Değişken sıkıştırma oranı çok güçlüdür, Mazda ne yapar ve Porsche ne yapar?
Milli bayram tatilinde 86'yı Xiamen'e sürdüm.Bu arabanın çok gürültülü ve çalkantılı olmasına ek olarak bir başka sorun da 98 numaralı ince taneli bir benzin istasyonu bulmak zorunda olmasıydı, aksi takdirde depoyu vurup çalardı.
Bu sorunun nedeni de basit: motorun sıkıştırma oranı çok yüksek, 12.5: 1 kadar yüksek ve tembel Japon, 86'nın ihraç versiyonunu Japonya'daki yerli yakıt oktan sayısına göre kalibre edilen ateşleme ilerleme açısına geri döndürdü. Belki de 100 # benzinin tüm dünyada popüler hale geldiğini düşünüyorlar.
Sıkıştırma oranı terimi söz konusu olduğunda, arabalarla ilgilenen herkesin buna aşina olması gerekir. Bir silindirin toplam hacminin yanma odasının hacmine oranını ifade eder Ters oranına genleşme oranı da denir. Sıkıştırma oranı ne kadar büyükse, her damla benzinin enerjisini sıkıştırmaya o kadar yardımcı olur.
Can sıkıcı olan, benzinin kimyasal olarak aktif bir karışım olmasıdır, biraz daha fazla basınç uyguladığınızda patlar ve ideal homojen yanma durumunu yok eder. Bu sırada "vuruntu" meydana gelir. Bu durum özellikle yüksek motor yükleri altında ortaya çıkmaya eğilimlidir. Geleneksel pistonlu içten yanmalı motorun göbeğinin içindeki geometrik yapı değiştirilemediğinden, bir motorun sıkıştırma oranı genellikle rahimde sabitlenir. Motorun emdiği yağ ve hava miktarı, farklı çalışma koşulları altında farklıdır. Sabit bir sıkıştırma oranı, motoru her zaman en iyi durumda tutmamaya yöneliktir. Mühendisler performans ve stabilite arasında ne kadar sıkı bir denge bulmaya çalışırlarsa çalışsınlar, günümüz motorlarının çoğu, yüksek hız ve yüksek yük koşullarında vuruntuyu bastırmak için hala çaresiz aşırı enjeksiyon yöntemine güvenmek zorundadır.
Neyse ki, tarihte dünyayı değiştirmek isteyen birçok akıllı insan oldu. 1880'lerin başlarında, James Atkinson adlı bir İngiliz, ısıl verimliliği artırmak için içten yanmalı motorların sıkıştırma oranı ve genleşme oranı hakkında kafa karıştırmayı düşündü. Sıradan bir dört zamanlı benzinli motorun sıkıştırma oranı, genişleme oranına eşittir ve bu çalışma moduna "Otto çevrimi" denir. Yılın teknolojisinin sınırlamaları nedeniyle, sıkıştırma oranını değiştirmek gerçekçi değildir, bu nedenle Atkinson, çalışma strokunu emme strokundan daha uzun hale getirmek için karmaşık bir bağlantı mekanizması tasarlayarak genişletme oranını sıkıştırma oranından daha büyük hale getirir. Bu, geleneksel operasyonu bozar. Yöntem "Atkinson Cycle" olarak adlandırılır. Bu teknoloji, motorun sıkıştırma oranını değiştirmemiş olsa da, mevcut ana akım değişken sıkıştırma oranlı motorun temel sırrı ısıl verimliliği arttırmaktır ve doğum zamanı, tanınan otomobil icat zamanından bile öncedir, bunu beklemiyordum!
Yüzlerce yıllık geliştirmeden sonra, modern Atkinson döngüsü / Miller döngüsü (1947'de Amerikalı mühendis RH Miller, eski Atkinson'ın kafasını sallamak için 20. yüzyılın teknolojisini kullandı ve bir yenisini icat etti. Sıkıştırma oranından daha büyük bir genleşme oranına ulaşmanın yolu, Atkinson döngüsü ile hemen hemen aynıdır) genellikle giriş valfinin açılma süresini aşırı uzatarak veya kısaltarak çalışır. Günümüzün değişken valf zamanlama teknolojisi, Atkinson döngüsü / Miller döngüsünü ve Otto döngüsünü kolayca değiştirebilir.
Mazda SKYACTIV, son yılların en ilgili değişken sıkıştırma oranı teknolojisi olarak kabul ediliyor. Temel prensibi, Miller / Otto çevrimi arasında motorun kesilmesi için elektrikli değişken valf zamanlamasını kullanmaktır. Böylece, düşük ve orta hızlarda termal verimliliği iyileştirir ve güç performansını iyileştirir.
