เครื่องยนต์สันดาปภายในสามารถทำอะไรได้บ้าง?

เมื่อพูดถึง Koenigsegg ทุกอย่างดูเหมือนจะมาจากดาวดวงอื่น รุ่นใหม่ของแบรนด์สวีเดนชื่อ Gemera นั้นไม่แตกต่างจากสูตรนี้ - รุ่น GT สี่ที่นั่งพร้อมไดรฟ์ไฮบริด กำลังของระบบ 1700 แรงม้า ความเร็วสูงสุด 400 กม. / ชม. และเร่งความเร็วเป็น 100 กม. / ชม. ใน 1,9 วินาที แม้ว่ารถซูเปอร์คาร์จะไม่ได้หายากอีกต่อไปในโลกสมัยใหม่ แต่ Gemera ก็ยังคงมีคุณสมบัติที่โดดเด่นบางประการ และที่โดดเด่นที่สุดของคุณสมบัติเหล่านี้คือเครื่องยนต์ของรถ

Koenigsegg เรียกมันว่า Tiny Friendly Giant หรือเรียกสั้นๆ ว่า TNG และมีเหตุผล - TFG มีการกระจัดสองลิตร, สามกระบอกสูบ (!), เทอร์โบชาร์จเจอร์สองตัวและ 600 แรงม้า ที่ 300 แรงม้า ต่อลิตร หน่วยนี้มีกำลังสูงสุดเท่าที่เครื่องยนต์ที่ใช้งานจริงมีให้ บริษัทอ้างว่าในแง่ของเทคโนโลยี TFG เป็น "นำหน้าเครื่องยนต์สามสูบอื่น ๆ ในตลาดปัจจุบัน" ในความเป็นจริงพวกเขาพูดถูก - เครื่องยนต์สามสูบถัดไปคือ 268 แรงม้าที่ Toyota ใช้ใน GR Yaris

เทคโนโลยีที่แปลกที่สุดใน TFG คือระบบจับเวลาวาล์วแบบไร้ลูกเบี้ยว แต่เครื่องยนต์กลับใช้ระบบที่พัฒนาโดย Freevalve ซึ่งเป็นบริษัทในเครือของ Koenigsegg โดยมีแอคทูเอเตอร์แบบนิวเมติกสำหรับแต่ละวาล์ว

ในความเป็นจริง "ยักษ์น้อยผู้เป็นมิตร" ได้รับการออกแบบมาเพื่อ Gemera โดยเฉพาะ บริษัท สวีเดนต้องการสร้างสิ่งที่กะทัดรัดน้ำหนักเบา แต่ทรงพลัง นอกจากนี้ปรัชญาการออกแบบไดรฟ์โดยรวมได้เปลี่ยนไปและไม่เหมือนกับ Gegera Regera ไฮบริดขุมพลังส่วนใหญ่มาจากมอเตอร์ไฟฟ้า เครื่องยนต์สันดาปมีส่วนช่วยเพิ่มเติมในการขับขี่และชาร์จแบตเตอรี่

พวกเขาคิดมากก่อนตัดสินใจสร้างเครื่องยนต์สามสูบในKönigsegg อย่างไรก็ตามการตัดสินใจดังกล่าวจะไม่เกิดขึ้นอย่างไม่น่าสงสัยในยานยนต์พิเศษ อย่างไรก็ตามการค้นหาคุณสมบัติเช่นความกะทัดรัดและความเบานั้นมีชัยและนำไปสู่การสร้างเครื่องยนต์ที่แข็งแกร่งที่สุดในโลกไม่เพียง แต่ในแง่ของลิตรเท่านั้น แต่ยังรวมถึง "กระบอกสูบ" ด้วย

อย่างไรก็ตาม โครงเครื่องยนต์มีกระบอกสูบที่ค่อนข้างใหญ่และให้เสียงที่ค่อนข้างติดหู โดยมีเสียงต่ำแบบความถี่ต่ำของเครื่องยนต์สามสูบ แต่มีเสียงที่ไพเราะกว่ามาก Christian von Koenigsegg ผู้ก่อตั้งบริษัทพูดถึงเขาว่า: "ลองนึกภาพ Harley แต่มีกระบอกสูบที่แตกต่างออกไป" แม้ว่าจะมีรูที่ค่อนข้างใหญ่ 95 มม. และช่วงชัก 93,5 มม. แต่ TFG ก็ชอบความเร็วสูง กำลังสูงสุดถึง 7500 รอบต่อนาที และโซนสีแดงของมาตรวัดรอบเริ่มต้นที่ 8500 รอบต่อนาที ที่นี่ การเล่นแร่แปรธาตุประกอบด้วยวัสดุราคาแพงที่ให้ความเบา (ความเร็ว) และความแข็งแรง (แรงดันสูงของกระบวนการเผาไหม้) ดังนั้นความเร็วสูงจึงมาพร้อมกับแรงบิดที่น่าทึ่งถึง 600 นิวตันเมตร

