Электрическая розетка стала символом прогресса. Стенды большинства автокомпаний на прошедшем в январе Детройтском автосалоне буквально били током, а любое упоминание о старом добром ДВС звучало дурным тоном. Так что же — двигатель внутреннего сгорания с треском накрылся капотом? Не спешите с соболезнованиями. По‑крайней мере там же, в Детройте, представитель Toyota Коеи Сага на вопрос репортеров о том, когда ДВС, наконец, выйдет из игры, простодушно ответил: «Никогда! Когда кончится нефть, человечество будет заправлять его водородом».

Аналитики американского Департамента энергетики DOE считают, что ДВС может попыхтеть еще несколько десятилетий. Причем прирост эффективности бензиновых и дизельных двигателей к 2020 году может составить 30%, а к 2030-му — 50%. Технологии, которые помогут добиться этих результатов, тестируются уже сегодня.

Как работает сжатие в двигателе будущего от Mazda

Новый мотор SkyActiv-X от Mazda противоречит всем правилам, на которых построена работа бензиновых двигателей. Его работа основана на использовании наддува с целью повышения эффективности, а не для увеличения мощности. Тут коэффициент сжатия составляет 16: 1 (такое соотношение показал прототип), но работает агрегат на топливе с октановым числом 87.

Описание технологии сложно для восприятия и запутанно, и становится еще труднее при более глубоком ее изучении. Mazda делает то, о чем почти каждый автопроизводитель думал, исследовал и, конечно же, желал иметь на вооружении, но по-прежнему не мог отказаться от свечей зажигания.

Смотрите также: Новая Mazda 3 получит уникальный бензиновый мотор с дизельным принципом работы

Система запуска с искровым контролем (SPCCI) – это новый метод сжигания, который позволяет бензиновым двигателям работать на воспламенении от сжатия. Другими словами, тут применяется методология сгорания дизельного двигателя с использованием синхронизации бензинового двигателя.

Основная идея – получить идеальный мотор, который обеспечивает мгновенное сгорание топлива с эффективным отведением тепла и нулевым трением. Этого невозможно пока достичь на практике, но японский бренд стал намного ближе к желаемому идеалу. Миссия Mazda – внедрить в бензиновые двигатели зарядное зажигание (HCCI) для максимальной эффективности.

Его суть заключается в том, что во время такта сжатия поршень перемещается вверх к головке цилиндра, увеличивая давление и температуру воздушно-топливной смеси, содержащейся внутри. Давление и температура поднимаются так высоко, что даже без свечи зажигания бензин начинает испаряться, когда поршень приближается к верхней точке своего хода. Полное сгорание происходит одновременно очень быстро и все давление, создаваемое при этом, превращается в полезную работу, заставляя поршень двигаться вниз. Так выглядит технология в теории. Реальность же не такая радужная и идеальная.

Разделение труда

В пасхальное утро 2001 года инженер Кармело Скудери собрал в своем доме все семейство и торжественно сообщил, что разработал ДВС нового типа, который перевернет мир. Детальное описание технологии поместилось в нескольких рукописных блокнотах — старик не жаловал компьютер и все свои расчеты делал на логарифмической линейке. В 2002 году Кармело, только начав консультации с учеными Университета Саутвест, умер от инфаркта. Дело отца взяли в свои руки дети Скудери, и спустя всего восемь лет действующий прототип двигателя с разделенным циклом (Split-Cycle Combustion SCC) был представлен на Всемирном конгрессе Общества автомобильных инженеров SAE в Детройте. Надо сказать, что концепция разделенного цикла не нова. Еще в 1891 году американская компания Backus Water Motor Company выпускала малыми сериями такие моторы, но они не получили распространения, и идея сто лет пролежала на полке.

В двигателе Отто каждый поршень последовательно совершает такты всасывания, сжатия, рабочего хода и выпуска. В разработке Скудери обязанности по‑братски делятся между парными цилиндрами: один предназначен для впуска и сжатия, другой — для рабочего такта и выпуска отработанных газов. Цилиндры соединяются между собой каналами с клапанным механизмом, по которым сжатая топливовоздушная смесь поступает в рабочий цилиндр. Двигатель Скудери состоит из двух таких пар.

