Похожее видео
videoremont-mashin.ru
Преимущества дизельных двигателей с непосредственным впрыскиванием топлива. В течение многих лет производители отдавали предпочтение дизельным двигателям с непосредственным впрыскиванием топлива. Эти двигатели, использующие механическое управление, имели достаточно высокие показатели мощности и топливной экономичности и сравнительно низкий уровень шума. Применение электронного управления позволило производителям добиться еще лучших показателей мощности и экономичности при использовании непосредственного впрыскивания топлива.Дизельный двигатель Infiniti V9XНачало производства этого двигателя в 2010 г. было важной вехой в развитии линейки продукции Infiniti и свидетельствовало о привязанности марки к европейскому рынку. Этот двигатель представляет собой дальнейшее развитие дизельного двигателя Renault объемом 3,0 литра с непосредственным впрыскиванием топлива и применением многих изменений в конструкции компонентов и узлов, что привело к повышению мощности, крутящего момента и других показателей работы. Это первый дизельный двигатель, применяемый компанией Infiniti.
Технические характеристики двигателя
Код двигателя V9XКонфигурация двигателяКомпактный V6 с углом развала 65° и продольным расположениемЦилиндр 1 Со стороны привода ГРМ справаРабочий объем, см3 2993Диам. цилиндра x ход поршня, мм 84 x 90Диаметр отверстия для гильзы в блоке (bore pitch), мм 92Степень сжатия 15,6Макс. мощность 175 кВт при 3750 об/минМакс. крутящий момент 550 Нм при 1750 об/минКонфигурация коленчатого и распределительных валов2 распределительных вала в головке цилиндров,24 клапана, цепной приводВпускная системаТурбокомпрессор с регулируемой геометрией с жидкостным охлаждением и охладителем надувочного воздухаСистема топливоподачи Bosch EDC 16CP42Выполняемая норма токсичности Euro 5
Меры предосторожностиПри проведении работ с двигателем V9X и его системами нужно учитывать следующее:• Подождите четыре минуты после выключения зажигания, прежде чем отсоединять аккумуляторную батарею. Невыполнение этого требования может привести к выходу из строя компьютера управления двигателем (ECM), поскольку ему требуется напряжение аккумуляторной батареи в течение некоторого периода после выключения зажигания.• Подождите 15 минут после выключения зажигания, прежде чем отсоединять аккумуляторную батарею, если автомобиль двигался с высокой нагрузкой двигателя. Турбокомпрессор имеет жидкостное охлаждение, и насос его системы охлаждения работает в течение нескольких минут после выключения зажигания. Невыполнение этого требования приведет к сокращению срока службы турбокомпрессора и также может вывести из строя компьютер ECM.• Не нажимайте на педаль акселератора во время запуска двигателя или перед его остановкой, поскольку это может вывести из строя турбокомпрессор.• Запрещено разбирать топливный насос высокого давления или форсунки.• Запрещено снимать датчик давления в топливном аккумуляторе с топливного аккумулятора.• Запрещено измерять сопротивление датчика давления в топливном аккумуляторе, поскольку такой тест приводит к выходу из строя датчика.• Запрещено проводить работы с системой топливоподачи при работающем двигателе.Давление топлива в системе может достигать порядка 1800 бар или 26100 фунтов на кв. дюйм.• Поскольку применяются топливные форсунки пьезоэлектрического типа, их запрещено отсоединять при работающем двигателе.• Обязательно соблюдение чистоты внутри и вокруг системы топливоподачи. Попадание грязи и других частиц приведет к выходу из строя прецизионных элементов.• В случае разгерметизации или отсоединения компонентов топливной системы обязательно закройте отверстия с помощью заглушек и уплотнительных пробок, имеющихся в специальных комплектах запчастей.Обзор системыОсновные требования для работы дизельного двигателя включают наличие воздуха, топлива и условий для воспламенения. Постоянно ужесточающееся экологическое законодательство требует ограничения токсичных выбросов, и это обеспечивается дальнейшим развитием технологий управления двигателями совместно с использованием рециркуляции отработавших газов EGR (exhaust gas recirculation) и дизельных фильтров твердых частиц DPF (diesel particulate filter). Повышение мощности достигается за счет применения турбокомпрессора срегулируемой геометрией и жидкостным охлаждением, а также промежуточного охлаждения надувочного воздуха.Другие значительные усовершенствования данного дизельного двигателя включают свечи накаливания, обеспечивающие надежный запуск холодного двигателя и устойчивую работу на холостом ходу, регулируемые опоры двигателя с электронным управлением, снижающие шум и вибрацию.На диаграмме, представленной на следующей странице, показаны компоненты, которые используются для электронного управления дизельным двигателем V9X и соответствующими системами.
