Вар двигатель: Электродвигатель ВА100S4 описание работы, характеристики

alexxlab | 29.04.1992 | 0 | Разное

ученые создали первый пузырь Алькубьерре / Хабр

Еще одна технология из Star Trek оказалась больше наукой, чем фантастикой. Ученые под финансированием DARPA создали так называемую «warp bubble» — область пространства, способную расширяться или уменьшаться быстрее скорости света. Об этом сообщает бывший специалист НАСА по варп-двигателям Гарольд Уайт. Это первый настоящий «пузырь варп-движения», созданный в лаборатории. Который, как минимум, подтверждает, что такое возможно. И, по словам Уайта, устанавливает новую перспективу для тех, кто захочет создать первый космический корабль, способный к деформации.

Уайт говорит:

Чтобы быть ясным, наше открытие — не аналог варп-пузыря, это настоящий, хотя и скромный и крошечный, варп-пузырь. Поэтому это так важно.

Теоретические двигатели быстрее скорости света

Доктор Гарольд «Сонни» Уайт

В 1994 году мексиканский математик Мигель Алькубьерре предложил первое математически правильное уравнение для варп-двигателя. Вдохновленный перелетами в Star Trek, он в общих чертах обрисовал двигательную установку космического корабля, которая может перемещаться по космосу быстрее скорости света без нарушения законов физики.

Это решение хвалили за элегантную математику, но одновременно высмеивали за использование «науки из сериала» и траты многих лет работы впустую над решением, которое казалось невозможным на практике.

Десять лет спустя теория Алькубьерре претерпела серьезные изменения, когда доктор Уайт, работавший тогда в НАСА, переработал исходную метрику Алькубьерре и привел ее в каноническую форму. Это изменение в дизайне двигателя резко сократило требования к экзотическим материалам и снизило необходимые затраты энергии. Тогда исследователи и поклонники научной фантастики получили проблеск надежды на то, что реальный варп-двигатель может однажды стать реальностью. Работа Уайта также привела к неофициальному переименованию первоначального теоретического проекта: теперь концепцию чаще называют «Варп-двигатель Алькубьерре/Уайта».

С тех пор многие физики и инженеры предпринимали попытки разработать жизнеспособный варп-двигатель, включая целую группу международных исследователей, работающих над двигателем варпа, не требующего никакой странной материи. Однако, как и Алькубьерре и Уайт до них, их концепции до сих пор оставались полностью теоретическими. Но теперь, похоже, ситуация изменилась.

Время — всё. Особенно на скорости света

Часто говорят, что время решает все. Поэтому неудивительно, что когда доктор Уайт начал свое последнее исследование, финансируемое DARPA, он и не думал о создании варп-пузыря. Ученые занимались исследованием геометрии пустот Казимира (наноскопической структуры, возникающей в результате эффекта, заставляющего две металлические пластины притягиваться в вакууме).

Не вдаваясь глубоко в сложную физику, лежащую в основе пустот Казимира и странных квантовых сил, наблюдаемых в этих структурах, достаточно сказать, что они никоим образом не связаны с механикой варп-двигателя. По крайней мере, так думали раньше. Но, по словам Уайта, они с его командой в LSI очень увлечены этой работой, а по мнению DARPA она имеет ряд возможных применений, выходящих далеко за рамки даже текущей находки.

Первый варп-пузырь

В итоге один из немногих ученых с интересом к варп-пузырям и пониманием уравнений Алькубьерре оказался в нужное время и в нужном месте. И заметил поразительное сходство между его текущим проектом и теоретическим микроскопическим двигателем, способным перемещаться быстрее скорости света.

Проверка учеными и подтверждение пузыря Алькубьерре

Фактические результаты, опубликованные после проверки в European Physical Journal, говорят:

При проведении анализа, связанного с проектом, финансируемым DARPA, по оценке возможной структуры плотности энергии, присутствующей в полости Казимира, как это предсказано динамической моделью вакуума, была обнаружена наноразмерная структура, которая предсказывает распределение плотности отрицательной энергии, которое близко соответствует требованиям метрики Алькубьерре.

Или, проще говоря, как говорит Уайт, «Насколько мне известно, это первая статья в рецензируемой литературе, которая говорит о реальной наноструктуре, которая, по прогнозам, будет являться настоящим, хотя и скромным, пузырем деформации».

Это случайное открытие, по словам Уайта, не только подтверждает предсказанную «тороидальную» структуру варп-пузыря и наличие в нем отрицательной энергии, но также дает потенциальный путь другим исследователям, пытающимся спроектировать, а в один прекрасный день и построить настоящий космический корабль, способный на перемещение путем искажения пространства-времени вокруг себя.

 «Эта потенциальная структура будет генерировать отрицательное распределение плотности энергии вакуума, которое очень похоже на то, что требуется для деформации пространства Алькубьерре».

