Mootori surveastme muutmise süsteemid. Muutuva kompressiooniga kolb-sisepõlemismootori kompressiooniga muutuva süsteemi omadused

Tihedalt seotud efektiivsusega. Bensiinimootorites on surveaste piiratud detonatsioonipõlemisalaga. Need piirangud on eriti olulised mootori täiskoormusel töötamisel, samas kui osalise koormuse korral ei põhjusta kõrge surveaste detonatsiooniohtu. Mootori võimsuse suurendamiseks ja ökonoomsuse parandamiseks on soovitav vähendada surveastet, kuid kui surveaste on madal kõigis mootori töövahemikes, toob see kaasa võimsuse vähenemise ja kütusekulu suurenemise osalistel koormustel. Sel juhul valitakse surveastme väärtused reeglina palju madalamad kui need väärtused, mille juures saavutatakse mootorite kõige ökonoomsem jõudlus. Teadlikult halvendades mootorite efektiivsust, on see eriti ilmne osalise koormusega töötamisel. Vahepeal silindrite põleva seguga täitmise vähenemine, jääkgaaside suhtelise koguse suurenemine, osade temperatuuri langus jne. luua võimalused surveastme suurendamiseks osalistel koormustel, et tõsta mootori efektiivsust ja suurendada selle võimsust. Sellise kompromissprobleemi lahendamiseks töötatakse välja muutuva surveastmega mootorite variante.

Laialdane kasutamine mootorite konstruktsioonides on muutnud selle töö suuna veelgi asjakohasemaks. Fakt on see, et ülelaadimise ajal suurenevad mootoriosade mehaanilised ja termilised koormused märkimisväärselt ning seetõttu tuleb neid tugevdada, suurendades kogu mootori massi tervikuna. Sel juhul reeglina väheneb koormatud režiimis töötavate osade kasutusiga ja väheneb mootori töökindlus. Muutuvale surveastmele ülemineku korral saab ülelaadimisega mootoris töövoogu korraldada nii, et surveastme vastava vähendamisega mis tahes ülelaadimisrõhu korral saavutatakse töötsükli maksimaalsed rõhud (st tööefektiivsus). ) jääb muutumatuks või muutub veidi. Samal ajal ei pruugi tsükli kasuliku töö ja sellest tulenevalt mootori võimsuse suurenemisest hoolimata selle osade maksimaalsed koormused suureneda, mis võimaldab mootoreid sundida ilma nende konstruktsiooni muutmata.

Muutuva surveastmega mootori põlemisprotsessi normaalseks kulgemiseks on väga oluline põlemiskambri kuju õige valik, mis tagab lühima leegi leviku tee. Leegi levimise rinde muutus peab olema väga kiire, et võtta arvesse mootori erinevaid töörežiime sõiduki töötamise ajal. Arvestades täiendavate osade kasutamist vändamehhanismis, on vaja välja töötada ka madala hõõrdeteguriga süsteemid, et mitte kaotada muutuva surveastme kasutamise eeliseid.

Üks levinumaid muutuva surveastmega mootorivalikuid on näidatud joonisel.

Riis. Muutuva surveastmega mootori skeem:
1 - ühendusvarras; 2 - kolb; 3 - ekstsentriline võll; 4 - täiendav ühendusvarras; 5 - väntvõlli ühendusvarda kael; 6 - jalas

Osalise koormuse korral hõivavad täiendavad 4 madalaima asendi ja tõstavad kolvi käiguala. Kompressiooniaste on maksimaalne. Suure koormuse korral tõstab võllil 3 asuv ekstsentrik täiendava ühendusvarda 4 ülemise pea telge. See suurendab ülekolvi kliirensit ja vähendab surveastet.

2000. aastal esitleti Genfis katselist muutuva surveastmega SAAB bensiinimootorit. Selle ainulaadsed omadused võimaldavad saavutada 225 hj võimsust. töömahuga 1,6 liitrit. ja hoida kütusekulu võrreldav poole väiksema mootoriga. Astmeta töömahu võimalus võimaldab mootoril töötada bensiini, diisli või alkoholiga.

Mootori silindrid ja plokipea on valmistatud monoplokina, st ühe plokina, mitte eraldi nagu tavamootoritel. Eraldi plokk on ka plokkkarter ning kepsu ja kolvigrupp. Monoplokk saab karteris liikuda. Samal ajal toetub monoploki vasak pool plokis paiknevale teljele 1, mis toimib hingena, paremat külge saab tõsta või langetada ekstsentrilise võlliga juhitava ühendusvarda 3 abil 4. Gofreeritud kumm kate 2 on ette nähtud monoploki ja karteri tihendamiseks.

Riis. SAAB muutuva survega mootor:
1 - telg; 2 - kummist kate; 3 - ühendusvarras; 4 - ekstsentriline võll.

Kompressiooniaste muutub, kui monoblokki kallutatakse karteri suhtes konstantse kolvikäiguga hüdraulilise ajamiga. Monoploki kõrvalekaldumine vertikaalist viib põlemiskambri mahu suurenemiseni, mis põhjustab surveastme vähenemist.

Kui kaldenurk väheneb, suureneb surveaste. Monoploki maksimaalne kõrvalekalle vertikaalteljest on 4%.

Väntvõlli minimaalse pöörlemiskiiruse ja kütusevarustuse lähtestamise korral, samuti väikese koormuse korral on monoplokk madalaimas asendis, kus põlemiskambri maht on minimaalne (surveaste - 14). Võimendussüsteem lülitatakse välja ja õhk siseneb otse mootorisse.

Koormuse all, ekstsentrilise võlli pöörlemise tõttu, kaldub ühendusvarras monoploki küljele ja põlemiskambri maht suureneb (surveaste - 8). Sel juhul ühendab sidur ülelaaduri ja õhk hakkab ülerõhu all mootorisse voolama.

Riis. SAAB-mootori õhuvarustuse muutmine erinevates režiimides:
1 - drosselklapp; 2 - möödavooluklapp; 3 - sidur; a - väntvõlli madalal pöörlemissagedusel; b - koormuse tingimustes

Optimaalse surveastme arvutab elektroonikasüsteemi juhtseade, võttes arvesse väntvõlli kiirust, koormusastet, kütusetüüpi ja muid parameetreid.

Kuna oli vaja kiiresti reageerida selle mootori surveastme muutusele, tuli turboülelaadurist loobuda mehaanilise ülelaadimise kasuks õhu vahejahutusega maksimaalse ülelaadimisrõhuga 2,8 kgf / cm2.

Kütusekulu on arendatud mootoril 30% väiksem kui sama suurusega tavalisel mootoril ning heitgaaside toksilisuse näitajad vastavad kehtivatele standarditele.

Prantsuse firma MCE-5 Development, mis on välja töötatud Peugeot-Citroeni kontserni jaoks, muutuva surveastmega VCR (Variable Compression Ratio) mootor. See lahendus kasutab vändamehhanismi algset kinemaatikat.

Selle konstruktsiooni puhul toimub liikumise ülekanne ühendusvardalt kolbidele läbi topelthammastega sektori 5. Mootori paremal küljel on tugihammaslatt 7, millele toetub sektor 5. See haardumine tagab silindri kolvi rangelt edasi-tagasi liikumine, mis on ühendatud hammaslatiga 4. Rööp 7 on ühendatud juhthüdraulilise silindri kolviga 6.

Olenevalt mootori töörežiimist muutub hammaslatiga 7 seotud juhtsilindri kolvi 6 asend vastavalt mootori juhtploki signaalile. Juhtresti 7 liigutamine üles või alla muudab TDC ja BDC asendit mootori kolb ja koos nendega surveaste vahemikus 7:1 kuni 20:1 0,1 sekundiga. Vajadusel on võimalik muuta surveastet iga silindri jaoks eraldi.

