الازدواجية (من المضاعفة الفرنسية إلى الضعف) في النظام هو نوع من التكرار مع الحد الأدنى من التكرار.
أثارت المقالة
تطور تطور محركات السيارات من بداية التسعينيات الاهتمام ، ومناقشة قوية للتحولات في صناعة المحركات. ستكون هذه المقالة استمرارًا لها دون إطار زمني ، ولكن بشرط عام واحد - جميع الأمثلة المقدمة زادت من الموثوقية ، وعدد من الخصائص الأخرى لمحرك الاحتراق الداخلي للأفضل.
محركان للاحتراق الداخلي في سيارة واحدة (الدفع الرباعي بدون ناقل حركة معقد)
عادة ، يكون لدى المهندسين خيار صعب - ما الذي يدفعهم إلى الاختيار؟ سيكون الدفع الرباعي الحل الأمثل بالتأكيد ، ولكن بالإضافة إلى مشاكل توزيع الوزن على طول المحاور ، تنشأ صعوبات إضافية بسبب ناقل الحركة. أحد الحلول البسيطة للمشكلة هو قرار تثبيت محركين في السيارة.
ظهر أول إنتاج للسيارات ذات المحركين في عام 1935.
قدمت الشركة الألمانية Vidal & Sohn Tempo-Werk GmbH ، التي تحاول الفوز بطلب عسكري ، سيارة بسيطة وتكنولوجية تسمى Tempo 1200G.
يعرض الرقم 1200 الحجم الكلي لمحركين رباعي الأشواط ، وقدرة تصل إلى 36 حصان. من الحلول الأصلية ، بالإضافة إلى المحركات ، تجدر الإشارة إلى وجود عجلتين احتياطية على الجانبين بين المحورين الأمامي والخلفي. سمح هذا الحل للسيارة بالتحرك على الطريق دون التعرض لخطر التلف.
استمر الإنتاج التسلسلي لطراز 1200G حتى السنة 43 ، ولكن حتى بعد استمرار الإنتاج في تلبية احتياجات البلدان الأخرى (النمسا وتركيا وفنلندا ورومانيا وبلغاريا والدنمارك).
المحركان التاليان هما Citroen Sahara.
هذه السيارة التي تم إنشاؤها على أساس السيارة الصغيرة الأسطورية ستروين 2CV كانت نتيجة الصراع على عقود النفط في أفريقيا. حلا بسيطا مع اثنين من المحركات كان محبوبا من قبل العملاء ونتيجة لذلك ، من 1960 إلى 1966 ، تم بناء 692 سيتروين الصحراء. تم تقدير القوة المتزايدة والاختيار بين 3 أنواع من محركات الأقراص على الماكينة ... والآن أصبح سعر هذه الندرة أحد أعلى النسب بين 2CV (من 100،000 دولار).
بالإضافة إلى هاتين السيارات المنتجة ، كانت هناك سيارات أخرى ثنائية المحرك.
ميني كوبر تويني.
فولكس فاجن جولف الثاني الذروة الذروة
فولكس فاجن شيروكو 280/4
MTM TT بيموتو
مرسيدس بنز A38 AMG
غير مستقرة في اختبار موس كان MB A- كلاس مشكلة لصورة العلامة التجارية.
الحقيقة هي أن السيارة لديها الكثير من "الإبحار" فيما يتعلق بالكتلة ، وذلك بسبب خصوصيات تركيب المحرك. أحسب AMG كيفية حل هذه المشكلة ... عن طريق تثبيت محرك ثانٍ من الخلف!
قام المحرك A38 بتثبيت محركين من طراز A190 بطاقة إجمالية تبلغ 254 لترا. أ. ولحظة 360 نانومتر. بمساعدة محطة توليد الكهرباء هذه ، بدأت A38 في كسب 100 كم / ساعة في 5.7 ثانية فقط ، وبلغ الحد الأقصى للسرعة 230 كم / ساعة. بالإضافة إلى ذلك ، خفض المتخصصون في AMG الخلوص بمقدار 10 ملم.
ومن المثير للاهتمام ، يتم تشغيل المحرك الخلفي بشكل منفصل عن المقدمة باستخدام مفتاح خاص مدمج في وحدة التحكم في نافذة الطاقة.