Путь вперед

Чтобы оценить возможные перспективы, Уайт и его команда разработали проект тестируемого наномасштабного «корабля с варп-двигателем». Во время его презентации AIAA (крупнейшему в мире аэрокосмическому техническому сообществу) он объяснил:

Мы проанализировали игрушечную модель двигателя, состоящую из сферы диаметром 1 микрон, расположенной в центре цилиндра диаметром 4 микрона. Она показала трехмерную плотность энергии Казимира, которая хорошо коррелирует с требованиями метрик Алькубьерре.

Эта качественная корреляция предполагает, что мы можем проводить эксперименты в масштабе наночипа, чтобы попытаться измерить крошечные сигнатуры. Но пока что мы видим наглядную иллюстрацию реального, хотя и очень скромного по размерам, варп-пузыря деформации.

Уайт развил эту идею в электронном письме в The Debrief:

Мы уже можем предложить сообществу структуру, которая генерирует отрицательное распределение плотности энергии вакуума, очень похожее на то, что требуется для деформации космоса Алькубьерре.

Уайт говорит, что такие мини-двигатели уже можно производить — если использовать 3D-принтер GT, печатающий в нанометровом масштабе. Но в настоящее время ученые продолжают заниматься тем, на что получили финансирование — исследовании свойств полостей Казимира. А постройкой кораблей и масштабированием двигателей для них могут заняться все остальные.

Предложение для следующего эксперимента

Уайт и его команда даже предлагают путь для дальнейших исследований. По их словам, стоит построить эксперимент, включающий несколько созданных пустотами Казимира варп-пузырей, стоящих друг за другом в виде цепочки. По их словам, такая конструкция позволит лучше понять физику структуры варп-пузыря, а также то, сможет ли корабль однажды пересечь реальное пространство внутри такого пузыря.

Уайт на конференции AIAA объяснил:

Мы могли бы провести исследование оптических свойств этих маленьких, наноразмерных пузырей деформации. Если объединить большое количество из них подряд, мы можем намного усилить эффект, чтобы можно было его увидеть и изучить.

Ползти, идти, бежать

Учитывая, что DARPA платит лаборатории LSI Eagleworks за исследование полостей Казимира, а не за случайное открытие пузыря искривления пространства-времени, независимо от его (потенциально) невероятных последствий Уайт и его команда не могут бросить свой текущий проект. Поэтому призывают других ученых попробовать реализовать варп-пузыри и протестировать их свойства. Поскольку DARPA принадлежит Министерству обороны США, публично обнародовать результаты проектов им сложно. Текущий прорыв был достигнут еще в начале лета, а говорить о нем в деталях стало можно только сейчас. И это при том, что исследование полостей Казимира официально не было засекреченным, что и позволило ученым в итоге выйти на публику.

Если DARPA профинансирует работу LSI над космическим кораблем с наноразмерным варп-двигателем, о таком проекте мы можем не услышать еще много лет.

В конце концов, особенно с учетом масштабов этого открытия и его потенциальных последствий, Уайт считает, что создание и испытание его мини-варп-корабля — это лишь вопрос времени. По его мнению, теперь наука будет медленно, но верно продвигаться к этой цели в виде космического корабля, способного к деформации.

Когда его спросили, как быстро протестированный наноразмерный «корабль» может быть масштабирован до чего-то, на чем действительно можно было бы летать в космос, Уайт предложил более реалистичный подход к этому исследованию:

Еще рано задавать вопросы о каких-то реальных летательных экспериментах. На мой взгляд, первый шаг — просто изучить основную науку в нано / микромасштабе. И постепенно пытаться переходить к чему-то более крупному. Сначала мы должны научиться ползать, потом — идти, и только потом — бежать.

• Дополнительный разбор того, что становится возможным с варп-двигателем, на Хабре есть тут.

• Перевод статьи научного журнала TheDebrief.

• Первая презентация варп-пузыря Уайтом на Propulsion Energy Forum доступна на ютубе. Тогда его находка еще не была проверена научным сообществом.

---

Хотите найти крутую работу? Подключайте телеграм-бот getmatch. Указываете желаемую зарплату, и он выдает вам лучшие вакансии от топовых компаний, и помогает пройти интервью. Для старта не нужно ни резюме, ни портфолио, настройка занимает меньше 30 секунд.

Дизельные мотопомпы серии VAR – Атлас Копко Россия

Дизельные мотопомпы Атлас Копко серии VAR (Varisco)

Центробежные самовсасывающие мотопомпы Атлас Копко серии VAR разработаны инженерами завода Varisco с учетом многолетнего опыта и предназначены, прежде всего, для условий, когда возможна предварительная заливка насосной части.

Даже при высоте всасывания в несколько метров мотопомпа быстро отводит воздух и начинает перекачивание жидкости. Полуоткрытое рабочее колесо позволяет перекачивать жидкость со взвесью твёрдых частиц. Широкий модельный ряд (более 30 моделей) позволяет подобрать оптимальное решение любой задачи.

