ما مدى أهمية وجود رمز مثالي في البرنامج لعمله السريع والعالي الجودة؟ من المهم بنفس القدر أن تنفق ICE طاقة أقل حيث يمكن تجنب هذه التكاليف.
بسبب التبسيط ، أثارت
المقالة السابقة أسئلة ذات طبيعة حرجة بين بعض الناس. في هذا سأحاول الإجابة عليها بمزيد من التفصيل كما وعدت ، وكذلك للكشف عن أحد المبادئ الأساسية لـ ICE في العقود الماضية المذكورة في المقال
"تطور تطوير محركات السيارات من بداية التسعينيات".الوحدات ذات خصائص الاستجابة المرنة في ICE
المثال الأول ، وربما الأكثر شهرة في زيادة مرونة الخصائص في محرك الاحتراق الداخلي ، هو مفاصل التمدد الهيدروليكي ، والتي ضمنت رفض الفجوة الحرارية وتشغيل الصمام الأكثر سلاسة.
كما تم استخدام التنظيم الذاتي والتشغيل السلس للهيدروليك في المكونات والوحدات الأخرى لمحرك الاحتراق الداخلي.
على سبيل المثال
، توفر أدوات
شد السلسلة نفس المزايا التي توفرها أدوات الدفع ، ولكن يمكن اعتبار نظام Fiat MultiAir المثال الأكثر وضوحًا على انتصار المكونات الهيدروليكية.
المحرك ، بالإضافة إلى الجهاز المثبت عليه هذا النظام ، فريد من نوعه في حد ذاته ، لذلك سنتناول فقط بعض النقاط.
إذن من الفيديو ، يمكن ملاحظة أنه حتى الآن يتم فتح صمام الدخول فقط هيدروليكيًا ، ولكن بعد ذلك سأظهر أن صمام التحرير له تأثير أيضًا في نظام آخر يتعلق بالتحكم الكامل في عملية إغلاق الصمام. لذلك ، في الواقع ، فإن المكونات الهيدروليكية اليوم قادرة بالفعل على التحكم في جميع العمليات تقريبًا في رأس الأسطوانة. بشكل مثير للدهشة ، مع كل تعقيد النظام ، فإن تشغيله هو ذريعة ، كمثال على احتمالات المرحلة التالية -
الصمامات الكهربائية.هناك حقيقة وخيار حل وسط من koenigsegg
المثال التالي - يمكن اعتبار مضخة الزيت القابلة للضبط بالفعل إنجازًا طال انتظاره وليس إنجازًا تقنيًا.
كما ترون ، فإن تعقيد العمل هنا يبرره نطاق العمل الأمثل.
المثال "الهيدروليكي" التالي هو نظام الحقن ، حيث حدثت تغييرات ثورية حقًا.
ربما نبدأ بحقيقة أن الانتقال من الحقن الأحادي إلى الموزع ، ومن ثم إلى محركات البنزين مباشرة قد أثر على عدد من الخصائص.
مثل ضغط الحقن ووقت دورة الحقن وسعر هذا الجهاز (ربما يكون الأخير هو النقطة الأكثر وضوحًا).
ضغط الحقن - مع أوضاع تشغيل المحرك المختلفة ، يمكن أن يكون من 3 إلى 11 ميجا باسكال.
يمكن أن يختلف وقت دورة الحقن (وأحيانًا يمكن أن يحدث الحقن في دورة عمل واحدة تصل إلى عدة مرات).
الحقن المباشر يمكن أن يوفر ستة خيارات لخلط الوقود.
- توزيع الطبقات من الخليط ؛
- خليط متجانس.
- خليط العجاف متجانسة.
- توزيع متجانس طبقة تلو الأخرى من الخليط ؛
- حقن مزدوج لحماية المحرك من التفجير ؛
- حقن مزدوج لتسخين المحول.
