Infiniti VC-Turbo: первый в мире серийный двигатель с переменным коэффициентом сжатия

Infiniti

• Революционно новый четырехцилиндровый мотор объемом 2,0 л задает новые стандарты в области двигателей внутреннего сгорания.
• Сочетание мощности 2,0-литрового бензинового турбодвигателя с крутящим моментом и экономичностью современного дизельного силового агрегата.
• Высокие технологии на службе топливной экономичности.
• Инновационный двигатель — залог дальнейшего роста и развития бренда Infiniti.

Париж — Infiniti представляет революционно новый 2,0-литровый бензиновый двигатель VC-Turbo (турбодвигатель с переменным коэффициентом сжатия), первый в мире серийный мотор такого типа. После своего дебюта на Парижском международном автосалоне 2016 года этот силовой агрегат станет одним из самых технологичных двигателей, когда-либо созданных человеком.

Многорычажная система позволяет VC-Tubro плавно изменять ход поршня в зависимости от условий эксплуатации и действий водителя, выбирая наиболее подходящий для каждой ситуации коэффициент сжатия.

Двигатель работает в диапазоне от 8:1 (характерном для спортивных двигателей) до 14:1 (производители выбирают этот коэффициент сжатия для снижения расхода топлива).

В результате мотор сочетает мощную динамику 2,0-литрового турбированного бензинового двигателя с экономичностью современных дизельных приводов, но с меньшим уровнем выбросов, представляя собой конкурентную альтернативу четырехцилиндровым дизельным двигателям аналогичной мощности. Сравнимый по динамическим качествам с шестицилиндровыми бензиновыми моторами, он значительно превосходит их по показателю расхода топлива.

Уровень шума и вибраций VC-Turbo значительно ниже, чем у традиционных двигателей внутреннего сгорания (особенно дизельных), кроме того, он легче и компактнее моторов V6 аналогичной мощности.

Технология VC-Turbо является значительным прорывом для двигателей внутреннего сгорания, наряду с такими вехами, как жидкостное охлаждение, впрыск топлива, каталитические конверторы и турбонагнетатели. Появление двигателя с переменным коэффициентом сжатия задает новые стандарты мощности, экономичности и уровня выбросов.

«На протяжении десятилетий инженеры верили, что ключевым прорывом для двигателей внутреннего сгорания станет достижение переменного коэффициента сжатия. Infiniti станет первым производителем, который привнесет эту технологию на массовый рынок уже в 2018 году. Развитие силовых агрегатов нового поколения позволит нам реализовать наши цели глобальной экспансии и расширения продуктового портфолио бренда». Роланд Крюгер, президент Infiniti.

Первый в мире серийный двигатель с переменным коэффициентом сжатия

• Старт продаж в 2018 году, спустя два года интенсивной разработки.
• Технология, определяющая вектор дальнейшего развития для бензиновых двигателей.

Двигатели с постоянным коэффициентом сжатия существуют на протяжении 130-летней истории автомобилей. На протяжении этого периода различные производители брались за задачу создания двигателя с переменным коэффициентом сжатия, но Infiniti станет первым брендом, который выведет эту технологию на рынок, представляя двигатель, который постоянно адаптируется к поведению водителя.

Работа над новой технологией заняла у Infiniti более 20 лет. Первым прорывом стало изобретение многорычажной технологии в 1998 году, ставшей ключом к созданию подобного мотора. Компания Infiniti протестировала более 100 прототипов двигателя, оттачивая технологию до совершенства на протяжении трех миллионов километров, эквивалентных дорожным испытаниям, и более 30 000 часов в специальном цехе — эти испытания эквивалентны 5 миллионам километров на дороге. Сегодня двигатель находится на финальной стадии испытаний на дорогах общего пользования.

Двигатель VC-Turbo — это самая современная технология Infiniti, ориентированная на водителя. Компания уже имеет богатую историю прорывов с 1989 года, включая технологию прямого адаптивного управления и систему предупреждения фронтальных столкновений.

Коэффициенты сжатия — постоянный vs. переменный

• Чем выше коэффициент, тем ниже расход топлива; чем ниже коэффициент, тем выше динамика.
• Переменный коэффициент обеспечивает и мощность, и экономичность в одном двигателе.
• Диапазон VC-Turbo составляет от 8:1 до 14:1.

