Двигатель freevalve


что он из себя представляет и как изменит автоиндустрию? – Обзор – Autoutro.ru

Все знают шведского производителя гиперкаров Koenigsegg, но далеко не все слышали о его дочерней компании Freevalve. Приготовьтесь удивляться! Freevalve представил серийный двигатель без распредвалов. Если главной технологией в 80-х была система изменения фаз газораспределения, в 90-х – система впрыска топлива, достигшая своей кульминации в виде непосредственного впрыска в конце 2000-х, то будущее десятилетие явно за моторами Freevalve. Шведская компания собирается преодолеть еще один барьер за счет гибкости, а не компромисса.

Технологии регулируемых клапанов сегодня существуют, но ни одна из них не близка к возможностям этого двигателя. Самое важное здесь наверное то, что для адаптации данной технологии двигатели внутреннего сгорания не претерпевают каких бы то ни было кардинальных изменений, однако подобная модернизация в настоящее время обойдется слишком дорого.

Другие инженеры фокусируются на деактивации цилиндров и изменяемой степени сжатия, а ребятам из Freevalve нравится работать над верхней частью двигателя. Koenigsegg выяснил, что в вопросе управления клапанами есть еще много пространства для маневра, поэтому для данной конкретной цели была основана отдельная компания. Итак, давайте разбираться.

Что именно Freevalve делает по-другому? Как указано в описании, Freevalve – это двигатель без распредвала. Довольно невероятная классификация для поршневого двигателя, но в этом, собственно, и состоит его революционный характер. Этому мотору не нужен распредвал, так как каждый клапан управляется индивидуально. Он свободен от своих «коллег», на что и намекает имя Freevalve («свободный клапан»).

Идея заключается в том, чтобы сделать ДВС более эффективным во всех его рабочих фазах. Традиционные распредвалы – это компромисс: мы либо жертвуем экономией топлива ради высоких динамических характеристик, либо наоборот.

С новой технологией у инженеров появилась возможность сделать мотор эффективным на любых оборотах, и вам не нужно беспокоиться о неровном холостом ходе, вялом ускорении или плохой экономичности.

Звучит как нечто невозможное, но шведы это сделали, предварительно испытав технологию на разнообразных прототипах. Вместо распредвалов каждый клапан управляется отдельным актуатором, который в свою очередь управляется электроникой.

Насколько эта технология лучше и дороже ли она, чем классический механизм с распредвалом? Freevalve заявляет, что их система использует на 10% меньше энергии. Топливная эффективность вырастает более чем на 10%. Ну а самое большое преимущество – это сокращение выбросов.

Первые десятки или сотни тысяч двигателей с такой технологией естественно будут дороже своих традиционных эквивалентов, но постепенно ценовая ситуация выровняется.

А что если система выйдет из строя? Фанаты олдскукльных автомобилей наверняка интересуются, что произойдет с этой системой, если что-то пойдет не по плану? Нет никаких сомнений в том, что каждый двигатель может сломаться, и у каждой конструкции есть небольшой недостаток, который может привести к отказу, если оставить его без внимания.

Freevalve уверяет, что двигатель будет работать в нормальном режиме, если один или несколько актуаторов выйдут из строя, но уровень мощности на высоких оборотах будет слегка снижен. Если все совсем плохо, то у вас все равно будет так называемый «хромой режим», доступный даже тогда, когда 75% актуаторов отказали.

На самом деле маловероятно, чтобы сразу столько актуаторов вышли из строя единовременно. Ирония в том, что эта конструкция на самом деле даже надежнее обычной, так как при 75-процентной поломке клапанной группы на классическом моторе вы окажетесь в затруднительном положении. Более того, если хотя бы один из клапанов ведет себя «неправильно», то это отразится не только в потере мощности на высоких оборотах.

В случае драматичной поломки традиционному двигателю скорее всего понадобится переборка. С мотором Freevalve этого не потребуется. Он просто перестанет работать, и, к счастью, клапаны с поршнями не встретятся... Какой там сервисный интервал ремня ГРМ?

Это нечто большее, чем полностью изменяемые фазы газораспределения? Если вкратце, то ответ будет скорее положительный, поскольку каждый конкретный клапан может иметь различный подъем и во времени, и в позиции. Местоположение каждого клапана контролируется непрерывно (в реальном времени) с погрешностью 0,1 миллиметра.

Актуаторы, двигающие клапаны, работают с исключительной точностью, которая значительно превосходит системы обычного двигателя.

Более того, их срок службы соответствует сроку службы всего мотора. Техническое обслуживание не требуется. В компании заявляют, что они смоделировали сотни миллионов циклов без наличия существенного износа.

Использование гидравлических электронных актуаторов помимо распредвала устраняет необходимость в ремне или цепи ГРМ и даже регуляторе давления наддува на турбированных моторах.

Где купить? К счастью для простых смертных, эта технология дебютирует вовсе не в Koenigsegg. Первый двигатель такого типа вы обнаружите под капотом китайско-израильского хэтчбека Qoros 3 – машины, которая вряд ли претендует на серьезные продажи. Freevalve работал над своей технологией с 2000 года, поэтому несколько лишних месяцев или даже лет ожидания, пока технология не станет популярной, пройдут для них незаметно.

