Какие критерии считают ключевыми для выбора «самого-самого»? Есть ли принципиальные отличия в подходе к конструированию на разных континентах? Попробуем найти ответы на эти вопросы.
ЕВРОПА: В РЕЖИМЕ ЭКОНОМИИ
На недавней пресс-конференции в Лондоне глава концерна «Пежо-Ситроен» Жан-Мартин Фольц весьма неожиданно для многих отозвался о гибридных автомобилях: «Посмотрите вокруг: таких машин в Европе менее 1%, тогда как доля дизелей достигает половины». По мнению господина Фольца, современный дизель гораздо дешевле в производстве, будучи не менее экономичен и экологичен.
Времена, когда дизели оставляли за собой черный шлейф, тарахтели на всю улицу и заметно уступали по литровой мощности бензиновым моторам, прошли. Сегодня удельная доля дизелей в Европе составляет 52% и продолжает расти. Толчок дают, например, экологические бонусы в виде сниженных налогов, но прежде всего — дороговизна бензина.
Прорыв на дизельном фронте произошел к концу 90-х, когда в серию пошли первые моторы с «коммон рейл» — общей топливной рампой. С тех пор давление в ней неуклонно растет. В новейших двигателях оно достигает 1800 атмосфер, а ведь еще недавно 1300 атмосфер считались выдающимся показателем.
На очереди — системы с двукратным повышением давления впрыска. Сначала насос нагнетает топливо в аккумулирующий резервуар до 1350 атм. Затем давление поднимают до 2200 атм, под которыми оно и поступает в форсунки. Под таким давлением топливо впрыскивают через отверстия меньшего диаметра. Это улучшает качество распыла, повышает точность дозировки. Отсюда выигрыш в экономичности и мощности.
Уже не первый год применяют пилотный впрыск: первая «партия» горючего поступает в цилиндры чуть раньше основной дозы, чем достигается более мягкая работа мотора и чистый выхлоп.
Помимо «коммон рейла», есть иное техническое решение, чтобы поднять давление впрыска на небывалую высоту. Насос-форсунки перебрались с грузовых моторов и на легковые дизели. Им привержен, в частности, «Фольксваген», составляя здоровую конкуренцию «общей рампе».
Одним из камней преткновения на пути дизеля всегда был экологический. Если бензиновые моторы журили за угарный газ, окиси азота и углеводороды в выхлопе, то дизели — за соединения азота и частицы сажи. Введение в прошлом году норм Евро IV далось непросто. С окислами азота справились посредством нейтрализатора, а вот сажу ловит особый фильтр. Он служит до 150 тыс. км, после чего его либо меняют, либо «прокаливают». По команде управляющей электроники в цилиндр подаются отработавшие газы из системы рециркуляции и большая доза топлива. Температура выхлопа повышается, и сажа выгорает.
Примечательно, что большинство новых дизелей могут работать на биодизельном горючем: в его основе лежат растительные масла, а не нефтепродукты. Это горючее менее агрессивно к окружающей среде, поэтому его массовая доля на рынке Европы должна достигнуть к 2010 году 30%.
Пока же специалисты отмечают совместную разработку «Дженерал моторс» и ФИАТ — один из «Двигателей года 2005». Малолитражный дизель благодаря электронике способен оперативно менять параметры впрыска и тем самым обеспечивать больший момент и быстрый пуск двигателя. Широкое использование алюминия, существенно снизившее массу и размеры, в сочетании с достаточной мощностью 70 л.с. и немалым крутящим моментом 170 Н.м позволили 1,3-литровому мотору набрать большое число голосов.
Учитывая все достижения на дизельном фронте, можно смело утверждать — ближайшее будущее Европы именно за этими двигателями. Они становятся мощнее, тише и удобнее для повседневной езды. С учетом теперешних цен на нефть потеснить их в Старом Свете не способен ни один из существующих типов двигателей.
АЗИЯ: БОЛЬШЕ СИЛ НА ЛИТР
Главное достижение японских двигателистов за последний десяток лет — высокая литровая мощность. Загнанные законодательством в узкие рамки, инженеры ухитряются добиться отменных результатов самыми разными способами. Яркий пример — изменяемые фазы газораспределения. В конце 80-х японская «Хонда» с ее системой VTEC совершила настоящий переворот.
Необходимость варьировать фазы диктуется различными режимами движения: в городе важнее всего экономичность и крутящий момент на низких оборотах, на трассе — на высоких. Отличаются и пожелания покупателей в разных странах. Раньше настройки мотора были постоянными, теперь же стало возможным менять их в буквальном смысле на ходу.
Современные моторы «Хонда» оснащают несколькими типами VTEC, в том числе и трехступенчатым устройством. Здесь корректируются параметры не только на низких и высоких оборотах, но и на средних. Так удается совместить несовместимое: высокую удельную мощность (до 100 л.с./л), расход топлива в режиме 60–70 км/ч на уровне 4 л на сотню и высокий крутящий момент в диапазоне от 2000 до 6000 об/мин.