يعتبر سعر النوع الأخير من الحقن أعلى سعر لمعدات ICE التي تعمل بالبنزين (وبالتالي ، فإنه ليس من قبيل الصدفة ظهور أنظمة الحقن المدمجة).
واحدة من الخيارات الممكنة لخفض تكلفة الحقن المباشر هي عن طريق الحقن المداري.
مبدأ التشغيل هنا - يأتي الهواء إلى الطائرات في شكل مضغوط من ضاغط خاص عند ضغط 0.65 ميجا باسكال. ضغط الوقود هو 0.8 ميجا باسكال. أولاً ، يتم تشغيل فوهة الوقود ، ثم في الوقت المناسب للطائرة النفاثة ، وبالتالي يتم حقن خليط الهواء والوقود على شكل هباء في الأسطوانة مع شعلة قوية.
تقوم الفوهة المثبتة في رأس الأسطوانة بجانب سدادة الشرارة بحقن نفاثة هواء - وقود مباشرة على أقطاب سدادة الشرارة ، مما يضمن اشتعالها الجيد.
Ford Sci (حقن Smart Charge) ، Mitsubishi GDI (حقن مباشر للبنزين) ، VW FSI (حقن طبقية للوقود) ، HPi (حقن عالي الضغط) ، Mercedes CGI ، رينو IDE ، SCC (Saab Combustion Control. ميزة مميزة للنظام هي دمج الشموع. الإشعال والحاقن في وحدة واحدة (SPI). باستخدام الهواء المضغوط ، يتدفق الوقود مباشرة في كتلة الأسطوانة ويشعل على الفور.) - كل هذه الأنظمة هي خيارات حقن مباشر مختلفة.
بالنسبة لمحركات الديزل ، أصبحت الاختلافات في معدات الوقود أقل أهمية ، لأنها كانت في الأصل حقنة مباشرة. هنا ، كانت زيادة ضغط الحقن عاملاً مساهماً ، وكان التحكم المحسن في العملية أكثر تأثراً. يتم الآن استبدال الفوهات الميكانيكية لمحرك الديزل في كل مكان تقريبًا بالفوهات الكهروميكانيكية. "الديزل" مثل محركات البنزين ذات الحقن المباشر لها "وضع متعدد النبض" (الحقن لكل دورة من 1 إلى 7 مرات).
المواجهة الرئيسية في تكنولوجيا حقن الديزل هي
بين فوهات المضخة الفردية ونظام السكك الحديدية المشتركة.كان التغير المهم الآخر في نظام الحقن هو زيادة عدد ونوعية أجهزة الاستشعار المستخدمة لتصحيح الحقن.
يحتوي نظام إدارة المحرك < حاليًا على المزيد والمزيد من البيانات للمعالجة والتصحيح مباشرةً ، وليس في حلول مختلفة ، كما كان من قبل.
في المراحل الأولى من تطوير أنظمة التحكم في المحرك الإلكترونية ، كانت عملية تحديد الحقن يدويًا من خلال ECM تذكرنا بالعمل مع البيانات الكبيرة. وهناك ، وهناك ، من حيث المبدأ ، لا تعرف بالضبط النتيجة النهائية في بداية العملية ، ولكن ما زلت تأمل في العثور على "منجم الذهب". عند ضبط الحقن يدويًا ، كان على المرء الاعتماد فقط على الخبرة والحدس للحصول على النتيجة المرجوة.
في نظام الإشعال ، ذهبت التحويلات أيضًا في اتجاه زيادة القوة والدقة.
الاتصال الإشعال مع ملف واحد استبدال عدم الاتصال (مع واحد ، ثم مع اثنين من لفائف) ، وتطوير ملفات الإشعال الفردية على كل اسطوانة.
في إشارة صغيرة إلى المقال السابق - هناك أيضًا ملفان للإشعال للمحرك بالكامل ، والذي يعطي ، بسبب خصوصيات التشغيل ، شرارة مرتين في الدورة (علاوة على ذلك ، تمر شرارة واحدة في الاسطوانة وليس في دورة الإشعال).
