Двигуни серії ер, створені спільно psa і bmw

Двигуни серії ер, створені спільно psa і bmw
Ми вже говорили раніше про те, що починаючи з моделей Пежо 207 і Сітроен С4 на автомобілі концерну PSA стали ставити нове сімейство бензинових двигунів серії EP, розроблених спільно з концерном BMW Group. Це інноваційне співробітництво дозволило створити сімейство найсучасніших двигунів, в яких використовуються технології XXI-го століття.

Цими двигунами, які виробляються на заводі PSA Peugeot-Citroen в Дувріне (Douvrine) на півночі Франції, комплектуються також автомобілі марки Mini Cooper і Cooper S, що випускаються BMW Group в Великобританії.

Природно багато чого дізнатися про ці моторах ми не можемо, виробники тримають своїх новачків під завісою таємниці, але, тим не менш, інформація, нехай малими порціями, але все ж просочується.

Отже, які ж нові технологічні рішення при виробництві цих двигунів, доводять їх досконалість і надійність?

По-перше, процес відливання головок блоку циліндрів тепер здійснюється без використання форм. По-друге, в якості матеріалу блоку циліндрів використовуються легкі сплави, при цьому сорочка охолодження запресовується в даний блок. По-третє, при балансуванні колінчастих валів не використовуються додаткові противаги. По-четверте, використовується двостороння кування шатунів. По-п'яте, на підприємстві впроваджено «сверхкоордінірованний» контроль якості виробництва і закупівель, а також принцип повної прозорості контролю якості на всіх заводах-суміжниках.

Наведемо коротку порівняльну характеристику даних двигунів.

Ну а тепер трохи про тих технічні нововведення, які застосовані в даних двигунах.

Система зміни фаз газорозподілу VTi - «Variable Valve and Timing injection»

Поява в сучасних двигунах системи зміни фаз газорозподілу пов'язано з тим, що характер поведінки газів в самому циліндрі, у впускному і випускному трактах, змінюється в залежності від режимів роботи двигуна. При роботі двигуна, постійно змінюється швидкість течії, виникають різні коливання і завихрення пружною газового середовища, які призводять як до корисних резонансним так і до паразитних явищ. З цих причин швидкість і ефективність наповнення циліндрів при різних режимах роботи двигуна неоднакові. Наприклад, для роботи на низьких оборотах необхідні вузькі фази газорозподілу з пізнім відкриттям і раннім закриттям клапанів, а фаза одночасного відкриття впускного і випускного клапана повинна бути якомога коротше. Однак, під час роботи на оборотах, відповідних максимальної потужності тривалість відкриття клапанів необхідно максимально скоротити, відкривати клапани трохи раніше, іншими словами, зробити фази максимально широкими, в той же час, прогнати набагато більший обсяг газів через циліндри, ніж на низьких оборотах, для забезпечення високих крутного моменту і потужності. Як бачимо, вимоги, які необхідно врахувати і пов'язати між собою конструкторам - взаємовиключні: з одними і тими ж фіксованими фазами двигун не може, але повинен володіти високою тягою на низьких і середніх оборотах, і при цьому, високою потужністю на високих. При цьому не варто забувати про все більш посилюються екологічні норми і про необхідність економії палива в сучасних умовах.

Для того, що б вирішити цей парадокс і була винайдена система зміни фаз газорозподілу, яка підлаштовує роботу газорозподільного механізму під різні режими роботи двигуна, не тільки зрушуючи фази по часу, але і звужуючи або розширюючи їх!

Система VTi - це система, не тільки зсувна за часом, що розширює або звужує фази газорозподілу, а й змінює положення впускних клапанів (в межах 0.2 - 9,5 мм). Вона має багато спільного з «фірмовою» технологією BMW - Valvetronic.

Двигуни EP6, оснащені системою VTi, на відміну від інших двигунів, використовують комплекс механічних і електронних елементів з метою мінімізації використання для управління дросельної заслінки, застарілого і дуже недосконалого вузла регулювання подачі надходить в циліндри робочої суміші. При неповному відкритті звична заслінка створює занадто великий опір потоку повітря, що призводить до збільшення витрати палива і підвищення токсичності вихлопних газів. Однак, «стару» дросельну заслінку не прибрали з двигуна зовсім. На більшості режимів роботи двигуна заслінка залишається повністю відкритою і лише на деяких режимах «прокидається».

