διάρκεια ανοίγματος της βαλβίδας.

Τι γίνεται όμως αν θέλουμε να ελέγξουμε ευέλικτα την ισχύ του κινητήρα κλείνοντας μερικούς από τους κυλίνδρους; Στους σύγχρονους κινητήρες, το πρόβλημα επιλύεται χρησιμοποιώντας έναν πολύ περίπλοκο μηχανισμό: για κάθε βαλβίδα υπάρχουν δύο έκκεντρα, τα οποία αντικαθιστούν το ένα το άλλο, κινούμενοι κατά μήκος του εκκεντροφόρου άξονα. Το ένα έκκεντρο εξασφαλίζει την κανονική λειτουργία της βαλβίδας, το δεύτερο είναι υπεύθυνο για τη λειτουργία του κυλίνδρου σε "λειτουργία αναμονής". Οι βαλβίδες Freevalve σάς επιτρέπουν να ενεργοποιείτε οποιοδήποτε πρόγραμμα για οποιονδήποτε κύλινδρο ανά πάσα στιγμή χωρίς μηχανικά κόλπα.

Ωστόσο, το κύριο πρόβλημα με τον παραδοσιακό ιμάντα χρονισμού έγκειται στο ελλειπτικό σχήμα του έκκεντρου, λόγω του οποίου η βαλβίδα δεν είναι σχεδόν ποτέ ανοιχτή ή τελείως κλειστή. Αντίθετα, πάντα είτε ανοίγει απαλά είτε κλείνει απαλά, γεγονός που μειώνει την απόδοσή του. Επιπλέον, αυτό το χαρακτηριστικό οδηγεί στο γεγονός ότι σε ορισμένες στιγμές οι βαλβίδες εισαγωγής και εξαγωγής είναι ανοιχτές ταυτόχρονα και αυτό επηρεάζει αρνητικά τα περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά του κινητήρα.

Οι βαλβίδες ελεύθερης βαλβίδας κάνουν την κυλινδροκεφαλή και τον ίδιο τον κινητήρα πολύ πιο συμπαγή. Αλλά αυτό απέχει πολύ από το μόνο πλεονέκτημα διάταξης. Μπορείτε να αυξήσετε τον αριθμό των βαλβίδων ανά κύλινδρο διαιρώντας τις λειτουργίες μεταξύ τους. Για παράδειγμα, η κατεύθυνση ενός μέρους της εξάτμισης στον στρόβιλο του υπερσυμπιεστή και του άλλου απευθείας στον καταλύτη, για περιβαλλοντικούς λόγους. Οι ειδικές βαλβίδες είναι επίσης χρήσιμες για τη μετατροπή ενός αυτοκινήτου σε πνευματικό υβριδικό.

Ο Christian von Koenigsegg δείχνει την καμπύλη ανοίγματος της βαλβίδας στην οθόνη μιας ειδικής συσκευής. Μοιάζει με ορθογώνιο: η βαλβίδα ανοίγει απότομα, παραμένει ανοιχτή και μετά κλείνει απότομα. Αυτή δεν είναι η αιώνια θλιβερή έλλειψη μιας παραδοσιακής βαλβίδας. Είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρον ότι η καμπύλη διατηρεί τη γωνιότητά της ακόμη και σε υψηλές ταχύτητες (έως 10.000 rpm) - ο ενεργοποιητής έχει αρκετή ισχύ για να ανοίγει και να κλείνει τη βαλβίδα πολύ γρήγορα.

Είναι ίσως το τελευταίο χαρακτηριστικό που ευθύνεται περισσότερο για τα εντυπωσιακά αποτελέσματα δοκιμών του κινητήρα δοκιμών ελεύθερων βαλβίδων: παράγει 30% περισσότερη ροπή, καταναλώνει 30% λιγότερο καύσιμο και παράγει 50% μείωση των εκπομπών.

Κάτω τα κανόνια!

Το Freevalve είναι περισσότερο από όσο φαίνεται. Πρώτον, το σύστημα μπορεί να αλλάξει σημαντικά την εμφάνιση του αυτοκινήτου. Ο εκκεντροφόρος άξονας και οι ανυψωτές βαλβίδων καταλαμβάνουν πολύ χώρο στην κυλινδροκεφαλή και ζυγίζουν επίσης πολύ. Ο τετρακύλινδρος κινητήρας με Freevalve είναι παρόμοιος σε μέγεθος και βάρος με έναν τρικύλινδρο. Αν λάβουμε υπόψη ότι οι ανεξάρτητες βαλβίδες παρέχουν σημαντική αύξηση της ροπής, τότε μπορούμε να τα βγάλουμε πέρα ​​με δύο κυλίνδρους. Και τότε ο μικροσκοπικός κινητήρας μπορεί να κρυφτεί ακόμα και κάτω από το κάθισμα.

