Seberapa pentingkah memiliki kode yang sempurna dalam program untuk pekerjaannya yang cepat dan berkualitas tinggi? Adalah sama pentingnya bagi ICE untuk menghabiskan lebih sedikit energi di mana biaya-biaya ini dapat dihindari.
Karena penyederhanaan,
artikel sebelumnya menimbulkan pertanyaan yang bersifat kritis di antara beberapa habr-orang. Dalam hal ini saya akan mencoba menjawab mereka secara lebih rinci seperti yang saya janjikan, dan juga untuk mengungkapkan salah satu prinsip dasar ICE dari dekade terakhir yang disebutkan dalam artikel
"Evolusi pengembangan mesin mobil dari awal tahun 90-an."Unit dengan karakteristik respons fleksibel di ICE
Contoh pertama, dan mungkin contoh paling terkenal tentang peningkatan fleksibilitas karakteristik dalam mesin pembakaran internal adalah sambungan ekspansi hidrolik, yang memastikan penolakan celah termal dan operasi katup yang lebih halus.
Pengaturan mandiri dan kelancaran pengoperasian hidraulik juga digunakan dalam komponen dan unit lain dari mesin pembakaran internal.
Sebagai contoh
, tensioner rantai memberikan keuntungan yang sama dengan pushers, tetapi sistem Fiat MultiAir dapat dianggap sebagai contoh paling menonjol dari kemenangan hidrolika.
Mesin, serta mesin tempat sistem ini dipasang, memiliki keunikan tersendiri, jadi kami hanya akan membahas beberapa hal.
Jadi dari video dapat dilihat bahwa sejauh ini hanya inlet valve yang dibuka secara hidrolik, tetapi kemudian saya akan menunjukkan bahwa release valve juga memiliki efek pada sistem lain yang terkait dengan kontrol penuh dari proses penutupan katup. Karena itu, pada kenyataannya, hidrolika saat ini sudah dapat mengendalikan hampir semua proses di kepala silinder. Anehnya, dengan semua kerumitan sistem, operasinya adalah alasan, contoh prospek untuk tahap selanjutnya -
katup elektro.Ada opsi kebenaran dan kompromi dari koenigsegg
Contoh berikutnya - pompa oli yang dapat disesuaikan sudah bisa dianggap penyelesaian yang sudah lama ditunggu daripada terobosan teknis.
Seperti yang Anda lihat, kompleksitas pekerjaan di sini dibenarkan oleh rentang pekerjaan yang dioptimalkan.
Contoh "hidrolik" berikutnya adalah sistem injeksi, di mana perubahan yang benar-benar revolusioner terjadi.
Mungkin kita mulai dengan fakta bahwa transisi dari mono-injeksi ke didistribusikan, dan kemudian ke mesin bensin telah mempengaruhi sejumlah karakteristik.
Seperti tekanan injeksi, waktu siklus injeksi dan harga peralatan ini (yang terakhir mungkin adalah titik yang paling jelas).
Tekanan injeksi - dengan mode pengoperasian engine yang berbeda, bisa dari 3 hingga 11 MPa.
Waktu siklus injeksi dapat bervariasi (dan terkadang injeksi dapat terjadi dalam satu siklus kerja hingga beberapa kali).
Injeksi langsung dapat memberikan enam opsi pencampuran bahan bakar.
- distribusi campuran yang berlapis-lapis;
- campuran homogen;
- campuran ramping homogen;
- distribusi homogen lapisan demi lapisan;
- injeksi ganda untuk melindungi mesin dari ledakan;
- injeksi ganda untuk memanaskan konverter.
Harga jenis injeksi terakhir dianggap tertinggi untuk ICE bensin (oleh karena itu, bukan kebetulan sistem injeksi gabungan muncul).
Salah satu opsi yang mungkin untuk mengurangi biaya injeksi langsung adalah Orbital injector.
Prinsip operasi di sini adalah ini - udara ke jet udara datang dalam bentuk terkompresi dari kompresor khusus pada tekanan 0,65 MPa. Tekanan bahan bakar adalah 0,8 MPa. Pertama, nozzle bahan bakar dipicu, dan kemudian pada saat yang tepat jet udara, sehingga campuran udara-bahan bakar dalam bentuk aerosol diinjeksikan ke dalam silinder dengan obor yang kuat.
