محتوى المقال:
- محركات سيارات مبتكرة
أصبحت المحركات الحديثة من عام إلى آخر أكثر تقنية وفي نفس الوقت أصبحت غير موثوقة أكثر فأكثر. يحاول المصنعون الحفاظ على الطاقة وتقليل "الشره" والامتثال للمعايير البيئية ، والتي غالبًا ما تضر بكفاءة الهيكل.
التطورات الأكثر ابتكارًا في مجال بناء المحرك - في مراجعتنا.
محركات سيارات مبتكرة
1. Skyactiv-G
تطور جديد من Mazda يتمثل في خفض درجة حرارة الدورة لزيادة مستوى ضغط محرك البنزين. تحقيقا لهذه الغاية ، قام مهندسو الشركة بتغيير نظام العادم باستخدام مخطط 4-2-1 ، حيث يتم توجيه غازات العادم بالتناوب في الهواء. وبالتالي ، من خلال تقليل الغازات التي تدخل الأسطوانات ، يتحسن النفخ وتنخفض درجة حرارة الخليط القابل للاحتراق.
يتم تقليل حجم غازات العادم بمقدار النصف بالضبط ، وبالتالي زيادة نسبة الضغط بمقدار 3 وحدات. في الوقت نفسه ، يعمل نظام ضبط التوقيت على أعمدة كامات السحب والعادم على تحسين تبادل الغازات ، وتسهم أسطوانات التجويف الصغيرة وضربات المكبس المتزايدة في تسخين أضعف لغرف الاحتراق.
سمح كل العمل المنجز بزيادة عزم الدوران عند عدد دورات منخفضة في الدقيقة ، ويتم الحصول على تقليل الانبعاثات والاقتصاد في استهلاك الوقود من خلال حقيقة أن المحرك الذي تمت ترقيته لديه سرعة دوران أقل بنسبة 15٪ مقارنة بالمحركات التقليدية.
نتيجة لذلك ، يحصل هؤلاء السائقون غير المستعدين للتخلي عن محرك الاحتراق الداخلي الكلاسيكي على محرك بسعة 2 لتر بسعة 2 لتر يتفوق على محرك الشاحن التوربيني سعة 1.4 لتر.
2. Skyactiv-D
عمل المتخصصون اليابانيون أيضًا على محرك ديزل ، معتقدين أن المحركات ذات الشاحن التوربيني لها ضغط ودرجة حرارة مرتفعان للغاية ، مما يمنع الوقود من الاختلاط بالتساوي مع الهواء.
تلقت Skyactiv نسبة ضغط منخفضة ، بالإضافة إلى حقن وقود أسرع ، مما يمنحها القدرة على الاحتراق بالكامل والوفاء بمعايير Euro 6 بدون تقنيات باهظة الثمن.
تسمح هذه الآلية بالحقن والاشتعال السريع ، وزيادة كفاءة المحرك ، وفي نفس الوقت توسيع نطاق التشغيل إلى 5200 دورة في الدقيقة.
تم تجهيز المحرك بشاحنين توربينيين متتابعين يوفران 1.4 ضغط جوي ، ويتم توفير بدء التشغيل الفعال حتى في درجات الحرارة المنخفضة من خلال نظام توقيت الصمام المتغير. أثناء شوط السحب ، تنفتح صمامات العادم ، وتوجه بعض غازات العادم إلى الأسطوانة وتسخين الخليط.
تم تقليل وزن المحرك الجديد بنسبة 10٪ ، في حين أن عزم الدوران والكفاءة أقل قليلاً من الضربة السابقة Mazda MZR-CD 2.2.
3. صيغة محرك مثالي
في الصورة: محرك BMW المعياري
درس المهندسون الألمان معايير مثل الكفاءة وتوازن الحرارة والفقد الميكانيكي ، واشتقوا صيغة لإزاحة الأسطوانة المثالية ، وهي 0.5 لتر. في هذه الحالة ، يجب أن تحتوي غرفة الاحتراق الصحيحة على فوهة حقن مباشر في المركز ، بالإضافة إلى 4 صمامات وشمعة. سيكون تصميم محرك بمثل هذا الجهاز أسهل بكثير - كما لو كان "من مكعبات" ، وفقًا لخبراء BMW.
في الإصدار 3 أسطوانات ، سيكون للمحرك توربين واحد ، في المحرك ذو 4 أسطوانات ، سيكون له تدفقان ، وفي المحرك 6 أسطوانات سيكون له محرك ثنائي التوربو. سيتم توحيد محرك السلسلة لأعمدة الكامات ونظام توزيع الغاز وأشواط الصمام.
بالإضافة إلى ذلك ، بالنسبة لمحركات البنزين والديزل ذات الشحن التوربيني من نفس الحجم ، يجوز استخدام نفس الأجزاء والتجمعات. بمعنى أنه سيكون من الأسهل على صانع السيارات التحكم في أحجام الإنتاج اعتمادًا على طلب المستهلك وإنتاج حوالي أربعة نماذج في وقت واحد على خط إنتاج واحد.
4. ابتكارات سكولكوفو
العلماء من مركز سكولكوفو الروسي ، الذين تمكنوا أيضًا من زيادة كفاءة محركات الاحتراق الداخلي بشكل كبير ، لا يتخلفون عن زملائهم الألمان.
تعمل جميع شركات صناعة السيارات منذ سنوات على تحسين الكفاءة المنخفضة نسبيًا للمحركات الكلاسيكية. يغيرون الجر ، ويزودون بالتقنيات الحديثة ، ويصبحون اقتصاديين وصديقين للبيئة. الآن طور المهندسون الروس تقنية ثورية تستحق أن يتم تقديمها في جميع أنحاء العالم.