В результате японцы успешно снимают высокую мощность с весьма скромных объемов. Рекордсменом по этому показателю который год подряд остается родстер «Honda S2000» с безнаддувным 2-литровым двигателем мощностью 250 л.с. Несмотря на то, что мотор появился еще в 1999 году, он по-прежнему в числе лучших — второе место среди претендентов 2005 года объемом 1,8–2,0 л. Вторым бесспорным достижением японцев являются гибридные установки. «Гибрид Синержи Драйв» производства «Тойоты» отметился среди призеров не один раз, набрав наибольшее число баллов в номинации «экономичный двигатель». Заявленный показатель — 4,2 л/100 км для такой немаленькой машины, как «Тойота Приус», безусловно хорош. Мощность «Синержи Драйв» достигает 110 л.с., а суммарный момент бензиноэлектрической установки- выдающийся — 478 Н.м!
Кроме топливной экономичности, подчеркивается экологический аспект: выброс углеводородов и окислов азота у мотора на 80 и 87,5% ниже, чем того требуют нормы Евро IV для бензиновых моторов, и на 96% ниже требований к дизелям. Таким образом, «Синержи Драйв» с запасом укладывается в самые жесткие в мире рамки — ZLEV, планируемые к введению в Калифорнии.
В последние годы наметилась любопытная тенденция: применительно к гибридам речь все реже идет об абсолютных рекордах экономичности. Возьмем «Lexus RX400h». Этот автомобиль расходует вполне обычные 10 л в городском цикле. С одн
www.zr.ru
Чтобы отсрочить закат эры ДВС, производители всеми силами пытаются его усовершенствовать. Причем иногда применяют совершенно неожиданные решения.Например, инженеры Mazda создали бензиновый (Skyactiv-G) и дизельный (Skyactiv-D) моторы, степень сжатия у которых одинакова и равна 14:1. Как же им это удалось?
Идея повышения степени сжатия бензинового ДВС состоит в снижении средней температуры цикла. Чем ниже температура горючей смеси, тем сильнее ее можно сжать без возникновения детонации. Для этого, прежде всего, изменили систему выпуска, применив настроенные каналы по схеме 4-2-1. При этом выхлопные газы, не мешая друг другу, поочередно выбрасываются в атмосферу. Это улучшает продувку цилиндров, так как количество газов, попадающих в них, уменьшается. Соответственно, газы не повышают температуру горючей смеси.
Снижение доли ОГ с 8 до 4% позволяет повысить степень сжатия на три единицы. А непосредственное распыливание бензина в цилиндре, охлаждая воздух, делает возможным увеличить сжатие еще на единицу. Помогают улучшить газообмен система изменения фаз на впускном и выпускном распредвалах. Для меньшего нагрева камер сгорания уменьшили диаметр цилиндров, одновременно увеличив ход поршня. Все эти меры в совокупности привели к повышению крутящего момента на низких оборотах. Японцы называют такой подход downspeeding в противоположность распространенному сейчас downsizing. Экономия топлива и снижение вредных выбросов достигается за счет того, что такой мотор работает на оборотах в среднем на 15% ниже, чем обычный. Японцы утверждают, что их атмосферный Skyactiv-G объемом два литра по экономичности превосходит 1,4-литровый турбомотор.
В отношении дизелей маздовцы считают, что в обычных турбированных моторах высокие давление и температура не позволяют впрыскиваемому топливу равномерно перемешаться с воздухом. В результате неполного сгорания в ОГ повышается содержание оксидов азота и сажи. В моторе Skyactiv-D степень сжатия снижена, и топливо впрыскивается намного раньше. Поэтому оно успевает полностью сгореть, что позволяет уложиться в Евро-6 без дорогостоящих приспособлений для нейтрализации NOх. Есть и еще два существенных преимущества. Во-первых, так как впрыск и воспламенение происходят гораздо раньше, то фаза расширения, а вместе с ней и КПД мотора увеличиваются. Во-вторых, расширяется рабочий диапазон – до 5200 об/мин.
Двигатель имеет два последовательных турбокомпрессора, создающих давление наддува 1,4 атм. Уверенный запуск при низких температурах призвана обеспечить система изменения фаз газораспределения. На выпускном распредвале установлены специальные «прогревочные» кулачки. Во время такта впуска выпускные клапаны приоткрываются, чтобы часть ОГ попала обратно в цилиндр, подогревая смесь. После прогрева система переключает клапана на обычные кулачки. Общий вес мотора снижен на 10%. А крутящий момент и экономичность снижены на 20% по сравнению с прежним «хитом» Мазды MZR-CD 2.2.
А над чем собираются работать японцы дальше? Теперь в их планах создание бензинового двигателя с воспламенением от сжатия!
Признанный лидер двигателестроения BMW решил собирать моторы по модульному принципу. Немецкие специалисты пришли к выводу, что исходя из таких критериев как КПД, тепловой баланс, механические и насосные потери, идеальный рабочий объем одного цилиндра должен составлять пол-литра. А идеальная камера сгорания должна содержать расположенную по центру форсунку непосредственного впрыска, свечу и четыре клапана. Имея «идеальный» цилиндр, двигатели можно строить, как из кубиков. Отличаться они будут только турбонаддувом. В трехцилиндровом будет одна турбина, в четырехцилиндровом – двухпоточная, а в шестицилиндровом – битурбо. Унифицированы будут цепной привод распредвалов, системы изменения фаз газораспределения и ходы клапанов.
