Motori pa parimin e funksionimit të boshtit me gunga. Si funksionon një motor Koenigsegg pa një bosht me gunga? Motori pa bosht me gunga. Poshtë stereotipet

Hipermakinat Koenigsegg janë makina, prodhimi i të cilave filloi jo shumë kohë më parë, por ato tashmë janë deklaruar me zë të lartë dhe kanë gjetur vendin e tyre në klasën e makinave të ngjashme. Ka pasur shumë momente të tilla në histori, por këto projekte të urryera përfunduan me dështim. Por ai mbijetoi dhe konkurroi me ndriçuesit e botës së super motorëve.

Për 15 vjet tani, inxhinierët dhe projektuesit e Koenigsegg kanë punuar në një projekt për një motor pa bosht me gunga që nuk do të ketë një valvul mbytjeje. Por vetë fakti i mungesës së valvulës së mbytjes është vërtetuar tashmë nga inxhinierët e BMW dhe Fiat, por ata nuk ishin në gjendje të finalizonin dizajnin. Bavarezët hoqën amortizuesin, duke instaluar në vend të tij një sistem elektronik kontrolli të valvulave të marrjes. Problemi për gjermanët ishte se për të zbatuar projektin e tyre ata përdorën një motor elektrik shtesë, i cili ndërlikoi të gjithë dizajnin dhe çoi në mënyrë të qëndrueshme në prishje shtesë. Inxhinierët e Fiat hasën një problem tjetër që ende nuk mund ta zgjidhin (humbjet e larta të pompës). Suedezët morën një rrugë tjetër, duke i lënë bavarezët dhe italianët në periferi të historisë, pasi sistemi i tyre ishte në gjendje të kontrollonte të gjitha valvulat veç e veç, pavarësisht nga njëri-tjetri.

Pra, çfarë lloj motori suedez është pa bosht me gunga?

Problemi me të gjithë motorët e mëdhenj është grykësia. Prandaj, suedezët vendosën ta bëjnë motorin për hipermakinat e tyre ekonomik dhe të fuqishëm në të njëjtën kohë. Shumë njerëz kanë dëgjuar për motorët e fuqishëm suedez; një motor me 1500 kuaj fuqi në Agera-R vlen diçka, por konsumi i karburantit dhe dimensionet e motorit lënë shumë për të dëshiruar. U vendos që të merret si bazë motori i zhvilluar nga një mekanik amerikan autodidakt, Carmelo Scuderi. Thelbi i idesë është që ai i ndau cilindrat në punë dhe ndihmës. Punëtorët dogjën përzierjen e karburantit dhe lëshuan gazra të shkarkimit, ndërsa punëtorët ndihmës injektonin karburantin dhe ngjeshnin përzierjen. Cilindrat ishin të lidhur me kanale anashkaluese, në të cilat kishte dy valvola - zgjerim dhe kompresim. Procesi u përfundua me sukses pa një bosht me gunga.

Inxhinierët e Koenigsegg vendosën të modernizonin motorin Scuderi dhe të zbatonin gjithçka në një cilindër, por për ta bërë këtë ata duhej të zhvillonin një model progresiv të aktivizuesit të valvulave. Duhet të jetë i shpejtë, i saktë dhe pa ngjitje. Deri në vitin 2000, ata ndërtuan motorin e parë me një skemë të ngjashme funksionimi, i cili konsumonte metan dhe hidrogjen. Niveli i emetimeve të gazrave të dëmshëm në atmosferë ishte aq i ulët sa që vetëm motorët elektrikë janë më të ulët se ai. Të gjithë u interesuan menjëherë për një njësi të tillë, dhe veçanërisht aktivizuesi i saj, edhe pse ishte i rëndë, pneumatik, kishte dridhje të lartë dhe nivel të lartë zhurmash. Pas 3 vjetësh, inxhinierët e modernizuan plotësisht, shtuan një bllokim hidraulik të valvulës dhe zvogëluan madhësinë e tij. Kaluan edhe disa vite të tjera përmirësimesh derisa një prototip plotësisht i përfunduar mund të instalohej në një motor standard. Makina e parë e tillë ishte Saab 95. Fuqia e motorit u rrit me 30%, konsumi i karburantit u ul proporcionalisht (gjithashtu me një të tretën).

Në përshkrimin e parimit të funksionimit të motorit të tyre, projektuesit suedezë përdorën një alegori qesharake. Ata sugjeruan të imagjinonim një motor të zakonshëm në formën e një pianoje dhe të përpiqeshim ta luanim me shkop ose leckë. Dhe në motorin Koenigsegg, ndërveprimi i gishtërinjve dhe çelësave u pozicionua drejtpërdrejt, pa një ndërmjetës. Gjithashtu, për të qenë më bindës, mund të krahasoni sistemin e injektimit mono dhe shpërndarësin, kur karburanti injektohet drejtpërdrejt në zonën e punës të cilindrit, duke anashkaluar kornizën e shpërndarjes. Efektiviteti i ndikimit individual në procese të ndryshme në motor është vërtetuar për një kohë të gjatë dhe përdoret nga shumë prodhues. Por si t'i bëni valvulat të lejojnë çdo gjë brenda dhe jashtë pa një pajisje të veçantë që rregullon të gjitha ciklet? Kjo është arsyeja pse nevojiten aktivizues të shpejtë (shtytës elektronikë).

Njësia e kontrollit dërgon një sinjal tek aktivizuesi, i cili hap dhe mbyll valvulën. Shufrat shtytëse kanë susta ajri me nivele të rregullueshme të ngurtësisë dhe sensorë të pozicionit të valvulave. I gjithë algoritmi i funksionimit të cilindrave dhe të gjitha sistemeve ndihmëse të motorit kontrollohet nga një kompjuter, falë të cilit mund të ndryshoni kohën e valvulës sa herë të dëshironi. Mund të fikni çdo numër cilindrash në çdo kohë.

