Mühendis, VC-TURBO süper değişken motordan bahsediyor: Teana gerçekten içten yanmalı motor trendine öncülük ediyor
Orta-üst düzey Japon otomobillerinin "Demir Üçgen" inin bir parçası olarak Teana, Nissan Çin'in her zaman temel direği olmuştur. Bu nedenle, yeni Teana geç gelmesine rağmen, biri çok önemli iki teknolojik yenilik getirmiştir. Teana modellerinin tarihinde hiç görülmemiş bir "şiddetli" süper şarjlı motor. Elbette, tüketicilerin anlamasını kolaylaştırmak için Dongfeng Nissanın "değişken sıkıştırma oranı" gibi temel mühendislik terimlerini "süper değişken motor" gibi pazarlama ifadelerine çevirmesi, genel tüketicilerin anlayışına daha uygun olabilir.
Son zamanlarda, motorun evrim geçmişini özetliyordum Aslında, Alto çevrim motorunun temel yapısının çok fazla değişmediğini, daha fazla elektrikli parçanın eklendiğini ve giderek daha fazla parçanın değişken teknolojiler eklediğini görebiliyorum. . Örneğin, farklı hızlarda valf zamanlamasının ilerlemesini ve gecikmesini ayarlayabilen giriş valfi zamanlaması değişkendir ve ardından valf kaldırma daha sonra da ayarlanabilir.
Örneğin: Honda, küçük yük altında yuvarlanma akışını ve ağır yükün daha yüksek havalandırma verimliliğini dengelemek için iki aşamalı ayarlanabilir bir kaldırma teknolojisi kullanıyor. Sonraki evrimde Nissan, daha fazla pompalama kaybını ortadan kaldırmak için gaz kelebeğinin düşük yük altında daha fazla açılıp kapanmasını sağlamak ve ardından ağır yük altında daha fazla kaldırma elde etmek için valf kaldırmasını kademesiz ayarlanabilir hale getirdi. "Derin nefes almanın" farkına varın. Diğer bir örnek, daha iyi termal motor etkisi ve ekonomi elde etmek için silindir bloğu ve silindir kafası üzerinde aktif olarak termal yönetim gerçekleştirmek; motora doğrusal olarak değişken bir yağ pompası eklemek, böylece motorun yüksek yük altında fazla enerjiyi boşa harcamamasıdır.
Tüm "değişken", sadece değişmeyen bir arayış içindir - yani, güçten ödün vermeden daha iyi ekonomi elde etmek içindir. Gaz dağıtım sistemi, yağlama sistemi, soğutma sistemi, ateşleme sistemi, yakıt enjeksiyon sistemi vb. Muazzam bir evrim geçirdi ve sadece piston-bağlantı kolu kombinasyonu, 100 yıldır Alto tarafından tasarlanan dört zamanlı motoru gerçekten yenemedi. Prototip aynı.
Bu resim, Alto'nun Şangay Anting Otomobil Müzesi'nde çekilmiş dört zamanlı içten yanmalı motorunun mühendislik çizimidir. Bugün motorlarımız hala Alto döngüsünü kullanıyor çünkü Alto çevrimi bunu gerçekleştirmek için yeterli mühendislik birikimine sahip ve Alto çevrimi sabit bir sıkıştırma oranına sahip olduğundan, mekanik yapı çok karmaşık görünmüyor.
Alto çevriminde, sıkıştırma oranının artırılmasının teorik termal verimlilik değerini artırabileceğini biliyoruz, ancak yakıtın kendisinin fiziksel özelliklerinden dolayı aşırı yüksek sıkıştırma oranı motor vuruntusuna neden olabilir. Aynı zamanda motor prensibi bize motor vuruntusunun düşük hızda ve yüksek yük aralığında meydana gelebileceğini söyler.Sabit sıkıştırma oranına sahip motorlar için bu tür çalışma koşulları sadece ateşleme ilerleme açısını azaltarak vuruntuyu azaltabilir. Elbette, şu anda motorun sıkıştırma oranını düşürmek de mümkündür, ancak aslında hiçbir motor bunu yapamaz
Çünkü değişken sıkıştırma oranı çok doğru bir teori, ancak bunu gerçekleştirmek için çok yüksek bir mühendislik şeması gerekiyor.