أصبح توليد الكهرباء أيضًا أكثر اقتصادا ، لذلك كانت إحدى نتائج التطوير عبارة عن مولد قابل للفصل.
مبدأ التشغيل هنا هو التالي - عند إبطاء السيارة ، يتم تشغيل المولد في وضع التشغيل الأقصى. أثناء التسارع اللاحق ... يتم إيقاف تشغيله إلى حدود معينة ، والتي تعتمد على عدد من المعلمات. يسمح لك وضع التشغيل هذا بتوزيع الحمل بشكل أفضل ، لأنه عندما يضغط المحرك ، يوفر المولد مقاومة إضافية ، وعند التسارع ، يعمل على تخفيف الحمل من محرك الاحتراق الداخلي.
المولد مع مخلب INA. أصبح تكييف الهواء باستخدام نفس الشيء مع القابض القابل للفصل أكثر اقتصادا. الآن لا يقوم بتحميل العمود مع تشغيل الضاغط "الخمول".
أصبح التوربين كعنصر ، في البداية أقل عرضة للتعقيد ، "أكثر مرونة".
لكن غازات العادم لا تخرج دائمًا إلى "الأنابيب" ، وأحيانًا "يعود" بعضها إلى غرفة الاحتراق.
يتيح لك تشغيل هذا النظام ضبط درجة الحرارة في غرفة الاحتراق بسبب إعادة تدوير غاز العادم (هناك
أنظمة مع تبريد غاز العادم ، وبدون ، أثناء إعادة الدوران).
يمكن اعتبار آخر تحول "مستحيل" في الوقت الراهن دورة اشتعال ضغط الشحن المتجانس (HCCI).
معنى هذه التقنية هو الجمع بين نوعين من احتراق الوقود في محرك واحد. عند تطبيق هذه الدورة ، يصبح من الممكن حرق خليط من البنزين مع شمعة و "ديزل" (باستخدام الضغط).
الوحدات التي فقدت الاتصال الميكانيكي مع ICE
مضخة الوقود هي أول من يندرج تحت هذا التعريف.
في معظم مركبات الحقن الحديثة ، توجد هذه الوحدة ، كقاعدة عامة ، في خزان للغاز ، ولها اختلافات طفيفة في التصميم ... وهي خالية تمامًا من أي اتصال ميكانيكي بمحرك الاحتراق الداخلي. الحقيقة الآن ، حتى كضبط ، تعلموا
وضع مضخة غاز كهربائية حتى على السيارات المكربنة.زادت كفاءة عملها ، خاصة بعد أن بدأت في تثبيت أنظمة دون "عودة" (تزويد الوقود عبر قناة العودة إلى خزان الغاز).
العنصر التالي "كهربائيا" المحض هو الخانق ، الذي كان دائما يرتبط دائما بدواسة الغاز ، لكنه الآن عنصر "مستقل" من الدواسة.
الحقيقة هي أنه من وجهة نظر تشغيل مختلف الأنظمة المترابطة في المحرك ، ليس من الضروري دائمًا التأثير بشكل مباشر على المثبط ، ومن المرجح أن يكون الاتصال المباشر عقبة أكثر من كونه مساعدة. لذلك ، ولأسباب كثيرة ، فإن فصل دواسة الغاز (الجهد) والمثبط الكهربائي له ما يبرره تمامًا. كما لعبت قواعد سمية العادم دورًا معيّنًا في إدخال الخانق الكهربائي.
كان النظام التالي الذي فقد "اتصاله" هو نظام التبريد.
أعتقد أن كل شخص يعرف عن مروحة التبريد الكهربائية (على الرغم من أنه في وقت مبكر من التسعينات كان لا يزال هناك شيء مثل محرك الأقراص من خلال اقتران لزج من مروحة التبريد).
