Čoho je schopný spaľovací motor?

Keď príde reč na Koenigsegg, zdá sa, že všetko pochádza z inej planéty. Od tejto formulácie sa nelíši ani nový model švédskej značky Gemera – štvormiestny model GT s hybridným pohonom, systémovým výkonom 1700 k, maximálnou rýchlosťou 400 km/h a zrýchlením na 100 km/h za 1,9. sekúnd. Aj keď superautá už nie sú v modernom svete také vzácne, Gemera má stále niektoré charakteristické črty. A najvýraznejšou z týchto vlastností je motor auta.

Koenigsegg to nazýva Tiny Friendly Giant alebo skrátene TNG. A má to svoj dôvod – TFG má zdvihový objem dva litre, tri valce (!), dve turbodúchadlá a 600 koní. pri 300 hp na liter dosahuje tento agregát maximálny výkon, aký kedy sériový motor ponúkal. Spoločnosť tvrdí, že z hľadiska technológie je TFG „pred každým iným trojvalcovým motorom na dnešnom trhu“. V skutočnosti majú úplnú pravdu - ďalší trojvalcový motor je 268 k, ktorý Toyota používa v GR Yaris.

Najneobvyklejšou technológiou v TFG je bezvačkový systém časovania ventilov. Namiesto toho motor využíva systém vyvinutý dcérskou spoločnosťou Koenigsegg Freevalve s pneumatickými pohonmi pre každý ventil.

V skutočnosti bol „priateľský malý gigant“ navrhnutý špeciálne pre spoločnosť Gemera. Švédska spoločnosť chcela vytvoriť niečo kompaktné, ľahké, ale výkonné. Okrem toho sa zmenila celková filozofia dizajnu pohonu a na rozdiel od hybridu Gegera Regera pochádza väčšina energie z elektromotorov. Spaľovací motor má ďalší príspevok k riadeniu a nabíjaniu batérií.

Pred rozhodnutím o zostrojení trojvalcového motora v Königseggu veľa premýšľali. Takéto rozhodnutie však nebude prijaté jednoznačne v exkluzívnom vozidle. Napriek tomu prevláda hľadanie takých kvalít, ako je kompaktnosť a ľahkosť, a vedie k vytvoreniu najextrémnejšieho motora na svete, čo sa týka nielen litra, ale aj „valca“.

Konfigurácia motora má však pomerne veľké valce a znie celkom chytľavo, s typickým nízkofrekvenčným timbreom trojvalcov, no oveľa dýchavičnejšie. Christian von Koenigsegg, zakladateľ spoločnosti, o ňom povedal: "Predstavte si Harley, ale s iným valcom." Hoci má pomerne veľké vŕtanie 95 mm a zdvih 93,5 mm, TFG miluje vysoké otáčky. Jeho maximálny výkon dosahuje pri 7500 ot./min a červená zóna otáčkomera začína pri 8500 ot./min. Tu sa alchýmia skladá z drahých materiálov, ktoré poskytujú ľahkosť (rýchlosť) a pevnosť (vysoký tlak spaľovacieho procesu). Vysoké otáčky preto sprevádza neskutočný krútiaci moment 600 Nm.

Kaskádové preplňovanie

Odpoveďou na otázku, ako presne sa dajú spojiť dve turbodúchadlá v trojvalcovej konfigurácii, je kaskáda. Podobný systém využívalo v 80. rokoch ikonické Porsche 959, ktoré má podobnosť, keďže dva trojvalce sú plnené malým a veľkým turbodúchadlom. TFG má však na túto tému nový výklad. Každý z valcov motora má dva výfukové ventily, z ktorých jeden je zodpovedný za plnenie malého turbodúchadla a druhý za veľké turbodúchadlo. Pri nízkych otáčkach a zaťažení sa otvárajú len tri ventily, ktoré privádzajú plyny do malého turbodúchadla. Pri 3000 otáčkach za minútu sa začnú otvárať druhé ventily, ktoré smerujú plyny do veľkého turbodúchadla. Motor je však natoľko vyspelý, že svojimi parametrami dokáže aj v „atmosférickej“ verzii dosiahnuť 280 koní. Dôvod spočíva v rovnakej technológii ventilov Freevalve. Jeden z dôvodov prečo motor 2000 ccm CM má tri valce, je fakt, že trojvalcový motor je efektívnejší z hľadiska preplňovania turbodúchadlom, keďže nedochádza k vzájomnému tlmeniu pulzácií plynu ako pri štvorvalcovom motore.