Шведы обещают нам более тихий и более экономичный мотор с лучшей кривой крутящего момента и регулируемой подачей мощности. Пожалуй, такой двигатель стоит ждать...

autoutro.ru

Двигатель Freevalve, и как он изменит автомобильную индустрию., DNW – Driver Life Ru

Перед тем как приступите к чтению пару слов от меня - если кто то увидит какие то неточности просьбы не сердиться, технического образования у меня нету, да и техническим переводом никогда не занимался. по этому получилось что получилось. Данный текст скорее будет интересен тем, что первый раз слышит о безраспредвальном двигателе. Мне это показалось интересным и я решил перевести и запостить на ДЛ. Спасибо за внимание.

Все мы знаем про Koenigsegg(надеюсь),но большинство из вас вероятно не слышали о их сестринской компании Freevalve.

Ну что же, приготовьтесь к взрыву мозга, потому, что они раскрыли спецификации их двигателя который работает без распредвалов. Если в 1980х, VTEC был топовой технологией по управлению клапанов, а в 1990х появилась «умное» управление впырском, а технология прямого впрыска топлива стала кульминацией в 2000х, то двигатель Freevalve(в переводе на русский означает «Свободный клапан» – это технология двигателей будущего.

Устройство Freevalve вкратце. Соленоилды и рейка отвечающая за их работу.

Так же как и прежние революционные технологии которые были раньше, Freevalve находится на пороге того, что бы пересечь очередной рубеж путем привнесения уступчивости вместо компромисса.

Сегодня сушествуют различные технологиидля управления клапанами, но ни одна из них даже и близко не стоит по возможностям к той, которая представлена на этом двигателе. А самое главное то, что для того что бы привнести новую технологию в современные ДВС не требуется каких либо кардинальных изменений, однако на данный момент дооснащение было бы очень и очень дорогим.

В то время, как другие инженеры были сфокусированы на развитии технологий деактивации цилиндров, измененем компрессии, или изменением рабочего объема цилиндров, сотрудники Freevalve работали над теми механизмами что находятся вверху двигателя.

Koenigsegg выяснили, что технология по управлению клапанами имеет гораздо больший потенциал для развития, поэтому компания была основана для достижения конкретных целей.

Давайте немного углубимся в технологию Freevalve, которая была представлена недавно.

Что делает Freevalve особенной?

Как сказано в описании, Freevalve это «безвальный двигатель». Довольно невероятная классификация для поршневого двигателя, а весь секрет кроется за революционной технологией. Двигателю не нужны распредвалы, т.к. каждый клапан управляется индивидуально. Каждый клапан независим от своего «собрата», отсюда и появилось название Freevalve.

Идея заключается в том, что сделать двигатель внутреннего сгорания эффективнее во всех рабочих диапазонах, что часто приводит к повышенному расходу топлива в угоду мощности, а так же не может выдать приемлемый крутящий момент на высоких оборотах у маломощных двигателей.

Увеличение мощности и "момента"

С новой технологией, инженеры смогут сделать так, что бы двигатель был эффективен на любых оборотах, без каких либо посторонних негативных эффетков, или проблем с повышенным расходом топлива.

Это звучит как несбыточная мечта, но сестринская компания Koenigsegg, поместила прототипы на различные автомобили. Вместо распредвалов каждый клапан, управляется собственным соленоидом, который свою очередь управляется электронно.

Насколько это лучше, намного ли это дороже чем обычная система с распредвалами?

Freevalve говорят, что их система потребляет на 10% меньше энергии чем традиционные клапанные решения(изменение фаз и т.д.). Эти проценты, это часть которая «краде жизненные силы» у двигателя, так же как и вспомогательные системы. Топливная эффективность может быть улучшена на 10%, но наибольшее достижение это снижение вредных выбросов в атмосферу.

Со слов сотрудников Freevalve, одним из главных преимуществ является снижение вредных выбросов в атмосферу.

Например двигатель со свечным поджигом(читай бензиновый) сможет обходиться без катализатора, что позволит привести уровень экономичности к такому как в дизельных двигателях.

В итоге силовая установка будет дешевле в производстве, чем аналогичный по характеристикам дизель, заявляют Freevalve. Дизельные двигатели, также могу быть оборудованы данной системой.

Вкратце,первые десятки или даже сотни тысяч двигателей с этой технологией будут намного дороже чем обычные, но потом станут такими же доступными как и обычные. Но самое лучшее это то, что двигатели будут эффективнее чем обычные, и при этом более мощные.

Что происходит если что-то пошло не так?

Фанаты машин старой-школы вероятно поинтересуются, а что черт возьми случится, если двитель Freevalve сломается. Freevalve не отрицают возможности поломки, т.к. любой двигатель может сломаться, и любой механизм, если в нем есть какой либо вовремя не устранённый недостаток, может выйти из строя.

В каждом клапане есть сенсор положения,отслеживающий положение калпана онлайнт, с точностью до 1\10 миллиметра.

Вот так вот выглядит "свободный клапан"

Freevalve говорят, что их двигатель, может нормально ехать если один или несколько соленоидов перестанут работать, просто мощность на высоких оборотах будет немного ниже. Ну а если все будет очень плохо, то предусмотрен аварийный режим,который доступен если 75% соленоидов выйдут из строя. Вероятность того, что сразу столько соленоидов откажут стремится к нулю, и это делает его более надежным, чем обычный двигатель в котором произошла столь значительная поломка. Т.к. если в обычном двигателе один из клапанов вдруг становится «непослушным»то проблема не ограничивается лишь падением мощности на высоких оборотах. Даже при самом плохом «раскладе», Freevalve не требует переборки двигателя т.к. клапан останавливается только в том положении, в котором он не может «встретиться» с поршнем.

