Експерти по двигунах мріяли про неї, обговорювали її, читали про неї лекції, а сьогодні – вперше – корпорація General Motors оголошує про те, що «сама очікувана за останні 30 років технологія процесу згорання палива» виходить із стін лабораторії.
Корпорація GM вперше продемонструвала процес згорання палива, відомий під найменуванням «Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI)» (Компресійне займання однорідної суміші). Система HCCI упроваджена на двох концепт-карах, що діють: Saturn Aura 2007-го року і Opel Vectra.
У поєднанні з такими технологіями, як система безпосереднього уприскування палива, регулювання фаз газорозподілу і ступеня підйому клапанів, а також система вимірювання тиску в циліндрах, система HCCI забезпечує зниження витрати палива на 15 % і відповідність найбільш строгим екологічним стандартам, які стануть обов’язковими в майбутньому.
«Я пам’ятаю спори про здійсненність даної технології процесу згорання ще з часів навчання в коледжі», – згадує Том Стефенс (Tom Stephens), віце-президент, що очолює групу корпорації GM по підвищенню якості силових агрегатів. «Тоді це здавалося нездійсненною мрією.
Але сьогодні, використовуючи математичні методи прогностичного аналізу і інші засоби розробки, ми, нарешті, зрозуміли, як перетворити нашу мрію на реальність.
Застосовуючи технологію HCCI спільно з іншими сучасними технологіями для бензинових двигунів, а також удосконалюючи управління робочими процесами, ми добилися значної економії палива, що представляє велику цінність в очах наших покупців.
Об’єднані в одному концептуальному двигуні, технологія HCCI і інші сучасні технології підвищують ефективний ККД бензинових двигунів майже до рівня дизельних двигунів, але без необхідності у використанні дорогих систем, що знижують вміст оксидів азоту (NOx) у відпрацьованих газах.
Ефективність нової технології обумовлена низькотемпературним згоранням палива, що призводить до зниження теплових втрат. При цьому зменшуються також викиди в атмосферу двоокису вуглецю.
Технологія HCCI реалізована на двох концепт-карах, створених на базі серійних автомобілів (Saturn Aura і Opel Vectra) і оснащених модифікованими чотирициліндровими двигунами Ecotec з робочим об’ємом 2,2 літра.
По їздових характеристиках ці концепт-кари не поступаються звичайним автомобілям, але витрачають на 15 % менше палива в порівнянні з автомобілями, оснащеними зіставними традиційними двигунами.
(Фактична економія палива залежить від області застосування автомобіля, а також від стилю водіння конкретного водія.) Створення придатних для руху концепт-каров є одним з перших доказів можливості використання технології HCCI поза лабораторними умовами. «Я задоволений прогресом, який досягнутий нашими інженерами», – пояснює Стефенс.
«Це можна розцінювати, як чергову ініціативу корпорації GM в рамках стратегії зменшення нашої залежності від кон’юнктури нафтового ринку.
Технологія HCCI, система безпосереднього уприскування палива, регулювання фаз газорозподілу і ступеня підйому клапанів, а також система Active Fuel Management (активне управління топлівоподачей) – всі ці технології підвищують паливну економічність і покращують силові характеристики наших двигунів внутрішнього згорання.
Я упевнений, що в майбутньому технологія HCCI займе одне з провідних місць серед пропонованих нами топлівосберегающих технологій».
Відзначимо основні позитивні особливості технології HCCI: · Коефіцієнт корисної дії бензинових двигунів – на рівні дизелів при меншій вартості очищення відпрацьованих газів · Можливість використання апробованих технологій, таких як система безпосереднього уприскування бензину і механізм регулювання фаз газорозподілу · Простота адаптації звичайних бензинових двигунів до системи HCCI · Потрібні тільки традиційні для бензинових двигунів системи подальшої обробки відпрацьованих газів · Сумісність системи HCCI зі всіма наявними в продажі сортами бензину, а також з паливом Е85 на базі етанолу.
Принцип дії системи HCCI Технологія HCCI передбачає займання топлівовоздушной змішай в циліндрі шляхом її стиснення. На відміну від іскрового запалення, а також від процесу згорання в дизельному двигуні, технологія HCCI дозволяє реалізувати вивільнення енергії палива при низькотемпературному згоранні змішай відразу у всьому об’ємі камери згорання – без факела полум’я.