Riis. Videomaki muutuva kompressiooniga mootor:
1 - väntvõll; 2 - ühendusvarras; 3 - hammastega tugirull; 4 - kolvi hammasratas; 5 - hammastega sektor; 6 - juhtsilindri kolb; 7 - tugi hammasratas.

Rohkem kui sajandi elu jooksul on sisepõlemismootor (ICE) nii palju muutunud, et esivanemast on jäänud vaid tööpõhimõte. Peaaegu kõik moderniseerimise etapid olid suunatud mootori jõudlusteguri (COP) suurendamisele. Tõhususe näitajat võib nimetada universaalseks. Sellesse on peidetud palju omadusi - kütusekulu, võimsus, pöördemoment, heitgaaside koostis jne. Mootorite efektiivsuse tõstmisel mängis positiivset rolli uute tehniliste ideede laialdane kasutamine - kütuse sissepritse, elektrooniline süüte ja mootori juhtimissüsteemid, 4, 5 ja isegi 6 klappi silindri kohta.

Sellegipoolest, nagu näitas Genfi autonäitus, pole sisepõlemismootorite moderniseerimisprotsess veel kaugeltki lõppenud. Sellel populaarsel rahvusvahelisel autonäitusel esitles SAAB 15-aastase töö tulemust – muutuva surveastmega uue mootori prototüüpi SAAB Variable Compression (SVC), millest sai mootorimaailma sensatsioon.

SVC-tehnoloogia ja mitmed muud sisepõlemismootorite olemasolevate kontseptsioonide seisukohast täiustatud ja ebatraditsioonilised tehnilised lahendused võimaldasid pakkuda uudsusele fantastilisi omadusi. Niisiis, tavapärastele seeriaautodele mõeldud viiesilindriline mootor, mille maht on vaid 1,6 liitrit, arendab uskumatut võimsust 225 hj. ja pöördemoment 305 Nm. Teised, täna eriti olulised omadused osutusid suurepäraseks - kütusekulu keskmisel koormusel vähenes koguni 30%, CO2 heitkogused vähenesid sama palju. Mis puudutab CO, CH ja NOx jne, siis need vastavad loojate sõnul kõigile olemasolevatele ja lähitulevikuks kavandatud toksilisuse standarditele. Lisaks võimaldab muutuv surveaste SVC mootoril töötada erinevate bensiiniklassidega – A-76-st kuni AI-98-ni – praktiliselt ilma jõudluse halvenemiseta ja detonatsiooni ilmnemiseta.

Muidugi on selliste omaduste oluline eelis SVC-tehnoloogial, st. võimalus muuta tihendusastet. Kuid enne kui tutvume mehhanismi seadmega, mis võimaldas seda väärtust muuta, tuletagem meelde mõningaid tõdesid sisepõlemismootori konstruktsiooni teooriast.

Kompressiooniaste

Surveaste on silindri ja põlemiskambri mahtude summa ja põlemiskambri ruumala suhe. Surveastme tõusuga tõuseb rõhk ja temperatuur põlemiskambris, mis loob soodsamad tingimused põleva segu süttimiseks ja põlemiseks ning suurendab kütuseenergia kasutamise efektiivsust, s.o. tõhusust. Mida kõrgem on tihendusaste, seda suurem on efektiivsus.

Kõrge surveastmega bensiinimootorite loomisega probleeme pole ja pole kunagi olnud. Ja ärge tehke neid järgmisel põhjusel. Selliste mootorite survetakti ajal tõuseb rõhk silindrites väga kõrgetele väärtustele. See põhjustab loomulikult temperatuuri tõusu põlemiskambris ja loob soodsad tingimused detonatsiooni ilmnemiseks. Ja detonatsioon, nagu me teame (vt lk 26), on ohtlik nähtus. Kõigis selle ajani loodud mootorites oli surveaste konstantne ja määrati sõltuvalt rõhu ja temperatuuri tingimustest põlemiskambris maksimaalsel koormusel, kui kütuse- ja õhukulu on maksimaalne. Mootor ei tööta selles režiimis alati, võib öelda, isegi väga harva. Maanteel või linnas, kui kiirus on peaaegu konstantne, töötab mootor väikese või keskmise koormuse korral. Sellises olukorras oleks kütuseenergia tõhusamaks kasutamiseks tore suurem surveaste. Selle probleemi lahendasid SAAB-i insenerid – SVC-tehnoloogia loojad.

SVC tehnoloogia

Kõigepealt tuleb märkida, et uues mootoris on traditsiooniliste plokipeade ja silindrivooderduste asemel, mis valati otse plokki või pressitud, üks monopea, mis ühendab plokipea ja silindri vooderdised. Kompressiooniastme või pigem põlemiskambri mahu muutmiseks tehakse monopea liikuvaks. Ühelt poolt on see monteeritud võllile, mis täidab toe funktsiooni, ja teisest küljest toetab ja juhib seda eraldi väntmehhanism. Vända raadius tagab pea nihke vertikaaltelje suhtes 40 võrra. Sellest piisab kambri mahu muutmiseks, et saavutada surveaste vahemikus 8:1 kuni 14:1.

Vajaliku surveastme määrab SAAB Trionic elektrooniline mootori juhtimissüsteem, mis jälgib koormust, kiirust, kütuse kvaliteeti ning juhib sellest lähtuvalt vända hüdroajamit. Seega on maksimaalse koormuse korral kompressiooniaste seatud 8:1-le ja minimaalsele - 14:1. Silindrite vooderdiste kombineerimine peaga võimaldas SAAB-i inseneridel anda jahutussärgi kanalitele muu hulgas täiuslikuma kuju, mis suurendas põlemiskambri ja silindri vooderdiste seintelt soojuse eemaldamise protsessi efektiivsust.

Silindri vooderdiste ja nende peade liikuvus nõudis muudatusi mootoriploki konstruktsioonis. Ploki ja pea ühendustasapind on muutunud 20 cm madalamaks, mis puutub vuugi tihedusse, siis selle tagab kummist gofreeritud tihend, mida kahjustuste eest kaitseb ülalt metallkest.

Mal, jah, julge

Paljude jaoks võib jääda arusaamatuks, kuidas nii väikese mahuga mootorisse "laaditi" rohkem kui kakssada "hobust" - lõppude lõpuks võib selline võimsus selle ressurssi kahjustada. SVC mootori loomisel lähtusid insenerid täiesti erinevatest ülesannetest. Mootoriressursi viimine nõutavatele standarditele on tehnoloogide asi. Mis puudutab mootori väikest mahtu, siis seda tehakse täielikult kooskõlas sisepõlemismootorite teooriaga. Selle seaduste kohaselt on mootori töörežiimi kõige soodsam efektiivsuse suurendamise seisukohalt suurel koormusel (suurtel pööretel), kui gaasihoob on täielikult avatud. Sel juhul maksimeerib see kütuse energiat. Ja kuna väiksema töömahuga mootorid töötavad peamiselt maksimaalsetel koormustel, on ka nende kasutegur suurem.

Väikeste mootorite efektiivsuse paremuse taga peitub nn pumpamiskadude puudumine. Need tekivad madalal koormusel, kui mootor töötab madalatel pööretel ja gaasihoob on vaid veidi lahti. Sel juhul tekib sisselasketakti ajal silindrites suur vaakum - vaakum, mis takistab kolvi allapoole liikumist ja vähendab vastavalt efektiivsust. Laialt avatud gaasihoovaga selliseid kadusid pole, kuna õhk siseneb silindritesse peaaegu takistamatult.