2 توربينات لمحركات الاحتراق الداخلي (بضعة عقود فقط وحل قياسي بالفعل)
لم تعد مفاجأتان توربينات على سيارة (بعض السيارات لديها بالفعل أكثر) ، ولكن لا يزال من وجهة نظر الموثوقية هذا هو أحد الحلول الأكثر قبولا. إن نظائرها المتعلقة بحل مشكلة القصور الذاتي للتوربين مثل التوربينات المتغيرة الفوهة والتوربينات الكهربائية لم تكن بعد مثل هذا الحل البسيط ، وغالبًا لا تكون ضرورية دائمًا.
تم تطوير مزايا التوربينات في شكل تقليل وقت التوربو ، وزيادة الطاقة والاقتصاد عبر مجموعة واسعة من سرعات المحرك بشكل جيد على أجهزة ICE ذات أغراض وأحجام مختلفة تمامًا.
في البداية ، أطلق على التوأم التوربيني ("التوربينات المزدوجة") تقنية تم فيها تقسيم غازات العادم إلى تدفقين متساويين وتوزيعها على توربينين صغيرين متطابقين. وقد جعل ذلك من الممكن الحصول على وقت استجابة أفضل ، وفي بعض الأحيان تبسيط تصميم المحرك ، باستخدام شاحن توربيني غير مكلف ، وهو أمر مهم للغاية للمحركات على شكل V مع مشعب العادم "لأسفل". الآن أصبحت التكنولوجيا أكثر تعقيدًا إلى حد ما وأصبح التوربينان الآن بأحجام مختلفة لضمان الجر الثابت دون وجود "ثقب تربيني".
الميزة الرئيسية هي زيادة الطاقة مع أبعاد صغيرة نسبيًا في محرك الاحتراق الداخلي مقارنةً بالنسخة الجوية ، ولكن لها حدودها أيضًا ، ولكن في كثير من النواحي ترتبط المشكلات بـ "مضاعفة" عدد التوربينات التالي إلى أربعة ("رباعي توربو" من BMW).
مدخل 2 وضع (مدخل هندسة متغير). تم حل مشكلة الاختيار بين "شرور"
لا عجب أن العديد من سائقي السيارات يقارنون المحرك بالقلب. العمليات داخل ICE تشبه إلى حد بعيد العضو النابض ، حيث تتكون أيضًا من عدد من النبضات.
أثناء تشغيل المحرك ، تحدث نبضات أيضًا في مشعب السحب بسبب الطبيعة الدورية لعملية سحب الهواء وانبعاثات العادم. مع وجود صدى معين لحركة موجات الهواء داخل المجمع ، يمكن أن يساعد ذلك في ملء الأسطوانة ، لكن المشكلة هي أن هذه العملية تعمل فقط على نطاق سرعة معين. جميع نبضات أخرى فوق أو أسفل هذا الشريط تضر عملية تشكيل الخليط في محرك الاحتراق الداخلي.
لحل هذه المشكلة ، يضعون أحيانًا مشعبًا "طويلًا" (إذا كنت بحاجة إلى جر جيد عند دورات منخفضة) ، أو "قصيرة" (للثورات العالية). بالطبع ، بمرور الوقت ، فكر المهندسون في "الجمع بين الوظائف" في جهاز واحد وخلقوا مجموعة متنوعة من الهندسة المتغيرة.
تشبيه من علم الأحياء.
أفضل مثال هو "لماذا هذا ضروري؟" إنه يتنفس بينما يركض الشخص. في الأحمال الخفيفة ، نفضل التنفس عن طريق الأنف ، لكن عندما لا يكون هناك ما يكفي من الهواء ، "نمتص" الهواء من خلال الفم والأنف (بأحمال عالية للغاية ، فقط من خلال فمنا).
يتم استخدام مدخل الطول المتغير الآن في محركات الديزل والبنزين. حتى
في WHA فعلت هذا . في المحركات القابلة للنفخ ، لا يستخدم مشعب السحب ذو الطول المتغير ، لأن يتم توفير الكمية المطلوبة من الهواء في غرفة الاحتراق بواسطة شحان ميكانيكي أو شاحن توربيني.