Это больше чем полностью управляемые тайминги клапанов?

Короткий ответ на этот вопросы был бы – да, так как каждый отдельный клапан может иметь любую необходимую позицию, и свой индивидуальный набор таймингов,но главным преимуществом является то, что положение каждого клапана отслеживается в реальном времени, с точностью до 1\10 миллиметра.

Соленоиды которые двигают клапана, управляются с исключительной точностью. Более того,они рассчитаны на такой же срок службы как и современные двигатели. Технология не нуждается в каком либо промежуточном сервисе, а компания заявляет что их механизм отработал«сотни миллионов циклов» и при этом не имел какого либо «значительного износа».

Использование гидравлиеских-электронных соленоидов для клапанов, так же уничтожает необходимость в таких компонентах как механизме ГРМ как шестерни, ремне, цепи, распредвале (хах), а так же регулировочном клапане в турбированных двигателях.

К счастью для среднестатистического Джо\Ивана это технология не будет запущена сразу на Koenigsegg. Во всяком случае мы уверены что это не произойдет, хотя бы потому что Freevalve анонсировали релиз своего двигателя под капотом хэтчбэка Qoros. Если это название ничего не значит для вас, не беспокойтесь, это новый брэнд китайской Chery созданный пару лет назад.

driver.life

Как ощущается машина с мотором без распредвала – Обзор – Autoutro.ru

Кристиан фон Кенигсегг улыбается: "Несколько лет назад инженер GM сказал, что мы никогда не увидим двигатель без распредвала. В данный момент мы едем на машине без распредвала. Получается, что он ошибался". Добро пожаловать в будущее.

Под крылом Koenigsegg живет небольшая компания под названием Freevalve. То, чем они занимаются, просто невероятно. Видите ли, в двигателях есть такая вещь, как распредвал. Он имеет кулачки, которые во время вращения открывают и закрывают клапаны. Этот элемент присутствовал в двигателях с момента их зарождения.

Система работает беспрекословно, однако клапаны не всегда открыты или закрыты. Существует промежуточная стадия, которая не отличается эффективностью. Тем не менее, инженеры упорно думают, что распредвал - это единственное доступное решение. С чего это вдруг? Почему бы не сойти с ума и не придумать какую-нибудь абсурдную идею - например, связанную со сжатым воздухом?

Двигатель Freevalve избавился от распредвала и корпуса дроссельной заслонки, заменив их пневматическими актуаторами на каждом цилиндре. Подобная концепция уже довольно давно нашла свое применение. В кораблях используется электромагнитный механизм открывания клапанов. Это значит, что концепция себя зарекомендовала. Осталось уменьшить ее до масштаба чего-то более обыденного.

Как ощущается машина с мотором без распредвала

Данная система обеспечивает полностью независимый контроль над каждым цилиндром и каждым клапаном. Если у вас 4 клапана, то при необходимости открываются только два. С обычным распредвалом этого добиться нельзя. Freevalve может отключить один цилиндр, два, три и так далее.

Как ощущается машина с мотором без распредвала

Еще удивительно то, что система способна работать в разных режимах. На низких оборотах двигатель может работать как двухтактный, что существенно улучшает подачу мощности: 3000 об/мин ощущаются как 6000 об/мин. Двигатель может работать по циклу Миллера (как у Mazda Xedos 9): пусть он и сложный, но гораздо более эффективный. Ну и плюс ко всему двигатель может работать на нескольких типах топлива. Кристиан подчеркнул, что бензин и дизель смогут ужиться вместе. Конечно, речь не идет об их слиянии в единую смесь. Два отдельных бака были бы прекрасной идеей.

Как ощущается машина с мотором без распредвала

Однако самая впечатляющая часть: применительно к нынешним двигателям система обеспечит на 30% больше мощности и крутящего момента и на 50% больше экономии топлива. Она также позволит уменьшить размер двигателя. Так что построенный с нуля компактный двигатель сможет соперничать с двигателями гораздо большего объема.

Как ощущается машина с мотором без распредвала

Кристиан описал работу распредвала как "игру на пианино метлой", в то время как Freevalve - это подлинная "игра пальцами". У вас появится более высокий уровень контроля. Поскольку все элементы работают независимо, один цилиндр или актуатор может выйти из строя, а двигатель продолжит работать еще много лет.

Как ощущается машина с мотором без распредвала

В ходе короткой поездки на Saab 9-5, который Freevalve использовал для развития своей технологии, обозреватель портала Jalopnik чувствовал себя, как в нормальном автомобиле. Это ли не лучшая похвала для любого инновационного метода? На низких оборотах мотор немного ощущается как дизельный, но со временем его работа сглаживается. Система функционирует, однако программное обеспечение двигателя пока находится в стадии становления. Шведы должны его усовершенствовать, но у них есть время. Перед нами система пятого поколения, а на горизонте уже маячит шестое.

Как ощущается машина с мотором без распредвала

Кристиан не верит, что эта технология спасет двигатель внутреннего сгорания от вымирания, но она может существенно продлить ему жизнь. Только представьте, что эта идея могла бы принести плоды 10 лет назад. Где был бы ДВС сегодня?!

