Бензин vs дизель, технобитва старичков в 2022г!

Все о ремонте и эксплуатации двигателей - twincam - boxer - twin spark - V6 - diesel

Модераторы: Typhoon, Лютег, Touring*

Re: Джу)

Сообщение Lirik » Сб авг 20, 2022 11:44 pm

Touring* писал(а):При том что современный дизель технологичный и толковый агрегат и никакой предрасположенности против него у меня нет.

Да и я не против бензина)
Я лишь о том, что дизель меньше расход имеет, и соответственно более автономный.
И может на эталонной прямой при постоянной скорости разница невелика.
Но как только начинаются разгоны торможения, и старт стоп, то дизель оказывается реально экономичнее.
Что меня поражает в рассуждениях здесь это узколобость россиян, которые не видят ничего кроме бабла и вся их жизнь только к этому и сводится (c) хохол в Канаде
Аватара пользователя
Lirik
эпичный казак
 
Сообщения: 6598
Зарегистрирован: Ср апр 04, 2007 12:18 pm
Откуда: Мск (СПб)
Авто: Citroen DS3

Re: Джу)

Сообщение Touring* » Вс авг 21, 2022 6:41 pm

А я не против дизеля :)

То что ты говоришь, чистая правда, так как дизель в отличие от широко распространённого бензина имеет во-первых более высокую статическую степень сжатия, во-вторых работает на малых нагрузках, типичных для города, на сверхбедной смеси, без дросселирования. Выше степень сжатия = выше давление, нет дросселя = нет работы на преодоление дросселирования, в итоге у дизеля гораздо выше топливная эффективность именно в данном режиме. График удельного потребления современного дизеля ниже, городской цикл это район 2-4 bmep, что соответствует 260-300 г/кВт-ч расхода топлива. На трассе, при 100-140 км/ч приборных, мотор работает в районе 6-8 bmep, что соответствует 220-225 г/кВт-ч расхода.

Изображение
Последний раз редактировалось Touring* Вс авг 21, 2022 7:41 pm, всего редактировалось 1 раз.
Touring*
Почетный альфист
 
Сообщения: 5102
Зарегистрирован: Пт июн 06, 2008 11:43 pm

Re: Джу)

Сообщение Touring* » Вс авг 21, 2022 6:58 pm

Японцы в 80-х и начале 90-х в целях повышения экономии пытались перевести свои бензиновые моторы в работу на частичной нагрузке на сверхбедных смесях, оставаясь на коллекторном впрыске в комбинации со статической степенью сжатия типа 9.5:1, ради устойчивой работы на топливе типа 91-го бензина в США. Внедрили для этого на моторе 1.6 заслонки для завихрения потока во впускном коллекторе, датчики давления в цилиндре, а также EGR клапан. Но уперлись в необходимость ставить вдобавок к традиционному катализатору дополнительный фильтр для оксидов азота, возникающего в повышенном количестве при работе в сверхбедном режиме.

https://global.toyota/en/detail/7844430
Touring*
Почетный альфист
 
Сообщения: 5102
Зарегистрирован: Пт июн 06, 2008 11:43 pm

Re: Джу)

Сообщение Touring* » Вс авг 21, 2022 9:08 pm

На этом в Тойоте не остановились, и к середине 90-х разработали мотор 2.0, уже с непосредственным впрыском (давление впрыска до 120 бар), в комбинации со статической степенью сжатия, равной 10.0:1. Повысить её помог как раз такой впрыск, за счёт эффекта охлаждения, возникающего при атомизации топлива, он дал большую устойчивость к детонации. Переработали впускной коллектор, заслонки для завихрения потока, камеру сгорания в поршне, а также EGR клапан. Поставили вместо механического электронный дроссель, настроили работу впрыска в разных режимах.

На малой нагрузке двигатель работал на сверхбедной, вплоть до 55:1, смеси, в стратифицированном режиме, со впрыском в такте сжатия. С полностью открытой дроссельной заслонкой, с дозированием топлива по положению педали акселератора, а не датчика расхода воздуха. По сути это был режим, в точности повторяющий работу дизельного двигателя, с повышением топливной экономичности до 30%. Промежуточный режим, двойного впрыска, в такте наполнения и такте сжатия, был предусмотрен, чтобы перейти из стратифицированного режима к гомогенному, без провала в отдаче, и без дымления. И, наконец, был режим гомогенной смеси, сначала обеднённой, и потом и мощностной, со стехиометрическими 14.7:1, с впрыском в такте наполнения. Альфовский фирменный впрыск JTS, внедрённый в начале 00-х, работает только в этом режиме, гомогенном стехиометрическом, поэтому и не даёт особой экономии топлива.

