Động cơ đốt trong có khả năng gì?

Khi nhắc đến Koenigsegg, mọi thứ dường như đến từ một hành tinh khác. Mẫu xe mới của thương hiệu Thụy Điển có tên Gemera không khác gì công thức này - mẫu GT bốn chỗ với hệ dẫn động hybrid, công suất hệ thống 1700 mã lực, tốc độ tối đa 400 km / h và khả năng tăng tốc lên 100 km / h trong 1,9. giây. Dù siêu xe không còn quá hiếm trong thế giới hiện đại nhưng Gemera vẫn có những nét riêng biệt. Và đặc biệt nhất của những tính năng này là động cơ của xe.

Koenigsegg gọi nó là Người khổng lồ thân thiện tí hon, hay gọi tắt là TNG. Và có một lý do - TFG có dung tích hai lít, ba xi-lanh (!), Hai bộ tăng áp và 600 mã lực. ở 300 mã lực mỗi lít, bộ phận này đạt được công suất tối đa từng được cung cấp bởi một động cơ sản xuất. Công ty tuyên bố rằng về mặt công nghệ, TFG "đi trước bất kỳ động cơ ba xi-lanh nào khác trên thị trường hiện nay." Trên thực tế, họ hoàn toàn đúng - động cơ ba xi-lanh tiếp theo là loại 268 mã lực được Toyota sử dụng trong GR Yaris.

Công nghệ khác thường nhất trong TFG là hệ thống điều phối van không cam. Thay vào đó, động cơ sử dụng một hệ thống do Freevalve, công ty con của Koenigsegg phát triển, với các bộ truyền động khí nén cho mỗi van.

Trên thực tế, "người khổng lồ nhỏ thân thiện" được thiết kế dành riêng cho Gemera. Công ty Thụy Điển muốn tạo ra một thứ gì đó nhỏ gọn, nhẹ nhưng mạnh mẽ. Ngoài ra, triết lý thiết kế truyền động tổng thể đã thay đổi và không giống như Gegera Regera hybrid, phần lớn sức mạnh được cung cấp bởi động cơ điện. Động cơ đốt trong đóng góp thêm vào việc truyền động và sạc pin.

Họ đã suy nghĩ rất nhiều trước khi quyết định chế tạo động cơ ba xi-lanh ở Königsegg. Tuy nhiên, một quyết định như vậy sẽ không được đưa ra rõ ràng đối với một chiếc xe độc ​​quyền. Tuy nhiên, việc tìm kiếm những phẩm chất như nhỏ gọn và nhẹ nhàng vẫn chiếm ưu thế và dẫn đến việc tạo ra động cơ khắc nghiệt nhất trên thế giới, không chỉ về dung tích mà còn cả "xi lanh".

Tuy nhiên, cấu hình động cơ có xi-lanh khá lớn và âm thanh khá bắt tai, với âm sắc tần số thấp đặc trưng của động cơ ba xi-lanh nhưng lại dễ thở hơn nhiều. Christian von Koenigsegg, người sáng lập công ty, nói về ông: "Hãy tưởng tượng một chiếc Harley, nhưng với một xi-lanh khác." Mặc dù có đường kính khá lớn 95mm và hành trình 93,5mm nhưng TFG lại yêu thích vòng tua máy cao. Công suất tối đa của nó đạt được ở 7500 vòng / phút và vùng màu đỏ của máy đo tốc độ bắt đầu ở 8500 vòng / phút. Ở đây, thuật giả kim bao gồm các vật liệu đắt tiền mang lại sự nhẹ nhàng (tốc độ) và sức mạnh (áp suất cao của quá trình đốt cháy). Do đó, tốc độ cao đi kèm với mô-men xoắn đáng kinh ngạc 600 Nm.

Tăng áp tầng

Câu trả lời cho câu hỏi làm thế nào có thể kết nối chính xác hai bộ tăng áp trong cấu hình ba xi-lanh là nối tầng. Một hệ thống tương tự đã được sử dụng trên chiếc Porsche 80 mang tính biểu tượng vào những năm 959, có điểm tương đồng là hai động cơ ba xi-lanh được lấp đầy bởi một bộ tăng áp nhỏ và lớn. Tuy nhiên, TFG có một cách giải thích mới về chủ đề này. Mỗi xi-lanh của động cơ có hai van xả, một trong số đó có nhiệm vụ làm đầy bộ tăng áp nhỏ và van còn lại dành cho bộ tăng áp lớn. Ở số vòng quay và tải trọng thấp, chỉ có ba van nạp khí cho bộ tăng áp nhỏ mở. Ở tốc độ 3000 vòng / phút, các van thứ hai bắt đầu mở, dẫn khí vào bộ tăng áp lớn. Tuy nhiên, động cơ này công nghệ cao đến mức xét về thông số, ngay cả ở phiên bản “khí quyển” cũng có thể đạt công suất 280 mã lực. Lý do nằm ở công nghệ van Freevalve giống nhau. Một trong những lý do khiến động cơ 2000 cc CM có ba xi-lanh, thực tế là động cơ ba xi-lanh hiệu quả hơn về mặt tăng áp, vì không có sự giảm chấn lẫn nhau của các xung khí, như ở động cơ bốn xi-lanh.

