Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Camless или свободный клапан поршневой двигатель представляет собой двигатель , который имеет тарельчатые клапаны управляются с помощью электромагнитного, гидравлического, пневматического или [ править ] приводы вместо обычных кулачков . Приводы могут использоваться как для открытия, так и для закрытия клапанов или для открытия клапанов, закрытых пружинами или другими средствами.

Распределительные валы обычно имеют по одному лепестку на клапан с фиксированной продолжительностью и подъемом клапана. Хотя во многих современных двигателях используется фазировка распределительного вала, регулировка подъема и длительности клапана в работающем двигателе сложнее. Некоторые производители используют системы с более чем одним кулачком, но это все же компромисс, поскольку одновременно могут работать только несколько профилей. Иначе обстоит дело с двигателем без кулачкового механизма, где подъем и синхронизация клапанов можно свободно регулировать от клапана к клапану и от цикла к циклу. Это также позволяет несколько событий подъема за цикл и, действительно, никаких событий за цикл - полное отключение цилиндра.

Бесконтактная разработка [ править ]

Клапанные механизмы без кулачков давно исследуются несколькими компаниями, в том числе Renault , BMW , Fiat , Valeo , General Motors , Ricardo , Lotus Engineering , Ford , Jiangsu Gongda Power Technologies и дочерней компанией Koenigsegg FreeValve. [1] [2] [3] [4] [5] Некоторые из этих систем коммерчески доступны, но еще не установлены в двигателях серийных дорожных транспортных средств. Весной 2015 года Кристиан фон Кенигсеггсказал репортерам, что технология, которой занимается его компания, «готовится к реализации», но не сказал ничего конкретного о графике работы его компании. [6] [7]

В ноябре 2016 года китайский производитель автомобилей Qoros Auto представил хэтчбек Qoros 3 на автосалоне в Гуанчжоу в 2016 году, на котором был продемонстрирован новый двигатель Qoros Qamfree. Шведский разработчик двигателя FreeValve утверждает, что 1,6-литровый двигатель с турбонаддувом будет производить 170 кВт (230 л.с.) и 320 Нм (240 фунт-футов) крутящего момента. Они также заявляют, что, по сравнению с аналогичным традиционным двигателем, он предлагает уменьшение размера на 50% (включая высоту на 50 мм (2,0 дюйма)), снижение веса на 30%, улучшение мощности и крутящего момента на 30%, улучшение на 30%. в экономии топлива и сокращении выбросов на 50%. [8]Кристиан фон Кенигсегг утверждает в видео, что двигатель Qamfree с бескулачковой технологией PHEA основан на существующем двигателе Qoros, который «... был разработан в Германии и Австрии пять, шесть лет назад ...». [9]

Кристиан фон Кенигсегг также утверждает, что бескулачковая технология PHEA позволяет отказаться от предварительного каталитического нейтрализатора, поскольку стандартный каталитический нейтрализатор может быть быстро доведен до температуры путем изменения цикла выпуска. [9]

Бескулачковые двигатели на морских и электростанциях [ править ]

Преимущества [ править ]

Поскольку двигатели без кулачкового механизма не имеют распределительного вала , в них может быть меньше движущихся частей. В этих системах ролики и толкатели распределительного вала были заменены на систему электрогидравлического привода , в которой используются существующие топливные насосы, что снижает риски разработки новой системы за счет использования существующей технологии. [10] Изменение направления на более раннем B&W MCДвигатели задействованы путем физического изменения направления кулачкового ролика, тогда как в новом двигателе без кулачка им управляет компьютер. Это исключает риск механических поломок, которые могут привести к повреждению двигателя в случае неисправности при изменении направления движения. Кроме того, поскольку между коленчатым валом и распределительным валом нет цепной связи, двигатель легче и с меньшим количеством точек отказа. Отсутствие распределительного вала также означает, что паразитная нагрузка на двигатель ниже, что особенно полезно для больших судовых двигателей, поскольку это может означать значительную экономию энергии. В бескулачковом двигателе впрыск топлива и время выпуска напрямую контролируются блоком управления двигателем.и его можно постоянно менять и регулировать без остановки двигателя. Это позволяет двигателю работать на более низких оборотах, что полезно на кораблях, поскольку позволяет лучше маневрировать на низкой скорости во время стыковки. Кроме того, когда судно маневрирует, система впрыска топлива и фаз газораспределения с компьютерным управлением позволяет быстрее регулировать обороты и, следовательно, быстрее останавливаться в аварийных ситуациях.