2 إلى 4 صمامات (مضاعفة)
بعدد الصمامات لكل أسطوانة ، فاجأ عدد قليل من الأشخاص في الوقت الحالي ، لكن هذا المؤشر أثار اهتمامًا مرة واحدة بين سائقي التسعينات. مثل أي تقنية جديدة في تلك الأيام ، اكتسبت سلسلة كاملة من الأساطير التي أصبحت قديمة في عصرنا (بالطبع ، من الصعب تخيل مضاعفة الأجزاء المتحركة بدون مشاكل مصاحبة ، لكنها في الواقع تحولت بهذه الطريقة).
تقلل الزيادة في عدد الصمامات من كتلة كل منها ، مما يعني أن الصمامات يمكن أن تتحرك بشكل أسرع ، مما يخلق ضغطًا أقل على الزنبرك والمقعد. لذلك ، من الغريب أن المحرك الذي بدا للوهلة الأولى أكثر تعقيدًا كان عمومًا أكثر موثوقية من المحرك ذي الصمامين المماثلين.
يرتبط أيضًا موضوع زيادة عدد الصمامات دائمًا بنوع آخر من "التشعب" - تركيب عمود كامات في رأس الاسطوانة للمحرك.
أعمدة الكامات (DOHC)
تلقت المحركات ذات أعمدة الكامات 2 تعيين DOHC (عمود الحدبات مزدوج الرأس) والذي يعني حرفيًا "عمود الحدبات العلوي المزدوج". تم استخدام هذا التصميم على نطاق واسع بسبب التحويلات السابقة في محرك الاحتراق الداخلي (زيادة في السرعة تحدد مباشرة إدخال المزيد من الصمامات والحقن الإلكتروني وما إلى ذلك). بالنسبة لظروف التشغيل هذه ، لعبت بساطة وموثوقية التشغيل دورًا حاسمًا. أيضا ، فإن "عمود الحدبات المزدوج" مكّن من ضبط توقيت التوقيت بشكل أكثر دقة ، مما زاد من مؤشرات الطاقة بسبب الخلط المحسن نوعيًا لخليط الوقود في أسطوانات ICE.
لذا فإن تغيير رأس الأسطوانة مع 8 صمامات في 16 الآن لا يمثل أي مشاكل خاصة.
سلسلة توقيت 2-خط
بعد إدخال DOHC ، أصبح السؤال المنطقي - كيفية تعيين أعمدة الكامات في رأس الاسطوانة؟ منذ وقت سابق تم تنفيذ محرك الأقراص بواسطة دافعات (والذي كان السبب في الحد من أقصى سرعة للمحرك) ، والآن هناك طريقة مماثلة تبطل جميع مزايا أعمدة الكامات والصمامات المتعددة. كان الحل بسيطًا - إما مع حزام أو سلسلة ، وهو اختيار السلسلة في هذه الحالة من وجهة نظر الموثوقية التي هي الأفضل.
لا يزال يعتبر محرك الأقراص الأكثر موثوقية سلسلة صف مزدوج. يتزامن عمر خدمة السلسلة مع عمر خدمة المحرك نفسه ، ويكون الصفان ، لأسباب واضحة ، أكثر مقاومة للتآكل أثناء التشغيل. مع مرور الوقت ، الحقيقة هي أن الحاجة إلى الموثوقية العالية قد اختفت ، وفي الوقت الحالي ، تعد أحزمة التوقيت وسلسلة الصف الواحد الأقل موثوقية خيارًا أكثر شيوعًا.
في أيامنا هذه ، هناك أمثلة على "ضبط" المعدات المحلية في شكل تثبيت سلسلة من صفين على Niva.
دولاب الموازنة الشامل
لا تزال عبارة "حذافة ثنائية الكتلة" للوهلة الأولى لا تتناسب مع تعريف الازدواجية ، ولكن مثل مدخل بطول متغير هو في الأساس مزيج من تناقضين.
تحدد اختصارات DMM (دولاب الموازنة ذو الكتلة اثنين) و ZMS (Zweimassenschwungrad) و DMF (دولاب الموازنة المزدوج الكتلة) المنتج نفسه بثلاث لغات - دولاب الموازنة مع اثنين من العلب الفولاذية المنقولة بالنسبة لبعضها البعض على محور واحد. داخل إحدى الحالات هو قلب الآلية - آلية التخميد وتحمل.