Как ощущается машина с мотором без распредвала

autoutro.ru

Концепт Qoros продемонстрировал мотор без распредвалов — ДРАЙВ

Прототип основан на модели Qoros 3 City SUV, но в данном случае это неважно, всё внимание тут — двигателю.

Т ехнологию ДВС без распределительных валов (не путать с бесклапанными) много лет доводили до ума по меньшей мере десяток компаний, от Renault до BMW и от Valeo до Ricardo. Но, похоже, в итоге успех улыбнётся шведам из FreeValve AB (это сестринская компания Koenigsegg Automotive AB), а первыми машинами с такими моторами могут оказаться... китайские Коросы. Ведь именно фирма Qoros Auto совместно с FreeValve представила в Пекине концепт с одноимённой технологией.

Если предшественники шведов использовали для привода клапанов электромагниты или гидравлические системы, то сердце FreeValve — это пневмогидроэлектрический актуатор (Pneumatic-Hydraulic-Electric-Actuator, PHEA).

Разработка была начата ещё специалистами Кёнигсегга, которые перешли в отделившуюся компанию FreeValve. Причём первый их проект в этой области появился аж в 2000 году. Как уверяют инженеры, им удалось решить технические проблемы, которые испытывали проектировщики прежних аналогичных систем. Прототип устройства шведские конструкторы в течение ряда лет успешно испытывали на универсале Saab 9-5. Он прошёл 55 000 км с FreeValve, установленном на впуске, и затем ещё 10 000 км с FreeValve ещё и на выпуске. Благодаря Коросу эта система появилась на современном автомобиле.

В Китае разработку представляли её отцы. Слева — Кристиан фон Кёнигсегг, основатель и генеральный директор Koenigsegg Automotive и председатель совета директоров FreeValve, справа — Урбан Карлссон, глава FreeValve. Фирма Qoros поставила систему FreeValve на свою «турбочетвёрку».

При содействии FreeValve компания Qoros создала мотор Qamfree, который и водрузила на концепт. Партнёры не привели полных данных, но отметили, что технология позволяет добиться независимого и очень точного контроля над положением каждого клапана при открытии и закрытии в течение всего цикла. Беспрецедентный уровень гибкости настроек FreeValve PHEA превосходит прежние системы регулировки фаз и подъёма клапанов, а потому якобы позволяет добиться экономии топлива от 13 до 20%.

Фирма Qoros также показала в Пекине концепты 3 Q·LECTRIQ и 5 Q·LECTRIQ (на нижнем снимке его январский прототип, от пекинского, показанного слева, отличается бампером). Это электромобили, основанные, соответственно, на седане «тройке» и кроссовере «пятёрке».

Седан 3 Q·LECTRIQ ускоряется до сотни за 7,9 с, развивает максималку 162 км/ч и проходит на одной зарядке 350 км. Через быстрый зарядный порт наполнить севшую батарею можно на 80% за один час. В четвёртом квартале нынешнего года компания выведет на испытания предсерийные машины, а массовый выпуск модели стартует в 2017 году.

Кристиан фон Кёнигсегг заявил: «В ближайшее время приход технологии FreeValve PHEA окажется столь же большим скачком, как переход от карбюраторов к непосредственному впрыску топлива. Или даже более значительным». Жаль, разработчики не назвали точных сроков внедрения инновации в серию. Фирма Qoros изучит возможность появления системы на своих машинах, но пока — без конкретики.

Верите в перспективу системы FreeValve?

  • 1.Да, так как Koenigsegg — авторитетная фирма
  • 2.Ещё рано судить
  • 3.Нет, в массовых машинах мы её не увидим

Поделиться

Поделиться

Лайкнуть

Твитнуть

Отправить

www.drive.ru

Двигатель Freevalve, и как он изменит автомобильную индустрию., DNW – Driver Life Tr

Перед тем как приступите к чтению пару слов от меня - если кто то увидит какие то неточности просьбы не сердиться, технического образования у меня нету, да и техническим переводом никогда не занимался. по этому получилось что получилось. Данный текст скорее будет интересен тем, что первый раз слышит о безраспредвальном двигателе. Мне это показалось интересным и я решил перевести и запостить на ДЛ. Спасибо за внимание.

Все мы знаем про Koenigsegg(надеюсь),но большинство из вас вероятно не слышали о их сестринской компании Freevalve.

Ну что же, приготовьтесь к взрыву мозга, потому, что они раскрыли спецификации их двигателя который работает без распредвалов. Если в 1980х, VTEC был топовой технологией по управлению клапанов, а в 1990х появилась «умное» управление впырском, а технология прямого впрыска топлива стала кульминацией в 2000х, то двигатель Freevalve(в переводе на русский означает «Свободный клапан» – это технология двигателей будущего.

Устройство Freevalve вкратце. Соленоилды и рейка отвечающая за их работу.

Так же как и прежние революционные технологии которые были раньше, Freevalve находится на пороге того, что бы пересечь очередной рубеж путем привнесения уступчивости вместо компромисса.

Сегодня сушествуют различные технологиидля управления клапанами, но ни одна из них даже и близко не стоит по возможностям к той, которая представлена на этом двигателе. А самое главное то, что для того что бы привнести новую технологию в современные ДВС не требуется каких либо кардинальных изменений, однако на данный момент дооснащение было бы очень и очень дорогим.

В то время, как другие инженеры были сфокусированы на развитии технологий деактивации цилиндров, измененем компрессии, или изменением рабочего объема цилиндров, сотрудники Freevalve работали над теми механизмами что находятся вверху двигателя.

