Новини » Автоновини

INFINITI VC-Turbo: Първият в света готов за производство двигател с променлива компресия



Admin30.09.2016г 

INFINITI VC-Turbo: Първият в света готов за производство двигател с променлива компресия Изцяло новият 4-цилиндров 2,0-литров бензинов двигател VC-Turbo установява нови стандарти за двигателя с вътрешно горене
Съчетава мощността на високодинамичен 2,0-литров бензинов двигател с турбокомпресор с въртящия момент и ефективността на модерен дизелов силов агрегат
Модерни инженерни решения доставят икономичен пакет
Иновативни силови агрегати ще движат амбициите за световен растеж и разширяване на продуктовото портфолио на INFINITI

Париж – Днес INFINITI представя изцяло новия 2,0-литров бензинов двигател с турбокомпресор с променлива компресия VC-Turbo (Variable Compression Turbo), първият в света готов за производство двигател с променлива компресия. Показан за първи път на Автомобилния салон в Париж 2016 (Mondial de l’Automobile), 4-цилиндровият VC-Turbo обещава да бъде един от най-модерните двигатели с вътрешно горене, създавани някога.

Със способността да се трансформира постоянно, технологията VC-Turbo на INFINITI използва модерна система на многоточкова връзка за лесно повишаване или снижаване на хода на буталата, като отчита условията на шофиране на автомобила и действията на водача и моментално избира най-подходящата степен на сгъстяване.

Двигателят може да предложи всяка степен на сгъстяване между 8:1 (типична за двигатели с висока динамика) и 14:1 (използвана от много производители за висока икономичност.

Резултатът е двигател, който съчетава мощността на високодинамичен 2,0-литров бензинов двигател с турбокомпресор с въртящия момент и ефективността на модерен дизелов силов агрегат – без еквивалентните емисии – предлагайки неустоима алтернатива на 4-цилиндровите дизелови двигатели с подобна мощност. Двигателят VC-Turbo е сравним с някои 6-цилиндрови бензинови силови агрегати по отношение на динамиката и същевременно има значително по-висока ефективност от тях.

4-цилиндровият двигател VC-Turbo постига по-ниски нива на шум и вибрации от традиционните двигатели с вътрешно горене, по-специално дизеловите, и е по-лек и по-компактен от агрегатите V6 с подобна мощност.

Технологията VC-Turbo на INFINITI бележи значителен скок напред за двигателя с вътрешно горене и се нарежда до други известни иновации в силовия агрегат като течното охлаждане, впръскването на гориво, каталитичните конвертори и турбокомпресора. Появата на двигателя с променлива компресия ще установи нови стандарти за мощност, икономичност и емисии.

“Десетилетия наред автомобилните инженери са вярвали, че най-големият пробив в технологията за двигатели с вътрешно горене ще дойде от усъвършенстването на променливата компресия. INFINITI ще бъде първата компания, която ще внедри тази технология на масовия пазар през 2018 г. Разработката на следващото поколение силови агрегати ще ни помогне да изпълним целите си за глобален растеж и разширяване на продуктовото портфолио на INFINITI.”
Роланд Крюгер, Президент на INFINITI


Първият в света готов за производство двигател с променлива компресия
Разработван в продължение на две десетилетия и ще бъде пуснат в продажба през 2018 г.
Технологията увеличава бъдещите перспективи за бензиновия двигател

Двигателите с фиксирана компресия са съществували през цялата 130-годишна история на автомобила. През цялото това време други производители са поемали предизвикателството да разработят двигател с променлива компресия. INFINITI ще бъде първата компания, която ще въведе технологията на пазара, с двигател, който непрекъснато се променя спрямо поведението на водача.

Истинско историческо предизвикателство, INFINITI работи върху тази технология над 20 години. Първият сериозен пробив е изобретяването на технологията за многоточкова връзка от INFINITI през 1998 г., която държи ключа за истинската променлива компресия.

INFINITI тества и разработва над 100 прототипа на двигатели в процеса на усъвършенстване на технологията, като покрива над три милиона километра еквивалентни изпитвания на пътя и прекарва над 30 000 часа на стенда (равняващи се на пет милиона километра изпитвания на пътя). Двигателят сега е във финалните етапи на разработване по реални пътища.

