Diesel`ные новости, all about diesel power Опции

[[diesel]]

Mean Green Hybrid



2100 лошадиных сил и 6000 ньютон-метров. Максимальная скорость — больше 260 км/ч. Разгон до 100 км/ч с места занимает всего 4 секунды! Что это — гоночный грузовик? Не гоночный, а рекордный! Причем с гибридным приводом.

Я хорошо помню времена, когда швед Бойе Овербринк участвовал в кольцевых гонках грузовиков: на дверцах его машины был нарисован рыжий викинг в рогатом шлеме. Несколько лет назад Овербринк ушел из гонок, но нашел новое развлечение: он решил ставить рекорды на специально подготовленных гоночных грузовиках. И никаких соперников на трассе!

В ноябре 2007 года на красном капотном Volvo NH16, названном Wild Wiking («Дикий викинг»), Овербринк развил на километровом отрезке 158,8 км/ч (старт с места, средний показатель по результатам двух заездов в каждом направлении).

Говорят, после этого президент Volvo Trucks Стаффан Юфорс спросил Овербринка: «Теперь время почивать на лаврах?» На что тот ответил: «Ничего подобного, я хочу построить самый быстрый в мире грузовой гибрид!»

Постройка началась уже при официальной поддержке Volvo. Правда, поначалу она была весьма условной: раму сварили из двух половинок, найденных в металлоломе, кабину позаимствовали у американского тягача Volvo VN, прошедшего краш-тест (!). И тут вмешалось непредвиденное обстоятельство: чешская гоночная команда Buggyra побила рекорд Овербринка.

Тогда было принято решение срочно достроить машину, пока без гибридного привода, сделав конструкцию максимально мощной и легкой, чтобы взять реванш. Серийный 16-литровый дизель дополнили двумя турбокомпрессорами судового подразделения Volvo Penta, подняв мощность почти в три раза — с 700 до 1900 л.с., а крутящий момент — до 5000 Нм. В заводских условиях массу передней оси уменьшили со 100 до 57 кг, из коробки передач убрали комплект шестерен первой передачи (это позволило сэкономить семь килограммов), ликвидировали ненужную проводку (еще минус шесть килограммов). Даже самому Овербринку пришлось похудеть на десять кило. А дизайнеры Volvo разработали в программе CAD оптимальные аэродинамичные обводы.

И вновь неожиданность: за несколько дней до рекордного заезда FIA аннулировала результаты чехов по неизвестной нам причине. Но Овербринк не стал отменять задуманное и 9 июня нынешнего года поставил новый рекорд: развил на километровом отрезке уже 166,7 км/ч, а максимальная скорость составила 260 км/ч.

- Дизель D16G дополнен двумя турбокомпрессорами

Сразу после этого работа над гибридом продолжилась. Позади дизеля встроили электромотор, добавив 200 л.с. и 1100 Нм, — так что суммарная мощность теперь равна 2100 л.с., а крутящий момент — 6000 Нм.

По словам Овебринка, «грузовик стреляет с места, словно пробка от шампанского, но почти беззвучно. В первые секунды слышен только легкий свист электромотора, затем подключается двигатель, работающий на смеси солярки и этанола, — и к этому моменту машина уже развивает 60 км/ч, а я «втыкаю» девятую ступень в коробке передач!»

- Такого индекса еще не было ни у одного тягача в мире
- Шины Goodyear рассчитаны на скорость до 350 км/ч. Высота рамы уменьшена до 750 мм, а клиренс — всего 120 мм
- Электромотор разгоняет тягач до 60 км/ч, после чего подключается дизель
- Огнетушитель в кабине срабатывает от датчиков под капотом
- Задача сетки — предотвратить выпадение водителя через окно в случае переворота

Кстати, автоматическую коробку передач Powershift, которая стояла прежде, заменили на механическую, но автоматизированную — Volvo I-Shift (она лучше подходит гибриду).