В цикле Отто рабочий ход происходит на каждом втором обороте коленчатого вала, в двигателе Скудери — на каждом. Разделение функций цилиндров позволяет более эффективно использовать каждый из них, например, увеличить ход рабочего поршня и длительность сгорания топлива, не превышая допустимой степени сжатия топлива. Зажигание смеси происходит после того, как рабочий поршень начинает двигаться вниз, в отличие от обычного двигателя с опережением зажигания. Расчеты показывают, что разделение цикла дает гораздо более высокую степень сжатия смеси и быстрое и полное ее сгорание.

В камере сгорания двигателя с системой HCCI (Homogeneous charge compression ignition) одновременно возникает огромное количество микроочагов возгорания. Экологические характеристики HCCI впечатляют. Если процесс сгорания солярки в дизельных двигателях вызывает повышенное образование сажи и окисей азота, то более «холодному» HCCI эти болячки неведомы. По словам Херманна Миддендорфа, руководителя проекта по разработке суперкомпактных бензиновых моторов EA111 компании Volkswagen, агрегаты типа HCCI смогут обойтись без дорогостоящего катализатора.

Сыновья Кармело усовершенствовали конструкцию мотора, добавив к ней баллон со сжатым воздухом. Воздух поступает в рабочий цилиндр, улучшая процесс сгорания смеси. При этом отработанные газы мотора Скудери содержат на 80% меньше углекислого газа и окисей азота, чем у традиционных четырехтактников. КПД мотора Скудери на 5−10% выше, чем у самых продвинутых современных дизельных турбоагрегатов. Добавление наддува увеличивает разрыв по КПД до 25−50%.

В 2008 году двигатель SCC привлек внимание нескольких крупных автопроизводителей, включая PSA Peugeot Сitroёn и Honda, которые подписали со Scuderi Group соглашения о доступе к изучению патентованной технологии. Немецкий Daimler и итальянский Fiat также публично подтвердили высокий интерес к мотору Скудери. Компания Robert Bosch заключила контракт со Scuderi Group на разработку компонентов к SCC в надежде, что однажды эта технология станет серийной. А выдающийся специалист по термодинамике из Массачусетского технологического института профессор Джон Хейвуд назвал разделенный цикл сгорания реальной альтернативой HCCI. Наладить сборку таких ДВС в промышленных масштабах на существующих заводах несложно — никаких экзотических материалов и нестандартных технологических операций для этого не требуется.

Технологические особенности воспламенения сжатием

Проблема с HCCI заключается в том, что существует очень узкий диапазон оборотов и положения дроссельной заслонки, при которых возможно применение технологии. Она работает лучше всего при небольшой нагрузке на двигатель и умеренно низких оборотах. Вне этого диапазона время горения является хаотичным и трудно контролируется.

Если детонация возникает не по нормативам, предусмотренным техническими параметрами, то в лучшем случае теряется эффективность, в худшем – уничтожается двигатель. Итак, есть 2 опорных момента:

1. Существует узкий диапазон, в котором возможно применение HCCI. 2. Вне этого диапазона требуется искровое зажигание.

Так, появляется необходимость решения задачи легкого переключения между искровым зажиганием и воспламенением от сжатия.

Но что, если не нужно полностью переключаться? Что, если всегда использовать свечу зажигания? Это именно то, что сделали инженеры Mazda. В диапазонах, где воспламенение от сжатия невозможно, двигатель SkyActiv-X работает как любой другой бензиновый агрегат. Поршень перемещается вверх, сжимая воздушно-топливную смесь до верхней мертвой точки, где свеча зажигает смесь, а пламя движется наружу, толкая поршень вниз, создавая ход мощности.

Когда это возможно, двигатель работает так же, как дизельные двигатели, хотя и с предварительно смешанным топливом, и с прямым впрыском топлива. Воздух при поступлении закручивается, создавая однородную среду, когда поршень достигает вершины своего хода. В идеале соотношение воздух-топливо в этот момент составляет около 37: 1. Это примерно как и у традиционных бензиновых двигателей. Здесь прямая топливная форсунка уменьшает подачу бензина, понижая соотношение воздух-топливо к подходящему для свечи зажигания показателю примерно до 29: 1.

