Siyah teknolojinin içi Nissan'ın değişken sıkıştırma oranlı motorunu söküyor
Kolay araç analizi Son yıllarda, tüm otomobil endüstrisi yeni enerji kaynaklarına doğru gelişme eğiliminde olmuştur.İçten yanmalı motorların teknolojisi aynı zamanda sürekli olarak gelişmekte olsa da, çoğu orijinal mekanik yapı üzerinde sürekli olarak optimize edilmiş ve benzeri görülmemiş birkaç yenilikçi teknoloji doğmuştur. Sektörde, "içten yanmalı motorun sonu geldi" sesi bile çıkmaya başladı. Ancak, durum gerçekten bu mu? Nissan, bu yıl 20 yıldır geride kalan "büyük bir hamle" yayınladı ve tüm bunlara hayır dedi!
Nissan bu yıl art arda Infiniti QX50 ve ALTIMA (Teana) değiştirme modellerini piyasaya sürdü.Nissan için bu sadece modelin normal değişimi kadar basit değil, aynı zamanda geliştirmek için 20 yıl harcadığı değişken sıkıştırma oranını da gösteriyor. Motor resmi olarak piyasaya sürüldü Bu "stratejik" motorun avantajları nelerdir? Doğrudan sezgisel sökme işlemine bir göz atalım.
Yeni motorla neler değişti?
Bu yepyeni motor, kod adı KR20DDT'dir ve 2.0L'lik bir deplasmana sahiptir. Tek bir turboşarj kullanır ve Nissanın yeni geliştirilen VC-T değişken sıkıştırma oranı sistemi ile donatılmıştır. Alto döngüsü ve Miller döngüsü arasında geçiş yapın. Yakıt enjeksiyonu açısından, yeni motorda hem direkt enjeksiyon hem de manifold enjeksiyonu var.
Uzun girişe başlamadan önce, bu yeni motorun ilerleyişini kitap verilerinden basit bir tablo aracılığıyla anlayabiliriz.
KR20DDT, yüksek ve düşük güç ayarlamalarına bölünmüştür.Yüksek güçlü versiyon Infiniti QX50 ile donatılmıştır ve yaklaşan yedinci nesil Teana, motorun düşük güç versiyonuyla donatılmıştır. Yukarıdaki şekildeki tablodan, deplasman 3.5L'den 2.0L'ye düşürülse bile, KR20DDT'nin Nissan'ın önceki V6 motoruna yakın bir güç çıkışı elde edebileceğini ve torkun büyük ölçüde iyileştirildiğini görebiliriz. Eski QX50'de Mercedes-Benz ile işbirliği içinde geliştirilen motorla karşılaştırıldığında, daha da kapsamlı.
Kitap verilerindeki gelişmeye ek olarak, yeni motor, aşağıda tek tek bahsedilecek olan güç çıkışı eğrisi ve yakıt ekonomisi açısından bariz iyileştirmeler yaptı ve ardından sıkıştırma oranının tanıtılmasıyla başlayacağım.
Sıkıştırma oranını neden değiştirmelisiniz?
Öncelikle sıkıştırma oranının ne olduğuna bakalım Sıkıştırma oranı, motordaki yanma odasının maksimum hacminin minimum hacmine oranıdır. Yanma odasının minimum hacminin (V1) konumu, şekilde ÜÖN konumu olan üst ölü merkeze kadar uzanan pistondur. Maksimum hacim V1 + V2'nin konumu, şekildeki BDC konumu olan alt ölü merkeze doğru çalışan pistondur.
Sıkıştırma oranının motor performansı üzerindeki etkisi çok açıktır.Yüksek sıkıştırma oranı daha yüksek yanma verimliliği sağlayabilir, ancak belirli çalışma koşullarında benzin erken yanarak motorun çarpmasına neden olur. Mazdanın SKYACTIV-X teknolojisi, benzinin yüksek bir sıkıştırma oranında kendiliğinden yanmaya eğilimli olduğu gerçeğinden yararlanır ve benzin sıkıştırmalı ateşlemeye izin veren bir motor geliştirir, düşük sıkıştırma oranı ise daha yüksek güç ve torka izin vererek vuruntuyu önler. Bazı yüksek beygir gücüne sahip modifiye edilmiş arabalarda, sıkıştırma oranını düşürmek onlar için neredeyse gerekli bir yoldur.