Aslında, değişken sıkıştırma oranı konseptinin önerilmesinden bu yana geçen yaklaşık yüz yıl içinde, değişken sıkıştırma oranı motoru, karmaşık teknolojisi nedeniyle daha önce mühendislik laboratuvarında sıkışıp kalmıştı. Bu nedenle, Toyota, Volkswagen ve Mazda gibi şirketler, yakıt ekonomisini çözmek için yakıt tüketimini azaltmak için güçten fedakarlık etmek zorunda kalıyorlar. Bununla birlikte, yakıt tüketimindeki azalma güç çıkışını kaybetti ve sürüş ilgisi sürekli olarak azaldı, bu da mevcut arabaları giderek daha sıkıcı hale getiriyor.
Aslında birçok insan teorik yeniliğin zor olduğunu bilir, ancak aslında mühendislik de çok zordur. "The Big Bang Theory" 'de Sheldon, Howard'la olan her tartışmayı kazanabilir, ancak Howard bilimi hayata geçiren kişidir. Temsil ettiği mühendis grubu, teori ile pratik arasındaki mühendislik zorluklarının üstesinden gelir. Nissan "Howard" dır Değişken sıkıştırma oranı öneren ilk şirket değil, ancak değişken sıkıştırma oranlı motor üretimini seri üretime sokan ilk şirkettir. 2016 itibariyle Nissan, değişken sıkıştırma oranlı motorların mühendislik teknik zorluklarını aşmıştı.
VC-TURBO'nun özü nerede: Bağlantı kolu yapısını önemli ölçüde değiştirin
Nissanın değişken sıkıştırma oranı teknolojisi geliştirme çabaları yirmi yıl öncesine kadar izlenebilir. Nissan o sırada zorluklarla karşılaşsa da, motor teknolojisinin zirvesindeki "elmas" ı kazanmayı umarak motor mühendisliği alanında birinci sınıf yatırımlar yapmakta ısrar etti. . 1998'den başlayarak, Nissan 20 yıl sürdü ve 20 milyar ABD doları harcadı. Temel araştırma, uygulama geliştirme, ileri geliştirme ve seri üretim geliştirmenin dört aşamasından geçtikten sonra nihayet minyatürleştirme, güvenilirlik ve güvenilirlik dahil olmak üzere değişken sıkıştırma oranı teknolojisini geçti. 2018 yılında şirket, dünyanın ilk ve tek değişken sıkıştırma oranı teknolojisine sahip motoru, KR20DDT kodlu 2.0L VC-TURBO motorunu seri üretilen araçlarda başarıyla piyasaya sürdü.
Bu VC-TURBO motor şüphesiz yenilikçidir ve uyguladığı teknik teori karmaşık olmamasına rağmen, mekanik bağlantı kombinasyonunun değişen yüksek sıcaklık ve yüksek basınç yükleri altında kararlı bir şekilde çalışması kolay değildir. .
Bu VC-TURBO krank mili bağlantı kolu cihazının şematik diyagramı aşağıdaki gibidir:
Fiziksel resim ve şematik diyagram
O noktasının krank milinin dönme merkezi olduğu ve asla hareket etmeyeceği görülebilir Benzer şekilde kumanda koluna takılan C0 noktası hareket etmeyecek ve sürücü üzerindeki H0 noktası da hareket etmeyecektir. M1 M2 L1 A1 A2 koordinatları hareket ediyor.