لا يزال استبدال الوصلة اللزجة بمروحة كهربائية ذات صلة.
ولكن عن وجود 2 دوائر التبريد بشكل منفصل لرأس الاسطوانة وكتلة الاسطوانة؟
كل هذا "محنك" مع حقيقة أن منظمات الحرارة "أكثر ذكاء" هنا ، أي أنها فقدت أيضًا علاقة مادية مباشرة بسبب إدخال مكون كهربائي (وبالتالي ، فإن السرعة هنا لا تعتمد كثيرًا على تأثير درجة الحرارة على عنصر العمل المتوسع ، ولكن
على تشغيل عنصر التدفئة داخل ).
جعل فصل الدوائر على رأس الأسطوانة وكتلة الأسطوانة من الممكن الحفاظ على درجات حرارة سائل التبريد المختلفة فيها. على عكس المعيار ، في نظام التبريد ثنائي الدائرة ، يتم ضمان درجة الحرارة في رأس الاسطوانة في حدود 87 درجة مئوية ، في كتلة الاسطوانة - 105 درجة مئوية.
نظرًا لأنه يجب الحفاظ على درجة حرارة منخفضة في دائرة رأس الأسطوانة ، يدور حجم أكبر من سائل التبريد فيها (حوالي 2/3 من إجمالي الحجم). يدور سائل التبريد المتبقي في دائرة كتلة الأسطوانة.
عندما يبدأ المحرك ، يتم إغلاق كل من الحرارة. يتم توفير محرك سريع الاحماء. يدور سائل التبريد في دائرة صغيرة من رأس الأسطوانة: من المضخة إلى رأس الأسطوانة ، والمبادل الحراري للسخان ، ومبرد الزيت والمزيد في خزان التمدد. يتم تنفيذ هذه الدورة حتى يصل سائل التبريد إلى درجة حرارة 87 درجة مئوية.
عند درجة حرارة 87 درجة مئوية ، يتم فتح منظم الحرارة لدائرة رأس الأسطوانة ويبدأ سائل التبريد في الدوران في دائرة كبيرة: من المضخة إلى رأس الاسطوانة ، ومبادل حراري للتسخين ، ومبرد زيت ، ومنظم حرارة مفتوح ، ومبرد ، ثم عبر خزان التمدد. تتم هذه الدورة إلى أن تصل درجة حرارة سائل التبريد في كتلة الأسطوانة إلى 105 درجة مئوية.
عند درجة حرارة 105 درجة مئوية ، يفتح ترموستات دائرة كتلة الأسطوانة ويدور السائل فيها. في هذه الحالة ، يتم الحفاظ دائمًا على درجة الحرارة عند 87 درجة مئوية في دائرة رأس الأسطوانة.
آخر ما يستحق الذكر هو
مضخة BMW الكهربائية. يعد قرار "كهربة" مضخة المياه أمرًا محفوفًا بالمخاطر ، لأنه لا يتطلب كمية صغيرة من الطاقة ، وربما هذا هو السبب في أنه لم يتم مواجهتها من قبل معظم شركات صناعة السيارات الأخرى. يتم استخدام مضخة كهربائية
على محركات N52: E60 و E61 و E63 و E64 و E65 و E66 و E87 و E90 و E91.بالإضافة إلى المعدات المرتبطة مباشرة المرتبطة بتشغيل محرك الاحتراق الداخلي ، فقد الداعم الهيدروليكي الاتصال الميكانيكي ... وأصبح في بعض الحالات معزّزًا هيدروليكيًا كهربائيًا ، وكحد أقصى - معززًا كهربائيًا .
"مرن" حسب السرعة ...
في مقال سابق ، كان هناك سؤال - "هل يمكن لـ ICE ذي 4 صمامات العمل بدون جزء من الصمامات ، أو بدونها على الإطلاق؟"
الجواب بسيط - ليس فقط ما في وسعها ، ولكنه يعمل (على الرغم من وجود فروق دقيقة).
