Кто хоть раз изучал автомобильный поршневой двигатель понимает, что огромная часть кпд (грубо - соотношения мощность/расход) зависит от наполнения и, в меньшей степени, от освобождения (выпуска) цилиндра.
Вот за все это и отвечает газораспределительный механизм (ГРМ).
То есть прежде чем поджечь топливо-воздушную смесь в цилиндре и получить от этого полезную работу, нужно сначала ее туда доставить, а потом от туда выкинуть.
Теперь давайте посмотрим основные показатели двигателя:
- Объем
- Количество и расположение цилиндров
- Максимальная мощность
- Максимальный крутящий момент
- Тип топлива
И для продвинутых:
- График распределения мощности
- График распределения крутящего момента
- Степень сжатия
- Удельный расход
Так вот, все эти параметры можно менять просто меняя ГРМ. Классно, правда? И да, даже объем и количество цилиндров.
Теперь поподробнее. Рассмотрим классическую схему:
Это жесткий привод от коленчатого вала с помощью ремня, цепи или шестерен. Соотношение оборот при этом один к двум. Вращение передается на распределительный вал который или с помощью толкателей или непосредственно сам кулачком открывает и закрывает клапана в нужное время. Вся проблема в том, что такая схема дает оптимальный кпд только на одних оборотах (как правило равных максимальному крутящему моменту). Но в автомобиле двигатель то работает от холостых до максимальных. Вот над этим и активно бились все автопроизводители до прихода электромоторов.
Сначала догадались, что можно изменять момент открытия и закрытия впускного клапана с помощью фазовращателя.
Он конструктивно достаточно прост и дает прирост крутящего момента. Но график открытия клапана он не менял. Менял только начало открытия. Потом смогли реализовать разную высоту открытия клапана. Самая известная система VTEC HONDA. У которой есть две разных высоты открытия в зависимости от оборотов. Но высот то только две.
Дальше всех пошла BMW в Valvetronic . Она первая смогла серийно ввести устройство плавно изменяющее высоту открытия клапанов. И тем самым они смогли отказаться от дроссельной заслонки, которая создавала паразитные насосные потери мощности в двигателе.
Теперь педаль газа была электроникой соединена с мотором, который менял высоту открытия клапанов. Но все остальное осталось без изменений.
И вот компания Cargine с 2000г. занялась электронным устройством открытия. Больше нет распределительного вала, привода, дроссельной заслонки. Теперь клапана можно открывать на каждом режиме работы когда нужно двигателю. И даже больше - можно спокойно отключать не нужные в данный момент цилиндры. Просто поставить их на режим продувки воздухом. Так же моментом закрытия впускного клапана можно менять степень сжатия. А значит и вид топлива. То есть двигатель может работать как на любом бензине, на бензине с турбиной, так и на дизеле. Да и при желании можно с обычного черехтактного мотора сделать 6-ти. То есть дожечь топливо еще один оборот. Повысив экологичность. Для поршневых двигателей это был огромный прорыв.
По цифрам обещали прирост крутящего момента во всех диапазонах работы на 30%. При уменьшении расхода на эти же 30%. Огромный прорыв. Эти данные производитель снял с автомобиля SAAB 9-3 в середине 2000х годов, на котором он и должен был серийно установлен. Но кризис компании и продажа ее Китайцам не позволили закончить планы.
От разорения компанию спас производитель супер-каров Koenigsegg, который и выкупил полностью данную компанию переименовав ее в Freevalve. В 2015 г. производитель сказал, что данная система готова для установки на автомобиль. Но до сих пор в серию технология не пошла.
Так же может быть интересно:
Типы кузовов автомобилей и как переводятся названия
В чем развод при «бесплатном» удалении катализатора?
Опыт сварки лонжерона или как сжечь авто
Если статья оказалась полезной и интересной, поставьте лайк или комментарий. Это поможет мне развиваться дальше.