Эксперты General Motors полагают, что в ближайшее десятилетие автомобильный ДВС не умрет, хотя и сдаст свои позиции
Тенденции
О большинстве перспективных разработок концерна наши читатели могли узнать в одном из отчетов о шанхайском форуме Challenge Bibendum. Об одной новинке, гибридном процессе HCCI, рассказывается в этом номере. Но все это лишь незначительная часть увиденного и услышанного на прошедших в Турине "Технологических днях General Motors Power Train Europe".
Представленные там силовые установки и агрегаты трансмиссии, по мнению инженеров GM, будут определять направления развития автомобильной техники на ближайшие годы. Явных лидеров не будет. И бензиновые, и дизельные двигатели будут постепенно вытесняться с рынка, но полностью его не покинут. Их потенциал еще до конца не использован. Расчеты показывают, что показатели их эффективности и топливной экономичности могут возрасти еще процентов на 25. К тому же при использовании в гибридных силовых установках ДВС могут эксплуатироваться в наиболее выгодных с точки зрения экологии и экономии режимах. В отдельных случаях расход топлива может быть снижен и на 50%. А экологические проблемы отчасти решаются за счет использования сжатого газа и биотоплива.
Электромобили в чистом виде в ближайшем будущем не станут лидерами рынка, хотя их продажи и будут расти. Несмотря на серьезные улучшения, аккумуляторные батареи остаются тяжелыми и громоздкими и по энергоемкости не могут пока сравниться с топливными баками такого же размера.
По всей вероятности, пока делать погоду будут гибриды, вбирающие в себя достижения всех направлений.
Дальнейшее развитие получат водородные технологии. Водород будет питать и традиционные двигатели, и вырабатывающие электричество топливные элементы.
Картина получается пестрая, но качественного прорыва ни по одному на правлению пока не ожи дается: прикладная наука ждет новых идей от фундаментальной.
Серийно
Многое из представленного в Турине считать новинками не совсем справе дливо. Часть экспонатов — результат развития уже хорошо известных решений. Так, новый бензиновый двигатель 1,4 литра с непосредственным впрыском вряд ли можно считать открытием. И впрыск, и наддув, и изменяемые фазы газораспределения известны даже школьникам. Другое дело, что набор технических решений позволил сделать очень компактный силовой агрегат, равный по своим характеристикам двигателям куда большего рабочего объема с атмосферным впуском. В General Motors такой подход называют rightsizing — оптимизация размеров. Конструкция нового двигателя мало отличается от традиционной. Потребовалось усилить картер, шпильки крепления головки блока и коленчатый вал. Форсунки располагаются по центру камеры сгорания.
Давление впрыска — 200 бар. Два распредвала в головке регулируются независимо друг от друга. При средней нагрузке впускные клапаны закрываются позднее, что снижает расход топлива. При низких оборотах двигателя и больших нагрузках двигатель работает с большим перекрытием клапанов для улучшения кривой крутящего момента.
Кстати, в сравнении с атмосферником 1,8 л турбированный 1,4 л имеет более высокий крутящий момент во всем диапазоне частот вращения. Расход топлива меньше, особенно при частичных нагрузках. Меньший рабочий объем — это меньшие габариты, вес и потери на трение. Двигатель соответствует нормам Euro 5.
Дизельный процесс тоже можно усовершенствовать, если иметь информацию о давлении в конце сжатия. Разумеется, в каждом цикле и каждом цилиндре в отдельности, причем в режиме реального времени. Датчик давления встроили в свечу накаливания. Электронный блок управления двигателем анализирует данные и подсчитывает количество топлива, которое сгорит в цилиндре наиболее эффективно, обеспечивая необходимую мощность. Такой подход, помимо прочего, повышает эффектив ность действия си с темы рециркуляции отработавших газов EGR. Новый дизель V6 ра бочим объемом 2,9 л появится в 2009 году на Cadillac CTS. Его мощность составит 250 л.с. (184 кВт), крутящий момент — 550 Нм.
Компактный V6 с четырьмя клапанами на цилиндр и двумя распредвалами в головке — типичный представитель нового семейства двигателей, разработанных GM совместно с VM Motori. Небольшие габариты позволяют разместить двигатель в автомобиле как продольно, так и поперечно.
Аккумуляторная система впрыска Common Rail нового турбодизеля работает при давлении до 2000 бар.
Пьезоэлектрические форсунки за один цикл "выстреливают" до восьми порций топлива. Сажевый фильтр и каталитический нейтрализатор располагаются вплотную к блоку цилиндров, что помогает снизить выбросы. Давление впуска создается управляемым электроникой турбонагнетателем с изменяемой геометрией. Максимальный крутящий момент 550 Нм достигается при 2000 мин-1.
Когда-то по уровню газификации грузового автотранспорта Советский Союз ходил в мировых лидерах. Сегодня пальма первенства перекочевала за границу. Причем на дешевое и относительно чистое топливо, коим является метан, переводятся большей частью легковые автомобили, "неудобные" для сжатого природного газа. В Турине GM демонстрировал новый турбированный двигатель 1.6 CNG Turbo. Метан проигрывает бензину в "энергоемкости", поэтому обычно на газе моторы работают тише и мягче, но развивают меньшую мощность. Турбонаддув позволил снять с двигателя рабочим объемом 1598 см3 мощность 150 л.с. и крутящий момент 210 Нм. Четыре стальных баллона, вмещающих 21 кг газа, позволяют Opel Zafira 1.6 CNG проехать до очередной заправки около 380 км. На всякий случай предусмотрен и резервный бензобак объемом 14 л. Токсичность выхлопа снижена на 80%, на 20% уменьшен выброс СО2.
Двигатель может работать на сжатом природном газе, биометане и их смеси в любых пропорциях. А при необходимости — и на бензине. Для впрыска газа и бензина используются отдельные независимые форсунки. Для беспроблемной работы на газе использованы специальные поршни, клапана и их седла.
О гибридных силовых установках GM было довольно подробно рассказано в мартовском номере нашего журнала. В ближайших номер ах читайте о других новинках.