تسمح لك تقنية Opel Twinport بإدارة 3 في وضع التحميل الجزئي.
يكمن سبب هذه العملية الجزئية في انخفاض ملء الأسطوانة بالهواء عندما يكون الخانق مفتوح جزئيًا مع وجود حمل صغير على المحرك. يتم حل هذه المشكلة جزئيًا عن طريق إعادة تدوير غاز العادم (EGR) ، لكن المهندسين الألمان شعروا أن هذا لم يكن كافيًا. لزيادة سرعة تدفق الهواء ، قرروا "سد" صمام مدخل واحد مع مصراع (في الصورة على اليمين) ، مما جعل من الممكن دوامة تدفق الهواء وزيادة سرعته.
نتيجة لذلك ، يوفر استخدام Twinport 6٪ من الوقود على محرك سعة 1.6 لتر. بشكل عام ، مع EGR ، يمكن أن تصل المدخرات إلى 10٪.
يستخدم نظام Opel نظامًا مشابهًا في المحركات ذات الحقن المباشر للوقود.
على الزعفران رينو ، تم استخدام فوهة حقن الهواء في غرفة الاحتراق لإنشاء اضطراب في الاسطوانة. 
يعمل حقن الهواء على تحسين عملية الاحتراق بسرعات منخفضة ، مما يؤدي إلى تحسين احتراق الوقود ، مما يوفر توفير الوقود بنسبة 8 إلى 14٪.
إنه أمر مثير للاهتمام ، ولكن حقيقة أن حقن الهواء قد استخدم لاحقًا في مجرى العادم لتحسين بيئة عادم المحرك البارد ، وفي سيارة كوينيجسيج جيسكو الفائقة ، يتم حقن الهواء المضغوط أيضًا في قناة العادم من أجل ... تدوير التوربين للقضاء على التوربينات.
النظام التالي هو أكثر جذرية في نهجها لتعطيل صمام.
مبدأ مشابه ل
big.LITTLE .
في أحد المحركات ، عندما يتم إيقاف تشغيل الصمامات بالكامل في عدة أسطوانات ، يصبح من الممكن الحصول على حجم عمل أصغر لتوفير الوقود.
فولكس واجن اسطوانة تكنولوجيا التعطيل
يمكن لـ Audi A1 Sportback 1.4 TSI المزودة بمحرك ذي 4 أسطوانات "الدوران" بسرعة تتراوح من 1400 إلى 4000 دورة في الدقيقة (الحمل الجزئي) إلى أسطوانتين باستخدام نظام إغلاق الأسطوانة!
هوندا اسطوانة متغير الإدارة
كان هناك تناظر محلي لمثل هذا النظام.
اقترح الأستاذ P.I. Andrusenko في عام 1967 طريقة أسهل لضبط قوة محرك الاحتراق الداخلي - إيقاف تشغيل دورات العمل الفردية. في عام 1996 ، جنبا إلى جنب مع AvtoVAZ ، تم الإعلان عن هذه الطريقة في معرض في ديترويت.
مبدأ فكرة الأستاذ هو بسيط ، تحتاج فقط إلى إيقاف تشغيل إمدادات الوقود لأسطوانات مختلفة ، والتي سوف توفر كمية الطاقة اللازمة في الوقت الراهن. يتم تحقيق ذلك بمساعدة التحكم في الحقن ، ويظل صمام الخانق مفتوحًا بالكامل في مجموعة كاملة من التغييرات في أحمال المحرك! (أذكرك أن نظام BMW Valvetronic يحتوي أيضًا على خنق مفتوح تمامًا لزيادة مؤشر KPD ، ولكن هناك "تأمين" في حالة فشل النظام).
مزايا النظام:
- في وضع الحمل الجزئي ، 20-23 ٪ مع انخفاض في السمية بنسبة 2.5-4 مرات.