Коэффициент сжатия — это коэффициент объема камеры сгорания в отношении к ее максимальному объему (когда поршень находится в нижней мертвой точке цилиндра) и минимальному объему (когда поршень находится в верхней мертвой точке).

Более высокий коэффициент позволяет добиться меньшего расхода топлива, а более низкие значения обеспечивают высокую мощность и крутящий момент, особенно на турбированных моторах — но это решение повышает расход топлива.

До настоящего момента каждый серийный двигатель получал фиксированный коэффициент, связанный с габаритами, компонентами и расположением двигателя.

Двигатель VC-Turbo от Infiniti использует современную многорычажную систему для плавного изменения коэффициента сжатия, поднимая или опуская уровень хода поршня. С коэффициентом сжатия от 8:1 до 14:1 двигатель VC-Turbo предлагает как мощность, так и экономичность в рамках единого силового агрегата.

Помимо универсальности, VC-Turbo отвечает и на другие вызовы постоянного сжатия, например, сгорание непосредственно в цилиндре, которое происходит при высоком коэффициенте и может повредить весь двигатель. Двигатель VC-Turbo избегает этого благодаря непосредственному впрыску топлива и постоянной оптимизации коэффициента сжатия. Последняя характеристика обеспечивает топливную экономичность гораздо большую, чем у мощных двигателей с низким коэффициентом.

Мощность и экономичность

• Инженеры Infiniti поставили цель снизить расход топлива на 27% по сравнению с бензиновыми V6 аналогичной мощности.
• Резкое снижение вредных выбросов по сравнению с дизельными двигателями.
• Мощность 200 кВт и 390 Н-м крутящего момента.

Благодаря преимуществам, достигаемым благодаря переменному коэффициенту сжатия и множеству других инноваций, инженерами Infiniti удалось добиться снижения расхода топлива на 27% по сравнению двигателем V6 аналогичной мощности.

Кроме того, технология VC-Turbo обеспечивает значительное снижение вредных выбросов по сравнению с дизельными силовыми агрегатами, в особенности сажи и NOx.

Перед разработчиками VC-Turbo стояла задача достижения мощности в 268 л.с (200 кВт) и примерно 390 Н-м крутящего момента. Эти показатели значительно превышают характеристики четырехцилиндровых бензиновых турбированных двигателей. Динамические качества автомобилей с 2,0-литровым VC-Turbo эквивалентны некоторым бензиновым V6, но достигаются при меньшем расходе топлива.

VC-Turbo: двигатель, ориентированный на водителя

• Коэффициент сжатия изменяется в зависимости от дорожной ситуации и действий водителя.
• Турбонагнетатель с одной турбиной широкого диапазона обеспечивает моментальное ускорение.
• Мгновенное изменение коэффициента сжатия обеспечивает максимальную экономичность при моментальном ускорении.

«Infiniti удалось создать двигатель, который адаптируется к ситуации и вдохновляет водителя делать то, что ему нравится. Это первый в мире силовой агрегат, ориентированный на потребности водителя». Шиничи Кига, старший инженер, отдела разработки бензиновых двигателей.

Infiniti стремится достигать вдохновенного вождения в любой ситуации, и новый двигатель VC-Turbo — не исключение. Переменный коэффициент сжатия обеспечивает водителей двигателем, который способен сделать сам интеллектуальный выбор между динамикой и экономичностью.

Двигатель плавно переключается между разными коэффициентами сжатия в зависимости от дорожной ситуации и действий водителя, моментально выбирая наиболее подходящее значение.

При быстром ускорении или больших нагрузках на двигатель, например, при обгоне или подъеме в гору, двигатель переключается на более низкий коэффициент сжатия, обеспечивая большую выходную мощность, эквивалентную самым мощным четырехцилиндровым двигателям объемом 2,0 л с турбонагнетателем, представленными на рынке.

При равномерном движении по шоссе, движении на низких скоростях, на холостом ходу и в плотном медленном потоке, двигатель переключается на высокий коэффициент сжатия для минимального расхода топлива.

Одиночная турбина широкого диапазона предоставляет плавный доступ к максимальному резерву мощности и крутящего момента для быстрого ускорения. В сочетании со способностью изменять значение коэффициента сжатия в зависимости от манеры вождения, двигатель VC-Turbo обеспечивает наиболее захватывающую динамику и оптимизированный расход топлива в любой ситуации.