Выбросы [ править ]

Бескулачковые двигатели способны производить меньше выбросов, чем их эквивалентные аналоги с распределительным валом, потому что они могут более точно контролировать процесс сгорания, обеспечивая более полное сгорание всех углеводородов. Компьютер может определить, когда израсходовано не все топливо, и немедленно уменьшить время работы клапана, чтобы подать меньше топлива в цилиндр. ЭБУ может постоянно регулировать фазы газораспределения, высоту и топливно-воздушные смеси для оптимизации эффективности при заданных оборотах / крутящем моменте. Он может определять, когда есть большое количество выбросов NOx и SOx ( оксид серы ), и изменять время, чтобы выхлопные газыгорячее или холоднее. Поскольку двигатель управляется электроникой, а не механическим, двигатели без кулачка могут быть обновлены в соответствии с новыми правилами выбросов без механических модификаций.

Впрыск топлива [ править ]

Бескулачковые двигатели могут дополнительно снизить выбросы NOx за счет ступенчатого регулирования подачи топлива. Вместо простого впрыска постоянного потока топлива, ступенчатая подача топлива впрыскивает топливо в оптимальное время для наиболее полного сгорания. Впрыск топлива может отключаться при достаточном давлении и добавлять больше топлива при меньшем давлении, что позволяет двигателям работать ближе к идеальному дизельному циклу . Это позволяет двигателю работать настолько эффективно, насколько позволяют окружающая среда и теплоемкость металла.

Долгосрочные эффекты [ править ]

Поскольку эти новые двигатели могут диагностировать себя и эффективно работать без изменения настроек оператором, эти двигатели требуют меньшего количества экипажа для обслуживания их в море. Это сокращение экипажа означает более дешевую доставку и более глобальную торговлю. [11]

Глушители в автомобилях [ править ]

Британская компания Camcon Technology [12] разрабатывает бескулачковый двигатель для легковых автомобилей на основе своей собственной системы Intelligent Valve Actuation (IVA). Camcon в сотрудничестве с Jaguar Land Rover установил IVA на 4-цилиндровый бензиновый двигатель Ingenium 2,0 л, и они совместно опубликовали результаты на коллоквиуме в Аахене в 2017 году. [13] Camcon также обсудил особенности и преимущества в статье и видео, которые были опубликованы в журнале Autocar. [14]

Шведская компания Freevalve AB (ранее Cargine), дочерняя компания Koenigsegg Automotive AB , разрабатывает бескулачковую систему на существующем автомобильном двигателе SAAB. [15] [16] [17] [18]

В апреле 2016 года китайский производитель автомобилей Qoros представил концепт-кар с технологией Freevalve. [19]

В марте 2020 года Koenigsegg Automotive AB анонсировала свой первый четырехместный мегавар, Gemera, который оснащен трехцилиндровым двигателем объемом 2,0 л с последовательным турбонаддувом в сочетании с тремя электродвигателями. Два из этих электродвигателей, каждый из которых развивает 600 л.с. и 738 фунт-фут крутящего момента, находятся на задних колесах. Третий двигатель прикреплен к коленчатому валу двигателя и выдает 400 л.с. и 369 фунт-фут крутящего момента. Работа с двигателем для приведения в движение передних колес - это то, что Koenigsegg называет двигателем Tiny Friendly Giant (TFG). Он рассчитан на 600 л.с. и 443 фунт-фут крутящего момента и использует технологию Freevalve без беговой дорожки. [20]

См. Также [ править ]

  • Цилиндрический распредвал
  • Multiair

Ссылки [ править ]

