На какво е способен двигателят с вътрешно горене?
Когато става въпрос за Koenigsegg, всичко изглежда идва от друга планета. Новият модел на шведската марка, наречен Gemera, не се различава от тази формулировка - четириместен GT модел с хибридно задвижване, системна мощност 1700 к.с., максимална скорост 400 км/ч и ускорение до 100 км/ч за 1,9. секунди. Въпреки че суперавтомобилите вече не са толкова редки в съвременния свят, Gemera все още има някои отличителни черти. И най-отличителната от тези характеристики е двигателят на автомобила.
Koenigsegg го нарича Tiny Friendly Giant или накратко TNG. И има защо – TFG е с работен обем два литра, три цилиндъра (!), два турбокомпресора и 600 к.с. при 300 к.с на литър, този агрегат постига максималната мощност, предлагана някога от сериен двигател. Компанията твърди, че по отношение на технологията TFG е "пред всеки друг трицилиндров двигател на пазара днес". Всъщност те са напълно прави - следващият трицилиндров двигател е 268 к.с., използван от Toyota в GR Yaris.
Най-необичайната технология в TFG е системата за синхронизиране на клапаните без ексцентрици. Вместо това двигателят използва система, разработена от дъщерното дружество на Koenigsegg Freevalve, с пневматични задвижки за всеки клапан.
Всъщност „приятелският малък гигант“ е създаден специално за Gemera. Шведската компания искаше да създаде нещо компактно, леко, но мощно. В допълнение, цялостната философия на дизайна на задвижването се промени и за разлика от хибрида Gegera Regera, по-голямата част от мощността се осигурява от електрически двигатели. Двигателят с вътрешно горене има допълнителен принос за шофиране и зареждане на батериите.
Те много мислиха, преди да решат да построят трицилиндров двигател в Кьонигсег. Такова решение обаче няма да бъде взето еднозначно в ексклузивно превозно средство. Независимо от това, търсенето на такива качества като компактност и лекота преобладава и води до създаването на най-екстремния двигател в света, по отношение не само на литра, но и на "цилиндъра".
Конфигурацията на двигателя обаче има доста големи цилиндри и звучи доста закачливо, с типичния нискочестотен тембър на трицилиндровите двигатели, но много по-дишащ. Кристиан фон Кьонигсег, основателят на компанията, казва за него: „Представете си Harley, но с различен цилиндър“. Въпреки че има доста голям отвор от 95 мм и ход от 93,5 мм, TFG обича високите обороти. Максималната му мощност се достига при 7500 об/мин, а червената зона на оборотомера започва от 8500 об/мин. Тук алхимията се състои от скъпи материали, които осигуряват лекота (скорост) и здравина (високо налягане на процеса на горене). Следователно високите скорости са придружени от невероятен въртящ момент от 600 Nm.
Каскадно турбо
Отговорът на въпроса как точно могат да бъдат свързани два турбокомпресора в трицилиндрова конфигурация е каскадата. Подобна система използва емблематичното Porsche 80 през 959-те години, което има прилики, тъй като два трицилиндрови двигателя са пълни с малък и голям турбокомпресор. ПФП обаче има ново тълкуване по темата. Всеки от цилиндрите на двигателя има два изпускателни клапана, единият от които отговаря за пълненето на малкия турбокомпресор, а другият - за големия турбокомпресор. При ниски обороти и натоварвания се отварят само трите клапана, които подават газове към малкия турбокомпресор. При 3000 об/мин започват да се отварят вторите клапани, насочвайки газовете в големия турбокомпресор. Двигателят обаче е толкова високотехнологичен, че по отношение на параметрите си дори в „атмосферния“ вариант може да достигне 280 к.с. Причината се крие в същата технология на клапаните Freevalve. Една от причините защо двигател 2000 куб.см CM има три цилиндъра, е фактът, че трицилиндровият двигател е по-ефективен по отношение на турбокомпресора, тъй като няма взаимно затихване на газовите пулсации, както при четирицилиндров двигател.
И пневматични отварящи клапани
Благодарение на системата Freevalve всеки клапан се движи индивидуално. Може да се отваря самостоятелно с определена продължителност, начален момент и ход. При ниско натоварване се отваря само един, което позволява по-висок въздушен поток и по-добро смесване на горивото. Благодарение на възможността за прецизно управление на всеки от клапаните, няма нужда от дроселова клапа, а всеки от цилиндрите може да бъде изключен, ако е необходимо (в режими на частично натоварване). Гъвкавостта на работа позволява на TFG да превключва от конвенционална работа на Otto към работа на Miller с увеличен работен цикъл и по-висока ефективност. И това не е най-впечатляващото - с помощта на "обдухване" от турбоагрегатите двигателят може да премине на двутактов режим до около 3000 об/мин. Според Christian von Koenigseg при 6000 оборота в този режим ще звучи като шестцилиндров. Но при 3000 оборота в минута устройството отново преминава в четиритактов режим, тъй като няма достатъчно време за обмен на газ при високи обороти.