Và van mở khí nén

Nhờ hệ thống Freevalve, mỗi van di chuyển riêng lẻ. Nó có thể được mở một cách độc lập với thời lượng, mô-men xoắn khởi động và hành trình cụ thể. Ở mức tải thấp, chỉ có một mở, cho phép luồng không khí cao hơn và trộn nhiên liệu tốt hơn. Nhờ khả năng điều khiển chính xác từng van, không cần van tiết lưu và có thể tắt từng xi lanh nếu cần (ở chế độ tải một phần). Tính linh hoạt trong vận hành cho phép TFG chuyển từ vận hành Otto thông thường sang vận hành Miller với chu kỳ làm việc tăng lên và hiệu quả cao hơn. Và đây không phải là ấn tượng nhất - với sự trợ giúp của "thổi" từ các đơn vị turbo, động cơ có thể chuyển sang chế độ hai thì lên đến khoảng 3000 vòng / phút. Theo Christian von Koenigseg ở tốc độ 6000 vòng / phút ở chế độ này, nó sẽ giống như một động cơ sáu xi-lanh. Tuy nhiên, ở vòng tua 3000 vòng/phút, máy lại chuyển về chế độ XNUMX thì do không đủ thời gian trao đổi khí ở tốc độ cao.

Trí tuệ nhân tạo

Mặt khác, Koenigsegg đang làm việc với công ty trí tuệ nhân tạo SparkCognition có trụ sở tại Mỹ, công ty phát triển phần mềm quản lý trí tuệ nhân tạo cho các động cơ Freevalve như TFG. Theo thời gian, hệ thống học cách vận hành tốt nhất các van và các cách khác nhau để tiến hành quá trình đốt cháy. Hệ thống điều khiển và hệ thống Freevalve cho phép bạn thay đổi âm lượng và giai điệu của động cơ với độ mở khác nhau của các van xả. Nó cũng chịu trách nhiệm cho khả năng làm nóng động cơ nhanh hơn và giảm lượng khí thải. Nhờ động cơ điện-máy phát ở nhiệt độ rất thấp, động cơ trục khuỷu quay được khoảng 10 vòng (2 giây), lúc này nhiệt độ của khí nén trong các xilanh đạt 30 độ. Trong quá trình gia nhiệt, van hút mở ra với một hành trình nhỏ và sự lưu thông hỗn loạn của không khí và nhiên liệu xảy ra xung quanh van đầu ra, giúp cải thiện sự bay hơi.

Nhiên liệu cũng góp phần quan trọng để đạt được công suất cao của động cơ. Trên thực tế, TFG là động cơ Flex Fuel, tức là nó có thể chạy bằng cả xăng và cồn (ethanol, butanol, metanol) và các hỗn hợp theo tỷ lệ khác nhau. Các phân tử rượu chứa oxy và do đó cung cấp những gì cần thiết để đốt cháy phần hydrocacbon. Tất nhiên, điều này có nghĩa là mức tiêu thụ nhiên liệu cao hơn, nhưng nó được cung cấp dễ dàng hơn một lượng lớn không khí. Hỗn hợp rượu cũng cung cấp quá trình đốt cháy sạch hơn và ít chất dạng hạt được giải phóng trong quá trình đốt cháy. Và nếu ethanol được chiết xuất từ ​​thực vật, nó cũng có thể cung cấp một quy trình trung hòa carbon. Khi chạy bằng xăng, công suất động cơ là 500 mã lực. Hãy nhớ lại rằng việc kiểm soát quá trình đốt cháy trong TFG là công nghệ cao đến mức nó có thể trích xuất gần như tối đa có thể từ nhiên liệu mà không gây kích nổ - vùng đốt cháy thần kinh nhất ở áp suất turbo cao như vậy. Nó thực sự độc đáo với tỷ lệ nén 9,5:1 và áp suất làm đầy rất cao. Chúng ta chỉ có thể đoán cách chính xác đầu xi lanh được gắn vào khối và độ bền của khối sau, do áp suất làm việc rất lớn của quá trình đốt cháy, ở một mức độ nào đó, điều này có thể giải thích sự hiện diện của các hình dạng giống như hình cầu trong cấu trúc của nó .