Motori mund të funksionojë në mënyrë alternative në cikle të ndryshme, në varësi të detyrave të caktuara dhe nivelit të ngarkesës. Mund të funksionojë në modalitetin standard për të gjithë motorët me djegie të brendshme, mund të jetë ekonomik, mund të jetë super ekonomik, mund të funksionojë në një cikël me një raport të ndryshueshëm kompresimi (cikli Hedman). Këto cikle nuk mund të zbatohen brenda dizajnit të një motori standard me djegie të brendshme, kështu që prodhuesit duhet të bëjnë zgjedhje. Për shembull, cikli i famshëm Hedman, i cili mund të përdoret vetëm me ngritjen e kontrolluar elektronikisht dhe kohën e valvulave, mund të funksionojë në mënyrë alternative me parimin Otto (cikli tradicional termodinamik i të gjithë motorëve) ose parimi Atkinson (rritja e ekonomisë së karburantit).

Shkathtësia e një motori të tillë do të thotë që ai mund të funksionojë si me benzinë me nivele të ndryshme oktani ashtu edhe me karburant dizel. Përveç kësaj, është 30-50% më ekonomik, një e treta më i fuqishëm, ka çift rrotullues më të lartë, peshon më pak dhe është më kompakt në përmasa. Pesha e lehtë dhe dimensionet kompakte me fuqi më të madhe dhe konsum të ulët do t'i japin hipermakinave Koenigsegg një avantazh të madh ndaj konkurrentëve të tyre. Çështja e nivelit të zhurmës, konsumit të energjisë elektrike dhe dridhjeve mbetet e pazgjidhur. Por sigurisht edhe kostoja e instalimit. Çmimi i motorëve të tillë është shumë i lartë dhe mund të reduktohet vetëm nga prodhimi masiv në makina civile. Për më tepër, një motor i tillë me djegie të brendshme mund të përdoret jo vetëm si kryesori, por si një shtesë në versionet hibride.

Nëse suedezët arrijnë të heqin qafe nivelin e lartë të zhurmës dhe dridhjeve dhe ata mund të optimizojnë kostot e energjisë, atëherë do të ketë kërkesa të larta për njësinë, pasi një motor i tillë është ekonomikisht i justifikuar dhe i realizueshëm. Dhe nëse ka kërkesë të qëndrueshme dhe prodhim masiv, çmimi mund të bjerë në nivele optimale.

Christian von Koenigsegg buzëqesh: "Disa vite më parë një inxhinier GM tha se nuk do të shihnim kurrë një motor pa bosht me gunga. Aktualisht po drejtojmë një makinë pa bosht me gunga. Rezulton se ai kishte gabuar." Mirë se vini në të ardhmen.
Nën krahun e Koenigsegg jeton një kompani e vogël e quajtur Freevalve. Ajo që ata bëjnë është thjesht e pabesueshme. E shihni, në motorë ekziston një gjë e tillë si bosht me gunga. Ka kamera që hapin dhe mbyllin valvulat ndërsa ato rrotullohen. Ky element ka qenë i pranishëm në motorë që nga fillimi i tyre.
Sistemi funksionon në mënyrë të përsosur, por valvulat nuk janë gjithmonë të hapura ose të mbyllura. Ekziston një fazë e ndërmjetme që nuk është shumë efektive. Megjithatë, inxhinierët vazhdojnë të mendojnë se një bosht me gunga është e vetmja zgjidhje në dispozicion. si është? Pse të mos çmendeni dhe të gjeni një ide absurde - si ajri i kompresuar?
Motori Freevalve heq qafe boshtin me gunga dhe trupin e mbytjes, duke i zëvendësuar ato me aktivizues pneumatikë në secilin cilindër. Ky koncept ka qenë në përdorim për mjaft kohë. Anijet përdorin një mekanizëm të hapjes së valvulave elektromagnetike. Kjo do të thotë se koncepti e ka provuar veten. Mbetet vetëm ta reduktojmë në shkallën e diçkaje më të zakonshme.
Ky sistem siguron kontroll plotësisht të pavarur të çdo cilindri dhe çdo valvule. Nëse keni 4 valvola, atëherë hapen vetëm dy kur është e nevojshme. Kjo nuk mund të arrihet me një bosht me gunga konvencionale. Freevalve mund të fikur një cilindër, dy, tre, e kështu me radhë.
Një tjetër gjë befasuese është se sistemi është i aftë të funksionojë në mënyra të ndryshme. Në rrotullime të ulëta motori mund të funksionojë si me dy goditje, gjë që përmirëson shumë shpërndarjen e fuqisë: 3000 rpm ndjehen si 6000 rpm. Motori mund të funksionojë në ciklin Miller (si Mazda Xedos 9): megjithëse është kompleks, është shumë më efikas. Epo, plus gjithçka, motori mund të funksionojë me disa lloje karburanti. Christian theksoi se benzina dhe nafta mund të shkojnë së bashku. Natyrisht, nuk po flasim për bashkimin e tyre në një përzierje të vetme. Dy tanke të veçanta do të ishin një ide e shkëlqyer.
Megjithatë, pjesa më mbresëlënëse: kur zbatohet për motorët aktualë, sistemi do të sigurojë 30% më shumë fuqi dhe çift rrotullues dhe 50% më shumë ekonomi karburanti. Ai gjithashtu do të lejojë që madhësia e motorit të zvogëlohet. Pra, një motor kompakt i ndërtuar nga themeli mund të konkurrojë me motorët me zhvendosje shumë më të madhe.
Christian e përshkroi funksionimin e boshtit me gunga si "të luash në piano me një fshesë", ndërsa Freevalve është një "luazim i gishtave" i vërtetë. Do të keni një nivel më të lartë kontrolli. Meqenëse të gjithë elementët punojnë në mënyrë të pavarur, një cilindër ose aktivizues mund të dështojë dhe motori do të vazhdojë të funksionojë për shumë vite.
Gjatë një udhëtimi të shkurtër me Saab 9-5 që Freevalve përdori për të zhvilluar teknologjinë e tij, recensuesi i Jalopnik u ndje sikur ishte në një makinë normale. A nuk është ky lavdërimi më i mirë për ndonjë metodë novatore? Me shpejtësi të ulët motori ndihet paksa si një naftë, por me kalimin e kohës performanca e tij zbutet. Sistemi po funksionon, por softueri i motorit është ende në fillimet e tij. Suedezët duhet ta përmirësojnë, por kanë kohë. Para nesh është një sistem i gjeneratës së pestë, dhe i gjashti tashmë po shfaqet në horizont.
Christian nuk beson se kjo teknologji do ta shpëtojë motorin me djegie të brendshme nga zhdukja, por mund të zgjasë ndjeshëm jetën e tij. Vetëm imagjinoni se çfarë mund të kishte sjellë kjo ide në realizim 10 vjet më parë. Ku do të ishte ICE sot?!