Но это еще не все. Инженеры рассчитали, что в равных по объему турбированных бензиновых и дизельных моторах можно использовать одни и те же алюминиевый блок цилиндров, поддон картера, коленвал, шатуны, масляный насос, привод ГРМ и навесное оборудование.
Таким образом, легко регулировать объемы выпуска двигателей в зависимости от спроса, а на одной производственной линии можно выпускать до четырех их моделей. Главными направлениями дальнейшего развития в BMW считают экологичность и экономичность.
Технология SKYACTIV предполагает использование не только новых двигателей, но и:
avtonov.info
В последнее время технически вырождающийся ДВС-автопром пытается сосредоточиться на принципиально новых типах моторов, включая гибридные и использующие исключительно альтернативные источники энергии. Однако, как выяснилось, старый недобрый топливный двигатель ещё способен проявить себя.
Бог весть, дойдёт ли разработка до конвейера, но интерес к ней явно неподдельный. (Фото Scuderi Group.)
Разработка американской компании Scuderi Group инновационна «двукратно». Во-первых, двигатель имеет разделённый цикл. Это значит, что четыре привычные стадии работы (впрыскивание, сжатие, зажигание и выхлоп) происходят не в одном цилиндре, а в двух — соединённых переходом. Сам принцип отнюдь не нов: он был известен ещё в начале прошлого столетия. Но до недавнего времени все образцы имели значительный объём и отличались низким КПД, что делало их нерентабельными для коммерческого производства. Напротив, специалистам Scuderi Group удалось сконструировать весьма компактный и эффективный двигатель.
Вторым нововведением является «складирование» излишков топливно-воздушной смеси. После её впуска и сжатия она при нормальном режиме работы поступает из одного цилиндра в другой для дальнейшего сгорания. Во время торможения автомобиля заслонка перехода закрывается, и сжатая смесь поступает в специальную ёмкость. Если же транспортному средству потребуется дополнительное ускорение, можно использовать накопленный в этой ёмкости запас.
Продемонстрированный двигатель объёмом 1 литр и мощностью 135 л. с. (до 6 тыс. оборотов в минуту), похоже, вполне можно запускать в производство. Важно, что он собирается из стандартных деталей: это позволит предприятиям быстро освоить его выпуск.
Среди дополнительных преимуществ — возможности модификации. К примеру, можно повысить мощность за счёт увеличения размеров резервуара для сжатой воздушной смеси или использовать часть энергии, выделяемой вместе с выхлопными газами, для турбонаддува.
Прототип двигателя, испытанный в 2004 году на Chevrolet Cavalier, показал, что его эффективность на 36% выше, чем у стандартного 2,2-литрового мотора этого автомобиля (расход топлива для последнего составляет на 13,1 л на 100 км по городу и 7,6 л — по трассе). В Scuderi Group позаботились и об окружающей среде: выбросы CO2 были снижены вдвое, а оксидов азота — на 80%. Причём это не рекламный трюк. Эффективность и экологическая безопасность нового двигателя подтверждена независимым Юго-Западным исследовательским институтом в Техасе.
Компьюлента
www.dnevniki.ykt.ru
В последнее время новые технологии в машиностроении появляются всё более массово. Это обусловлено очередной ступенью прогресса, который, прежде всего, направлен на производственную деятельность. Машиностроение представляет собой огромную отрасль с множеством разветвлений, куда входят такие направления как: дизайн и производство транспорта, робототехника, изготовление промышленных станков, бытовые приборы, радиотехника, электротехническая промышленность и пр.
Основой современного машиностроения справедливо считаются наукоёмкие технологии и инновации, возникающие на пересечении нескольких наук. В данный момент технический прогресс совместил в себе развитие энергетики, физические и химические достижения, высокоэффективные компьютерные технологии, программные продукты и пр. Это сочетание позволяет разрабатывать и выпускать многокоординатные, гибкие, многофункциональные машины и находить новые методы их производства.
Специалисты автомобильной, авиационной и космической промышленности много десятков лет задаются единым вопросом о создании нового материала, имеющего минимальный вес, но при этом обладающим исключительной прочностью. Чем выше эти характеристики, тем экономичнее, экологически безопаснее и надёжнее выпускаемые в этих отраслях транспортные средства.
Группа исследователей из Северной Каролины и Канады смогли синтезировать сплав нового типа, которому предрекают произвести революцию в технологиях машиностроения. Сплав пока не получил официального названия, поэтому в научных работах обозначается по химической формуле — Al20Li20Mg10Sc20Ti30. Состав представляет собой смесь 5 известных металлов: магния, алюминия, лития, титана и скандия. Плотность материала не превышает плотность алюминия, а по прочности он превзошёл входящий в его состав титан.