Все паливо, що знаходиться в циліндрі, згорає одночасно. Даний процес дозволяє отримати таку ж потужність, як у звичайного бензинового двигуна, але при меншій витраті палива. Для робочого процесу системи HCCI необхідна відносно висока температура двигуна. Тому в період прогрева холодного двигуна використовується звичайне іскрове запалення.
У цей період двигун швидко нагрівається до температури, що забезпечує як функціонування системи HCCI, так і роботу каталітичного нейтралізатора. У режимі HCCI використовується збіднена суміш (топлівовоздушная суміш з підвищеним процентним вмістом повітря).
При роботі на збідненій суміші коефіцієнт корисної дії бензинового двигуна близький до ККД дизеля, при цьому, на відміну від дизеля, для очищення відпрацьованих газів потрібні тільки традиційно вживані пристрої. Нагадаємо, що дизелі вимагають використання складних і дорогих систем зниження токсичності відпрацьованих газів.
Система HCCI інтегрується з іншими високотехнологічними системами. Деякі з них вже проводяться і можуть бути адаптовані до існуючих бензинових двигунів. Ступінь стиснення двигуна, що використовує технологію HCCI, – така ж, як у звичайних бензинових двигунів з безпосереднім уприскуванням палива.
Система HCCI сумісна зі всіма наявними в продажі сортами бензину, а також з паливом Е85 на базі етанолу. Концепт-кари Корпорація GM демонструє технологію HCCI на придатних для руху по дорогах концепт-карах Saturn Aura і Opel Vectra (обидва – на базі автомобілів серійного виробництва).
Модель Aura оснащена автоматичною трансмісією, а на моделі Vectra, яка націлена на європейський ринок, встановлена механічна коробка передач. Обидва автомобілі оснащено 2,2-літровим двигуном Ecotec потужністю 180 л.с., що розвиває момент, що крутить, 230 Н·м.
Особливості даного двигуна: система центрального безпосереднього уприскування палива, система регулювання ступеня підйому впускних і випускних клапанів, електросистема регулювання фаз газорозподілу (на двох розподільних валах), а також індивідуальні датчики тиску в циліндрах, які контролюють процес згорання і дозволяють виконати плавний перехід між різними режимами згорання палива.
Процесом згорання за технологією HCCI управляє витончений комп’ютер, який працює по розробленому корпорацією GM алгоритму з використанням показників датчиків тиску в циліндрах. Комп’ютер також управляє переходами між режимом HCCI і звичайним іскровим запаленням.
У демонстраційних автомобілів переходи між двома режимами ощутіми для водія, проте очікується, що у серійних автомобілів з технологією HCCI ці переходи будуть помітні не більш, ніж, наприклад, відключення існуючої системи GM Active Fuel Management. В даний час демонстраційні прототипи можуть використовувати технологію HCCI при швидкості приблизні до 55 миль в годину.
При вищих швидкостях, а також при роботі двигуна з великим навантаженням відбувається перехід в режим іскрового запалення. Проте після удосконалення системи управління двигуном і відповідного апаратного забезпечення діапазон роботи двигуна в режимі HCCI буде розширений.
«Можливо, найбільш важким завданням, що вирішується при створенні технології HCCI, є управління процесом згорання», – говорить професор, д-р Юв Гриб (Uwe Grebe), виконавчий директор GM по перспективній розробці силових агрегатів. «При іскровому запаленні ми можемо управляти кутом випередження запалення і інтенсивністю іскрового розряду.
Проте при використанні технології HCCI при згоранні відсутній факел полум’я, і тому, щоб добитися необхідних характеристик двигуна, доводиться виконувати складне синхронне регулювання складу змішай і температури.
Розробники продовжують удосконалювати технологію HCCI, щоб зробити її працездатною в широкому діапазоні умов водіння, характерних для різних регіонів земної кулі, – від тропіків ка Арктики, а також при розрідженому повітрі на великій висоті над рівнем морить. «Наші витрати на розвиток технології HCCI виявилися вельми значними.
Проте ми зробили величезний крок вперед, створивши концептуальні автомобілі Saturn Aura і Opel Vectra, що вперше дозволило перенести цю найбільш перспективну технологію з лабораторії на випробувальний полігон.