Chuangchi Blue Sky'ın 13: 1 sıkıştırma oranı çok yüksek ve aynı zamanda düşük dereceli benzine de adapte olabilir. 86'yı Atez 2.0'a nakletmek istediğim için çok kızmıştım.
Çoğu durumda SKYACTIV, Miller döngü modunda çalışır. Giriş stroku sona erdikten sonra, giriş valfi gecikmeli olarak kapanır ve piston, krank mili tahriki altında yukarı doğru hareket eder ve silindire emilen karışık gazın bir kısmı tekrar emme manifolduna boşaltılır. Giriş valfi kapatıldığında, sıkıştırılmış hava-yakıt karışımı, giriş stroku sırasında solunan hava-yakıt karışımından daha azdır, sıkıştırma oranı gizlenerek azalırken, genleşme oranı değişmeden kalır.
Basitçe söylemek gerekirse, Miller döngüsünün altındaki Chuangchi Blue Sky motoru, silindire emilen karışıma uygulanacak daha fazla iş gerektirir ve yanma ile açığa çıkan ısı, pistonu emildiği zamankinden daha aşağı iter. Bu nedenle termal verimlilik Önemli ölçüde terfi etti. Aynı zamanda, uzun stroklu tasarım, düşük hızlarda pompalama kaybını iyileştirmeye ve düşük torku iyileştirmeye de yardımcı olur.
Atkinson döngüsü motorunun gücünün çalışmayacağını varsaymayın. Çünkü yüksek yük altında, motor, emme gecikme açısını azaltarak, yanma için silindire daha fazla karışık gazın girmesine izin vererek ve güç çıkışını artırarak Otto çevrimine geri dönecektir.
Aslında, 21. yüzyılın ilk on yılında, diğer otomobil üreticileri benzer teknolojileri çoktan seri üretime soktular. Örneğin, Honda'nın 8. nesil Civic'in R serisi motoru ve eski Fit'in L15A serisi, sıkıştırma oranını düşürmek için karışımı tersine çevirmek için i-VTEC kullanıyor. Toyota'nın 1NR-FKE ve 6AR-FSE'si de bu prensibi geniş açılı değişken valf zamanlama mekanizmaları VVT-iE ve VVT-iW aracılığıyla uyguluyor. Sadece farklı propaganda stratejileri nedeniyle halk, bunun Mazda tarafından icat edilen bir yenilik olduğu yanılsamasına sahip.
Son analizde, ters itme ve karşılıklı kesmenin sıkıştırma oranını değiştirmenin nispeten basit yöntemi temelde motorun ısıl verimini iyileştirmeyi amaçlamaktadır. Diğer daha aşırı değişken sıkıştırma oranı teknolojileri de vardır: Motorun iç geometrisini değiştirerek yanma performansını tam hız aralığında optimize etmek isterler. Saab, marka şu anda üç metre boyunda olmasına rağmen, bu tür teknolojinin öncülerinden biridir.
Saab, 198X'te kendi değişken sıkıştırma oranı konseptini ortaya attı ve deneysel bir makine yaptı. Kendi işini yapan bu İsveçli otomobil fabrikası, Geek teknolojisini Saab Değişken Sıkıştırma (SVC) motoru olarak adlandırdı. Eh, isim çok açık ve yaratıcılıktan yoksun, ama şeyin kendisi son derece yaratıcı.
SVC motorunun eksantrik bir eksantrik mili vardır. Bu şaft valfı itmek için kullanılmaz, amacı motoru aşağı itmektir.
Eksantrik eksantrik mili, birkaç bağlantı çubuğu vasıtasıyla silindir gövdesine bağlanır.Döndüğünde, silindir gövdesi de bağlantı çubuklarının tahrikinde farklı derecelerde eğilir ve yanma odasının hacmi de buna göre değişir. Sıkıştırma oranındaki değişiklikler.
Eksantrik kam tarafından tahrik edilen silindir, maksimum 4 ° eğim üretebilir ve buna bağlı olarak sıkıştırma oranı, maksimum 14: 1 ile minimum 8: 1 arasında değişebilir. Düşük ve orta hızlarda, Lutz süper şarjlı SVC motoru yüksek bir sıkıştırma oranında çalışır; yüksek hızlarda, yüksek sıcaklık ve yüksek basıncın neden olduğu vuruntuyu bastırmak için sıkıştırma oranı düşürülür.