لا يحتوي مشروع Motor حاليًا على نظائر في العالم ويسمح بذلك قلل الاستهلاك بأكثر من 30٪ ، حتى بالنسبة للمحركات الأكثر اقتصادا.
استبدل المهندسون آلية الكرنك بمخطط حركي فريد لإقلاع الطاقة حاصل على براءة اختراع. جهاز خاص سوف "يبلل" قوى القصور الذاتي ، ويحسن أداء أي محرك احتراق داخلي ، بما في ذلك تحسين عزم الدوران ، ومضاعفة السرعة ، وتبسيط وحدة النقل.
أظهرت دائرة الاختبار هذه نتائج ووظائف ممتازة ، لذا فإن المحركات الروسية الصنع الجديدة عالية الأداء ليست بعيدة.
5. الصمامات الاسكندنافية الحرة
تقوم شركة FreeValve ، وهي شركة تابعة لشركة التصنيع السويدية Koenigsegg ، بإجراء بحث مثير للاهتمام حول عمود كامات المحرك. يتمثل نهج متخصصي الشركة في استبدال الارتباط بصيغة ثابتة محددة بمرونة أثناء تشغيل المحرك.
تكمن عبقرية التصميم الاسكندنافي في عدم وجود تغييرات جوهرية في تصميم وحدة الطاقة مع زيادة قوتها بنسبة 30٪ ، ومراعاة البيئة - بنسبة 50٪ ، والكفاءة - بنسبة 20-50٪.
لاحظ المتخصصون أن المحرك لا يحتاج إلى أعمدة كامات ، لأن الصمامات الجديدة ستكون قادرة على العمل كل على حدة ، وليس متصلًا بشكل صارم بـ "الجيران". هذه هي الطريقة التي وُلد بها اسم التطوير الجديد - "الصمامات الحرة" أو FreeValve.
يعتبر عمود الكامات الكلاسيكي ، بسبب ميزات التصميم ، بعيدًا عن المثالية ، مما يتسبب في مشاكل معينة: زيادة استهلاك الوقود من زيادة الطاقة أو انخفاض عزم الدوران عند الدورات العالية لتحسين القدرة الذروة. في حين استبدلت FreeValve بصمامات يتم تشغيلها بواسطة مشغل منفصل يتم التحكم فيه إلكترونيًا.
تجعل التكنولوجيا السويدية المحرك فعالاً قدر الإمكان في أوضاع تشغيل مختلفة وبسرعات مختلفة دون التعرض لخطر الأعطال أثناء التباطؤ أو ضعف الديناميكيات أو زيادة استهلاك الوقود.
يُحرم النظام من عمود الحدبات ، وينفق طاقة أقل بنسبة 10٪ ، والتي تُنفق عادةً على تشغيل محرك أنظمة "الرأس" ، للتغلب على الاحتكاك. عند الإخراج ، يتضح أن مثل هذا المحرك أرخص من وحدة الديزل المماثلة ، وله كفاءة أعلى ، واستهلاك أقل للوقود ، ومؤشرات عزم دوران محسّنة.
أخيرًا ، قدم المتخصصون في الشركة السويدية خيار التشغيل الطارئ لوحدة الطاقة ، حيث سيتمكن السائق ، حتى مع تشغيل ربع مشغلات الصمامات فقط ، من مواصلة القيادة والوصول إلى المركز الفني.
6. لصالح البيئة
نظرًا للمتطلبات البيئية لـ Euro 7 ، فإن جميع مصنعي السيارات يكافحون من أجل مهمة تطوير محركات قوية وذات مستوى مناسب من الانبعاثات. لم تفلت شركة Ferrari الأسطورية ، التي أرسل باحثوها بالفعل رسمين تخطيطيين لتقنية جديدة لحقن خليط الوقود والهواء إلى مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية الأمريكي ، من هذا المصير.
تتضمن إحداها حقن جزء صغير من الوقود أمام شمعة الإشعال مباشرة قبل تشغيلها ، من أجل تحسين تطهير غرفة الاحتراق وزيادة درجة حرارة خليط الوقود والهواء. في هذه الحالة ، سوف يسخن المحرك بشكل أسرع ويصبح أقل سمية للبيئة.
تطور آخر هو غرفة احتراق مدمجة إضافية تقع فوق مركز غرفة الاحتراق الرئيسية ، مفصولة عنها بحاجز ولها شمعة احتراق خاصة بها. مهمة مثل هذا التصميم متشابهة - لتقليل مستوى الانبعاثات السامة وزيادة كفاءة الوقود.
على الرغم من كل الاتجاهات الحديثة في مجال بناء المحركات ، لا تزال صناعة السيارات العالمية "محكومة" بمحرك الاحتراق الداخلي الكلاسيكي. طالما أن صناعة النفط هي على رأس الاقتصاد العالمي ، فإن محركات البنزين ستبقى في الصناعة لسنوات عديدة قادمة.
يختلف تصميم المحركات الحديثة قليلاً عن "الآباء المؤسسين" ، الذين لديهم نفس أعمدة الكرنك والمكابس والأسطوانات وعناصر أخرى. لذلك ، تتعلق الابتكارات الرئيسية بتحديث هذه الوحدات ، وتجهيزها بالتحكم الإلكتروني ، واستبدال مواد التصنيع بأخرى أفضل وأكثر موثوقية.
يعد إنشاء وحدة طاقة جديدة حقًا عملية طويلة. لذلك ، مع التغيير المتكرر لخطوط الطراز ، فإنهم يتلقون بشكل أساسي محركات جديدة من "الإخوة" السابقين.