Et vältida pumpamiskadusid 100% võrra, kasutasid SAAB-i insenerid uues mootoris ka kõrgsurveõhu "ülelaadimist" - 2,8 atm., Kasutades mehaanilist ülelaadijat - kompressorit. Kompressorit eelistati mitmel põhjusel: esiteks ei suuda ükski turbolaadur sellist ülelaadimisrõhku tekitada; teiseks on kompressori reaktsioon koormuse muutusele peaaegu hetkeline, s.t. turboülelaadurile iseloomulik aeglustus puudub. Silindrite täitmist värske laenguga SAAB mootoris täiustati nii tänapäeval populaarse moodsa gaasijaotusmehhanismi abil, milles silindri kohta on neli klappi, kui ka vahejahuti (Intercooler) abil.

SVC mootori prototüüp on Aachenis asuva Saksa mootorite arendusfirma FEV Motorentechnie sõnul üsna funktsionaalne. Kuid vaatamata positiivsele hinnangule lastakse see mõne aja pärast masstootmisse – pärast täiustamist ja klientide vajadustele kohandamist.

Oleme oma ülevaateartiklites juba kirjutanud uue Infiniti mootori tehnoloogiast. Bensiinimootori ainulaadne mudel, mis suudab käigu pealt surveastet muuta, võib olla sama võimas kui tavaline bensiinimootor ja sama ökonoomne kui diiselmootoriga söömisel.

Täna selgitab Jason Fenske, kuidas mootor töötab ning kuidas see saavutab suurima võimsuse ja efektiivsuse.

Muutuva survetehnoloogia või kui soovite muutuva surveastmega turbomootorit, suudab peaaegu koheselt muuta kolvi rõhku õhu-kütuse segule suhtega 8:1 enne 14:1 , pakkudes samal ajal suure jõudlusega kompressiooni madalatel koormustel (näiteks linnas või maanteel) ja turbiinile tugeval kiirendusel vajalikku madalat survet koos maksimaalse gaasihoovaga.

Jason koos Infinitiga selgitas, kuidas tehnoloogia töötab, unustamata märkida hämmastava uuendusliku mootori nüansse ja senitundmatuid detaile. Eksklusiivset materjali saate vaadata videost, mille allpool avaldame, ärge unustage vajadusel subtiitrite tõlget sisse lülitada. Kuid kõigepealt valime välja tulevase mootorihoone tehnilise "tera" ja märgime need nüansid, mis varem olid teadmata.

Unikaalse mootori keskseks tehnoloogiaks oli spetsiaalse pöördmehhanismi süsteem, millel tänu keerukale kolvivardale on tsentraalne pöörlev mitmelüliline süsteem, mis on võimeline muutma oma töönurka, mis toob kaasa muutuse kolvivarda efektiivne pikkus, mis omakorda muudab kolvi käigu pikkust silindris, mis omakorda muudab lõpuks surveastet.

Üksikasjalik ajamitehnoloogia on järgmine:

1. Elektrimootor keerab täiturmehhanismi kangi 1,30 minuti video

2. Hoob pöörab veovõlli sarnaselt tavaliste nukkvõllide juhtimisega, kasutades nukksüsteemi.

3. Kolmandaks muudab alumine õlg õlavarrega ühendatud mitme lüliga täiturmehhanismi nurka. Viimane on ühendatud kolviga (1,48-minutiline video)

4. Kogu süsteem teatud seadistustel ja võimaldab kolvil muuta ülemise surnud punkti kõrgust, vähendades või suurendades surveastet.

Näiteks kui mootor läheb "maksimaalse võimsuse" režiimist "kütuse säästmise ja tõhususe parandamise" režiimi, pöörleb laine käik vasakule. Parempoolsel fotol näidatud (2,10-minutiline video). Pöörlemine kandub üle veovõllile, mis tõmbab alumise õla veidi alla, mis tõstab mitme hoova ajamit, mis omakorda liigutab kolvi plokipeale lähemale, vähendades helitugevust ja suurendades seeläbi survet.

Lisaks toimub üleminek traditsiooniliselt Otto ICE töötsüklilt Atkinsoni tsüklile, mis erineb tsükli tsükli aja suhte poolest, mis saavutatakse sisselaskeklappide sulgemisaja muutmisega.

Muide, üleminek mootori ühest töörežiimist teise ei kesta Fenske sõnul rohkem kui 1,2 sekundit!

Veelgi enam, uus tehnoloogia on võimeline muutma surveastet vahemikus 8:1 kuni 14:1, kohandades seda püsivalt sõidustiili, koormuse ja muude mootori jõudlust mõjutavate teguritega.

Kuid isegi nii keerulise tehnoloogia toimimise selgitamine pole veel lugu. Uue mootori teine oluline omadus on kolvi rõhu vähendamine silindri seintele, mis väldib viimaste ovaalset muutumist, kuna koos kolviajamiga kasutatakse süsteemi, mis vähendab kolvi hõõrdumist silindri seintel, mis toimib, vähendades ühendusvarda lööginurka kolvi käigu ajal.

Videos märgiti, et neljasilindriline reasmootor osutus disainiomaduste tõttu mõnevõrra tasakaalustamata, mistõttu olid insenerid sunnitud lisama tasakaalustusvõlli, mis muudab mootori konstruktsiooni keerulisemaks, kuid jätab võimaluse. pikaks elueaks ilma surmavate vibratsioonideta, mis tekivad keerulise ühendusvarda töö tõttu.

Leiutis käsitleb masinaehitust, eelkõige soojusmootoreid, nimelt muutuva surveastmega kolb-sisepõlemismootorit (ICE). Leiutise tehniline tulemus on parandada kolb-sisepõlemismootori jõuülekandemehhanismi kinemaatikat selliselt, et oleks võimalik kontrollida surveastet, vähendades samal ajal reaktsiooni tugedes ja teist järku inertsust. jõud. Leiutisekohasel sisepõlemismootoril on silindrisse liikuvalt paigaldatud kolb, mis on pöördeliselt ühendatud ühendusvardaga. Ühendusvarda liikumine edastatakse väntvõlli vändale. Samal ajal, et tagada surveastme ja kolvi käigu kontrollitud muutmise võimalus, on ühendusvarda ja vända vahel ülekandeühendus, mis on konfigureeritud juhtkangi abil selle liikumist juhtima. Jõuülekanne on valmistatud põikkangi kujul, mis on vändaga ühendatud hinge abil, mis asub vahepealses asendis kahe võrdluspunkti vahelisel alal. Ühes võrdluspunktis on põikhoob ühendatud ühendusvardaga ja teises juhthoovaga. Juhtkang on pöördeliselt ühendatud ka täiendava vända või ekstsentrikuga, mis teostavad juhtliigutusi juhthoova veeretelge nihutades, muutes seeläbi sisepõlemismootori surveastet. Lisaks võib juhthoova veeretelg sooritada pidevat tsüklilist liikumist, mis on sünkroniseeritud väntvõlli pöörlemisega. Samal ajal, kui jõuülekandemehhanismi üksikute lülide vahel täheldatakse teatud geomeetrilisi seoseid, saab nende koormusi vähendada ja sisepõlemismootori töö sujuvust suurendada. 12 w.p. f-ly, 10 ill.

RF patendi 2256085 joonised

Käesolev leiutis käsitleb masinaehitust, eelkõige soojusmasinaid. Eelkõige käsitleb leiutis kolb-sisepõlemismootorit (ICE), millel on liikuvalt silindrisse paigaldatud kolb, mis on pööratavalt ühendatud ühendusvardaga, mille liikumine kandub üle väntvõlli vändale, samas kui jõuülekanne. ühendusvarda ja vända vahel on ühendus, mis on tehtud võimalusega juhtida selle liikumist juhtkangi abil, et tagada kolvi kontrollitud liikumine, ennekõike selleks, et anda võimalus muuta surveastet ja käiku kolvist ja mis on valmistatud põikkangi kujul, mis on vändaga ühendatud hingega, mis asub vahepealses asendis toe punkti vahel, kus põikõlg on ühendatud ühendusvarras ja võrdluspunkt, milles põikõlg on ühendatud juhthoovaga, ning teatud kaugusel mõlemat võrdluspunkti ühendavast joonest, kus põikõlg on ühendatud vastavalt juhthoova ja ühendusvardaga.