Революционная многорычажная технология

• Более 300 запатентованных технологий.
• Плавная смена высоты поршней для достижения переменного коэффициента сжатия.
• Двигатель производит лишь треть от вибраций обычного рядного 4-цилиндрового двигателя и не требует наличия балансирующих валов.
• VC-Turbo переключается между традиционным циклом сгорания и циклом Аткинсона.

«VC-Turbo — это новая порода двигателей, которые постоянно адаптируются. Это новый прорыв в мире двигателей внутреннего сгорания». Шиничи Кига, старший инженер, отдела разработки бензиновых двигателей.

Более 300 новых технологий были запатентованы при создании двигателя VC-Turbo. Одна из первых в мире многорычажных систем, электропривод с редуктором Harmonic Drive^®, и многое другое — это технологии, позволяющие переменному коэффициенту сжатия работать постоянно.

Электромотор сочетается с редуктором Harmonic Drive^® при помощи рычага управления. Редуктор вращается в соответствии с необходимым коэффициентом сжатия, поворачивает управляющий рычаг в основании двигателя, и, в итоге, перемещает многорычажный механизм. Смена угла регулирует высоту верхней мертвой точи поршней, что непосредственно влияет на коэффициент сжатия. Эксцентриковый привод изменяет рабочую позицию поршней в каждом из цилиндров одновременно.

Конструкция многорычажного механизма делает двигатель VC-Turbo гораздо более плавным, чем традиционные линейные двигатели, а уровень шума и вибраций значительно ниже, чем у двигателей V6. Многорычажная система означает, что карданный вал принимает почти вертикальное положение во время цикла сгорания, в отличие от традиционного вращения коленчатого вала.

Многорычажная система позволяет добиться идеального возвратно-поступательного движения по сравнению с традиционной системой из карданного и коленчатого вала, а также необычно низкого уровня вибрации и отсутствия необходимости в балансирующем вале. Традиционные четырехцилиндровые двигатели требуют пары балансирующих валов для снижения вибраций второго порядка.

Infiniti устанавливает новый стандарт уровня вибраций для данного типа двигателей — от текущего стандарта в 30 дБ до 10 дБ: плавность работы двигателя практически соответствует вариантам моторов V6. Для новой разработки Infiniti в сегменте двигателя V6, нового 3,5-литрового VQ, этот показатель составляет 3 дБ.

Благодаря переменному коэффициенту сжатия двигатель VC-Turbo способен переключаться между циклом Аткинсона или традиционным циклом сгорания. Каждый из этих циклов обеспечивает высокую эффективность сгорания и оптимальную динамику при переходе.

В цикле Аткинсона забор воздуха происходит параллельно со сжатием цилиндра, что позволяет газам горения занимать больший объем для повышения эффективности процесса. Двигатель VC-Turbo использует цикл Аткинсона при более высоком значении коэффициента сжатия, где ход поршня становится длиннее. Современный цикл Аткинсона, применяемый в современных гибридных двигателях, открывает входные клапаны на меньший период времени, когда начинается сжатие поршня.

Снижение коэффициента сжатия обеспечивает лучшие динамические характеристики двигателя, и он переходит на обычный цикл сгорания — все этапы, приток воздуха, сжатие, сгорание и выхлоп, происходят в отдельных фазах, гарантируя отличную динамику.

Опыт Формулы-1

• Команда Renault Sport Formula 1 приняла участие на заключительных этапах тестирования.
• Анализ специалистов Формулы-1 обеспечивает надежность двигателя.

Сотрудничество Infiniti с командой Renault Sport Formula 1 предоставило широкие возможности для тестирования ускорения прототипа VC-Turbo на поздних стадиях работы над мотором.

Будучи частью работы над любым двигателем, испытание ранних прототипов нацелено на поиск правильных и надежных материалов для компонентов двигателя. В частности, это касается креплений двигателя (которых стало примерно в два раза больше, чем в традиционных двигателях, благодаря многорычажной системе), которые вибрировали при высоких оборотах.