Главный секрет заключается в методе производства сплава. Перед изготовлением в равных пропорциях тщательно перемешивают и усредняют порошкообразные ингредиенты с размером частиц не выше 12 нанометров. После этого идёт процесс сплавления при помощи диффузии под избыточным давлением в 5,9 ГПа.
Значения, которые демонстрирует этот новый материал, превосходят все существующие конструкторские аналоги на данный момент. Ближе всего по плотности к нему находятся отдельные сорта керамики, но они очень уступают в хрупкости. Прочность нового металлического сплава держится на уровне углеродного волокна, но такое волокно слишком пластично, что вызывает его деформации при больших нагрузках или механическом воздействии, поэтому его применение в машиностроении сильно ограничено.
Сейчас ведутся разработки по выпуску сплава в промышленных масштабах и по удешевлению его производства до минимальных значений. А пока специалисты и учёные называют его «материалом будущего», и поскольку у этой точки зрения в научных кругах нет противников, можно надеяться, что именно такая роль ему и уготована.
Желание максимально повысить энергоэффективность и экономичность транспортных средств стала причиной того, что новые машины, небольшие и крупногабаритные плавсредства и самолёты становятся всё легче. Основным пунктом снижения веса в сфере транспорта всегда считалось облегчение конструкций за счёт снижения веса кузова и шасси. Достигнув в этом значительных результатов, машиностроение нашло новую технологию, которая даст возможность продолжить облегчение. Учёные из Фраунгофера (Германия) решили, что следующим этапом должно стать облегчение двигателя внутреннего сгорания. Стандартно он выполняется из тяжёлых сортов металлов, которые облагают повышенной термоустойчивостью, но исследователи предприняли смелую попытку заменить металлические детали более лёгкими пластиковыми композитами.
Был создан одноцилиндровый двигатель, в большинстве узлов которого отказались от металлических составляющих. Их заменили пластиком из армированного волокна, который соответствует инжекционной формовке. Тесты показали, что такое изменение позитивно отразилось не только на весе двигателя и транспортного средства в целом, но и стало причиной более тихой работы двигателя. В качестве ещё одного бонуса было выявлено, что такая новая технология позволяет снизить количество затрачиваемого топлива, поскольку детали из пластикового армированного волокна отдают меньшее количество тепла в окружающую среду.
Главной проблемой было создание надёжного метода крепления пластика к металлу, поскольку эти два материала совершенно по-разному расширяются под действием высокой температуры. Сложность представляла и устойчивость пластика к органическим веществам, таким как машинное масло, бензин, компоненты антифриза и т.д. Для этого в состав были добавлены термореактивные смолы. Детали выливали в заготовленные формы, после которых отпала необходимость доводки элементов, как это бывает с металлическими деталями, что значительно сокращает время на производство двигателей нового типа.
Национальная лаборатория Аргонна (США) представила новую технологию, разработанную для машиностроения, которая позволяет снизить трение двух разных материалов практически до нуля на макроскопическом уровне.
Трение – параметр, который требует энергии для движения любого механизма. Чем выше трение, тем больше необходимо топлива для его преодоления. Чтобы уменьшить этот параметр используют современные смазочные материалы, но снизить его таким образом получается незначительно. Поэтому американские учёные решили обратить своё внимание на трение на уровне наночастиц, потому что именно здесь атомное притяжение важнее неровностей, вызывающих трение в макромасштабе.
Исследователи в ходе тестов одну плоскость покрыли графеном, а на другую поверхность напылили алмазно-углеродный состав. После этого обе поверхности перемещали друг по другу. Когда крошечные алмазы отрывались от своей плоскости и катались между поверхностями, коэффициент трения становился практически нулевым. Для подтверждения своей догадки учёные провели ещё один опыт: они искусственно поместили наноподшипники из алмаза, и трение при движении становилось настолько мало, что измерить его при помощи даже самой чувствительной аппаратуры не удавалось.
Механизм действия этой технологии основан на том, что наношарики одного слоя выбивают из графена хлопья, которые выполняют роль модифицированной смазки. Эксперименты проводились в разных условиях, при разных скоростях трения и различных нагрузках, но коэффициент оставался нулевым. Единственным условием, который мог помешать феномену, стало попадание воды между взаимодействующими поверхностями.
Инновацию с энтузиазмом взяли в оборот машиностроители, занимающиеся космическими разработками, где новый подход намерены реализовать в ближайшие 15 лет.
Машиностроение всё больше внедряет в производство разработки, в которых при выполнении работ человеческий фактор сводится к минимуму. Всё чаще изготовление сложных и сверхточных деталей становится делом лазерных установок.
При помощи лазерного луча направленной точности выполняется тонкая резка металла с любым интервалом и графическим узором. По сравнению с механическими инструментами у такого метода есть ряд неоспоримых преимуществ:
Лазер используется и для сварочных работ. Особенно важна эта технология в случае крупногабаритных деталей из металлов, имеющих большой вес и широкую сварную площадь. Всё чаще этот метод применяют на воздухе в аргонной среде, отмечая его надёжность, экономичность и скорость.
Но самая инновационная технология машиностроения, связанная с применением лазера, касается метода лазерного послойного синтеза. Благодаря ему выполняют выращивание деталей сложной формы. При помощи лазерного синтеза создают различные детали из жаропрочной стали, алюминия или титана.