Wirbeleit F.G., Binder K. ja Gwinner D., "Muutuva survekõrgusega kolvi arendamine põlemismootorite efektiivsuse ja erivõimsuse suurendamiseks", SAE Techn. Pap., 900229, seda tüüpi sisepõlemismootor on tuntud automaatselt juhitava surveastmega (PARSS) muutes kolvi kõrgust, mis koosneb kahest osast, mille vahele moodustatakse hüdrokambrid. Surveastme muutmine toimub automaatselt, muutes kolvi ühe osa asendit teise suhtes, juhtides õli ühest sellisest kambrist teise spetsiaalsete möödaviiguventiilide abil.

Selle tehnilise lahenduse puudused hõlmavad asjaolu, et sellised süsteemid nagu PARSS viitavad surveastme reguleerimise mehhanismi olemasolule, mis asub kõrge temperatuuriga ja suure koormusega tsoonis (silindris). Kogemused selliste süsteemidega nagu PARSS on näidanud, et mööduvates tingimustes, eriti auto kiirendamise ajal, kaasneb sisepõlemismootori tööga detonatsioon, kuna hüdrauliline juhtimissüsteem ei võimalda kompressiooni kiiret ja samaaegset muutmist. suhe kõigi silindrite jaoks.

Soov eemaldada surveastme reguleerimismehhanism kõrge temperatuuriga ja mehaaniliselt koormatud tsoonist tõi kaasa muude tehniliste lahenduste ilmnemise, mis hõlmavad sisepõlemismootori kinemaatilise skeemi muutmist ja sellesse täiendavate elementide (linkide) sisestamist, mootori juhtimist. mis tagab tihendusastme muutumise.

Näiteks Jante A., "Kraftstoffverbrauchssenkung von Verbrennungsmotoren durch kinematische Mittel", Automobil-Industrie, nr 1 (1980), lk 61-65, kirjeldab sisepõlemismootorit (mille kinemaatiline diagramm on näidatud joonisel 1 ), mille vända 15 ja ühendusvarda 12 vahele on paigaldatud kaks vahelüli - täiendav ühendusvarras 13 ja nookur 14. Klahv 14 teeb õõtsuva liigutuse pöördekeskusega hingepunktis Z. Surveaste juhitakse punkti A asendi muutmisega, keerates kehale kinnitatud ekstsentrikut 16 . Ekstsentrik 16 pöörleb sõltuvalt mootori koormusest, samal ajal kui hingepunktis Z asuv pöördekeskus liigub mööda ringi kaaret, muutes seega kolvi ülemise surnud punkti asendit.

Christoph Bollingi jt töödest "Kurbetrieb fur variable Verdichtung", MTZ 58 (11) (1997), Cs.706-711 on FEV tüüpi mootor (mille kinemaatiline diagramm on näidatud joonisel 2) tuntud ka, millesse vända 17 ja ühendusvarda 12 vahele on paigaldatud täiendav ühendusvarras 13. Lisaks on ühendusvarras 12 ühendatud nookuriga 14, mis teeb õõtsuvat liikumist pöördekeskusega hingepunkt Z. Surveastet reguleeritakse hingepunkti Z asendi muutmisega, keerates mootori korpusele paigaldatud ekstsentrikut 16. Ekstsentrik 16 pöörleb sõltuvalt mootori koormusest, samal ajal kui hingepunktis Z asuv pöördekeskus liigub mööda ringi kaaret, muutes seega kolvi ülemise surnud punkti asendit.

Taotlusest DE 4312954 A1 (21.04.1993) on teada IFA tüüpi mootor (mille kinemaatiline diagramm on näidatud joonisel 3), milles vända 17 ja ühendusvarda 12 vahele on paigaldatud täiendav keps 13. Ühendusvarras 12 on samuti ühendatud nookuri 14 ühe otsaga, mille teine ots teeb õõtsuva liigutuse pöördekeskmega hingepunktis Z. Surveastet juhitakse hingepunkti asendi muutmisega. Z keerates ekstsentrikut 16, mis on kinnitatud mootori korpusele. Ekstsentrik 16 pöörleb sõltuvalt mootori koormusest, samal ajal kui hingepunktis Z asuv pöördekeskus liigub mööda ringi kaaret, muutes seega kolvi ülemise surnud punkti asendit.

Eespool nimetatud konstruktsioonide mootoritele omased puudused (tuntud Jante A. töödest, Christoph Bollingi jt töödest ja taotlusest DE 4312954 A1) tuleb ennekõike seletada nende ebapiisavalt suure sujuvuse tõttu. töö, mis on tingitud suurtest teist järku inertsjõududest masside edasi-tagasi liikuva liikumise ajal, mis on seotud mehhanismide kinemaatika iseärasustega ja põhjustab jõuallika kogulaiuse või kõrguse liigset suurenemist. Sel põhjusel on sellised mootorid praktiliselt sobimatud nende kasutamiseks sõidukite mootoritena.

Kolb-sisepõlemismootori surveastme reguleerimine võimaldab lahendada järgmised probleemid:

Suurendage keskmist rõhku Pe, suurendades ülelaadimisrõhku, suurendamata maksimaalset põlemisrõhku üle kindlaksmääratud piiride, vähendades surveastet mootori koormuse suurenemisel;

Vähendage kütusekulu madala ja keskmise koormuse vahemikus, suurendades surveastet mootori koormuse vähenemisel;

Parandage mootori sujuvust.

Sõltuvalt sisepõlemismootori tüübist võimaldab surveastme reguleerimine saavutada järgmised eelised (sund- (sädesüütega) sisepõlemismootorite puhul):

Säilitades saavutatud mootori efektiivsuse taseme madalatel ja keskmistel koormustel, tagatakse mootori nimivõimsuse edasine kasv ülelaadimisrõhu suurendamisega koos surveastme langusega (vt joonist, kus asendiga x tähistatud kõverad viitavad tavamootor ja asendiga y tähistatud kõverad viitavad muutuva surveastmega mootorile);

Säilitades saavutatud mootori nimivõimsuse taseme, väheneb kütusekulu madalal ja keskmisel koormusel, suurendades surveastet detonatsiooni lubatud piirini (vt joonis 4b, kus x-ga tähistatud kõverad viitavad tavapärasele mootorile ja y-ga tähistatud kõverad viitavad muutuva surveastmega mootorile);

Säilitades saavutatud mootori nimivõimsuse taseme, suureneb efektiivsus madalal ja keskmisel koormusel ning mootori müratase väheneb, vähendades samal ajal väntvõlli nimipöörlemissagedust (vt joonis 4c, kus x-ga tähistatud kõverad viitavad tavapärasele mootorile ja kõverad , mis on tähistatud asendiga y, viitavad muutuva surveastmega mootorile).