Первые испытания «бешеного гибрида» состоялись в ноябре на полионе Volvo. Рекордный заезд назначен на следующую весну — когда сойдет снег.

© Грузовики и автобусы №12/2010

[[diesel]]

14:1

Отделившись от Форда, Mazda столкнулась с необходимостью задёшево разработать новую платформу и семейство силовых агрегатов Евро-6 для будущего поколения «шестёрки», «трёшки» и новых кроссоверов. В условиях предельной экономии выручила инженерная смекалка. Японцы ставили себе порой взаимоисключающие задачи, и в результате находили прорывные решения. А теперь говорят, мол, только sky is the limit для нас. Проект получил имя – Skyactiv.

Главным своим достижением и ядром проекта Skyactiv японцы считают новую линейку четырёхцилиндровых двигателей. Как и обещал три года назад глава разработчиков Мазды Сейта Канаи, мотористы сумели вписаться в Евро-6 и достичь 15-процентного снижения расхода топлива, не прибегая к гибридным технологиям. Из новомодного — только система start/stop.
Проект Skyactiv подразделяется на группы: vision, engines, transmissions и platform. Именно на разделе силовых агрегатов остановимся подробнее. Причём как дизельном, так и бензиновом, и вот почему...

«…И поэтому мы довели степень сжатия и бензиновых, и дизельных двигателей до четырнадцати к одному!» - Киоши Фудживара, глава департамента силовых агрегатов фирмы Mazda, сделал драматическую паузу и оглядел журналистов. Ноль реакции: «Ну же, коллеги, это сенсация! Для моторов, работающих по циклу Отто, такая степень сжатия невероятно высока, а для двигателей Дизеля – наоборот, слишком мала!»

Дело было полгода назад в Берлине: Mazda собрала три десятка автожурналистов со всего мира на закрытый предпросмотр новых технологий. До серийного внедрения еще больше года, а японцы уже хотят прощупать реакцию прессы.
— Как вам наш новый бензиновый мотор? Нет, от турбонаддува мы отказались— все эти трубопроводы, интеркулеры... Сложно и дорого. И вообще, что за радость от «маленьких» моторов?
Mazda — компания по мировым меркам небольшая, поэтому вопрос про «сложно и дорого» в Хиросиме особенно актуален. Но японцы уверяют — мол, дело не в деньгах, тут вопрос концептуальный. Пусть другие переходят на маленькие турбомоторы, a Mazda пойдет другим путем! Японским. Более простым, но в то же время и более изощренным.

Один из важных недостатков бензиновых моторов с искровым зажиганием — относительно невысокая степень сжатия. Если ее поднять с нынешних 10:1 до 12,5:1, как это делают в Ferrari, то эффективность использования теплоты сгоревшего топлива возрастет сразу процентов на шесть. Но чем сильнее мы сжимаем поршнем воздух с парами бензина, тем выше риск взрывного неконтролируемого самовоспламенения смеси — это детонация, страшный враг двигателя: ударные нагрузки, перегрев, разрушение поршней и колец... Не зря «среднестатистическая» степень сжатия даже наисовременнейших бензиновых агрегатов редко поднимается выше 11:1. А Киоши Фудживара заявляет о том, что их серийный двухлитровый мотор будет работать со степенью сжатия 14:1 — да еще на обычном бензине с октановым числом 95!
Это вообще возможно?
Фудживара с коллегами уверяют, что все просто: дело в снижении так называемой средней температуры цикла. Чем «холоднее» горючая смесь в камере сгорания, тем сильнее ее можно сжать без риска возникновения детонации, Думаете, японцы решили охлаждать всасываемый воздух? Нет, нормальные герои, как известно, всегда идут в обход: инженеры Мазды наоборот, занялись... системой выпуска.
Этот прием давно известен по гоночным моторам — «настроенные» выпускные каналы по схеме 4-2-1, в которых порции выхлопных газов из всех четырех цилиндров не «толкаются» друг с другом, а строго поочередно вылетают в атмосферу. При чем здесь температура цикла? «Настроенный» выпуск за счет газодинамического наддува улучшает продувку цилиндров — в них остается меньше горячих отработавших газов, которые неизбежно подмешиваются к свежему воздуху на такте впуска и поднимают температуру в конце такта сжатия. Как уверяют инженеры Мазды, если долю выхлопа снизить с обычных 8% до 4%, то степень сжатия можно безболезненно поднять на три единицы. А за счет охлаждения воздуха при распыле бензина прямо в цилиндр — куда нынче без непосредственного впрыска? — сжатие можно увеличить еще на единичку. И если в нынешнем 150-сильном моторе Mazda MZR 2.0 воздух сжимается поршнями в десять раз, то в новом двигателе Skyactiv-G 2.0 — в четырнадцать! Как в гоночных мотоциклетных моторах!