Το σύστημα σάς επιτρέπει να αλλάζετε τον κινητήρα σε έναν εξωτικό κύκλο λειτουργίας ανά πάσα στιγμή, είτε πρόκειται για Miller, όπως στη Mazda, είτε στην Atkinson, όπως στο Prius. Γιατί να είστε σεμνοί: αν θέλετε, ο κινητήρας μπορεί να γίνει αμέσως δίχρονος κινητήρας, σχεδόν διπλασιάζοντας την ισχύ! Ο Von Koenigsegg ονειρεύεται αυτοκίνητα με δύο δεξαμενές καυσίμου και συστήματα ισχύος: για βενζίνη και ντίζελ. Κατά τη μετάβαση σε βιοκαύσιμα, η ευελιξία των ρυθμίσεων είναι επίσης σημαντική.

Αλλά η πιο ενδιαφέρουσα φαντασίωση του εφευρέτη είναι ένα πνευματικό υβρίδιο. Χρησιμοποιώντας μια ειδική διαμόρφωση βαλβίδας, μπορείτε να μετατρέψετε τον κινητήρα εσωτερικής καύσης σε συμπιεστή, ο οποίος, όταν φρενάρει, θα αντλεί αέρα στον κύλινδρο, συσσωρεύοντας πίεση. Στη συνέχεια, ο πεπιεσμένος αέρας μπορεί να εισέλθει στους κυλίνδρους, επιταχύνοντας το αυτοκίνητο ή να χρησιμοποιηθεί ως ισχυρό ανάλογο του υπερσυμπιεστή, αυξάνοντας για λίγο την ισχύ του κινητήρα.

Ίσως το πιο απροσδόκητο χαρακτηριστικό ενός κινητήρα με ανεξάρτητες βαλβίδες είναι η αξιοπιστία του. Κάθε οδηγός φοβάται το σπάσιμο του ιμάντα χρονισμού: αν το έμβολο «πιάσει» τις βαλβίδες, το ίδιο θα συμβεί σε όλους τους άλλους κυλίνδρους. Η ακριβή κυλινδροκεφαλή και μαζί της τα έμβολα και, ενδεχομένως, οι μπιέλες με τον στροφαλοφόρο άξονα, θα καταστραφούν σοβαρά.

Και με το Freevalve όλα είναι απλά: χωρίς ιμάντα χρονισμού - χωρίς προβλήματα! Εάν ένας κύλινδρος "χτυπήσει" ξαφνικά, όλοι οι άλλοι θα παραμείνουν σώοι και αβλαβείς.

Ο εφευρέτης Christian von Koenigsegg απέδειξε στον κόσμο του αυτοκινήτου ότι δεν χρειάζεται εκκεντροφόρος σε έναν κινητήρα - αυτό το εξάρτημα είναι περιττό. Ένας κινητήρας χωρίς εκκεντροφόρο έχει τη θέση του στην αυτοκινητοβιομηχανία.

Ο Christian γεννήθηκε το 1972 στη Στοκχόλμη της Σουηδίας. Ακόμα και ως παιδί, του άρεσε να αποσυναρμολογεί οικιακές συσκευές με την επιθυμία να αλλάξει κάτι στο σχεδιασμό των συσκευών και από την εφηβεία είχε ήδη καθιερωθεί στη γειτονιά του ως γρύλος όλων των επαγγελμάτων και ταλαντούχος τεχνίτης.

Ήταν ο πρώτος που προέβλεψε ότι τα τσιπ θα αντικαθιστούσαν τα CD, ήθελε ακόμη και να πατεντάρει το σχέδιο αυτής της συσκευής, αλλά εκείνη την εποχή κανείς δεν ενδιαφερόταν για αυτό.

Εφηύρε και μια κλειδαριά για το κούμπωμα των ξύλινων πιάτων, αλλά δεν τον καταλάβαινε κανείς, ούτε ο πατέρας του, που εργάζεται στην ξυλουργική. Στη συνέχεια, άλλες εταιρείες κατοχύρωσαν ένα παρόμοιο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας και κέρδισαν πολλά εκατομμύρια από αυτό.

Σε ηλικία 22 ετών, άρχισε να δημιουργεί αυτοκίνητα, ίδρυσε την εταιρεία Koenigsegg Automotive AB και το 2002 το Koenigsegg CC κυκλοφόρησε στην παραγωγή.

Το 2005, αυτό το αυτοκίνητο συμπεριλήφθηκε στο βιβλίο των ρεκόρ Γκίνες ως το ταχύτερο αυτοκίνητο παραγωγής (388 km/h). Και το αυτοκίνητό του Koenigsegg CCXR είναι ο ηγέτης όσον αφορά την αναλογία ισχύος προς βάρος. Το αυτοκίνητο της μάρκας Koenigsegg One1 είναι ηγέτης στην επιτάχυνση, μπορεί να επιταχύνει σε ταχύτητα 300 km/h. σε 11,92 δευτερόλεπτα.

Ανάμεσα σε δύο στοιχεία

Ο ίδιος ο Christian Von Koenigsegg οδηγεί ένα παλιό Saab και χαμογελάει πονηρά. Και ο λόγος για το χαμόγελό του είναι απλός. Το αυτοκίνητό του έχει τον μοναδικό κινητήρα παλιάς σειράς στον κόσμο... ΠΡΟΣΟΧΗ! Χωρίς εκκεντροφόρο άξονα και μηχανισμό διανομής αερίου, ιμάντα χρονισμού και βραχίονες.