A pneumatické otváracie ventily

Vďaka systému Freevalve sa každý ventil pohybuje individuálne. Môže sa otvárať nezávisle s určitým trvaním, rozbehovým momentom a zdvihom. Pri nízkej záťaži sa otvára len jedna, čo umožňuje vyšší prietok vzduchu a lepšie premiešanie paliva. Vďaka schopnosti presne ovládať každý z ventilov nie je potrebný škrtiaci ventil a každý z valcov možno v prípade potreby vypnúť (v režimoch čiastočného zaťaženia). Flexibilita prevádzky umožňuje TFG prejsť z bežnej Ottovej na Millerovu prevádzku so zvýšeným pracovným cyklom a vyššou účinnosťou. A to nie je práve najpôsobivejšie – pomocou „fúkania“ od turboagregátov sa motor dokáže prepnúť do dvojtaktného režimu do cca 3000 otáčok. Podľa Christiana von Koenigsega pri 6000 ot./min v tomto režime bude znieť ako šesťvalec. Pri 3000 otáčkach za minútu sa však prístroj prepne späť do štvortaktného režimu, pretože pri vysokých otáčkach nie je dostatok času na výmenu plynu.

Umelá inteligencia

Na druhej strane Koenigsegg spolupracuje s americkou spoločnosťou pre umelú inteligenciu SparkCognition, ktorá vyvíja softvér na správu umelej inteligencie pre motory Freevalve, ako je TFG. Postupom času sa systém naučí, ako najlepšie ovládať ventily a rôznymi spôsobmi viesť proces spaľovania. Ovládací systém a systém Freevalve umožňujú meniť hlasitosť a tón motora rôznymi otvormi výfukových ventilov. Zodpovedá tiež za schopnosť rýchlejšie zahriať motor a znižovať emisie. Vďaka elektrickému generátoru s veľmi nízkymi teplotami sa motor kľukového hriadeľa otáča asi 10 cyklov (do 2 sekúnd), pri ktorých teplota stlačeného vzduchu vo valcoch dosiahne 30 stupňov. Počas zahrievania sa sací ventil otvorí malým zdvihom a okolo výstupného ventilu dôjde k turbulentnej cirkulácii vzduchu a paliva, čo zlepšuje odparovanie.

Palivo tiež významne prispieva k dosiahnutiu vysokého výkonu motora. V skutočnosti je TFG motor Flex Fuel, to znamená, že môže bežať na benzín aj alkohol (etanol, butanol, metanol) a zmesi v rôznych pomeroch. Molekuly alkoholu obsahujú kyslík a tak poskytujú to, čo je potrebné na spálenie uhľovodíkovej časti. To samozrejme znamená vyššiu spotrebu paliva, ktorá sa však poskytuje ľahšie ako veľké množstvo vzduchu. Alkoholové zmesi tiež poskytujú čistejší proces spaľovania a počas spaľovacieho procesu sa uvoľňuje menej pevných častíc. A ak sa etanol extrahuje z rastlín, môže tiež poskytnúť uhlíkovo neutrálny proces. Pri jazde na benzín je výkon motora 500 koní. Pripomeňme, že riadenie spaľovania v TFG je tak vyspelé, že dokáže z paliva vytiahnuť takmer maximum možného bez detonácie – najneuralgickejšia zóna spaľovania pri tak vysokom tlaku turba. Je skutočne unikátny s kompresným pomerom 9,5:1 a veľmi vysokým plniacim tlakom. Môžeme len hádať, ako presne je hlava valca pripevnená k bloku, a jeho pevnosť, vzhľadom na obrovský pracovný tlak spaľovacieho procesu, to môže do určitej miery vysvetliť prítomnosť guľovitých, stĺpovitých tvarov v jeho architektúre. .