Koenigsegg выяснили, что технология по управлению клапанами имеет гораздо больший потенциал для развития, поэтому компания была основана для достижения конкретных целей.

Давайте немного углубимся в технологию Freevalve, которая была представлена недавно.

Что делает Freevalve особенной?

Как сказано в описании, Freevalve это «безвальный двигатель». Довольно невероятная классификация для поршневого двигателя, а весь секрет кроется за революционной технологией. Двигателю не нужны распредвалы, т.к. каждый клапан управляется индивидуально. Каждый клапан независим от своего «собрата», отсюда и появилось название Freevalve.

Идея заключается в том, что сделать двигатель внутреннего сгорания эффективнее во всех рабочих диапазонах, что часто приводит к повышенному расходу топлива в угоду мощности, а так же не может выдать приемлемый крутящий момент на высоких оборотах у маломощных двигателей.

Увеличение мощности и "момента"

С новой технологией, инженеры смогут сделать так, что бы двигатель был эффективен на любых оборотах, без каких либо посторонних негативных эффетков, или проблем с повышенным расходом топлива.

Это звучит как несбыточная мечта, но сестринская компания Koenigsegg, поместила прототипы на различные автомобили. Вместо распредвалов каждый клапан, управляется собственным соленоидом, который свою очередь управляется электронно.

Насколько это лучше, намного ли это дороже чем обычная система с распредвалами?

Freevalve говорят, что их система потребляет на 10% меньше энергии чем традиционные клапанные решения(изменение фаз и т.д.). Эти проценты, это часть которая «краде жизненные силы» у двигателя, так же как и вспомогательные системы. Топливная эффективность может быть улучшена на 10%, но наибольшее достижение это снижение вредных выбросов в атмосферу.

Со слов сотрудников Freevalve, одним из главных преимуществ является снижение вредных выбросов в атмосферу.

Например двигатель со свечным поджигом(читай бензиновый) сможет обходиться без катализатора, что позволит привести уровень экономичности к такому как в дизельных двигателях.

В итоге силовая установка будет дешевле в производстве, чем аналогичный по характеристикам дизель, заявляют Freevalve. Дизельные двигатели, также могу быть оборудованы данной системой.

Вкратце,первые десятки или даже сотни тысяч двигателей с этой технологией будут намного дороже чем обычные, но потом станут такими же доступными как и обычные. Но самое лучшее это то, что двигатели будут эффективнее чем обычные, и при этом более мощные.

Что происходит если что-то пошло не так?

Фанаты машин старой-школы вероятно поинтересуются, а что черт возьми случится, если двитель Freevalve сломается. Freevalve не отрицают возможности поломки, т.к. любой двигатель может сломаться, и любой механизм, если в нем есть какой либо вовремя не устранённый недостаток, может выйти из строя.

В каждом клапане есть сенсор положения,отслеживающий положение калпана онлайнт, с точностью до 1\10 миллиметра.

Вот так вот выглядит "свободный клапан"

Freevalve говорят, что их двигатель, может нормально ехать если один или несколько соленоидов перестанут работать, просто мощность на высоких оборотах будет немного ниже. Ну а если все будет очень плохо, то предусмотрен аварийный режим,который доступен если 75% соленоидов выйдут из строя. Вероятность того, что сразу столько соленоидов откажут стремится к нулю, и это делает его более надежным, чем обычный двигатель в котором произошла столь значительная поломка. Т.к. если в обычном двигателе один из клапанов вдруг становится «непослушным»то проблема не ограничивается лишь падением мощности на высоких оборотах. Даже при самом плохом «раскладе», Freevalve не требует переборки двигателя т.к. клапан останавливается только в том положении, в котором он не может «встретиться» с поршнем.

Это больше чем полностью управляемые тайминги клапанов?

Короткий ответ на этот вопросы был бы – да, так как каждый отдельный клапан может иметь любую необходимую позицию, и свой индивидуальный набор таймингов,но главным преимуществом является то, что положение каждого клапана отслеживается в реальном времени, с точностью до 1\10 миллиметра.

Соленоиды которые двигают клапана, управляются с исключительной точностью. Более того,они рассчитаны на такой же срок службы как и современные двигатели. Технология не нуждается в каком либо промежуточном сервисе, а компания заявляет что их механизм отработал«сотни миллионов циклов» и при этом не имел какого либо «значительного износа».

Использование гидравлиеских-электронных соленоидов для клапанов, так же уничтожает необходимость в таких компонентах как механизме ГРМ как шестерни, ремне, цепи, распредвале (хах), а так же регулировочном клапане в турбированных двигателях.

К счастью для среднестатистического Джо\Ивана это технология не будет запущена сразу на Koenigsegg. Во всяком случае мы уверены что это не произойдет, хотя бы потому что Freevalve анонсировали релиз своего двигателя под капотом хэтчбэка Qoros. Если это название ничего не значит для вас, не беспокойтесь, это новый брэнд китайской Chery созданный пару лет назад.

driver.life

Двигатель Freevalve, и как он изменит автомобильную индустрию., DNW – Driver Life En

Перед тем как приступите к чтению пару слов от меня - если кто то увидит какие то неточности просьбы не сердиться, технического образования у меня нету, да и техническим переводом никогда не занимался. по этому получилось что получилось. Данный текст скорее будет интересен тем, что первый раз слышит о безраспредвальном двигателе. Мне это показалось интересным и я решил перевести и запостить на ДЛ. Спасибо за внимание.

