ما هو محرك الاحتراق الداخلي القادر؟

عندما يتعلق الأمر بكونيجسيج ، يبدو أن كل شيء يأتي من كوكب آخر. لا يختلف الطراز الجديد للعلامة التجارية السويدية المسمى Gemera عن هذه الصيغة - طراز GT بأربعة مقاعد مع محرك هجين ، وقوة نظام تبلغ 1700 حصان ، وسرعة قصوى تبلغ 400 كم / ساعة وتسارع إلى 100 كم / ساعة في 1,9. ثواني. على الرغم من أن السيارات الخارقة لم تعد نادرة جدًا في العالم الحديث ، إلا أن Gemera لا تزال تتمتع ببعض السمات المميزة. وأكثر ما يميز هذه الميزات هو محرك السيارة.

يطلق عليها Koenigsegg اسم Tiny Friendly Giant أو TNG اختصارًا. وهناك سبب - إن TFG لديها إزاحة لترين وثلاث أسطوانات (!) واثنين من الشاحنين التوربيني و 600 حصان. بقوة 300 حصان لكل لتر ، تحقق هذه الوحدة أقصى قوة يقدمها محرك الإنتاج. تدعي الشركة أنه من حيث التكنولوجيا ، فإن TFG "تتقدم على أي محرك آخر ثلاثي الأسطوانات في السوق اليوم." في الواقع ، هم على حق تمامًا - المحرك التالي بثلاث أسطوانات هو 268 حصانًا تستخدمها تويوتا في GR Yaris.

أكثر التقنيات غرابة في الحكومة الاتحادية الانتقالية هي نظام توقيت الصمامات بدون حدبة. بدلاً من ذلك ، يستخدم المحرك نظامًا طورته شركة Freevalve التابعة لشركة Koenigsegg ، مع مشغلات تعمل بالهواء المضغوط لكل صمام.

في الواقع ، تم تطوير "العملاق الودود الصغير" خصيصًا لـ Gemera. أرادت الشركة السويدية إنشاء شيء مضغوط وخفيف الوزن ، ولكن بقوة كبيرة. بالإضافة إلى ذلك ، تغيرت فلسفة التصميم العام لمحرك الأقراص ، وعلى عكس الهجين Gegera Regera ، يتم توفير معظم الطاقة بواسطة المحركات الكهربائية. لمحرك الاحتراق الداخلي مساهمة إضافية في شحن السيارة والبطارية.

قبل أن يقرروا إنشاء محرك بثلاث أسطوانات في Koenigsegg ، فكروا كثيرًا. ومع ذلك ، لن يتم اتخاذ هذا القرار بشكل لا لبس فيه في سيارة حصرية. ومع ذلك ، فإن البحث عن صفات مثل الضغط والخفة يسود ويؤدي إلى إنشاء المحرك الأكثر تطرفا في العالم ، من حيث ليس فقط لتر ، ولكن أيضا "اسطوانة".

ومع ذلك ، فإن تكوين المحرك يحتوي على أسطوانات كبيرة إلى حد ما وأصوات جذابة للغاية ، مع جرس التردد المنخفض النموذجي للمحركات ثلاثية الأسطوانات ، ولكنه أكثر تنفيسًا. قال عنه كريستيان فون كوينيجسيج ، مؤسس الشركة: "تخيل هارلي ، لكن بأسطوانة مختلفة". على الرغم من أن لديها تجويف كبير إلى حد ما يبلغ 95 ملم وسكتة دماغية تبلغ 93,5 ملم ، إلا أن TFG تحب الدورات العالية. تصل قوتها القصوى إلى 7500 دورة في الدقيقة وتبدأ المنطقة الحمراء لمقياس سرعة الدوران عند 8500 دورة في الدقيقة. هنا ، تتكون الخيمياء من مواد باهظة الثمن توفر الخفة (السرعة) والقوة (الضغط العالي لعملية الاحتراق). لذلك ، السرعات العالية مصحوبة بعزم دوران لا يصدق يبلغ 600 نيوتن متر.

تتالي الشحن التوربيني

الجواب على السؤال حول كيفية توصيل شاحني توربيني في تكوين ثلاثي الأسطوانات هو الشلال. استخدم نظام مماثل بورش 80 الأيقونية في الثمانينيات ، والتي تشبه محركين من ثلاث أسطوانات مملوءة بشاحن توربيني صغير وكبير. ومع ذلك ، لدى الحكومة الاتحادية الانتقالية تفسير جديد حول هذا الموضوع. تحتوي كل أسطوانة من أسطوانات المحرك على صمامي عادم ، أحدهما مسؤول عن ملء الشاحن التوربيني الصغير والآخر عن الشاحن التوربيني الكبير. عند الدورات والأحمال المنخفضة ، لا يتم فتح سوى الصمامات الثلاثة التي تغذي الشاحن التوربيني الصغير بالغازات. عند 959 دورة في الدقيقة ، تبدأ الصمامات الثانية في الفتح ، وتوجيه الغازات إلى الشاحن التوربيني الكبير. ومع ذلك ، فإن المحرك عالي التقنية لدرجة أنه من حيث معاييره ، حتى في إصدار "الغلاف الجوي" ، يمكن أن يصل إلى 3000 حصان. يكمن السبب في نفس تقنية صمام Freevalve. أحد أسباب وجود محرك 280 سم مكعب تحتوي CM على ثلاث أسطوانات ، وهي حقيقة أن المحرك ثلاثي الأسطوانات أكثر كفاءة من حيث الشحن التوربيني ، حيث لا يوجد تخميد متبادل لنبضات الغاز ، كما هو الحال في محرك رباعي الأسطوانات.

