福建兴盛减速机股份有限公司以齿轮减速机,涡轮减速机,斜齿轮减速机等优质产品,经过30多年的悉心经营,昂首迈进了中国机械工业500强,成为行业龙头老大。


新闻资讯

当前位置: 主页 > 新闻资讯 >

引擎领域的船编辑注:日产开发VC

来源:齿轮减速机 发布时间:2019-01-05 点击次数:

今年,作为日产高级工程师和发动机系统力学和结构领域的专家,毛木业先生53岁,他的第一个PPT头衔是20年来可变压缩比的发展历程,也就是说,他30多岁时开始致力于VC-turbo(可变压缩比)的概念和研究。增压比涡轮增压发动机)。到目前为止,白发苍苍的人们已经正式将这项技术投入到大规模生产中,并将其一个接一个地安装在模型上。在过去的20年里,Maumuk和日产的研发团队一直在颠覆现有的认知领域,就像《船之书》中的主角一样。
    
     Maumuye先生是日产VC-turbo系统的三个基本专利持有人之一。他参与了整个VC-Turbo系统的设计、研究和开发,在此之前,他绝不是发动机系统力学和结构力学方面的无名专家。Maumuk还参与了日产V型VVEL(可变气门升程系统)的概念和开发。他也是这项技术的专利权人,事实上,如果你想关注日产VVEL的结构,看看VC-turbo实现的多链路结构,他们在概念上有很多相似之处。
    
     Maumuk还表示,自1998年以来,VC-turbo一直在研究这一基本理念,但起初没有人认真对待这一理念。2001年左右,他们向当时的日产总裁卡洛斯·戈恩(Carlos Ghosn)求婚。戈恩知道这项技术有很大的潜力,并批准了一项大预算。日产的研究团队开始研究结构原理和连杆结构,后来,在21世纪的头几年,开发工作集中在质量改进和应用技术上。2005年2月,日产正式发布了有关可变压缩比的研究报告。
    
     概念的完成和应用的发展仅仅是VCR技术的开始,而大规模生产的产品概念的确定则需要近四年的时间,这包括机构的小型化、直喷式涡轮增压技术的引入、排量的确定、驾驶评价等。当时,试验机在JUKE模型上进行了验证,可见光尺寸减小到足够小,2012年,VC-turbo技术开始进入批量生产应用阶段。Maumuk和他的同事花了6年时间在国际自动化工程师学会(SAE International Institute of Automata Engineers)上发表了正式论文,宣布日产的VC-turbo系统可以正式投放市场。
    
     目前,世界上第一台变压缩比涡轮增压发动机代号KR20DDT已安装在英菲尼迪QX50上,今年晚些时候东风日产将投入新一代天齐的生产,这意味着东风日产不仅将进入涡轮增压时代,而且技术先进。
    
     然后,莫穆耶先生集中讨论了三个问题:1。日产VCR系统VC-turbo的工作原理;大量生产的各种努力;VC-turbo系统在发动机上的应用与性能。
    
     首先,我们知道可变压缩比(VCR)的实际意义是非常重要的。高压缩比发动机可以提供出色的燃油经济性和排放优势,而低压缩比可以带来更强的动力输出。但现在大多数汽车公司更关心解决高能量压缩比发动机的燃油消耗和排放问题-最典型的是马自达的创驰蓝天技术OGY和丰田目前追求40%的高热效率发动机,以下问题是高热效率发动机都是自然吸气发动机,其动力性能并不突出。
    
     正因为如此,可变压缩比技术是各汽车公司一直试图突破的技术难题。通过压缩比的变化,可以实现大功率和高效率的燃油经济性,但问题是可变压缩比(VCR)发动机几十年来没有得到很快的推动,因为材料科学和结构力学似乎很难支持可变部件在高速发动机。
    
     日产VC-turbo的原理非常简单。即在相同的活塞工作行程(V2)下改变活塞上止点的位置。日产选择上止点的位置来升降6毫米,这样,气缸顶部空间越大,压缩比越低,顶部空间越小,压缩比越高。
    
     对此,Maumuye先生也做了一些总结,分析了各种变压缩比技术的工作原理,我们可以清楚地看到,动态元件中的变机构结构很难保证结构的耐久性,而静态元件中的变机构结构则需要很高的制造力。可固化性
    
     也许是因为Maumuye先生也是日产VVEL的工程师,该机构利用多个连杆来控制偏心轴机构来实现无级可变气门升程,所以VC-turbo系统也选择了类似的概念进行开发。
    