Модерният, нов двигател VC-Turbo е най-новата технология на INFINITI, фокусирана върху водача. Компанията е въвела серия технологии за първи път в света от 1989 г. насам, като електроуправляемото Директно адаптивно кормилно управление и Предсказване и предупреждение за челен сблъсък.


Разбиране на степента на сгъстяване – фиксирана спрямо променлива компресия
По-високите нива на сгъстяване предлагат по-голяма икономичност; по-ниските осигуряват по-голяма динамика
Променливата компресия предлага мощност и икономичност едновременно в рамките на един двигател за по-голяма гъвкавост
VC-Turbo може да превключва на всяка степен на сгъстяване между 8:1 и 14:1

Степента на сгъстяване е съотношението на обема на горивната камера от най-големия обем (когато буталото е в най-долно положение в цилиндъра - долна мъртва точка) – към най-малкия обем (когато буталото е в горна мъртва точка).

По-високата степен на сгъстяване може да постигне по-голяма икономичност и подобрен разход на гориво; по-ниските степени на сгъстяване предлагат по-голяма мощност и въртящ момент, особено при двигателите с турбокомпресор, но са известни с по-ниска икономия на гориво.

Досега във всеки сериен двигател, произвеждан някога, това съотношение е било фиксирано на основата на размерите, компонентите и разположението на двигателя.

Двигателят VC-Turbo на INFINITI използва модерна система с многоточкова връзка, за да променя лесно степента на сгъстяване, като активно повишава или намалява височината на хода на буталото. Предлагайки степен на сгъстяване между 8:1 и 14:1, двигателят VC-Turbo осигурява едновременно мощност и икономичност в рамките на един и същи двигател.

В допълнение към ползите от истинска гъвкавост, които предлага, технологията VC-Turbo елиминира недостатъците, породени от фиксираната компресия. Двигателят на INFINITI елегантно заобикаля проблема с "чукането", процес на неикономичност, който може да се появи при двигателите с по-високи степени на сгъстяване, когато въздушно-горивната смес изгаря преждевременно в цилиндъра и потенциално води до повреда на двигателя. Двигателят VC-Turbo на INFINITI избягва това чрез директно впръскване на горивото и чрез постоянно оптимизиране на степента на сгъстяване. Тази последна характеристика осигурява по-висока икономичност в сравнение с много високодинамични двигатели с фиксирана, ниска степен на сгъстяване.


Висока динамика, висока икономичност
Инженерите на INFINITI целят да постигнат с 27% по-висока икономия на гориво спрямо бензинови двигатели V6 с подобна мощност
Значително намаление на вредните емисии в сравнение с дизеловите двигатели
Развойните екипи целят да постигнат 200 kW изходна мощност с 390 Нм въртящ момент

Благодарение на предимствата на променливата компресия, както и множеството други иновации, приложени към 4-цилиндровия двигател VC-Turbo, инженерите на INFINITI целят да постигнат до 27% подобрение в икономията на гориво спрямо двигатели V6 с подобна мощност, в зависимост от приложението на автомобила.

В допълнение, бензиновата технология VC-Turbo предлага значително намаляване на емисиите в сравнение с дизеловите силови агрегати, като например твърди частици и NOx.

Екипите, занимаващи се с разработката на двигателя VC-Turbo, целят да постигнат мощност от около 200 kW (268 bhp, 272 ps) и приблизително 390 Нм въртящ момент. Тази впечатляваща специфична мощност е по-висока от тази на много 4-цилиндрови бензинови двигатели с турбокомпресор. По отношение на динамиката, 2,0-литровият двигател VC-Turbo ще предложи динамика, подобна на тази на някои бензинови силови агрегати V6 и с потенциал за по-голяма икономия на гориво.


VC-Turbo: силов агрегат, фокусиран върху водача
Степента на сгъстяване се адаптира спрямо условията на шофиране и действията на водача
Широкообхватен, единичен турбокомпресор за моментално ускорение
Двигател, който може да се трансформира мигновено, предлагайки максимална икономичност и незабавно ускорение

„INFINITI създаде двигател, който се адаптира към условията, и осигурява на водача двигателя, от който се нуждае, когато се нуждае от него. Това е първият в света истински фокусиран върху водача силов агрегат.“
Шиничи Кига, Главен инженер Силови агрегати, Проектна група бензинови двигатели

INFINITI се стреми да постига впечатляваща резултати във всичко, което създава, и новият двигател VC-Turbo не е изключение. Технологията за променлива компресия предлага на водачите двигател, който прави интелигентен избор между динамика и икономичност.

