De que é capaz un motor de combustión interna?

Cando se trata de Koenigsegg, todo parece vir doutro planeta. O novo modelo da marca sueca chamado Gemera non é diferente desta formulación: un modelo GT de catro prazas con tracción híbrida, potencia do sistema de 1700 CV, velocidade máxima de 400 km/h e aceleración ata 100 km/h en 1,9. segundos. Aínda que os supercoches xa non son tan raros no mundo moderno, o Gemera aínda ten algunhas características distintivas. E o máis distintivo destas características é o motor do coche.

Koenigsegg chámao o Tiny Friendly Giant, ou TNG para abreviar. E hai unha razón: o TFG ten unha cilindrada de dous litros, tres cilindros (!), dous turbocompresores e 600 hp. a 300 cv por litro, esta unidade alcanza a máxima potencia nunca ofrecida por un motor de produción. A compañía asegura que en canto a tecnoloxía, o TFG está "por diante de calquera outro motor de tres cilindros que existe no mercado na actualidade". De feito, teñen toda a razón: o seguinte motor de tres cilindros é os 268 CV ​​que usa Toyota no GR Yaris.

A tecnoloxía máis inusual do TFG é o sistema de sincronización de válvulas sen leva. Pola contra, o motor utiliza un sistema desenvolvido pola filial de Koenigsegg Freevalve, con actuadores pneumáticos para cada válvula.

De feito, o "simpático xigante" foi deseñado especialmente para Gemera. A compañía sueca quería crear algo compacto, lixeiro, pero potente. Ademais, a filosofía xeral do deseño da unidade cambiou e, ao contrario do híbrido Gegera Regera, a maior parte da potencia provén dos motores eléctricos. O motor de combustión ten unha contribución adicional á condución e carga das baterías.

Pensaron moito antes de decidir construír un motor de tres cilindros en Königsegg. Non obstante, tal decisión non se tomará sen ambigüidades nun vehículo exclusivo. Non obstante, a busca de calidades como a compacidade e a lixeireza prevalece e leva á creación do motor máis extremo do mundo, en termos non só do litro, senón tamén do "cilindro".

A configuración do motor, con todo, ten cilindros bastante grandes e soa bastante pegadizo, co típico timbre de baixa frecuencia dos motores de tres cilindros, pero moito máis respirado. Christian von Koenigsegg, o fundador da compañía, dixo del: "Imaxina unha Harley, pero cun cilindro diferente". Aínda que ten un diámetro bastante grande de 95 mm e unha carreira de 93,5 mm, o TFG adora as altas revolucións. A súa potencia máxima alcánzase a 7500 rpm e a zona vermella do tacómetro comeza a 8500 rpm. Aquí, a alquimia consiste en materiais caros que proporcionan lixeireza (velocidade) e resistencia (alta presión do proceso de combustión). Polo tanto, as altas velocidades van acompañadas dun incrible par de 600 Nm.

Turboalimentación en cascada

A resposta á pregunta de como se poden conectar exactamente dous turbocompresores nunha configuración de tres cilindros é a cascada. Un sistema similar utilizou o emblemático Porsche 80 nos anos 959, que ten semellanzas xa que dous motores de tres cilindros están cheos cun turbocompresor pequeno e outro grande. Porén, TFG ten unha nova interpretación sobre o tema. Cada un dos cilindros do motor ten dúas válvulas de escape, unha das cales se encarga de encher o turbocompresor pequeno e a outra do turbocompresor grande. A baixas revolucións e cargas só se abren as tres válvulas que alimentan os gases ao pequeno turbocompresor. A 3000 rpm, as segundas válvulas comezan a abrirse, dirixindo os gases ao gran turbocompresor. Non obstante, o motor é tan de alta tecnoloxía que en canto aos seus parámetros, mesmo na versión "atmosférica", pode alcanzar os 280 CV. A razón reside na mesma tecnoloxía de válvulas Freevalve. Unha das razóns polas que un motor de 2000 cc CM ten tres cilindros, é o feito de que un motor de tres cilindros é máis eficiente en termos de turbocompresor, xa que non hai amortecemento mutuo das pulsacións do gas, como nun motor de catro cilindros.

E válvulas de apertura pneumáticas

Grazas ao sistema Freevalve, cada válvula móvese individualmente. Pódese abrir de forma independente cunha duración específica, par de arranque e carreira. A baixa carga, só se abre un, o que permite un maior fluxo de aire e unha mellor mestura de combustible. Grazas á capacidade de controlar con precisión cada unha das válvulas, non hai necesidade dunha válvula de aceleración e cada un dos cilindros pódese desactivar se é necesario (en modos de carga parcial). A flexibilidade de operación permite que o TFG cambie da operación convencional Otto a Miller cun ciclo de traballo aumentado e unha maior eficiencia. E isto non é o máis impresionante: coa axuda do "soplo" das unidades turbo, o motor pode cambiar ao modo de dous tempos ata unhas 3000 rpm. Segundo Christian von Koenigseg a 6000 rpm neste modo soará como un seis cilindros. Non obstante, a 3000 rpm, o dispositivo volve ao modo de catro tempos porque non hai tempo suficiente para o intercambio de gases a altas velocidades.