Изображение

В Тойоте поставили вдобавок к традиционному катализатору дополнительный фильтр-ловушку для оксидов азота, возникающих в повышенном количестве при работе в сверхбедном режиме, и систему подогрева катализатора, так как при работе в сверхбедном режиме температура выхлопных газов была существенно пониженной, и он поэтому не работал как положено. Неплохой в общем мотор получился, хоть и сложноватый на то время.

Изображение

Почему не внедрили его в серию? А потому что в это же время в Тойоте разработали гибрид более простого и дешёвого двигателя 1.5 на 53кВт/115Нм пиковых с коллекторным впрыском, с вариатором фаз на впуске, работающего в цикле Аткинсона, и 210-Вольт электромотора на 32кВт/350Нм пиковых, дающего электротягу. Объединяла бензиновый 1.5 и электромотор с генератором планетарная вариативная трансмиссия. Также там был отдельный мотор-генератор, дающий рекуперацию на торможении, и никель-металлгидридная батарея на 280-Вольт и 1.7 кВт-ч, дающая систему хранения рекуперированной энергии. Внедрили всё это на Приусе, и поняли что так можно достичь заметно большей топливной экономии, чем с вариантом выше.

Изображение
Touring*
Почетный альфист
 
Сообщения: 5102
Зарегистрирован: Пт июн 06, 2008 11:43 pm

Re: Джу)

Сообщение Touring* » Вс авг 21, 2022 9:43 pm

В Европе, начиная с 2000-х, поставив в широкую серию высокэффективный турбированный дизель с аккумуляторным впрыском, наконец зачесались и с бензиновыми моторами.

Самым простой и дешёвой дорогой была ликвидация необходимости в дросселе, и обнуление за счёт этого насосных потерь на малых нагрузках, за счёт бесступенчатых вэльвлифт-систем на впуске, типа бмвшного Вэльвтроника. Подход эффективен для достаточно объёмных моторов, типа 2.0-3.0, работающих на частичной нагрузке с сильно прикрытым дросселем, там внедрение системы даёт снижение расхода топлива до 10%. Минусы реализации от БМВ, повышенная высота ГБЦ, и средняя скорость работы, средний отклик, поэтому на М-моторах остались например индивидуальные дроссельные заслонки. Вэльвтроник в комбинации с двойной системой изменения фаз газораспределения, по-бмвшному дабл-Ванос, и с коллекторным впрыском, до внедрения наддува было основным "эко" решением от БМВ в бензиновом сегменте.
Touring*
Почетный альфист
 
Сообщения: 5102
Зарегистрирован: Пт июн 06, 2008 11:43 pm

Re: Джу)

Сообщение Touring* » Вс авг 21, 2022 10:01 pm

Другой путь, это переход на существенно менее объёмные моторы, с их турбированием для компенсации падения пиковой отдачи. Из-за меньшего рабочего объёма, они работают с более открытым дросселем, чем более размерные, и это снижает насосные потери. Данный путь выбрал ФВ, сначала на 1.4 турбо с коллекторным впрыском, выведенного на рынок вместо их атмосферника 2.0.

Дальнейшее снижение расхода топлива достигается при переводе такого малообъёмного двигателя на частичной нагрузке из цикла Отто в цикл Миллера, системой изменения фаз газораспределения, и оборудовании его непосредственным впрыском, с более высокой статической степенью сжатия (12:5). А также при внедрении системы отключения двух цилиндров на частичной нагрузке, ещё более повышающей нагрузку на два оставшихся в работе, и ещё более снижающей насосные потери. Альфа, как упоминал, откатывала такую систему выборочного отключения цилиндров на частичных нагрузках в 80-х на Альфетте, и собственном впрыске С.Е.М. А ФВ взял и реализовал все эти три технологии в своём новейшем 1.5 турбо, на 110кВт/250Нм пиковых.

График для данного мотора 1.5 ниже. На малых нагрузках, в городе, расход составляет 265-300 г/кВт-ч, на трассовых скоростях 230-240 г/кВт-ч. Вплотную приблизились к показателям турбодизеля с аккумуляторным впрыском. Конечно, с поправкой на то что дизель на 9% плотнее бензина, то бишь ~10% минимальная разница в расходе в литрах всё равно будет.