Двигателят променя лесно степента на сгъстяване, като отчита условията на шофиране на автомобила и действията на водача и мигновено избира най-подходящата степен на сгъстяване.

При рязко ускоряване или по-големи натоварвания на двигателя – например при изпреварване на друг автомобил или при изкачване на наклон – двигателят превключва на по-ниска степен на сгъстяване. Това води до по-висока динамика на двигателя и осигурява степен на сгъстяване, което може да се сравни с това на най-високодинамичния 2,0-литров 4-цилиндров двигател с турбокомпресор, виждан някога в автомобил серийно производство.

При постоянна скорост на шофиране по магистрала, при намаляване на скоростта, при празен ход на двигателя и при ниски скорости в условия на често спиране и стартиране в трафика, двигателят се връща към по-висока степен на сгъстяване по подразбиране, за да увеличи максимално икономичността.

Широкообхватен единичен турбокомпресор предоставя лесен достъп до резервите от мощност и въртящ момент на двигателя и позволява незабавно ускорение. В съчетание с уникалната възможност да променя степента на сгъстяване спрямо поведението на водача, 2,0-литровият двигател VC-Turbo на INFINITI осигурява максималната възможна икономичност при всякакви условия, с въодушевяваща динамика, мигновено след отваряне на дросела.


Революционна технология за многоточкова връзка
Над 300 патентовани технологии
Технологията с многоточкова връзка повишава и понижава височината на буталото с лекота, за да променя степента на сгъстяване.
Новият двигател генерира една трета от вибрациите на традиционен двигател с четири редово разположени цилиндъра и не се нуждае от балансиращи валове
VC-Turbo превключва между цикъла на Аткинсън и обичайните цикли на горене

„Двигателят VC-Turbo представлява ново поколение двигатели, които могат да се трансформират непрекъснато, и ще установи нови стандарти за бъдещите двигатели с вътрешно горене.“
Шиничи Кига, Главен инженер Силови агрегати, Проектна група бензинови двигатели

INFINITI е патентовала над 300 нови технологии, създадени специално за приложение в новия 4-цилиндров двигател VC-Turbo. Сред тях са въведената за първи път в света система за многоточкова връзка и задвижващ механизъм на електромотора с предавка Harmonic Drive®, които заедно позволяват на двигателя да променя непрекъснато степента си на сгъстяване.

INFINITI е създала електромотор, свързан с предавката Harmonic Drive® чрез свързващ лост за управление. Harmonic Drive® се върти в зависимост от необходимата степен на сгъстяване и след това завърта контролния вал в основата на двигателя и на свой ред задвижва механизма с многоточкова връзка. Чрез промяна на ъгъла на многоточковата връзка се регулира височината на горната мъртва точка на буталата и се променя степента на сгъстяване. Разпределителен вал променя позицията на хода на буталото за четирите цилиндъра едновременно.

Положението на механизма с многоточкова връзка прави двигателя VC-Turbo по-плавен от традиционните редови двигатели и той може да се похвали с ниски нива на шум и вибрации, подобни на тези на двигател V6. Системата за многоточкова връзка означава, че буталните мотовилки са почти вертикални по време на цикъла на горене, вместо да се движат по-широко странично като при стандартното въртене на коляновия вал.

В допълнение, дизайнът на многоточкова връзка извършва идеалното възвратно-постъпателно движение в сравнение със стандартната система от мотовилки и колянов вал. Така гладко работещият VC-Turbo се възползва от необичайно ниски нива на вибрация и не изисква никакви балансиращи валове. Традиционните 4-цилиндрови двигатели изискват чифт балансиращи валове за намаляване на вибрациите от втори порядък.

INFINITI сравни вибрационните характеристики на 2,0-литровия VC-Turbo двигател с тези на други 4-цилиндрови двигатели с турбокомпресор. При VC-Turbo нивото на шум от вибрациите на двигателя е намалено до едва 10 dB от средната стандартна стойност от около 30 dB. Такова ниско ниво на вибрации прави 4-цилиндровият двигател VC-Turbo почти толкова безшумен и фин като V6. Двигателят V6 на INFINITI, който служи за еталон за по-късните етапи на развитие на VC-Turbo – 3,5-литровият двигател ‘VQ’ на производителя – постига вибрационен шум от 3 dB, съвсем малко по-нисък от този на новия двигател.