C noktası ayrıca krankın uzunluğu için sabit bir değerdir ve C'nin yay yörüngesi de sabit bir değerdir ve M1'in hareketi ve M2'nin hareketi görecelidir ve ilişki bir "tahterevalli" ile biraz benzerdir. M1 hareket yörüngesi büyüktür, bu durumda M2 hareket yörüngesi küçüktür, bu düşük bir sıkıştırma oranıdır; M1 hareket yörüngesi küçükken, M2 hareket yörüngesi büyüktür ve bu yüksek bir sıkıştırma oranıdır.
VC-TURBO motoru, M1'in yörüngesini ayarlayarak M2'nin yörüngesini değiştirmeye zorlar M1'in yörüngesi Düşük bağlantıdaki L1 noktasına bağlıdır, çünkü her ikisi de aynı kısımdadır, Düşük bağlantı ve L1 saat yönünde gider. , M1 noktasının yörüngesi küçük. L1'in yörüngesi A1 noktası tarafından kontrol edilir.L1 ve A1 aynı kısımda, kontrol şaftı üzerindedir. A1 noktası saat yönünde döndüğünde, L1 saat yönünde döndürülecektir A1 noktasının yörüngesi A2 noktasının yörüngesine tabidir. A1 ve A2 aynı Aktüatör kolu üzerindedir ve A2, H0 etrafında döner. Dişliler tarafından tutturulmuş, H0'da bir tane var HARMONIC DRIVE (harmonik redüksiyon dişlisi), M2 yörüngesinin kontrolünü sağlamak için bu sürücü aracılığıyla.
basit ifadeyle--
Küçük sıkıştırma oranı elde edilirse, yol şu şekildedir: Ho, A2'yi saat yönünde döndürmek için saat yönünde döner, A2'yi saat yönünde döndürmek için A1'i alır ve A1 ile aynı bileşen üzerindeki L1 noktası saat yönünde döner. M1'in yörüngesi büyükse, M2'nin yörüngesi küçük.
Büyük bir sıkıştırma oranı elde etmenin yolu şudur: Ho, A2 sürücüsüne saat yönünün tersine dönmesi için saat yönünün tersine döner, A2, A1'i saat yönünün tersine çevirir ve A1 ile aynı bileşen üzerindeki L1 noktası saat yönünün tersine döner. M1'in yörüngesi küçükse, M2'nin yörüngesi Büyük.
Düşük sıkıştırma oranının şematik diyagramı - sıkıştırma oranı 8 olduğunda
Yüksek sıkıştırma oranı diyagramı - sıkıştırma oranı 14 olduğunda
Değişken sıkıştırma oranının getirdiği teknik özellikler sayesinde, parametreler açısından, maksimum 380N · m tork ve 185kW maksimum güç - sadece 2.0L deplasmanlı VC-TURBO, özellikle aynı seviyeyi aşan güçlü bir güç çıkışına sahiptir. Maksimum tork, genel bir dizel motorun seviyesine yakın olan 190NM / L'lik bir tork ile çok dikkat çekicidir. Modelin dinamik performansına yansıyan bu güç aktarma organına sahip yeni Teana'nın 100 kilometreden hızlanması için sadece 6.42 saniyeye ihtiyacı var.
Bir yanda duygusuz haslık, diğer yanda uykuda olan yakıt tüketimi
Şimdi, zorlu mekanik teoriyi atlayalım ve Tianlai'nin bu güç aktarma organını dünyanın en gelişmiş motor teknolojisi ile yükledikten sonra gerçek deneyiminde ne tür bir performansa sahip olduğunu görelim.
Başladığımda, bana verdiğim ilk şey işitsel geri bildirim oldu: benzersiz rölanti sesi, Japon üreticilerin alışılmış nazik tarzı gibi değil, daha çok Avrupalı üreticilerin kaba ve güçlü rölanti sesine benzeyen güçlü bir sestir. Wuhan Wenjin Dağı'nda, bu 2.0L VC-TURBO motor, dağ yolunun iniş çıkışlarını hiç önemsememenizi sağlar ve bol miktarda güç rezervi, uzun ve dik yamaçları fethetmek için gökyüzünü kolayca çekebilir. Basitçe ifade etmek gerekirse, bu güç sistemi yoğun bir şekilde sürerken "mantıksız bir şekilde hızlıdır".