garant-car.ru
2 марта 2010
Появление нового 3,0-литрового дизельного двигателя V6 ознаменовало вторую фазу «тихого» наступления бренда Infiniti на европейский рынок автомобилей класса «люкс». Этот первый дизельный двигатель за 20-летнюю историю бренда, он был специально разработан и демонстрирует высокие отточенные эксплуатационные показатели в соответствии с философией Infiniti. Первоначально он будет устанавливаться на оба успешных кроссовера — EX и FX, а позднее станет доступен для роскошного седана Infiniti M.
Появление нового дизельного двигателя — ключевой элемент продолжающегося роста Infiniti на европейском рынке. Появившиеся не более года назад, модели Infiniti уже завоевали высокие оценки и покупателей и автомобильных журналистов. К настоящему времени на 15 рынках пяти признанных моделей. Несмотря на то, что появление бренда совпало с самым тяжелым экономическим спадом в мировой экономике за последние десятилетия, было продано более 2000 автомобилей из модельного ряда, состоящего из пяти автомобилей: G37 седан, купе и кабриолет, а также кроссоверы EX и FX.
Шестая модель — Infiniti M — появится на рынке в течение 2010 года. Для нее также будут предусмотрены бензиновая и дизельная версии с новым трехлитровым двигателем.
«Успех продаж Infiniti в Европе на фоне финансовой нестабильности, подтверждает привлекательность марки для разборчивой аудитории. Мы смогли позиционировать Infiniti как люксовый бренд отчасти благодаря выдающемуся бензиновому двигателю VQ — обладателю множества наград, который устанавливается на большинство наших моделей», — заявил Джим Райт (Jim Wright), Вице-президент европейского отделения Infiniti.
«Тем не менее, мы с самого начала знали, что для формирования полного модельного ряда Infiniti крайне необходим мощный дизельный двигатель. Особенно это касается европейского рынка роскошных автомобилей класса SUV, где большая доля продаж принадлежит именно дизельным версиям.
Хотя мы действительно исследовали возможность адаптации для Infiniti уже существующих мощных дизельных двигателей, мы быстро пришли к выводу, что ни один из существующих на рынке образцов не отвечает нашим жестким требованиям. Нам был нужен такой двигатель, который не просто бы отличался ошеломляющими мощностными показателями, но и был бы исключительно превосходным. По этой причине мы решили совместно с Альянсом разработать свой собственный двигатель — совершенный дизель, достойный марки Infiniti», — добавил Райт.
Значения тягово-мощностных показателей говорят сами за себя. Новый двигатель мощностью 175 кВт (238 л.с.), развивает внушительный крутящий момент 550 Нм. В сочетании со стандартной 7-ступенчатой автоматической коробкой передач он разгоняет EX30d с места до 100 км/ч всего за 7,9 с. Для FX30d этот показатель составляет 8,3 с. Такие впечатляющие показатели крутящего момента позволят наиболее полно прочувствовать все достоинства Infiniti во время обгона. Все значения требуют сертификации.
Чтобы осуществить специфические требования Infiniti к новому двигателю в области обеспечения компактности, высоких мощностных, экологических, экономических, а также непревзойденных виброакустических характеристик, работы над этим силовым агрегатом с непосредственным впрыском топлива рабочим объемом 2993 куб. см. начались уже в 2005 году.
Не смотря на то, что для нового дизеля рассматривалась возможность использования компоновки V8, почти сразу было принято решение компоновки V6 как оптимальной для всех трех брендов Альянса с точки зрения идеального соотношения между эксплуатационными показателями, мягкостью работы и потенциальным объемом выпуска. Разработчики планировали достичь мощности 238 л.с. (175 кВт) при крутящем моменте 500 Нм, а также соответствия будущим нормам токсичности Euro 5.