Sarnaselt sädesüütega sisepõlemismootorile saab diiselmootoris surveastet juhtida kolmes järgmises võrdses suunas:

Konstantse töömahu ja nimipöörlemissageduse korral suurendatakse mootori võimsust ülelaadimisrõhu suurendamisega. Sel juhul ei suurendata mitte ökonoomsust, vaid sõiduki võimsust (vt joonist, kus asendiga x tähistatud kõverad viitavad tavapärasele mootorile ja positsiooniga y tähistatud kõverad mootorile, millel on muutuv tihendusaste);

Pideva nihke ja nimivõimsuse korral suureneb keskmine rõhk Pe nimikiiruse vähenemisega. Sel juhul, säilitades sõiduki võimsuskarakteristikud, suurendatakse mootori efektiivsust mehaanilise efektiivsuse suurendamisega (vt joonis 5b, kus x-ga tähistatud kõverad viitavad tavapärasele mootorile ja y-ga tähistatud kõverad viitavad muutuva surveastmega mootorile );

Olemasolevat suure töömahuga mootorit ei asendata väikese, vaid sama võimsusega mootoriga (vt joonis 5c, kus x-ga tähistatud kõverad viitavad tavapärasele mootorile ja y-ga tähistatud kõverad muutujaga mootorile surveaste). Sel juhul suurendatakse mootori efektiivsust kesk- ja täiskoormuse vahemikus ning väheneb ka mootori kaal ja mõõtmed.

Käesolev leiutis põhines ülesandel parandada kolb-sisepõlemismootori kinemaatikat selliselt, et madalate konstruktsioonikuludega oleks võimalik kontrollida surveastet, vähendades samal ajal reaktsiooni tugedes ja teist järku inertsjõude. .

Kirjelduse alguses märgitud tüüpi kolb-sisepõlemismootori puhul on see probleem vastavalt leiutisele lahendatud, kuna selle külje pikkus, mis asub võrdluspunkti vahel, millega juhthoob on ühendatud juhthoob ja võrdluspunkt, mille juures juhthoob on ühendusvardaga ühendatud, külje pikkus, mis asub pöördepunkti vahel, kus põikiõlg on ühendatud juhthoobaga, ja pöördepunkti vahel, millega põikõlg on ühendatud on ühendatud vändaga ning selle külje pikkus, mis asub pöördepunkti, kus põikõlg on ühendatud ühendusvardaga, ja pöördepunkti vahel, mille kaudu põikõlg on vändaga ühendatud, vastab järgmistele seostele: vända raadius:

Vastavalt leiutises pakutavale kolb-sisepõlemismootori ühele eelistatud teostusele on põikhoob valmistatud kolmnurkse hoova kujul, mille ülaosas on tugipunktid, milles põikhoob on ühendatud juhthoob ja ühendusvarras ning liigend, millega põikkang on vändaga ühendatud.

Eelistatavalt vastavad ühendusvarda pikkus l ja juhtkangi pikkus k, samuti kaugus e väntvõlli pöörlemistelje ja silindri pikitelje vahel järgmistele raadiuse r suhtetele vändast:

Juhul, kui juhthoob ja ühendusvarras asuvad põikiõla samal küljel, on silindri pikitelje ja juhthoova mootori korpusega liigenduspunkti vaheline kaugus f ning silindri pikitelje ja mootorikorpuse vaheline kaugus p. Väntvõlli telg ja nimetatud liigendpunkt peaksid vända raadiuse r osas eelistatavalt vastama järgmistele seostele:

Samal juhul, kui juhthoob ja ühendusvarras asuvad põikiõla vastaskülgedel, on silindri pikitelje ja juhthoova liigenduspunkti vaheline kaugus f ning hoova telje vaheline kaugus p. väntvõll ja nimetatud liigendpunkt peaksid vända raadiuse r suhtes eelistatavalt vastama järgmistele suhetele:

Vastavalt leiutisele vastava kolb-sisepõlemismootori veel ühele eelistatud teostusele on juhthoova pöördepunkt liigutatav mööda juhitavat rada.

Eelistatavalt on võimalik fikseerida ka juhthoova pöördepunkt erinevatesse reguleeritavatesse nurgaasenditesse.

Vastavalt leiutises pakutavale kolb-sisepõlemismootori teisele eelistatud teostusele on võimalik reguleerida juhtkangi pöördepunkti nurkasendit sõltuvalt sisepõlemismootori töörežiimi ja töörežiimi iseloomustavatest väärtustest. sisepõlemismootori parameetrid.

Vastavalt leiutisele vastava kolb-sisepõlemismootori veel ühele eelistatud teostusele on võimalik juhthoova pöördepunkti liigutada mööda kontrollitud rada, mis on sünkroniseeritud väntvõlli pöörlemisega.

Leiutises välja pakutud kolb-sisepõlemismootori teises eelistatud teostuses on võimalik väntvõlli pöörlemisega sünkroniseerida juhthoova pöördepunkti liikumist piki kontrollitud trajektoori ja võimalust juhtida faasinihet mootorite vahel. selle punkti liikumine ja väntvõlli pöörlemine sõltuvalt sisepõlemismootori töörežiimi ja tööparameetritest ICE iseloomustavatest väärtustest.

Vastavalt leiutises pakutavale kolb-sisepõlemismootori järgmisele eelistatud teostusele on võimalik väntvõlli pöörlemisega sünkroniseerida juhthoova pöördepunkti liikumist piki kontrollitud trajektoori, samas on võimalik muuta ülekandearv selle punkti liikumise ja väntvõlli pöörlemise vahel.

Leiutises pakutav kolb ICE 1 on kujutatud joonistel fig. ja fig 6b ning sellel on korpus 2 koos silindri 3 ja sellesse paigaldatud kolviga 4, ühendusvarras 6, mis on ühest otsast pöördeliselt ühendatud kolviga 4, vänt 8 korpusesse 2 paigaldatud väntvõlli ühendusvarda 10, mida nimetatakse ka juhtkangiks 10 ja mis on ühest otsast liigendiga korpuse 2 külge kinnitatud, ja kolmnurkset põikhooba 7, mis on ühest oma tipust teise külge kinnitatud. Ühendusvarda 6 otsas on selle teine tipp pöördeliselt ühendatud vändaga 8 ja selle kolmas tipp on pöördeliselt ühendatud ühendusvardaga 10. Kokkusurumisastme reguleerimiseks on haakevarda 10 pöördetelg, s.o. selle pöördepunktil Z on võimalus liikuda mööda kontrollitud trajektoori, mille määrab näiteks ekstsentrik või lisavänt 11.

Olenevalt haagise ühendusvarda pöördetelje asendist on leiutises pakutud kolb-sisepõlemismootoril kaks konstruktsioonivalikut (vt joonis ja 6b):

Esimeses variandis (joonis 6a) on horisontaaltasapind, milles asub haagise ühendusvarda 10 pöördetelg, s.o. selle liigendi punkt Z asub vända 8 ja põikkangi 7 ühenduspunkti kohal, kui vänt on ülemises surnud punktis ehk teisisõnu ühendusvarras 10 ja ühendusvarras 6 asuvad ühel põikkangi külg 7;

Teises variandis (joonis 6b) on horisontaaltasand, milles asub haagise ühendusvarda 10 pöördetelg, s.o. selle liigendi punkt Z asub vända 8 ja põikkangi 7 ühenduspunktist allpool, kui vänt on ülemises surnud punktis, ehk teisisõnu, ühendusvarras 10 ja ühendusvarras 6 asuvad vastassuunas. põikkangi küljed 7.

Haagise hoova pöörde Z-punkti asendi muutmine, s.o. selle pöördetelg võimaldab lihtsa juhtimisliigutusega, mida teostab täiendav vända, vastavalt reguleeriv ekstsentrik, muuta surveastet. Lisaks haagise hoova liigendi punkt Z, s.o. selle pöördetelg võib teha pidevat tsüklilist liikumist, mis on sünkroniseeritud väntvõlli pöörlemisega.

Nagu on näidatud joonisel 7, on leiutises välja pakutud kolb-sisepõlemismootoril märkimisväärsed eelised võrreldes tuntud süsteemide (kirjeldatud Jante A., Christoph Bollingi jt ja patendis DE 4312954 A1), samuti võrreldes tavapärase vändamehhanismiga (CM). tema töö sujuvus.