Bu nedenle, sıkıştırma oranı motorun çalışma koşullarına göre sürekli olarak ayarlanabilir ve değiştirilebilirse, motor güç performansını ve yakıt ekonomisini büyük ölçüde iyileştirebilecektir. Ancak yukarıdaki sıkıştırma oranını açıklayan şemadan mekanik mekanizmanın etkisiyle sıkıştırma oranının değiştirilmesinin zor olduğunu görebiliyoruz, ya pistonun stroku sadece değiştirilebilir ya da tüm silindir eksenel olarak hareket edebilir. Sıkıştırma oranının değişimini gerçekleştirebilir.
Nissan, "yengeç yiyen" ilk otomobil fabrikası değil. 1980'ler ve 1990'ların başlarında, Toyota, Saab ve diğer otomobil üreticileri ilgili teknolojileri incelemişlerdi. Teorik olarak uygulanabilir olmasına rağmen, aslında, aşağı yukarı aşikardır. Teknik kusurlar, performans ve güvenilirlik arasında iyi bir denge elde etmek imkansızdır ve mekanik tasarım talebi karşılasa bile, simülasyon teknolojisinin mükemmel olmadığı çağda motor kalibrasyonunun yetişemeyeceği anlamsızdır, bu nedenle otomobil üreticileri içinde değildir. Teknoloji fazlasıyla araştırıldı.
Takipte, kurumlar çeşitli yeni ve kısıtlanmamış uygulanabilir çözümler önermeye devam etseler de, motorun nispeten sert (yüksek sıcaklık, yüksek basınç ve yüksek mukavemet) ortamında, değişken bir sıkıştırma oranının gerçekleştirilmesi teorik olarak mümkün olduğu kadar basit olamaz.
Değişken sıkıştırma oranı elde etmek için basit yapı
Nissan tarafından benimsenen yöntem, değişken bir sıkıştırma oranı elde etmek için bir dizi cihaz ekleyerek pistonun strokunu değiştirmektir. Nissan mühendisleri, krank milinin yanına fırçasız bir motor cihazı taktılar ve bunu bir krank biyel mekanizması ile piston biyeline bağladılar.Motor cihazı farklı açılarda döndüğünde farklı piston vuruşları elde edilebilir. Bu mekanizma ile yeni motor, sıkıştırma oranında 14: 1'den 8: 1'e sürekli kademesiz bir değişiklik sağlar ve sıkıştırma oranını maksimumdan minimuma indirmek yalnızca 1,2 saniye sürer.
Araç, yüksek hızda seyir veya rölantide çalışma gibi düşük yüklü bir ortamdayken, motor A bağlantısını sürmek için saat yönünün tersine ve L bağlantısının yüksekliğini değiştirmek için C bağlantısını döndürür.L bağlantısı orta konektöre bağlı olduğu için bağlantı Koltuğun diğer ucu, bir U bağlantı çubuğu vasıtasıyla pistona bağlanır, böylece pistonun stroku ve sıkıştırma oranı artar. Aracın hızla hızlanması gerektiğinde motor saat yönünde döner, piston stroku kısalır ve sıkıştırma oranı azaltılır.
Basitçe ifade etmek gerekirse, bu motor cihazı, pistona çeşitli bağlantılarla bağlanarak, pistonun farklı hareket vuruşları elde etmesini sağlar. Bu cihaz karmaşık görünüyor, ancak aslında temelde mekanik yapıya dayanıyor.Motor cihazı arızalansa bile, motor, aracı çalışır durumda tutmak için çalışmaya devam edebilir.
Video yükleniyor ...