В то же время, компоновка моторного отсека моделей EX и FX, первоначально разработанная только для бензиновых двигателей, требовала использования компактного двигателя, угол развала цилиндров которого должен был быть сравнительно небольшим и находиться как можно ближе к 60 град. Соблюдение этого условия было обязательным, для того чтобы иметь возможность устанавливать силовую установку как в продольном, так и в поперечном направлении.
Конструкторы приняли решение использовать V-образную компоновку с необычным значением угла развала — 65 градусов. Это позволило добиться нужного компромисса между уравновешенностью двигателя, надежностью коленчатого вала и блока цилиндров. Указанная схема позволила также идеально вписать в развал цилиндров один турбокомпрессор.
Но, вероятно, главной составляющей успеха новой V-образной шестерки стал материал, выбранный для блока цилиндров. С целью снижения массы дизельных двигателей конкуренты все больше обращаются в сторону использования алюминиевых сплавов. Однако разработчики понимали, что применение одного алюминиевого сплава явно недостаточно для обеспечения высокой жесткости двигателя и уменьшения уровня шума, т.е. нужно использовать дополнительный материал. Кроме того, для улучшения виброакустических показателей может потребоваться усложнение конструкции уравновешивающих валов. Все эти усложнения крайне негативно отразились бы на массогабаритных показателях двигателя и уменьшили бы все преимущества легкосплавных блоков.
Использование традиционного литейного чугуна могло бы привести к увеличению нагрузки на переднюю ось, снизив, таким образом, удовольствие от вождения, ставшее визитной карточкой автомобилей Infiniti. Вместо этого инженеры решили использовать уплотненный серый чугун (CGI). Этот материал обладает всеми достоинствами обычного чугуна, а также обеспечивает высокую жесткость и прекрасные виброакустические показатели без значительного увеличения массы. Хотя CGI тяжелее чистого алюминиевого сплава, его использование устраняет необходимость в применении дополнительных ребер жесткости, поэтому увеличение массы является достаточно небольшим.
CGI был запатентован в 1949 году. Впервые этот материал был применен при изготовлении тормозных механизмов для скоростных европейских поездов. Конструкции из CGI на 75% прочнее и на 75% жестче, чем из серого литейного чугуна, самого распространенного материала, используемого при производстве блоков цилиндров. Его характеристики превосходят алюминиевые сплавы в области высоких температур, где CGI демонстрирует практически в пять раз большую усталостную прочность. Но самым лучшим его качеством является возможность снижения массы. Типичный блок цилиндров более чем на 20% легче по сравнению с аналогичным изделием из традиционного чугуна.
Для того чтобы двигатель выдерживал высокие нагрузки при внушительных значениях мощности и крутящего момента, общая жесткость его конструкции на этапе разработки была оптимизирована за счет использования ряда оригинальных решений. Среди них следует отметить: широкую и жесткую привалочную поверхность, расположенную между двигателем и картером гидротрансформатора, блок цилиндров с удлиненной нижней частью, изготавливаемый из CGI, непосредственное крепление навесных агрегатов к картеру, интегральную опору в верхних крышках ГРМ, масляный поддон особой конструкции, а также обладающий высокой жесткостью картер гидротрансформатора и упорный трансмиссионный подшипник со стороны коробки передач.
В то же время, с целью снижения вибраций, типичных для дизелей, и предотвращения нежелательного резонанса в рабочем диапазоне частот вращения коленчатого вала на предварительном этапе проектирования проводилась расчетная многокритериальная оптимизация конструкции двигателя. Для этого использовался метод конечных элементов, с помощью которого можно было установить как источник вибраций, так и определить идеальную конструктивную форму блока.
В результате появилась компактная силовая установка, отличающаяся высокой конструктивной жесткостью и мягкостью работы. Таким образом, были решены две конструкторские задачи Infiniti: обеспечение высоких показателей двигателя без ухудшения характеристик развесовки автомобиля по осям. Проведенные инженерами Альянса сравнительные испытания свидетельствуют, что дизель V9X отличается самым низким уровнем вибраций при частотах 250 Hz и 500 Гц.
| V-образный, шестицилиндровый |
| 2993 куб. см |
| 84×90 мм |
| 92 мм |
| 65 град. |
Двигатели, устанавливаемые на модели EX и FX, имеют ряд существенных отличий, в том числе в компоновке навесных агрегатов. Конструктивные изменения имеются также в двигателе, предназначенном для переднеприводных автомобилей. Это обуславливается необходимостью установки двигателей в моторные отсеки разной конфигурации. Кроме того, нужно было внести некоторые изменения в сами моторные отсеки моделей EX и FX.