แคสเคดเทอร์โบชาร์จ

คำตอบสำหรับคำถามที่ว่าสามารถเชื่อมต่อเทอร์โบชาร์จเจอร์สองตัวในโครงแบบสามสูบได้อย่างไรคือน้ำตก ระบบที่คล้ายกันนี้ใช้รถปอร์เช่ 80 อันเป็นสัญลักษณ์ในยุค 959 ซึ่งมีความคล้ายคลึงกันเนื่องจากเครื่องยนต์ 3000 สูบ 280 สูบบรรจุเทอร์โบชาร์จเจอร์ขนาดเล็กและขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตาม TFG มีการตีความใหม่ในเรื่องนี้ กระบอกสูบเครื่องยนต์แต่ละอันมีวาล์วไอเสียสองตัว วาล์วหนึ่งทำหน้าที่เติมเทอร์โบชาร์จเจอร์ขนาดเล็ก และอีกวาล์วหนึ่งสำหรับเทอร์โบชาร์จเจอร์ขนาดใหญ่ ที่รอบต่ำและโหลด วาล์วสามตัวที่ป้อนก๊าซไปยังเทอร์โบชาร์จเจอร์ขนาดเล็กเท่านั้นที่เปิด ที่ 2000 รอบต่อนาที วาล์วตัวที่สองจะเริ่มเปิด โดยส่งก๊าซไปยังเทอร์โบชาร์จเจอร์ขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตามเครื่องยนต์มีเทคโนโลยีสูงมากซึ่งในแง่ของพารามิเตอร์แม้ในรุ่น "บรรยากาศ" ก็สามารถไปถึง XNUMX แรงม้าได้ เหตุผลอยู่ที่เทคโนโลยีวาล์ว Freevalve แบบเดียวกัน สาเหตุหนึ่งที่ทำให้เครื่องยนต์ XNUMX ซีซี CM มีสามกระบอกสูบเป็นความจริงที่ว่าเครื่องยนต์สามสูบมีประสิทธิภาพมากกว่าในแง่ของเทอร์โบชาร์จเจอร์เนื่องจากไม่มีการสั่นสะเทือนของก๊าซร่วมกันเช่นเดียวกับในเครื่องยนต์สี่สูบ

และวาล์วเปิดปิดแบบนิวเมติก

ด้วยระบบ Freevalve แต่ละวาล์วจะเคลื่อนที่แยกกัน สามารถเปิดได้อย่างอิสระด้วยระยะเวลา แรงบิดเริ่มต้น และช่วงชักที่กำหนด ที่โหลดต่ำ มีเพียงช่องเดียวที่เปิดขึ้น ช่วยให้การไหลเวียนของอากาศสูงขึ้นและการผสมเชื้อเพลิงดีขึ้น ด้วยความสามารถในการควบคุมวาล์วแต่ละตัวอย่างแม่นยำ จึงไม่จำเป็นต้องใช้วาล์วปีกผีเสื้อ และแต่ละกระบอกสูบสามารถปิดได้หากจำเป็น (ในโหมดโหลดบางส่วน) ความยืดหยุ่นในการทำงานช่วยให้ TFG สามารถเปลี่ยนจากการทำงานของ Otto แบบเดิมไปเป็น Miller ด้วยรอบการทำงานที่เพิ่มขึ้นและประสิทธิภาพที่สูงขึ้น และนี่ไม่ใช่สิ่งที่น่าประทับใจที่สุด - ด้วยความช่วยเหลือของ "การเป่า" จากหน่วยเทอร์โบเครื่องยนต์สามารถเปลี่ยนเป็นโหมดสองจังหวะได้สูงสุดประมาณ 3000 รอบต่อนาที ตามคำกล่าวของ Christian von Koenigseg ที่ 6000 รอบต่อนาที ในโหมดนี้จะมีเสียงเหมือนเครื่องยนต์หกสูบ อย่างไรก็ตาม ที่ 3000 รอบต่อนาที อุปกรณ์จะเปลี่ยนกลับไปเป็นโหมดสี่จังหวะ เนื่องจากมีเวลาไม่เพียงพอสำหรับการแลกเปลี่ยนก๊าซที่ความเร็วสูง