Эти две отдельные области смешения играют важную роль. По мере того, как поршень движется вверх, топливо становится опасно близким к воспламенению от тепла и давления от сжатия (следует понимать, что это обычное октановое топливо с коэффициентом сжатия 16: 1). Перед детонацией смеси активируется свеча. Более разряженная область воздуха рядом с пробкой сгорает, создавая небольшое расширяющееся воспламенение.

При дополнительном давлении от этого возгорания окружающий очень сухой воздух не может больше оставаться в изначальном состоянии. Почти мгновенно вся смесь взрывается. И тут разработка Mazda приобретает такой смысл — использовать свечу зажигания для оптимального времени горения и применять компрессионное воспламенение, чтобы получить невероятно высокую эффективность.

Смотрите также: Топ-10 наиболее перспективных автомобильных разработок

Но как насчет нагнетателя, низкооктанового топлива и любого цикла Миллера? Все, что сначала кажется противоречивым, имеет рациональное объяснение.

Контрактный двигатель ССЕ, ССЕА Audi A6 S6 / Ауди А6 2.8 FSI 220 л.с. V6 2008 — 2011 год

Двигатель ССЕ ССЕА Audi A6 S6 / Ауди А6 2.8 FSI 220 л.с. V6 2008 — 2011 год

Контрактный б/у двигатель мотор на Ауди А6 S6 (4F2, C6) 2.8FSI 220 л.с. код ССЕ ССЕА бензин из Европы без пробега по РФ

Возможна продажа мотора в сборе с навесным и без навесного оборудования (столбик)

Каталожный номер AUDI 06E100034L , 06E 100 034 L , 06E100034LX , 06E 100 034 LX

************************************************************

✔ Более 1500 моторов и АКПП в наличии .

✔ Гарантия установку от 30 дней. ✔ По желанию клиента есть установка на нашем СТО. ✔ Работаем с регионами (отправка любой транспортной компанией Деловые линии , ПЭК, Байкал сервис , КИТ, Возовоз , Ратэк, Энергия. ✔ Все подробности можно уточнить по телефону с 9:00 до 21:00 ✔ Оставить заявку круглосуточно на нашем сайте (название нашего сайта можно найти в названии компании на Авито)

************************************************************

Двигатель Audi A6 / S6 2.0 TDI Дизель BLB; BRE 2,0 140 л.с. 2004 — 2008

Двигатель Audi A6 / S6 2.0 TDI Дизель BNA; BRF; CAGB 2,0 136 л.с. 2004 — 2011

Двигатель Audi A6 / S6 2.0 TDI Дизель CAHA 2,0 170 л.с. 2008 — 2011

Двигатель Audi A6 / S6 2.0 TFSI Бензиновый BPJ; BYK 2,0 170 л.с. 2005 — 2011

Двигатель Audi A6 / S6 2.4 Бензиновый BDW 2,4 177 л.с. 2004 — 2008

Двигатель Audi A6 / S6 2.7 TDI Дизель BPP 2,7 180 л.с. 2004 — 2008

Двигатель Audi A6 / S6 2.7 TDI Дизель BSG , CANB , CAND 2,7 163 л.с. 2004 — 2011

Двигатель Audi A6 / S6 2.7 TDI Дизель CANA , CANC 2,7 190 л.с. 2008 — 2011

Двигатель Audi A6 / S6 2.7 TDI quattro Дизель BPP 2,7 180 л.с. 2004 — 2008

Двигатель Audi A6 / S6 2.8 FSI Бензиновый BDX 2,8 210 л.с. 2006 — 2008

Двигатель Audi A6 / S6 2.8 FSI Бензиновый CCDA 2,8 190 л.с. 2008 — 2011

Двигатель Audi A6 / S6 3.0 quattro Бензиновый BBJ 3,0 218 л.с. 2004 — 2006

Двигатель Audi A6 / S6 3.0 TDI quattro Дизель BMK 3,0 225 л.с. 2004 — 2006

Двигатель Audi A6 / S6 3.0 TDI quattro Дизель BNG; CDYB 3,0 211 л.с. 2004 — 2011

Двигатель Audi A6 / S6 3.0 TDI quattro Дизель CDYA; CDYC 3,0 239 л.с. 2008 — 2011