Neid eeliseid saab aga saavutada ainult siis, kui järgitakse teatud geomeetrilisi seoseid, nimelt üksikute elementide pikkuste ja nende positsioonide õige valikuga väntvõlli telje suhtes.

Vastavalt käesolevale leiutisele on oluline kindlaks määrata üksikute elementide mõõtmed (vända raadiuse suhtes) ja jõuülekandemehhanismi üksikute hingede koordinaadid, mida on võimalik saavutada sellise mehhanismi optimeerimisega kinemaatiline ja dünaamiline analüüs. Sellise üheksa parameetriga (joonis 8) kirjeldatud mehhanismi optimeerimise eesmärk on vähendada selle üksikutele lülidele mõjuvaid jõude (koormust) võimalikult madalale tasemele ja suurendada selle töö sujuvust.

Allpool, viidates joonisele 9 (9a ja 9b), mis näitab joonisel 6 (vastavalt 6a ja 6b) kujutatud sisepõlemismootori kinemaatilist diagrammi, selgitatakse reguleeritava vändamehhanismi tööpõhimõtet. Sisepõlemismootori töötamise ajal teeb selle kolb 4 silindris edasi-tagasi liikumist, mis kandub edasi ühendusvardale 6. Ühendusvarda 6 liikumine edastatakse tugipunkti B (hinge) kaudu põikkangile. 7, mille liikumisvabadus on piiratud selle ühenduse tõttu haagise ühendusvardaga 10 võrdluspunktis C. Kui haagise ühendusvarda 10 liigendühenduse punkt Z on fikseeritud, siis võrdluspunkt C põikhoob 7 võib liikuda piki ringikaare, mille raadius on võrdne haagise ühendusvarda 10 pikkusega. Sellise võrdluspunkti C ringikujulise liikumistee asend mootori korpuse suhtes on määratakse punkti Z asukoha järgi. Kui haagise ühendusvarda liigendühenduse punkti Z asend muutub, muutub ringikujulise trajektoori asend, mida mööda võrdluspunkt C saab liikuda, mis võimaldab mõjutada vändamehhanismi muude elementide liikumistrajektoorid, eelkõige ülemise tühimassi asend. kolb 4. Haagise ühendusvarda pöördepunkt Z liigub eelistatavalt ringikujuliselt. Haagise ühendusvarda liigendühenduse punkt Z võib aga liikuda ka mööda mis tahes teist etteantud juhitavat trajektoori, samas kui haagise ühendusvarda liigendühenduse punkti Z on võimalik fikseerida ka trajektoori mis tahes asendis. selle liikumine.

Põikhoob 7 on samuti ühendatud hingega A väntvõlli 9 vändaga 8. See liigend A liigub mööda ringikujulist rada, mille raadiuse määrab vända 8 pikkus. Hing A on vahepealses asendis. vaadatuna mööda joont, mis ühendab põikkangi 7 võrdluspunkte B ja C. Võrdluspunkti C kinemaatilise ühenduse olemasolu järelühendusvardaga 10 võimaldab mõjutada selle translatsioonilist liikumist piki kolvi pikitelge 5 4. Võrdluspunkti B liikumine piki kolvi pikitelge 5 määratakse põikkangi 7 võrdluspunkti C trajektoori järgi. võimaldab juhtida kolvi 4 edasi-tagasi liikumist läbi ühendusvarda 6 ja reguleerige sellega ülemise surnud punkti asukohta. kolb 4.

Joonisel fig 9a kujutatud teostuses asuvad ühendusvarras 10 ja ühendusvarras 6 põikõla 7 ühel küljel.

Täiendava vända 11 kujul valmistatud juhtlüli keerates joonisel fig. 1 näidatud ligikaudu horisontaalsest asendist. tõstke kolb 4 üles ja suurendage seeläbi surveastet.

Joonisel 9b on kujutatud sisepõlemismootori teise versiooni järgi tehtud kinemaatilist diagrammi, mis erineb joonisel näidatud skeemist ainult selle poolest, et haagise ühendusvarras 10 koos juhtlüliga, mis on tehtud täiendava vända 11 kujul , vastavalt reguleeriv ekstsentrik ja ühendusvarras 6 paiknevad põikkangi 7 vastaskülgedel. Kõigis muudes aspektides on joonisel fig 9b näidatud väntmehhanismi tööpõhimõte sarnane väntmehhanismi tööpõhimõttega. Joonisel 9a kujutatud väntmehhanism, milles ühendusvarras 10 ja ühendusvarras 6 asuvad põikhoova 7 ühel küljel.

Joonisel 10 on kujutatud veel üks kolb-sisepõlemismootori vändamehhanismi kinemaatiline diagramm, millel on näidatud selle vändamehhanismi teatud punktide asukohad ja millel on viirutus optimaalsed alad, mille piires, võttes arvesse ülalmainitud optimaalseid vahemikke, väntmehhanismi elementide pikkused ja asendid, põikõla 7 pöördeliigendi võrdluspunkt B ühendusvardaga 6, põikõla 7 pöördeliigendi võrdluspunkt C haagise ühendusvardaga 10 ja haagise ühendusvarda 10 pöördliigendi punkt Z saab liikuda.Sisepõlemismootori eriti tõrgeteta töö tagamiseks erakordselt väikese koormusega selle vändamehhanismi üksikutele elementidele ja lülidele on geomeetrilised parameetrid (pikkus ja asend) selle väntmehhanismi elementide ja lülide osad peavad vastama teatud eelistatud suhetele. Kolmnurkse õõtshoova 7 külgede a, b ja c pikkused, kus a tähistab ühendusvarda võrdluspunkti B ja haagise ühendusvarda võrdluspunkti C vahel asuva külje pikkust, b tähistab ühendusvarda võrdluspunkti C vahel. külge, mis asub vända hinge A ja haagise ühendusvarda võrdluspunkti C vahel ning c tähistab vända hinge A ja ühendusvarda võrdluspunkti B vahelist kaugust, saab kirjeldada järgmiste ebavõrdsustega sõltuvalt raadiusest r, mis on võrdne vända pikkusega 8:

Ühendusvarda 6 pikkus l, ühendusvarda 10 pikkus k ning väntvõlli 9 pöörlemistelje ja silindri 3 pikitelje 5 vaheline kaugus e, mis on ühtlasi liikuva kolvi pikitelg. selles silindris, vastavalt eelistatud teostusele, vastavad järgmised seosed:

Joonisel näidatud variandi puhul, kus ühendusvarras 6 ja ühendusvarras 10 asuvad põikõla 7 ühel küljel, saate määrata ka optimaalse suuruste suhte. Sel juhul kaugus f silindri pikitelje 5 ja haagise hoova 10 pöördepunkti Z ja selle juhtlüli vahel, samuti kaugus p väntvõlli telje ja määratud punkti Z vahel. Eelistatud teostuse kohaselt vastab pöörd järgmistele suhetele:

Kui haagise ühendusvarras ja ühendusvarras asuvad põikkangi vastaskülgedel, on kolvi pikitelje ja haagise hoova ja selle reguleerimislüliga liigendühenduse punkti Z vaheline optimaalne kaugus f, samuti optimaalse kauguse p väntvõlli telje ja liigendühenduse näidatud punkti Z vahel saab valida järgmiste suhete alusel:

