Двигатели без распредвалов, новая технология, которая изменит автоиндустрию

FreeValve,- как работает двигатель без распредвала

Двигатели без распредвалов, новая технология, которая изменит автоиндустрию

Мы уверены, что многие наши читатели и посетители сайта знают о существовании компании под названием "Koenigsegg". А еще мы уверены в том, что многие почти ничего не слышали о её дочерней фирме под замысловатым названием FreeValve.

 

Если это действительно так, то добро пожаловать друзья в мир высоких автотехнологий. Скандинавы на сегодня разработали и претворяют в жизнь чрезвычайно интересный продукт, а именно, новый (это не преувеличение) тип двигателя в котором нет таких привычных нам всем деталей (кто связан с автомобилями), как распредвал.

 

Смотрите также: 1.6 литровый двигатель без распредвала на модели Qoros 3 выдает и развивает мощность в 230 л.с.

 

Если мы с вами заглянем в прошлое, т.е. в 80-е года, то самой топовой и продвинутой технологией в то время стала система управления клапанами типа VTEC, а вот 90-е годы отличились иной разработкой и применением продвинутой системы впрыска топлива, а чуть позже кульминацией развития прямого впрыска стали поздние 2000-е годы. Будущее, как говорят специалисты, за технологией FreeValve,- т.е. "без системы распредвалов" приводящей клапаны в движение в ДВС (двигателе внутреннего сгорания). Но действительно ли это так и станет будущим моторостроения? Давайте посмотрим друзья на это вместе.

Двигатели без распредвалов, новая технология, которая изменит автоиндустрию

Как любая другая технологическая революция эта FreeValve Camfree стала технологическим прорывом, который должен (или обязан?) изменить расстановку сил в технологиях создания двигателей внутреннего сгорания. Основной принцип ее звучит просто и гениально,- вместо определённой привязки к определенной статической формуле, эта новая технология предлагает конкретную гибкость в процессе работы мотора.

 

Технологии изменяемого открытия клапанов существуют уже относительно давно, на ней было сделано множество прототипов автотехники от разных автопроизводителей. Существуют даже похожие серийные версии от "BMW", но ни одна из них не может сравниться с теми возможностями, которые предлагает этот новый тип двигателя разработанный скромной скандинавской компанией. Гениальность продвигаемой ей системы также не в последнюю очередь заключается в том самом, что она не подразумевает серьёзных изменений в конструкции самого двигателя. Но, тем не менее, эта кажущаяся простота не помогла избежать фирме и одноименной технологии FreeValve дороговизны и сложностей производства. Закон бизнеса никто пока не отменил, новинки стоят как мы знаем, всегда немалых денег.

 

Мотор FreeValve на 30% мощнее, в два раза экологичнее и на 20 - 50% экономичнее обычного распредвального двигателя

 

Как и другие подобные инженеры, сосредоточившиеся на развитии технологий дезактивации и изменяемой степени сжатия а также изменяемого объёма, парни из "FreeValve" работали долгое время над тем, что называется сегодня "топовой мировой технологией мотора", стоящей как-раз на острие атаки автопрогресса.

 

В ходе проведенных исследований компания "Koenigsegg" выяснила, что технология привода клапанов имеет огромный потенциал развития, поэтому ее решение было логичным, а именно,- разработать реальную систему, которая будет основана на теоретическом опыте. Таким образом, для достижения своих амбициозных целей у названной фирмы произошло объединение с дочерней компанией "Cargine" переименованной в последствии в "FreeValve".

 

Вступление закончилось. Теперь переходим к подробностям.

Двигатели без распредвалов, новая технология, которая изменит автоиндустрию  

Давайте друзья перейдем к изучению всех нюансов данной FreeValve технологии, которая не так давно была публично раскрыта для достояния общественности.

 

В чем разница между системой без распредвалов и классической технологией привода клапанов

 

Из названия и описания этой технологии становится понятным, что речь действительно идет о таком двигателе, в котором отсутствуют распределительные валы. На самом деле это необычный подход к инженерии внутримоторных технологий, главный секрет которых заключается как-раз в том, что двигателю не нужны эти самые валы, поскольку сами клапана рассчитаны на индивидуальную работу и что интересно, каждый по отдельности. Каждый клапан ни как не связан жестко с соседними клапанами, отсюда и проистекает название «свободные клапана», т.е.- FreeValve.

 

Главная мысль заключается в следующем, чтобы работа двигателя внутреннего сгорания стала более эффективной во всех своих фазах работы. Стандартные распределительные валы ввиду заложенных в них конструктивных особенностей являются крайне компромиссными вариантами, что зачастую приводит к определенным «жертвам», т.е. к повышенному расходу топлива в угоду мощности или к низкому крутящему моменту на высоких оборотах в угоду пиковой мощности. ну и т.д.