Motor geniş bir ayar aralığına sahip gibi görünse de, yüksek ve düşük sıkıştırma oranları arasındaki gerçek üst ölü nokta konum farkı sadece 6 mm'dir.Bu nedenle, değişken sıkıştırma oranının mekanik yapı için yüksek hassasiyet gereksinimleri vardır.Bu nedenle Nissan satış yapmayı seçti. Krank milleri, yataklar, burçlar ve diğer basit ortak parçalar değişken mekanizmayı oluşturur. Bu genel amaçlı parçaların imalat sırasındaki toleransları nispeten iyi garanti edilir ve çalışma sırasındaki dış etkilerden ve sapmalardan kolayca etkilenmezler.
Motor sıkıştırma oranını değiştirdiğinde, piston stroku da belirli bir değişiklik getirecektir.Motor yüksek sıkıştırma oranı durumunda iken, piston stroku 88.9mm ve yer değiştirme 1970cc'dir. Motor düşük sıkıştırma oranındayken, pistonun stroku 90,1 mm'ye, deplasman da 1999cc'ye çıkarılır.
Bu değişken sıkıştırma oranı mekanizması, motorun yalnızca farklı sıkıştırma oranlarında çalışmasına izin vermekle kalmaz, aynı zamanda motorun düzgünlüğünü de iyileştirir.
Dört silindirli motorlar doğal olarak ideal bir dengeli durumda değildir. Bu nedenle, dört silindirli bir motorun krank mili, titreşimi ortadan kaldırmak için genellikle bir denge mili cihazıyla donatılmıştır.Ancak, yeni Nissan motorunda bir denge mili yoktur (krank mili hala bir denge ağırlığına sahiptir) Çünkü değişken sıkıştırma oranı sistemindeki ek krank-bağlantı kolu mekanizması, piston hareketinin neden olduğu ikincil ataleti azaltabilir ve böylece motorun düzgün çalışmasını iyileştirebilir.
Ayrıca yeni motorun güç strokunu dikkatlice gözlemlerseniz, motorun biyel kolunun iş yaparken geleneksel motorun biyel kolundan daha dikey olduğunu fark edebilirsiniz.Bu da pistonun silindir duvarına ve yanal kuvvetinin azaldığı anlamına gelir. Yön kuvveti, sürtünmenin azaltılması ve motorun güç darbesi sırasında mekanik özelliklerle daha uyumlu olması anlamına gelir, böylece motorun verimliliği ve ömrü aynı anda iyileştirilebilir.
Ne zaman ve ne kadar sıkıştırma oranının kullanılacağına nasıl karar verilir?
Bununla birlikte, bu sıkıştırma oranı değişim koşulu sabit değildir. Bugünün arabalarında çok sayıda sensör vardır.ECU, motorun normal çalışmasını sağlamak için emme ve egzoz sıcaklık sensörleri, vuruntu sensörleri vb. Tarafından toplanan verilere dayalı olarak sıkıştırma oranını gerçek zamanlı olarak ayarlayacaktır.
Örnek olarak yakıt doldurmayı ele alalım: Nissan'ın değişken sıkıştırma oranlı motoru 95'in üzerinde benzin gerektirse de, mühendislere göre yakıt 92 eklense bile, motor ateşleme ilerleme açısını, yakıt enjeksiyon zamanlamasını ve sıkıştırma oranını otomatik olarak ayarlayabilir. , Motorun normal çalışmasını sürdürmek için, ancak güç ve yakıt ekonomisi azalacaktır.
Bu yepyeni VC-TURBO motor, Nissan'ın yeni nesil teknolojisinin kristalleşmesidir.Nissan, doğal olarak tüm temizlik becerilerini kullanır.Aracın yüksek sıkıştırma oranları altında normal çalışmasını sağlamak için, motor ayrıca "çift enjeksiyon" ile donatılmıştır. Sistem ve sürekli değişken zamanlama sistemi ve diğer gelişmiş teknolojiler, ancak önce değişken sıkıştırma oranı mekanizmasının ayrıntılarını tanıtalım.
