motortechnika

Változtatható kompresszióviszony Otto-motoroknál (3. rész)

2017.03.29.

Előző cikkeinkben lerántottuk a leplet a változtatható kompresszióviszony elméleti előnyeiről és a termikus hatásfokot javító hatásáról Otto-motoroknál. Bemutattuk azokat az eljárásokat és technikai megoldásokat, amikkel a változtatható kompresszióviszony műszakilag is kivitelezhetővé válik. Most pedig azokat a motorikus intézkedéseket ismertetjük, melyek a nagy kompresszióviszonyt lehetővé teszik, valamint bemutatjuk a szériagyártásba kerülő Infinity VCR Turbo motort.

Bevezetés

A változtatható kompreszió-viszonnyal együtt járnak a nagy sűrítésű üzemállapotok, melyek főleg részterhelésen alkalmazhatók, de ehhez nem csak a gyújtást és a befecskendezést kell úgy állítani, hogy elkerüljük a kopogásos égést, hanem számos motorikus intézkedés és alkatrész-módosítás szükséges ahhoz, hogy a motor megfelelően üzemeljen. A legfontosabb cél az égéstérben lévő hőmérséklet csökkentése, ugyanis így lehet a legjobban megelőzni a korai gyújtást.

Iskolapélda – Mazda Skyactiv G

A Mazda Skyactiv G motorja az egyik iskolapéldája annak, hogy a motorfejlesztést milyen irányba kell elmozdítani ahhoz, hogy egy nagy kompresszióviszonyt megvalósító motor megbízhatóan üzemeljen. Természetesen az első és legfontosabb elem a változtatható paraméterű szelepvezérlés, ami a teljes terhelésnek megfelelően tudja szabályozni a hengertérbe juttatott friss töltet időzítését és mennyiségét. A hosszú 4-2-1 leömlő feladata, hogy minél több forró kipufogógáz távozzon rajta keresztül a motorból, így a keverék hőmérséklete kisebb, mint a rövid gyűjtőcsövekkel készült motorok esetében.

A jobb tüzelőanyag-levegő keveredés is fontos, ezért a dízeleknél megszokott többfuratos befecskendezés mellett döntöttek a fejlesztők. A közvetlen befecskendezés előnye, hogy a tüzelőanyag így jobban hűti az égésteret, mintha a szívócsőbe fecskendeztük volna be.

 

Vízzel hűt, de kicsit másképp

Kissé futurisztikusnak tűnhet a BMW vízbefecskendezéses megoldása, de a technológia egyáltalán nem újkeletű. A Saab már régen alkalmazott vízbefecskendezést a teljesítmény kopogásmentes növelésére. A BMW az M4-es motorjában alkalmaz ilyen technikát, ahol a fedélzeten összegyűjtött kondenzvizet felhasználja az égéstér hűtésére.

A befecskendezett víz hűtő hatása miatt közel teljes gázadásnál nincs szükség keverékdúsításra (mint tudjuk, ezzel lehet a kipufogógáz hőmérsékletét csökkenteni és a kopogási hajlamot is mérsékelni). A dúsítás elmaradása miatt a fogyasztás csökkenése elérheti a 8%-ot. A kisebb égési csúcshőmérséklet csökkenti a nitrogénoxid nyers emissziót, ráadásul nagyobb sűrítési viszony állítható be: 9,5:1 helyett 11,0:1 sűrítési arányt tett lehetővé a prototípus háromhengerű motorjában. Erről a technikáról már hosszabban értekezett Dr. Nagyszokolyai Iván az Autószektor hasábjain: http://www.autoszektor.hu/hu/content/vizet-tuzbe-es-ez-megsem-tuzoltas-avagy-hataratlepes-kulso-segitseggel

 

Egy csepp motorolaj, olaj a tűzre

A kartergáz-szűrés egyre nagyobb jelentőséggel bír a motortechnikában. Ennek egyik oka, hogy az égéstérbe jutó motorolaj részecskeképző, a másik oka, hogy öngyulladást okozhat. A hengerfalon mindig van visszamaradó motorolaj a fali kenés következtében, ez teljes mértékben nem szüntethető meg. Viszont a kartergázban visszavezetett olaj mennyiségét szinte nullára lehet csökkenteni finom kartgergáz-szűréssel, olajleválasztással. Ennek egyik ékes példája a VW EA 888 TSI motorokban alkalmazott kettős olajleválasztás, mely egy durva leválasztóból és egy finom leválasztóból áll.