Nosel yang dipasang di kepala silinder di sebelah busi menyuntikkan jet udara bahan bakar langsung ke elektroda busi, yang memastikan pengapian yang baik.
Ford Sci (injeksi Smart Charge), Mitsubishi GDI (Injeksi Langsung Bensin), VW FSI (Injeksi Stratifikasi Bahan Bakar), HPi (Injeksi Tekanan Tinggi), Mercedes CGI, Renault IDE, SCC (Kontrol Pembakaran Saab. Fitur utama dari sistem ini adalah integrasi lilin pengapian dan injektor ke modul tunggal (SPI) .Menggunakan udara terkompresi, bahan bakar masuk langsung ke blok silinder dan langsung menyala.) - Semua sistem ini adalah opsi injeksi langsung yang berbeda.
Untuk mesin diesel, perbedaan dalam peralatan bahan bakar menjadi kurang signifikan, karena mereka awalnya injeksi langsung. Di sini, peningkatan tekanan injeksi adalah faktor yang berkontribusi, dan peningkatan kontrol proses lebih terpengaruh. Nosel mekanik mesin diesel sekarang hampir di mana-mana digantikan oleh yang elektromekanis. "Mesin diesel" seperti mesin bensin dengan injeksi langsung juga memiliki "mode multi-pulsa" (injeksi per siklus 1 hingga 7 kali).
Konfrontasi utama dalam teknologi injeksi diesel adalah
antara nozel pompa individual dan sistem Common Rail.Perubahan signifikan lainnya dalam sistem injeksi adalah peningkatan jumlah dan kualitas sensor yang digunakan untuk memperbaiki injeksi.
Sistem manajemen mesin < saat ini memiliki lebih banyak data untuk pemrosesan dan koreksi secara langsung, dan tidak dalam penyelesaian yang berbeda, seperti sebelumnya.
Pada tahap awal pengembangan sistem kontrol mesin elektronik, proses pengaturan injeksi secara manual melalui ECM mengingatkan untuk bekerja dengan Big Data. Dan di sana, dan di sana, pada prinsipnya, Anda tidak tahu persis hasil akhir di awal proses, tetapi Anda masih berharap menemukan "tambang emas". Ketika mengatur injeksi secara manual, seseorang harus hanya mengandalkan pengalaman dan intuisi untuk mendapatkan hasil yang diinginkan.
Dalam sistem pengapian, konversi juga mengarah ke peningkatan daya dan akurasi.
Kontak kontak dengan satu koil diganti non-kontak (dengan satu, dan kemudian dengan dua kumparan), dan pengembangan masing-masing koil pengapian pada setiap silinder.
referensi kecil untuk artikel sebelumnya - ada juga dua koil penyalaan untuk seluruh mesin, yang, karena kekhasan operasi, memberikan percikan dua kali siklus (apalagi, satu percikan melewati dalam silinder bukan dalam siklus penyalaan).
Pembangkit listrik juga menjadi lebih ekonomis, jadi salah satu hasil pengembangan adalah generator yang dapat diputus.
Prinsip operasi di sini adalah sebagai berikut - ketika mobil melambat, generator menyala pada mode operasi maksimum. Selama akselerasi berikutnya ... dimatikan hingga batas tertentu, yang tergantung pada sejumlah parameter. Mode operasi ini memungkinkan Anda untuk mendistribusikan beban dengan lebih baik, karena ketika engine mengerem, generator memberikan hambatan tambahan, dan saat berakselerasi, ia mengurangi beban dari mesin pembakaran internal.
Alternator dengan INA clutch. Pendingin udara yang menggunakan yang sama dengan kopling yang dapat dilepas menjadi lebih ekonomis. Sekarang dia tidak memuat poros dengan operasi kompresor "idle".
Turbin sebagai elemen, awalnya sedikit rentan terhadap komplikasi, namun menjadi "lebih fleksibel."
Tetapi gas buang tidak selalu keluar ke "pipa", kadang-kadang beberapa dari mereka "kembali" ke ruang bakar.