Ο κινητήρας της Saab, ή μάλλον η κυλινδροκεφαλή του, έχει τις αρχικές 16 βαλβίδες. Αλλά κάθε βαλβίδα ελέγχεται από μια ξεχωριστή μονάδα και κάθε συσκευή λαμβάνει μια εντολή να κλείσει ή να ανοίξει τη βαλβίδα από τη μονάδα ελέγχου κινητήρα ανεξάρτητα από τις άλλες.

Αυτή είναι η κύρια τεχνογνωσία - ο ενεργοποιητής. Κάθε βαλβίδα ελέγχεται από έναν τέτοιο ενεργοποιητή. Η μονάδα είναι ένα πνευματικό-υδραυλικό-ηλεκτρικό σύστημα Koenigsegg. Το μυστικό είναι ότι οι βαλβίδες ανοίγουν με πνευματικό και κλείνουν με υδραυλικό.

Η γραμμή αέρα και η υδραυλική γραμμή βρίσκονται υπό συνεχή πίεση, είναι συνεχώς έτοιμα να ανοίξουν ή να κλείσουν. Το ηλεκτρικό τμήμα του κόμβου φέρει τη λειτουργία ελέγχου για τη μία ή την άλλη ενέργεια.

Οι κινητήρες εξοπλισμένοι με ένα τέτοιο σύστημα διανομής αερίου μπορούν να αναπτύξουν έως και 20.000 rpm με τον υψηλότερο βαθμό καθαρισμού και πλήρωσης των κυλίνδρων με το μείγμα καυσίμου.

Αυτά τα εξαρτήματα ψύχονται και λιπαίνονται από τυπικά συστήματα κινητήρα.

Κατά τη γνώμη μου, το υψηλότερο επίτευγμα του ενεργοποιητή από τη θυγατρική Freevalve της Koenigsegg είναι ότι μπορεί να εγκατασταθεί σχεδόν σε οποιονδήποτε κινητήρα αυτοκινήτου, ακόμη και σε μοτοσικλέτα. Και για έναν κινητήρα μοτοσικλέτας υψηλής ταχύτητας με 16.000 σ.α.λ. και για ένα αυτοκίνητο με κινητήρα ντίζελ με 3.500 σ.α.λ.

Εισπνεύστε γεμάτους κυλίνδρους σε όλες τις βαλβίδες

Ας δούμε το πρόγραμμα λειτουργίας της βαλβίδας. Μου φαίνεται φανταστικό. Που είναι...

Το κόκκινο γράφημα δείχνει τη λειτουργία της βαλβίδας εισαγωγής, δηλαδή το άνοιγμα και το κλείσιμό της. Δείχνει ότι δεν υπάρχουν μαλακές παραβολές όπως στους συμβατικούς κινητήρες, απλά και έξυπνα, άνοιγε και έκλεινε και δεν υπήρχαν διασταυρώσεις με τη βαλβίδα εξαγωγής (μπλε γράφημα) για καθαρισμό. Τα γραφήματα δεν τέμνονται και έχουν σχεδόν ορθές γωνίες. Είναι φανταστικό!

Όλοι οι όγκοι αερίων εισέρχονται και εξέρχονται σε μικρότερο χρονικό διάστημα από ότι στους συμβατικούς κινητήρες, λόγω αυτού οι φάσεις εισαγωγής και εξαγωγής δεν αλληλεπικαλύπτονται. Χάρη σε αυτό, είναι γεγονός!!!, η περιβαλλοντική απόδοση του κινητήρα έχει βελτιωθεί δύο φορές. Αυτή είναι πραγματικά μια ανακάλυψη!

Παίξτε πιάνο με ένα rocker

Ο Von Koenigsegg λέει ότι η χρήση του Freevalve είναι σαν να παίζεις πιάνο με ένα rocker αντί να χρησιμοποιείς τα δάχτυλά σου.

Τι προγραμματίζει ο εφευρέτης για κάθε βαλβίδα;

Ας τα απαριθμήσουμε με σειρά σπουδαιότητας:

