Die Entwicklung von Automobilmotoren seit den frühen 90er Jahren

    Die Basis des modernen Autos ist sein Verbrennungsmotor (ICE). Trotz der Entwicklung alternativer Energiequellen behält der traditionelle ICE aus kulturellen, wirtschaftlichen und sozialen Gründen seine Überlegenheit. In den Jahren 1994 bis 2008 wurden bei Automobilmotoren viele Änderungen und Verbesserungen vorgenommen, was sich positiv auf die Wirtschafts- und Umweltleistung auswirkte. Es ist möglich, die Logik der ICE-Entwicklung für einen bestimmten Zeitraum anhand von Trends und Mustern globaler Größenordnung zu verstehen. In der Automobilindustrie hat sich seit Anfang der 90er Jahre durch neue Materialien und neue Anforderungen an ein „globales“ Auto ein radikaler Designwechsel vorgenommen.
    Kreuzpfosten

    Die Veränderung des Verhältnisses von Diesel- zu Benzin-Modellen über einen Zeitraum von 15 Jahren hat zu einem Anstieg der Verwendung von Dieselautos in der Welt beigetragen, obwohl dieser Prozess uneinheitlich ist und Westeuropa, wo die Dieselfahrzeugflotte in einigen Ländern von 25% auf 70% angestiegen ist, stark beeinflusst hat. . Der Dieselmotor, der im Vergleich zu Benzinmotoren eine höhere Kraftstoffeffizienz aufweist, hat einige Nachteile: verringerte spezifische Leistung, relativ hoher Geräuschpegel, es ist schwierig, die Toxizität der Abgase zu verringern, höhere Produktionskosten. Daher ist die endgültige Wahl zwischen einem Benzin- und Dieselmotor für einen Pkw immer noch umstritten. Möglicherweise Die Auswirkungen von Umweltnormen und Kraftstoffverbrauchsanforderungen von Automobilmotoren in den nächsten 10-15 Jahren werden zu einer technischen Konvergenz von Benzinmotoren und Dieselmotoren bei gleichzeitiger Verringerung des Unterschieds im Kraftstoffverbrauch und den Produktionskosten dieser Motortypen führen. Dies zeigt die Entwicklung von DaimlerChycler im Konzept des Mersedes Benz F700 mit einem Motor, bei dem sich Benzin durch Kompression entzündet, wie bei einem Dieselmotor, was es aufgrund des fortgeschritteneren thermodynamischen Zyklus dem Dieselmotor näher bringt. Alle modernen Technologien des Jahrzehnts sind in diesem Motor implementiert: Direkteinspritzung, kontrollierte Aufladung, variables Kompressionsverhältnis und andere neuere Entwicklungen, die einen Kraftstoffverbrauch von 5 Litern pro 100 Kilometer für ein relativ großes Auto gewährleisten.

    Seit 15 Jahren wurde die Downsizing-Philosophie im modernen Motorenbau verstärkt, was darauf hindeutet, dass es besser ist, mehr Leistung aus einem kleineren Volumen als aus einem größeren Volumen zu ziehen, da dies die Aussicht auf eine Verringerung des Gewichts und der Größe des Triebwerks sowie die Verbesserung der Kraftstoffeffizienz in den Modi eröffnet Leerlauf und Teilladungen. Dieses moderne Denken löste den Prozess der Reduzierung des Volumens und der Anzahl der Motorzylinder aus, und nun sogar die Grundlage für Automotoren. Der 4-Zylinder-ICE begann mit der Reduzierung des Arbeitsvolumens und der Modernisierung hin zur "Working Volume on Demand" -Technologie, die diese Motoren im Wesentlichen in x Zylinder. Die Motoren der letzten Jahre sind in der Anzahl der Anordnungen im Motorraum vielfältiger geworden: W-, VR- und V-förmige Schaltungen mit einem unterschiedlichen Blockeinfallswinkel sind aufgetreten. sowie Inline-Motoren mit einer ungeraden Anzahl von Zylindern, aber alle diese Schemata hatten im Allgemeinen keine Auswirkung auf den Großteil der Anlagen und nur den diversifizierten Motorenbau. Die Basis des Verbrennungsmotors ist immer noch das R-Layout des Motors.