Двигатель Audi A6 / S6 3.0 TDI quattro Дизель ASB 3,0 233 л.с. 2006 — 2008

Двигатель Audi A6 / S6 3.0 TFSI quattro Бензиновый CAJA 3,0 290 л.с. 2008 — 2011

Двигатель Audi A6 / S6 3.2 FSI Бензиновый AUK; BKH 3,1 256 л.с. 2004 — 2009

Двигатель Audi A6 / S6 3.2 FSI quattro Бензиновый BYU 3,1 249 л.с. 2006 — 2008

Двигатель Audi A6 / S6 4.2 FSI quattro Бензиновый BVJ 4,2 349 л.с. 2006 — 2011

Двигатель Audi A6 / S6 5.0 RS6 quattro Бензиновый BUH 5,0 579 л.с. 2008 — 2010

Изучение системы подачи воздуха высокой мощности от Mazda

Mazda уклоняется от того, чтобы нагнетатель, которым комплектуется двигатель SkyActiv-X, называть корневым. Специалисты предпочитают говорить об этом как о «системе подачи воздуха высокой мощности», но в действительности это и есть нагнетатель корневого типа.

Инженеры и представители марки не хотят называть все своими именами, так как нагнетатели обычно связаны с лошадиной силой, а не с эффективностью. В этом случае агрегат используется для экономии топлива, снижает температуру горения, уменьшает выбросы и потери тепла на цилиндр, повышает КПД двигателя.

Стандартное октановое число соответствует соотношению сжатия 16: 1.

Если бы у Mazda был независимый технологический путь развития, то в двигателях SPCCI использовалось бы топливо с октановым числом – 80, а не элитарное с показателем 87. Причина тут очевидна, технология сжатия завязана на детонации.

Важно понимать, что такое воспламенение означает самопроизвольное возгорание топлива. Использование низкооктанового бензина в этом случае затруднит горение. Чем более чувствительным является топливо к изменениям давления, тем легче Mazda контролировать момент его возгорания от свечи зажигания.

Мощный цикл Миллера

Цикл Миллера (синоним современного цикла Аткинсона) – это трюк, используемый на современных двигателях для повышения эффективности. Идея состоит в том, чтобы оставить впускной клапан открытым для части хода сжатия, выталкивая часть воздуха и топлива из цилиндра назад.

Это снижает эффективную степень сжатия и вместе с относительно высоким коэффициентом расширения уменьшает расход топлива. Но Mazda использует цикл Миллера из-за крутящего момента. Тут двигатель достигает максимальной мощности при большой экономии топлива именно благодаря нагнетателю.

Впускной клапан позволяет воздуху выходить во время сжатия, чтобы гарантировать, что детонация не будет выполняться с использованием чрезвычайно высоких коэффициентов сжатия. Много воздуха, плюс высокооктановое топливо для двигателя, и водитель наслаждается стремительно сливающейся впереди дорогой при небольшом расходе бензина на высоких оборотах. Теперь понятно, что в основе двигателя будущего лежит эффективный нагнетатель и мощность.

Видео на тему работы нового двигателя, включаем субтитры, перевод, и наслаждаемся техническими особенностями (для автогурманов):

Автор: Сергей Василенков

двигатель — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Hcci-двигатель

Cтраница 1

Регулирование HCCI-двигателя является серьезной проблемой, поскольку в отличие от бензинового двигателя, у которого начало сгорания можно регулировать изменением УОЗ, или от дизельного двигателя, в котором процесс сгорания регулируется изменением УОВТ, не имеется факторов непосредственного воздействия на процесс сгорания, т.е. начало сгорания гомогенных топливовоз-душных смесей является функцией многих переменных, включая первоначальный состав смеси, ее температуру, давление и особенности камеры сгорания.  [1]

В HCCI-двигателе необходимо более высокое давление наддува вследствие того, что двигатель в этом случае работает на более бедных смесях. Для требуемого давления наддува при более высоких температурах продуктов сгорания требуется меньшее их давление перед турбиной, в то время как в HCCI-технологии температуры выпускных газов существенно меньше, чем в традиционных двигателях. Это приводит к более высокому требуемому давлению выпускных газов, что, в свою очередь, приведет к большим насосным потерям и меньшему индикаторному КПД. Представляется, что это является главным препятствием в достижении высоких значений индикаторного КПД в двигателях, реализующих HCCI-технологию.  [2]