Все мы знаем про Koenigsegg(надеюсь),но большинство из вас вероятно не слышали о их сестринской компании Freevalve.

Ну что же, приготовьтесь к взрыву мозга, потому, что они раскрыли спецификации их двигателя который работает без распредвалов. Если в 1980х, VTEC был топовой технологией по управлению клапанов, а в 1990х появилась «умное» управление впырском, а технология прямого впрыска топлива стала кульминацией в 2000х, то двигатель Freevalve(в переводе на русский означает «Свободный клапан» – это технология двигателей будущего.

Устройство Freevalve вкратце. Соленоилды и рейка отвечающая за их работу.

Так же как и прежние революционные технологии которые были раньше, Freevalve находится на пороге того, что бы пересечь очередной рубеж путем привнесения уступчивости вместо компромисса.

Сегодня сушествуют различные технологиидля управления клапанами, но ни одна из них даже и близко не стоит по возможностям к той, которая представлена на этом двигателе. А самое главное то, что для того что бы привнести новую технологию в современные ДВС не требуется каких либо кардинальных изменений, однако на данный момент дооснащение было бы очень и очень дорогим.

В то время, как другие инженеры были сфокусированы на развитии технологий деактивации цилиндров, измененем компрессии, или изменением рабочего объема цилиндров, сотрудники Freevalve работали над теми механизмами что находятся вверху двигателя.

Koenigsegg выяснили, что технология по управлению клапанами имеет гораздо больший потенциал для развития, поэтому компания была основана для достижения конкретных целей.

Давайте немного углубимся в технологию Freevalve, которая была представлена недавно.

Что делает Freevalve особенной?

Как сказано в описании, Freevalve это «безвальный двигатель». Довольно невероятная классификация для поршневого двигателя, а весь секрет кроется за революционной технологией. Двигателю не нужны распредвалы, т.к. каждый клапан управляется индивидуально. Каждый клапан независим от своего «собрата», отсюда и появилось название Freevalve.

Идея заключается в том, что сделать двигатель внутреннего сгорания эффективнее во всех рабочих диапазонах, что часто приводит к повышенному расходу топлива в угоду мощности, а так же не может выдать приемлемый крутящий момент на высоких оборотах у маломощных двигателей.

Увеличение мощности и "момента"

С новой технологией, инженеры смогут сделать так, что бы двигатель был эффективен на любых оборотах, без каких либо посторонних негативных эффетков, или проблем с повышенным расходом топлива.

Это звучит как несбыточная мечта, но сестринская компания Koenigsegg, поместила прототипы на различные автомобили. Вместо распредвалов каждый клапан, управляется собственным соленоидом, который свою очередь управляется электронно.

Насколько это лучше, намного ли это дороже чем обычная система с распредвалами?

Freevalve говорят, что их система потребляет на 10% меньше энергии чем традиционные клапанные решения(изменение фаз и т.д.). Эти проценты, это часть которая «краде жизненные силы» у двигателя, так же как и вспомогательные системы. Топливная эффективность может быть улучшена на 10%, но наибольшее достижение это снижение вредных выбросов в атмосферу.

Со слов сотрудников Freevalve, одним из главных преимуществ является снижение вредных выбросов в атмосферу.

Например двигатель со свечным поджигом(читай бензиновый) сможет обходиться без катализатора, что позволит привести уровень экономичности к такому как в дизельных двигателях.

В итоге силовая установка будет дешевле в производстве, чем аналогичный по характеристикам дизель, заявляют Freevalve. Дизельные двигатели, также могу быть оборудованы данной системой.

Вкратце,первые десятки или даже сотни тысяч двигателей с этой технологией будут намного дороже чем обычные, но потом станут такими же доступными как и обычные. Но самое лучшее это то, что двигатели будут эффективнее чем обычные, и при этом более мощные.

Что происходит если что-то пошло не так?

Фанаты машин старой-школы вероятно поинтересуются, а что черт возьми случится, если двитель Freevalve сломается. Freevalve не отрицают возможности поломки, т.к. любой двигатель может сломаться, и любой механизм, если в нем есть какой либо вовремя не устранённый недостаток, может выйти из строя.

В каждом клапане есть сенсор положения,отслеживающий положение калпана онлайнт, с точностью до 1\10 миллиметра.

Вот так вот выглядит "свободный клапан"

Freevalve говорят, что их двигатель, может нормально ехать если один или несколько соленоидов перестанут работать, просто мощность на высоких оборотах будет немного ниже. Ну а если все будет очень плохо, то предусмотрен аварийный режим,который доступен если 75% соленоидов выйдут из строя. Вероятность того, что сразу столько соленоидов откажут стремится к нулю, и это делает его более надежным, чем обычный двигатель в котором произошла столь значительная поломка. Т.к. если в обычном двигателе один из клапанов вдруг становится «непослушным»то проблема не ограничивается лишь падением мощности на высоких оборотах. Даже при самом плохом «раскладе», Freevalve не требует переборки двигателя т.к. клапан останавливается только в том положении, в котором он не может «встретиться» с поршнем.

Это больше чем полностью управляемые тайминги клапанов?