 

С этой новой технологией инженеры получили возможность сделать двигатель более эффективным при любых оборотах и на всех режимах работы не опасаясь, ни провалов на холостом ходу, ни посредственной динамики или высокого расхода топлива.

 

Звучит наверное, как недосягаемая мечта, но нет ничего невозможного, в наш век возможно все, что можно себе представить. Дочерняя компания "Кёнигсегг" добилась в этом вопросе высоких результатов, создав вполне рабочий и практически серийный экземпляр своей новой разработки, которую они долгие годы возили от одной выставки к другой выставке, представляя свой прототип двигателя на разных своих автоновинках. Вместо тех же распредвалов, каждый клапан приводится в движение своим отдельным приводом, работу которых в свою очередь контролирует электроника.

 

Насколько хороша новинка и насколько она дороже обычной системы привода клапанов?

Двигатели без распредвалов, новая технология, которая изменит автоиндустрию

Разработчики утверждают, что система без распредвалов использует на 10% меньше энергии, чем традиционные решения обычного привода. Эти проценты (указанные выше) в стандартной схеме двигателя обычно уходят на преодоление трения, на привод и на работу всей верхней части «головы» мотора, то есть, на использование всех этих многочисленных систем. Эффективность использования такого двигателя, как несложно уже догадаться, будет на 10% лучше, но еще гораздо больший выигрыш станет очевидным как-раз при экологической проверке.

 

Двигатель может работать в четырех циклах, а именно: стандартный- Отто, сложный- Миллера и экономный-Аткинсона. Также двигатель способен воспроизводить цикл Хедмана с изменяемой степенью сжатия

 

Например, в двигателе с искровым зажиганием (читайте, в бензиновом моторе) с установленным FreeValve можно смело снять каталитический нейтрализатор, а экономичность даже у мощного бензинового двигателя станет сродни дизельному варианту.

 

В результате этот полученный силовой агрегат станет дешевле эквивалентного дизельного мотора, так говорят в "FreeValve". На дизельные двигатели тоже могут быть установлены новомодные электронные приводы клапанов, что в самой теории должно чуть снизить расход данного мотора работающего на ДТ и серьезно повысить экологичность его выхлопа.

 

Стоимость новой технологии. Если взять в расчет науку, т.е. экономику, то получается, что первые 10 - 100 тыс. двигателей построенных по этой технологии, будут стоить дороже обычных типов силовых агрегатов, но в конечном итоге получится следующее, когда производство будет поставлено на промышленный поток и он достигнет определённой «критической массы», то стоимость таких новых типов моторов начнет постепенно снижаться и в конечном итоге сравняется со стоимостью сегодняшнего стандартного ДВС.

 

При этом такие моторы будут более эффективными, чем традиционные агрегаты, они будут меньше расходовать горючего при увеличении мощности и станут показывать более приемлемые показатели крутящего момента.

 

Что произойдет, если система покажет себя несостоятельной?

Двигатели без распредвалов, новая технология, которая изменит автоиндустрию

Приверженцам классической схемы двигателей и тем гражданам, которые с опаской принимают все обновления в мире технологий и все технические новшества, наверное будет интересно узнать, на сколько все будет плохо при непредвиденной поломке этой новомодной системы. И вообще, хотелось бы знать, надежна ли она?

 

Отрицать конечно глупо, любой даже самый надежный девайс может непременно выдать в неподходящий момент неприятную осечку, также не стоит забывать и про конструктивные дефекты, которые могут быть не выявлены на начальном этапе разработки. Итог заранее предсказуем, это будет дорогая поломка. Но и здесь у инженеров "FreeValve" есть небольшой утешительный козырь в рукаве.

 

Невероятно, но этот двигатель сможет нормально выполнять свои рабочие функции даже при поломке одного или нескольких приводов клапанов, разумеется, что это скажется на его пиковой мощности на высоких оборотах, но как уверяют сами разработчики, разница эта будет незначительной.

 

Это интересно: Дизельные моторы: История развития

 

Предусмотрен также и аварийный вариант работы двигателя, и заключается он в следующем, если даже 75% приводов клапанов выйдут из строя, то автомобиль все-равно сможет самостоятельно добраться до СТО, невероятная живучесть не правда ли..?. Тестирования двигателя продолжаются..., но самое главное, чего разработчики все еще никак не могут побороть, так это выносливость такого типа привода. В нем почти все хорошо, но камень преткновения все же есть и состоит он в том, что данная система долго не выхаживает. Однако инженеры считают, что это временное явление и его удастся нейтрализовать, так как инженеры по теоретическим расчётам выяснили, что надежность такой системы может быть сопоставима со стандартным двигателем ДВС. Они смоделированы сотни-миллионов циклов работы приводов и ощутимого износа обнаружено не было. Осталось применить знания на практике и можно спокойно выезжать на "арену".

