Каждое объявление о новом электромобиле рекламируется как еще один гвоздь в крышку гроба двигателя внутреннего сгорания. Но двигатель внутреннего сгорания продолжает сопротивляться. Последним ответным ударом является новый Infiniti QX2019 50 года, который, как ожидается, появится на рынке в начале 2018 года. Он будет оснащен технически привлекательным двигателем, который обещает повысить эффективность использования топлива примерно на 10-15 процентов по сравнению с лучшими из его моделей. конкурентов, а также обеспечивает лучшую производительность.
Наш долгосрочный тест QX50
Двигатель представляет собой новый рядный четырехцилиндровый двигатель KR20 с переменной степенью сжатия, получивший от Infiniti название VC-Turbo (или VC-T) для Variable Compression Turbo. Развитие 20-литрового четырехцилиндрового двигателя MR2.0 оснащено сложным механизмом, который может изменять объем камеры сгорания, изменяя относительное положение поршня на протяжении его хода, чтобы регулировать степень сжатия от 14.0: 1 до 8.0. :1.
Высокая степень сжатия повышает мощность и эффективность любого двигателя внутреннего сгорания по двум причинам: во время сгорания увеличивается внутреннее давление, которое давит на поршень, чтобы провернуть коленчатый вал. И это также увеличивает степень расширения, так что это более высокое давление может мотивировать поршень на более длинный ход, извлекая больше полезной работы из каждого цикла сгорания.
Недостатком является то, что более высокая температура и давление также способствуют детонации, которая может быстро повредить двигатель. Поэтому его необходимо ограничивать за счет задержки опережения зажигания, что снижает КПД. Эта проблема усугубляется в двигателе с турбонаддувом, где давление сгорания еще выше, и обычно необходимо впрыскивать дополнительное топливо для охлаждения всасываемого заряда при высоких настройках мощности. Вот почему так много современных автомобилей с двигателями с турбонаддувом уменьшенного размера обеспечивают превосходный пробег в спокойных циклах испытаний EPA, но испытывают сильную жажду при вождении с энтузиазмом.
Этот двигатель VC-Turbo, разрабатываемый более 20 лет и имеющий около 300 патентов, решает эти проблемы, используя степень сжатия 14.0:1 при малом дросселе, чтобы выжимать максимальную отдачу от каждой капли бензина. Однако, когда вы входите в него, чтобы получить полный наддув и максимальную мощность, волшебный механизм изменяет ход поршня, чтобы уменьшить степень сжатия до 8.0: 1. Это позволяет двигателю продолжать эффективную работу без необходимости сливать топливо, чтобы избежать расплавления двигателя.
Двигатель VC-T выполняет этот ловкий трюк, соединяя несколько новых компонентов между поршнем и коленчатым валом. Шатун теперь называется верхним звеном, а его нижний конец соединен с одним концом звена управления в форме параллелограмма, которое перемещается по шатунной шейке коленчатого вала. Другой конец этого звена управления соединен с нижним звеном, очень похожим на другой шатун. Этот прикреплен к эксцентриковому шарниру под коленчатым валом на управляющем валу. Звено исполнительного механизма, соединенное с валом управления, может вращать этот шарнир, когда он перемещается электродвигателем через вал исполнительного механизма, и это движение в конечном итоге влияет на переменную степень сжатия.
Это звучит как движение обезьяны, и вам действительно нужно изучить сопровождающее видео и анимацию ниже, чтобы увидеть, как это работает. Но теория верна, и добавленные компоненты — дополнительная тяга управления и нижняя тяга на цилиндр, а также эксцентриковый шарнирный вал, его приводное звено, управляющий вал и рабочий двигатель — кажутся солидными. Ниссан не рискует, если эти части сломаются, поэтому все они сделаны из массивных стальных деталей.
Однако это еще не все дополнительные детали. Измененное движение поршня обеспечивает более симметричное движение поршня, чем обычный узел шатуна и кривошипа, поэтому больше не нужны двойные балансирные валы, необходимые для типичных четырехцилиндровых двигателей. Кроме того, движение поршня VC-T в сочетании с коленчатым валом, смещенным от осевой линии цилиндра на 15–20 миллиметров, создает меньшую боковую нагрузку на поршень, компенсируя часть трения, создаваемого дополнительными подшипниками в сложном механизме. Тем не менее, двигатель KR20 с переменной степенью сжатия весит 302 фунта, что примерно на 22 фунта больше, чем у обычного двигателя MR20, включая вес, сэкономленный за счет удаления балансирных валов. Тем не менее, это все равно на 40 фунтов меньше, чем у 3.5-литрового V-6 Nissan.
При максимальном давлении наддува 23.2 фунта на кв. дюйм новый двигатель развивает максимальный крутящий момент 288 фунт-фут в диапазоне от 1600 до 4800 об/мин и пиковую мощность 268 л.с. при 5600 об/мин. Шиничи Кига, главный инженер Nissan по бензиновым двигателям, отмечает, что это примерно такая же мощность и более чем на 10 процентов больше крутящего момента, чем у безнаддувного 3.5-литрового V-6 компании. Но он говорит, что двигатель VC-T обеспечивает на 27 процентов лучшую экономию топлива. По сравнению с конкурентами QX50, оснащенными обычными 2.0-литровыми четырехцилиндровыми двигателями с турбонаддувом — Audi Q5, BMW X3 и Mercedes-Benz GLC — ожидается, что двигатель VC-T, соединенный с бесступенчатой автоматической коробкой передач, будет потреблять от 3 до 4 миль на галлон. лучшая экономия топлива.
У нас была возможность покататься на предсерийном QX50 на испытательном полигоне Nissan в Аризоне, и этот опыт был разочаровывающим. Двигатель, соединенный с вариатором, казался очень обычным. Ускорение было сильным и плавным, двигатель чувствовался отзывчивым, и он не издавал никаких странных звуков. Хотя механизму переменного сжатия требуется около полутора секунд, чтобы переключиться между крайними значениями передаточного числа, этот интервал не заметен, когда вы едете с постоянной скоростью и требуете большего ускорения. Единственным признаком того, что степень сжатия меняется, является индикатор на комбинации приборов рядом с датчиком наддува.
Как и во всех двигателях с турбонаддувом, отклик не мгновенный, но между временем, которое требуется для запуска турбонагнетателя и переключения передач вариатора, QX50 реагирует вполне нормально. Нажмите на педаль газа из состояния покоя, и вы почувствуете некоторую нерешительность, как и во всех двигателях с турбонаддувом, когда вы не прибегаете к торможению, чтобы заранее создать наддув.
Как и обещал Kiga, балансирные валы не пропущены, так как двигатель плавно набирает обороты до красной отметки в 6000 об/мин. Тем не менее, есть небольшое ощущение сложных механизмов, быстро жужжащих на этой частоте вращения двигателя. Когда мы указали, что конкурирующие двигатели имеют красную черту при 6500 или даже 7000 об/мин, Кига объяснил, что нет никакой выгоды в производительности от таких высоких оборотов двигателя VC-T, и он также признал, что трение возрастает быстрее при высоких оборотах, чем в обычных четырехцилиндровых двигателях. -цилиндры.
Все это звучит многообещающе, но доказательством будет пробег. Основываясь на утверждениях, мы ожидаем, что QX50 будет поставлять около 26 миль на галлон в городском цикле EPA и около 30 на шоссе. Если эти цифры будут достигнуты с сопоставимыми реальными характеристиками, этот двигатель будет представлять собой значительный прогресс и может продлить срок службы двигателя внутреннего сгорания еще на несколько лет.
Этот контент импортируется из OpenWeb. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.