Модельный ряд

Технические характеристики мотопомп Atlas Copco VAR (Varisco)

Модельный ряд	Напор макс.	Производи- тельность макс.	Производи- тельность макс.	Стандарт фланца вход/выход	Диаметр частиц макс.	Тип двигателя	Модель двигателя	Обороты двигателя
	м	м³/ч	л/мин		мм			об. /мин
VAR 1-110	25,5	23	380	1 1/2″ BSP	20	дизель бензин	Kohler 15LD225 Honda GX120	3600
VAR 1-180	57	29	480	1 1/2″ BSP	11	дизель бензин	Kohler 15LD440 Kohler Ch540	3600
VAR 2-100	22,5	34	570	2″ BSP	17	дизель бензин	Kohler 15LD350 Honda GX 120	3600
VAR 2-120	33	44	570	2″ BSP	25	дизель бензин	Kohler 15LD350 Honda GX 240	3600
VAR 2-170	48	49	820	2″ BSP	13	дизель	Kohler 15LD440	3300
VAR 2-180	40	50	830	2″ BSP	15	дизель	Kohler 15LD440	3000
VAR 2-215	64	53	880	2″ BSP	14	дизель	Kohler 25LD425-2	3000
VAR 3-100	22	70	1170	3″ BSP	25	дизель бензин	Kohler 15LD350 Honda CH 395	3600
VAR 3-140	34	110	1830	3″ BSP	28	дизель бензин	Kohler 15LD440 Kohler CH 440	3600
VAR 3-210	24,5	120	2000	3″ BSP	40	дизель	Kohler 12LD477-2	1800
VAR 3-240	81	90	1500	3″ BSP	14	дизель	Hatz 2M41	3000
VAR 4-100	24	130	2170	4″ BSP	38	дизель бензин	Kohler 15LD440 Kohler CH 440	3600
VAR 4-159	21,5	180	3000	4″ BSP	45	дизель	Kohler 12LD477-2	2500
VAR 4-225	53	150	2500	4″ BSP	35	дизель дизель	Hatz 2M41 (HT26) Perkins 404D-22 (PK06)	3000
VAR 4-250	40 40 28	180	3000	4″ BSP	50	дизель дизель дизель	Deutz D2011L03I (ZD51) Kohler KDI 1903M (KL17) Kohler 9LD625-2 (KL34)	2000
VAR 4-316	48 57,5 57,5	190	3170	4″ BSP	38	дизель дизель дизель	Kohler KDI 2504M (KL11) Kohler KDI 1903TCR (KL32) Deutz D2011L04I (ZD48)	1800
VAR 6-251	24,5	260	4330	DN 150 D. I. 1882 (6″)	50	дизель	Kohler 9LD625-2 (KL34)	1700
VAR 6-250	28 28 33 33	340	5670	DIN 150 D.I. 1882 (6″)	76	дизель дизель дизель дизель	Kohler KDI 1903M (KL10) Deutz D2011L03I (ZD35) Kohler KDI 2504M (KL19) Deutz D2011L03I (ZD51)	1800
VAR 6-350	40 44	310	5170	DIN 150 D.I. 1882 (6″)	37	дизель дизель	Hatz 4M41 (HT33) Kohler KDI 2504TCR (KL36)	1500
VAR 6-400	58	480	8000	DIN 150 D. I. 1882 (6″)	50	дизель дизель	Deutz BF6L914 (ZD18) Deutz TCD 3.6 L4 (ZD47)	1800
VAR 8-300	32,5	580	9670	DIN 200 UNI 6082 (8″)	50	дизель дизель	Kohler KDI 2504TCR (KL28) Deutz F4L914 (ZD52)	1800
VAR 8-305	35	560	9330	DIN 200 UNI 6082 (8″)	76	дизель дизель	Kohler KDI 1903TCR (KL16) Deutz D2011L04I (ZD43)	1800
VAR 10-305	39	690	11500	DIN 250 D. I. 1882 (10″)	76	дизель дизель	Kohler KDI 2504TCR (KL28) Deutz F4L914 (ZD52)	1800
VAR 12-400	29	1400	23330	DIN 300 UNI 6082 (12″)	70	дизель дизель	Deutz BF6L914 (ZD24) Deutz TCD 3.6 L4 (ZD46)	1150

Надежная насосная часть

Надежная насосная часть мотопомп Атлас Копко (Varisco) серии VAR выполнена из высокопрочного чугуна, импеллер и регулировочные пластины — из чугуна или нержавеющей стали. Такая комплектация больше подходит для перекачивания сточных вод, а если укомплектовать насос цинковыми анодами, то возможна длительная перекачка соленой воды. Торцевое уплотнение имеет точки смазки, на которые возможно установить химическую масленку. Сливное отверстие в нижней части корпуса насоса позволяет «на сухую» слить воду и законсервировать мотопомпу.