Shpikësi i shquar Christian von Koenigsegg vendosi t'i provojë të gjithë botës së automobilave se mekanizmi i shpërndarjes së gazit, baza e motorit me djegie të brendshme, nuk është gjë tjetër veçse një pjesë tepër e shtrenjtë.

Si një djalë i thjeshtë suedez, Koenigsegg çmontoi pajisjet shtëpiake, duke shpresuar të gjente një mënyrë për t'i përmirësuar ato. Thonë se ai ishte i pari që doli me audio player me memorie në çipa, por në një botë të magjepsur nga CD-të, askush nuk e dëgjoi. Atij i atribuohet gjithashtu ideja e një bllokimi të parakohshëm për dyshemenë e laminuar. Dhe përsëri, disa vjet më vonë, dikush tjetër e patentoi shpikjen. Nëse kjo është e vërtetë apo jo, ne nuk do të marrim përsipër të gjykojmë. Por sot ata e dëgjojnë Christianin me shumë kujdes dhe ai e ka mësuar përmendësh ligjin e patentave.

Në vitin 2005, makina, me emrin Christian von Koenigsegg, u bë zyrtarisht makina më e shpejtë e prodhimit në planet: ekspertët nga Libri i Rekordeve Guinness regjistruan një shpejtësi prej 388.87 km/h. Koenigsegg CCXR është bërë makina sportive më e mirë në botë për sa i përket peshës dhe fuqisë. Koenigsegg One:1 kryeson në kategorinë e përshpejtimit më të mirë, duke arritur shpejtësinë 300 km/h në vetëm 11,92 sekonda.

Ndërsa makinat sportive më efikase në botë po thyejnë rekord pas rekord, krijuesi i tyre po qarkullon me një Saab 9−5 të vjetër, duke buzëqeshur dinakërisht. Nën kapuç, "plaku" ka motorin e vetëm në botë që nuk ka as bosht me gunga, as kamera, as ngritës valvulash, as rripin famëkeq të kohës. Dhe, ndryshe nga Koenigsegg i çmendur, i destinuar vetëm për të pasurit dhe të famshëm, motorët me ngasje individuale të valvulave premtojnë të jenë krijimi i parë me të vërtetë i prodhuar në masë i shpikësit suedez.

Saab i vjetër, i cili mori një version eksperimental të rripit të kohës me valvola të pavarura, përshkoi 60,000 km me të, pasi kishte parë si nxehtësinë e verës ashtu edhe ngricat 20 gradë. Koka e cilindrit është bërë nga Saab origjinal, duke hedhur jashtë gjithçka të panevojshme dhe kanale të reja të përpunuara për hidraulikë dhe pneumatikë. Kolegët tanë nga Jalopnik.com vozitën "plakin" dhe vunë në dukje se me shpejtësi deri në 3000 rpm ai shfaq zakone të naftës - në mënyrë karakteristike prek valvulat dhe prodhon çift rrotullues të çmendur.

Midis dy elementeve

Në kokën e cilindrit të testit Saab, siç pritej, funksionojnë 16 valvola. Secili drejtohet nga një aktivizues i veçantë dhe secili komandohet të hapet ose mbyllet nga kompjuteri i kontrollit të motorit, pavarësisht nga të tjerët.

Aktivizuesi është njohuria kryesore e Freevalve, një degë e Koenigsegg. Shumë zhvillues, duke përfshirë shumë prodhues të automjeteve me famë botërore, janë përpjekur të pajisin çdo valvul me një makinë individuale dhe t'i kontrollojnë ato në mënyrë të pavarur nga njëri-tjetri. Zgjidhja më e dukshme në formën e motorëve elektrikë linearë (solenoidë) nuk çon në rezultatin e dëshiruar: motorët e vegjël nuk kanë fuqi të mjaftueshme për të përshpejtuar valvulat në shpejtësitë e kërkuara (20,000 hapje dhe mbyllje në minutë), dhe lindin probleme me ftohje dhe besueshmëri.

Christian von Koenigsegg nuk hyn në detaje rreth parimit të funksionimit të makinës së tij, por është i lumtur të shpjegojë konceptin e përgjithshëm të "aktuatorit pneumo-hidraulik-elektrik". Valvulat hapen me pneumatikë dhe mbyllen me hidraulikë. Si sistemi pneumatik ashtu edhe ai hidraulik janë vazhdimisht nën presion dhe janë gati për të siguruar energji maksimale në valvul. Detyra e makinës elektrike është vetëm furnizimi me ajër ose vaj në valvul në kohën e duhur. Në këtë rast, problemi i ftohjes dhe lubrifikimit zgjidhet vetë: pjesët më të ngarkuara të makinës shërbehen nga sistemet përkatëse të vetë motorit me djegie të brendshme.

Bukuria e aktivizuesit Freevalve është se i përshtatet pothuajse çdo motori makine ose motoçiklete. Pavarësisht nëse është një motoçikletë garash me rrotullime të larta që rrotullohet në 16,000 rpm ose një kamion me naftë që rrotullohet në 3,500 rpm, e njëjta makinë do t'i përshtatet nevojave të tyre. Valvula e një motoçiklete garash është bërë nga aliazh i lehtë, kështu që energjia e aktivizuesit e përshpejton lehtësisht në shpejtësi të larta. Valvula e kamionit është e madhe dhe e rëndë, por nuk ka nevojë për shpejtësi të mëdha.

Në piano me një rocker

"Përdorimi i një boshti me gunga tradicionale në vend të një "Freevalve" është si të luash në piano me një krah lëkundëse në vend të gishtërinjve", thotë von Koenigsegg. Çfarë lloj problemesh dëshiron të zgjidhë shpikësi duke programuar sjelljen e secilës valvul individualisht? Ne i rendisim ato sipas interesit në rritje.

