Тенденции двигателестроения

Зажигание от свечи

В конце 2003 г. в Европе автомобили с дизельными двигателями (compression ignition — CI) начали превосходить по объему продаж версии с искровым воспламенением (spark ignition — SI). Это соревнование, а также появление транспортных средств на альтернативном топливе, заставило инженеров активизировать разработки двигателей SI. Ключевые моменты соревнования — увеличение мощности, уменьшение потребления топлива и выбросов вкупе с более эффективной компоновкой автомобиля. Далее коротко рассмотрены некоторые из новшеств, находящихся в разработке и/или в эксплуатации.

Переменная степень сжатия

Более высокая степень сжатия приводит к большей термической эффективности. Однако это также заставляет двигатель работать в более горячем режиме, а нагрузка на его компоненты возрастает. Новый подход заключается в том, чтобы по возможности изменять степень сжатия при определенных скоростях и нагрузках двигателя. Компания Saab проделала значительную работу в этой области.

Электромеханическое управление клапанами

Полный контроль работы клапанов означает, что блок управления двигателем может взять на себя больший объем функций регулирования. Однако автономное функционирование клапанов трудно обеспечить — таким образом, распределительный вал все же сохранит свои позиции в течение некоторого времени. Инженеры компании Lotus существенно продвинулись в данном направлении, используя гидравлические механизмы.

Высокоэффективные нагнетатели

Новые нагнетатели потребляют меньше энергии от двигателя. Электрические нагнетатели, кроме того, могут полностью управляться электроникой.

Дезактивация цилиндра

Этот технический прием был опробован давно, а потом забыт на многие годы. Объем, например, 3-литрового двигателя V8 уменьшается, когда он используется в движении по городу, с пропорциональным сокращением потребления топлива и выбросов. Компания GM использует эту систему на своем двигателе XV8. Прием называется «отключением по требованию».

Прямой впрыск под высоким давлением

Прямой впрыск бензина теперь становится повсеместным. Тем не менее, продолжается работа с целью увеличить давление при вводе топлива, поскольку это приводит к большим возможностям для управления зарядом топлива в цилиндре. Само собой разумеется, что компания Bosch тоже работает в этой области.

Насосы подачи топлива с меньшим током

Простой, но эффективный метод, который может привести к снижению выбросов и потребления топлива, состоит в том, чтобы уменьшить ток, потребляемый насосом. Компанией Visteon был разработан топливный насос, который может увеличить пробег автомобиля за счет экономии топлива на 0,2 мили на галлон (3,8 л).

Интеллектуальный контроль клапана

Компания Honda создала двигатель для модели RSX, который использует интеллектуальный контроль клапана. Подъемом клапана и фазой открытия можно управлять с помощью электроники. Результат — внушительная экономия и снижение выбросов.

Электронная педаль газа

Это понятие было введено в обиход компанией BMW некоторое время назад. Идея заключается в том, что нажатие водителя на педаль газа интерпретируется электронной системой, и дроссельный клапан перемешается так, чтобы обеспечить оптимальную работу двигателя. Например, для полного ускорения водитель жмет педаль «в пол», что полностью открывает дроссельный клапан, как и в традиционной системе, но в отличие от нее открытие клапана подстраивается при помощи системы электронного управления под условия движения.

Прямой впрыск, с подачей дополнительного воздуха

Важный аспект прямого впрыска топлива состоит в том, что заряд топлива в цилиндре может быть стратифицированным. Другими словами, область вокруг свечи имеет идеальное отношение смеси, но большая часть цилиндра заполнена воздухом или, что лучше, повторно направляемыми в цилиндр выхлопными газами. В арсенале компании Ford теперь есть двигатель, который может работать на чрезвычайно бедных смесях — порядка 60:1.

W-образная конфигурация двигателя

Интересна конфигурация расположения цилиндров (весьма кстати разработанная именно компанией VW) в форме «двойного V» или «W». Эта концепция позволяет двигателю W12 быть столь же компактным, как и V8. В результате достигается очень стабильная работа двигателя при относительно низкой массе. При этом за счет уменьшения массы повышается эффективность двигателя.