NÕUE

1. Kolb-sisepõlemismootor (ICE), millel on silindrisse liikuvalt paigaldatud kolb (4), mis on pööratavalt ühendatud ühendusvardaga (6), mille liikumine edastatakse vändale (8). väntvõll (9), samas kui ühendusvarda (6) ja vända (8) vahel on ülekandelüli, mis on valmistatud võimalusega juhtida selle liikumist juhtkangi (10) abil, et tagada kontrollitud liikumine kolvi, eelkõige surveastme ja kolvi käigu muutmise võimaluse tagamiseks ning mis on valmistatud põikkangi (7) kujul, mis on vändaga (8) ühendatud hingega (A), mis asub vahepealses asendis võrdluspunkti (B), kus juhthoob (7) on ühendatud ühendusvardaga (6), ja võrdluspunkti (C) vahel, kus põikhoob (7) ) on ühendatud juhtkangiga (10) ja mõnel kaugusel mõlemat võrdluspunkti (B, C) ühendavast joonest, milles põikhoob (7) on ühendatud juhtkangi (10) ja ühenduslüliga. vastavalt varras (6), mida iseloomustab see, et võrdluspunkti (C), mille põikhoob (7) on juhthoovaga (10) ühendatud, ja võrdluspunkti (10) vahel paikneva külje (a) pikkus. B), milles põikhoob (7) on ühendatud ühendusvardaga (6), selle külje (b) pikkus, mis asub tugipunkti (C) vahel, kus juhthoob (7) on juhtseadmega ühendatud. õlg (10) ja liigend (A), mille abil juhthoob (7) on vändaga (8) ühendatud, ning külje (c) pikkus, mis asub võrdluspunkti (B) vahel, kus põikõlg ( 7) on ühendatud ühendusvarda (6) ja hingega (A), mille abil põikiõlg (7) on vändaga (8) ühendatud, vastavad vända raadiuse (r) suhtes järgmistele suhetele:

6. Kolb-sisepõlemismootor vastavalt nõudluspunktile 4 või 5, mis erineb selle poolest, et juhthoova (10) pöördepunkt (Z) on võimeline liikuma mööda juhitavat trajektoori.

7. Kolb-sisepõlemismootor vastavalt nõudluspunktile 4 või 5, mida iseloomustab see, et juhtkangi (10) pöördepunkti (Z) asendit on võimalik reguleerida liigendile toetuva lisavända abil.

8. Kolb-sisepõlemismootor vastavalt nõudluspunktile 4 või 5, mida iseloomustab see, et juhtkangi (10) pöördepunkti (Z) asendit on võimalik reguleerida ekstsentriku abil.

9. Kolb-sisepõlemismootor vastavalt nõudluspunktile 4 või 5, mis erineb selle poolest, et juhtkangi (10) pöördepunkti (Z) on võimalik fikseerida erinevates reguleeritavates nurgaasendites.

10. Kolb-sisepõlemismootor vastavalt nõudluspunktile 4 või 5, mis erineb selle poolest, et juhtkangi (10) pöördepunkti (Z) nurkasendit on võimalik reguleerida sõltuvalt töörežiimi iseloomustavatest väärtustest. sisepõlemismootori tööparameetrid ja sisepõlemismootori tööparameetrid.

11. Kolb-sisepõlemismootor vastavalt nõudluspunktile 4 või 5, mida iseloomustab see, et väntvõlli pöörlemisega on võimalik sünkroniseerida juhtkangi (10) pöördepunkti (Z) liikumist mööda juhitavat trajektoori.

12. Kolb-sisepõlemismootor vastavalt nõudluspunktile 4 või 5, mida iseloomustab see, et väntvõlli (9) pöörlemisega on võimalik sünkroniseerida juhtkangi (10) pöördepunkti (Z) liikumist piki juhitav trajektoor ja võimalus juhtida faasinihet selle punkti (Z) liikumise ja väntvõlli (9) pöörlemise vahel sõltuvalt sisepõlemismootori töörežiimi ja sisepõlemismootori tööparameetritest. mootor.

13. Kolb-sisepõlemismootor vastavalt nõudluspunktile 4 või 5, mida iseloomustab see, et väntvõlli (9) pöörlemisega on võimalik sünkroniseerida juhtkangi (10) pöördepunkti (Z) liikumist piki kontrollitud trajektoor, samas on võimalik muuta ülekandearvu määratud liikumise punkti (Z) ja väntvõlli (9) pöörlemise vahel.

Unikaalne surveastme tehnoloogia kujutab endast tõelist läbimurret mootori disainis – 2-liitrine VC-Turbo muudab pidevalt omadusi, kohandades surveastet optimaalse väljundvõimsuse ja maksimaalse kütusesäästlikkuse saavutamiseks. Veojõu poolest on see 2,0-liitrine bensiiniturbomootor üsna võrreldav sama töömahuga täiustatud turbodiiselmootoritega.

VC-Turbo mootor muudab pidevalt ja täiesti märkamatult surveastet, kasutades hoobade süsteemi, mis tõstab või langetab kolbide ülemist surnud punkti (TDC), saavutades seeläbi parima võimsuse ja ökonoomsuse.

Kõrge surveaste muudab mootori põhimõtteliselt tõhusamaks, kuid teatud režiimides on plahvatusohtliku põlemise (detonatsiooni) oht. Teisest küljest väldib madal surveaste detonatsiooni ning arendab suurt võimsust ja pöördemomenti. Sõidu ajal muutub VC-Turbo mootori surveaste 8:1-lt (maksimaalse jõudluse saavutamiseks) 14:1-le (minimaalse kütusekulu saavutamiseks), rõhutades INFINITI juhikeskset filosoofiat.

INFINITI VC-Turbo mootor on maailma esimene tootmisvalmis muutuva surveastmega mootor – ja see debüteerib uuel QX50 mudelil. See ainulaadne muutuva kompressioonitehnoloogia kujutab endast läbimurret sisepõlemismootorite disainis – QX50 2,0-liitrine VC-Turbo muundub pidevalt, kohandades oma surveastet võimsuse ja kütusesäästlikkuse optimeerimiseks. See ühendab 2,0-liitrise turboülelaaduriga bensiinimootori võimsuse täiustatud neljasilindrilise diiselmootori pöördemomendi ja tõhususega.

Dünaamika ja tõhususe ainulaadne kombinatsioon muudab VC-Turbo tõeliseks alternatiiviks tänapäeva turbodiislitele, kummutades arusaama, et ainult hübriid- ja diiseljõuallikad suudavad pakkuda suurt pöördemomenti ja ökonoomsust. VC-Turbo arendab 268 hj. (200 kW) kiirusel 5600 p/min ja 380 Nm kiirusel 4400 p/min, mis on neljasilindriliste mootorite seas parim võimsuse ja veojõu kombinatsioon. VC-Turbo võimsuse ja kaalu suhe on kõrgem kui paljudel konkureerivatel turbomootoritel ja läheneb mõne V6 bensiinimootori omale. Ühevooluline turboülelaadur tagab mootori kiirema reageerimise suurenenud kütusevarustusele.

Uus VC-Turbo mootoriga INFINITI QX50 on oma klassi tõhusaim ja ületamatu efektiivsusega sõiduk. Esiveoline versioon kulutab kombineeritud mõõtetsüklis vaid 8,7 l/100 km, mis on 35% parem kui eelmise põlvkonna V6 mootoriga QX50. Esmaklassilise krossoveri nelikveoline versioon keskmise kuluga 9,0 l/100 km on eelkäijast 30% tõhusam.

Muude uue mootorikonstruktsiooni ilmsete eeliste hulka kuuluvad kompaktsed mõõtmed ja väiksem kaal. Plokk ja silindripea on valatud kergest alumiiniumisulamist, samas kui surveastme komponendid on valmistatud kõrge süsinikusisaldusega terasest. Tänu sellele on uus VC-Turbo võrreldes 3,5-liitrise INFINITI VQ mootoriga 18 kg kergem ja võtab ka mootoriruumis vähem ruumi.