Изображение
Touring*
Почетный альфист
 
Сообщения: 5102
Зарегистрирован: Пт июн 06, 2008 11:43 pm

Re: Джу)

Сообщение Touring* » Вс авг 21, 2022 10:42 pm

В более производительном "эко" турбомоторе 2.0 поколения 3В на 140 кВт/320 Нм, альтернативе ранним атмосферникам 2.5-3.0, концерн ФВ пошёл другим путём, и применил на впуске свой фирменный двухступенчатый вэльвлифт. Благодаря чему на частичной нагрузке этот двигатель также работает с более открытым дросселем, чем атмосферники, и чем его же турбомоторы 1.8-2.0 предыдущих поколений. Это снижает насосные потери, и расход.

Дальнейшее снижение расхода, как и с мотором 1.5, достигается на частичной нагрузке переводом мотора из цикла Отто в цикл Миллера, системой изменения фаз газораспределения, и оборудовании его непосредственным впрыском, вдобавок к коллекторному, со статической степенью сжатия в 9.6:1. Это две основные технологии снижения расхода, кроме дополнительного снижения через снижение внутреннего трения, путём уменьшения сечения подшипников скольжения где только можно, и применения вместо них подшипников качения, также где только можно. Также применено ультра-низковязкое масло, 0W20. Вкупе с применения масляного и жидкостного насосов переменной производительности, и электронно управляемого термостата. Есть система старт-стоп, со стартером с ремённым приводом, и более эффективным чем обычно генератором, которая вносит свой небольшой вклад в городском цикле (если конечно не деактивирована).

Плюс автоматизированная коробка-механика с двумя мокрыми сцеплениями, 7-ступенчатая, имеющая минимальные внутренние потери, позволяющая выставить мотор поколения 3В на минимальные обороты, и следовательно максимальную нагрузку, с максимально открытым дросселем.

Графики для фольксвагеновских 2.0 поколений 3 и 3В я приводил ранее. На малых нагрузках, в городе, расход с мотором 2.0 поколения 3 составляет 300-350 г/кВт-ч, на трассовых скоростях 240-250 г/кВт-ч. Для мотора поколения 3В в городе 260-350 г/кВт-ч, на трассовых скоростях 225-230 г/кВт-ч.

Изображение
Touring*
Почетный альфист
 
Сообщения: 5102
Зарегистрирован: Пт июн 06, 2008 11:43 pm

Re: Джу)

Сообщение Touring* » Вс авг 21, 2022 10:58 pm

Фиат в 2010-х годах также широко внедрил в бензиновых моторах бесступенчатый вэльвлифт, удачно совмещенный им в одной системе названной Мультиэйр с системой изменения фаз. Он вдобавок позволил ему избавится от впускного распредвала, и сэкономить на этом. Данная система, как и БМВ-шная, даёт наибольший эффект для более объёмных моторов, работающих на частичной нагрузке с сильно прикрытым дросселем.

Можно конечно скомбинировать Мультиэйр и с малообъёмным турбомотором с коллекторным впрыском, что Фиат и делал в своих моторах 1.4, но эффект снижения расхода будет ниже, чем в более объёмных.

Система должна быть более эффективна в моторах навроде 2.0 Джулии, где она и внедрена, в комбинации с быстродействующим вариатором фаз на выпуске, непосредственным впрыском высокого давления, со статической степенью сжатия 10:1, твин-скролл турбиной фиксированной геометрии, и водяным охлаждением интеркулера.

Всё это было сделано разработчиками скорее для совмещения хорошей низовой эластичности, и высокой верховой отдачи, чем для достижения предельной экономии. Как и применение основного жидкостного насоса в сочетании со вторым электрическим, переменной производительности, последний скорее для пиковой отдачи, чем для экономии. Мультиэйр здесь пожалуй единственная и основная технология снижения расхода топлива, кроме опять-таки подбора процентов его снижения через снижение внутреннего трения, путём уменьшения сечения подшипников скольжения, где это было возможно с учётом высокой пиковой отдачи, и применения вместо них подшипников качения, где это также возможно. Вдобавок оно реализовано путём применения менее вязкого масла, 0W30. Также применён масляный насос переменной производительности. Также здесь есть система старт-стоп, со стартером с ремённым приводом, и более эффективным чем обычно генератором, которая вносит свой небольшой вклад в городском цикле (если не деактивирована).