Проектные инженеры Infiniti работали совместно с командой Renault Sport Formula 1 для того, чтобы определить источники вибраций, используя ее инфраструктуру для динамического анализа двигателя на скоростях до 20 000 об/мин, гораздо выше, чем у любого серийного двигателя. Опыт Формулы-1 значительно помог при разработке инновационного мотора и позволил удостовериться в надежности VC-Turbo даже в самых сложных условиях.

Флагманский двигатель Infiniti с новейшими технологиями

• Непосредственный и многоточечный впрыск топлива VC-Turbo.
• Турбонагнетатель с одной турбиной и интегрированный выпускной коллектор.
• Зеркальное покрытие цилиндров снижает трение в поршнях.

Флагманский мотор VC-Turbo заключает в себе все новейшие разработки Infiniti в области двигателей, которые позволили реализовать и усовершенствовать переменный характер его работы.

Бензиновый двигатель VC-Turbo использует комбинацию многоточечного впрыска (MPI) и непосредственного впрыска (DIG), что еще больше повышает способность двигателя достигать баланса между экономичностью и мощностью в любой ситуации. Прямой впрыск топлива повышает эффективность сгорания и динамические качества благодаря поглощению тепла при распылении топлива, что помогает при охлаждении цилиндров, снижая риск «ударов» при более высоком коэффициенте сжатия. Многоточечный впрыск топлива обеспечивает более раннее создание смеси, что повышает эффективность. Как и в случае с коэффициентом сжатия, мотор может моментально переключаться между обоими режимами в стандартном диапазоне двигателя, при этом оба инжектора могут работать вместе при высоких оборотах и большой нагрузке на двигатель.

Многорычажная система ограничивает поперечное движение карданных валов в двигателе, причину трения в поршнях, но технология «зеркального покрытия» цилиндров снижает трение на 44%. Покрытие распыляется при помощи специальной плазменной форсунки, после чего закрепляется и полируется, что позволяет двигателю работать максимально плавно — недавно эта технология была также использована на 3,0-литровом битурбированном V6 VR30DDT.

В свою очередь, одиночная турбина с широким диапазоном действия дополняет систему VC-Turbo для максимизации отклика при ускорении на любых оборотах и при любом коэффициенте сжатия. Например, если водитель движется на стабильной скорости, но хочет разогнаться для обгона, турбина моментально придает ускорение, а двигатель переключается на более низкий коэффициент сжатия.

Благодаря турбине двигатель VC-Turbo более экономичен, чем более крупные атмосферные шестицилиндровые двигатели с аналогичными динамическими качествами. Одиночная турбина снижает потери тепловой энергии и давление в выпускном коллекторе, позволяя сделать двигатель легче при более низкой эксплуатационной стоимости.

Интегрированный выпускной коллектор встроен в алюминиевые головки цилиндров двигателя — компактный размер и более тесное расположение цилиндров позволяет разместить каталитический конвертер рядом с турбиной, что сокращает дистанцию для горячих отработанных газов и быстрее нагревает конвертер, позволяя процессу контроля выбросов начаться раньше. Близость к турбине повышает скорость отклика VC-Turbo при ускорении.

Переключатель выпускной заслонки с электрическим управлением сохраняет давление наддува благодаря точному управлению потоком выхлопных газов через турбину. Это обеспечивает топливную экономичность и динамику, даже при перемене коэффициента сжатия и оборотов двигателя.

После того как турбина направляет горячие отработанные газы в двигатель, высокоэффективный интеркулер снижает температуру и плотность газов, повышая эффективность работы системы форсированной индукции.

Более высокая мощность VC-Turbo требует более интенсивной смазки и охлаждения по сравнению с обычными четырехцилиндровыми турбированными двигателями. С этой целью двигатель получил переменный двухуровневый масляный насос, который обеспечивает поступление масла под низким давлением на скоростях до 3000 об/мин. Двигатель автоматически повышает давление масла в двигателе при увеличении оборотов или нагрузки на двигатель (и соответствующего снижения коэффициента сжатия) для поддержания оптимальной температуры работы в любой момент.

Многонаправленный клапан управления потоком (MCV) оптимизирует распределение охлаждающей жидкости в радиаторе, салонной «печке» и масляном охладителе в зависимости от ситуации и коэффициента сжатия. «Нулевой поток» блокирует распределение охлаждающей жидкости при «холодном старте» для снижения трения при прогреве двигателя.