Происходит этот процесс по 3D-технологии: лазер оплавляет порошок, из которого за несколько часов выполняется деталь. Такие изделия характеризуются идеальной плотностью, что позволяет широко применять их в авиационной и космической отрасли. Этот подход позволяет свести к нулю возможные деформации и поломки, которые возникали при применении старых методов.
Новые технологии машиностроения направлены не только на инновационные конструкторские особенности. Они также касаются дизайна и внешнего вида изделий. Один из крупнейших автопроизводителей компания Nissan поставила себе цель создать автомобильную краску, которая позволит свести повседневный уход за машиной к минимуму.
Краска нового типа работает благодаря ультратонкому слою, состоящему из наночастиц, которые отталкивают от себя пыль, грязь, машинное масло, органические растворители и другие типы загрязнителей, способные оседать на поверхности автомобилей. Для тестов полученного материала была выбрана модель Nissan Note. Для чистоты эксперимента машины покрывали краской, произведённой по новой технологии, лишь наполовину, чтобы иметь возможность сравнивать результат со стандартным покрытием.
Технология, которую опробовали в течение нескольких месяцев, называется Ultra-Ever Dry. Работает она за счёт того, что между окружающей средой и краской возникает тонкий воздушный нанослой, отталкивающий инородные агенты с поверхности. Кроме того, что Ultra-Ever Dry позволит в десятки раз увеличить время между мойками авто, она защитит корпус от деформации вследствие контакта с влагой, что продлит время эксплуатации и сохранит на длительное время безупречный вид модели после схождения с конвейера.
Настоящей сенсацией в мире машиностроения стала инновационная технология, представленная компанией Boeing. Ею является сверхлёгкий материал Microlattice, который имеет в структуре 99,99% воздуха. Из-за чрезмерной лёгкости небольшой кусок нового материала способен парить в воздухе наподобие пера или одуванчика. Кроме того, он чрезвычайно эластичен, обладает удивительной способностью к поглощению ударов, может выдерживать повышенное давление и даже восстанавливает первичную структуру после 50% деформации.
Структура Microlattice состоит из ультратонких полимерных полых трубок, имеющих толщину 100 нанометров, что в тысячу раз тоньше по сравнению с волосом человека. Трубки располагаются упорядоченно в форме молекулярной решётки отдельных металлов. Между трубками всё свободное пространство занято воздухом.
Удивительно свойство поглощать энергию, присущее Microlattice. Были проведены эксперименты, в ходе которых установлено: чтобы сохранить целостность скорлупы сырого куриного яйца, сброшенного с крыши 25-этажного дома, необходим слой упаковочной плёнки толщиной в 1-2 метра. Чтобы сохранить яйцо невредимым при помощи Microlattice, достаточно всего пару десятков сантиметров этого материала.
Компания Boeing анонсировала, что на данный момент рассматривается возможность массового выпуска Microlattice для использования не только в авиастроении, но и в других сферах машиностроения. Специалисты не исключают, что уже через 10 лет практически во всех транспортных средствах в том или ином процентном соотношении будет присутствовать Microlattice. Не исключают возможность его применения и в изготовлении роботов, а также бытовой техники.
Инновационные принципы и материалы машиностроения продолжают разрабатываться по всему миру. Новые высоты, которые сейчас хотят покорить инженеры и конструкторы, касаются безызносных материалов. Не кажутся уже такой откровенной фантастикой идеи создания вечного двигателя. Обычным пользователям остаётся с интересом наблюдать за новыми разработками и с наслаждением использовать их в повседневной жизни.
qwizz.ru
| Современный стандарты по повышению эффективности использования топлива и сокращению количества вредных выбросов, заставляют производителей разрабатывать новые модели автомобилей более экономичными. Тем не менее, покупатели хотят такой же мощный двигатель и крутящий момент. Эти потребности вызвали быстрое развитие автомобильной промышленности. Производители новых автомобилей всячески изощряются, усложняют и придумывают новые системы, чтобы их автомобили были экономичными, но при этом оставались мощными. К современным технологиям автомобильной промышленности относятся: система изменения фаз газораспределения (VVT), гидравлический привод, облегченные поршневые кольца и прямой впрыск бензина.
| |||||||||||
Система изменения фаз газораспределения (VVT) В обычных 4-х тактных двигателях фазы газораспределения остаются неизменными во всех диапазонах работы двигателя. Для разных режимов работы двигателя требуется разная величина фаз газораспределения. Система изменения фаз газораспределения регулирует параметры открытия клапанов в соответствии со скоростью вращения и нагрузкой на двигатель. Управление системой VVT осуществляется блоком управления двигателя. Получая данные с датчиков, ЭБУ выдает сигнал на электрогидравлические распределители. Распределители открывают соответствующие каналы подвода масла, расположенные в корпусе механизма газораспределения. Масло из системы смазки двигателя поступает в гидроуправляемые муфты, которые поворачивают распределительные валы. Система VVT предназначена для достижения оптимальной эффективности при работе двигателя на режимах холостого хода, максимальной мощности и максимального крутящего момента. Система обеспечивает повышение мощности и крутящего момента двигателя, топливную экономичность и снижение вредных выбросов.