• σε όλους τους τρόπους λειτουργίας, ανεξάρτητα από την ταχύτητα του κινητήρα, υπάρχει ο βέλτιστος όγκος του μείγματος καυσίμου στην είσοδο, οι πιο σωστές τρόποι ανοίγματος και κλεισίματος βαλβίδων, κάτι που είναι αδύνατο.
• Το σύστημα Freevalve σάς επιτρέπει να αλλάξετε παραμέτρους: τη στιγμή και τη διάρκεια ανοίγματος της βαλβίδας. Από αυτή την άποψη, αυτό δεν είναι δυνατό σε ένα συμβατικό σύστημα, αλλά εδώ μπορεί να αναθεωρηθεί οποιαδήποτε παράμετρος.
• την ικανότητα να ελέγχετε εύκολα την ισχύ του κινητήρα, να απενεργοποιείτε οποιονδήποτε κύλινδρο και να δημιουργείτε οποιοδήποτε πρόγραμμα λειτουργίας για κάθε κύλινδρο. Στα κλασικά αυτό μπορεί να γίνει, αλλά μόνο μέσω πολύπλοκων μηχανικών εργασιών που σχετίζονται με μηχανική εναλλαγή σε έκκεντρα διαφορετικής διαμόρφωσης εκκεντροφόρου.
• δεν υπάρχει θλιβερό ελλειπτικό έκκεντρο εδώ, όταν οι βαλβίδες ανοίγουν και κλείνουν ομαλά, δεν υπάρχουν στιγμές που οι βαλβίδες εισαγωγής και εξαγωγής είναι ανοιχτές ταυτόχρονα. Δεν υπάρχουν καμπύλες εδώ, μόνο σπασμένες γραμμές. Ο ενεργοποιητής λειτουργεί αθόρυβα σε αυτή τη λειτουργία έως τις 10.000 σ.α.λ.
• Και τώρα το κύριο πράγμα: 30% υψηλότερη ροπή, 30% χαμηλότερη κατανάλωση καυσίμου και 50% λιγότερα βλαβερά καυσαέρια!

Τρεις κύλινδροι, δεκαοκτώ βαλβίδες

Με την εισαγωγή ενεργοποιητών στη σχεδίαση του κινητήρα, το μέγεθός του μπορεί να μειωθεί σημαντικά. Και δεν είναι αυτό. Μπορείτε να αυξήσετε τον αριθμό των βαλβίδων ανά κύλινδρο, ακόμη και να διαιρέσετε τις διαδρομές των καυσαερίων, για παράδειγμα, να στείλετε μερικές στον στρόβιλο και μερικές στον σιγαστήρα. Ορισμένες βαλβίδες μπορούν να χρησιμοποιηθούν στο σύστημα συμπιεστή.

Κινητήρας χωρίς εκκεντροφόρο. Κάτω τα στερεότυπα!

Τι άλλο παρέχει ένα τέτοιο σύστημα; Λόγω του γεγονότος ότι ο κινητήρας μπορεί να είναι πιο συμπαγής, η απουσία εκκεντροφόρου εξοικονομεί χώρο, πράγμα που σημαίνει ότι η σχεδίαση του αμαξώματος μπορεί να αλλάξει.

Και το συν είναι ότι μας δίνεται μια πολύ μεγαλύτερη στιγμή, δηλ. ισχύς, τότε η απαιτούμενη ιπποδύναμη μπορεί να εξαχθεί από λιγότερους κυλίνδρους και κατά συνέπεια το μέγεθος θα γίνει ακόμη μικρότερο. Και κρύψτε έναν μικρό κινητήρα κάτω από το κάθισμα))).

Αυτό το σύστημα μπορεί να εγκατασταθεί ανά πάσα στιγμή σε οποιονδήποτε κινητήρα οποιουδήποτε κατασκευαστή, απορρίπτοντας τον εκκεντροφόρο με όλα τα εξαρτήματά του. Αυξήστε την ισχύ κατά 30%, και αυτό δεν είναι λίγο!

Το πιο εξωτικό όμως είναι να το μετατρέψεις σε δίχρονο, και ταυτόχρονα να αυξήσεις την ισχύ 2 φορές!!!... απλά αλλάζοντας το πρόγραμμα!

Ο Von Koenigsegg εργάζεται πάνω στην ιδέα ενός αυτοκινήτου με δύο δεξαμενές για διαφορετικά καύσιμα, και με διαφορετικά συστήματα ισχύος, βενζίνη και ντίζελ, ακόμη και να στραφεί στα βιοκαύσιμα.

Αλλά το ύψος της φαντασίας του Koenigsegg είναι, φυσικά, ένα πνευματικό υβρίδιο – αυτό είναι κάτι! Τι ονειρεύεται;

Το γεγονός ότι μια συγκεκριμένη διαμόρφωση βαλβίδας ρυθμίζεται σύμφωνα με ένα ειδικό πρόγραμμα, στο οποίο ο κινητήρας εσωτερικής καύσης μετατρέπεται σε συμπιεστή.

Η αρχή είναι η εξής: κατά το φρενάρισμα από τον κινητήρα, ο αέρας αντλείται στον κύλινδρο, συσσωρεύοντας πίεση. Και στη συνέχεια χρησιμοποιήστε αυτόν τον αέρα για να μετακινήσετε ή να επιταχύνετε το αυτοκίνητο και επίσης χρησιμοποιήστε τον στην υπερσυμπίεση, εάν χρειάζεται να αυξήσετε προσωρινά την ισχύ του κινητήρα.

Οι ανεξάρτητες βαλβίδες σημαίνουν επίσης αξιοπιστία. Σε αυτή τη διάταξη, ο ιμάντας χρονισμού δεν θα σπάσει και τα έμβολα δεν θα συναντηθούν ποτέ και δεν θα σπάσουν το ένα το άλλο.