Инновационные решения для более компактных габаритов

• Масса двигателя на 25 кг меньше, чем у предыдущих V6 от Infiniti.
• Продвинутая многорычажная конструкция — залог более компактного расположения двигателя по сравнению с традиционными рядными четырехцилиндровыми моторами.

Новый VC-Turbo значительно меньше и легче предыдущего флагманского мотора — 3,5-литрового V6 под названием VQ.

Блок цилиндров и сами цилиндры сделаны из легких алюминиевых сплавов, компоненты многорычажной системы изготовлены из высокоуглеродистой стали, и по сравнению с двигателем VQ новый VC-Turbo стал на 25 кг легче, занимая при этом меньше места.

Головки цилиндров со встроенным выпускным коллектором более компактны и тесно связаны как с турбиной, так и с каталитическим конвертером. Алюминиевые цилиндры и коллектор также способствуют снижению массы двигателя, а зеркальное покрытие снимает необходимость в литых гильзах цилиндров.

Минимальное поперечное движение многорычажной системы позволило инженерам избавиться и от двух балансирующих валов, которые необходимы для снижения вибраций на более традиционных моделях двигателей.

VC-Turbo — начало нового этапа развития для Infiniti

• Инновационные двигатели — основа глобальной экспансии бренда.
• Привлекательная альтернатива для дизельных двигателей в период всеобщей озабоченности уровнем выбросов.
• Рост глобальных продаж на 16% с начала 2016 года.

«В будущем продукция Infiniti будет оснащаться компактными и высокоэффективными двигателями, такими как VC-Turbo, без ущерба мощности и динамике. Прогрессивные покупатели бренда откликнутся на новую технологию — двигатель VC-Turbo создан специально для тех, кто стремится приобретать инновационные продукты». Роланд Крюгер, президент Infiniti.

Инновационные силовые агрегаты — такие, как VC-Turbo, станут драйвером глобального роста для Infiniti, поддерживая дальнейшее развитие модельного ряда. Технология VC-Turbo расширяет перспективы для бензиновых двигателей, когда экологическая безопасность дизельных агрегатов находится под вопросом.

Значительные усовершенствования в технологиях двигателей станут началом новой фазы роста Infiniti, и VC-Turbo представляет собой самый свежий и важный этап этих перемен. С 2005 по 2014 год компании удалось снизить расход топлива для своего модельного ряда на 36%. С текущими инновациями у Infiniti есть все шансы улучшить эти показатели.

Infiniti продолжает создавать фундамент для своего уверенного роста на всех мировых рынках. Новые продукты стали базой для укрепления позиций бренда. Так, за 2015 год по всему миру было продано рекордное количество автомобилей Infiniti, 215 249 единиц, что на 16% больше, чем в 2014 году. За первую половину 2016 года продажи составили 110 000 автомобилей, что на 7% больше, чем за аналогичный период прошлого года, и это еще один рекорд для компании.

Технические характеристики — Infiniti 'MR20 DDT' 2.0-л VC-Turbo

• ^*Приблизительно.

Краткая информация об Infiniti:

Марка Infiniti была создана в США в 1989 году. Ее штаб-квартира находится в Гонконге. Продукты под маркой Infiniti продаются на 50 мировых рынках. На российском рынке бренд Infiniti представлен с 2006 года и в 2016 году отмечает свое десятилетие в России.

Весь модельный ряд Infiniti производится на заводах в Японии, США, Великобритании. В 2017 году Infiniti также планирует расширить географию производства автомобилей, включив в нее Мексику.

Дизайн-студии Infiniti расположены в Ацуги-Ши, недалеко Иокогамы, Лондоне, Сан-Диего и Пекине.

На данный момент Infiniti активно расширяет и обновляет свой модельный ряд. Бренд широко известен превосходным дизайном и инновационными системами помощи водителю.

С 2016 года Infiniti является техническим партнером гоночной команды Формулы 1 Renault Sport и занимается разработкой гибридных систем для гоночных автомобилей.

Более подробную информацию о Infiniti и передовых технологиях бренда вы можете узнать на сайте www.Infiniti.ru. Вы также можете следить за нами на Facebook и Instagram.

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 

---

Комментарии

---