A többszörös, ciklonos leválasztás hatására a legkisebb olajszemcsék is eltávolíthatók a kartergázból. A rendszer tartalmaz megkerülő szelepet, vagyis a leválasztó eltömődése esetén finom szűrés nélkül kerül a kartergáz a szívócsőbe.

A Hengst készített aktív leválasztót, ami nagy fordulatszámú centrifugál-tárcsákból áll, melyeken a kisebb olajszemcsék nagyobb agglomerátummá alakulnak, melyek a nagy fordulatszám hatására kicsapódnak a leválasztó házának a falán, majd visszafolynak az olajteknőbe.

Az első szériagyártott változtatható kompresszióviszonyú motor

Az Infinity Q50-ben debütáló sornégyes, 2 liter lökettérfogatú motor sűrítési aránya 8:1 és 14:1 között állítható a különleges Multi-Link forgattyúsműnek köszönhetően. A Nissan VC-Turbo motor egy V6-ost vált le a kínálatban, így a tervezés során ügyeltek rá, hogy nyomaték- és teljesítménygörbéi megfeleljenek az elődmotornak. 200 kW a maximum teljesítménye és 390 Nm nyomaték leadására képes. A mechanizmus első terveit már 1998-ban elkészítették, azóta mintegy 100 motortípust készítettek, melyeken 2 millió tesztkilométert futottak úton, és 30 ezer órát jártak fékpadon. A fejlesztés során 300 szabadalmat védettek le, hogy hosszú ideig ne akadjon kihívója motornak.

A bonyolultabb szerkezet egyik eredménye, hogy 3-szor több csapágy található a motorban, mint egy hasonló hagyományos belső égésű motorban. A több csapág növeli a gyártási költségeket, cserébe viszont nagyon sima a járása és kisebb zajt bocsát ki a motor.

Az állítóval mintegy 6,2 mm-t változtatható a dugattyú felső holtponti pozíciója. Minden hengernél egyszerre történik az állítás, mely kiegészül változtatható szelepvezérléssel, így a motor Atkinson-ciklus szerinti üzemre is képes. Közvetlen- és szívócső-befecskendezés is található rajta, így teljes terhelésen jobb hűtést lehet elérni a tüzelőanyag közvetlenül az égéstérbe juttatásával, a részecske-kibocsátás pedig csökkenthető részterhelésen a szívócső-befecskendezés miatti jobb keveréssel.

Az alábbi video részletesen ismerteti a motor sajátosságait:

https://www.youtube.com/watch?v=UczuQYf2V6Y

 

 (Folyt.)

Következő cikkünkben a változtatható kompresszióviszonyú dízelmotorok lehetőségeit tekintjük át.

 

 

Az oldal fő támogatója

 

2021.10.26
A Tesla több milliárd eurós megrendelést kapott a Hertz autókölcsönző cégtől 100 000 elektromos....
2021.10.25
Lezárták a sztráda Budapest felé vezető oldalát - kamion ütközött furgonnal és két személyautóval....
2021.10.25
Kevés olyan fontos család van az autóiparban, mint az Agnelli. Az utóbbi 150 év talán legfontosabb....
2021.10.25
A 2021-es Toyota Mirai hivatalos GUINESS VILÁGREKORDOT állított fel a hidrogénhajtású....
2021.10.25
- Hétfőn elindult az AutoWallis nyilvános részvénykibocsátása, 107-122 forint között juthatnak az..
2021.10.25
Multimédiás múzeumban állítják ki a 104 éves korában elhunyt Emilio Zumerle autóját, egy Fiat 500....
2021.10.25
A BMW M divízió prémium kompaktjának teljesítményét mérnöki precizitással továbbfejlesztett futómű-....
2021.10.25
Áder János köztársasági elnök a piacvezető kisrepülőgépeknél jelentősen kisebb környezeti....
2021.10.25
A Tündérszépek egy megyei szintről induló országos szépségverseny, melynek célja, hogy  hétköznapi....
2021.10.25
A zsúfolt őszi forgalom, az iskolába vagy óvodába járás mindenkitől több figyelmet kíván. ..