Më e dukshme: për mënyra të ndryshme të funksionimit të motorit (kryesisht shpejtësia e rrotullimit të boshtit të gungës), ekziston përbërja e tij optimale e përzierjes ajër-karburant, momentet e veta të sakta për hapjen dhe mbylljen e valvulave. Tradicionalisht, ky problem zgjidhet duke përdorur një mekanizëm të ndryshueshëm të kohës së valvulave (siç është VTEC): i gjithë boshti me gunga rrotullohet pak në lidhje me marshin e kohës dhe të gjitha pikat e hapjes dhe mbylljes së valvulave zhvendosen përpara ose prapa.

Grafiku i kuq tregon kurbën e hapjes së valvulës së marrjes, grafiku blu tregon kurbën e hapjes së valvulës së shkarkimit. Duket qartë se valvulat qëndrojnë në pozicionin plotësisht të hapur për aq kohë sa të jetë e mundur - grafikët kanë një profil pothuajse drejtkëndor, ndërsa me një rrip kohor konvencional do të ishin më shumë si parabola. Vëllimet e nevojshme të gazrave kalojnë nëpër valvulat Freevalve në një periudhë më të shkurtër kohore se zakonisht, kështu që fazat e shkurtra të marrjes dhe shkarkimit nuk mbivendosen. Kjo është arsyeja e përmirësimit pothuajse të dyfishtë të performancës mjedisore.

Problemi me VTEC është numri i kufizuar i mënyrave, ndërsa valvulat e kontrolluara individualisht ju lejojnë të rishikoni grupin optimal të parametrave për çdo ndryshim, madje edhe më të vogël në shpejtësi. Por gjëja kryesore është se Freevalve ju lejon të ndryshoni jo vetëm momentin, por edhe kohëzgjatjen e hapjes së valvulës.

Por, çka nëse duam të kontrollojmë në mënyrë fleksibël fuqinë e motorit duke fikur disa nga cilindrat? Në motorët modernë, problemi zgjidhet duke përdorur një mekanizëm shumë kompleks: për secilën valvul ka dy kamera, të cilat zëvendësojnë njëra-tjetrën, duke lëvizur përgjatë boshtit me gunga. Një kamerë siguron funksionimin normal të valvulës, e dyta është përgjegjëse për funksionimin e cilindrit në "modalitetin e gatishmërisë". Valvulat Freevalve ju lejojnë të aktivizoni çdo program për çdo cilindër në çdo kohë pa asnjë truk mekanik.

Megjithatë, problemi kryesor me rripin tradicional të kohës qëndron në formën eliptike të kamerës, për shkak të së cilës valvula pothuajse kurrë nuk është e hapur ose e mbyllur plotësisht. Në vend të kësaj, ai gjithmonë hapet ose mbyllet butësisht, gjë që redukton xhiron e saj. Për më tepër, kjo veçori çon në faktin se në momente të caktuara valvulat e marrjes dhe shkarkimit janë të hapura në të njëjtën kohë, dhe kjo ndikon negativisht në karakteristikat mjedisore të motorit.

Valvulat e valvulave të lira e bëjnë kokën e cilindrit dhe vetë motorin shumë më kompakte. Por ky është larg nga avantazhi i vetëm i paraqitjes. Ju mund të rrisni numrin e valvulave për cilindër duke ndarë funksionet midis tyre. Për shembull, drejtimi i një pjese të shkarkimit në turbinën e supermbushësit dhe tjetra direkt në katalizator, për arsye mjedisore. Valvulat speciale janë gjithashtu të dobishme për ta kthyer një makinë në një hibrid pneumatik.

Christian von Koenigsegg demonstron kurbën e hapjes së valvulës në monitorin e një pajisjeje të veçantë. I ngjan një drejtkëndëshi: valvula hapet ashpër, mbahet e hapur dhe më pas mbyllet ashpër. Ky nuk është elipsi i përjetshëm i trishtuar i një valvule tradicionale. Është veçanërisht interesante që kurba ruan këndshmërinë e saj edhe me shpejtësi të lartë (deri në 10,000 rpm) - aktivizuesi ka fuqi të mjaftueshme për të hapur dhe mbyllur valvulën shumë shpejt.

Është ndoshta tipari i fundit që është më përgjegjës për rezultatet mbresëlënëse të testit të motorit të testimit me valvula të lira: ai prodhon 30% më shumë çift rrotullues, konsumon 30% më pak karburant dhe prodhon një reduktim 50% të emetimeve.

Poshtë kanunet!

Freevalve është më shumë se sa duket. Së pari, sistemi mund të ndryshojë ndjeshëm pamjen e makinës. Boshti me gunga dhe ngritësit e valvulave zënë shumë hapësirë në kokën e cilindrit dhe gjithashtu peshojnë shumë. Motori me katër cilindra me Freevalve është i ngjashëm në madhësi dhe peshë me një motor me tre cilindra. Nëse marrim parasysh që valvulat e pavarura sigurojnë një rritje të konsiderueshme të çift rrotullues, atëherë mund të kalojmë edhe me dy cilindra. Dhe më pas motori i vogël mund të fshihet edhe nën sedilje.

Sistemi ju lejon të kaloni motorin në një cikël funksionimi ekzotik në çdo kohë, qoftë Miller, si në Mazda, ose Atkinson, si në Prius. Pse të jeni modest: nëse dëshironi, motori mund të bëhet menjëherë një motor me dy goditje, pothuajse duke dyfishuar fuqinë! Von Koenigsegg ëndërron makina me dy rezervuarë karburanti dhe sisteme energjetike: për benzinë dhe naftë. Kur kaloni në biokarburant, fleksibiliteti i cilësimeve është gjithashtu i rëndësishëm.

Por fantazia më interesante e shpikësit është një hibrid pneumatik. Duke përdorur një konfigurim të veçantë valvulash, mund ta ktheni motorin me djegie të brendshme në një kompresor, i cili, kur frenoni, do të pompojë ajrin në cilindër, duke akumuluar presion. Ajri i kompresuar më pas mund të futet me forcë në cilindra, duke përshpejtuar makinën, ose të përdoret si një analog i fuqishëm i turbocharging, duke rritur për pak kohë fuqinë e motorit.