Додаткові витрати буде потрібно на дослідницькі і випробувальні програми, які зроблять технологію HCCI застосовною в будь-яких умовах, в яких наші покупці експлуатують свої автомобілі», – підводить підсумок професор Гриб.
Через рік після оголошення 14 червня 2005 року нового технологічного завдання – перемогти в одній з найпрестижніших і вимогливіших до техніки гонок миру “24 години Ле-мана” компанія Peugeot готова продемонструвати новий дизельний двигун, який покликаний справитися з поставленою метою.
Участь в легендарній гонці, що щорічно привертає увагу більше 200 000 глядачів у всьому світі, стає черговою можливістю для Peugeot продемонструвати гармонійне поєднання і втілення традиційних цінностей компанії – надійності, динамізму, вишуканості стилю і інновацій, що відповідають, перш за все, за дбайливе відношення до навколишнього середовища. Насправді відповідь очевидна.
Сьогодні група PSA Peugeot Citroen є світовим лідером у виробництві дизельних двигунів. Більше 60% автомобілів групи, реалізованих в Європі в 2005 році, і більше 70%, проданих на французькому ринку за той же період, були оснащені дизельним двигуном HDi сommon rail.
У 2000 році компанія Peugeot підтвердила прихильність своїм строгим принципам і прийняла нову стратегію по скороченню викиду вихлопних газів в атмосферу за допомогою стандартного оснащення дизельного двигуна на 607-ій моделі спеціальним фільтром сажа. V-образний 12-ти циліндровий двигун об’ємом 5,5 літра виконаний з кутом розвалу циліндрів 100 градусів.
Це максимально допустимий міжнародними правилами об’єм циліндрів, який був вибраний, завдяки своїй ефективній роботі на низьких оборотах. Крім того, це дозволяє контролювати потужність двигуна, і припускає можливість подальшого розвитку його характеристик.
Кількість циліндрів визначається, з одного боку, бажанням зберегти їх діаметр зіставним з діаметром циліндрів в серійних двигунах, і тим самим застосувати накопичений досвід Peugeot в області виробництва дизельних двигунів. З іншого боку, конструктори прагнули обмежити рівень детонації до розумних меж.
Конструкція 12-ти циліндрового двигуна, що славиться хорошою збалансованістю, зводить вібрацію практично до мінімуму. Кут розвалу циліндрів 100 градусів V-образного 12-ти циліндрового двигуна дозволяє зменшити центр тяжіння механізму без збитку для жорсткості кручення двигуна. На кінці кожною з двох вихлопних систем автомобіля встановлені фільтри сажів.
Дана технологія прийшла з серійного виробництва і покликана гарантувати контроль рівня вихлопних газів за будь-яких умов експлуатації моделі. Два дизельні фільтри сажів випускаються під номерами 1,195,520 і 1,195,521. Це серійні номери виробів, що демонструють загальну кількість фільтрів, що встановлюються на серійні моделі Peugeot.
Очікуваний рівень потужності двигуна – більше 515 Квт (700 л.с.) при моменті, що обертає, понад 1,200 нм. Безпрецедентні для дизельних моторів, дані показники дизельного двигуна Peugeot стали результатом безперервної роботи і досягнутого рівня технологій фахівців французької компанії і високих характеристик двигуна V12.
Компанія Bosch – один з основних партнерів Peugeot в даному проекті. Німецькі технологи працюють над компонентами уприскування палива і системою управління двигуна.
Кілька років тому це слово було у всіх на слуху. Говорили про переклад ракетних заводів на випуск ліжок, нічних горщиків і кошиків для паперу. Зараз воно стало рідкісним, але не у тюнерів. Вони згадують конверсію частіше за інших – наприклад, у зв’язку з переходом 8V в 16V.
Багато російських тюнерів говорять про переробку 8-клапанних двигунів передньопривідних моделей ВАЗ в 16-клапанні. Говорять, але не роблять. Тільки на перший погляд здається, що це проста операція. Насправді потрібні немаленькие гроші, висока кваліфікація і ще – ентузіазм. Зате конверсію можна сумістити і з форсировкой! Що і продемонстрували майстри тюнинг-центру «Білкон».
Цей автомобіль приїхав в b-tuning 74-сильним, а покинув з двигуном трохи не удвічі більшій потужності – 141 л.с. Мотор був стандартним 1,5-літровим 8-клапанником, став тюнінговим 1.8 з 16 клапанами. І це тільки вершина айсберга. А історія почалася кілька років тому, коли Андрій Севастьянов проїздив місто Ржев.