Το ίδιο παλιό Saab που οδηγεί ο Christian έχει ήδη διανύσει 60.000 χλμ., έχει ζέστη και κρύο και δεν αισθάνεται πολύ άσχημα. Η κυλινδροκεφαλή του είναι αυθεντική, αλλά έχει μετατραπεί για να δέχεται ανεξάρτητες βαλβίδες, έχουν αφαιρεθεί όλα τα περιττά και έχουν υποστεί μηχανική επεξεργασία τα απαραίτητα κανάλια για πνευματικά και υδραυλικά.

Αίσθηση από ένα test drive Saab: Συμπεριφέρεται σαν ντίζελ στις 3000 rpm, η ροπή είναι απλά τρελή.

Η γνώμη μου

Είμαι πολύ ενθουσιασμένος με αυτή την εφεύρεση! Κινητήρας χωρίς εκκεντροφόρο!!! Ποιες πιθανές ρυθμίσεις ανοίγουν.

Οι τρόποι λειτουργίας του κινητήρα μπορούν να συντίθενται σαν μουσική.

Και τι τρελή απόδοση μπορεί να εξαχθεί από έναν συμβατικό κινητήρα!!!

Χωρίς λόγια, φίλοι! Δεν υπάρχει όριο στην ανθρώπινη ιδιοφυΐα! Ένας κινητήρας χωρίς εκκεντροφόρο, ποιος θα το πίστευε ότι αυτό ήταν δυνατό!

Τα λέμε ξανά online!

Υποψήφιος Τεχνικών Επιστημών Δ. ΣΟΣΝΙΝ.

Το κύκλωμα μηχανισμού διανομής αερίου Arkhangelsky διαθέτει έναν φυγόκεντρο ρυθμιστή που μετατοπίζει τις ροπές ανοίγματος και κλεισίματος των βαλβίδων ανάλογα με την ταχύτητα του στροφαλοφόρου άξονα.

Η βαλβίδα Arkhangelsky ανοίγει όταν ενεργοποιείται ο ηλεκτρομαγνήτης και κλείνει με ένα ελατήριο επιστροφής.

Η χρήση δύο ηλεκτρομαγνητών για την κίνηση της βαλβίδας εξαλείφει την ανάγκη για ελατήρια επιστροφής.

Στη νέα σχεδίαση του μηχανισμού διανομής αερίου, ο κινητήρας βρίσκεται στο πλάι του μπλοκ κυλίνδρων. Η χρήση μακριών ηλεκτρομαγνητικών βαλβίδων αυξάνει τη διαδρομή της βαλβίδας και επιτρέπει τη ρύθμισή της σε μεγάλο εύρος.

Ιστορικά, η εγχώρια αυτοκινητοβιομηχανία έχει αναπτυχθεί σε προσπάθειες να φτάσει τους δυτικούς συναδέλφους της. Τα πραγματικά πρωτότυπα μοντέλα (αυτά περιλαμβάνουν, ας πούμε, "Νίκη") μπορούν να μετρηθούν από το ένα χέρι. Κι όμως, εμφανίζονται ενδιαφέρουσες εξελίξεις, η εφαρμογή των οποίων θα επέτρεπε στις αυτοκινητοβιομηχανίες μας να ανταγωνιστούν επιτυχώς τις ξένες. Φέρνουμε στην προσοχή των αναγνωστών μια ιστορία για έναν ασυνήθιστο μηχανισμό που προτείνει ο D. A. Sosnin, αναπληρωτής καθηγητής του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Ηλεκτρολογικού Εξοπλισμού του Ινστιτούτου Αυτοκινήτων και Αυτοκινητοδρόμων της Μόσχας (Κρατικό Τεχνικό Πανεπιστήμιο). Η συσκευή σάς επιτρέπει να εγκαταλείψετε τη χρήση ενός συμβατικού εκκεντροφόρου στον κινητήρα και ταυτόχρονα να ελέγχετε ευέλικτα τον χρονισμό της βαλβίδας και τη διαδρομή της βαλβίδας.

ΟΠΟΥ ΑΠΟΤΥΧΟΥΝ ΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

Κάθε αυτοκινητοβιομηχανία προσπαθεί να διασφαλίσει ότι οι κινητήρες εσωτερικής καύσης (ICE) στα αυτοκίνητά της λειτουργούν στη βέλτιστη λειτουργία: παρέχουν μέγιστη ισχύ, ομοιόμορφη ροπή, ελάχιστη κατανάλωση καυσίμου και τη μικρότερη τοξικότητα των καυσαερίων. Ωστόσο, μέχρι στιγμής κανείς δεν έχει καταφέρει να το πετύχει αυτό πλήρως, αφού η βελτίωση κάποιων χαρακτηριστικών οδηγεί σε υποβάθμιση άλλων. Πρόσφατα, ωστόσο, έχει επιτευχθεί σημαντική πρόοδος μέσω της χρήσης αυτοματοποιημένου ελέγχου κινητήρα με την ευρεία χρήση των ηλεκτρονικών.