Прочная конструкция и мощная рама

Агрегатная часть мотопомп серии VAR располагается на двух опорах, которые крепятся к раме через восемь амортизаторов. В раму интегрирован топливный бак с универсальными креплениями, которые являются основой модульной конструкции мотопомпы. Подъемная проушина изготавливается из толстого швеллера, который защищает основные узлы мотопомпы при опрокидывании.

Увеличенная топливная автономность

Мотопомпы Атлас Копко (Varisco) серии VAR комплектуются надежными и экономичными дизельными двигателями ведущих мировых производителей, а также оснащаются вместительными топливными баками и готовы работать более суток в режиме максимальной производительности, а некоторые модели и более двух суток.

Полезные ссылки

Двигатели. Серия 7AVER

Серия 7AVER

Энергоэффективные общепромышленные асинхронные трехфазные электродвигатели с короткозамкнутым ротором серии 7AVER по стандарту ГОСТ-Р 51689-2000 вар.I для привода различных механизмов во всех отраслях промышленности.
Возможно исполнение по стандартам CENELEC – модификация 7AVEC.
Лауреат национальной премии в области импортозамещения «Приоритет 2016» в номинации «Машиностроение».

Надежность и устойчивость к перегрузкамДвигатель способен работать при длительных перегрузках на 10-15%, что обеспечено повышенным значением сервис-фактора. Также двигатели 7AVER могут работать в составе частотно-регулируемого привода без принудительной вентиляции за счет низких рабочих температур. А сниженные значения нарастания температуры при заторможенном роторе обеспечивают надежную работу в условиях частого, тяжелого пуска и реверса.

Снижен уровень шумаДвигатели 7AVER обладают более низким уровнем шума на 3-7 дБ, чем двигатели предыдущей серии, а значит они более эргономичны.

Удобные и надежные гермовводыКонструкция гермовводов обеспечивает быстрое, надежное и герметичное крепление кабелей, предотвращая их перегибы и другие воздействия из внешней среды.

Энергоэффективность IE2Высокий класс энергоэффективности IE2 (с возможностью модификации в IE3) достигнут за счет оптимизации магнитной системы, использования вентиляторов меньшего диаметра, применения новых изоляционных материалов и увеличения жесткости системы. Также суммарные потери мощности снижены более чем на 20%, а КПД увеличен на 1,8 – 5% в зависимости от габарита.

Мощность, кВт	4 – 250
Напряжение, В	220/380, 380/660 (400/690, 660 и др. – опционально)
Частота вращения, об/мин	3000 – 500
КПД, %	95,8 – 83
Коэффициент мощности	0,93 – 0,7
Степень защиты	IP54 (IP55 – опционально)
Исполнение по способу монтажа	IM1081, IM1082, IM2081, IM2082, IM3081, IM3082
Способ охлаждения	IC141
Режим работы	S1, S9 (S2 – S6 – опционально)
Условия запуска	прямой (в составе ЧРП – опционально)
Соединение с приводным механизмом	упругая муфта (иное – опционально)
Подшипники	качения
Класс нагревостойкости изоляции	F (Н – опционально)
Соединение фаз обмоток	звезда/треугольник
Датчики	контроля температуры обмотки статора, контроля температуры подшипниковых узлов, контроля вибрации – опционально
Направление вращения	левое, правое (изменение вращения из состояния покоя)
Высота оси вращения, мм	132 – 315
Типовое применение	насосы, вентиляторы, конвейеры, мешалки и др. механизмы

*Точные параметры указаны на страницах моделей двигателей.

• 1
• 2
• 3

Наименование	Мощность, кВт	Синхронная частота вращения, об/мин	Напряжение, В
7AVER160S2IE2	15	3000	220/380; 380/660
7AVER160M2IE2	18,5	3000	220/380; 380/660
7AVER180S2IE2	22	3000	220/380; 380/660
7AVER180M2IE2	30	3000	220/380; 380/660
7AVER200M2IE2	37	3000	220/380; 380/660
7AVER200L2IE2	45	3000	220/380; 380/660
7AVER160S4IE2	15	1500	220/380; 380/660
7AVER160M4IE2	18,5	1500	220/380; 380/660
7AVER180S4IE2	22	1500	220/380; 380/660
7AVER180M4IE2	30	1500	220/380; 380/660
7AVER200M4IE2	37	1500	220/380; 380/660
7AVER200L4IE2	45	1500	220/380; 380/660
7AVER160S6IE2	11	1000	220/380; 380/660
7AVER160M6IE2	15	1000	220/380; 380/660
7AVER180M6IE2	18,5	1000	220/380; 380/660
7AVER200M6IE2	22	1000	220/380; 380/660
7AVER200L6IE2	30	1000	220/380; 380/660
7AVER132M2	11	3000	220/380; 380; 380/660
7AVER160S2	15	3000	220/380; 380/660
7AVER160M2	18,5	3000	220/380; 380/660
7AVER180S2	22	3000	220/380; 380/660
7AVER180M2	30	3000	220/380; 380/660
7AVER200M2	37	3000	220/380; 380/660
7AVER200L2	45	3000	220/380; 380/660
7AVER225M2	55	3000	220/380; 380/660
7AVER250S2	75	3000	220/380; 380/660
7AVER250M2	90	3000	220/380; 380/660
7AVER280S2	110	3000	380/660
7AVER280M2	132	3000	380/660
7AVER315S2	160	3000	380/660
7AVER315M2	200	3000	380/660
7AVER315MB2	250	3000	380/660
7AVER132S4	7,5	1500	220/380; 380; 380/660
7AVER132M4	11	1500	220/380; 380; 380/660
7AVER160S4	15	1500	220/380; 380/660
7AVER160M4	18,5	1500	220/380; 380/660
7AVER180S4	22	1500	220/380; 380/660
7AVER180M4	30	1500	220/380; 380/660
7AVER200M4	37	1500	220/380; 380/660
7AVER200L4	45	1500	220/380; 380/660