Благодарение на променливата компресия, двигателят VC-Turbo може да превключва без прекъсване между цикъл на Аткинсън и традиционните цикли на горене. Всеки цикъл позволява по-голяма ефективност на горене и оптимални показатели на двигателя с промяна на степента на сгъстяване.

При цикъла на горене на Аткинсън, навлизането на въздух съвпада с цикъла на сгъстяване в цилиндъра, което позволява на газа от горенето да се разшири до по-голям обем за по-голяма ефективност. Двигателят VC-Turbo използва цикъла на Аткинсън при по-високи степени на сгъстяване, при които ходът на буталото е по-дълъг. Модерният цикъл на Аткинсън – използван при много модерни хибридни двигатели – позволява на всмукателните клапани да се отворят за кратко време при стартиране на сгъстяването.

Тъй като степента на сгъстяване се понижава, за да осигури по-висока динамика на двигателя, двигателят може да работи в стандартния цикъл на горене: пълнене, сгъстяване, горене и изпускане, като всеки етап протича в ясно обособени фази, което води до по-висока динамика.


Експертният опит от Formula 1
Прецизен анализ, направен от инженерите на Формула 1, гарантира устойчивост

Партньорството на INFINITI с Формула 1, допринася за ускоряване на изпитванията на прототипа на VC-Turbo в по-късните етапи от програмата за разработка на двигателя.

Като част от естествения процес на разработка на двигателя, в процеса на изпитване на по-ранните прототипи INFINITI решава предизвикателството да създаде надеждни и издържливи материали за компонентите на двигателя.

Един такъв пример са лагерите на двигателя. Благодарение на модерната система за многоточкова връзка, двигателят VC-Turbo има около три пъти повече лагери от стандартния двигател с вътрешно горене. Инженерите на VC-Turbo установяват лека вибрация на лагерите, която се проявява при определени условия при най-високите обороти на двигателя.

Инженерите на INFINITI, ангажирани по проекта VC-Turbo, работят с отбора на Renault Sport, участващ във Формула 1, за да идентифицират и изолират вибрацията, като използват експертния опит на отбора в анализа на динамично движение в условия до 20 000 об/мин. – много по-високи обороти от тези на който и да е двигател серийно производство. Експертният опит на отбора в двигателното поведение и използването на лагерната технология във Формула 1 предоставя ценна информация за разработката на двигателя. Този етап от изпитванията потвърждава издръжливостта на двигателя VC-Turbo при особено трудни условия.


Флагмански двигател с най-новите двигателни технологии на INFINITI
VC-Turbo използва директно и многоточково впръскване
Единичен турбокомпресор и интегриран изпускателен колектор
Технология за огледално покритие на отворите на цилиндрите намалява триенето на буталата

Флагманският двигател VC-Turbo е проектиран да използва най-новите технологии за двигател серийно производство на INFINITI, за да реализира – и усъвършенства – своя променлив характер.

Бензиновият двигател VC-Turbo използва комбинация от многоточково впръскване (MPI) и директно впръскване (DIG) и увеличава още повече способността на двигателя да балансира ефективност и мощност при всякакви условия на шофиране. DIG системата подобрява ефективността на горене и динамиката, благодарение на ефекта на абсорбиране на топлината от изпаряване на горивото – което подпомага охлаждането на цилиндрите – и позволява на двигателя да избегне "чукането" при по-високи степени на сгъстяване. MPI позволява по-ранно смесване на въздуха и горивото за увеличаване на ефективността на двигателя при ниско натоварване. Подобно на степента на сгъстяване, двигателят може да превключва моментално между GDI и MPI при нормални обороти на двигателя, като двата комплекта инжектори работят заедно при комбинация от високи обороти и натоварване на двигателя.