Изображение

Трансмиссия, традиционная планетарная коробка-автомат, обычно имеющая повышенные потери, но она здесь с гидротрансформатором, блокируемым начиная с нижних передач, поэтому потери резко снижены, за счёт наличия 8-ми ступеней она позволяет выставить мотор на минимальные обороты и максимальную нагрузку.
Touring*
Почетный альфист
 
Сообщения: 5102
Зарегистрирован: Пт июн 06, 2008 11:43 pm

Re: Джу)

Сообщение Touring* » Вс авг 21, 2022 11:25 pm

В малообъёмном турбомоторе 1.5 на 118кВт/240Нм пиковых, вышедшем на рынок в 2022-м, Фиат предсказуемо отказался от Мультиэйра, и поставил туда две традиционные системы изменения фаз, переведя ими двигатель в режиме малых нагрузок в цикл Миллера. Мотор имеет непосредственный впрыск высокого давления, на 350 Бар пиковых, и статическую степень сжатия 12.5:1 (для сравнения, у современного турбодизеля 1.6 она равна 15.7:1).

Ещё у этого турбобензинового 1.5 ориентированная на максимальный момент и минимальные теплопотери "супердизельная" геометрия цилиндра, а именно 367 cc цилиндр, 71.2 диаметр (теплопотери) x 92.2 ход (момент), соотношение 0.77 (у турбодизеля 1.6 с его 399 cc цилиндром, 79.5 диаметр x 80.5 ход, соотношение 0.99).

Чтобы была приемлемой не только низовая, но и верховая отдача, Фиат поставил туда турбину с изменяемой геометрией (это традиционная дизельная технология, и она впервые применена на массовом бензине). В комбинации с водяным охлаждением интеркулера, это было сделано для совмещения эластичности, пиковой отдачи, и экономии.

Здесь основная технология снижения расхода это работа в цикле Миллера, в комбинации с даунсайзингом, резко снизившим насосные потери. Плюс повышенная степень сжатия, и специфическая геометрия цилиндра, давшие большую эффективность. Кроме опять-таки подбора процентов снижения через снижение внутреннего трения, путём уменьшения сечения подшипников скольжения, и применения вместо них подшипников качения, где это возможно. А также применения ультра-низковязкого масла 0W20. Также, применения масляного насоса переменной производительности.

Всё это должно обеспечить расход топлива в г/кВт-ч на уровне современного 1.5 турбо от ФВ, то есть почти дизельный.

Есть здесь и система старт-стоп со стартером с ремённым приводом, и более эффективным генератором. В дальнейшем снижении расхода Фиат идёт по пути Тойоты 90-х. Основная технология снижения расхода в городском цикле, это эффективная рекуперация энергии, в обычном режиме теряющейся на торможении. Запасание её в батарее, и работа в режиме частичных нагрузок в городе по возможности на чистой электротяге, с минимальным включением двигателя внутреннего сгорания. Всё это реализовано посредством интеграции в коробку 48-вольтового 15 кВт-электромотора, выдающего через редуктор до 135 Нм момента, в комбинации с эффективным генератором, и 0.8 кВт-ч литий-ионной батареей, также 48-вольтовой.

Плюсом, как и у ФВ, идёт автоматизированная коробка-механика с двумя сухими сцеплениями, 7-ступенчатая, имеющая наименьшие внутренние потери, позволяющая выставить двигатель на минимальные обороты и максимальную нагрузку.

Я к чему всё это писал. Этот драйвтрэйн, и есть настоящее бензина, и он должен обеспечить экономичность на уровне дизельной. Его и нужно по уму сравнивать по расходу с драйвтрэйном с своевременным турбодизелем. Для которого он прямая ценовая альтернатива сейчас в Европе.

Фото.

Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение

Батарея.

Изображение
Touring*
Почетный альфист
 
Сообщения: 5102
Зарегистрирован: Пт июн 06, 2008 11:43 pm

Re: Бензин vs дизель, технобитва старичков в 2022г!

Сообщение Touring* » Ср авг 24, 2022 11:54 am

Если посмотреть, за счёт чего добились за последние годы снижения расхода, это следующие факторы.

Первый, это повышение обтекаемости кузова: у стандартной Джулии показатель Сd равен 0.25 против 0.325 у 159-й (сюрприз), и 0.30 у 166-й и 164-й.

Снижение его на 0.05 по отношению к 164-й и 166-й достигнуто в основном за счёт проработки движения воздуха под днищем, путём зашивки всего чего можно зашить экранами, и перекомпоновки системы выпуска. А также применения управляемых заслонок перед радиатором, динамически, в зависимости от потребности, уменьшающих проходное сечение и потери на прохождении воздуха через радиаторы охлаждения.

Эти решения были предусмотрены ещё в начале 80-х, для проекта 164, при аэро-оптимизации кузова Пинифариной, смотри фото ниже. Например, секции между скудетто и фарами по задумке должны были быть поворотными, закрывавшимися наглухо при трассовых скоростях.