• 1
• 2
• 3

Как работает двигатель Infiniti с регулируемой степенью сжатия

Вот уже более века автомобильные инженеры борются с неизбежным балансированием, когда речь идет о сжатии двигателя. Теперь, благодаря инновациям от Infiniti, они могут получить лучшее из обоих миров.

Автомобили имеют единую степень сжатия двигателя, которая выражается в виде 10:1. Это соотношение сравнивает максимальное и минимальное значение объема цилиндра, когда поршень перемещается по всему его диапазону. Чем большее давление вы оказываете на топливно-воздушную смесь двигателя, тем выше число.

Как это работает

Infiniti

Проблема в том, что разные степени сжатия хороши в разное время. Но ограничения технологии двигателей вынуждают конструкторов устанавливать одно передаточное число для каждого двигателя, что оказывает огромное влияние на долговечность автомобиля, выбросы, экономию топлива, мощность на высоких и низких оборотах. Большой наградой для инженеров был бы способ позволить двигателю изменять степень сжатия на лету, указывая низкую степень сжатия, когда это выгодно, и высокую степень сжатия в других случаях. Но теории и надежды всегда опережали технологии.

Последние 20 лет Infiniti работала над мечтой о переменном сжатии. В процессе было разработано более 100 прототипов двигателей, пройдено более 1,8 миллиона миль во время дорожных испытаний и проведено более 30 000 часов работы на испытательных стендах. Плодом их труда стал двигатель VC-Turbo, а внедорожник Infiniti QX50 2019 года стал первым автомобилем, оснащенным первым в мире серийным двигателем с переменной степенью сжатия.

Как работает переменная компрессия

Infiniti

«VC» означает переменное сжатие, и это означает, что VC-Turbo может изменять коэффициент сжатия в непрерывном режиме от довольно низкого 8:1 до довольно высокого 14:1. Вот почему это так важно.

Высокая степень сжатия означает, что вы плотно сжимаете воздушно-топливную смесь в камерах сгорания двигателя, что, в свою очередь, означает большую мощность и эффективность использования топлива. Загвоздка в том, что двигатели с наддувом — с нагнетателями, турбонагнетателями и двойными нагнетателями — не любят высокие степени сжатия. Их работа состоит в том, чтобы собрать лишний воздух и загнать его в двигатель. Если воздух уже плотно спрессован, а турбонаддув еще сильнее, то воздух (однажды смешанный с парами топлива) может непредсказуемо воспламениться. Вот как вы получаете стук в двигателе, а стук в двигателе нехороший. Таким образом, инженеры попали в перетягивание каната. Вам нужна высокая степень сжатия ради мощности и эффективности, но не настолько высокая, чтобы детонация в двигателе приводила к поломке двигателя.

Инфинити QX50 2019 года.

Infiniti

Infiniti VC-Turbo представляет собой 2,0-литровый рядный четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом, который может работать с очень высокой степенью сжатия без детонации благодаря переменной степени сжатия. Во время сильного турбонаддува компьютер управления двигателем VC-Turbo подает сигнал электродвигателю, чтобы он переместил рычаг привода, который сокращает досягаемость поршней внутри двигателя, что снижает степень сжатия, чтобы избежать детонации. Когда двигатель не так сильно использует турбонагнетатель, рычаг привода удлиняет досягаемость поршней, что увеличивает степень сжатия.

Больше «умных» двигателей

• Четырехцилиндровые двигатели появятся на полноразмерных грузовиках
• Как работает двигатель Skyactiv-X в Mazda 3 управляющий делами. Но это был только первый большой прорыв, сделавший возможным переменное сжатие.