Bununla birlikte, silindir eğimini sağlamak için motorun üst ve alt parçalara bölünmesi gerekir. Tüm makinenin soğutma ve yağlama sistemi de ikiye bölünmeli, bu da aşırı karmaşık bir yapıya neden olur. Aynı zamanda, bu "bükülen" motorun güvenilirliği de bir muammadır. Ne yazık ki, Sabo okuldan çıkıp ölmeden önce bu engelleri aşacak vakti olmamıştı.
Geçen yıl Paris Motor Show'da Infiniti, gerçek bir değişken sıkıştırma oranlı motor getirdi: VC-T 2.0T. VC-T, Değişken Sıkıştırmalı Turboşarj'ın kısaltmasıdır. Eh, hala yaratıcılığım yok.Mühendislik eğitimi almak sıkıcı.
Aslında, bu VC-T motoru temelde Nissan tarafından 2005 yılında piyasaya sürülen değişken sıkıştırma oranlı VCR motorla aynıdır, ancak fazladan bir turbodur. On yıldan fazla bir süredir heykeltraşlıktan sonra Nissan, bu teknolojinin seri üretime hazır olduğunu hissediyor.
Bu motorun sıkıştırma oranını değiştirme şekli biraz Saab'ınkine benziyor, ancak açıkça çok daha karmaşık ve daha güvenilir görünüyor.
Resimdeki bağlantı çubuklarının karmaşası, sıkıştırma oranını değiştirmek için kullanılan kısımdır. Tahrik motoru dönerek külbütör kolunu, dönen şaftı ve alt biyel kolunu hareket ettirerek ortadaki birden fazla biyel kolu eksen olarak krank mili ile bükülür. Pistonun üst ölü merkezi değiştirildiğinde, yanma odasının hacmi doğal olarak buna göre değişir, böylece sıkıştırma oranı değişir.
Saab SVC gibi, bu VC-T de sıkıştırma oranını 8: 1 ile 14: 1 arasında ayarlayabilir. Ekonomik modda, verimliliği artırmak için yüksek bir sıkıştırma oranı kullanılır; güç gerektiğinde, sıkıştırma oranı vuruntuyu kontrol etmek için azaltılır, böylece türbin daha serbestçe üflenebilir.
İtme-çekme bağlantısı kullanışlı olmasına rağmen, biraz fazla yetersizdir. Yani zengin ve güçlü Porsche bunu yapmaz.
Bir zamanlar sadece spor otomobiller üreten bir şirket olarak Porsche, verimliliği artırmak için değişken sıkıştırma oranları kullanma zahmetine giremez. "Babanızın termal verimliliğinize, çevre korumanıza, yakıt ekonominize vb. İhtiyacı yok."
Şekilde gösterildiği gibi, Porsche'nin değişken sıkıştırma oranı mekanizması açıkça daha karmaşıktır. Aynı zamanda kendi turboşarjlı motorunun performansını iyileştirmek için tasarlanmıştır. Stuttgart'lılar doğrudan bağlantı çubuğunun içine iki küçük hidrolik silindiri yerleştirdiler.İki piston, küçük bağlantı çubuğunu başlarının üzerine iter ve çeker, üstündeki eksantrik burçlu külbütör kolunu sola ve sağa döndürmek için hareket ettirir ve eksantrik olarak monte edilmiş piston pimi bununla birlikte dönebilir. Bu, biyel kolunun uzunluğunu değiştirmeye ve dolayısıyla sıkıştırma oranını değiştirmeye eşdeğerdir.
Bununla birlikte, bu resimdeki şeyler hala geliştirme aşamasındadır ve Porsche'nin bunu toplu olarak üreteceğine dair güvenilir bir haber yok gibi görünüyor, ancak bu, kelime sayısını telafi etmek için bu teknolojiyi yazmamı engellemiyor.
Atkinson döngüsü veya Miller döngüsünü elde etmek için sıkıştırma oranını kullanan Chuangchi Lantian'ın aksine, Saab, Nissan ve Porsche, sıkıştırma oranının anlamını değiştirmek için mekanik bileşenler kullanır ve bunların tümü süper şarj içindir. Yaklaşım esasen farklı olsa da, motoru aşırı doldurmak ve süper şarjı sürekli olarak optimize etmek aslında "verimlilik" teriminin başka bir yorumudur. Dolayısıyla "kendini absorbe etmek adalettir", "turbo zayıflar içindir" demeye gerçekten gerek yok, bunlar sadece farklı teknolojiler hakkındaki önyargılı duygularımız.