Yağ pompası, farklı sıkıştırma oranları altında yağ basıncı gereksinimlerine karşılık gelen iki aşamalı basınç ayarlı değişken bir akış tasarımına sahiptir. Örneğin, motor yüksek hız ve düşük sıkıştırma oranı olduğunda, yağ pompası daha iyi yağlama etkisi elde etmek için yağ basıncını artırabilir ve böylece motoru korur. Yük düşük ve sıkıştırma oranı yüksek olduğunda, yağ pompası yağın basıncını düşürebilir, bu da yağın motora karşı çalışma direncini azaltır.
Aksine, ani hızlanma gibi yüksek yük koşulları altında, soğutma sıvısı sırayla yağın ısısını alabilir ve böylece motorun çalışma sıcaklığını düşürebilir.
Bu bileşen basitçe akıllı bir termostat olarak anlaşılabilir.VC-TURBO motor aynı zamanda entegre bir egzoz manifoldu tasarımı kullandığından, soğutma kanalının bir kısmı onu soğutmak veya ısınmak için kullanmak üzere egzoz manifoldundan geçecektir. Motor zamanı, soğutucunun hızlı bir şekilde ısınmasına izin verir. Bu sırada, akıllı termal denge yönetim sistemindeki çok döngülü kontrol valfi, soğutma kanalının ne zaman açılması ve ne zaman kapatılması gerektiğini hassas bir şekilde kontrol ederek bu parçayı bağımsız olarak kontrol edebilir ve böylece motorun çalışmasını stabilize edebilir. sıcaklık.
Emme tarafındaki eksantrik mili zamanlama regülatörü elektrikli bir tasarımı benimser ve egzoz tarafı geleneksel bir hidrolik tasarımı benimser.Nissan mühendislerine göre bunun nedeni, motorun emme zamanlamasının daha hassas bir şekilde ayarlanmasını, egzoz ise Hava zamanlama ayarı nispeten daha az zahmetlidir, bu nedenle maliyet açısından, emme tarafında yalnızca elektrikli eksantrik mili zamanlama ayarlayıcıları kullanılır.
VC-TURBO motorun ateşleme modu esas olarak silindir içi direkt enjeksiyondur ve manifold enjeksiyonu sadece düşük yük koşullarında kullanılır.Mühendise göre, bu esas olarak motor emisyonlarının ısınma koşullarında standardı karşılamasını sağlamak içindir. Aynı zamanda karbon birikintilerini de azaltabilir.
Bu işlemde, işleme makinesi önce sadece 0,2 mm kalınlığındaki silindir bloğunun iç kısmına özel bir metal tabakası püskürtür ve daha sonra silindir bloğunun içini süper bitirmek için silindirin görünmesini sağlamak için sonraki "ayna" işlemiyle birlikte çalışır. Işığı ayna gibi yansıtır, bu da mukavemeti sağlarken sürtünmeyi azaltır. Bu nedenle, VC-TURBO motorda geleneksel bir silindir gömleği tasarımı görmeyeceğiz. Bu teknoloji ilk olarak Nissan spor otomobili GT-R'ye uygulandı.
Isıl iletkenliğin iyileştirilmesi, silindir deliği duvarının sıcaklığını da önemli ölçüde azaltabilir, böylece motor, yüksek yük koşullarında aşırı su sıcaklığına eğilimli olmaz ve bu teknolojinin, motorun ısıl verimliliği üzerinde fazla bir etkisi olmayacaktır. VC-TURBO motorun ısıl verimi% 38-39 arasına ulaşır.
Peki bu motorun gerçek standardı nedir?
Video yükleniyor ...
Hızlandırılmış performans karşılaştırması Modeli 0-100 km / s hızlanma süresi 2019 model Teana 2.0T6.7 saniye 2017 Audi TT Coupe 45 TFSI 6.4 saniye 2016 Cadillac ATSL 6.4 saniye 2015 Ford Focus ST 6.5 saniye 2018 Volkswagen Golf GTI 6.9 saniye 2018 Ford MUSTANG 2.3T 7.1 saniyeHızlanma sonuçlarından Teana'nın Accord, Camry, Magotan ve diğer eski rakiplerini aynı seviyede geçtiğini görebiliyoruz.Ford Mustang ve Golf GTi gibi giriş seviyesi performans arabalarına kıyasla daha aşağı değil hatta geride kaldı. , Bu aynı zamanda, bu değişken sıkıştırma oranlı motorun yandan güçlü performansını ve Teana üzerine monte edilmiş tek muhafazakar düşük güç versiyonunu da gösteriyor.