Ndoshta tipari më i papritur i një motori me valvola të pavarura është besueshmëria e tij. Çdo shofer ka frikë nga prishja e rripit të kohës: nëse pistoni "kap" valvulat, e njëjta gjë do të ndodhë në të gjithë cilindrat e tjerë. Koka e shtrenjtë e cilindrit, dhe bashkë me të pistonët dhe, ndoshta, shufrat lidhëse me boshtin e gungës, do të dëmtohen seriozisht.

Dhe me Freevalve gjithçka është e thjeshtë: pa rrip kohor - pa probleme! Nëse një cilindër "troket" papritur, të gjithë të tjerët do të mbeten të sigurt dhe të shëndoshë.

Shpikësi Christian von Koenigsegg i dëshmoi botës së automobilave se një bosht me gunga nuk nevojitet në një motor - kjo pjesë është e tepërt. Një motor pa bosht me gunga ka vendin e tij në industrinë e automobilave.

Christian ka lindur në vitin 1972 në Stokholm, Suedi. Edhe si fëmijë, atij i pëlqente të çmontonte pajisjet shtëpiake me dëshirën për të ndryshuar diçka në dizajnin e pajisjeve, dhe që në adoleshencë ai ishte vendosur tashmë në lagjen e tij si një prijës i të gjitha zanateve dhe një mjeshtër i talentuar.

Ai ishte i pari që parashikoi që çipat do të zëvendësonin CD-të, madje donte të patentonte dizajnin e kësaj pajisjeje, por në atë kohë askush nuk ishte i interesuar për këtë.

Ai shpiku edhe një bravë për fiksimin e pllakave prej druri, por askush nuk e kuptoi, as babai i tij, i cili punon në industrinë e përpunimit të drurit. Më pas, kompani të tjera patentuan një patentë të ngjashme dhe fituan shumë miliona prej saj.

Në moshën 22 vjeçare, ai filloi të krijonte makina, themeloi kompaninë Koenigsegg Automotive AB dhe në vitin 2002 Koenigsegg CC u hodh në prodhim.

Në vitin 2005, kjo makinë u përfshi në Librin e Rekordeve Guinness si makina më e shpejtë e prodhimit (388 km/h). Dhe makina e tij Koenigsegg CCXR është lider për sa i përket raportit fuqi-peshë. Makina e markës Koenigsegg One1 është lider në përshpejtimin, mund të përshpejtojë në një shpejtësi prej 300 km/h. në 11.92 sekonda.

Midis dy elementeve

Vetë Christian Von Koenigsegg drejton një Saab të vjetër dhe buzëqesh me dinakëri. Dhe arsyeja e buzëqeshjes së tij është e thjeshtë. Makina e tij ka motorin e vetëm të serisë së vjetër në botë... KUJDES! Pa bosht me gunga dhe mekanizëm shpërndarës gazi, rrip kohor dhe krahë lëkundëse.

Motori Saab, ose më mirë koka e cilindrit të tij, ka 16 valvulat origjinale. Por çdo valvul kontrollohet nga një njësi e veçantë dhe çdo pajisje merr një komandë për të mbyllur ose hapur valvulën nga njësia e kontrollit të motorit, pavarësisht nga të tjerët.

Kjo është njohuria kryesore - aktivizuesi. Çdo valvul kontrollohet nga një aktivizues i tillë. Njësia është një sistem pneumatik-hidraulik-elektrik Koenigsegg. Sekreti është se valvulat hapen me pneumatikë dhe mbyllen me hidraulikë.

Linja ajrore dhe linja hidraulike janë nën presion të vazhdueshëm, janë vazhdimisht gati për t'u hapur ose mbyllur. Pjesa elektrike e nyjës mbart funksionin e kontrollit për një ose një veprim tjetër.

Motorët e pajisur me një sistem të tillë shpërndarjeje gazi janë në gjendje të zhvillojnë deri në 20,000 rpm me shkallën më të lartë të pastrimit dhe mbushjes së cilindrave me përzierjen e karburantit.

Këta komponentë ftohen dhe lubrifikohen nga sistemet standarde të motorit.

Sipas mendimit tim, arritja më e lartë e aktivizuesit nga filiali i Koenigsegg Freevalve është se ai mund të instalohet pothuajse në çdo motor makine dhe madje edhe në një motoçikletë. Dhe për një motor motoçikletë me shpejtësi të lartë me 16,000 rpm dhe për një makinë me një motor nafte me 3,500 rpm.

Merrni frymë në cilindra të plotë në të gjitha valvulat

Le të shohim orarin e funksionimit të valvulave. Mua më duket fantastike. Ku është...

Grafiku i kuq tregon funksionimin e valvulës së marrjes, domethënë hapjen dhe mbylljen e saj. Tregon se nuk ka parabola të buta si në motorët konvencionalë, thjesht dhe në mënyrë të zgjuar, hapej dhe mbyllej dhe nuk kishte kryqëzime me valvulën e shkarkimit (grafiku blu) për pastrim. Grafikët nuk kryqëzohen dhe kanë kënde pothuajse të drejta. është fantastike!

Të gjitha vëllimet e gazrave hyjnë dhe dalin në një periudhë më të shkurtër kohore sesa në motorët konvencionalë, për shkak të kësaj, fazat e marrjes dhe shkarkimit nuk mbivendosen. Falë kësaj, është një fakt!!!, performanca mjedisore e motorit është përmirësuar dy herë. Ky është me të vërtetë një zbulim i madh!

Luaj piano me një lëkundëse

Von Koenigsegg thotë se përdorimi i Freevalve në vend të kësaj është si të luash në piano me një lëkundëse në vend që të përdorësh gishtat.

Çfarë është programuar nga shpikësi për secilën valvul?