  Другим требованием было добиться плавной работы двигателя за счет отказа от двух уравновешивающих валов, которые обычные рядные четырехцилиндровые двигатели должны уравновешивать вибрации. Infiniti говорит, что QX50 оснащен первой серийной опорой двигателя, которая активно гасит вибрации. Датчики, встроенные в верхние опоры двигателя, обнаруживают вибрации от VC-Turbo, а затем создают противоположные вибрации, чтобы нейтрализовать их. Все вместе, говорит Дэй, конструкция снижает уровень шума двигателя предыдущего QX50 на девять децибел, что делает этот четырехцилиндровый двигатель почти таким же тихим, как конструкция V6.

  Плавное переключение

  Infiniti

  VC-Turbo также может работать в цикле Аткинсона в определенных ситуациях для повышения эффективности использования топлива. Цикл Аткинсона работает, создавая небольшой промежуток времени, в течение которого впускные клапаны двигателя приоткрываются, втягивая дополнительный воздух в камеры сгорания как раз в тот момент, когда поршни начинают сжимать топливно-воздушную смесь. Уменьшая рабочий объем двигателя (объем), он позволяет двигателю вести себя как меньший и более эффективный двигатель во время впуска.

  После того, как зажигание полностью запущено, VC-Turbo вырабатывает мощность, равную настоящему большему двигателю. При высокой степени сжатия VC-Turbo плавно переключается на цикл Аткинсона, потому что двигатель развивает достаточную мощность, чтобы выдержать небольшое падение мощности в угоду эффективности. Двигатели с циклом Аткинсона распространены в гибридных бензиново-электрических автомобилях, которые подчеркивают эффективность использования топлива и в которых электродвигатели компенсируют снижение мощности, но редко используются в двигателях с прямым топливом.

  Под капотом QX50.

  Infiniti. компоновка привода и на 30 процентов более экономичный в полноприводной компоновке. Комбинированный расход топлива составляет 27 миль на галлон и 26 миль на галлон соответственно. VC-Turbo уступает в мощности по сравнению с предыдущим V6, но не в крутящем моменте. Вы получаете 268 л.с. и 280 фунт-фут крутящего момента для 2019 года.модели против 325 л.с. и 267 фунт-фут крутящего момента для модели 2017 года. (Не было 2018 года, так как Infiniti решила продлить модельный год 2017 до 2018 календарного года.)

  VC-Turbo уже продается в модели QX50 2019 года. Ужесточение стандартов экономии топлива и выбросов вытесняет двигатели внутреннего сгорания с одной стороны, а гибриды и чисто электрические автомобили — с другой. Автомобильные компании ожидают, что моторы, работающие только на газу, какое-то время останутся. Они по-прежнему составляют подавляющее большинство продаж, поэтому ожидайте, что автопроизводители сделают все возможное, как это сделала Infiniti с VC-Turbo, и все во имя того, чтобы маленькие двигатели работали так же, как большие электростанции последних лет. 0004

  Мэтью Джансер

  Мэтт Дженсер (Matt Jancer) — писатель из Юга, посвященный автомобилям и природе. Если он не находится снаружи, окруженный вещами или не просит животных оставаться неподвижными для фотографий, вы найдете его на обочине дороги под капотом старой машины, раздирающим оборудование для выбросов и ругающимся.

  Научные исследования двигателя Infiniti с переменной степенью сжатия

  Наши автомобильные эксперты выбирают каждый продукт, который мы представляем. Мы можем зарабатывать деньги на ссылках на этой странице.

  Под давлением

  По Чаба Чере

  8 декабря 2017 г.

  Новый двигатель Infiniti VC-Turbo (кодовое название KR20) изобилует интересными деталями, связанными с трюком с переменной степенью сжатия. Нажмите, чтобы демистифицировать уникальные рабочие характеристики двигателя, который недавно дебютировал в новом Infiniti QX50 2019 года.

  1 из 8

  VC-Turbo — это не только переменная степень сжатия, но и переменный рабочий объем

  Механизм, который изменяет ход поршней в двигателе VC-Turbo, изменяет относительное положение верхней мертвой точки (ВМТ; наивысшая точка хода поршня) на 6,0 мм для изменения степени сжатия от 14,0:1 до 8,0:1. Однако относительное положение нижней мертвой точки изменяется на 4,8 миллиметра. Таким образом, в режиме низкого сжатия общий ход поршня составляет 90,1, что в сочетании с диаметром цилиндра 84,0 мм дает рабочий объем 1997 кубических сантиметров. Однако в режиме высокой степени сжатия ход падает до 88,9.миллиметров, уменьшив рабочий объем двигателя до 1971 кубического сантиметра.

  Посмотрите анимацию работающих механизмов в нашей истории, где мы демонстрировали прототип нового QX50.

  2 из 8

  VC-T также является двигателем, работающим по циклу Миллера

  Как и большинство современных двигателей, VC-T оснащен фазовращателями кулачков, которые вращают впускной и выпускной распределительные валы для изменения фаз газораспределения. Однако фазер впуска активируется электрически, а не гидравлически, как на стороне выпуска. Это не только обеспечивает более быструю реакцию, но также дает фазеру диапазон движения 70 градусов вместо обычных 50 градусов для выпускного распределительного вала.
  