Тоді він їздив на 120-сильній «вісімці» власного доведення, машині цікавої не тільки технічно, але і зовні. Андрій давно звик, що вона постійно в центрі уваги. Коли його наздогнали і попросили зупинитися місцеві хлоп’ята, він вже здогадався, про що буде розмова: «Який мотор, скільки ходить, де робили» і інші шаблонні питання. Власник 2113 – одне з тих хлоп’ят.
Після зустрічі з Севастьяновим він ліпив всякі дрібнички на машини, міняв їх, бив. Було у нього декілька іномарок, і все-таки він вирішив купити «тринадцяту». Щоб як слід «зарядити». Тут і допоміг Андрій.
Фахівці «Білкона» займалися саме «зарядом»: вони не чіпали зовнішності машини, не допрацювали – тут все зробив сам господар, вони займалися двигуном, коробкою передач, гальмами, підвіскою. Двигун фактично зібрали наново. Повний перелік деталей і список операцій, що було потрібно для конверсії, займає лист формату A4, тому обмежимося головним.
Головку блоку розточили, встановили мотокомплект під об’єм 1800 куб.см (84х82,5): коленвал із сталевим шківом під 16-клапанну систему, поршні з кільцями, шатуни, вкладиші і пальці, комплект маслос’емних ковпачків Elring. Блок накрили допрацьованою 16-клапанною головкою з валами 10.4 і розрізними шківами, замінивши всі прокладки, починаючи від ГБЦ.
Де було можливо, ставили імпортні деталі – той же Elring, паливні форсунки Bоsch 902 (такі ж ставлять на двигуни Volkswagen), свічки Bosch FR7dpx. Залили хороше синтетичне масло і антифриз Febi. Дросельну заслінку поміняли на 54-міліметрову. Довелося ставити навіть новий трос газу, не кажучи про інші «дрібниці». Випускна система замінена «від і до».
Встановлений тюнінговий колектор схеми 4-2-1, гофра, 51-міліметрові труби, прямоточний резонатор Walker, спортивний глушник. Його вибирав господар машини по своєму смаку, і зупинився на Remus Racing серії Titan. Майстри продумали все – наприклад, поставили жорсткі подушки глушника від «Ниви». Не позаздриш електрикові «Білкона».
Йому довелося міняти солідну частину проводки автомобіля, щоб адаптувати її до 16-клапанного движка. За зібраним і обкатаним на стенді двигуном послідувала трансмісія. Її зробили такою, щоб вона дозволяла динамічно розгонитися, але не примушувала шкодувати про вибір на швидкісному шосе. Вибрали 12-й ряд з головною парою 4,13, гвинтове блокування і жорсткий карданчик лаштунки.
І вже до перших ходових тестів було ясно, що набір виправдає себе: конфігурація багато разів випробувана різними людьми на різних автомобілях, для «змішаного» циклу (місто-шосе) важко придумати щось краще.
Забігаючи вперед, скажу, що 140-сильна «тринадцята» бере з місця так, що спинки сидінь скриплять від тяжкості, що навалилася, але і на швидкості за 150 двигун не вищить, видаючи максимальні обороти. Втім, справа не тільки в коробці, адже «дед-лайн» у цього мотора доводиться на 8,5-9 тисяч.
Говорю це напевно, оскільки особисто тримав педаль газу хвилин 15, поки стрілка тахометра плавала у відміток 7000-7500. Двигун переніс вправу абсолютно спокійно. Де зростання потужності і поліпшення динаміки, там і підвищення ефективності гальм. Це можна вважати законом.
Передні гальмівні диски замінили на вентильовані під 14-дюймові колеса (на літо у машини 15-дюймові шини і диски), сюди ж поставили колодки Ferrodo DS2000. Ззаду просто прибрали барабани і поставили сертифікований тольяттінській комплект дискових гальм. Головна мета тюнінга гальм і підвіски – забезпечити водієві легкість і точність управління.
Варіантів були багато, але важливим критерієм вибору стали географічні особливості експлуатації. У Москві або Санкт-Петербурзі, не захоплюючись поїздками по околицях і околицях, можна було б потерпіти і супержорстку підвіску, але на тривалих перегонах з міста в місто по наших шосе вона просто діставатиме.
