Двигатель без ГРМ — альтернатива от Freevalve

НАУКА и ТЕХНИКА

Ныне классический принцип работы газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания сложно представить без основных узлов ГРМ: распределительных валов, приводных ремней и цепей ГРМ, приводных шестеренок, а также кулачков и толкателей.

Бесспорно, многие ведущие производители ДВС и этот простой на первый взор механизм подвергли сложной модернизации. Взять к примеру систему изменения фаз газораспределения (VTEC) и прочих наворотов в ГРМ, позволяющих отключать труд отдельных поршней для экономии топлива.

И, казалось, как можно освободиться от этой гармонично слаженной работы механических элементов газораспределительного механизма. Если подходить кардинально, можно попросту поменяв двигатель внутреннего сгорания на электромотор. Но речь все-таки о том как освободиться от классической схемы ГРМ именно в ДВС?

Оказывается уже с 2005 года такое решение имеется, но только его применяют на мелкосерийном спорткаре Koenigsegg CCXR. Максимальная скорость спорткара 388,87 км/ч, а пора набора скорости в 300 км/ч всего 11,92 с. Назван этот спорткар в честь самого созидателя Кристиана фон Кенигсегга. А вот система, заменившая традиционную ГРМ, получила наименования Freevalve, что в переводе означает «свободный клапан».

спорткар Koenigsegg CCXR

Создатель этой технологии передвигается не на спорткаре, а на скромном Saab 9-5, который на первоначальный взгляд ничем не отличается от своих собратьев. Но если покрышку капота отсека двигателя откроет даже не самый многоопытный автолюбитель, он невооруженным глазом увидит непривычную для себя картинку. Нет, приводных шестерней, ремня ГРМ, «ложи» распределительных валом. А что приводит в действие клапана?

Кристиан фон Кенигсегг

Так вот обеспечивает движением кланов так именуемый актуатор системы Freevalve принцип которого основан на комплексном применении энергии электричесткого, гидравлического и пневматического нрава. На вход блока Freevalve подается электрический ток, который приводит в поступок пневматический механизм отдельно взятого актуатора для открытия клапана, и гидравлический для закрытия. Другими словами электрические приводы подают воздух и масло, тем самым обеспечивая движение клапана.

блок Freevalve и актуаторы

Любой актуатор полностью независим от других и управляется вынесенным блоком управления. Созидатель не раскрывает подробностей инновационной системы, но следуя логике этот блок управления должен работать в связке с системой подачи топлива для обеспечения синхронизации открытия клапанов и моментом впрыска топлива.

Актуатор системы Freevalve

Демонстрационный график труды системы управления клапанами Freevalve позволяет увидеть очевидные плюсы.

график работы клапанов с системой FreeValve

Алая линия отображает характеристику работы впускных клапанов, кубовый — выпускных. В отличие от классической схемы ГРМ, где как впускные так и выпускные клапана открываются мягко с помощью распредвала по траектории эллипса, в системе Freevalve они открываются фактически моментально под действием электрического импульса.

Соответственно график движения клапанов с системой Freevalve имеют конфигурацию трапеции с почти прямыми углами, а график традиционной системы ГРМ — конфигурацию параболы. Таким образом время для попадания газов во выпускные и выпускные дыры значительно сократилось улучшив при этом мощностные и экологические характеристики при равновеликом объеме двигателя. На тестовом стенде двигатель с системой Freevalve показал 30-ти процентный прирост мощности и 50-ти процентное снижение нездоровых выбросов.

клапан с актуатором системы FreeValve

С помощью Freevalve гораздо проще решается механизм изменения фаз газораспределения. В таких популярных системах как VTEC это достигается сложной конструкцией распределительных валов, какие умеют смешаться относительно оси приводных шестерен. Японский производитель Honda c 2003 года представил технологию Variable Cylinder Management (VCM), позволяющую отключать цилиндры и трудиться только части поршневой группы для экономии топлива в порядке круиз контроля без нагрузок. Конструктивно это выполнено сложным размещением кулачков, какие могли двигаться вдоль распределительного вала обеспечивая пролетарий и ожидающий режим работы поршня.

В случае с Freevalve обеспечения подобного функционала не спрашивает дополнительные механические внедрения и модернизации. Все это достигается прошивкой блока управления актуаторов.

Добавочно увеличить мощность и уменьшить выброс вредных веществ в атмосферу можно с поддержкой установки дополнительных клапанов на выхлопе. Часть выхлопных газов можно направлять в турбокомпрессор, а доля в катализатор.

Со слов изобретателя система Freevalve может быть введена на любой двигатель внутреннего сгорания. Но это только теоретически. На практике пока что не совершенно ясны эти варианты адаптации. Во-первых при установке на старый авто необходимо будет гарантировать уникальном для каждого корпусом вместо клапанной крышки, куда в свою очередность будут монтироваться актуаторы. Во-вторых не совсем понятно как будет налажена взаимосвязь с топливной системой, какой управляет штатные мозги авто.

Также при снятии тех же распределительных валов, приводных шестерен необходимо будет освободится от всяческих датчиков, при отсутствии которых мозг авто будет чувствовать судорогу. Конечно, для новых авто плюсы несомненно на лик, но в плане адаптации уже существующих авто вопрос пока еще остается отворённым.

[embedded content]

Итак, давайте подведен итоги и подобъем плюсы системы Freevalve с электронными актуатарами:

  • Снижается масса двигателя за счет исключения шестерен, приводных ремней (цепей) и распредвалов ГРМ.
  • Компактность двигателя и увеличения подкапотного пространства.
  • Увеличения мощности двигателя распорядка на 30%.
  • Уменьшается выбросов токсичных газов в атмосферу.
Оцените статью
Z1V.RU - Актуальные новости России и Мира
Добавить комментарий