Чтобы реализовать продвинутый газообмен, японцам пришлось раскошелиться на фазовращатели на обоих распредвалах — и впускном, и выпускном. А вдобавок с помощью компьютерного моделирования придумать еще кучу всяких ухищрений. К примеру, чтобы улучшить «термоизоляцию» камеры сгорания, диаметр цилиндра пришлось уменьшить с нынешних 87,5 мм до 83,5 мм, соответственно увеличив ход поршня. Длинноходность способствует увеличению крутящего момента на низких оборотах, вдобавок тягу «на низах» улучшают непосредственный впрыск и увеличение степени сжатия — и возникает эффект, который японцы именуют downspeeding: в противовес общепринятому нынче «даунсайзингу». Мол, наш двухлитровый мотор настолько хорошо тянет «внизу», что среднестатистические обороты при езде снижаются на 15% — и это дает больший эффект по части снижения расхода бензина и выбросов С02, даже по сравнению с турбомотором с уменьшенным до 1,4 л рабочим объемом.
Но на ходу прототип седана Mazda 6 будущего поколения с новым двухлитровым агрегатом не поразил воображения — мотор как мотор, в меру тяговитый и шумноватый. А как столь высокофорсированный двигатель будет реагировать на «плохой» бензин, обычный для США и России? Не будет ли Skyactiv-G прерогативой «чистеньких» Европы и Японии — и не придется ли для российского рынка, как сейчас, оставлять обычные моторы «предпредыдущего» поколения с распределенным впрыском?

Но турбодизель Skyactiv-D... Если он не появится в России, это будет трагедия!
На безлимитном автобане под Берлином турбодизельная Mazda 6 легко набирает 220 км/ч по спидометру. Газ — и мощное ускорение на любой скорости. Никакой турбоямы, минимальные запаздывания... Мечта поэта! Еще бы, 175 сил и аж 450 ньютон-метров тяги — новый дизель Skyactiv-D 2.2 на 20% тяговитее предшественника MZR-CD 2.2. И на столько же экономичнее.
За счет чего?
В двигателе, построенном Рудольфом Дизелем 120 лет тому назад, впрыск топлива с самого начала был непосредственным — топливо, распыленное в сжатом воздухе, самовоспламеняется от нагрева. Для этого степень сжатия должна быть в полтора-два раза выше, чем у бензиновых моторов с искровым зажиганием. У атмосферных дизелей она превышает 20:1, у двигателей с турбонаддувом лежит в пределах 16—18:1... Однако инженеры фирмы Mazda решили добиться беспрецедентно низких для легкового дизелестроения - 14:1!

Зачем? Как уверяют японцы, в обычных турбодизелях давление и температура в цилиндрах в конце такта сжатия настолько велики, что впрыскиваемая струя дизтоплива просто не успевает равномерно перемешаться с воздухом. Из-за неполного сгорания растет содержание в выхлопе ядовитых окислов азота и частичек сажи, которые надо дожигать и фильтровать.
А в маздовском дизеле степень сжатия снижена до 14:1 — и солярка впрыскивается в цилиндры намного раньше обычного. Результат — можно вписаться в жесточайшие рамки норм Евро-6 без дорогостоящих «ловушек» для окислов азота NOx и применения дорогостоящей топливной аппаратуры.. А за счет запаса во времени приготовления горючей смеси на высоких оборотах расширяется рабочий диапазон — дизель Skyactiv-D сохраняет тягу аж до 5200 об/мин, почти как бензиновый мотор!