| |||||||||||
Проблемы VVT Как большинство новых технологии, работающих на гидравлическом приводе, функционирование кулачка фазовращателя может быть легко разрушена деградацией жидкости. Целостность моторного масла, пропускная способность масляного фильтра и увеличенный интервал замены масла могут повлиять на способность кулачка фазовращателя контролировать фазы газораспределения. Гидравлическая система управления – процесс преобразования мощности/давления в механическое движение, с помощью жидкости. Система смазки подает масло турбонагнетателям, гидронатяжителю цепи и муфте газораспределения. Гидравлическая система привода улучшает топливную экономичность и снижает выбросы выхлопных газов, предлагая высокий уровень мощности. С появлением дополнительных элементов увеличилась потребность в масле, деталям требуется большое количество смазки, а деградация жидкости приводит к загрязнению этих элементов. Каналы для смазки в головке цилиндра, маслосъемные клапаны и распределительные валы быстро забиваются шламом. Шлам и лак забивает гидравлические каналы кулачков фаз газораспределения, что мешает регулировать сами фазы. Когда впускные и выпускные клапаны открыты, на стенках впускных каналов формируются углеводородные отложения.
| |||||||||||
Облегченные поршневые кольца Задача поршневых колец – предотвратить попадание топлива и отработанного газа в картер двигателя, не давая пройти между поршнем и стенкой цилиндра, а маслу поступить в цилиндр. Для того чтобы уменьшить силу трения и снизить потерю энергии, а также повысить эффективность использования топлива, производители начали использовать более тонкие и легкие поршневые кольца.
| |||||||||||
Проблемы облегченных поршневых колец Облегченные поршневые кольца, работая под высоким давлением, имеют большую способность пропустить через себя топливо, отработанные газы и масло. Попадание топлива в картер двигателя, ускоряет деградацию масла. Масляные отложения накапливаются в камере сгорания, в результате на поверхности поршня и форсунках образуется большое количество нагара. Процесс появления отложений сильно ускоряется, если в двигателе с облегченными поршневыми кольцами установлен турбонагнетатель или нагнетатель. Такие усилители мощности обеспечивают дополнительное давления на процесс внутреннего сгорания, влияя на работу поршневых колец. Когда присадки в масле истощаются, оно теряет свои защитные свойства. На поршневых кольцах начинают образовываться отложения, которые даже в небольшом количестве, приводят к быстрому залеганию колец. Залегшие поршневые кольца пропускают большое количество топлива и газов в картер двигателя, увеличивая температуру и давление в картере. Это способствует ускоренному нарастанию отложений и сильному увеличению расхода масла.
| |||||||||||
Двигатели с прямым впрыском бензина GDI В двигателях GDI впрыск осуществляется непосредственно в камеру сгорания, что обеспечивает более полное сгорание, за счет чего происходит более экономичный расход топлива и увеличение мощности.
| |||||||||||
| Проблемы двигателей с системой GDI В обычных двигателях отложения с задних частей впускных клапанов смываются постоянным потоком бензина. В двигателях с системой GDI топливо распыляется непосредственно в цилиндры. Не имея возможность, очищать задние части впускных клапанов, компоненты впускной системы могут быстро засориться углеводородными отложениями, ограничив поток воздуха.
Двигатели GDI работают под более высоким давлением в цилиндре, со временем, это может привести к пропусканию масляного конденсата мимо поршневых колец. Масляные пары, циркулирующие в различных областях двигателя, оседают, создавая нагар, постепенно накапливаясь на выпускных каналах, клапанах, головке поршня и в каталитической системы. Липкие отложения совместно с масляным конденсатом приводят к образованию нагара в двигателе. Постепенно липкие отложения формируются в твердые, это может нанести существенный ущерб турбонагнетателям, каталитическим конвертерам и прочим элементам двигателя. Таким образом, на новом автомобиле с двигателем GDI, наблюдается значительная потеря рабочих характеристик и увеличение расхода топлива.
| |||||||||||
Решение проблем Столь быстрое внедрение инновационных технологий, безусловно, отвечает всем требованиям потребителей, но в то же время, такое быстрое решение несет в себе определенные недостатки. Характерные проблемы, с каждой из этих систем, происходят из-за загрязнения масляной и топливной системы автомобиля. Самый главным фактом остается то, что всех этих проблем можно избежать, ведь каждый знает «профилактика дешевле ремонта». Эффективные продукты BG помогут Вам надежно очистить поршневые кольца (BG EPR), сохранить и продлить свойства моторного масла (BG MOA), поддержать чистоту в топливной системе (BG 44K).