  Этого достаточно, чтобы в достаточной степени отсрочить закрытие впускного клапана при малой мощности, чтобы уменьшить насосные потери и обеспечить работу по циклу Миллера. Это в сочетании с работой с высокой степенью сжатия увеличивает экономию топлива при легком вождении.

  3 из 8

  Он использует как прямой, так и портовый впрыск

  Двигатель VC-T оснащен системой портового и прямого впрыска топлива. Система прямого впрыска (DI) работает при любых условиях, но количество впрысков за цикл варьируется. При небольших нагрузках система впрыска через порт подает большую часть топлива с добавлением одного выстрела из непосредственных форсунок. При умеренных нагрузках впрыск форсунки отключается и топливо поступает из двух форсунок прямого впрыска. А при высокой мощности DI впрыскивает три выстрела за цикл.
  

  Использование системы впрыска через порт при малых нагрузках, которые составляют большую часть циклов государственных испытаний, лучше смешивает топливо и воздух, а также помогает снизить выбросы твердых частиц, что может быть проблемой для автомобилей, использующих только непосредственный впрыск.

  4 из 8

  Выпускной коллектор представляет собой единое целое с головкой блока цилиндров

  В двигателе Infiniti VC-T используется современный подход, заключающийся в использовании выпускного коллектора, объединенного с головкой блока цилиндров. Это снижает вес и размещает турбокомпрессор близко к цилиндрам, чтобы максимизировать улавливаемую энергию выхлопных газов, а также скорость, с которой турбокомпрессор набирает скорость.

  Однако, поскольку почти все головки блока цилиндров отлиты из алюминия, это означает, что выпускной коллектор также алюминиевый. Температура плавления алюминия ниже температуры выхлопных газов, а это значит, что коллектор нужно тщательно охлаждать. Но эта потребность в охлаждении сильно зависит от того, какую мощность вырабатывает двигатель, и она существенно отличается от потребности в охлаждении блока цилиндров и головки цилиндров. Как правило, двигатели, оснащенные такими встроенными коллекторами, используют дополнительные клапаны охлаждающей жидкости или термостаты для регулирования этого охлаждающего потока. В двигателе VC-T Infiniti установила нечто, называемое многоходовым регулирующим клапаном, для регулирования этой сложной системы охлаждения.

  5 из 8

  Плазменное покрытие цилиндров взято от GT-R

  Для дальнейшего снижения веса и снижения трения в двигателе VC-T используются алюминиевые отверстия цилиндров с плазменным покрытием, технология, заимствованная у могучего GT- Р. Железные втулки проверены и долговечны, но они также тяжелее алюминиевых отверстий, отчасти потому, что железо плотнее алюминия, а отчасти потому, что для них требуются алюминиевые опоры внутри блока. А отверстия с плазменным покрытием отполированы до зеркального блеска, что увеличивает снижение трения, достигаемое смещенным коленчатым валом.

  6 из 8

  Его турбокомпрессор — гибридный

  VC-T оснащен турбокомпрессором, который Шиничи Кига, главный инженер Nissan по бензиновым двигателям, описал как гибридный. Это связано с тем, что выхлопные газы не направляются на турбину чисто радиально, как в большинстве турбокомпрессоров. Он входит под углом, что означает, что в потоке также есть осевая составляющая. Говорят, что в сочетании с малоинерционной турбиной это позволяет быстрее наращивать наддув.

  7 из 8

  Коленчатый вал имеет большее смещение

  Одним из основных источников трения в двигателе внутреннего сгорания являются поршни, когда они прижимаются к стенкам цилиндра. Это вызвано угловатым положением шатунов при их вращении вокруг коленчатого вала и наиболее заметно во время рабочего такта, когда давление над поршнем самое высокое.
  

  Эти боковые нагрузки можно уменьшить, сместив коленчатый вал от осевой линии цилиндров так, чтобы шатуны находились почти вертикально во время рабочего такта. Такие смещения не редкость в современных двигателях, но смещение особенно велико в двигателе VC-T, возможно, потому, что нижняя часть двигателя уже была полностью переработана, поэтому большое смещение можно было легко приспособить.

  8 из 8

  Система смазки обычная

  Несмотря на все дополнительные детали и подшипники в механизме с переменной степенью сжатия, система смазки вполне традиционна. Масляный насос нормального размера, давление масла не отклоняется от условного, а используемое масло 5W-30, что, пожалуй, является более высокой вязкостью, чем сегодняшняя норма. Интервал замены такой же, как у обычных двигателей Nissan. Единственное отличие состоит в том, что зазоры в подшипниках немного меньше, возможно, потому, что многие подшипники работают на пониженной скорости и не подвергаются постоянному вращению.
  