У результаті вирішили, що краще всього використовувати регульовані амортизатори Koni Sport і пружини Eibach, трохи коротше штатних. Опори замінили на жорсткі ШС. Поекспериментувавши з настройками Koni, вибрали варіант, який поки повністю влаштовує власника машини, – підвіска жестковата, якщо ви звикли до комфортних седанам, але для тих, кому до душі спортхетчи, в самий раз.
В усякому разі, після сотні верст шляху «п’ята крапка» не перетвориться на мозоль, гарантовано. Не обійшлося без «класики» – передньої розтяжки стійкий, сталевих кронштейнів двигуна, фільтру зниженого опору. Великий джентльменський набір доповнили сталевим захистом картера – як реальна страховка.
Рахунок за всі встановлені деталі і виконані роботи склав близько 140 тисяч рублів, майже 5 тисяч доларів США.
Якщо підсумовувати з вартістю базового автомобіля і приплюсувати інший тюнінг, що включає обважування невідомого виробництва, альтернативну оптику з Ксеноном, електродзеркала, тонування, нестандартні деталі інтер’єру і інші маленькі і великі задоволення, набігає на пристойну іномарку з великим мотором. І все-таки це не іномарка. З якою інтонацією читати цю фразу, вирішуйте самі.
Але перед цим зважте «за і проти». Звичайно, експлуатація такої машини специфічна. Наприклад, тепер її господареві доведеться ретельно вибирати місця заправок, чітко дотримувати міжсервісні інтервали, думати про ресурс двигуна (у «Білконе», спираючись на досвід, говорять, що це близько 60 тисяч км.).
Але, по-перше, це здійснено нормально для будь-якого автомобіля, а по-друге. Просто тюнінговая «тринадцята» здатна утерти ніс багатьом імпортним машинам, і не тільки по «розгону-гальмуванню».
Її власник може упевнено говорити, що їздить на автомобілі, створеному по його особистому смаку тямущими майстрами, до яких завжди можна звернутися, щоб щось змінити, додати, прибрати. Ну хто з «іномарочников» може собі це дозволити?! Правда, для візиту доведеться вибрати час і доїхати з Ржева ка Москви, але це буде просто приємна прогулянка – на такій-то машині.
Зараз вже задньопривідні раллійниє автомобілі можуть приснитися гонщикам тільки в кошмарному сні. Задній привід на бездоріжжі не дозволяє пройти трасу на високій швидкості. Пілотові доводиться боротися з постійними занесеннями автомобіля.
Але колись задньопривідні автомобілі були абсолютно нормальним явищем на грунтових трасах. Мотоциклетний мир, із запізнюванням що переймає автомобільні тенденції тільки-тільки почав пробувати повний привід на смак. Перші варіанти від Yamaha і KTM випущені на ринок і збирають перемоги в ралі рейдах і Бахах.
Але ці мотоцикли, оснащені повним приводом від шведської Olins мають одну конструктивну особливість. Момент від двигуна передається на переднє колесо за допомогою гідравліки. При цьому переднє колесо «підгрібає» зовсім трохи, всього лише на 10-20% потужності. Американська компанія Christini розробила принципово іншу схему повного приводу. У ній немає ніякої гідравліки.
Повністю механічний привід передається через систему ланцюгів і тяги, що звичайно обважнює конструкцію, але, завдяки використанню сучасних матеріалів, не дуже сильно. При цьому на переднє колесо передається майже половина моменту двигуна, що крутить, а втрати трансмісії не перевищують 10%. Власники ендуро можуть замовити кит від Christini за $6 000.
Якщо в лінійці виробництва китів немає вашої моделі, розробники можуть самі «підігнати» систему саме під ваш мотоцикл.
Представники Volkswagen пообіцяли, що до 2009 року німецький концерн закінчить роботу із створення свого гібридного двигуна, який почнуть встановлювати на найрізноманітніші автомобілі. Передбачається навіть, що це буде ціле сімейство гібридів для різних моделей.
Що вдаватиме із себе гібрид від Volkswagen, поки що складно сказати. Головне питання полягає в тому, з яким типом двигуна працюватиме електромотор – з бензиновим, як у Toyota, або з дизельним (так хочуть поступити французи з Peugeot-Citroen). На думку багатьох експертів, інженери Volkswagen виберуть саме дизель, оскільки він дозволить економити більше палива.