Изкуствен интелект
От друга страна, Koenigsegg работи с американската компания за изкуствен интелект SparkCognition, която разработва софтуер за управление на изкуствен интелект за двигатели Freevalve като TFG. С течение на времето системата се научава как да управлява най-добре клапаните и различните начини за провеждане на горивния процес. Системата за управление и системата Freevalve ви позволяват да променяте силата на звука и тона на двигателя с различни отвори на изпускателните клапани. Той е отговорен и за способността за по-бързо загряване на двигателя и намаляване на емисиите. Благодарение на електрическия мотор-генератор при много ниски температури двигателят на коляновия вал се върти за около 10 цикъла (в рамките на 2 секунди), при което температурата на сгъстения въздух в цилиндрите достига 30 градуса. По време на нагряването смукателният клапан се отваря с малък ход и около изходящия клапан възниква турбулентна циркулация на въздуха и горивото, което подобрява изпарението.
Горивото също има важен принос за постигане на висока мощност на двигателя. Всъщност TFG е двигател Flex Fuel, тоест може да работи както с бензин, така и с алкохол (етанол, бутанол, метанол) и смеси в различни пропорции. Алкохолните молекули съдържат кислород и по този начин осигуряват необходимото за изгаряне на въглеводородната част. Разбира се, това означава по-висок разход на гориво, но той се осигурява по-лесно от голямо количество въздух. Алкохолните смеси също осигуряват по-чист процес на горене и по време на процеса на горене се отделят по-малко прахови частици. И ако етанолът се извлича от растения, той също може да осигури въглеродно неутрален процес. При работа на бензин мощността на двигателя е 500 к.с. Припомняме, че контролът на горенето в TFG е толкова високотехнологичен, че успява да извлече почти максимално възможното от горивото без детонация - най-невралгичната зона на горене при толкова високо турбо налягане. Той е наистина уникален със съотношение на компресия 9,5:1 и много високо налягане на пълнене. Можем само да гадаем как точно е закрепена главата на цилиндъра към блока и здравината на последния, като се има предвид огромното работно налягане на горивния процес, до известна степен това може да обясни наличието на сферични, колоновидни форми в неговата архитектура .
Разбира се, сложната система Freevalve е по-скъпа от конвенционалните механични изпълнителни механизми на клапаните, но за изграждането на двигателя се използват по-малко суровини, компенсиращи до известна степен както разходите, така и теглото. По този начин като цяло цената на високотехнологичния TFG е наполовина по-ниска от осемцилиндровия петлитров турбокомпресор на компанията.
Уникално шофиране на Gemera
Останалата част от задвижването на Gemera също е уникална и странна. TFG се намира зад купето и управлява предния мост, използвайки уникална система за директно задвижване без скоростни кутии, но с два хидравлични съединителя на всяка ос. Системата се нарича HydraCoup и при определена скорост хидравличните съединители се заключват и задвижват директно. Това се дължи на факта, че двигателят с вътрешно горене също е пряко свързан с електрически мотор-генератор с мощност до 400 к.с. мощност съответно до 500 Nm.
HydraCoup преобразува общо 1100 Nm TFG и електрически мотор, удвоявайки въртящия момент до 3000 об./мин. Към всичко това се добавя и въртящият момент на всеки от двата електрически мотора, които задвижват едното задно колело с 500 к.с. всеки и съответно 1000 Nm. Така общата мощност на системата е 1700 к.с. Всеки от електродвигателите е с напрежение 800 волта. Акумулаторът на колата също е уникален. Има напрежение 800 волта и мощност само 15 kWh, има разрядна (изходна) мощност 900 kW и мощност на зареждане 200 kW. Всяка от клетките му се контролира индивидуално по отношение на температура, състояние на зареждане, „здравословност“ и всички те са обединени в общ карбонов корпус, разположен на най-сигурното място – под предните седалки и в карбон-арамидния задвижващ тунел. Всичко това ще означава, че след няколко по-енергични ускорения, колата ще трябва да се движи бавно известно време, за да може TFG да зареди батерията.
Цялото необичайно оформление се основава на философията на автомобилната компания със среден двигател. Koenigsegg все още не планира чисто електрическа кола, тъй като вярва, че технологията в тази област е слабо развита и прави автомобилите много тежки. За да намали емисиите на въглероден диоксид, компанията използва алкохолни горива и двигател с вътрешно горене.
800-волтовата електрическа система на Gemera осигурява до 50 км електричество и скорост от 300 км / ч. За развлечение до 400 км / ч, отговорността на TFG. В хибриден режим колата може да измине още 950 км, което показва доста висока ефективност на системата - самият TFG харчи около 20 процента по-малко от модерен двулитров двигател. с конвенционално променливо разпределение на газа. А стабилността на автомобила се осигурява и от системата за завиване на задните колела, електрическото векторизиране на въртящия момент отзад и механичното векторизиране на въртящия момент отпред (с помощта на допълнителни мокри съединители в механизмите за задвижване на предните колела, до хидравличните конвертори) . По този начин Gemera се превърна в превозно средство със задвижване на всички колела, управление на четирите колела и управление на въртящия момент. Към всичко това се добавя регулирането на телесната височина.
Въпреки че този двигател е уникален по природа, той показва, че може да ръководи развитието на двигател с вътрешно горене. Същият дебат се води във Формула 1 - търсенето на ефективност вероятно ще се фокусира върху синтетичните горива и двутактовия режим на работа.