Загальний принцип функціонування.

У двигунах EP6 звичний ланцюжок «впускний розподільний вал (1) - коромисло - клапан» була доповнена ексцентриковим валом (2) і проміжним важелем (3). Поворот ексцентрикового вала (2) здійснюється електроприводом. Кроковий електродвигун, керований комп'ютером, повертаючи ексцентриковий вал (2), збільшує або зменшує плече проміжного важеля (3), задаючи необхідну свободу переміщення коромисла (4), з одного боку спирається на гідроопори (5), а з іншого, що впливає на впускний клапан (6). Змінюється плече проміжного важеля (3) - змінюється висота підйому клапанів, від 0.2 мм до 9.5 мм (7) відповідно до навантаженням на двигун.

Ну а тепер поговоримо про переваги використання системи VTi з точки зору власника автомобіля з даним двигуном.

Теоретично, двигун з системою VTi повинен бути невибагливий до якості бензину і легко «переварювати» навіть звичайний 92-й бензин. Однак, фахівці Peugeot, після дослідження вітчизняного, зокрема українського бензину, рекомендуютпріменять бензин з октановим числом ніяк не нижче 95. Тут ми помітимо, що при проведенні недавнього тест-драйву Пежо 308 з двигуном ЕР6 1,6 VTi? 120 к.с. ми відзначили некотрая його загальмованість і недостатню (на наш погляд) откликаемость. Так ось виявилося, що цей автомобіль, був заправлений якраз 92-м бензином.

Турбокомпресор BorgWarner "Twin-Scroll" (Двигуни EP6DT 140 к.с. і 150 к.с.)

Всі ми знаємо, що потужність двигуна безпосередньо залежить від кількості палива, що спалюється за один робочий цикл. Чим більше палива згоряє, тим більше крутний момент і потужність. У той же час, для горіння палива необхідний кисень, що міститься в повітрі. Тому в циліндрах згоряє не паливо, а паливно-повітряна суміш. Змішувати паливо з повітрям необхідно в певному співвідношенні. Для бензинових двигунів на одну частину палива покладається 14-15 частин повітря, в залежності від режиму роботи, хімічного складу палива і безлічі інших чинників. Звичайні «атмосферні» двигуни засмоктують повітря самостійно через різницю тисків в циліндрі і в атмосфері. Залежність виходить пряма - чим більше обсяг циліндра, тим більше повітря, а значить, і кисню в нього потрапить на кожному циклі. Для того, щоб збільшити обсяг повітря, що подається в 1905 році було запатентовано перший пристрій нагнітання, яке використовувало в якості рушія енергію вихлопних газів, інакше кажучи, був придуманий турбонаддув. Тепер чим більше вихлопних газів потрапляє в турбіну, тим швидше вона обертається і тим більше додаткового повітря надходить в циліндри, тим вище потужність.

Ефективність роботи турбіни сильно залежить від оборотів двигуна. На малих обертах кількість вихлопних газів невелика, а швидкість їх мала, тому турбіна розкручується до невеликих обертів, і компресор майже не подає в циліндри додаткове повітря. В результаті цього ефекту буває, що до трьох тисяч об / хв двигун не тягне, і тільки потім, після чотирьох-п'яти тисяч об / хв, "вистрілює". Цей ефект називають "турбоями". Причому, чим більше розміри і маса комплекту турбіна / компресор, тим довше він буде розкручуватися, не встигаючи за різко натиснутою педаллю газу. З цієї причини двигуни з дуже високою літрової потужністю і турбінами високого тиску, страждають "турбоями" в першу чергу. У турбін низького тиску "турбояма" майже не спостерігається, однак, високої потужності на них досягти неможливо.

Один з варіантів вирішення проблеми турбоями - турбіни з двома "равликами", звані Twin-Scroll. Одна з "равликів" (трохи більшого розміру) приймає вихлопні гази від однієї половини циліндрів двигуна, друга (трохи меншого розміру) - від другої половини циліндрів. Обидві подають гази на одну і ту ж турбіну, ефективно розкручуючи її, як на низьких, так і на високих оборотах.