Видно ещё много интересных решений, как-то достаточно небольшое скудетто, работающее как единственное пассивное отверстие для охлаждения радиаторов, противотуманки, заподлицо интегрированные в бампер, и головная рефлекторная оптика в едином с указателем поворота модуле, плавно заходящая на боковину. Причём указатель поворота по задумке размещался вверху этого модуля, и линия отделяющая его от отражателя фары начиналась ровно от линии фронтальной секции-заслонки, и далее шла выштамповкой по боковине кузова, замыкаясь на задней оптике, придавая боковине должную динамику, даже при неподвижной машине.

Изображение

Но в серию решение с поворотными фронтальными секциями тогда не пошло, в основном из-за цены реализации, ограничились фиксированной, частично закрытой секцией в этом месте, и фиксированным отверстием внизу бампера, из-за чего выштамповка на боковине перестала плавно переходить через фронтальную оптику в линию фронтальной секции у скудетто. Фронтальная рефлекторная оптика из-за экономии в серию пошла стала с раздельным боковым подворотником. Противотуманки из-за соображений минимальной высоты расположения и стоимости переехали в передний сплиттер.

При рестайлинге 164-й в 1992-м фронтальная оптика стала уже, за счёт применения линзованной системы вместо рефлекторной, и отдельный повторитель поворота наконец переехал в неё. Но менять пресс-формы для капота и крыльев из соображений стоимости не захотели, к тому же его линию ограничивала впускная система моторов, поэтому под более узкими фарами появились нефункциональные вставки. В 166-й эти фиксированные секции воздухозабора в передней части стали уже, их линия наконец замкнулась с линией оптики, указатель поворота переехал в блок-фару, а противотуманки переместились в бампер, заподлицо. Линия капота при этом заметно более ниспадающей, что улучшило обтекаемость, и реализовано всё это было опять-таки за счёт применения линзованной оптики вместо рефлекторной, где именно линза давала её минимальную высоту. Но рынок увы отвернулся от этого аэродинамически эффективного решения, сочтя его непривлекательным, что породило менее функциональный и гармоничный рестайлинг 166-й образца 2003-го года.

Изображение

Также аэро-оптимизация 164-й от Пинифарины предусматривала дверные ручки заподлицо с кузовом. Их тогда в серии, из-за соображений простоты и стоимости реализации, сделали несколько выступающими. В 166-й модели их сделали заподлицо, но с отверстием для хвата. Сейчас в 2020-х годах решили наконец потратиться на полностью закрытые, и это решение стало мэйнстримом.

Также можно увидеть основное в аэро-оптимизации прототипа, плоское, зашитое экранами днище, и помещение выхлопа в кузов по максимуму. Тогда, из соображений стоимости организации должного охлаждения выхлопной системы, и простоты обслуживания, в серии от этого отказались, также отказались и в 166-й. Сейчас это реализуют, решили потратиться, и это на самом деле даёт основной вклад в снижение показателя Сd по отношению к 80-90-м годам. Особенно просто это даётся в электромобилях, где вообще нет выхлопной системы, эффективность преобразования электромоторов очень высокая, поэтому рассеяние тепла минимальное, и потребность в охлаждении минимальная, и батарея вдобавок сама по себе плоская.

Изображение
Изображение

И конечно, в прототипе было одно водительское зеркало, небольшого сечения, ряди снижения завихрений и миделя, сейчас это решают внедрением цифровых камер вместо зеркал.

Изображение

Что в серийной 164-й из решений по оптимизации тогда осталось, это по максимуму глухие 15-дюймовые колесные диски ширины 6.5 дюймов. Они шли с покрышками ширины 20.5 см, достаточными для реализации крутящего момента всех моторов в гамме. Это давало снижение Сd на 0.01-0.02, такие диски и стали базовыми для дорестайлинговой 164-й. Они к слову в сборе с покрышкой и были самыми лёгкими в гамме, дающими меньшие затраты энергии при раскручивании колеса. Похожие, но с круглыми отверстиями, 16-дюймовые, ширины 6.5 дюйма, предлагались и для базовой 166-й, причём с покрышкой они также были наиболее лёгкими в гамме. У того же Бенца, также уделявшего много времени в 80-х годах аэро-оптимизации, они были на всех машинах тогда ровно такими же по ширине и рисунку: минимальное сечение отверстий для охлаждения тормозов, равномерное распределение отверстий по внешней границе.