Японцы намерены и дальше приближать моторы с искровым зажиганием к дизелям — и, наоборот, прививать тем лучшие «бензиновые» черты. Кстати, двигателисты фирмы Mazda недавно получили награду Общества японских автоинженеров JSAE за работы над перспективным бензиновым мотором с воспламенением от сжатия HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition).

Секрет эффективного рабочего процесса в однородности топливной смеси. Ради того чтобы разработать новую форму поршней (для бензинового двигателя слева, для турбодизеля справа), способствующую оптимальному смесеобразованию, японцы долго возились с расчётами по гидродинамике и со стендовыми испытаниями. Новый коленвал бензинового мотора из кованой стали прочнее прежнего чугунного, но на 700 г легче. Обратите внимание на более развитую систему противовесов, способствующих уравновешиванию свободных сил и моментов. Компоненты дизеля, напротив, могут быть теперь менее прочными — степень сжатия-то снизилась, а вместе с ней и нагрузки. Само собой, это тоже даёт выигрыш в массе — примерно 10%.

Но если выбирать между двумя ипостасями двигателей Skyactiv, то «дизельная» литера «D» представляется предпочтительнее «газолиновой» точки G.

Вся программа изменений играет для Мазды столь значительную роль, что для неё создали собственный бренд Skyactiv. Это слово появится в будущем на шильдиках вместе с названием моделей, как у фольксвагеновской линейки BlueMotion или мерседесовской BlueEfficiency. На уровне нейминга попытка следовать моде налицо.
Во всей истории со Скайактивом особенно импонирует то, что японцы, будучи стеснены в средствах, не пытаются быть «зеленее», чем есть на самом деле. Они культивируют спортивность своих машин как основное конкурентное преимущество. Честно декларируют то, о чём, несмотря на всю очевидность, не принято говорить: к 2020 году ДВС останется основной силой в индустрии.

А как же гибриды и электромобили? В 2013 году японцы обещают вывести на внутренний рынок первый гибрид, у которого бензиновый двигатель Skyactiv-G будет работать в составе... тойотовской «синергетической» трансмиссии — Mazda купила лицензию на силовой агрегат Приуса, как это уже сделали ранее Nissan или Ford. Будут и электромобили, но позже — небольшая, но гордая компания из Хиросимы просто не тянет собственные серьезные «непрофильные» разработки, хотя даже у Мазды есть подразделение, занимающееся перспективными исследованиями в области электромобилей.

PS: В конце июня стало известно, что Мазда заинтересована в использовании технологии Skyactiv в Ле-мане, включая и дизельную технологию Skyactiv-D. " Видя то, что демонстрируют Ауди и Пежо в Ле-мане, мы понимаем что для победы в суточном марафоне Мазде необходим дизельный мотор. Было бы удивительным, вернуться сюда и конкурировать в дизельной категории", - сказал спортивный директор Мазды Джон Дунен, хотя и добавил: "но все это сводится к бюджету, т.к. мы всегда жили по средствам".
В этом году компания из Хиросимы отмечает 20-летний юбилей победы роторно-поршневой Мазды в 24-часовом леманском марафоне.

«…также мы работаем над новым поколением роторных двигателей. И знаем: это сердце «Мазды» - комментирует Хироюки Матсумото, вице-президент европейского научно-технического центра «Мазда»: «Думаю, человечество не сможет отказаться от ДВС. Мотор – это эмоции. Возможно, мы настолько улучшим двигатели внутреннего сгорания, что дадим им вторую жизнь.»

zoom-zoom

© drive.ru
© autoreview.ru
© mazda-news.eu