     最后,尼桑提出了一种采用一套复杂的多连杆机构的解决方案,在原有的发动机曲轴结构下,增加了一套附加的控制轴(实际上是一个偏心轴),然后通过驱动电机拉动执行器连杆并旋转偏心轴来改变控制连杆的角度。角度使整套机构的操作距离在上方发生变化,造成6毫米的位移。
    
     下面两张图可以更直观地通过辅助线的方式看到控制轴改变后其他机构位置的变化,当C形连杆移动一个很小的角度时,L形连杆的中心线发生变化,从而改变了U形连杆到远端的位置。
    
     更重要的是,这种变化是不断变化的。日产VC-turbo发动机的高压缩比状态为14,低压缩比状态为8,中间的每一个压缩比状态都可以实现,这种连续变量的优点是当驾驶员突然踩下一英尺深的油门时,整个机构都能应付动态变化。通过涡轮增压建立过程,爆轰能安全地达到8的压缩比。
    
     在解释为什么选择多连杆机构时,Maumuk强调,精度是性能和耐久性的源泉,我们期望的是一种能够轻松达到所需精度的结构。他解释说,一方面,由于主要加工设备是旋转切削,圆孔的加工精度ARINGS)和气缸(轴)更容易实现,也可以实现高可靠性和高可制造性,同时整个机构可以通过驱动器和控制轴同时控制所有气缸压缩比的变化,在控制策略和偏差控制方面具有更大的优势。
    
     虽然原理简单,日产工程师已经花费了大量的精力来实现这项技术的大规模生产,最大的问题是微型化。
    
     最初,VCR的执行机构和多连杆机构都很大,所以工程师们集中在如何缩小它们的范围。批量生产的关键是日产的工程师们发现,在引进了一套多连杆机构之后,由于惯性力的出现,实际上不需要二次平衡块和活塞。摩擦也很小,这提供了一种新的思维方式。工程师开始缩短多个连杆的长度,修改控制轴的配置,将控制轴直接移动到曲轴下方,并改变许多小的设计,以提高可靠性,避免高应力区,减少惯性力。
    
     小型化的另一个重点是日产工程师转向薄型旋转减速机驱动,技术来源于日本的谐波驱动。在此之前,结构复杂的电机驱动齿轮。
    
     到目前为止,日产VC-turbo已经克服了所有的技术难题,那么这种新的动力总成在实践中如何呢Maumuk的答案是,除了燃料和动力的结合,它还带来了很多附加值。
    
     毛木克还提到了两点:1。新的VC-Turbo系统的控制轴实际上是一个平衡轴,它可以带来低振动的活塞行程。前四缸直列式发动机的惯性振动不会出现两次,使VC-turbo发动机的振动降低60%以上,可以赶上V6发动机的安静度;2.由于VC-Turbo的连杆运动更为接近,几乎直立,具有可变容量的油泵,没有平衡轴和气缸喷油减摩技术,可以有效地减小活塞运动的摩擦阻力,即使与V6 Na发动机相比,也能减少近5N m。
    
     当然,作为日产最先进的发动机,KR20DDT发动机也承载了日产现有的几乎所有先进动力技术,包括双喷射系统、宽范围涡轮增压器、与气缸盖集成的排气歧管、进气和排气VVT、可变多路水冷系统等,最终KR20DDT能够达到动力。日产3.5升V6发动机的输出水平——最大功率200千瓦,最大扭矩380N.m,同时相同功率的V6发动机的燃油经济性提高了27%,油耗大大低于一般的2.0吨。
    
     对于日产VC-turbo的出现,没有必要业界对其革命赞誉,从长远来看,日产VC-turbo发动机的出现意味着传统内燃机的潜力还远未结束,至少下一轮的内燃机效率挖掘才刚刚开始。
    
     上海交通大学汽车工程研究所所长徐敏教授和毛木业先生指出,日产VC-turbo的可变压缩比范围为14-8,热效率为38-39%。如果工程师进一步扩大可变压缩比的范围,汽油机也可以实现HCCI均质压燃技术,但同时可以保证高负荷工况下的动力性能,如果汽油机的热效率进一步提高到50%,汽车的未来将是很可能还在车里。
    
     在PPT的最后一页,Maumuye先生附上了他们最初开发的VCR变量机制的草图。二十年的努力已经被整合成一句话:从你的脚开始。
    
     声明:本文由搜狐公共平台作者撰写。除了搜狐的官方报道,这一观点只代表了作者本人,而不是搜狐的立场。