Κατά την κατάρτιση ενός προγράμματος για το σύστημα ελέγχου, ο κινητήρας τίθεται σε σταθερό τρόπο λειτουργίας σε έναν ειδικό πάγκο δοκιμών και όλες οι παράμετροι ρυθμίζονται διαδοχικά έτσι ώστε για αυτόν τον τρόπο λειτουργίας να παρέχουν τα καλύτερα χαρακτηριστικά εξόδου. Το ίδιο γίνεται και σε άλλους τρόπους λειτουργίας. Τα αποτελέσματα καταγράφονται στη μόνιμη μνήμη της ηλεκτρονικής μονάδας με τη μορφή πολυδιάστατου διαγράμματος, με τη βοήθεια του οποίου δημιουργούνται στη συνέχεια σήματα ελέγχου για κάθε μία από τις παραμέτρους.

Για παράδειγμα, στο σύνθετο ηλεκτρονικό σύστημα «Motronic» (Γερμανία), το οποίο ελέγχει την έγχυση καυσίμου και την ανάφλεξη, υπάρχουν πέντε τέτοια διαγράμματα: για τη ρύθμιση του χρονισμού ανάφλεξης, τον χρόνο ψεκασμού καυσίμου, τη θέση της βαλβίδας ανακυκλοφορίας (μια συσκευή που επιστρέφει μέρος του τα καυσαέρια στον κύλινδρο για καλύτερη καύση καυσίμου ), χρόνος συσσώρευσης ενέργειας στο πηνίο ανάφλεξης και θέση γκαζιού. Οι παράμετροι εισόδου σε αυτό το σύστημα είναι οι στροφές κινητήρα, η ροπή και η θερμοκρασία του κινητήρα, καθώς και η τάση της μπαταρίας. Στην έξοδο, παρακολουθείται η συμμόρφωση των στροφών του κινητήρα με τη ροπή και η περιεκτικότητα σε μονοξείδιο του άνθρακα στα καυσαέρια.

Δυστυχώς, το αυτοκίνητο έχει ένα σύστημα που δεν μπορεί να ρυθμιστεί ακόμη και από τα πιο εξελιγμένα ηλεκτρονικά αυτοκίνητα. Πρόκειται για μηχανισμό διανομής αερίου με άκαμπτη κινηματική σύνδεση μεταξύ στροφαλοφόρου και εκκεντροφόρου.

Οι ειδικοί πιστεύουν ότι ο κλασικός κινητήρας είναι αρκετά τέλειος και αν μερικές φορές λειτουργεί άσχημα, είναι μόνο επειδή «πνίγεται από την εξάτμιση του». Μόλις δώσετε στον κινητήρα περισσότερο οξυγόνο, αφήστε τον να «αναπνεύσει βαθιά», δεν θα υπάρχει εναλλακτική λύση.

Μπορείτε να βοηθήσετε τον κινητήρα εάν μπορούσατε να αλλάξετε το χρόνο ανοίγματος και κλεισίματος των βαλβίδων, κυρίως των βαλβίδων εισαγωγής. Θυμάμαι πώς στις αρχές της δεκαετίας του '70 του περασμένου αιώνα, οδηγοί αγώνων της Βαλτικής

Οι Republics κέρδισαν τον ανταγωνισμό επιτυγχάνοντας ταχύτητες στροφαλοφόρου έως και 3.000 rpm στο ρελαντί και έως 8.000 rpm με τέρμα γκάζι. Αργότερα αποδείχθηκε ότι είχαν αποκτήσει ένα πρότυπο εκκεντροφόρου, έλιωσαν τα έκκεντρα και στη συνέχεια ρύθμισαν χειροκίνητα το σχήμα τους. Με τέτοιους εκκεντροφόρους, οι κινητήρες παρήγαγαν υψηλές επιδόσεις (ισχύς και ροπή), αλλά μόνο σε υψηλές ταχύτητες. Αυτό είναι καλό για τα σπορ αυτοκίνητα, αλλά για τα «ιδιωτικά» αυτοκίνητα είναι απαράδεκτο. Ωστόσο, αυτό το γεγονός υποδηλώνει σημαντικό ρόλο υστέρησης ή προώθησης φάσης βαλβίδας.

Πώς μπορείτε να αναγκάσετε τη βαλβίδα να ανοίξει και να κλείσει τη στιγμή που αντιστοιχεί στη βέλτιστη λειτουργία του κινητήρα; Είναι σαφές ότι ο χρονισμός της βαλβίδας πρέπει να ελέγχεται ανάλογα με την ταχύτητα, τη θέση και το φορτίο του στροφαλοφόρου άξονα. Ένας παραδοσιακός εκκεντροφόρος δεν λύνει αυτό το πρόβλημα.