Yokuş aşağı yokuşun dibine doğru kaydıktan sonra, gaza basıldı ve motor tamamen çalıştırıldı. Güç çalışma moduna girdiğinde, önce güçlü ses yükselecek ve hazırlanan hız oranı güç aktarımını devralacak, sesi bir mancınık gibi yapacak ve arabanın önü tüm arabayı yokuşun tepesine doğru çekecek. Bu motorun biraz özel olduğunu söylemeliyim, sesinin diğer motorlardan biraz daha tını olduğunu her zaman hissediyorum - diğer motorlar bir tambursa, bir tambur seti gibi.
Aynı zamanda, yedinci nesil Teana'nın CVT şanzımanı da spor için optimize edildi.Örneğin, AT vites kutusunun vites yükseltme hissini simüle ediyor, böylece hız kırmızı çizgi alanına koşuyor, vites oranı düşürülüyor ve ardından hızlanmaya devam ediyor, böylece araç yoğun bir sürüşe sahip oluyor. AT dişli kutusunun ritmi. Şüphesiz, Nissan'ın CVT alanındaki teknolojik tekeli takdir edilmeye değer.Yolda hızlanmak 380N · m'nin tekerleklere tam olarak aktarılmasına izin vererek önceki CVT dişli kutusu tarafından sağlanan yük kaydını aşabilir.
Bununla birlikte, lastiklerin güçsüzlüğü ve önden çekiş düzeni nedeniyle, Teana hareketsizken başladığında, acele ettikten sonraki 1-2 saniye beklendiği kadar hızlı değil, ancak güç 60 km / s'yi aştığında, üzerinde oturmak gibi. Rockets gittikçe hızlanıyor, o kadar hızlılar ki hiçbir duyguları yok.
Ek olarak, Dongfeng Nissan tarafından sağlanan plato testi verilerine göre, bu değişken sıkıştırma oranlı süperşarjlı motor, 3500m, 4700m ve 5200m'lik üç farklı plato irtifasında 0-60km / s hızlanma testlerine tabi tutulmuş, ardından 5.33s, 6.26s ve 6.55. S hızlanma performansı, tüm güç aktarım mekanizmasının plato uyarlanabilirliğini yansıtır.
Yüksek güç çıkışı ve hızlı çalışma elde etmek zor değil. Ford ve GM yüksek güçlü 2.0L motorlara sahip. Ancak zor olan, sadece yüksek güçte değil, düşük yakıt tüketiminin nasıl elde edileceğidir. Her ikisi de".
Bu motor, sıkıştırma oranına ek olarak 14-8 arasında sürekli değişken olabilmekte, Atkinson döngüsüne de katılmıştır. Bu nedenle, Atkinson döngüsüne sahip tüm motorlar gibi, genişleme oranı, tam bir ekonomik yönelim olan küçük yük altındaki sıkıştırma oranından daha büyüktür. Ekonomi ne kadar iyi? Her neyse, bir gece seyahat ederdim ve tüm yakıt tüketimi 6.7L civarındaydı ki bu, her an 100 kilometre koşabilen ve 7 saniyede hızlanabilen bir otomobil için şüphesiz çok ekonomik.
Başka bir deyişle, Nissanın "yüksek beygir gücüne sahip kanepe" konseptimiz hala VQ35 çağındaysa, o zaman turboşarjlı motor çağında, bu KR20DDT 3.5L V6 motorun halefidir - VQ35 ile aynı beygir gücü çıkışına sahiptir. Ancak VQ35 ile karşılaştırıldığında yakıt ekonomisinde% 27'lik bir gelişme var.