Двигатель предназначенный для автомобилей Infiniti отличается особенным блок-картером, коленчатым валом новой конструкции, а также рядом новых или усовершенствованных узлов. Среди последних впускной коллектор, система питания топливом, система рециркуляции отработавших газов, турбокомпрессор, масляный поддон и выпускной коллектор с нейтрализатором отработавших газов. Кроме того, двигатель особым образом «настроен» на обеспечение большей приемистости, а его дизайн выполнен в соответствии со визуальной идентификацией и стилевыми особенностями Infiniti.
Отличия дизельных версий моделей EX и FX от бензиновых весьма значительны и заключаются в новом подрамнике, переднем бампере, конструкция которого увеличивает поступление воздуха в моторный отсек; новых панелях моторного отсека, обеспечивающих установку дополнительных радиаторов системы охлаждения.
Задача следующего этапа разработки двигателя заключалась в выходе на высокие мощностные характеристики, так ценимые владельцами автомобилей Infiniti. В результате была разработана новая схема, поднимающая существующие технологии непосредственного впрыска топлива на качественно новый уровень. Форма камеры сгорания была оптимизирована с целью улучшения баланса между уровнем выбросов вредных веществ и топливной экономичностью. Дополнительно степень сжатия была снижена до 16, для того чтобы добиться улучшения не только экономических и экологических характеристик, но и виброакустических показателей (NVH).
Глубина конических выточек под клапаны была уменьшена, и было принято решение использовать семиструйный распылитель с маленьким подыгольным объемом. В то же время, диаметр камеры сгорания был увеличен, а угол распыливания топлива был адаптирован к этому изменению с целью улучшения вихреобразования и снижения тепловых потерь. Внутренние потери на трение были также уменьшены путем использования деталей с очень низким коэффициентом трения. Примером последних может служить стальной коленчатой вал, обработанный с применением технологии микрофиниширования.
Лучший в классе крутящий момент и удельная мощность, находящаяся на весьма конкурентном уровне, были достигнуты благодаря применению сравнительно большого турбокомпрессора, устанавливаемого в развале блока цилиндров, промежуточного охладителя наддувочного воздуха и аккумуляторной топливной системы Bosch последнего поколения с пьезоэлектрическими форсунками и рабочим давлением, достигающим 1800 бар.
Что касается мощности, то разработчикам удалось четко выйти на запланированное значение в 175 кВт (238 л.с.), в то время как реализованный крутящий момент в 550 Нм (для заднеприводных и полноприводных версий), ставший лучшим в классе, превысил величину, указанную в техзадании. Более того, пиковый момент достигается в диапазоне от 1750 об/мин до 2500 об/мин, при этом на уровень в 500 Нм двигатель выходит уже при 1500 об/мин. Частота холостого хода весьма низка и составляет всего 650 об/мин. Работа двигателя в этом режиме не сопровождается вибрацией, шумом и неравномерностью хода, которые обычно ассоциируются с дизелями.
В результате получился двигатель, обладающий высокими динамическими характеристиками в области низких частот вращения и великолепной мягкостью работы. Он демонстрирует образцовую приемистость, и, хотя уровень шума сведен к минимуму, специальная настройка выпускной системы придает ему особый спортивный «голос», который проявляется при резком разгоне на частоте около 2500 об/мин.
Мягкость и «рафинированность» двигателя подчеркнута плавной семиступенчатой автоматической коробкой передач Infiniti стандартной для моделей EX и FX. Параметры коробки подобраны таким образом, чтобы полностью реализовать все преимущества высокого крутящего момента.