Pengoperasian sistem ini memungkinkan Anda untuk menyesuaikan suhu di ruang bakar karena resirkulasi gas buang (ada
sistem dengan pendingin gas buang, dan tanpa, selama resirkulasi).
Transformasi "mustahil" terakhir saat ini dapat dianggap sebagai siklus Pengisian Kompresi Pengisian Homogen (HCCI).
Arti teknologi ini adalah menggabungkan 2 jenis pembakaran bahan bakar dalam satu mesin. Saat menerapkan siklus ini, menjadi mungkin untuk membakar campuran bensin baik dengan lilin maupun dengan "diesel" (menggunakan kompresi).
Unit yang kehilangan koneksi mekanis dengan ICE
Pompa bahan bakar adalah yang pertama jatuh dalam definisi ini.
Di sebagian besar kendaraan injeksi modern, unit ini, pada umumnya, terletak di tangki bensin, memiliki sedikit perbedaan dalam desain ... dan sama sekali tidak memiliki koneksi mekanis apa pun dengan mesin pembakaran internal. Yang benar adalah sekarang, bahkan sebagai penyetelan, mereka telah belajar
untuk memasang pompa gas listrik bahkan pada mobil karburator.Efisiensi kerjanya meningkat, terutama setelah mereka mulai menginstal sistem tanpa "pengembalian" (pasokan bahan bakar melalui saluran balik ke tangki gas).
Elemen “terhubung” yang murni secara elektrik berikutnya adalah throttle, yang secara tradisional selalu terhubung ke pedal gas, tetapi sekarang elemen tersebut “independen” dari pedal.
Faktanya adalah bahwa dari sudut pandang operasi berbagai sistem yang saling berhubungan dalam mesin, tidak selalu perlu untuk secara langsung mempengaruhi peredam dan komunikasi langsung lebih cenderung menjadi hambatan daripada bantuan. Oleh karena itu, karena berbagai alasan, pemisahan pedal gas (Potensiometer) dan peredam listrik cukup dibenarkan. Peran tertentu dalam pengenalan throttle listrik juga dimainkan oleh norma-norma toksisitas knalpot.
Sistem selanjutnya yang kehilangan "koneksi" adalah sistem pendingin.
Saya pikir semua orang tahu tentang kipas pendingin listrik (meskipun sebelumnya di tahun 90-an masih ada hal seperti drive melalui kopling kental kipas pendingin).
Mengganti kopling kental dengan kipas listrik masih relevan.
Tetapi tentang keberadaan 2 sirkuit pendingin secara terpisah untuk kepala silinder dan blok silinder?
Semua ini "dibumbui" dengan fakta bahwa termostat lebih "gesit" di sini, yaitu, mereka juga kehilangan hubungan fisik langsung karena pengenalan komponen listrik (oleh karena itu, kecepatan di sini tidak begitu tergantung pada pengaruh suhu pada elemen kerja yang meluas, tetapi
pada operasi elemen pemanas di dalam )
Pemisahan sirkuit pada kepala silinder dan blok silinder memungkinkan untuk mempertahankan suhu pendingin yang berbeda di dalamnya. Berbeda dengan standar, dalam sistem pendingin sirkuit ganda, suhu di kepala silinder dipastikan dalam batas 87 ° C, di blok silinder - 105 ° C.
Karena suhu yang lebih rendah harus dipertahankan di sirkuit kepala silinder, volume pendingin yang lebih besar bersirkulasi di dalamnya (sekitar 2/3 dari total volume). Pendingin yang tersisa beredar di sirkuit blok silinder.
Ketika mesin menyala, kedua termostat ditutup. Pemanasan engine cepat disediakan. Pendingin bersirkulasi dalam lingkaran kecil kepala silinder: dari pompa melalui kepala silinder, penukar panas pemanas, pendingin oli dan lebih jauh ke tangki ekspansi. Siklus ini dilakukan hingga cairan pendingin mencapai suhu 87 ° C.
Pada suhu 87 ° C, termostat untuk sirkuit kepala silinder terbuka dan cairan pendingin mulai beredar dalam lingkaran besar: dari pompa melalui kepala silinder, penukar panas pemanas, pendingin oli, termostat terbuka, radiator, dan kemudian melalui tangki ekspansi. Siklus ini dilakukan hingga cairan pendingin di blok silinder mencapai suhu 105 ° C.