Докато системата за многоточкова връзка на двигателя VC-Turbo ограничава страничното движение на мотовилките в двигателя – причина за триенето на буталото – технологията за огледално покритие на отворите на цилиндрите на INFINITI допълнително намалява триенето на цилиндъра с 44%. Технология за огледално покритие на отворите на цилиндрите е процес, при който стените на цилиндрите се напръскват със специална плазмена струя. След това покритието се втвърдява и заглажда, в резултат на което се получават ултра гладки стени на цилиндъра, което позволява на двигателя да се върти по-гладко. Технология за огледално покритие на отворите на цилиндрите наскоро е използвана в новия 3,0-литров двигател V6 с двоен турбокомпресор VR30DDT на INFINITI.

При превключване на двигателя за постигане на по-висока динамика и ефективност, широкообхватен единичен турбокомпресор работи заедно с VC-Turbo системата, за да увеличи максимално реакциите при ускорение при всякакви обороти на двигателя или степен на сгъстяване. Например, ако водачът шофира с постоянна скорост, но трябва да ускори, за да изпревари, турбокомпресорът моментално увеличава ускорението, докато двигателят превключва лесно на по-ниска степен на сгъстяване. Турбокомпресорът позволява на 4-цилиндровия двигател VC-Turbo да се възползва от по-голяма икономичност в сравнение с по-голям атмосферен 6-цилиндров двигател, като осигурява същата динамика. Единичният турбокомпресор намалява загубата на термична енергия и налягане на отработените газове и поддържа масата и разходите ниски.

В алуминиевата глава на цилиндъра е вграден интегриран изпускателен колектор за подобряване на окомплектоването, динамиката и икономичността. Компактният размер и по-прецизното позициониране на цилиндричната глава позволява на инженерите да разположат каталитичния конвертор до турбокомпресора. Това намалява дължината на пътя на изтичане на горещите отработените газове и позволява на каталитичния конвертор да се нагрее по-бързо и да започне процеса на контрол на емисиите по-рано. Непосредствената близост до турбокомпресора улеснява незабавните реакции на ускорение на двигателя VC-Turbo.

Електронно-управляван механизъм за задвижване на изпускателния клапан поддържа повишеното налягане, като строго контролира потока отработени газове през турбокомпресора. Това осигурява икономия на гориво и динамика при всякакви условия, дори и при промяна на степента на сгъстяване и оборотите на двигателя.

Тъй като турбокомпресорът рециркулира горещите отработени газове обратно в двигателя, интеркулерът с висок капацитет на VC-Turbo намалява температурата – и съответно плътността – на въздуха и увеличава още повече ефективността на системата за принудителна индукция.

Високата специфична мощност на 4-цилиндровия двигател VC-Turbo води до по-високи изисквания по отношение на смазване и охлаждане в сравнение с традиционните 4-цилиндрови двигатели с турбокомпресор. Развойните екипи решават това с двустепенна маслена помпа с променлив работен обем, която позволява разпределение на маслото под ниско налягане при обороти на двигателя под 3 000 об/мин. Двигателят автоматично увеличава налягането на протичане на маслото, когато оборотите на двигателя или натоварването се увеличават (и степента на сгъстяване се намалява), което осигурява оптимални работни температури по всяко време.

Клапан за многостепенно регулиране на дебита (MCV) осигурява още по-добро термично управление. MCV оптимизира подаването на охлаждащата течност към радиатора, системата за затопляне на купето и охладителя за маслото в зависимост от текущите условия и степен на сгъстяване. Режимът на MCV за нулев дебит на охлаждащата течност прекъсва подаването й при стартиране на студен двигател, за да намали загубите от триенето при загряване на двигателя.


Иновативни инженерни решения доставят икономичен пакет
Мерки за пестене на тегло водят до намаление от 25 кг спрямо по-ранните двигатели INFINITI V6
Модерна система за многоточкова връзка осигурява икономичен пакет в сравнение с други 4-цилиндрови редови двигатели

2,0-литровият двигател с намалени размери VC-Turbo на INFINITI се възползва от по-компактни размери и мерки за намаляване на теглото в сравнение със спечелилия награди 3,5-литров двигател‘VQ’V6 на компанията.

Блокът и цилиндърът на новия двигател са изработени от сплави с олекотен алуминий, като компонентите за многоточкова връзка са изработени от стоманена сплав с високо съдържание на въглерод. В сравнение с VQ V6, двигателят VC-Turbo тежи 25 кг по-малко и заема по-малко пространство в двигателния отсек.