  Еще одна деталь, связанная со смазкой, заключается в том, что вал управления и нижний конец тяги управления большей частью погружены в уровень масла в поддоне. Однако, поскольку эти компоненты не вращаются на высокой скорости, не должно быть проблем с ветром и аэрацией масла.

  Мы заходим в штаб-квартиру Mercedes-AMG

  Вот как технология Nissan с регулируемой степенью сжатия сочетает в себе лучшие качества бензиновых и дизельных двигателей

  Производители автомобилей усердно работают над созданием более эффективных силовых агрегатов. В то время как электрификация, кажется, находится в центре внимания, есть много компаний, которые все еще разрабатывают способы сделать двигатель внутреннего сгорания более эффективным. Nissan входит в число этих компаний, с их технологией переменного сжатия, которая, как говорят, сочетает в себе лучшее от бензиновых и дизельных двигателей. Вот как это работает и чем отличается от двигателей Mazda SKYACTIV.

  В 2018 году Infiniti — люксовый бренд Nissan — представил двигатель с переменной степенью сжатия. Технология была реализована годом позже, в 2019 году, в Infiniti QX50 и Nissan Altima. Двигатель VC Turbo сочетает в себе эффективность дизельных двигателей с производительностью бензиновых двигателей.

  Как работает двигатель Nissan с переменной степенью сжатия?

  Двигатели Nissan с переменной степенью сжатия основаны на усовершенствованной многорычажной системе, в которой используется привод VCR и редуктор гармонического привода, которые эффективно изменяют длину хода поршня в зависимости от нагрузки двигателя . Система способна изменять степень сжатия от 14:1 при обычном вождении до 8:1 под нагрузкой. В дополнение к переменной степени сжатия, двигатель VC Turbo имеет как прямой впрыск топлива, так и впрыск топлива через порт, что позволяет мгновенно переключаться между обычным циклом и циклом Аткинсона.

  Это замечательно, поскольку дизельные двигатели в среднем на 20–35 % более экономичны, чем эквивалентные бензиновые двигатели, при нормальных условиях вождения. Это означает, что двигатель Nissan с регулируемой степенью сжатия может обеспечить большую MPG, очень похожую на дизельный двигатель, обеспечивая производительность бензинового двигателя с соответствующей эффективностью на высоких оборотах, которой не хватает дизельным двигателям .

  Хорошим примером является 2,0-литровый двигатель Nissan KR20DDTT с технологией переменной степени сжатия, мощностью 248 л. Это замена старому 3,5-литровому безнаддувному двигателю V-6 мощностью 270 лошадиных сил при 6400 об/мин и 341 Нм крутящего момента при 4400 об/мин. Что еще более важно, 2,0-литровый двигатель VC Turbo на 15% экономичнее предыдущего V-6 и производит меньше выбросов.

  Чем отличается двигатель Nissan VC Turbo от двигателя Mazda SKYACTIV?

  Двигатели Mazda SKYACTIV пошли другим путем в погоне за эффективностью. Двигатели SKYACTIV-X компании основаны на искровом воспламенении от сжатия (SPCCI), которое объединяет метод зажигания бензиновых и дизельных двигателей в один для большей эффективности . Через SPCCI свеча зажигания создает огненный шар, что приводит к быстрому и одновременному сгоранию в нескольких точках, а не к постепенному сгоранию, как в обычных двигателях. В результате воспламенения от сжатия поршень проталкивается вниз дольше и с большей силой. Однако степень сжатия не меняется, как в двигателе Nissan VC Turbo.

  В двигателе SKYACTIV также используется нагнетатель обедненной смеси, который регулирует давление воздуха на впуске, обедняя топливную смесь и регулируя степень сжатия по мере необходимости. Это также предотвращает детонацию и означает, что вам не обязательно использовать топливо премиум-класса. Как и Nissan VC Turbo, Mazda SKYACTIV-X также работает с коэффициентом сжатия 14:1.

  Однако это происходит во всех режимах, в то время как агрегат Nissan переключается между сжатием 14:1 на низких скоростях и легкими нагрузками. Как только вы нажимаете на педаль газа, верхняя мертвая точка поршня смещается вниз, уменьшая степень сжатия до 8:1.

  Недостатки двигателя с переменной степенью сжатия Nissan

  Несмотря на то, что у двигателя с переменной степенью сжатия нет существенных недостатков, одним из недостатков является то, что сверхпрочные детали, необходимые для надежной работы двигателя, увеличивают вес на 22 фунта (10 кг). Положительным моментом является то, что двигателю VC Turbo не нужен балансировочный вал, чтобы компенсировать вес новых деталей, а динамические опоры двигателя сводят вибрационные шумы в салоне к минимуму.

  Идея двигателя с переменной степенью сжатия не нова

  В то время как это было в 2019 году, мы получили двигатель с переменной степенью сжатия в серийном автомобиле, технология VC Turbo разрабатывалась в течение 20 лет, было разработано более 100 прототипов.