- استهلاك الوقود المتوقف إلى النصف.
الاختلافات عن تلك المستخدمة الآن.
- يمكن أن يكون عدد الدورات المطلوب تعطيلها. يمكن تحسين تشغيل محرك الاحتراق الداخلي في هذا الوضع لتكوين الوقود عبر مجموعة واسعة من الثورات والأحمال.
- عندما يتم التحكم في الطاقة عن طريق إيقاف تشغيل الأسطوانات ، يتغير نظام درجة الحرارة الخاص بها ، حيث تظل غير مستخدمة لفترة طويلة. باستخدام طريقة DRC ، تقع الدورات الفائتة على أسطوانات مختلفة ، لذلك ليس لديهم من الناحية العملية الوقت لتبرد.
- لا توجد تغييرات كبيرة في تصميم محرك الاحتراق الداخلي.
مرحلة التحول.
تقنية معالجة الصمام التالية هي محولات الطور. لقد نجحت تقنية تغيير الطور في تحسين فكرة 4 صمامات ،
والتصميم بسيط للغاية لدرجة أنهم وصلوا
إلى محركات AvtoVAZ.يتمثل جوهر العملية في تغيير وقت فتح الصمامات في الاسطوانة اعتمادًا على الزيادة في سرعة المحرك. السبب هنا بسيط - احتراق الوقود بسرعات أعلى لا يحدث بهذه السرعة ، مما يعني أن الأمر يستغرق وقتًا طويلاً "لفتح الصمامات" في وقت مبكر. يتم تحقيق ذلك عن طريق إزاحة صغيرة من عمود الحدبات باستخدام القابض الهيدروليكي.
VVT-I
بي ام دبليو فانوس
يُعتبر "جد" تحول المرحلة طورًا منقسمًا.
بشكل أساسي ، يتم استخدام الترس المجزأ في الضبط و ... مع وجود عيوب في بعض المحركات لأنها تتيح لك ضبط المراحل "الصحيحة" لصمامات الفتح والإغلاق.
تنظيم ارتفاع ارتفاع الصمام.بالإضافة إلى التحول ، يتم استخدام تقنية "مرنة" أخرى - "رفع الصمام".
MITSUBISHI MIVEC
هوندا VTEC
بي ام دبليو فلفترونيك
Variocam بورش
أحدث إنجاز لـ ICE في الوقت الحالي هو خاصية متغيرة لنسبة الضغط.
أمثلة على نظام مماثل من السويديين
ونظيره الألماني ...
نتيجة للتطور ، لم تجد هذه الأنظمة تطبيقًا ، لكن نيسان قررت تصحيح الوضع ، وقدمت نسختها التسلسلية للنظام.
على الرغم من تعقيد هذا المحرك ، إلا أنه بعيد عن القائد الرئيسي في "المرونة" - محرك تويوتا بريوس الهجين.
إن الجمع بين العمل المشترك للمحرك وفقًا لدورة Atkinson (Miller) مع محرك كهربائي يعطي استهلاك الوقود غير ممكن للوصول إلى ICEs التقليدية ، وبيئة العادم والكفاءة.
وهكذا ، جاء تطوير محركات الاحتراق الداخلي إلى نتيجة منطقية للكهربة ، وحتى العمليات بدأت عكس الاتجاه الكلي لتطوير المحركات حتى هذه المرحلة.
ملاحظة: الفترة من بداية الثمانينات وحتى عصرنا يمكن أن تسمى بأمان وقت قطع التكاليف غير الضرورية في محرك الاحتراق الداخلي. حول عملية موازية - التصغير من ICE (تقليص) سيكون في المادة التالية.
PPS إذا كان لديك أمثلة على أوجه التشابه من المجال الخاص بتقنيات ICE المدرجة ، فيمكنك الكتابة في التعليقات أدناه (سأضيف الأفضل إلى المقال).