Изображение

16-дюймовые диски очень похожей, почти глухой конструкции, ширины в 7 дюймов, в комбинации с 20.5 см покрышками Альфа применила на современной дизельной Джулии в версии АЕ, добившись за счёт этого снижения Сd на 0.02, до 0.23, смотри первую страницу топика. Но люди не покупают сейчас машины с малоразмерными дисками, в ходу показуха, поэтому это решение осталось незамеченным. Но, что отрадно, диски такой конструкции сейчас широко представлены на электромобилях.
Touring*
Почетный альфист
 
Сообщения: 5102
Зарегистрирован: Пт июн 06, 2008 11:43 pm

Re: Бензин vs дизель, технобитва старичков в 2022г!

Сообщение Touring* » Ср авг 24, 2022 1:23 pm

Второй фактор, сопротивление качению.

У Джулии в базе на 2.0 и 2.2d идут новейшие "эко" шины Conti EcoContact 6, c пониженным сопротивлением качению, размерности 225/50 R17, с достаточно высокой боковиной, в угоду повышенной фильтрации неровностей, они одинаково широкие по осям, в угоду меньшей стоимости владения. Применена спецверсия, модифицированная производителем согласно набору требований Альфы, с обозначением AR. Их Сrr < 6.5, против этого показателя в 10-12 у базовых шин 159-й, 166-й и 164-й. Такие же, Conti EcoContact 6, но размерности 205/60 R16, и без оптимизации под требования Альфы, шли на самой "эко" версии, 2.2d АЕ.

Налицо падение Сrr до двух раз, что резко снизило затраты энергии на качение, как на трассе так и в городе. В 90-х были разработаны прототипы подобных шин, тогда достигли показателя Сrr около 9-ти, но при значительном снижении сцепных свойств, к началу 00-х вышли на 8.5, в 2010-х на 6 и менее, при приемлемых сцепных свойствах, за счёт подбора состава смеси, и применения заново разработанных эластомеров, с армированием волокнами.

Изображение

В опциональном варианте оснащения Джулии стоят уже шины "перфоманс" класса, Pirelli PZero PZ4, c более высоким сопротивлением качению, в угоду более высоким сцепным свойствам. Они с меньшей высотой и большей жёсткостью боковины, в угоду меньшему боковому уводу, и более точной управляемости, и разноширокие, для оптимальной настройки баланса шасси по осям, 225/40 R19 + 255/35 R19. Здесь также применена версия, модифицированной по спецификации Альфы, с обозначением AR. Для них 9 < Сrr < 10.5, против 10-12 у 159-й, 166-й и 164-й. Поэтому с ними расход топлива Джулией будет выше, чем с базовыми.

Изображение
Touring*
Почетный альфист
 
Сообщения: 5102
Зарегистрирован: Пт июн 06, 2008 11:43 pm

Re: Бензин vs дизель, технобитва старичков в 2022г!

Сообщение Touring* » Ср авг 24, 2022 2:04 pm

Третий фактор, пониженные трансмиссионные потери, на Джулии применён планетарный автомат от ZF с гидротрансформатором, блокируемым начиная с нижних ступеней. Фактические потери момента в нём всего 4-6Нм, что при частичных нагрузках выливается в эффективность 0.93-0.96, близкую к эффективности механической коробки.

Графики для 850 Нм версии, для 550 Нм применённой на Джулии 2.0 и 2.2 потери ещё меньше.

Изображение

Четвёртый фактор следует отсюда же. За счёт наличия в этом автомате дополнительных ступеней 7 и 8 появилась возможность эффективного "даунспидинга" двигателя, по оборотам, и поэтому выведение его в область более высоких нагрузок, большей эффективности, и меньшего удельного расхода топлива, чем с предыдущей 6-ступенчатой коробкой. А тем более с 5-ступенчатой.

Эта идея была основной в Альфе ещё в 80-х годах, при разработке наследника 75-й, внедрение 6-ступенчатой коробки с минимальными мехпотерями. Что и было реализовано уже Фиатом, в 90-х. О большем количестве передаче они тогда не думали, так как в мехкоробке без увеличения сложности и габаритов это было сделать проблематично, и дорого, а тогдашние автоматы были ещё хуже по эффективности и количеству ступеней, и были медленными по скорости переключения. К середине 2010-х быстродействующие многоступенчатые автоматические коробки с блокировкой гидротрансформатора появились массово, сделав механику попросту менее эффективной.

На 7-й передаче здесь достигается максимальная скорость, а на 8-й минимальные рабочие обороты. При этом благодаря изменённому передаточному отношению главной пары, и наличием 6-ти нижних передач можно держать двигатель в оборотах максимальной отдачи точнее, чем ранее, что улучшает разгонную динамику.