  1. ^ США 6871618 , Serge Masse, «приводное устройство клапана и способ для управления же», опубликованной 2005-03-29, назначен Renault Sport 
  2. ^ "Valeo тестирует бескулачковую систему для газовых двигателей; поставщик надеется выпустить технологию экономии топлива к '08: журнал AutoWeek" . Autoweek.com. 2009-02-06. Архивировано из оригинала на 2011-05-22 . Проверено 2 октября 2009 .
  3. ^ "Lotus Active Valve Train Research System" . Grouplotus.com. Архивировано из оригинала на 2008-08-20 . Проверено 2 октября 2009 .
  4. ^ "Карин" . Cargine. Архивировано из оригинала на 2009-07-17 . Проверено 2 октября 2009 .
  5. ↑ Лу, Чжэн Давид; Дэн, Цянцюань; Вэнь, Шао; Чжан, Юньхай; Ю, Мэнджин; Солнце, Мин; Чжу, Гуомин (2013). «Прогресс в бескулачковом приводе регулируемого клапана с двухпружинным маятником и электрогидравлической фиксацией». Международный журнал двигателей SAE . 6 : 319–326. DOI : 10.4271 / 2013-01-0590 .
  6. ↑ Ной Джозеф. «Koenigsegg планирует четырехдверную модель с бескулачковым двигателем» . Автоблог . Проверено 24 июня 2017 .
  7. ^ "Будьте готовы к 4-дверному Koenigsegg" . Высшая передача. 2015-03-04 . Проверено 24 июня 2017 .
  8. ^ "Бескулачковый двигатель Koenigsegg получает награду PopSci" . Msn.com. 2016-10-30 . Проверено 24 июня 2017 .
  9. ^ a b Обновление Freevalve Camless Engine - / INSIDE KOENIGSEGG . Привод. 2016-11-09 . Проверено 24 июня 2017 г. - через YouTube.
  10. ^ "Бескулачковый двухтактный главный двигательный двигатель". Дизельные двигатели MAN B&W (PDF) . 2003. Архивировано из оригинального (PDF) 22 апреля 2016 года.
  11. ^ «Интеллектуальные двигатели - машины нового поколения» . Морское понимание . 2019-03-28.
  12. ^ «Camcon Auto Ltd, сокращение выбросов CO2 и NOX от транспортных средств с помощью инновационных приводов» .
  13. ^ Роджер Стоун, Дэвид Келли, Джон Геддес, Сэм Дженкинсон (2017). Интеллектуальное срабатывание клапана - принципиально новая конструкция электромагнитного тарельчатого клапана (PDF) . 26-й Ахенский коллоквиум по автомобильным и моторным технологиям. CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  14. ^ Кропли, Стив (2017-05-24). «Новая технология клапанов двигателя придает бензину эффективность дизеля» . Autocar .
  15. ^ Курт Эрнст (2013-02-20). «Koenigsegg изнутри смотрит на технологии двигателей будущего: видео» . Motorauthority.com . Проверено 24 июня 2017 .
  16. ^ Travis Okulski (26 февраля 2014). «Каково это - ездить в автомобиле с бескулачковым двигателем будущего» . Ялопник . Проверено 5 июня +2016 .
  17. ^ Гундерсен, Эйвинд. «Свободная клапанная технология» . KTH Промышленная инженерия и менеджмент .
  18. ^ Кенигсегг описывает Freevalve - бескулачковый двигатель . Журнал драйверов. 2016-01-09 - через YouTube.
  19. ^ «Технология Freevalve, представленная на Пекинском автосалоне в концептуальном автомобиле Qoros Qamfree» . Koenigsegg. 26 апреля 2016 года архивация от оригинала на 2016-06-11 . Проверено 11 июня 2016 .
  20. ^ "Крошечный дружелюбный гигантский двигатель" . Koenigsegg .

Внешние ссылки [ править ]

  • "Домашняя страница двигателя EVIC" . Дэвид Боуз. 2011-01-20. Архивировано из оригинала на 2011-07-10 . Проверено 20 января 2011 .
  • «Valeo тестирует бескулачковую систему для газовых двигателей; поставщик надеется выпустить технологию экономии топлива к 2008 году» . AutoWeek . Архивировано из оригинального 29 сентября 2007 года . Проверено 14 октября 2005 года .
  • «Исследовательская группа передовых приводов, факультет машиностроения, Университет Южной Каролины» .
  • «Valeo подписывает контракт с« несколькими мировыми автопроизводителями »на поставку бескулачковых двигателей» . Архивировано из оригинала на 2012-03-18 . Проверено 12 июля 2020 .
  • «Исследование пневматического гибрида при помощи системы FPGA Controlled Free Valve Technology System» .[ постоянная мертвая ссылка ]
  • "ME Двигатели - новое поколение дизельных двигателей" (PDF) .