Освен намаления му размер в сравнение с по-големия атмосферен двигател V6, схемата и дизайнът допринасят за по-добър пакет и намаление на теглото в целия силов агрегат.

Цилиндровата глава с интегриран изпускателен колектор е компактна по размер и позволява по-интелигентна интеграция с турбокомпресора и каталитичния конвертор. Излята от алуминий, цилиндровата глава и интегрираният изпускателен колектор допринасят за общо намаление на теглото на двигателя. Технология за огледално покритие на отворите на цилиндрите премахва необходимостта от чугунени цилиндрови втулки.

Благодарение на минималното странично движение на системата за многоточкова връзка, развойните екипи успяват да премахнат чифта балансиращи валове, от които традиционните 4-цилиндрови двигатели се нуждаят, за да сведат до минимум вибрациите. Благодарение на ефективно съединяване и разположение на компонентите за многоточкова връзка, двигателят VC-Turbo съответно заема същото пространство под капака на двигателя както останалите 4-цилиндрови редови двигатели.


VC-Turbo ще движи следващия етап от развитието на INFINITI
Иновативни силови агрегати ще движат световната експанзия на INFINITI
INFINITI предлага забележителна алтернатива на дизелов двигател в период на строг контрол на емисиите на силовите агрегати в световен мащаб
Продажбите в световен мащаб нарастват с 16% през 2016 спрямо предходната година

„В бъдеще новите продукти на INFINITI ще се възползват от използването на двигатели с висока ефективност и намалени размери като VC-Turbo, които не правят компромис с динамиката. Прогресивната клиентска база на INFINITI е отворена към новите технологии и двигателят VC-Turbo е проектиран да отговори на това желание за купуване на иновативни продукти.“
Роланд Крюгер, Президент на INFINITI

Иновативни силови агрегати като двигателя VC-Turbo ще движат амбициите за световен растеж на INFINITI и ще поддържат настоящото разширяване на продуктовото портфолио на компанията. Благодарение на технологията VC-Turbo, INFINITI увеличава перспективите на самата идея за бензинов двигател във време, когато устойчивостта на дизеловото горене е под въпрос.

Значителни иновации в силовия агрегат ще движат следващия етап от развитието на INFINITI. Новият 2,0-литров двигател VC-Turbo е най-новата – и най-незабравимата – от тези иновации. INFINITI е намалила средния общ разход на гориво с 36% от 2005 до 2014 и бъдещи иновации в силовия агрегат ще доведат до още подобрение на икономичността от страна на компанията.

INFINITI продължава да полага солидни основи за непрекъснат растеж на компанията на всички пазари по света. Нови продукти са формирали основата на скорошния ръст на продажбите на INFINITI. Компанията регистрира продажби от 215 249 автомобила в световен мащаб през 2015 г. – увеличение от 16% спрямо предходната година. INFINITI бележи продажби от 110 000 автомобила през първата половина на 2016 г., 7% ръст спрямо същия период на предходната година и поредния рекорд в продажбите на компанията.


Технически характеристики – 2,0-литров VC-Turbo MR20 DDT на INFINITI
Вид горивоБензин
КонструкцияАлуминиев блок с електродъгово пръскано огледално покритие на цилиндричните отвори, алуминиева цилиндрична глава с интегриран изпускателен колектор, единичен турбокомпресор с интеркулер
Степен на сгъстяване8.0:1 ~ 14.0:1
Обем2,0 литра, 1,997 ~ 1,970 cc (8.0:1 ~ 14.0:1)
Диаметър на цилиндъра x Ход на буталото84.0 x 94.1
Цилиндри4
Клапани16 (по четири на цилиндър)
Управление на клапанитеВсмукателен: Електронно променливо газоразпределение
Изпускателен: Хидравлично променливо газоразпределение
ТурбокомпресорЕдиничен турбокомпресор с механизъм за задвижване на изпускателния клапан
Охлаждане на турбокомпресораИнтеркулер
Горивна системаДиректно впръскване на бензин (DIG) и/или многоточково впръскване (MPI)
Максимална мощност200 kW (268 hp / 272 ps)*
Максимален въртящ момент390 Нм (288 lb ft)*
Източник: Автопрес


Коментари

Добави коментар

Реклама