Короткий ответ на этот вопросы был бы – да, так как каждый отдельный клапан может иметь любую необходимую позицию, и свой индивидуальный набор таймингов,но главным преимуществом является то, что положение каждого клапана отслеживается в реальном времени, с точностью до 1\10 миллиметра.

Соленоиды которые двигают клапана, управляются с исключительной точностью. Более того,они рассчитаны на такой же срок службы как и современные двигатели. Технология не нуждается в каком либо промежуточном сервисе, а компания заявляет что их механизм отработал«сотни миллионов циклов» и при этом не имел какого либо «значительного износа».

Использование гидравлиеских-электронных соленоидов для клапанов, так же уничтожает необходимость в таких компонентах как механизме ГРМ как шестерни, ремне, цепи, распредвале (хах), а так же регулировочном клапане в турбированных двигателях.

К счастью для среднестатистического Джо\Ивана это технология не будет запущена сразу на Koenigsegg. Во всяком случае мы уверены что это не произойдет, хотя бы потому что Freevalve анонсировали релиз своего двигателя под капотом хэтчбэка Qoros. Если это название ничего не значит для вас, не беспокойтесь, это новый брэнд китайской Chery созданный пару лет назад.

driver.life

Двигатель без ГРМ

Очень спорная тема в интернете. Часть людей утверждает, что за этим будущее, а другая часть говорит, что тут нет ничего нового, все это уже давно известно и не делается массово, потому что не надежно, сложно и бессмысленно.

Да, есть еще такое мнение: сколько уже можно улучшать "древний механизм", нужно создавать что то принципиально новое! В любом случае, давайте посмотрим о чем идет речь и сделаем свои выводы.

В 2005 году автомобиль, названный именем Кристиана фон Кёнигсегга, официально стал самым быстрым серийным авто на планете: эксперты Книги рекордов Гиннеcса зафиксировали скорость 388,87 км/ч. Koenigsegg CCXR стал лучшим в мире спорткаром по соотношению массы и мощности. Koenigsegg One:1 лидирует в номинации «лучший разгон», достигая скорости 300 км/ч всего за 11,92 с.

Пока самые эффективные на свете спорткары бьют рекорд за рекордом, их создатель разъезжает на стареньком Saab 9−5, хитро улыбаясь. Под капотом у «старичка» единственный в мире двигатель, у которого нет ни распределительного вала, ни кулачков, ни толкателей клапанов, ни пресловутого ремня ГРМ. И, в отличие от бешеных Koenigsegg, предназначающихся лишь богатым и знаменитым, моторы с индивидуальными приводами клапанов обещают стать первым по-настоящему массовым творением шведского изобретателя.

Меж двух стихий

В головке блока цилиндров испытательного «Сааба», как и положено, трудятся 16 клапанов. Каждый из них приводится отдельным актуатором, и каждый получает команду на открытие или закрытие от компьютера управления двигателем независимо от других.

Актуатор — главное ноу-хау Freevalve, дочерней компании Koenigsegg. Снабдить каждый клапан индивидуальным приводом и управлять ими независимо друг от друга пробовали многие разработчики, среди которых немало автопроизводителей с мировым именем. Наиболее очевидное решение в виде линейных электродвигателей (соленоидов) не приводит к желаемому результату: небольшим моторам не хватает мощности, чтобы разогнать клапаны до нужных скоростей (20 000 открытий и закрытий в минуту), возникают проблемы с охлаждением и надежностью.

Кристиан фон Кёнигсегг не вдается в детали принципа работы своего привода, но с удовольствием объясняет общую концепцию «пневмогидравлоэлектрического актуатора». Открывает клапаны пневматика, а закрывает — гидравлика. И пневматическая, и гидравлическая системы постоянно находятся под давлением и готовы сообщить клапану максимум энергии. Задача электрического привода — лишь вовремя подавать к клапану воздух или масло. Проблема охлаждения и смазки при этом решается сама собой: наиболее нагруженные детали привода обслуживаются соответствующими системами самого ДВС.

Прелесть актуатора Freevalve в том, что он подходит практически для любого автомобильного или мотоциклетного двигателя. Будь то высокооборотный мотор гоночного мотоцикла, раскручивающийся до 16 000 об/мин, или грузовой дизель, тарахтящий на 3500 об/мин, один и тот же привод будет полностью соответствовать их нуждам. Клапан гоночного мотоцикла сделан из легкого сплава, поэтому энергия актуатора с легкостью разгоняет его до больших скоростей. Клапан грузовика крупный и тяжелый, однако и высокие скорости ему не нужны.

Дышать во все клапаны

Красный график демонстрирует кривую открытия впускного клапана, синий — выпускного. Хорошо видно, что клапаны максимально долго пребывают в полностью открытом положении, — графики имеют почти прямоугольный профиль, тогда как с обычным ГРМ они были бы больше похожи на параболы. Необходимые объемы газов проходят через клапаны Freevalve за меньший промежуток времени, чем обычно, поэтому короткие фазы впуска и выпуска не перекрываются. В этом кроется причина почти двукратного улучшения экологических показателей.

На фортепиано коромыслом

«Использовать традиционный распредвал вместо Freevalve — это все равно что играть на фортепиано коромыслом вместо пальцев», — утверждает фон Кёнигсегг. Что за проблемы хочет решить изобретатель, программируя поведение каждого клапана в отдельности? Перечислим их в порядке нарастания интересности.