«Мягкость работы нового дизеля аналогична как на холостом ходу, так и при 2000 об/мин. Она такова, что водитель может узнать, какой двигатель установлен под капотом, только посмотрев на тахометр и определив, где начинается „красная“ зона», — заявил Райт.
| 238 л.с./ 175 кВт |
| 550 Нм в диапазоне 1750 — 2500 об/мин |
| Турбокомпрессор VN с промежуточным охладителем |
| Аккумуляторная, 1800 бар, пьезоэлектрические форсунки |
| 16 |
| Типа DOHC, цепной привод с механическим натяжителем |
| Роликовые толкатели с гидравлическими компенсаторами зазора |
| 4 |
| Алюминиевый сплав/уплотненный серый чугун (CGI) |
После того как инженеры достигли или превзошли планируемый уровень мощностных и виброакустических характеристик, наступил финальный этап разработки, который заключался в том, чтобы достичь или превзойти поставленные цели в области экономических и экологических показателей, которые предусматривали соответствие двигателя нормам токсичности Euro 5. В дополнение к улучшениям, связанным с усовершенствованием конструкции камеры сгорания, двигатель V9X был оснащен рядом инновационных систем, предназначенных для улучшения экологических характеристик и показателей надежности.
Среди них следует отметить систему рециркуляции отработавших газов (EGR) с охладителем, которая обеспечивает снижение выбросов NOx. В систему входит специальный канал, позволяющий пропустить отработавшие газы через охладитель перед их подачей на впуск. Это способствует быстрому достижению оптимальной температуры отработавших газов после начала рециркуляции и, следовательно, наиболее полному использованию их охлаждающей способности. Характерной особенностью системы является контур подвода «холодной» охлаждающей жидкости к теплообменнику EGR, благодаря которому достигается дальнейшее уменьшение температуры отработавших газов и снижение содержания углекислого газа и углеводородов в продуктах сгорания.
Одинаково важны системы, обеспечивающие снижение токсичности отработавших газов в выпускной системе. К ним относятся металлический каталитический нейтрализатор окислительного типа, создающий меньшие потери давления по сравнению с керамическими аналогами и обеспечивающий протекание экзотермических каталитических реакций, а также каталитический фильтр твердых частиц (DPF). Оба устройства смонтированы в одном корпусе. Фильтр твердых частиц работает совместно с седьмой топливной форсункой, установленной в выпускной системе.
Форсунка включается в работу во время регенерации фильтра твердых частиц. Этот процесс происходит абсолютно незаметно для водителя. Использование схемы с седьмой форсункой исключает риск попадания в моторное масло несгоревшего топлива. Впрыскивание топлива в выпускную систему позволяет провести регенерацию фильтра твердых частиц при малых нагрузках или на холостом ходу. Таким образом, достигается высокая топливная экономичность во всем диапазоне режимов движения, а также оптимизируется периодичность замены моторного масла.
При высоких мощностных характеристиках и прекрасных виброакустических показателях дизель V9X обеспечивает снижение выбросов CO2. Для модели EX этот параметр равен 224 г/км при среднем расходе топлива в комбинированном цикле 8,4 л/100 км. Аналогичные показатели модели FX равны, соответственно, 240 г/км и 9,0 л/100 км.
Достижение запланированных показателей надежности и качества во время разработки потребовали более 12 000 часов стендовых испытаний двигателя на отказ, в то время как экспериментальные образцы «продольной» и «поперечной» версий V9X прошли более 1 250 000 км. Кроме того, каждый двигатель перед отправкой на автосборочное предприятия проходит цикл испытаний на термостенде.
«Выводя Infiniti на европейский рынок, мы понимали, что нашей первоочередной задачей станет позиционирование бренда в качестве непревзойденной люксовой марки с максимально высоким уровнем сервиса и послепродажного обслуживания. Теперь мы можем сделать следующий шаг в развитии бренда Infiniti. Новый дизельный двигатель дает нам возможность выхода на значительно больший сектор рынка, не ущемляя наши базовые ценности. Более того, это исключительный двигатель, который обладает впечатляющим крутящим моментом, начиная с низких частот вращения коленчатого вала. Он обеспечивает плавное и постепенное нарастание скорости без таких характерных нежелательных явлений, как шум и вибрации. Создавая уникальный спортивный дизель, мы смогли сохранить идеальное сочетание прекрасных эксплуатационных характеристик и роскоши, присущее автомобилям Infiniti. При этом наши клиенты получают бонус в виде более высокой топливной экономичности и меньших выбросов вредных веществ. Это беспроигрышная сделка для обеих сторон», — заключил Джим Райт.
www.drive.ru