وصمامات فتح تعمل بالهواء المضغوط

بفضل نظام Freevalve ، يتحرك كل صمام على حدة. يمكن فتحه بشكل مستقل مع مدة محددة ، بدء عزم الدوران والسكتة الدماغية. عند التحميل المنخفض ، يفتح واحد فقط ، مما يسمح بتدفق هواء أعلى وخلط أفضل للوقود. بفضل القدرة على التحكم بدقة في كل من الصمامات ، ليست هناك حاجة لصمام الخانق ، ويمكن إيقاف تشغيل كل من الأسطوانات إذا لزم الأمر (في أوضاع التحميل الجزئي). تسمح مرونة التشغيل لـ TFG بالانتقال من عملية Otto التقليدية إلى عملية Miller مع زيادة دورة العمل وكفاءة أعلى. وهذا ليس الأكثر إثارة للإعجاب - بمساعدة "النفخ" من وحدات التوربو ، يمكن للمحرك التبديل إلى وضع الشوطين حتى حوالي 3000 دورة في الدقيقة. وفقًا لكريستيان فون كونيجسيج عند 6000 دورة في الدقيقة في هذا الوضع ، سيبدو وكأنه ست أسطوانات. ومع ذلك ، عند 3000 دورة في الدقيقة ، يعود الجهاز إلى وضع رباعي الأشواط لأنه لا يوجد وقت كافٍ لتبادل الغازات بسرعات عالية.

الذكاء الاصطناعي

من ناحية أخرى ، تعمل Koenigsegg مع SparkCognition ، وهي شركة ذكاء اصطناعي أمريكية تقوم بتطوير برنامج إدارة الذكاء الاصطناعي لمحركات Freevalve مثل TFG. بمرور الوقت ، سيتعلم النظام كيفية التحكم بشكل أفضل في الصمامات ، والطرق المختلفة لإجراء عملية الاحتراق. يتيح لك نظام التحكم ونظام Freevalve تغيير حجم المحرك وجرسه مع فتح مختلف لصمامات العادم. كما أنه مسؤول عن القدرة على تدفئة المحرك بشكل أسرع وتقليل الانبعاثات. بفضل مولد المحرك الكهربائي عند درجة حرارة منخفضة للغاية ، يدور محرك العمود المرفقي لمدة 10 دورات (في غضون ثانيتين) ، حيث تصل درجة حرارة الهواء المضغوط في الأسطوانات إلى 2 درجة. أثناء التسخين ، يفتح صمام الشفط بضربة صغيرة وهناك دوران مضطرب للهواء والوقود حول صمام العادم ، مما يحسن التبخر.

يساهم الوقود أيضًا بشكل مهم في تحقيق قوة المحرك العالية. في الواقع ، TFG هو محرك Flex Fuel ، أي أنه يمكن تشغيله على كل من البنزين والكحول (الإيثانول ، البيوتانول ، الميثانول) ومخاليط بنسب مختلفة. تحتوي جزيئات الكحول على الأكسجين وبالتالي توفر ما هو مطلوب لحرق جزء الهيدروكربون. بالطبع ، هذا يعني استهلاكًا أعلى للوقود ، ولكن يتم توفيره بسهولة أكبر من كمية الهواء الكبيرة. توفر خلطات الكحول أيضًا عملية احتراق أنظف ويتم إطلاق كميات أقل من الجسيمات أثناء عملية الاحتراق. وإذا تم استخراج الإيثانول من النباتات ، فيمكنه أيضًا توفير عملية خالية من الكربون. عند العمل بالبنزين ، تكون قوة المحرك 500 حصان. تذكر أن التحكم في الاحتراق في الحكومة الاتحادية الانتقالية عالي التقنية لدرجة أنه تمكن من استخلاص أقصى ما يمكن تقريبًا من الوقود دون تفجير - منطقة الاحتراق العصبي في مثل هذا الضغط التوربيني العالي. إنه فريد حقًا بنسبة ضغط 9,5: 1 وضغط تعبئة عالٍ جدًا. يمكننا فقط تخمين كيفية ربط رأس الأسطوانة بالكتلة ، وقوة الأخير ، بالنظر إلى ضغط العمل الهائل لعملية الاحتراق ، إلى حد ما قد يفسر هذا وجود أشكال كروية تشبه العمود في بنيته. .