Le t'i rendisim ato sipas rëndësisë:

në të gjitha mënyrat, pavarësisht nga shpejtësia e motorit, ekziston vëllimi më optimal i përzierjes së karburantit në hyrje, mënyrat më korrekte të hapjes dhe mbylljes së valvulave, gjë që është e pamundur në;
Sistemi Freevalve ju lejon të ndryshoni parametrat: momentin dhe kohëzgjatjen e hapjes së valvulës. Në këtë drejtim, kjo nuk është e mundur në një sistem konvencional, por këtu çdo parametër mund të rishikohet;
aftësia për të kontrolluar me lehtësi fuqinë e motorit, për të fikur çdo cilindër dhe për të krijuar çdo program funksionimi për secilin cilindër. Në klasikët kjo mund të bëhet, por vetëm përmes operacioneve komplekse mekanike të lidhura me kalimin mekanik në kamera me një konfigurim të ndryshëm bosht me gunga;
këtu nuk ka një grafik të trishtuar me kamerë eliptike, kur valvulat hapen dhe mbyllen pa probleme, nuk ka momente kur valvulat e marrjes dhe shkarkimit janë të hapura në të njëjtën kohë. Këtu nuk ka kthesa, vetëm vija të thyera. Aktivizuesi funksionon në heshtje në këtë modalitet deri në 10,000 rpm;
Dhe tani gjëja kryesore: 30% çift rrotullues më i lartë, 30% konsum më i ulët i karburantit dhe 50% më pak shkarkime të dëmshme!

Tre cilindra, tetëmbëdhjetë valvola

Duke futur aktivizues në modelin e motorit, madhësia e tij mund të reduktohet ndjeshëm. Dhe kjo nuk është ajo. Ju mund të rrisni numrin e valvulave për cilindër dhe madje të ndani shtigjet e gazit të shkarkimit, për shembull, të dërgoni disa në turbinë dhe disa në silenciator. Disa valvola mund të përdoren në sistemin e kompresorit.

Motori pa bosht me gunga. Poshtë stereotipet!

Çfarë tjetër ofron një sistem i tillë? Për shkak të faktit se motori mund të jetë më kompakt, mungesa e një boshti me gunga kursen hapësirë, që do të thotë se dizajni i trupit mund të ndryshohet.

Dhe plusi është se na jepet një moment shumë më i madh, d.m.th. fuqia, atëherë kuajfuqia e kërkuar mund të nxirret nga më pak cilindra, dhe në përputhje me rrethanat madhësia do të bëhet edhe më e vogël. Dhe fshihni një motor të vogël nën sedilje))).

Ky sistem mund të instalohet në çdo kohë në çdo motor të çdo prodhuesi, duke hedhur poshtë boshtin me gunga me të gjithë aksesorët e tij. Rrisni fuqinë me 30%, dhe kjo nuk është pak!

Por gjëja më ekzotike është ta konvertosh në dy-stroke, dhe në të njëjtën kohë të rrisësh fuqinë 2 herë!!!... thjesht duke ndërruar programin!

Von Koenigsegg po punon për idenë e një makine me dy rezervuarë për karburante të ndryshme, dhe me sisteme të ndryshme energjetike, benzinë dhe naftë, madje duke kaluar në biokarburantet.

Por lartësia e fantazisë së Koenigsegg është, natyrisht, një hibrid pneumatik - kjo është diçka! Për çfarë ëndërron ai?

Fakti që një konfigurim i caktuar i valvulës rregullohet sipas një programi të veçantë, në të cilin motori me djegie të brendshme kthehet në një kompresor.

Parimi është ky: kur frenohet nga motori, ajri pompohet në cilindër, duke akumuluar presion. Dhe pastaj përdorni këtë ajër për të lëvizur ose përshpejtuar makinën, dhe gjithashtu përdorni atë në turbocharging, nëse keni nevojë të rrisni përkohësisht fuqinë e motorit.

Valvulat e pavarura nënkuptojnë gjithashtu besueshmëri. Në këtë rregullim, rripi i kohës nuk do të thyhet dhe pistonët nuk do të takohen kurrë dhe nuk do të thyejnë njëri-tjetrin.

I njëjti Saab i vjetër që drejton Christian ka bërë tashmë 60,000 km, ka përjetuar nxehtësi dhe të ftohtë dhe nuk po ndihet shumë keq. Koka e cilindrit të saj është origjinale, por e konvertuar për të akomoduar valvula të pavarura është hequr prej saj dhe janë përpunuar kanalet e nevojshme për pneumatikë dhe hidraulikë.

Ndjenja nga një provë Saab: Ai sillet si një naftë në 3000 rpm, çift rrotullimi është thjesht i çmendur.

Mendimi im

Unë jam jashtëzakonisht i kënaqur me këtë shpikje! Motorri pa bosht me gunga!!! Cilat cilësime të mundshme hapen.

Mënyrat e funksionimit të motorit mund të kompozohen si muzika.

Dhe çfarë performance të çmendur mund të nxirret nga një motor konvencional!!!

Pa fjalë, miq! Nuk ka kufi për gjenialitetin njerëzor! Një motor pa bosht me gunga, kush do ta kishte menduar se kjo ishte e mundur!

Shihemi sërish online!

Kandidat i Shkencave Teknike D. SOSNIN.

Qarku i mekanizmit të shpërndarjes së gazit Arkhangelsky ka një rregullator centrifugal që zhvendos momentet e hapjes dhe mbylljes së valvulave në varësi të shpejtësisë së boshtit të gungës.

Valvula Arkhangelsky hapet kur elektromagneti aktivizohet dhe mbyllet me një pranverë kthimi.

Përdorimi i dy elektromagnetëve për të lëvizur valvulën eliminon nevojën për susta kthyese.

Në modelin e ri të mekanizmit të shpërndarjes së gazit, disku ndodhet në anën e bllokut të cilindrit. Përdorimi i solenoideve të gjata rrit goditjen e valvulës dhe lejon që ajo të rregullohet në një gamë të gjerë.