|
bgprod.ru
Улучшенная система запуска двигателя
На самом деле такого рода системы – это дело не завтрашнего дня, а уже сегодняшнего. Но о них нельзя не сказать, так как они являются одним из элементов той самой эффективности использования ресурсов. Речь идет о системе автоматического запуска или остановки двигателя. Такие решения уже сейчас можно наблюдать практически на всех гибридных автомобилях: когда он останавливается – двигатели выключаются; чтобы тронуться с места, не надо снова заводить мотор, а достаточно лишь нажать на педаль газа. А если говорить о будущем данной технологии, то она со временем может быть тесно интегрирована с системой car-to-X, дабы еще больше снизить расход топлива. Например, получив информацию о том, что на перекрестке светофор загорелся красным, автомобиль может выключить основной двигатель и продолжить движение только на электродвигателе, тем самым сэкономив немного энергии.Автопилот или четкий круиз-контрольСистемы помощи при торможении посредством установленных на автомобиль эхолокаторов/лазеров или радаров уже стали стандартной опцией, устанавливаемой в дорогие автомобили. Но, как и другие разработки, вначале появившиеся в автомобилях верхнего ценового диапазона, эта так же скоро перекочует и в более дешевый сегмент. Этот вид технологии, который способен предотвратить столкновение с впереди идущим транспортом, может помочь в безопасности движения и пригодится в основном начинающим водителям, так что его появление будет весьма кстати. Если производители и дальше будут продолжать совершенствование данной технологии, а это именно так и будет, вскоре мы сможем увидеть нечто похожее на автопилот.“Наша цель на 2020 год, что бы никто не пострадал от автомобилей Volvo”, заявляет старший советник по безопасности Томас Бергер, говоря про новую систему обнаружения пешеходов.Мониторинг движения или "Мертвые зоны"Еще две, несомненно, нужные технологии, которые могут помочь в улучшении ситуации с безопасностью, – это мониторинг так называемых «мертвых зон» и система предупреждения пересечения дорожной разметки. Например, новая система, которую планируется устанавливать в автомобили Infiniti начиная с 2011 года, комбинирует эти две технологии. Система будет не только способна предупреждать водителя, если он без поворотника начнет перестроение на соседнюю полосу, но и воспрепятствует перестроению, если ряд будет занят другим транспортным средством. Естественно, Infiniti не будет единственным автомобилем, где мы сможем наблюдать подобные технологии.Так называемая «слепая зона». Такие компании, как BMW, Ford, GM, Mazda и Volvo, предлагают специальные системы, которые используют встроенные в зеркала камеры или датчики, контролирующие мертвые зоны. Небольшие лампочки аварийной сигнализации, устанавливаемые рядом с зеркалами заднего вида, предупреждают водителя о нахождении автомобиля в мертвой зоне, а если никакой реакции от водителя не последовало и он начал перестроение, система принимается более активно предупреждать о помехе, издавая звуки, или, в зависимости от марки, начинается вибрация рулевого колеса. Минусом является тем, что подобные системы работают только на небольших скоростях.Система Cross Traffic Alert: это радар, который работает на базе системы мониторинга «мертвых зон». Система способна определять движение автомобилей в перекрестном направлении во время езды задним ходом. Cross Traffic Alert умеет определять приближение авто на расстоянии 19,8 метра как с левого, так и правого бока, где установлены специальные радары. В данный момент эта функция доступна на автомобилях Ford и Lincoln.Пересечение дорожной разметки
Несколько компаний, в числе которых Audi, BMW, Ford, Infiniti, Lexus, Mercedes-Benz, Nissan и Volvo, предлагают похожие друг на друга решения. Для работы системы используются маленькие камеры, считывающие дорожную разметку, и если вы ее пересекаете, не включив при этом поворотник, система подает предупредительный знак. В зависимости от системы это может быть звуковой или световой сигналы, вибрация руля либо небольшое натяжение ремня. Например, в Infiniti применяется автоматическое торможение с одной из сторон автомобиля, чтобы предотвратить выезд автомобиля из полосы движения.Парковка
Уже недалек тот день, когда автомобили смогут ездить без помощи человека. Задал нужный пункт назначения, и сидишь себе попиваешь кофе и просматриваешь утреннюю прессу. Но пока этот день еще не наступил, а многие автопроизводители начинают нас к этому потихоньку готовить. Например, многие компании уже сегодня устанавливают автоматизированные системы помощи при парковке. Действуют такие системы следующим образом: автомобиль при помощи радаров определяет, достаточно ли места, чтобы припарковаться. Далее помогает водителю выбрать правильный угол поворота руля и практически сам ставит автомобиль на парковочное место. Конечно, без помощи человека пока что не обходится, но уже очень скоро появятся такие системы, в которых участие человека будет совсем необязательно. Можно будет выйти из автомобиля и понаблюдать весь процесс со стороны.Отслеживание состояния водителя: утомленный водитель может быть столь же опасен, как и водитель, севший за руль в нетрезвом состоянии (а пить та нужно в норму закона).