بالطبع ، يكلف نظام Freevalve المعقد أكثر من مشغلات الصمامات الميكانيكية التقليدية ، ولكن يتم استخدام مواد أولية أقل لإنشاء المحرك ، والذي يعوض إلى حد ما التكلفة والوزن. وبالتالي ، بشكل عام ، فإن تكلفة TFG ذات التقنية العالية أقل مرتين من شركة الشحن التوربيني ثمانية أسطوانات سعة XNUMX لتر.

محرك الجميرا الفريد

كما أن بقية مجموعة نقل الحركة Gemera فريدة من نوعها وغير عادية. يقع TFG خلف مقصورة الركاب ويتحكم في المحور الأمامي باستخدام نظام دفع مباشر فريد بدون علبة تروس مع تروس ، ولكن مع قوابض هيدروليكية على كل محور. يسمى النظام HydraCoup ، وبسرعة معينة ، أقفال القابض الهيدروليكية والقيادة المباشرة. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن محرك الاحتراق الداخلي متصل أيضًا مباشرة بمولد محرك كهربائي بسعة تصل إلى 400 حصان. الطاقة على التوالي تصل إلى 500 نيوتن متر.

تقوم HydraCoup بتحويل إجمالي 1100 نيوتن متر من TFG ومحرك كهربائي ، مما يضاعف عزم الدوران إلى 3000 دورة في الدقيقة. يضاف إلى كل هذا عزم دوران كل من المحركين الكهربائيين اللذين يقودان عجلة خلفية واحدة بقوة 500 حصان. كل ، وبالتالي ، 1000 نيوتن متر. وبالتالي ، تبلغ قوة النظام الإجمالية 1700 حصان. يبلغ جهد كل محرك كهربائي 800 فولت. كما أن بطارية السيارة فريدة من نوعها. يبلغ جهدها 800 فولت وقوة 15 كيلو وات في الساعة فقط ، ولديها قوة تفريغ (خرج) 900 كيلو وات وقوة شحن 200 كيلو وات. يتم التحكم في كل خلية من خلاياه بشكل فردي من حيث درجة الحرارة وحالة الشحن و "الصحة" ، ويتم دمجها جميعًا في جسم كربوني مشترك ، يقع في أكثر الأماكن أمانًا - أسفل المقاعد الأمامية وفي نفق القيادة الكربوني-أراميد. كل هذا يعني أنه بعد عدة تسارعات أكثر قوة ، سيتعين على السيارة التحرك ببطء لبعض الوقت حتى تقوم TFG بشحن البطارية.

يعتمد كل التصميم غير المعتاد على فلسفة شركة تنتج سيارات بمحرك خلفي وسيط. لم يخطط Koenigsegg بعد لسيارة كهربائية نظيفة ، لأنهم يعتقدون أن التكنولوجيا في هذا المجال ليست متطورة بما فيه الكفاية وتجعل السيارات ثقيلة للغاية. لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ، تستخدم الشركة الوقود الكحولي ومحرك الاحتراق الداخلي.

يوفر نظام Gemera الكهربائي بقوة 800 فولت ما يصل إلى 50 كيلومترًا من الكهرباء وسرعة 300 كيلومتر في الساعة للاستجمام حتى 400 كيلومتر في الساعة ، تقع على عاتق الحكومة الاتحادية الانتقالية مسؤولية. في الوضع الهجين ، يمكن للسيارة أن تقطع مسافة 950 كم أخرى ، مما يشير إلى كفاءة عالية إلى حد ما للنظام - تستهلك TFG نفسها حوالي 20 في المائة أقل من المحرك الحديث سعة XNUMX لتر. مع توزيع الغاز المتغير التقليدي. ويتم ضمان استقرار السيارة أيضًا من خلال نظام التوجيه بالعجلات الخلفية ، وتوجيه عزم الدوران الكهربائي في الخلف ، وتوجيه عزم الدوران الميكانيكي في المقدمة (باستخدام قوابض رطبة إضافية في آليات الدفع بالعجلات الأمامية ، بجانب المحولات الهيدروليكية) . وهكذا أصبحت Gemera مركبة ذات دفع رباعي وتوجيه رباعي وتوجيه لعزم الدوران. يضاف إلى كل هذا تنظيم ارتفاع الجسم.

على الرغم من أن هذا المحرك فريد في طبيعته ، إلا أنه يظهر أنه يمكن أن يوجه تطوير محرك الاحتراق الداخلي. يدور نفس النقاش في الفورمولا 1 - من المرجح أن يركز البحث عن الكفاءة على الوقود الاصطناعي ونمط التشغيل ثنائي الأشواط.