Historikisht, industria vendase e automobilave është zhvilluar në përpjekje për të kapur hapin me kolegët e saj perëndimorë. Modelet vërtet origjinale (këto përfshijnë, të themi, "Fitorja") mund të numërohen në njërën anë. E megjithatë, po shfaqen zhvillime interesante, zbatimi i të cilave do t'i lejonte prodhuesit tanë të automjeteve të konkurrojnë me sukses me ato të huaja. Ne sjellim në vëmendjen e lexuesve një histori për një mekanizëm të pazakontë të propozuar nga D. A. Sosnin, profesor i asociuar i Departamentit të Inxhinierisë Elektrike dhe Pajisjeve Elektrike të Institutit të Automobilave dhe Autostradave të Moskës (Universiteti Teknik Shtetëror). Pajisja ju lejon të braktisni përdorimin e një boshti me gunga konvencionale në motor dhe në të njëjtën kohë të kontrolloni në mënyrë fleksibël kohën e valvulës dhe goditjen e valvulës.

KU DËSHTON ELEKTRONIKA

Çdo prodhues automobilistik përpiqet të sigurojë që motorët me djegie të brendshme (ICE) në makinat e tij të funksionojnë në modalitetin optimal: ofrojnë fuqi maksimale, çift rrotullues uniform, konsum minimal të karburantit dhe toksicitetin më të vogël të gazrave të shkarkimit. Megjithatë, deri më tani askush nuk ka mundur ta arrijë këtë plotësisht, pasi përmirësimi i disa karakteristikave çon në përkeqësimin e të tjerave. Kohët e fundit, megjithatë, është arritur përparim i rëndësishëm përmes përdorimit të kontrollit të automatizuar të motorit me përdorimin e gjerë të elektronikës.

Kur hartoni një program për sistemin e kontrollit, motori vendoset në një mënyrë të qëndrueshme funksionimi në një stol të veçantë testimi dhe të gjithë parametrat rregullohen në mënyrë sekuenciale në mënyrë që për këtë mënyrë të ofrojnë karakteristikat më të mira të daljes. E njëjta gjë bëhet në mënyra të tjera. Rezultatet regjistrohen në memorien e përhershme të njësisë elektronike në formën e një diagrami shumëdimensional, me ndihmën e të cilit gjenerohen më pas sinjalet e kontrollit për secilin prej parametrave.

Për shembull, në sistemin kompleks elektronik "Motronic" (Gjermani), i cili kontrollon injektimin dhe ndezjen e karburantit, ekzistojnë pesë diagrame të tilla: për rregullimin e kohës së ndezjes, kohën e injektimit të karburantit, pozicionin e valvulës së riciklimit (një pajisje që kthen një pjesë të gazrat e shkarkimit në cilindër për djegie më të mirë të karburantit), koha e akumulimit të energjisë në spiralen e ndezjes dhe pozicionin e mbytjes. Parametrat e hyrjes në këtë sistem janë shpejtësia e motorit, çift rrotullimi dhe temperatura e motorit, si dhe tensioni i baterisë. Në dalje, monitorohet përputhja e shpejtësisë së motorit me çift rrotullues dhe përmbajtja e monoksidit të karbonit në gazrat e shkarkimit.

Fatkeqësisht, makina ka një sistem që nuk mund të rregullohet as nga elektronika më e sofistikuar e automobilave. Ky është një mekanizëm i shpërndarjes së gazit me një lidhje të ngurtë kinematike midis boshtit të gungës dhe boshtit me gunga.

Ekspertët besojnë se motori klasik është mjaft i përsosur dhe nëse ndonjëherë funksionon keq, kjo është vetëm sepse "po mbytet nga shkarkimi i vet"; Pasi t'i jepni motorit më shumë oksigjen, lëreni të "marrë frymë thellë", nuk do të ketë alternativë.

Ju mund ta ndihmoni motorin nëse mund të ndryshoni kohën e hapjes dhe mbylljes së valvulave, kryesisht valvulat e marrjes. Më kujtohet se si në fillim të viteve 70 të shekullit të kaluar, shoferët e garave baltike

Republikat fituan konkurrencën duke arritur shpejtësi të boshtit me gunga deri në 3000 rpm në boshe dhe deri në 8000 rpm me mbytje të plotë. Më vonë doli se ata kishin marrë një shabllon të boshtit me gunga, kishin shkrirë kamerat dhe më pas rregulluan manualisht formën e tyre. Me bosht me gunga të tilla, motorët prodhonin performancë të lartë (fuqi dhe çift rrotullues), por vetëm me shpejtësi të lartë. Kjo është e mirë për makinat sportive, por për makinat "private" është e papranueshme. Sidoqoftë, ky fakt tregon një rol të rëndësishëm të vonesës ose avancimit të fazës së valvulës.

Si mund ta detyroni valvulën të hapet dhe mbyllet në momentin që korrespondon me funksionimin optimal të motorit? Është e qartë se koha e valvulës duhet të kontrollohet në varësi të shpejtësisë, pozicionit dhe ngarkesës së boshtit të gungës. Një bosht me gunga tradicionale nuk e zgjidh këtë problem.

Brenda kufijve të vegjël, raporti i kohës së valvulave mund të rregullohet duke përdorur aktivizues mekanikë, elektromekanikë, hidraulikë dhe pneumatikë të valvulave. Por më premtuesi është një makinë elektromagnetike e kontrolluar nga elektronika. Me ndihmën e tij, ju jo vetëm që mund të optimizoni performancën e motorit, por edhe të zgjeroni funksionalitetin e tij. Kështu, një motor me katër cilindra mund të bëhet që të veprojë si një motor me dy ose tre cilindra duke ndryshuar rendin e ndezjes së valvulave; funksionon në mënyrë më të barabartë nën ngarkesa të ndryshueshme dhe konsumon më pak karburant me shpejtësi maksimale për një fuqi të caktuar. Një motor i tillë nuk do të ketë probleme me ndryshimin e drejtimit të rrotullimit të boshtit të gungës.

Në pamje të parë, gjithçka duket shumë e thjeshtë, por për disa arsye, valvulat solenoid në makina gjenden ende vetëm në zhvillimet eksperimentale.

VALVE ARKHANGELSK

Një përpjekje për të zbatuar idenë e një valvule elektromagnetike me kontroll fleksibël u bë në mesin e shekullit të 20-të nga profesori MADI V. M. Arkhangelsky. Ndezja dhe fikja e elektromagnetëve ndodhi kur kontaktet e lidhura me kamerat e boshtit me gunga u mbyllën dhe u hapën. Valvula u kthye në vendin e saj nga një sustë.