يتمثل أساس فكرة الفصل الشامل في التخلص من الرنين الذي يحدث عند سرعات معينة في المحرك ، والحاجة إلى التخلص من مخمدات الاهتزاز الالتوائية التي لم يكن هناك مجال فيها. بطريقة أو بأخرى ، لا يزال الرنين يتجلى في المحركات مع دولاب الموازنة خفيف الوزن والتقليدي ، إذا لم يكن هناك مخمدات من هذه التذبذبات. أتاح نقل وظيفة التثبيط للاهتزازات الالتوائية إلى دولاب الموازنة ذو الكتلة اثنين من الممكن التخلص ليس فقط من خطر الرنين في المحرك ، ولكن أيضًا تخلص من نفس المشكلة في ناقل الحركة.
وكان عيب هذه المجموعة في العملية هو الحاجة إلى استبدال DMM مع مجموعة القابض في نهاية عمر الخدمة ، لأن عمر الوحدتين هو نفسه تقريبا. ونتيجة لذلك ، فإن زيادة الموثوقية والقدرة على نقل أحمال ذروة أعلى من DMM ليست ملحوظة للمستهلك مثل حقيقة الحاجة إلى استبدال هذا الجزء "الأبدي" التقليدي في السيارة.
في الواقع ، يجب ألا يؤخذ مفهوم الموثوقية هنا كعامل لزيادة مورد دولاب الموازنة ، ولكن كأثر لاستخدام DMM على الموثوقية الكلية للمحرك وناقل الحركة.
2 قضبان ربط لمكبس دائرية أفضل من قضبان ربط لبيضاوي مثل هوندا ...
فوجئ تصميم غريب للغاية مع اثنين من قضبان ربط في محرك الاحتراق الداخلي مرتين.
الأولى ، كما هو الحال عادة ، فوجئت للغاية ، لكنها لم "تقلع" ، والثانية أصبحت أكثر نجاحًا. في كل مرة كان محرك دراجة نارية!
في عام 1977 ، قررت هوندا تغيير وضعها في رياضة السيارات جذريًا عن طريق تثبيت محرك رباعي الأشواط به 8 صمامات لكل أسطوانة وقضبان ربط على دراجة نارية. كان هذا القرار صعبًا جدًا من الناحية الفنية ، لكن ما الذي يمكنك فعله للفوز بالسباق؟
وأظهرت نتيجة الاختبار أن هذا التصميم لم يعط الفوز وكسر باستمرار.
كان المحرك الثاني الناجح ثنائي المكبس عبارة عن محرك توربيني مزدوج الأسطوانة على دراجة نارية NEANDER 1400 TURBODIESEL.
عدد الابتكارات في المحرك ضخم ، حيث كان من المخطط أصلاً القيام بذلك من أجل الأداء على MotoGP ، ولكن بعد ذلك حدث خطأ ... وحصلنا على طراد فريد من نوعه. بعبارات مبسطة ، يبدو الأمر كهذا - في أسطوانتين بطول مكبس ينقلان عزم الدوران إلى قضبان التوصيل المتصلة بعمودين. يتم توصيل العمود المرفقي بواسطة التروس وتدوير في اتجاهات مختلفة. مثل هذا الدافع التصويري جعل من الممكن موازنة القوى الجانبية التي تعمل على المكبس وتثبيت المكابس بدون "تنانير".
تم حل المشكلة الرئيسية للمحركات - الاحتكاك وخسائر التآكل في هذه الحالة من خلال طريقة التوازن ، والتي مكنت من تحقيق 12 ألف دورة على التصميم التجريبي لـ MotoGP (على البنزين). لذلك ، 4 - 4. 5 آلاف من الثورات لمحرك الديزل لا يكون لها تأثير سلبي على المحرك.
2 مكابس لكل أسطوانة ، أو "معاكس" على العكس
محرك ذو حركة مكبس مضادة أو محرك ذو مكابس مضادة الحركة (MAP) ، على عكس
النموذج الأولي للتسويق ، ومع ذلك ، لم يكن موجودًا فقط ، ولكنه لا يزال يعمل بنجاح.
تستخدم محركات هذا المخطط في قاطرات الديزل ، الدبابات ، الطائرات وبناء السفن.
تم بناء أول خريطة في عام 1900 من قبل Gobron-Brillié ، وفي عام 1903 وصلت بالفعل سيارة مع هذا المحرك بسرعة 100 ميل في الساعة! علاوة على ذلك ، تم استخدام بناء فرنسي تم إعادة بنائه قليلاً في مجال الطيران من قبل يونكرز.