Интегрированные в автомобиль системы слежения, которые распознают признаки усталости в движениях и реакциях водителя и предупреждают о необходимости передохнуть, доступны у нескольких автопроизводителей. Это Lexus, Mercedes-Benz, Saab и Volvo. Например, в Mercedes такая система называется Attention Assist: она сначала изучает манеру езды, в частности вращение обода рулевого колеса, включение указателей поворота и нажатия на педали, а также следит за некоторыми управляющими действиями водителя и такими внешними факторами, как боковой ветер и неровности дорожного полотна. Если Attention Assist распознает утомление водителя, она информирует его о необходимости сделать остановку, чтобы немного передохнуть. Делает Attention Assist это с помощью звукового сигнала и предупреждающего сообщения на дисплее комбинации приборов.В автомобилях Volvo тоже присутствует похожая система, но работает она несколько по-другому. Система не контролирует поведение водителя, а оценивает перемещение автомобиля на дороге. Если что-то происходит не так, как должно, система оповещает водителя, прежде чем ситуация станет критической.
Камеры ночного видения
Благодаря системам ночного видения можно сократить случаи дорожно-транспортных происшествий в ночное время суток. В настоящее время предлагается такими компаниями, как Mercedes-Benz, BMW и Audi в новой модели A8. Такие системы способны помочь водителю разглядеть в темное время суток пешеходов, животных или лучше видеть дорожные знаки. В BMW для этого используется инфракрасная камера, которая передает изображение на монитор в черно-белом формате. Камера различает объекты на удалении до 300 метров. Инфракрасная система Mercedes-Benz имеет более короткий диапазон, но способна выдавать более четкое изображение, однако ее минусом является плохая работа при низких температурах.А инженеры компании Toyota последнее время трудятся над улучшением систем ночного видения, которые могут помочь водителям увереннее ориентироваться в ночное время суток. На днях они представили прототип камеры, работа которой основана на алгоритмах и принципах построения изображений, открытых в ходе изучения функционирования глаз ночных жуков, пчел и моли, которые могут видеть в более широком диапазоне цветов, а также приспособлены к более полному улавливанию света, которого не так уж много в ночном мраке. Новый цифровой алгоритм обработки изображения может захватывать качественные полноцветные изображения в условиях недостаточной освещенности из перемещающегося на высоких скоростях автомобиля. Плюс к этому камера способна в автоматическом режиме адаптироваться к изменениям уровня освещенности.
Демонстрация работы тепловизора - камеры ночного видения для автомобиля
https://www.youtube.com/v/ghzyW0HaXMs
Ремни безопасностиВ прошлом году Ford представил первые в мире ремни безопасности с надувными подушками. По словам разработчиков, данная система позволит значительно увеличить защиту пассажиров задних сидений, и в первую очередь маленьких детей, которые чаще взрослых подвержены травматизму в ДТП. Встроенная в ремень подушка безопасности надувается за 40 миллисекунд. Планируется, что подобными ремнями Ford будет оснащать модели Explorer 2011 модельного года, но только для задних пассажиров. В будущем подобные системы получат распространение и у других автопроизводителей.avtomaniya.com
Инновационная бесклапанный двигатель от компании Duke обеспечивает отличную производительность, высокую степень сжатия, он чрезвычайно компактен и лёгок, и содержит меньшее число движущихся частей, чем обычные двигатели.
Осевая конструкция означает, что его пять цилиндров окружают вал привода и параллельны ему. Поршни передают усилие на манипулятор в форме звезды, который обкатывает приводной вал. Манипулятор, который используется для передачи усилия на вал привода, вращается в направлении, противоположном движению вала. Такое противовращение очень точно балансирует двигатель, и обнаружить его вибрацию на ощупь практически невозможно.
Вместо механического или пневматического управления клапанами, цилиндр с поршнями вращается мимо впускных и выпускных окон в стационарной головке в форме кольца. Свечи зажигания также установлены в этом неподвижном кольце — поршни просто скользят мимо каждого из окон, выполняя обычный цикл. Таким образом, система Duke устраняет всю сложность работы клапанной системы и при этом удается запустить пятицилиндровый двигатель всего тремя свечами и на трёх топливных форсунках.
В тесте 3-литровый пятицилиндровый двигатель дает мощность 215 лошадиных сил и 30 кгс крутящего момента при 4500 об/мин, опережая обычные 3-литровые двигатели, которые к тому же весят почти на 20 процентов больше.
Двигатель показал отличную устойчивость к предзажиганию (или детонации) — обеспечивая степень сжатия 14: 1 на обычном 91-ом бензине. Это говорит о том, что дальнейшая доводка позволит выжать из данного количества топлива ещё большую мощность, повышая общую эффективность устройства. К тому же двигатель практически всеяден – без всяких перенастроек он способен работать на керосине и может использовать альтернативные виды топлива.
Вряд ли этот двигатель появится в автомобилях в ближайшем будущем; концерны-автогиганты уже вложили большие средства в собственные технологии двигателей. Но авиастроение, портативные генераторы и морские лодочные моторы имеют уникальную возможность воспользоваться преимуществами высокой производительности, компактными размерами и малым весом двигателя Duke.
© Gearmix 2013 Права на опубликованный перевод принадлежат владельцам вебсайта gearmix.ru Все графические изображения, использованные при оформлении статьи принадлежат их владельцам. Знак охраны авторского права распространяется только на текст статьи. Использование материалов сайта без активной индексируемой ссылки на источник запрещено.
gearmix.ru
.png)
.png)
.jpg)
.jpg)