Özellikle günlük olarak kullandığımız, 50N · m-100N · m civarında kullandığımız düşük yük aralığında, yakıt ekonomisi büyük ölçüde iyileştirilmiştir, bu da tamamen içten yanmalı motorlarla elde edilen yüksek verimliliktir.
Ekonomi açısından mevcut karmaşık güç aktarma organı rekabet ortamıyla karşı karşıya kalan Toyota Hybrid ve Accord Hybrid, yakıt açısından en iyi çözümlerdir, ancak hibrit sistemler genellikle yüksek termal verimli motorlar için eksiksiz bir Atkinson döngüsü kullanır. , Motor art yakıcı önermesi altında bile, hızlanma performansı baskın değildir. Bu nedenle, bu Nissan VC-TURBO motorunun önemi, bir hibridinkini çok aşan bir güç performansına sahip olmasıdır - hızlanma açısından, Accord hibridden 1 saniye daha hızlı ve Camry hibritinden 2 saniye daha hızlıdır - ve buna sahiptir. Hibrit modellerin kapsamlı yakıt tüketimi performansına yakın.
Öyleyse, Teana'nın geleneksel güç sisteminin hibridin yakıt tüketimi performansını aşması mümkün mü? Yapısı açısından, düşük yüklü ve yüksek hızlı seyir koşullarında elde etmenin tamamen mümkün olduğunu düşünüyorum.Tipik olarak, yüksek hızlı ve eğimsiz yol koşullarında, Teana teorik olarak aynı seviyedeki hibrit modellere göre daha düşük yüksek hızda çalışma gerçekleştirebilir. Durum yakıt tüketimi seviyesi.
Dongfeng Nissan, platoda ekstrem testler yaptıktan sonra birkaç veri seti verdi: 92 # en iyi yakıt tüketimi 4,35L / 100km; 95 # en iyi yakıt tüketimi 2,95L / 100km; 98 # en iyi yakıt tüketimi 3,6L / 100km. Yayla bölgesindeki yol şartlarının yanı sıra nedeni, yeni Teana'nın öncelikle düşük devirde motor torkunun daha yeterli olması ve yakıt tüketiminin düşük olması; aynı zamanda geleneksel bir otomobil olarak bordür kalitesinin de daha avantajlı olmasıdır.
Teana VC-TURBO süper değişken motorun günümüz otomotiv teknolojisi alanında çok önemli bir konuma sahip olduğu ve önümüzdeki on yılın gelişimi açısından da içten yanmalı motorlar tarihinde çok önemli bir seri üretim teknolojisi olacağı söylenebilir. atılım. Değişken sıkıştırma oranı neden yeni bir trend? Bu teknoloji seti daha geniş bir uygulama yelpazesine sahip olduğundan, mevcut yüksek performans ve düşük yakıt tüketimi onu sunmanın bir yoludur, eğer biraz ayarlarsanız, aynı zamanda "homojen sıkıştırmalı ateşleme" teknolojisi yönüne doğru hareket edebilir. Daha yüksek ısıl verimin atılımına gelince, sorun değil.
Böylesine göz kamaştırıcı yeni bir motor teknolojisi, küresel otomotiv endüstrisinde kaçınılmaz olarak dikkat çekecektir.Örneğin, geçen yıl World Ward'ın ilk on motorunda, bu VC-TURBO motoru doğal olarak en iyi on motordan biri olarak değerlendirildi. Bir, kilometre taşı önemini görmek için yeterli. Zhihu ile ilgili bir soruya şahsen katıldım - "2018'de beni en çok etkileyen araba teknolojisi". Bu motor cevabıma dahil edildi. Bu aynı zamanda kişisel takdirim ve ona saygı duyuyorum.
Metin | Nar Ağacı, Güç Aktarma Organı Mühendisi
Şekil Ağ