Изображение

В более ранних механических коробках образца 90-х и 00-х 5-я или 6-я передачи были выбраны из критерия достижения максимальной скорости на оборотах максимальной мощности двигателя, а отношение главной пары было подобрано под лучшую динамику на нижних 4-х или 5-ти передачах. Поэтому обороты на верхней передаче и частичных нагрузках формировались исходя их этих двух параметров, а не из требования выведения двигателя в область его наибольшей эффективности.

166 3.2, 6-ст. коробка.

Изображение
Touring*
Почетный альфист
 
Сообщения: 5102
Зарегистрирован: Пт июн 06, 2008 11:43 pm

Re: Бензин vs дизель, технобитва старичков в 2022г!

Сообщение Touring* » Ср авг 24, 2022 2:39 pm

Пятый фактор подробно описан выше, это даунсайзинг двигателей по объёму, с турбированием для компенсации падения пиковой отдачи, например атмосферный 2.5...3.2 V6 > 1.7...2.0 L4 турбо, выводящий мотор на частичных нагрузках в область большей эффективности, и меньшего удельного расхода, чем получалось ранее с объёмными атмосферниками.

Альфа в своё время реализовывала этот же принцип даунсайзинга, в порядке эксперимента, со своей модульной системой впрыска С.Е.М., с компактными быстродействующими форсунками от Spica.

Отключая на атмосферном 4-цил. моторе 2.0 пару цилиндров на частичных нагрузках. Также на экспериментальном атмосферном 6-цил. моторе 2.5 на повышенной нагрузке они запитывали три цилиндра от турбонагнетателя, приводимого от трёх противоположных цилиндров, в обычном режиме мотор работал на последних 3-х цилиндрах.

Ранее писал об этом, описание системы на 1985-й год лежит здесь (для чтения нужна регистрация).

В начале 80-х были произведены эксперименты на моторах Твинкам 2.0 8V модели Альфетта, которые работали в модульном режиме: отключали им по 2 цилиндра на малой нагрузке, и двигатель временно становился 2-цилиндровым. На выборке в 1,000 тестовых машин пришли к среднему снижению расхода на 12%.

Продолжили на Буссо V6 2.5 12V: в первой версии применили головки с Heron камерами сгорания вместо штатных полусферических, нашли наиболее подходящую степень сжатия, оптимизировали потоки охлаждающей жидкости для предотвращения локального перегрева и детонации, в условиях когда на частичных нагрузках один ряд цилиндров отключался, и мотор временно превращался в 3-цилиндровый рядный.

Далее, был создан "частично турбированный" модульный мотор V6 2.5 12V: его левый 3-цилиндровый ряд работал постоянно с повышенной степенью сжатия 12:1, выхлопные газы приводили в движение небольшой турбокомпрессор, записывавший правый 3-цилиндровый ряд с пониженной степенью сжатия 8.3:1, подключение которого происходило на повышенных нагрузках. Для оптимизации переключения с 3-цилиндрового режима на 6-цилиндровый, их обслуживали отдельные дроссельные заслонки, с шаговым приводом от электромоторов, по сути, была реализована концепции drive-by-wire. Благодаря постоянному приводу компрессора, турболаг был минимальным.

Изображение

Данный опытный двигатель установили на модель GTV, получив пиковую отдачу в 192 сил на 5,800 оборотах, и пиковый момент в 255 Нм на 4,500 оборотах (что было выше чем у Буссо 2.5 V6 24V начала 90-х). Средний расход топлива по отношению к исходной конфигурации был снижен на 34%.

Фото двигателя.

Изображение
Изображение

Первые С.Е.М. строились на легендарном процессоре Zilog Z80, и имели по 6KB памяти. Были версии и на Intel 8085.

В серию из 1,500 штук пошла только одна версия мотора V6, это 2.0 12V в атмосферном варианте, с шестью индивидуальными дроссельными заслонками, и С.Е.М. без модульности, без отключения части цилиндров. Он устанавливался на модели 90 для внутреннего итальянского рынка. Потому как расчёты показали, что стоимость внедрения С.Е.М. при тираже в 10,000 экземпляров в год составляла 50% цены стандартного двигателя Альфетта 2.0, в пересчёте на машину, и это было неприемлемо. Из-за этого для остальных машин фирмы в силу их сравнительно малого тиража экономически был более оправдан покупной Bosch, хоть он в то время был более топорным.

Если бы у Альфы тогда были деньги и всё внедрили в серию, неплохая бы вышла с 164-я по состоянию 1986-й год: лёгкая, с дверными ручками заподлицо с кузовом, с зашитым днищем, с фронтальными заслонками перед радиатором, за счёт этого с пониженным аэросопротивлением, с мотором 2.5 V6 на 190 пиковых сил с небольшим расходом в режиме частичных нагрузок, дополненным 6-ступенчатой коробкой. Но этого не случилось.