Dizajni i Arkhangelsky përfshinte një rregullator centrifugal në bosht me gunga. Kur shpejtësia e rrotullimit ndryshoi, ajo zhvendosi pozicionin e kamerave dhe bëri që hapja dhe mbyllja e valvulave të avanconte. Kështu, rregullatori luajti rolin e reagimit. Kjo bëri të mundur që të bëhej pa kontroll programi, i cili, nga rruga, nuk mund të ekzistonte atëherë.

Fatkeqësisht, pavarësisht elegancës së skemës, nuk ishte e mundur të krijohej një dizajn i zbatueshëm. Fakti është se valvula duhet të funksionojë shpejt dhe të mbyllet në mënyrë të besueshme, dhe për këtë arsye kërkohet një pranverë kthimi me ngurtësi të lartë. Prandaj, keni nevojë për një elektromagnet të fuqishëm që konsumon rrymë të konsiderueshme nga rrjeti i automjetit në bord. Në ato ditë, nuk kishte valvola gjysmëpërçuese të fuqishme, dhe kontaktet metalike u dogjën shpejt kur ndërronin rryma të larta. Më në fund, kur valvula u mbyll nga susta e kthimit, pati një goditje të fortë të kokës së valvulës në sediljen, e cila shkaktoi zhurmë gjatë funksionimit të mekanizmit të shpërndarjes së gazit dhe çoi në dështime të shpeshta të valvulave.

NJË ËSHTË MIRË, DY ËSHTË MË MIRË

Ju mund të heqni qafe shumë nga mangësitë e natyrshme në valvulën Arkhangelsky nëse, në vend të një elektromagneti, instaloni dy - një hapje dhe një mbyllje. Një skemë e ngjashme u zhvillua nga një nga studentët e Universitetit Shtetëror të Togliatti në një projekt diplome nën drejtimin e Doktorit të Shkencave Teknike, Profesor V.V.

Në këtë version të dizajnit, sustat nuk nevojiten, dhe për këtë arsye elektromagnetët mund të jenë më të vegjël në madhësi dhe fuqi - në fund të fundit, një rrymë e madhe konsumohet vetëm kur mbyllni dhe hapni valvulat, dhe për t'i mbajtur ato, forca aktuale është dhjetë herë më pak.

Por më e rëndësishmja, tani ju mund të bëni plotësisht pa një bosht me gunga, pasi një kontrollues i programueshëm - një pajisje elektronike, zakonisht në një mikroprocesor, që kontrollon funksionimin e motorit dhe sistemeve të tjera të makinës - mund të vendosë kohën e reagimit dhe forcën aktuale përmes elektromagnetit dredha-dredha.

NAMI, nën drejtimin e Kandidatit të Shkencave Teknike A. N. Terekhin, filloi të kryejë kërkime dhe zhvillim të një mekanizmi të shpërndarjes së gazit me një makinë valvule elektromagnetike bazuar në motorin M-412. Si rezultat, u krijua një prototip pune i një mekanizmi të shpërndarjes së gazit me elektromagnetë të dyanshëm në tetë valvola. Por që nga fillimi i viteve 1990, financimi ka pushuar dhe zhvillimi premtues ka humbur në arkiva.

Disa vjet më parë, puna për një mekanizëm të ri të shpërndarjes së gazit u rifillua në Uzinën e Automobilave Volzhsky nën udhëheqjen e shefit të projektuesit AvtoVAZ P. M. Prusov. Kështu, midis temave të konkursit gjithë-rus "Makina ruse" (shih "Shkenca dhe jeta" nr. 12, 2002) u njoftua "Zhvillimi i një sistemi elektromagnetik lëvizës për valvulat e shpërndarjes së gazit për një motor VAZ me 16 valvula". . Dy projekte u paraqitën në konkurs, por të dy ishin krejtësisht "të parëndësishëm" dhe as që u morën parasysh.

Ndërkohë, prodhuesit japonezë, amerikanë dhe (me suksesin më të madh) gjermanë filluan të punojnë për përmirësimin e ngasjes së valvulës solenoid. Tashmë në vitin 2002, BMW filloi testimin në një motor të vërtetë me 16 valvula një mekanizëm shpërndarjeje gazi me një makinë elektromagnetike të të gjitha valvulave.

DIZAJNI KONKURRUES

Në të njëjtën kohë, zhvillimi i valvulave të shpërndarjes elektromagnetike të gazit filloi në Departamentin e Inxhinierisë Elektrike dhe Pajisjeve Elektrike të MADI (GTU).

Edhe pse në Perëndim nuk njiheshim si konkurrentë: ata thonë, "ne ishim 10 milje prapa" (në zhargonin e garave kjo është ajo që thonë për dy xhiro prapa, që do të thotë të dobët), megjithatë, autori patentoi një dizajn që zgjidh shumica e problemeve të qenësishme në disqet elektromagnetike.

Në vend të elektromagnetëve të rëndë të instaluar sipër valvulave, ai përdor solenoidë të gjatë. Frenimi i bërthamës në një solenoid të gjatë realizohet jo nga ndalesat e ngurtë, por nga fushat magnetike të skajit, dhe funksionimi i makinës bëhet i heshtur. Përveç kësaj, goditja e valvulës mund të jetë aq e madhe dhe e rregullueshme sipas dëshirës. Lëvizja reciproke nga elektromagneti në valvul transmetohet përmes një shufre dhe një krah lëkundjeje lëkundëse. Falë kësaj, disku mund të instalohet jo mbi bllokun e cilindrit, por në sipërfaqen e tij anësore. Si rezultat, lartësia e motorit zvogëlohet ndjeshëm dhe sistemet standarde të automjeteve përdoren për të ftohur dhe lubrifikuar pjesët e makinës.

Tani i takon ndërtuesve të motorit. Nëse arrijmë ta përkthejmë idenë në metal, Rusia do të ketë një makinë rrotulluese dhe ekonomike, e cila gjithashtu do të plotësojë kërkesat më të rrepta për pastërtinë e shkarkimit.