ปัญญาประดิษฐ์

ในทางกลับกัน Koenigsegg กำลังทำงานร่วมกับ บริษัท ปัญญาประดิษฐ์ SparkCognition ในสหรัฐฯซึ่งพัฒนาซอฟต์แวร์การจัดการปัญญาประดิษฐ์สำหรับเอนจิ้น Freevalve เช่น TFG เมื่อเวลาผ่านไประบบจะเรียนรู้วิธีการใช้งานวาล์วที่ดีที่สุดและวิธีต่างๆในการดำเนินกระบวนการเผาไหม้ ระบบควบคุมและระบบ Freevalve ช่วยให้คุณเปลี่ยนระดับเสียงและโทนเสียงของเครื่องยนต์ด้วยการเปิดวาล์วไอเสียที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ยังรับผิดชอบต่อความสามารถในการอุ่นเครื่องให้เร็วขึ้นและลดการปล่อยมลพิษ ด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามอเตอร์ที่อุณหภูมิต่ำมากเครื่องยนต์เพลาข้อเหวี่ยงจะหมุนประมาณ 10 รอบ (ภายใน 2 วินาที) ซึ่งอุณหภูมิของอากาศอัดในกระบอกสูบสูงถึง 30 องศา ในระหว่างการทำความร้อนวาล์วดูดจะเปิดขึ้นพร้อมกับจังหวะเล็ก ๆ และการไหลเวียนของอากาศและเชื้อเพลิงที่ปั่นป่วนเกิดขึ้นรอบ ๆ วาล์วทางออกซึ่งช่วยเพิ่มการระเหย

เชื้อเพลิงยังเป็นส่วนสำคัญในการทำให้เครื่องยนต์มีกำลังสูง ในความเป็นจริงแล้ว TFG เป็นเครื่องยนต์แบบ Flex Fuel กล่าวคือสามารถทำงานได้ทั้งน้ำมันเบนซินและแอลกอฮอล์ (เอทานอล บิวทานอล เมทานอล) และสารผสมในสัดส่วนที่ต่างกัน โมเลกุลของแอลกอฮอล์ประกอบด้วยออกซิเจน ดังนั้นจึงให้สิ่งที่จำเป็นสำหรับการเผาไหม้ส่วนที่เป็นไฮโดรคาร์บอน แน่นอนว่านี่หมายถึงการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่สูงขึ้น แต่สามารถจัดหาได้ง่ายกว่าอากาศจำนวนมาก ส่วนผสมของแอลกอฮอล์ยังทำให้กระบวนการเผาไหม้สะอาดขึ้น และปล่อยฝุ่นละอองน้อยลงในระหว่างกระบวนการเผาไหม้ และหากสกัดเอทานอลจากพืชได้ ก็จะสามารถให้กระบวนการที่เป็นกลางทางคาร์บอนได้เช่นกัน เมื่อทำงานด้วยน้ำมันเบนซินกำลังเครื่องยนต์คือ 500 แรงม้า จำได้ว่าการควบคุมการเผาไหม้ใน TFG นั้นไฮเทคมากจนสามารถสกัดเชื้อเพลิงได้เกือบสูงสุดเท่าที่จะเป็นไปได้โดยไม่เกิดการระเบิด ซึ่งเป็นโซนการเผาไหม้ที่ทำลายระบบประสาทมากที่สุดที่แรงดันเทอร์โบสูง มีเอกลักษณ์อย่างแท้จริงด้วยอัตราส่วนการอัด 9,5:1 และแรงดันการบรรจุที่สูงมาก เราสามารถคาดเดาได้ว่าฝาสูบติดอยู่กับบล็อกอย่างไร และความแข็งแรงของบล็อกหลังเป็นอย่างไร เมื่อพิจารณาจากแรงกดดันในการทำงานมหาศาลของกระบวนการเผาไหม้ ในระดับหนึ่งสิ่งนี้อาจอธิบายการมีอยู่ของรูปทรงคล้ายเสาทรงกลมในสถาปัตยกรรม .

แน่นอนว่าระบบ Freevalve ที่ซับซ้อนนั้นมีราคาแพงกว่าตัวกระตุ้นวาล์วเชิงกลทั่วไป แต่ใช้วัตถุดิบในการสร้างเครื่องยนต์น้อยกว่าซึ่งค่อนข้างชดเชยทั้งต้นทุนและน้ำหนัก ดังนั้นโดยรวมแล้วค่าใช้จ่ายของ TFG ไฮเทคจึงเป็นครึ่งหนึ่งของเทอร์โบชาร์จเจอร์ห้าสูบแปดสูบของ บริษัท

ไดรฟ์ Gemera ที่ไม่เหมือนใคร

ส่วนที่เหลือของระบบขับเคลื่อน Gemera ยังมีเอกลักษณ์และแปลกตา TFG ตั้งอยู่ด้านหลังห้องโดยสารและบังคับเพลาหน้าโดยใช้ระบบขับเคลื่อนโดยตรงที่ไม่เหมือนใครโดยไม่มีกระปุกเกียร์ แต่มีคลัตช์ไฮดรอลิกสองตัวบนแต่ละเพลา ระบบนี้เรียกว่า HydraCoup และด้วยความเร็วระดับหนึ่งคลัตช์ไฮดรอลิกจะถูกล็อคและขับเคลื่อนโดยตรง นี่เป็นเพราะเครื่องยนต์สันดาปนั้นเชื่อมโยงโดยตรงกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าที่มีความจุสูงถึง 400 แรงม้า พลังงานตามลำดับสูงสุด 500 Nm.