Pada suhu 105 ° C, termostat sirkuit blok silinder terbuka dan cairan bersirkulasi di dalamnya. Dalam hal ini, suhu pada 87 ° C selalu dipertahankan di sirkuit kepala silinder.
Yang layak disebutkan terakhir adalah
pompa listrik BMW. Keputusan untuk "melistriki" pompa air berisiko, karena tidak memerlukan sedikit energi, dan ini mungkin mengapa belum ditemui oleh sebagian besar pembuat mobil lainnya. Pompa listrik digunakan
pada mesin N52: E60, E61, E63, E64, E65, E66, E87, E90, E91.Selain peralatan yang terhubung langsung terkait dengan pengoperasian mesin pembakaran internal, booster hidrolik kehilangan koneksi mekanis ... dalam beberapa kasus menjadi booster hidrolik elektrik, dan maksimal - booster listrik .
"Fleksibel" tergantung pada kecepatan ...
Dalam artikel sebelumnya ada pertanyaan - "bisakah ICE 4-katup bekerja tanpa bagian dari katup, atau tanpa mereka sama sekali?"
Jawabannya sederhana - tidak hanya itu bisa, tetapi berhasil (meskipun ada nuansa).
Teknologi Twinport dari Opel memungkinkan Anda mengelola 3 dalam mode pemuatan sebagian.
Alasan untuk operasi parsial ini terletak pada penurunan pengisian silinder dengan udara ketika throttle sebagian terbuka dengan beban kecil pada mesin. Masalah ini sebagian diselesaikan dengan resirkulasi gas buang (EGR), tetapi insinyur Jerman merasa bahwa ini tidak cukup. Untuk meningkatkan kecepatan aliran udara, mereka memutuskan untuk "menyumbat" satu katup saluran masuk dengan rana (di foto di sebelah kanan), yang memungkinkan untuk memutar aliran udara dan meningkatkan kecepatannya.
Hasilnya, penggunaan Twinport menghemat 6% bahan bakar pada mesin 1,6 liter. Secara umum, bersama dengan EGR, penghematan bisa mencapai 10%.
Sistem serupa digunakan oleh Opel pada mesin dengan injeksi bahan bakar langsung.
Pada safron Renault, nozzle injeksi udara di ruang bakar digunakan untuk menciptakan turbulensi di dalam silinder. 
Injeksi udara meningkatkan proses pembakaran pada kecepatan rendah, mengoptimalkan pembakaran bahan bakar, yang memberikan penghematan bahan bakar 8 hingga 14%.
Menariknya, fakta bahwa injeksi udara kemudian digunakan di saluran pembuangan untuk meningkatkan ekologi knalpot mesin dingin , dan di supercar Koenigsegg Jesko, udara terkompresi juga disuntikkan ke saluran pembuangan untuk ... memutar turbin untuk menghilangkan turbolag.
Sistem berikut ini lebih radikal dalam pendekatannya untuk penonaktifan katup.
Prinsipnya mirip dengan
big.LITTLE .
Dalam satu mesin, ketika katup dimatikan sepenuhnya dalam beberapa silinder, menjadi mungkin untuk mendapatkan volume kerja yang lebih kecil untuk menghemat bahan bakar.
Teknologi penonaktifan silinder Volkswagen
Audi A1 Sportback 1.4 TSI dengan mesin 4 silinder mampu "berputar" pada kecepatan 1.400 hingga 4.000 rpm (beban parsial) menjadi dua silinder menggunakan sistem penutup silinder!
Manajemen Silinder Variabel Honda
Ada analog domestik dari sistem semacam itu.
Profesor P.I. Andrusenko pada tahun 1967 mengusulkan cara yang lebih mudah untuk menyesuaikan kekuatan mesin pembakaran internal - mematikan siklus kerja individu. Pada tahun 1996, bersama dengan AvtoVAZ, metode ini diiklankan di sebuah pameran di Detroit.