Самое очевидное: для разных режимов работы двигателя (прежде всего скорости вращения коленвала) существует свой оптимальный состав топливовоздушной смеси, свои правильные моменты открытия и закрытия клапанов. Традиционно эта проблема решается с помощью механизма изменения фаз газораспределения (например, VTEC): весь распределительный вал слегка поворачивается относительно шестерни привода газораспределительного механизма (ГРМ), и все моменты открытия и закрытия клапанов смещаются вперед или назад.

Проблема VTEC заключается в ограниченном количестве режимов, в то время как индивидуально управляемые клапаны позволяют пересматривать оптимальный набор параметров при любом, даже самом малом изменении оборотов. Но главное то, что Freevalve позволяет изменять не только момент, но и продолжительность открытия клапанов.

А что, если нам захочется гибко управлять мощностью двигателя, отключая часть цилиндров? В современных двигателях задача решается с помощью весьма сложного механизма: для каждого клапана предусматривается два кулачка, которые сменяют друг друга, сдвигаясь вдоль распредвала. Один кулачок обеспечивает штатную работу клапана, второй отвечает за работу цилиндра в «режиме ожидания». Клапаны Freevalve позволяют в любой момент включать любую программу для любого цилиндра без каких-либо механических ухищрений.

И все же главная проблема традиционного ГРМ кроется в эллиптической форме кулачка, благодаря которой клапан практически никогда не бывает открыт или закрыт полностью. Вместо этого он всегда или плавно открывается, или плавно закрывается, что снижает его пропускную способность. Мало того, эта особенность приводит к тому, что в определенные моменты впускные и выпускные клапаны оказываются открытыми одновременно, и это отрицательно сказывается на экологических характеристиках двигателя.

Кристиан фон Кёнигсегг демонстрирует кривую открытия клапанов на мониторе специального прибора. Она напоминает прямоугольник: клапан резко открывается, удерживается в открытом состоянии, а затем резко закрывается. Это вам не вечный грустный эллипс традиционного клапана. Особенно интересно, что кривая сохраняет свою угловатость даже на высоких оборотах (до 10 000 об/мин) — актуатору хватает мощности, чтобы открывать и закрывать клапан действительно быстро.

Пожалуй, именно последнее свойство в наибольшей степени поспособствовало тому, что тестовый двигатель со свободными клапанами показал впечатляющие результаты на испытаниях: он выдает на 30% больше крутящего момента, потребляет на 30% меньше топлива и дает 50%-ное сокращение вредных выбросов.

Три цилиндра, восемнадцать клапанов

Клапаны Freevalve позволяют сделать головку блока цилиндров и сам двигатель намного компактнее. Но это далеко не единственное компоновочное преимущество. Можно увеличить количество клапанов на один цилиндр, разделив функции между ними. К примеру, направлять одну часть выхлопа к турбине нагнетателя, а другую — напрямую к катализатору, из экологических соображений. Специальные клапаны пригодятся и для того, чтобы превратить автомобиль в пневматический гибрид.

Долой каноны!

Freevalve — это больше, чем кажется. Во-первых, система может в значительной мере изменить облик автомобиля. Распределительный вал и толкатели клапанов занимают много места в головке блока цилиндров, да и весят немало. Четырехцилиндровый двигатель с Freevalve размерами и весом напоминает трехцилиндровый. Если же учесть, что независимые клапаны дают значительный прирост крутящего момента, то можно и вовсе обойтись двумя цилиндрами. И тогда крохотный моторчик можно будет спрятать хоть под сиденьем.

Система позволяет в любой момент перевести двигатель на экзотический цикл работы, хоть Миллера, как на Mazda, хоть Аткинсона, как на Prius. Чего уж скромничать: при желании мотор может в мгновение ока стать двухтактным, почти двукратно нарастив мощность! Фон Кёнигсегг мечтает об автомобилях с двумя топливными баками и системами питания: для бензина и дизеля. Для перехода на биотопливо гибкость настроек также актуальна.

Но самая интересная фантазия изобретателя — это пневматический гибрид. Используя специальную конфигурацию клапанов, можно превратить ДВС в компрессор, который при торможении будет закачивать воздух в баллон, аккумулируя давление. Затем сжатый воздух можно нагнетать в цилиндры, разгоняя автомобиль, или использовать в качестве мощного аналога турбонаддува, кратковременно увеличивая мощность двигателя.

Пожалуй, самое неожиданное свойство двигателя с независимыми клапанами — надежность. Каждый водитель боится обрыва ремня ГРМ: если поршень «догонит» клапаны, то же самое произойдет и во всех остальных цилиндрах. Дорогостоящая головка блока цилиндров, а вместе с ней и поршни, и, возможно, шатуны с коленчатым валом окажутся серьезно повреждены.

А с Freevalve все просто: нет ГРМ — нет и проблем! Если же один цилиндр вдруг «стуканет» — все остальные останутся целы и невредимы.

Волк в овечьей шкуре

Старенький Saab, которому досталась опытная версия ГРМ с независимыми клапанами, проехал с ней 60 000 км, повидав и летний зной, и 20-градусные морозы. Головку блока цилиндров сделали из оригинальной «саабовской», выбросив из нее все лишнее и проточив новые каналы для гидравлики и пневматики. Наши коллеги из Jalopnik.com прокатились на «старичке» и отметили, что на оборотах до 3000 об/мин он проявляет дизельные повадки — характерно постукивает клапанами и выдает бешеный крутящий момент.

car-day.ru


Смотрите также