VC-Turbo mootori surveastme muutmise eest vastutavad kangisüsteem, elektrimootor ja ainulaadne lainevähendusseade. Elektrimootor on juhtkangiga ühendatud käigukasti kaudu. Käigukast pöörleb, pöörates silindriplokis olevat juhtvõlli ja see omakorda muudab klahvhoobade asendit, mille kaudu kolvid väntvõlli juhivad. Klapihoobade kalle muudab kolbide ülemise surnud punkti asukohta ja koos sellega surveastet. Ekstsentriline juhtvõll reguleerib surveastet üheaegselt kõigis silindrites. Selle tulemusena ei muutu mitte ainult surveaste, vaid ka mootori töömaht vahemikus 1997 cm3 (8:1) kuni 1970 cm3 (14:1).

VC-Turbo mootor lülitub sujuvalt ka standardsete Otto ja Atkinsoni töötsüklite vahel, suurendades veelgi võimsust ja tõhusust. Atkinsoni tsüklit on traditsiooniliselt kasutatud hübriidelektrijaamade efektiivsuse parandamiseks. Sisepõlemismootori Atkinsoni tsükli järgi töötamise ajal kattuvad sisselaskeklapid, võimaldades silindrites oleval töösegul rohkem paisuda, põledes suurema efektiivsusega. INFINITI mootor töötab Atkinsoni tsüklis kõrgetel surveastmetel, kus pikema kolvikäigu tõttu jäävad sisselaskeklapid lühiajaliselt avatuks juba kompressioonifaasis.

INFINITI VC-Turbo mootor on maailma esimene tootmisvalmis muutuva surveastmega mootor ja see debüteerib uue QX50 mudelil. See ainulaadne muutuva kompressioonitehnoloogia kujutab endast läbimurret sisepõlemismootori konstruktsioonis, mille QX50 2,0-liitrine VC-Turbo muudab pidevalt, kohandades oma surveastet võimsuse ja kütusesäästlikkuse optimeerimiseks. See ühendab 2,0-liitrise turboülelaaduriga bensiinimootori võimsuse täiustatud neljasilindrilise diiselmootori pöördemomendi ja tõhususega.

Kui VC-Turbo surveastet vähendatakse, naaseb mootor normaalsele tööle (Otto-tsükkel) selgelt eraldatud heitgaasi-, kompressiooni-, põlemis- ja väljalaskefaasidega – seega saavutatakse suurem võimsus.

Lisaks muutuvale surveastmele kasutab VC-Turbo mootor mitmeid teisi täiustatud INFINITI tehnoloogiaid. Optimaalse tasakaalu tõhususe ja võimsuse vahel tagavad nii multiport-sissepritse (MPI) kui ka otsesissepritse (GDI) süsteemid:

GDI parandab kütusesäästlikkust, vältides mootori koputust kõrgel surveastmel
MPI omakorda valmistab kütusesegu eelnevalt ette, tagades selle täieliku põlemise silindrites madalatel koormustel.

Teatud kiirustel lülitub mootor iseseisvalt ühelt sissepritsesüsteemilt teisele ja maksimaalsetel koormustel saavad nad töötada samaaegselt.

Ühevooluline turboülelaadur suurendab mootori võimsust ja tõhusust, pakkudes kiiret gaasipedaali reaktsiooni mis tahes pöörete ja surveastme juures. Tänu turboülelaadurile on võimsus võrreldav kuuesilindrilise vabalthingava mootoriga. Ühevoolulist ülelaadijat iseloomustab kompaktsus, samuti väiksemad soojusenergia ja heitgaasi rõhu kaod.

Alumiiniumist silindripeasse integreeritud väljalaskekollektor suurendab ka mootori efektiivsust ja aitab kaasa selle kompaktsetele mõõtmetele. See lahendus võimaldas INFINITI inseneridel paigutada katalüüsmuunduri vahetult turbiini taha, lühendades seega heitgaaside liikumisteed. Tänu sellele soojeneb muundur pärast mootori käivitamist kiiremini ja lülitub varem töörežiimi.

Muutuva surveastmega tehnoloogia kujutab endast läbimurret jõuülekande arendamisel. VC-Turbo jõul töötav QX50 on esimene seerias olev sõiduk, mis annab juhtidele vajaduse korral muutuva mootori, seades jõuülekande võimekuse ja täiustamise uue etaloni. See ebatavaliselt sujuv mootor pakub klientidele võimsust ja jõudlust, aga ka tõhusust ja ökonoomsust.

Ülelaadimisrõhku reguleerib elektrooniliselt juhitav klapp (wastegate), mis juhib täpselt turbiini läbivate heitgaaside voolu. See tagab suure võimsuse ja ökonoomsuse ning aitab vähendada kahjulikke heitmeid.

Tänu muutuvale kompressioonile loobub täiuslikult tasakaalustatud VC-Turbo mootor tasakaalustusvõllidest, mida tavaliselt vajavad neljasilindrilised mootorid. VC-Turbo töötab sujuvamalt kui tavalised reas olevad kolleegid ning müra- ja vibratsioonitase on võrreldav traditsiooniliste V6-dega. See sai võimalikuks muuhulgas tänu lisahoobadega paigutusele, mille puhul on ühendusvardad kolbide töökäigu ajal peaaegu vertikaalsed (erinevalt traditsioonilisest vändamehhanismist, kus need liiguvad küljelt küljele). Tulemuseks on täiuslik edasi-tagasi liikumine, mis ei vaja tasakaalustusvõlli. Seetõttu on VC-Turbo mootor vaatamata muutuva surveastme kasutamisele sama kompaktne kui traditsiooniline 2-liitrine neljasilindriline mootor.

Erilist tähelepanu väärib uue mootori ülimadal vibratsioonitase. Tehasetestides, mille käigus INFINITI võrdles VC-Turbo jõudlust konkurentide neljasilindriliste mootoritega, näitas revolutsiooniline mootor oluliselt madalamat mürataset – peaaegu nagu 6-silindriline.

See on INFINITI silindrite seinte peegelkatte eelis – see vähendab hõõrdumist 44%, võimaldades mootoril sujuvamalt töötada. Kattekiht kantakse peale plasmapihustusega, seejärel kõvastatakse ja lihvitakse ülisileda pinna saamiseks.

Uus 2,0-liitrise VC-Turbo mootoriga INFINITI QX50 on maailmas esimene auto, millel on aktiivne pöördemomendi varda (ATR) aktiivne vibratsiooni vähendamine. Uus QX50 on oma klassis ainus auto, millel on see tehnoloogia. Ülemisse mootorikinnitusse integreeritud, mille kaudu kandub tavaliselt enamus mürast ja vibratsioonist kerele, on ATR varustatud kiirendusanduriga, mis tuvastab vibratsiooni. Süsteem tekitab faasivastaseid edasi-tagasi vibratsioone, võimaldades neljasilindrilisel agregaadil jääda sama vaikseks ja sujuvaks kui V6 mootoritel, ning vähendab mootorimüra 9 dB võrra võrreldes eelmise QX50-ga. Tänu sellele on VC-Turbo üks vaiksemaid ja tasakaalustatumaid mootoreid esmaklassiliste linnamaasturite segmendis.

INFINITI paigaldas maailma esimesed aktiivsed kinnitused diiselmootorile juba 1998. aastal, kinnitades kaubamärgi uuenduslikkust jõuallikate vallas. INFINITI insenerid arendasid ATR-süsteemi aastatel 2009–2017, pöörates erilist tähelepanu mõõtmete ja kaalu vähendamisele – esimestel prototüüpidel peeti peamiseks probleemiks vibratsioonimootori mõõtmeid. Kompaktsemate kolbajamite väljatöötamine on aga võimaldanud ATR-i paigaldada väiksemasse pakendisse, säilitades samal ajal süsteemi võime vibratsiooni võimalikult tõhusalt summutada.