Фиатом даунсайзинг был широко реализован в поколении 159, с двигателем 1.74 турбо, а в полную он заработал вкупе с отказом от дроссельной заслонки, за счёт внедрения им системы Мультиэйр, и ликвидации связанных с этим насосных потерь, на Джулии, с мотором 2.0 турбо.

Через 30 лет в Фиате реализовали и модульную работу двигателя на частичных нагрузках, на трёх цилиндрах, в турбокомпрессорном варианте, на моторе 2.9 V6 QV Джулии, с ЭБУ от Bosch.
Touring*
Почетный альфист
 
Сообщения: 5102
Зарегистрирован: Пт июн 06, 2008 11:43 pm

Re: Бензин vs дизель, технобитва старичков в 2022г!

Сообщение Touring* » Ср авг 24, 2022 3:38 pm

Наконец, иные меры.

Внутренние потери на трение при переходе от 6-ти цилиндров в V-образной конфигурации, с двумя DOHC головками, к 4-м рядным цилиндрам с одной SOHC Мультиэйр, существенно снизижаются. Так как количество распредвалов при этом уменьшается с четырёх до одного, а количество цилиндров и пар "кольца-стенки цилиндра" с шести до четырёх. К тому же такие турбоцилиндры существенно более узкие, с меньшей длиной окружности, из-за меньшего диаметра цилиндра (83-84 мм против 88-93 мм в V6).

Снижение расхода на внутренних потребителей реализовали путём применения масляного насоса и насоса охлаждения, работающих в зависимости от фактической потребности, что даёт ещё чуть-чуть экономии. Как и переход с гидроусилителя на более энергоэффективный электрический.

Более точный тепловой режим двигателя, и экономия топлива за счёт этого, был достигнут за счёт внедрения электронно контролируемого термостата, а также перепроектирования каналов охлаждения в головке блока, а в лучших реализациях введением двух раздельных контуров охлаждения, головки и блока.

Снижение расхода на стадии прогрева было достигнуто за счёт применения насоса охлаждающей жидкости переменной производительности, за счёт чего обеспечили её более быстрый прогрев, и более которую работу на старте с повышенным обогащением смеси. Это же обеспечивает и более близкое расположение катализаторов к двигателю, их более быстрый прогрев до рабочей температуры.

Практически всё это было реализовано по полной на турбодвигателе 2.0 Джулии.

Непосредственный впрыск в комбинации с повышенной статической степенью сжатия, который там тоже есть, позволил взять чуть больше от существующего топлива, оставаясь на грани возникновения детонации. В Альфе впервые внедрили его на твинкаме 2.0 в начале 00-х. А по полной в моторах 159-й, тогда же было реализовано и основное снижение внутренних потерь на трение, путём перехода с пар скольжения на пары качения в приводе распредвалов и клапанов, и применения менее вязких масел.

Ну и пресловутое выключение двигателя при простое на светофоре, обеспечиваемое стартером и генератором с ремённым приводом, в Джулии 2.0 оно также был реализовано.

Возвращение энергии, обычно теряемой на торможении, стало возможным, когда этот генератор дополнили накопительной батареей, и реализовали движение на малых скоростях от запитываемого от неё небольшого электромотора, встроенного в коробку передаче, с выключением основного двигателя. Реализовали это в драйвтрэне Тонале, уже с турбодвигателем 1.5, он описан чуть выше.

В каком направлении они пойдут дальше? Скорее всего, к чистому электро, с высоковольтной батареей умеренной ёмкости, массы и стоимости, ведь эффективность преобразования электромотора на фоне двигателя внутреннего сгорания очень высокая, практически для него недостижимая. Останется вопрос наличия достаточных сетей зарядки, но и он решаем.
Touring*
Почетный альфист
 
Сообщения: 5102
Зарегистрирован: Пт июн 06, 2008 11:43 pm

Re: Бензин vs дизель, технобитва старичков в 2022г!

Сообщение ershov » Ср авг 24, 2022 10:21 pm

Туринг, спасибо!
Аватара пользователя
ershov
альфавладелец
 
Сообщения: 1972
Зарегистрирован: Ср окт 31, 2012 1:34 am
Откуда: Пермь
Авто: 155TS1.8 + 156TS2.0

Пред.След.

Вернуться в Двигатели

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей

Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group. Color scheme by

Русская поддержка phpBB Яндекс.Метрика