Вторник, Сентябрь 18

Анатомия двигателя: cостояние сердца

Четырехтактный двигатель был впервые запатентован почти 150 лет назад и с тех пор многое изменилось. Мы попытаемся объяснить, что происходит с топливом, когда начинают работать современные двигатели.

Итак, вы заправили свой автомобиль нашим высококачественным топливом Shell V-Power, задача которого моментально начать работу в двигателе автомобиля. Но что конкретно происходит внутри двигателя? И как именно оно работает?

Все дело в контроле. Четырехтактный цикл работы двигателя практически не претерпел изменений за последние 100 лет. Однако сами детали двигателя теперь совершенно другие. Ведь самое важное сегодня — получить как можно больше энергии при меньшем расходе топлива.

Так какие именно инновации сегодня позволяют четырехтактному двигателю соответствовать современному уровню технического прогресса?

Система сдвига фаз газораспределения
Раньше впускной и выпускной клапаны открывались и закрывались в строго установленное время, своей работой фактически всецело определяя характеристики и работу двигателя. Но если изменить время открытия и закрытия клапанов, вы получите двигатель, который способен разогнать автомобиль до высоких скоростей, но при этом его мощности хватает на то, чтобы приводить автомобиль в движение и на низких оборотах.

Система сдвига фаз газораспределения была внедрена благодаря изменению углового положения впускных и выпускных клапанов распределительного вала относительно друг друга.
Системы Valvematic, Valvetronic, MultiAir и другие
Следующий этап: изменить высоту и продолжительность подъема клапанов. Лучший способ изменять высоту и продолжительность подъема — делать это непрерывно и в широком диапазоне

Дроссельная заслонка не требуется. Наоборот, если использовать впускные клапаны и контролировать поступающую струю воздуха за счет изменения высоты их подъема, это устранит главное препятствие на пути воздушной струи.

Автопроизводители потратили годы, пытаясь сконструировать электронную или гидравлическую систему открытия клапанов без ограничений, которые давал распределительный вал. В конце концов, в 2009 году им это удалось благодаря созданию двигателя с системой MultiAir, которая позволяет автомобилю, подобно гоночному болиду, моментально наращивать тягу с маленькой скоростью и при низких оборотах двигателя, при этом не жертвуя качеством работы двигателя.

Теперь самое хитрое: соленоидный клапан частично пропускает струю топлива в гидравлическую трубку до 60 раз в секунду, а оставшееся топливо требуется, чтобы открыть впускной клапан. Пожалуй, это и стало самым значительным прорывом в конструкции поршня двигателя за последние 100 лет.

Прямой впрыск
Прямой впрыск позволяет топливу направленной струей поступать непосредственно в цилиндр. При малой загруженности автомобиля струя топлива может подаваться в цилиндр прямо перед появлением искры, практически в начале такта сжатия. Важно то, что можно впрыскивать меньше топлива, чем его в теории требуется при имеющемся объеме воздуха, но при этом реакция воспламенения происходит должным образом.

Для быстрой езды впрыск топлива осуществляется на такте впуска — так же, как в случае с системой непрямого впрыска. Это дает достаточно времени на то, чтобы внутрь поступило большее количество топлива, а воздух успел охладиться до попадания в цилиндр. Это означает, что рабочая смесь может быть сжата сильнее без риска перегрева.

Воздушный компрессор механизма турбонаддува на желтом фоне
Турбонаддув
При турбонаддуве турбина приводит в действие воздушный компрессор за счет неиспользованной энергии, образовавшейся от потока выхлопных газов — то есть это наращивание мощности практически из ничего. Турбина сжимает воздух и под давлением гонит его в двигатель, за счет чего в каждом из цилиндров оказывается больше воздуха для создания большей тяги.