Сенсационная технология от GM экономит до 15% топлива!
Эксперты по двигателям мечтали о ней, обсуждали её, читали о ней лекции, а корпорация General Motors объявила о том, что "самая ожидаемая за последние 30 лет технология процесса сгорания топлива" выходит из стен лаборатории.
Корпорация GM впервые продемонстрировала процесс сгорания топлива, известный под наименованием "Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI)" (Компрессионное воспламенение однородной смеси). Система HCCI внедрена на двух действующих концепт-карах: Saturn Aura 2007-го года и Opel Vectra. В сочетании с такими технологиями, как система непосредственного впрыска топлива, регулирование фаз газораспределения и степени подъема клапанов, а также система измерения давлений в цилиндрах, система HCCI обеспечивает снижение расхода топлива на 15 % и соответствие наиболее строгим экологическим стандартам, которые станут обязательными в будущем.
Объединенные в одном концептуальном двигателе, технология HCCI и другие современные технологии повышают эффективный КПД бензиновых двигателей почти до уровня дизельных двигателей, но без необходимости в использовании дорогостоящих систем, снижающих содержание оксидов азота (NOx) в отработавших газах. Эффективность новой технологии обусловлена низкотемпературным сгоранием топлива, что приводит к снижению тепловых потерь. При этом уменьшаются также выбросы в атмосферу двуокиси углерода.
Технология HCCI реализована на двух концепт-карах, созданных на базе серийных автомобилей (Saturn Aura и Opel Vectra) и оснащенных модифицированными четырехцилиндровыми двигателями Ecotec с рабочим объемом 2,2 литра. По ездовым характеристикам эти концепт-кары не уступают обычным автомобилям, но расходуют на 15 % меньше топлива по сравнению с автомобилями, оснащенными сопоставимыми традиционными двигателями. (Фактическая экономия топлива зависит от области применения автомобиля, а также от стиля вождения конкретного водителя.) Создание пригодных для движения концепт-каров является одним из первых доказательств возможности использования технологии HCCI вне лабораторных условий.
"Я удовлетворен прогрессом, который достигнут нашими инженерами", - поясняет Стефенс, -"это можно расценивать, как очередную инициативу корпорации GM в рамках стратегии уменьшения нашей зависимости от конъюнктуры нефтяного рынка. Технология HCCI, система непосредственного впрыска топлива, регулирование фаз газораспределения и степени подъема клапанов, а также система Active Fuel Management (активное управление топливоподачей) - все эти технологии повышают топливную экономичность и улучшают силовые характеристики наших двигателей внутреннего сгорания. Я уверен, что в будущем технология HCCI займет одно из ведущих мест среди предлагаемых нами топливосберегающих технологий".
Отметим основные положительные особенности технологии HCCI:
· Коэффициент полезного действия бензиновых двигателей - на уровне дизелей при меньшей стоимости очистки отработавших газов
· Возможность использования апробированных технологий, таких как система непосредственного впрыска бензина и механизм регулирования фаз газораспределения
· Простота адаптации обычных бензиновых двигателей к системе HCCI
· Требуются только традиционные для бензиновых двигателей системы последующей обработки отработавших газов
· Совместимость системы HCCI со всеми имеющимися в продаже сортами бензина, а также с топливом Е85 на базе этанола.
Принцип действия системы HCCI
Технология HCCI предусматривает воспламенение топливовоздушной смеси в цилиндре путем ее сжатия. В отличие от искрового зажигания, а также от процесса сгорания в дизельном двигателе, технология HCCI позволяет реализовать высвобождение энергии топлива при низкотемпературном сгорании смеси сразу во всем объеме камеры сгорания - без факела пламени. Все топливо, находящееся в цилиндре, сгорает одновременно. Данный процесс позволяет получить такую же мощность, как у обычного бензинового двигателя, но при меньшем расходе топлива.