 

Шведская компания сравнивает текущую технологию распределительного вала с игрой на пианино двумя руками, каждая из которых привязана к противоположным концам метлы. Использование каждого пальца по отдельности, как это делают пианисты, позволит перейти к индивидуальному управлению клапанами.

 

Из вышесказанного можно сделать такой вывод:

 

1. На данный момент данная технология явно еще сырая. Двигатель не способен пройти столько же, сколько ходят без серьезных проблем моторы с обычной системой распредвалов.

2. Но даже на этом этапе разработки система показала себя с лучшей стороны. Ни один мотор со стандартной системой газораспределения не способен хоть как-то нормально работать, если перестанут работать 75% клапанов (представим это гипотетически). Более того, перестань функционировать в нормальном режиме хотя бы один из клапанов на обычных ДВС, и вы потеряете заметно больше, чем пиковую мощность на высоких оборотах. То есть в плане поломок, если уж что-то произошло с ГРМ, скандинавская технология явно обходит все другие типы моторов.

 

Еще один плюс системы. На революционном двигателе, как утверждают сами инженеры работающие над проектом, невозможна встреча клапанов с поршнями в случае обрыва ремня/растяжения цепи, ведь она здесь просто-напросто отсутствует.

 

Технические нюансы. FreeValve - это более чем полностью изменяемые фазы газораспределения или как?

Двигатели без распредвалов, новая технология, которая изменит автоиндустрию

Если ответить коротко, но по существу, то да, это больше чем двигатель с изменяемыми фазами газораспределения, потому что каждый конкретный клапан может иметь различные «подъемы» как по времени, так и в позиции открытия. Также он (каждый клапан) может открываться и закрываться с разной скоростью изменяя тем самым частоту открытия-закрытия, за этим в онлайн режиме следит система бортовых компьютеров, которая высчитывает необходимый режим хода клапана в соответствии с режимом работы двигателя, и делает это с точностью подъема вплоть до 1/10 (одной десятой) миллиметра.

 

Как видим, приводы (актуаторы) способны делать это с необычайной точностью значительно превосходя показатели работы ГРМ в обычном двигателе.

 

Смотрите также: Зачем менять ремень ГРМ

 

Кстати, сами электроприводы они же актуаторы, самая важная часть разрабатываемого типа мотора. Клапаны при помощи индивидуальных систем приводятся в движение очень часто, до 20 тыс. открытий и закрытий в минуту. Датчики контроля положения клапана зорко следят за происходящим мониторя таким образом положение клапанов, внимание,- это делается 100 тыс. раз в 1 секунду (!!!). Причем привод двигающий клапана не просто электрический, он такого типа, что не выдерживает таких колоссальных нагрузок/скоростей/температур и быстро выходит из строя. В компании "Koenigsegg" вроде бы разработали «пневмогидроэлектрический тип привода». Каждая из стихий, то есть: пневматика, гидравлика и электрика выполняет сугубо свою отдельную функцию. Пневматикой этот клапан открывается, а при помощи гидравлики- закрывается. Его электропривод подает воздух и масло, чтобы в самой системе было необходимое для работы актуатора давление.

 

Этот тип привода подойдет и гоночному мотоциклу и грузовому автомобилю

 

Еще одна экономическая выгода такого двигателя, о которой стоит упомянуть. Применение гидропневмоэлектро-клапанов не требует многочисленности деталей, тем более дорогих и тяжелых. Не нужны ей шестерни ГРМ, крышка ГРМ, цепь ГРМ (или ремень), а также распредвал и даже регулятор давления наддува для турбированных двигателей.

 

Смотрите также: Долговечность и срок службы автомобиля

 

Ввиду всего вышесказанного этот силовой агрегат можно сделать компактнее и легче традиционного мотора.

 

Когда можно будет купить автомобиль с таким двигателем?

Двигатели без распредвалов, новая технология, которая изменит автоиндустрию

Удивительно, но первым автомобилем, который выйдет на рынок и будет оборудован такой безраспредвальной системой, станет не гоночный мощный автомобиль спорткар Koenigsegg, а скорее всего лавры первопроходца достанутся китайской модели авто Quoros 3, с которой шведский "Кенигсегг" заключил договор о сотрудничестве. Доступность значит гарантирована. Пройдет несколько месяцев, год или полтора и на дорогах появятся первые ласточки. Учитывая, что шведы разрабатывали данную технологию начиная с 2000 года, ждать осталось совсем не долго.

 

Koenigsegg One - Новый король скорости

 

На выходе мы получим более тихий и более экономичный эффективный и мощный бензиновый мотор по сравнению с современными аналогами. Надеемся, что реальность нас не разочарует.

Оцените новость:
21.11.16 (17:18)
49 846
Источник — © 1gai.ru
Автор — Eric
Во сколько вы чаще просыпаетесь?

Новостная рассылка


Рассылка анонсов статей производится каждый понедельник