Εντός μικρών ορίων, ο λόγος χρονισμού της βαλβίδας μπορεί να ρυθμιστεί χρησιμοποιώντας μηχανικούς, ηλεκτρομηχανικούς, υδραυλικούς και πνευματικούς ενεργοποιητές βαλβίδων. Αλλά το πιο πολλά υποσχόμενο είναι μια ηλεκτρομαγνητική κίνηση που ελέγχεται από ηλεκτρονικά. Με τη βοήθειά του, μπορείτε όχι μόνο να βελτιστοποιήσετε την απόδοση του κινητήρα, αλλά και να επεκτείνετε τη λειτουργικότητά του. Έτσι, ένας τετρακύλινδρος κινητήρας μπορεί να κατασκευαστεί για να λειτουργεί όπως ένας δικύλινδρος ή τρικύλινδρος κινητήρας αλλάζοντας τη σειρά πυροδότησης της βαλβίδας. λειτουργεί πιο ομοιόμορφα κάτω από μεταβλητά φορτία και καταναλώνει λιγότερο καύσιμο στη μέγιστη ταχύτητα για μια δεδομένη ισχύ. Ένας τέτοιος κινητήρας δεν θα έχει προβλήματα με την αλλαγή της φοράς περιστροφής του στροφαλοφόρου άξονα.

Με την πρώτη ματιά, όλα φαίνονται πολύ απλά, αλλά για κάποιο λόγο, οι ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες στα αυτοκίνητα εξακολουθούν να βρίσκονται μόνο σε πειραματικές εξελίξεις.

ΒΑΛΒΙΔΑ ΑΡΧΑΓΓΕΛΣΚ

Μια προσπάθεια υλοποίησης της ιδέας μιας ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας με ευέλικτο έλεγχο έγινε στα μέσα του 20ου αιώνα από τον καθηγητή MADI V. M. Arkhangelsky. Η ενεργοποίηση και απενεργοποίηση των ηλεκτρομαγνητών έγινε όταν οι επαφές που συνδέονται με τους έκκεντρους εκκεντροφόρους έκλεισαν και άνοιξαν. Η βαλβίδα επέστρεψε στη θέση της με ένα ελατήριο.

Ο σχεδιασμός του Arkhangelsky περιλάμβανε έναν φυγόκεντρο ρυθμιστή στον εκκεντροφόρο άξονα. Όταν άλλαξε η ταχύτητα περιστροφής, μετατόπισε τη θέση των έκκεντρων και προκάλεσε το άνοιγμα και το κλείσιμο των βαλβίδων. Έτσι, ο ρυθμιστής έπαιξε το ρόλο της ανατροφοδότησης. Αυτό κατέστησε δυνατό να γίνει χωρίς έλεγχο προγράμματος, ο οποίος, παρεμπιπτόντως, δεν μπορούσε να υπάρξει τότε.

Δυστυχώς, παρά την κομψότητα του σχεδίου, δεν ήταν δυνατό να δημιουργηθεί ένα εφαρμόσιμο σχέδιο. Το γεγονός είναι ότι η βαλβίδα πρέπει να λειτουργεί γρήγορα και να κλείνει αξιόπιστα, και επομένως απαιτείται ένα ελατήριο επιστροφής με υψηλή ακαμψία. Αντίστοιχα, χρειάζεστε έναν ισχυρό ηλεκτρομαγνήτη που καταναλώνει σημαντικό ρεύμα από το ενσωματωμένο δίκτυο του οχήματος. Εκείνες τις μέρες, δεν υπήρχαν ισχυρές βαλβίδες ημιαγωγών και οι μεταλλικές επαφές κάηκαν γρήγορα κατά την εναλλαγή υψηλών ρευμάτων. Τέλος, όταν η βαλβίδα έκλεισε από το ελατήριο επιστροφής, υπήρξε ισχυρή πρόσκρουση της κεφαλής της βαλβίδας στην έδρα, η οποία προκάλεσε θόρυβο κατά τη λειτουργία του μηχανισμού διανομής αερίου και οδήγησε σε συχνές βλάβες της βαλβίδας.

ΕΝΑ ΕΙΝΑΙ ΚΑΛΟ, ΔΥΟ ΚΑΛΥΤΕΡΟ

Μπορείτε να απαλλαγείτε από πολλές από τις ελλείψεις που είναι εγγενείς στη βαλβίδα Arkhangelsky εάν, αντί για έναν ηλεκτρομαγνήτη, εγκαταστήσετε δύο - ένα άνοιγμα και ένα κλείσιμο. Ένα παρόμοιο σχέδιο αναπτύχθηκε από έναν από τους φοιτητές του Κρατικού Πανεπιστημίου Togliatti σε ένα διπλωματικό έργο υπό την καθοδήγηση του Διδάκτωρ Τεχνικών Επιστημών, καθηγητή V.V.

Σε αυτήν την έκδοση του σχεδίου, δεν χρειάζονται ελατήρια και επομένως οι ηλεκτρομαγνήτες μπορεί να είναι μικρότεροι σε μέγεθος και ισχύ - τελικά, ένα μεγάλο ρεύμα καταναλώνεται μόνο όταν κλείνεις και ανοίγεις τις βαλβίδες και για να τις κρατήσεις, η ισχύς ρεύματος είναι δέκα φορές λιγότερο.