HydraCoup แปลง TFG รวม 1100 Nm และมอเตอร์ไฟฟ้า เพิ่มแรงบิดสองเท่าเป็น 3000 รอบต่อนาที สิ่งที่เพิ่มเข้ามาคือแรงบิดของมอเตอร์ไฟฟ้าสองตัวที่ขับเคลื่อนล้อหลัง 500 แรงม้า แต่ละตัวและตามด้วย 1000 Nm ดังนั้นกำลังรวมของระบบคือ 1700 แรงม้า มอเตอร์ไฟฟ้าแต่ละตัวมีแรงดันไฟฟ้า 800 โวลต์ แบตเตอรี่รถยนต์ก็ไม่เหมือนใคร มีแรงดันไฟฟ้า 800 โวลต์และกำลังไฟเพียง 15 กิโลวัตต์ชั่วโมง มีกำลังไฟ (เอาต์พุต) 900 กิโลวัตต์ และกำลังไฟชาร์จ 200 กิโลวัตต์ เซลล์แต่ละเซลล์ได้รับการควบคุมแยกกันในแง่ของอุณหภูมิ สถานะการชาร์จ "สุขภาพ" และเซลล์ทั้งหมดจะรวมกันเป็นตัวถังคาร์บอนทั่วไป ซึ่งตั้งอยู่ในตำแหน่งที่ปลอดภัยที่สุด - ใต้เบาะนั่งด้านหน้าและในอุโมงค์ขับคาร์บอนอะรามิด ทั้งหมดนี้หมายความว่าหลังจากเร่งความเร็วแรงขึ้นอีกสองสามครั้ง รถจะต้องเคลื่อนตัวช้าๆ ชั่วขณะเพื่อให้ TFG ชาร์จแบตเตอรี่

รูปแบบที่แปลกตาทั้งหมดเป็นไปตามปรัชญาของ บริษัท รถยนต์เครื่องยนต์วางกลาง Koenigsegg ยังไม่มีแผนสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าบริสุทธิ์เนื่องจากพวกเขาเชื่อว่าเทคโนโลยีในพื้นที่นี้ยังด้อยพัฒนาและทำให้รถยนต์มีน้ำหนักมาก เพื่อลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ บริษัท ใช้เชื้อเพลิงแอลกอฮอล์และเครื่องยนต์สันดาปภายใน

ระบบไฟฟ้า 800 โวลต์ของ Gemera ให้พลังงานไฟฟ้าสูงสุด 50 กม. และความเร็ว 300 กม./ชม. สำหรับการสันทนาการสูงสุด 400 กม./ชม. ความรับผิดชอบของ TFG ในโหมดไฮบริด รถสามารถเดินทางได้อีก 950 กม. ซึ่งบ่งชี้ถึงประสิทธิภาพของระบบที่ค่อนข้างสูง - TFG นั้นกินไฟน้อยกว่าเครื่องยนต์สองลิตรสมัยใหม่ประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ ด้วยการจ่ายก๊าซแปรผันแบบธรรมดา และเสถียรภาพของรถยังมั่นใจได้ด้วยระบบบังคับเลี้ยวล้อหลัง ระบบส่งแรงบิดด้วยไฟฟ้าที่ด้านหลัง และการส่งแรงบิดเชิงกลที่ด้านหน้า (ใช้คลัตช์เปียกเพิ่มเติมในกลไกขับเคลื่อนล้อหน้า ถัดจากตัวแปลงไฮดรอลิก) . ดังนั้น Gemera จึงกลายเป็นรถยนต์ที่มีระบบขับเคลื่อนสี่ล้อ พวงมาลัยสี่ล้อ และแรงบิดแบบเวกเตอร์ นอกจากนี้ทั้งหมดนี้เป็นการควบคุมความสูงของร่างกาย

แม้ว่าเครื่องยนต์นี้จะมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว แต่ก็แสดงให้เห็นว่าสามารถเป็นแนวทางในการพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายในได้ การถกเถียงแบบเดียวกันนี้กำลังเกิดขึ้นใน Formula 1 - การค้นหาประสิทธิภาพน่าจะมุ่งเน้นไปที่เชื้อเพลิงสังเคราะห์และโหมดการทำงานแบบสองจังหวะ