В марте 2017 года на Женевском автосалоне состоится премьера Toyota Yaris с двигателем, работающим как за циклом Отто, так и за циклом Аткинсона.
Как известно, основная масса бензиновых двигателей, которые устанавливаются на автомобили, работают за четырехтактным циклом. Двигатель, который разработал немецкий инженер Николаус Отто более ста лет назад, и сегодня остается лидером среди силовых установок. В то же время ему присущи и некоторые недостатки. Одним из слабых мест этого двигателя является то, что в режимах холостого хода, а также малых и средних нагрузок ухудшаются его топливная экономичность и экологические показатели.
Причинами ухудшения показателей двигателя в этих режимах является то, что при частичных нагрузках и не полностью открытом дросселе увеличиваются насосные потери и ухудшается процесс смесеобразования, что приводит к нарушению процесса сгорания и снижению эффективности использования теплоты.
В то же время существует разновидность бензинового двигателя, работа которого наиболее эффективна при неполных нагрузках. Таким преимуществом обладают силовые установки, работающие за циклом, предложенным английским инженером Джеймсом Аткинсоном. Его особенностью является то, что в нем снижены механические потери за счет уменьшения продолжительности такта сжатия. Вместе с этим подобные конструкции не получили широкого применения, так как в режимах полных нагрузок такие двигатели малоэффективны.
Инженеры компании Toyota создали двигатель, который сможет работать сразу по двум циклам, используя преимущества каждого из них. Переход с одного цикла на другой будет происходить за доли секунды при помощи системы изменения фаз газораспределения VVT-iE с электрическим актуатором поворота распределительного вала на впуске и гидравлическим актуатором на выпуске. В итоге при больших нагрузках двигатель будет работать по циклу Отто, а в частичных режимах – по циклу Аткинсона, с запозданием закрытия впускных клапанов. Благодаря новой технологии, КПД такого двигателя достигает 38,5%.
Новый двигатель будет иметь рабочий объем 1,5 литра и придет на смену 1,33-литровому мотору. Несмотря на увеличенный объем, он будет на 12 % экономичнее своего предшественника. Кроме того, этот двигатель получился еще и более экологичным – он соответствует новейшим нормам Евро-6с, которые должны вступить в действие осенью этого года. Испытания на соответствия этим нормам проводятся не только в лабораториях, но и на дорогах.
Повысить эффективность этого двигателя удалось также за счет увеличения степени сжатия, которая составляет 13,5:1. К тому же, применяется система рециркуляции отработанных газов совместно с водяным охлаждением выпускного коллектора, что позволяет снизить температуру в конце сжатия и предотвратить возникновение детонации.
При своем объеме двигатель получился не слишком мощным. Его максимальная мощность составляет 111 л.с., а крутящий момент 136 Н∙м (причем 118 Н∙м доступны уже при 2000 об/мин). Но при создании этого двигателя акцент был сделан на надежности, экономичности и экологичности, утверждают разработчики.
Источник: info-parts.ru