Intelixencia artificial

Por outra banda, Koenigsegg está a traballar coa empresa de intelixencia artificial con sede en Estados Unidos SparkCognition, que desenvolve software de xestión de intelixencia artificial para motores Freevalve como TFG. Co paso do tempo, o sistema aprende a manexar mellor as válvulas e as diferentes formas de conducir o proceso de combustión. O sistema de control e o sistema Freevalve permiten cambiar o volume e o ton do motor cunha apertura diferente das válvulas de escape. Tamén é responsable da capacidade de quentar o motor máis rápido e reducir as emisións. Grazas ao xerador de motor eléctrico a temperaturas moi baixas, o motor do cigüeñal xira durante uns 10 ciclos (dentro de 2 segundos), cando a temperatura do aire comprimido nos cilindros alcanza os 30 graos. Durante o quecemento, a válvula de succión ábrese cunha pequena carreira e prodúcese unha circulación turbulenta de aire e combustible ao redor da válvula de saída, o que mellora a evaporación.

O combustible tamén fai unha importante contribución para conseguir unha elevada potencia do motor. De feito, o TFG é un motor Flex Fuel, é dicir, pode funcionar tanto con gasolina como con alcohol (etanol, butanol, metanol) e mesturas en diferentes proporcións. As moléculas de alcohol conteñen osíxeno e proporcionan así o necesario para queimar a porción de hidrocarburos. Por suposto, isto significa un maior consumo de combustible, pero ofrécese máis facilmente que unha gran cantidade de aire. As mesturas de alcohol tamén proporcionan un proceso de combustión máis limpo e liberan menos partículas durante o proceso de combustión. E se se extrae etanol das plantas, tamén pode proporcionar un proceso neutro en carbono. Cando funciona con gasolina, a potencia do motor é de 500 CV. Lembre que o control da combustión no TFG é tan de alta tecnoloxía que consegue extraer case o máximo posible do combustible sen detonación: a zona de combustión máis neurálxica a unha presión de turbo tan alta. É verdadeiramente único cunha relación de compresión de 9,5: 1 e unha presión de recheo moi alta. Só podemos adiviñar como exactamente a culata está unida ao bloque, e a forza deste último, dada a enorme presión de traballo do proceso de combustión, pode explicar en certa medida a presenza de formas esféricas, en forma de columnas na súa arquitectura. .

Por suposto, o complexo sistema Freevalve é máis caro que os actuadores de válvulas mecánicas convencionais, pero utilízase menos materia prima para construír o motor, o que compensa tanto o custo como o peso ata certo punto. Así, en xeral, o custo do TFG de alta tecnoloxía é a metade do turbocompresor de oito cilindros de cinco litros da compañía.

Unidade Gemera única

O resto da transmisión Gemera tamén é única e peculiar. O TFG está situado detrás do habitáculo e dirixe o eixo dianteiro mediante un sistema único de transmisión directa sen caixa de cambios pero con dous embragues hidráulicos en cada eixo. O sistema chámase HydraCoup e a unha velocidade determinada os embragues hidráulicos están bloqueados e accionados directamente. Isto débese a que o motor de combustión tamén está directamente ligado a un xerador de motor eléctrico cunha capacidade de ata 400 CV. potencia respectivamente ata 500 Nm.

O HydraCoup converte un total de 1100 Nm de TFG e un motor eléctrico, duplicando o par ata as 3000 rpm. A todo isto súmase o par de cada un dos dous motores eléctricos que accionan unha roda traseira de 500 CV. cada un e, en consecuencia, 1000 Nm. Así, a potencia total do sistema é de 1700 CV. Cada un dos motores eléctricos ten unha tensión de 800 voltios. A batería do coche tamén é única. Ten unha tensión de 800 voltios e unha potencia de só 15 kWh, ten unha potencia de descarga (saída) de 900 kW e unha potencia de carga de 200 kW. Cada unha das súas celas está controlada individualmente en termos de temperatura, estado de carga, "saúde", e todas combínanse nun corpo común de carbono, situado no lugar máis seguro: baixo os asentos dianteiros e no túnel de condución de carbono-aramida. Todo isto fará que despois dunhas cantas aceleracións máis vigorosas, o coche teña que moverse lentamente durante un tempo para que o TFG cargue a batería.

Todo o deseño inusual baséase na filosofía da compañía de automóbiles de motor medio. Koenigsegg aínda non ten plans para un coche eléctrico puro porque cren que a tecnoloxía nesta área está pouco desenvolvida e fai que os coches sexan moi pesados. Para reducir as emisións de dióxido de carbono, a compañía utiliza combustibles alcohólicos e un motor de combustión interna.

O sistema eléctrico de 800 voltios de Gemera proporciona ata 50 km de electricidade e unha velocidade de 300 km/h.Para recreación ata 400 km/h, responsabilidade de TFG. No modo híbrido, o coche pode percorrer outros 950 km, o que indica unha eficiencia bastante alta do sistema: o propio TFG consome un 20 por cento menos que un motor moderno de dous litros. con distribución de gas variable convencional. E a estabilidade do coche tamén está asegurada polo sistema de dirección das rodas traseiras, a vectorización eléctrica de par na parte traseira e a vectorización de par mecánica na parte dianteira (utilizando embragues húmidos adicionais nos mecanismos de tracción dianteira, xunto aos conversores hidráulicos). . O Gemera converteuse así nun vehículo con tracción integral, dirección ás catro rodas e vectorización de par. A todo isto súmase a regulación da altura corporal.

Aínda que este motor é único na natureza, demostra que pode guiar o desenvolvemento dun motor de combustión interna. O mesmo debate está a ter lugar na Fórmula 1: a busca da eficiencia probablemente se centrará nos combustibles sintéticos e no modo de operación de dous tempos.