Снижение объема ДВС как средство уменьшения вредных выбросов

Снижение рабочего объема (downsizing) – одно из направлений современного моторостроения, призванное снизить расход топлива, сохранив при этом качественные характеристики. Расчет прост: меньше расход – меньше вредных выбросов, что позволяет уложиться в растущие экологические требования.

В городском цикле значительную часть времени двигатель работает на холостом ходу. При этом расход топлива пропорционален литражу двигателя. Здесь экономия налицо. А как обеспечить «тяговитость» и мощность в переменных режимах и при больших нагрузках? Рассмотрим для примера двух ярких представителей «даунсайзинга» – моторы от Фольксвагена 1,4 TSI и двухцилиндровый TwinAir от Фиата объемом всего 0,9 литра. Оба были признаны двигателями 2011 года в своих категориях.

VW 1,4 TSI - двойной наддув.

Данные немецкого мотора впечатляют: 170 л.с. и 240 Н/м в диапазоне от 1750 до 4500 об/мин. Таким образом, с литра объема снимается 121 л.с.! Секрет – в оптимальном применении двойного наддува: механическим компрессором и турбиной. Как известно, компрессор, приводимый от коленвала, снижает экономичность, но отлично работает на низких оборотах. Турбонагнетатель повышает КПД, однако начинает работать только со средних оборотов. При частичных нагрузках ни тот, ни другой не нужны.

Что же придумали конструкторы Фольксвагена? На холостом ходу привод компрессора отключен, мотор работает в «атмосферном» режиме. При увеличении оборотов подключается компрессор «Рутс», создающий давление до 170 кПа. Если водитель продолжает давить «на газ», в дело подключается и турбина. Совместно с компрессором они работают в диапазоне от 1000 до 2400 об/мин. Двухступенчатый наддув позволяет ликвидировать турбояму на частичных нагрузках, когда силы отработанных газов недостаточно для резкого ускорения. А вот когда обороты станут выше 3400 об/мин, приводной компрессор отключается. Чтобы он не создавал сопротивления на впуске, воздух поступает к лопастям турбины в обход его.

Кроме двойного наддува, в двигателе применен непосредственный впрыск топлива и регулируемы фазы газораспределения. Все это, вместе взятое, позволило создать мотор, по мощности сравнимый с «атмосферником» вдвое большего объема при гораздо меньшем потреблении топлива.

MultiAir - революция в фазовращении.

Мотор TwinAir с турбонаддувом построен с применением технологии Multiair и при объеме 875 куб.см выдает 85 л.с. и 145 Н/м! «Изюминка» итальянского мотора – в регулировании количества подаваемого в цилиндры воздуха путем изменения момента открытия и высоты подъема клапанов. При этом дроссельная заслонка во впускном тракте отсутствует. Система Multiair – электрогидравлическая. Между кулачком распредвала и впускным клапаном расположена камера с поршнем, в которой под высоким давлением находится масло. Кулачок, вращаясь, двигает шток поршня, и давление масла открывает клапана. А вот величину давления в камере, а, следовательно, и высоту подъема клапана, можно изменять с помощью электроклапана. Электроклапан, в свою очередь, управляется электронным блоком.

Алгоритм работы зависит от текущего режима работы двигателя:

Таким образом, достигается наилучшая эффективность сгорания топлива и, следовательно:

Система Multiair может устанавливаться как на атмосферные, так и наддувные двигатели.

VW TSI 1.4 TwinAir
- price4 - www7