Prinsip ide profesor itu sederhana, Anda hanya perlu mematikan pasokan bahan bakar ke berbagai silinder, yang akan memberikan jumlah energi yang diperlukan saat ini. Ini dilakukan dengan bantuan kontrol injeksi, dan katup throttle tetap terbuka penuh di seluruh rentang perubahan beban motor! (Saya mengingatkan Anda bahwa sistem BMW Valvetronic juga memiliki throttle yang sepenuhnya terbuka untuk meningkatkan indikator KPD, tetapi ada "asuransi" jika terjadi kegagalan sistem).
Keuntungan sistem:
- Dalam mode beban parsial, 20-23% dengan penurunan toksisitas sebesar 2,5-4 kali.
- Pemalasan konsumsi bahan bakar berkurang setengahnya.
Perbedaan dari yang digunakan sekarang.
- Jumlah siklus yang akan dinonaktifkan bisa berapa saja. Pengoperasian mesin pembakaran internal dalam mode ini dapat dioptimalkan untuk komposisi bahan bakar pada berbagai putaran dan beban.
- Ketika daya dikendalikan dengan mematikan silinder, rejim temperaturnya berubah, karena mereka tetap tidak digunakan untuk waktu yang lama. Dengan metode DRC, siklus yang terlewat jatuh pada silinder yang berbeda, sehingga mereka praktis tidak punya waktu untuk mendinginkan.
- Tidak diperlukan perubahan besar dalam desain mesin pembakaran internal.
Pergeseran fase.
Teknologi manipulasi katup berikutnya adalah pemindah fase. Teknologi pergeseran fasa telah berhasil meningkatkan ide 4 katup, dan
desainnya sangat sederhana sehingga mereka
dapat menggunakan motor AvtoVAZ.Inti dari proses ini adalah mengubah waktu pembukaan katup dalam silinder tergantung pada peningkatan kecepatan engine. Alasannya di sini sederhana - pembakaran bahan bakar pada kecepatan yang lebih tinggi tidak terjadi begitu cepat, yang berarti perlu waktu untuk "meniup-buka" katup lebih awal. Ini dicapai dengan perpindahan kecil camshaft menggunakan kopling hidrolik.
VVT-i
BMW Vanos
"Kakek" dari pergeseran fase dianggap sebagai gigi terbelah.
Pada dasarnya, gear split digunakan dalam penyetelan dan ... dengan ketidaksempurnaan beberapa motor karena memungkinkan Anda untuk mengatur fase "benar" dari katup pembuka dan tutup.
Regulasi ketinggian naiknya katup.Selain shift, teknologi "fleksibel" lainnya digunakan - "lift katup".
MITSUBISHI MIVEC
Honda VTEC
BMW Valvetronic
Variocam porsche
Pencapaian terbaru ICE saat ini adalah karakteristik variabel dari rasio kompresi.
Contoh sistem serupa dari Swedia
dan mitra Jerman ...
Sebagai hasil pengembangan, sistem ini belum menemukan aplikasi, tetapi Nissan memutuskan untuk memperbaiki situasi, dan menyajikan versi serial sistem tersebut.
Terlepas dari kerumitan mesin ini, ia jauh dari pemimpin utama dalam "fleksibilitas" - penggerak hybrid Toyota Prius.
Kombinasi kerja gabungan mesin menurut siklus Atkinson (Miller) dengan motor listrik memberikan konsumsi bahan bakar yang tidak terjangkau untuk ICE konvensional, ekologi pembuangan dan efisiensi.
Dengan demikian, pengembangan mesin pembakaran internal sampai pada hasil logis dari elektrifikasi, dan bahkan proses mulai terbalik dengan seluruh kecenderungan pengembangan mesin hingga saat ini.
PS Periode dari awal tahun 80-an hingga waktu kita dapat dengan aman disebut sebagai waktu untuk memotong biaya yang tidak perlu dalam mesin pembakaran internal. Tentang proses paralel - miniaturisasi ICE (perampingan) akan di artikel berikutnya.
PPS Jika Anda memiliki contoh analogi dari lingkupnya untuk teknologi ICE yang terdaftar, Anda dapat menulis di komentar di bawah (Saya akan menambahkan yang terbaik ke artikel).