Управление работой HCCI-двигателя по мере увеличения нагрузки становится более сложным, и система регулирования должна обеспечивать точное значение угла начала воспламенения, воздействуя в случае необходимости через обратные связи на температуру заряда на впуске, количество и состав топлива. Если воспламенение в нескольких циклах работы будет немного преждевременным, стенки цилиндра будут дополнительно подогреты, т.к. при раннем воспламенении тепловыделение возрастает. Более высокие температуры стенки приведут к тому, что начало сгорания станет еще более ранним, вызывая, в свою очередь, увеличение тепловыделения. С другой стороны, если сгорание становится более поздним в течение нескольких циклов работы, происходят противоположные эффекты и начинаются пропуски воспламенения. Таким образом, регулирование момента начала воспламенения при больших нагрузках должно быть очень точным.  [3]

Рассмотренные способы регулирования HCCI-двигателя с точки зрения их использования в силовой установке транспортного назначения являются небезупречными и могут быть рекомендованы скорее для стационарных установок. Очевидно, что особенности рабочего процесса двигателя с воспламенением гомогенного топливовоздушного заряда от сжатия серьезно ограничивают области возможного применения таких двигателей с описанными выше системами регулирования. Для устранения отмеченных ранее недостатков необходима разработка новых подходов к принципам регулирования.  [4]

При анализе рабочего процесса HCCI-двигателя, работающего на двух-компонентном топливе, в частности на смеси СН4 СН3ОСН3, кроме общего коэффициента избытка воздуха а удобно пользоваться и коэффициентами избытка воздуха для каждого компонента, дающими представление о расходе отдельного топлива.  [5]

Вне зависимости от выбранного способа регулирования HCCI-двигателя необходимо обеспечивать оптимальную для данной нагрузки характеристику тепловыделения, в том числе ее расположение относительно ВМТ. При чрезмерно раннем воспламенении значительно возрастают максимальное давление в цилиндре, скорость нарастания давления и эмиссия NOX. Для каждой нагрузки один из этих параметров будет определять положение левой границы воспламенения, причем при низкой нагрузке все эти три параметра допускают очень раннее воспламенение. В случае увеличения нагрузки и, соответственно, уменьшения коэффициента избытка воздуха эмиссия NOX, максимальное давление в цилиндре и скорость нарастания давления возрастают и начало воспламенения должно быть более поздним.  [6]

Поэтому в области малых и средних нагрузок HCCI-двигателя и при коэффициенте избытка воздуха больше 2 5 область возможных режимов работы по моменту начала воспламенения является относительно большой.  [7]

Одной из задач, которую, по-видимому, необходимо будет решить для повышения КПД и среднего эффективного давления многоцилиндрового HCCI-двигателя, является устранение существенного различия в протекании рабочего процесса в отдельных цилиндрах двигателя. К примеру, на рис. 8.30 показаны кривые среднего индикаторного давления р — для разных цилиндров в зависимости от температуры смеси на впуске при значениях расхода топлива, равных соответственно 0 34 и 0 83 г / с. Значения р в разных цилиндрах существенно различаются. При этом отношение средних индикаторных давлений в различных цилиндрах не всегда остается постоянным ( например, р — во втором цилиндре не всегда выше, чем в первом), что свидетельствует о том, что в данном случае имеет значение множество факторов: неоднородность температур во впускном трубопроводе, незначительные отклонения между цилиндрами в значениях степени сжатия, различия в температурах поверхностей камеры сгорания, количество остаточных газов и др. Как будет показано в дальнейшем, момент воспламенения в различных цилиндрах при одинаковой температуре на впуске неодинаков. Это может привести к ситуации, когда сгорание в нескольких цилиндрах будет стабильным и устойчивым, а в других цилиндрах будут наблюдаться пропуски воспламенения.  [9]

На базе полноразмерного двигателя ЯМЗ-236НЕ был создан опытный образец газожидкостного двигателя, в котором природный газ подавался во впускной коллектор ( центральная подача), а диметиловый эфир с повышающей его вязкость добавкой ( Lubrizol в количестве 50 — 100 ррт на 1 кг ДМЭ) — в штатную топливную аппаратуру высокого давления. Созданный двигатель не может быть полностью классифицирован как HCCI-двигатель, однако полученные результаты представляют определенный интерес, поскольку топливовоздушная смесь воспламенялась от сжатия.  [11]

Страницы:      1