Tất nhiên, hệ thống Freevalve phức tạp đắt hơn các bộ truyền động van cơ học thông thường, nhưng nguyên liệu thô được sử dụng để chế tạo động cơ ít hơn, điều này bù đắp cho cả chi phí và trọng lượng ở một mức độ nào đó. Do đó, về tổng thể, chi phí của TFG công nghệ cao chỉ bằng một nửa so với động cơ tăng áp XNUMX xi-lanh XNUMX lít của công ty.

Ổ Gemera độc đáo

Phần còn lại của hệ thống truyền động Gemera cũng rất độc đáo và kỳ quặc. TFG nằm phía sau khoang hành khách và dẫn động cầu trước sử dụng hệ thống truyền động trực tiếp duy nhất không có hộp số nhưng với hai ly hợp thủy lực trên mỗi trục. Hệ thống này được gọi là HydraCoup và ở một tốc độ nhất định, ly hợp thủy lực được khóa và truyền động trực tiếp. Điều này là do động cơ đốt trong cũng được liên kết trực tiếp với một động cơ điện-máy phát có công suất lên đến 400 mã lực. công suất tương ứng lên đến 500 Nm.

HydraCoup chuyển đổi tổng lực TFG 1100 Nm và một động cơ điện, tăng gấp đôi mô-men xoắn lên 3000 vòng/phút. Thêm vào đó là mô-men xoắn của mỗi trong số hai động cơ điện dẫn động một bánh sau với công suất 500 mã lực. mỗi cái và theo đó là 1000 Nm. Do đó, tổng công suất của hệ thống là 1700 mã lực. Mỗi động cơ điện có điện áp 800 vôn. Pin của xe cũng là duy nhất. Nó có điện áp 800 vôn và công suất chỉ 15 kWh, có công suất xả (đầu ra) là 900 kW và công suất sạc là 200 kW. Mỗi ô của nó được kiểm soát riêng về nhiệt độ, trạng thái sạc, "sức khỏe" và tất cả chúng được kết hợp thành một thân carbon chung, nằm ở nơi an toàn nhất - dưới ghế trước và trong đường hầm dẫn động bằng carbon-aramid. Tất cả điều này có nghĩa là sau một vài lần tăng tốc mạnh mẽ hơn, chiếc xe sẽ phải di chuyển chậm một lúc để TFG sạc pin.

Tất cả các bố trí khác thường dựa trên triết lý của công ty xe hơi đặt giữa. Koenigsegg chưa có kế hoạch cho một chiếc xe điện thuần túy, vì họ cho rằng công nghệ trong lĩnh vực này còn kém phát triển và khiến những chiếc xe trở nên rất nặng. Để giảm lượng khí thải carbon dioxide, công ty sử dụng nhiên liệu có cồn và động cơ đốt trong.

Hệ thống điện 800 volt của Gemera cung cấp điện cho quãng đường đi được 50 km và tốc độ 300 km/h, để giải trí với tốc độ lên đến 400 km/h là trách nhiệm của TFG. Ở chế độ hybrid, chiếc xe có thể đi thêm 950 km, điều này cho thấy hệ thống có hiệu suất khá cao - bản thân TFG tiêu thụ ít hơn khoảng 20% ​​so với động cơ hai lít hiện đại. với phân phối khí thay đổi thông thường. Và độ ổn định của xe còn được đảm bảo nhờ hệ thống đánh lái cầu sau, vectơ mô-men xoắn điện ở phía sau và vectơ mô-men xoắn cơ khí ở phía trước (sử dụng thêm ly hợp ướt ở các cơ cấu dẫn động cầu trước, bên cạnh bộ chuyển đổi thủy lực) . Do đó, Gemera đã trở thành một phương tiện có hệ dẫn động tất cả các bánh, hệ thống lái bốn bánh và vectơ mô-men xoắn. Thêm vào đó là quy định về chiều cao cơ thể.

Mặc dù động cơ này có bản chất độc nhất vô nhị, nhưng nó cho thấy nó có thể định hướng cho sự phát triển của động cơ đốt trong. Cuộc tranh luận tương tự cũng đang diễn ra trong Công thức 1 - việc tìm kiếm tính hiệu quả có thể sẽ tập trung vào nhiên liệu tổng hợp và chế độ vận hành hai thì.