تم تصميم نسخة الديزل من MAP في روسيا من قبل المهندس R.A. Korevo ، وعلى براءة اختراع في عام 1907 في فرنسا.
مماثلة في فلسفة البديل RAP وضعت أيضا على الدراجات النارية.
2 فوهات لكل اسطوانة. لماذا تعقيده؟
تقليديًا ، عند الحديث عن عدد الاسطوانات الموجودة في المحرك ، يُعتقد أن عدد الفتحات يساوي هذا الرقم. لماذا تثبيت أكثر؟
بالطبع ، تؤثر مضاعفات الحقن الزائد بشكل كبير على الموثوقية ، عندما يتعلق الأمر بحقن أكسيد النيتروز أو الغاز أو حتى الهواء. ومع ذلك ، ليس كل شيء بهذه البساطة ، والزيادة في عدد الصمامات لكل أسطوانة كما تبين لاحقًا لها تأثير سلبي خاص بها ...
في محركات الاحتراق الداخلي مع نظام الحاقن المزدوج ، لا توجد فوهة واحدة لكل أسطوانة ، ولكن يوجد صمامان لكل صمام. لهذا السبب ، يتم تقليل قطر قطرات الوقود التي تدخل الأسطوانة بنسبة 60٪ ، لذلك يحترق البنزين بسلاسة وثبات ، خاصةً مع نظام التحكم في توقيت الصمام التلقائي ، كما يوضح خبراء نيسان. توفير الوقود بنسبة 4 ٪ مقارنة بمحركات الحقن المباشر.
التكنولوجيا الجديدة اقتصادية من جميع وجهات النظر: أنها أرخص في الإنتاج (لا يلزم وجود مضخة ضغط عالي) ، ويزن أقل ، وله تصميم بسيط ويسمح بتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الجو. كما لاحظت نيسان ، يعد هذا النظام مثاليًا للمحركات الصغيرة ، حيث يعد الحقن المباشر باهظ التكلفة وصعب التثبيت تقنياً.
ابتكر منافسو نيسان في أرض الشمس المشرقة نسختهم الخاصة من "فوهاتين لكل أسطوانة" ، ولكن بتصميم أكثر تعقيدًا.
لذلك بدأت لكزس على المحرك التسلسلي في تثبيت نظام D-4S - إصدار Direct Injection 4-stroke بنزين متفوق ، والذي يجمع بين مزايا الحقن المباشر والتقليدي.
يعمل الحقن الهجين الناتج عن خوارزميات الحقن المختلفة إما عن طريق الحقن عن طريق الحقن ، أو واحد فقط (بسرعة تفوق متوسط الحمل). وبالتالي ، يتم توفير مورد فوهات الحقن المباشر وحتى يتم تحقيق الاقتصاد في استهلاك الوقود - الود البيئي.
2 الشموع لكل اسطوانة. تكنولوجيا السماء للأرض
عندما يقولون شمعتان لكل أسطوانة ، فإنهما يعنيان التوأم Spark من Alfa Romeo.
لأول مرة ، ظهرت "شمعتان" على محركات سباق Alfa Romeo لما بعد الحرب كتكيف لتكنولوجيا الطيران لمحركات السيارات. الحل ، بالإضافة إلى المزايا الواضحة ، أعطى مشكلة غير متوقعة في السنوات الأولى من استخدامه. المشكلة هي أن الزيادة في القوة بسبب الاحتراق الأفضل تضاف إلى ديناميكيات السيارة ، والتي خلقت مشاكل في التعامل معها. نتيجة لذلك ، اضطر الإيطاليون في منتصف الثلاثينيات ، بسبب تنقيح المحرك ، إلى إجراء أبحاث جادة في مجال تحسين الهيكل المعدني.
في الوقت الحالي ، تعد Alfa Romeo الشركة الوحيدة التي تزود جميع محركاتها بهذه التقنية.
ملاحظة: هناك الكثير من الأمثلة على الازدواجية في السيارة. هذا واضح بشكل خاص في إلكترونيات السيارة ، وبالفعل مع ظهور التقنيات غير المأهولة ، ستصبح هذه الأمثلة أكبر. لقد أدرجت فقط أبسط تلك التي أثرت في تطوير بناء المحرك بنفس طريقة إدخال ازدواجية المعالجات على نمو القوة الحاسوبية لأجهزة الكمبيوتر.