Yazar, iki gün boyunca kısaca yeni nesil Teana'yı kullandı: Beni her zaman gülümsetebilecek mükemmel güç çıkışına ek olarak, en hoş sürpriz yakıt tüketimi performansı. Temel olarak, pist ortamı haricinde, 100 kilometrede 9L'den fazla yakıt tüketimi sürmek sizin için zordur. ECO modu ve iyi sürüş alışkanlıklarıyla, normal yol koşullarında 6L'nin altındaki yakıt tüketimine kolayca ulaşabilir.
VC-TURBO'nun iyi yakıt ekonomisi, güç performansı deneyiminden ödün vermeden tamamen mükemmel mekanik tasarımına bağlanır ve garip dişli kutusu vites değiştirme mantığına güvenmeden, güç performansı ile yakıt ekonomisi arasında başarılı bir şekilde bir denge kurmuştur. İki denge.
Geleceğe bakış
Demontaj olayının yapıldığı gün Nissan ayrıca Japon mühendislerle bir soru-cevap seansı düzenledi. Bu oturumda Japon mühendisler, Nissanın değişken sıkıştırma oranı teknolojisi için gelecekteki pek çok beklentisini ortaya çıkardı ve tüketicilerin daha çok ilgilendiği bazı soruları yanıtladı. Şu soruların yanıtlarını sıraladım:
1. Nissan, gelecekte değişken sıkıştırma oranı teknolojisini geliştirmeye devam edecek ve motorun ısıl verimini% 45'e çıkarmaya çalışacaktır. Ortaya çıkan mevcut konsept, pistonun strokunu artırmaktır.
2. Nissan'ın şu anda üç silindirli ve altı silindirli değişken sıkıştırma oranlı motorlar geliştirme planı yok ve mevcut dört silindirli motorlarda yer değiştirmeyi azaltma veya artırma planı yok.
3. Nissan mühendisleri, diğer markaların turboşarjlı motorlarında sıklıkla görülen son "artan yağ" fenomenine yanıt olarak, Motorun soğuk şartlara uyarlanabilirliği, geliştirme aşamasında, eksi 30 derece gibi aşırı soğuk alanlar da dahil olmak üzere tam olarak düşünülmüş, yeterli deney ve değerlendirmeler de yapılmıştır. Ek olarak, sadece soğuk bölgelerde değil, motorun kendisi de 3 milyon kilometreden fazla eşdeğer yol testinden, 30.000 saatten fazla tezgah testinden (5 milyon kilometre yol testine eşdeğer), yüksek sıcaklık, yüksek soğuk ve plato dahil olmak üzere test edildi. Ve diğer bölgeler, yeterli test ve değerlendirme yaptı.
Tam metin özeti: Geçtiğimiz birkaç on yılda, Nissan tarafından geliştirilen motor hakkında her zaman konuşuldu ve birçok kez Ward'ın ilk on motoru olarak seçildi. Son yıllarda, Nissan'ın araştırma ve geliştirme hızı biraz yavaştı, ancak bu sefer değişken sıkıştırma oranlı motorun piyasaya sürülmesi nihayet Nissan'ın yıllar içinde içten yanmalı motora bağlı kalma çabalarını görmemizi sağlıyor.
Yerli tüketiciler için, Nissanın çalışmaları artık ulaşılamayacak durumda değil. Bu yepyeni motor, Dongfeng Nissanın Zhengzhou fabrikasında yerel olarak üretilecek ve bu yıl 18 Aralıkta piyasaya sürülecek yedinci nesil Teanada donatılacak. O zaman, modelin motor versiyonu cazip bir fiyata sahip olabilir, böylece daha fazla tüketici değişken sıkıştırma oranı teknolojisinin zarafetini deneyimleyebilir.
