Presentación de proba do motor revolucionario en Infiniti - VC-Turbo

Unha conversa cos principais especialistas de Infiniti e Renault-Nissan: Shinichi Kaga e Alain Raposteau

Alain Raposto parece confiado. O vicepresidente da alianza Renault-Nissan, responsable do desenvolvemento do motor, ten todas as razóns para facelo. Xunto ao vestíbulo no que falamos está o stand de Infiniti, a filial de luxo de Nissan, que presenta hoxe o primeiro motor de produción mundial VC-Turbo con relación de compresión variable. A mesma enerxía flúe do seu colega Shinichi Kiga, xefe do departamento de motores de Infiniti.

O avance realizado polos deseñadores de Infiniti é realmente enorme. A creación dun motor de gasolina en serie cun grao de compresión variable é unha revolución verdadeiramente tecnolóxica que, a pesar de numerosos intentos, ata agora non se deu a ninguén. Para comprender o significado de tal cousa, é bo ler a nosa serie "Que pasa no motor do coche", que describe os procesos de combustión no motor de gasolina. Aquí mencionaremos, non obstante, que desde o punto de vista termodinámico, canto maior é o grao de compresión, máis eficiente é un motor, moi sinxelo, polo que as partículas de combustible e osíxeno do aire están moito máis próximas e o químico as reaccións son máis completas, ademais, a calor non se disipa fóra, senón que a consumen as propias partículas.

O alto grao de compresión é unha das grandes vantaxes do motor diésel fronte ao de gasolina. O freo deste último é o fenómeno da detonación, ben descrito na serie de artigos en cuestión. A cargas máis altas, respectivamente unha válvula de aceleración máis ancha (como cando se acelera para superar), a cantidade de mestura de aire combustible que entra en cada cilindro é maior. Isto significa maior presión e maior temperatura media de funcionamento. Este último, á súa vez, provoca unha compresión máis forte dos residuos de mestura aire-combustible da fronte de chama de combustión, unha formación máis intensiva de peróxidos e hidroxérxes no residual e o inicio da combustión explosiva no motor, que normalmente ten velocidades extremadamente altas. , un anel metálico e unha dispersión literal da enerxía xerada pola mestura residual.

Para reducir esta tendencia a cargas elevadas (por suposto, a tendencia á detonación depende doutros factores como a temperatura externa, a temperatura do refrixerante e do aceite, a resistencia á detonación dos combustibles, etc.) os deseñadores vense obrigados a reducir o grao de compresión. Non obstante, con isto perden en termos de eficiencia do motor. Todo o anterior é aínda máis certo en presenza de turboalimentación, xa que o aire, aínda que arrefriado polo intercooler, aínda entra precomprimido nos cilindros. Isto significa máis combustible e unha maior tendencia a detonar. Despois da introdución masiva de motores de redución de tamaño turboalimentados, este problema fíxose aínda máis evidente. Polo tanto, os deseñadores falan dunha "relación de compresión xeométrica", a determinada polo deseño do motor e "real" cando se ten en conta o factor de precompresión. Polo tanto, incluso nos motores turbo modernos con inxección directa de combustible, que xoga un papel importante no arrefriamento interno da cámara de combustión e na redución da temperatura media do proceso de combustión, respectivamente a tendencia á detonación, a relación de compresión rara vez supera os 10,5: 1.

Pero que pasaría se o grao xeométrico de compresión puidese cambiar no curso do traballo. Ser alto en modos de carga baixa e parcial, alcanzando o máximo teórico e ser reducido a alta presión de turbocompresión e alta presión e temperatura nos cilindros para evitar detonacións. Isto permitiría tanto a posibilidade de aumentar a potencia cun turbocompresor con maior presión e maior eficiencia, respectivamente un menor consumo de combustible.

Aquí, despois de 20 anos de traballo, o motor Infiniti demostra que isto é posible. Segundo Raposto, o traballo realizado polos equipos para crealo foi enorme e o resultado dun tormento de tántalo. Probáronse varias variantes en canto á arquitectura do motor, ata que se alcanzou hai 6 anos e comezaron os axustes precisos. O sistema permite o axuste dinámico e continuo da relación de compresión no intervalo de 8: 1 a 14: 1.

A construción en si é enxeñosa: a biela de cada cilindro non transmite o seu movemento directamente aos pescozos da biela do cigüeñal, senón a unha esquina dun enlace intermedio especial cun burato no medio. A unidade colócase no pescozo da biela (está na súa abertura) e recibindo a forza da biela nun extremo transmítea ao pescozo xa que a unidade non xira, senón que realiza un movemento oscilante. No outro lado da unidade en cuestión hai un sistema de panca que lle serve como unha especie de soporte. O sistema de panca xira a unidade ao longo do seu eixo, desprazando así o punto de fixación da biela do outro lado. Consérvase o movemento oscilante da unidade intermedia, pero o seu eixo xira e determina así diferentes posicións de inicio e final da biela, respectivamente o pistón e un cambio dinámico no grao de compresión segundo as condicións.

Dirás, pero isto complica infinitamente o motor, introduce novos mecanismos móbiles no sistema e todo isto leva a un aumento da fricción e masas inertes. Si, a primeira vista é así, pero co mecanismo do motor VC-Turbo hai algúns fenómenos moi interesantes. As unidades adicionais de cada biela, controladas por un mecanismo común, equilibran en gran parte as forzas da segunda orde, de xeito que, malia a súa cilindrada de dous litros, o motor de catro cilindros non precisa de eixes de equilibrio. Ademais, dado que a biela non realiza o movemento de rotación amplo típico, senón que transmite a forza do pistón nun dos extremos da unidade intermedia, é practicamente máis pequena e lixeira (isto depende de toda a dinámica complexa das forzas transmitidas a través do sistema en cuestión). ) e - o máis importante - ten un trazo de desvío na súa parte inferior de só 17 mm. Evítase o momento de maior fricción nos motores convencionais, típico para o momento de arrancar o pistón desde o punto morto superior, cando a biela presiona o eixe do cigüeñal e as perdas son as maiores.

Así, segundo os señores Raposto e Kiga, as deficiencias son eliminadas en gran parte. De aí os beneficios de cambiar dinámicamente a relación de compresión, que se basea en programas de software preestablecidos baseados en probas bancarias e de estrada (miles de horas) sen necesidade de medir en tempo real o que está a suceder no motor. Na máquina están integradas máis de 300 novas patentes. A natureza vangardista deste último inclúe tamén un sistema de inxección de combustible dual cun inxector para inxección directa dun cilindro, usado principalmente para arranques en frío e cargas máis altas, e un inxector nos colectores de admisión que proporciona mellores condicións para o desprazamento do combustible e un menor consumo de enerxía a carga parcial. Así, o complexo sistema de inxección ofrece o mellor de ambos os mundos. Por suposto, o motor tamén require un sistema de lubricación máis sofisticado, xa que os mecanismos descritos anteriormente teñen canles especiais de lubricación a presión, que complementan as canles principais do cigüeñal.

O resultado disto na práctica é que o motor de gasolina de catro cilindros con 272 CV. e 390 Nm de par consumirán un 27% menos de combustible que o anterior motor atmosférico de seis cilindros con preto desta potencia.

Texto: Georgi Kolev, enviado especial de automóbiles e deportes Bulgaria en París