Такі турбіни на сучасних автомобілях вже не рідкість. Але спільна робота BMW і PSA Peugeot-Citroen призвела до появи бензинового двигуна з прямим уприскуванням і турбокомпресором BorgWarner "Twin-Scroll" в поєднанні з системою зміни фаз газорозподілу VVT. Турбокомпресор двигуна EP6DT має важливу особливість: вперше на турбокомпресорі для двигуна такого літражу застосували схему наддуву Twin-Scroll з роздільним випускним колектором, що подає відпрацьовані гази від кожної пари циліндрів окремо, а не від усіх чотирьох відразу. В результаті цього повністю відсутній ефект турбоями, а ефективна робота двигуна починається вже з 1400 об / хв.

Ще однією дуже важливою особливістю турбокомпресора цього двигуна є наявність системи автономного охолодження. Управління контуром охолодження турбокомпресора здійснюється окремим комп'ютером.

Час здійснення циркуляції охолоджуючої рідини в контурі після вимкнення двигуна може досягати 10 хвилин. Завдяки наявності цього контуру, використання так званих турботаймером не потрібно, а довговічність і безвідмовність роботи турбокомпресора збільшується в кілька разів.

Система безпосереднього (прямого) упорскування палива (двигуни EP6DT 140 і 150 к.с.)

Найбільш помітним відмінністю системи безпосереднього (прямого) упорскування палива від "класичної" многоточечной є розташування форсунки. Якщо у звичайних вприськових моторів вона "дивиться" з впускного колектора на клапан, то в системах безпосереднього (прямого) вприскування розпилювач форсунки знаходиться безпосередньо в камері згоряння. Звідси і назва системи упорскування. Сумішоутворення відбувається прямо в циліндрі і камері згоряння, що дозволяє уникнути зайвих втрат і оптимізувати процес згоряння палива.

Двигун з безпосереднім (прямим) уприскуванням бензину працює на паливо-повітряної суміші, за своїм складом сильно відрізняється від використовуваної на двигунах з "класичної" многоточечной системою впорскування. Ця суміш є "суперобедненной", так як на деяких режимах роботи двигуна досягає співвідношення повітря і палива в пропорції 30 - 40 / 1. Це і є причиною досягнення паливної економічності особливо в момент роботи двигуна в режимі найменших навантажень.

Безпосередній (прямий) впорскування палива більш перспективний і ефективний з точки зору згоряння палива. Він дозволяє двигуну працювати на більш високих ступенях стиснення в порівнянні з двигунами, оснащеними класичної многоточечной системою впорскування палива. У звичайних бензинових двигунів неможливо підняти ступінь стиснення вище 12 - 13. Причина цього - детонація (занадто раннє, вибухового запалення паливо-повітряної суміші в процесі стиснення). Безпосередній (прямий) впорскування палива усуває цю перешкоду, так як в циліндрі стискається тільки повітря. Детонація неможлива. Паливо впорскується в камеру згоряння під тиском до 120 Бар. Займання відбувається в строго заданий момент незалежно від ступеня стиснення паливо-повітряної суміші. В результаті двигун розвиває велику потужність, споживає менше палива і виділяє менше шкідливих газів, особливо в поєднанні з використанням системи зміни фаз газорозподілу VVT.

Охолодження наддувається, за допомогою одного лише інтеркулера дає можливість додати двигуну Вашого автомобіля додаткову потужність близько 15-20 к.с. а також поліпшити його економічність і виключити можливість перегріву.

На двигунах EP6DT застосовується інтеркулер системи повітря / повітря. Интеркулер зовні нагадує звичайний радіатор, всередині якого замість охолоджуючої рідини циркулює наддувається турбокомпресором повітря. Інакше кажучи, інтеркулер - система охолодження повітря, що подається турбокомпресором в циліндри. Ця система дозволяє збільшити потужність і крутний момент двигуна, забезпеченого турбокомпресором, особливо при максимальних навантаженнях. Разом з цим, він володіє абсолютною надійністю, тому що представляє собою теплообмінник, який не виробляє ніякої механічної роботи.

Таким чином, сімейство двигунів, розроблених у співпраці двох концернів, являє собою динамічний, надійне, економічний засіб для додання стану польоту Вашому автомобілю, зробленому концерном PSA Peugeot-Citroen. Сподіваємося, що Ви вмієте управляти подібної ракетою і зможете впоратися з тією міццю, яка Вам надається.

При підготовці статті використані матеріали з сайту Авес-Пежо.Ру