Для рабочего процесса системы HCCI необходима относительно высокая температура двигателя. Поэтому в период прогрева холодного двигателя используется обычное искровое зажигание. В этот период двигатель быстро нагревается до температуры, обеспечивающей как функционирование системы HCCI, так и работу каталитического нейтрализатора. В режиме HCCI используется обедненная смесь (топливовоздушная смесь с повышенным процентным содержанием воздуха). При работе на обедненной смеси коэффициент полезного действия бензинового двигателя близок к КПД дизеля, при этом, в отличие от дизеля, для очистки отработавших газов требуются только традиционно применяемые устройства. Напомним, что дизели требуют использования сложных и дорогостоящих систем снижения токсичности отработавших газов.
Система HCCI интегрируется с другими высокотехнологичными системами. Некоторые из них уже производятся и могут быть адаптированы к существующим бензиновым двигателям. Степень сжатия двигателя, использующего технологию HCCI, - такая же, как у обычных бензиновых двигателей с непосредственным впрыском топлива. Система HCCI совместима со всеми имеющимися в продаже сортами бензина, а также с топливом Е85 на базе этанола.
Концепт-кары
Корпорация GM демонстрирует технологию HCCI на пригодных для движения по дорогам концепт-карах Saturn Aura и Opel Vectra (оба - на базе автомобилей серийного производства). Модель Aura оснащена автоматической трансмиссией, а на модели Vectra, которая нацелена на европейский рынок, установлена механическая коробка передач.
Оба автомобиля оснащены 2,2-литровым двигателем Ecotec мощностью 180 л.с., развивающим крутящий момент 230 Н·м.
Особенности данного двигателя: система центрального непосредственного впрыска топлива, система регулирования степени подъема впускных и выпускных клапанов, электросистема регулирования фаз газораспределения (на двух распределительных валах), а также индивидуальные датчики давления в цилиндрах, которые контролируют процесс сгорания и позволяют выполнить плавный переход между различными режимами сгорания топлива.
Процессом сгорания по технологии HCCI управляет изощренный компьютер, который работает по разработанному корпорацией GM алгоритму с использованием показаний датчиков давления в цилиндрах. Компьютер также управляет переходами между режимом HCCI и обычным искровым зажиганием. У демонстрационных автомобилей переходы между двумя режимами ощутимы для водителя, однако ожидается, что у серийных автомобилей с технологией HCCI эти переходы будут заметны не более, чем, например, отключение существующей системы GM Active Fuel Management.
В настоящее время демонстрационные прототипы могут использовать технологию HCCI при скорости приблизительно до 55 миль в час. При более высоких скоростях, а также при работе двигателя с большой нагрузкой происходит переход в режим искрового зажигания. Однако после усовершенствования системы управления двигателем и соответствующего аппаратного обеспечения диапазон работы двигателя в режиме HCCI будет расширен.
"Возможно, наиболее трудной задачей, решаемой при создании технологии HCCI, является управление процессом сгорания. При искровом зажигании мы можем управлять углом опережения зажигания и интенсивностью искрового разряда. Однако при использовании технологии HCCI при сгорании отсутствует факел пламени, и поэтому, чтобы добиться требуемых характеристик двигателя, приходится выполнять сложное синхронное регулирование состава смеси и температуры", - говорит профессор Юв Гриб (Uwe Grebe), исполнительный директор GM по перспективной разработке силовых агрегатов.
Разработчики продолжают совершенствовать технологию HCCI, чтобы сделать ее работоспособной в широком диапазоне условий вождения, характерных для разных регионов земного шара - от тропиков до Арктики, а также при разреженном воздухе на большой высоте над уровнем моря.
"Наши затраты на развитие технологии HCCI оказались весьма значительными. Однако мы сделали огромный шаг вперед, создав концептуальные автомобили Saturn Aura и Opel Vectra, что впервые позволило перенести эту наиболее перспективную технологию из лаборатории на испытательный полигон. Дополнительные расходы потребуются на исследовательские и испытательные программы, которые сделают технологию HCCI применимой в любых условиях, в которых наши покупатели эксплуатируют свои автомобили", - подводит итог профессор Гриб.
Автор: Zypresse
Источник: dailycars.ru
30/08/2007