Komplexný systém Freevalve je samozrejme nákladnejší ako bežné mechanické ventilové ventily, ale na výrobu motora sa spotrebuje menej surovín, čo do istej miery vyváži náklady a hmotnosť. Celkovo sú teda náklady na high-tech TFG polovičné ako na osemvalcové päťlitrové turbodúchadlo spoločnosti.

Unikátny pohon Gemera

Zvyšok hnacieho ústrojenstva Gemera je tiež jedinečný a svojrázny. TFG je umiestnený za priestorom pre cestujúcich a riadi prednú nápravu pomocou jedinečného systému priameho pohonu bez prevodovky, ale s dvoma hydraulickými spojkami na každej náprave. Systém sa volá HydraCoup a pri určitej rýchlosti sú hydraulické spojky zablokované a priamo poháňané. Je to tak kvôli skutočnosti, že spaľovací motor je tiež priamo spojený s elektromotor-generátorom s výkonom až 400 koní. výkon až 500 Nm.

HydraCoup premení celkovo 1100 3000 Nm TFG a elektromotor, čím sa krútiaci moment zdvojnásobí na 500 1000 ot./min. K tomu všetkému sa pridáva krútiaci moment každého z dvoch elektromotorov, ktoré poháňajú jedno zadné koleso s výkonom 1700 koní. každý a teda 800 Nm. Celkový výkon systému je teda 800 koní. Každý z elektromotorov má napätie 15 voltov. Jedinečná je aj batéria auta. Má napätie 900 voltov a výkon len 200 kWh, má vybíjací (výstupný) výkon XNUMX kW a nabíjací výkon XNUMX kW. Každý jeho článok je individuálne riadený z hľadiska teploty, stavu nabitia, „zdravia“ a všetky sú spojené do spoločnej karbónovej karosérie, umiestnenej na najbezpečnejšom mieste – pod prednými sedadlami a v karbónovo-aramidovom hnacom tuneli. To všetko bude znamenať, že po niekoľkých razantnejších akceleráciách sa auto bude musieť chvíľu pomaly pohybovať, aby TFG dobilo batériu.

Všetko neobvyklé usporiadanie je založené na filozofii automobilky so stredným motorom. Spoločnosť Koenigsegg zatiaľ nemá v pláne čisto elektrický automobil, pretože sa domnieva, že technológie v tejto oblasti nie sú dostatočne rozvinuté a robia autá veľmi ťažkými. Na zníženie emisií oxidu uhličitého používa spoločnosť alkoholické palivá a spaľovací motor.

800-voltová elektrická sústava Gemera poskytuje až 50 km elektriny a rýchlosť 300 km/h Pre rekreáciu do 400 km/h zodpovedá TFG. V hybridnom režime dokáže auto prejsť ešte 950 km, čo svedčí o dosť vysokej účinnosti systému – samotný TFG spotrebuje asi o 20 percent menej ako moderný dvojlitrový motor. s konvenčným variabilným rozvodom plynu. A stabilitu auta zabezpečuje aj systém riadenia zadných kolies, elektrické vektorovanie krútiaceho momentu vzadu a mechanické vektorovanie krútiaceho momentu vpredu (pomocou prídavných mokrých spojok v mechanizmoch pohonu predných kolies, vedľa hydromeničov) . Z Gemera sa tak stalo vozidlo s pohonom všetkých kolies, riadením všetkých štyroch kolies a vektorovaním krútiaceho momentu. K tomu všetkému sa pridáva regulácia telesnej výšky.

Aj keď je tento motor svojou povahou jedinečný, ukazuje, že môže viesť vývoj spaľovacieho motora. Rovnaká debata prebieha aj vo Formule 1 – hľadanie účinnosti sa pravdepodobne zameria na syntetické palivá a dvojtaktný režim prevádzky.