Αλλά το πιο σημαντικό, τώρα μπορείτε να κάνετε εντελώς χωρίς εκκεντροφόρο, καθώς ένας προγραμματιζόμενος ελεγκτής - μια ηλεκτρονική συσκευή, συνήθως σε μικροεπεξεργαστή, που ελέγχει τη λειτουργία του κινητήρα και άλλων συστημάτων αυτοκινήτου - μπορεί να ρυθμίσει τον χρόνο απόκρισης και την ισχύ του ρεύματος μέσω του ηλεκτρομαγνήτη κούρδισμα.

Η NAMI, υπό την ηγεσία του Υποψηφίου Τεχνικών Επιστημών A. N. Terekhin, άρχισε να πραγματοποιεί έρευνα και ανάπτυξη ενός μηχανισμού διανομής αερίου με κίνηση ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας με βάση τον κινητήρα M-412. Ως αποτέλεσμα, δημιουργήθηκε ένα λειτουργικό πρωτότυπο μηχανισμού διανομής αερίου με αμφίδρομους ηλεκτρομαγνήτες σε οκτώ βαλβίδες. Αλλά από τις αρχές της δεκαετίας του 1990, η χρηματοδότηση έχει σταματήσει και η πολλά υποσχόμενη εξέλιξη χάθηκε στα αρχεία.

Πριν από αρκετά χρόνια, οι εργασίες για έναν νέο μηχανισμό διανομής αερίου συνεχίστηκαν στο εργοστάσιο αυτοκινήτων Volzhsky υπό την ηγεσία του επικεφαλής σχεδιαστή AvtoVAZ P. M. Prusov. Έτσι, μεταξύ των θεμάτων του Πανρωσικού διαγωνισμού «Ρωσικό αυτοκίνητο» (βλ. «Επιστήμη και Ζωή» Νο. 12, 2002) ανακοινώθηκε η «Ανάπτυξη ενός συστήματος ηλεκτρομαγνητικής κίνησης για βαλβίδες διανομής αερίου για κινητήρα VAZ 16 βαλβίδων». . Δύο έργα υποβλήθηκαν στον διαγωνισμό, αλλά και τα δύο ήταν εντελώς «άσχετα» και δεν εξετάστηκαν καν.

Εν τω μεταξύ, οι ιαπωνικές, αμερικανικές και (με τη μεγαλύτερη επιτυχία) γερμανικές αυτοκινητοβιομηχανίες άρχισαν να εργάζονται για τη βελτίωση της κίνησης της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας. Ήδη το 2002, η BMW άρχισε να δοκιμάζει σε έναν πραγματικό κινητήρα 16 βαλβίδων έναν μηχανισμό διανομής αερίου με ηλεκτρομαγνητική κίνηση όλων των βαλβίδων.

ΑΝΤΑΓΩΝΙΣΤΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ

Παράλληλα ξεκίνησε η ανάπτυξη ηλεκτρομαγνητικών βαλβίδων διανομής αερίου στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Ηλεκτρολογικού Εξοπλισμού του MADI (GTU).

Αν και στη Δύση δεν μας αναγνώριζαν ως ανταγωνιστές: λένε, «ήμασταν 10 μίλια πίσω» (στην αγωνιστική ορολογία αυτό λένε για δύο γύρους πίσω, που σημαίνει αδύναμοι), ωστόσο, ο συγγραφέας κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας ένα σχέδιο που λύνει τα περισσότερα από τα προβλήματα που είναι εγγενή στους ηλεκτρομαγνητικούς δίσκους.

Αντί για ογκώδεις ηλεκτρομαγνήτες που είναι εγκατεστημένοι πάνω από τις βαλβίδες, χρησιμοποιεί μακριές ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες. Η πέδηση του πυρήνα σε μια μακρά ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα πραγματοποιείται όχι από άκαμπτα στοπ, αλλά από μαγνητικά πεδία ακμών και η λειτουργία της κίνησης γίνεται αθόρυβη. Επιπλέον, η διαδρομή της βαλβίδας μπορεί να είναι τόσο μεγάλη και ρυθμιζόμενη όσο επιθυμείτε. Η παλινδρομική κίνηση από τον ηλεκτρομαγνήτη προς τη βαλβίδα μεταδίδεται μέσω μιας ράβδου και ενός αιωρούμενου βραχίονα. Χάρη σε αυτό, η μονάδα μπορεί να εγκατασταθεί όχι πάνω από το μπλοκ κυλίνδρων, αλλά στην πλευρική της επιφάνεια. Ως αποτέλεσμα, το ύψος του κινητήρα μειώνεται σημαντικά και τα τυπικά συστήματα οχημάτων χρησιμοποιούνται για την ψύξη και τη λίπανση εξαρτημάτων κίνησης.

Τώρα είναι στο χέρι των κατασκευαστών κινητήρων. Εάν καταφέρουμε να μεταφράσουμε την ιδέα σε μέταλλο, η Ρωσία θα έχει ένα ροπή και οικονομικό αυτοκίνητο, το οποίο θα πληροί και τις πιο αυστηρές απαιτήσεις για την καθαρότητα των καυσαερίων.