    Auch das Kraftstoffversorgungssystem hat sich stark verändert. Die Ära der Vergasersysteme und Motoren mit zentraler Einspritzung ist vorüber und wird durch eine dezentrale und eine direkte Einspritzung ersetzt. Um die Jahrhundertwende begann eine neue Entwicklung von Kraftstoffeinspritzsystemen, die auf der Verwendung grundlegend neuer elektronischer Kraftstoffeinspritzsysteme beruhten, deren Verwendung trotz der Komplexität und der Anforderungen an die Kraftstoffqualität dieser Motoren zunimmt. Die meisten Verbrennungsmotoren moderner Bauart verwenden immer noch eine verteilte Einspritzung, die weiter verbessert wird, was die Regulierung der Wirbelbildung am Einlass und die Qualität der Kraftstoffzerstäubung verbessert, da hier unter Berücksichtigung der technologischen Entwicklung beträchtliche Möglichkeiten bestehen.

    Das Dieseleinspritzsystem hat sich ebenfalls in letzter Zeit weiterentwickelt. Bei Dieselmotoren ist das verwendete Mischschema der wichtigste Faktor für die Leistung des Arbeitsablaufs. Der Einsatz von Dieselmotoren in Pkw begann mit Vorkammer- und Wirbelkammerstrukturen (Split-Brennkammern). Infolge einer Reihe grundlegender Mängel bei diesen Mischungssystemen sowie aufgrund der Entwicklung auf dem Gebiet der Dieselmotoren mit nicht getrennten Kammern bestand jedoch in den letzten Jahren eine Tendenz zur Verwendung der Direkteinspritzung. Die Entwicklung der Direkteinspritzung wurde durch die Entwicklung des Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems beeinflusst, wodurch es möglich wurde, das Spektrum an Modifikationen und Modellen von Motoren mit Dieselmotor zu erweitern. Die Weiterentwicklung des Common-Rail-Systems ist mit einer weiteren Erhöhung des Kraftstoffdrucks in der Kraftstoffschiene (180 ..) verbunden.

    Unter dem Einfluss der drohenden Erschöpfung der Ölressourcen und der Verschärfung der Umweltstandards für Verbrennungsmotoren stellen sich die meisten Autoanliegen bei der Entwicklung neuer Modelle die vorrangige Aufgabe einer hohen Kraftstoffeffizienz und Umweltfreundlichkeit. Die Leistungsindikatoren stehen jetzt an dritter Stelle der Prioritätenliste (mit Ausnahme nur für Sportmodelle). Deshalb wächst die Kraft von Massenautos nicht so stark wie vor den frühen neunziger Jahren. Änderungen in den Gasverteilungssystemen in den letzten Jahren zeigen, dass das 4-Ventil-System aufgrund seiner offensichtlichen Vorteile zum Standard für Autos wird, und dass 3- und 5-Ventil-Systeme eine seltene Ausnahme von der Regel darstellen, und die Anzahl der Autos, die Auflademotoren verwenden, nimmt ebenfalls zu. Die Basis der modernen Aufladung ist die Turboaufladung in verschiedenen Variationen sowie in Kombination mit der mechanischen Aufladung. Sollte es bemerken Fast alle Motoren mit verteilter Benzineinspritzung haben abgestimmte Ansaugrohre und sorgen für einen dynamischen Gasdruck. Gleichzeitig werden zunehmend Pipelines mit variabler Geometrie eingesetzt, um für verschiedene Betriebsbedingungen optimale Ansaugeinstellungen zu erreichen. Die Verwendung von Turboaufladung ist besonders bei Dieselmotoren ausgeprägt, und mit der Entwicklung der Druckbeaufschlagungstechnologie wurden Ladeluftkühler (Ladeluftkühler) zur Effizienzsteigerung eingesetzt. Inzwischen ist die Verwendung von Ladeluftkühlern für die meisten aufgeladenen Motoren die Regel geworden. ermöglicht die optimale Einstellung des Einlasses bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen. Die Verwendung von Turboaufladung ist besonders bei Dieselmotoren ausgeprägt, und mit der Entwicklung der Druckbeaufschlagungstechnologie wurden Ladeluftkühler (Ladeluftkühler) zur Effizienzsteigerung eingesetzt. Inzwischen ist die Verwendung von Ladeluftkühlern für die meisten aufgeladenen Motoren die Regel geworden. ermöglicht die optimale Einstellung des Einlasses bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen. Die Verwendung von Turboaufladung ist besonders bei Dieselmotoren ausgeprägt, und mit der Entwicklung der Druckbeaufschlagungstechnologie wurden Ladeluftkühler (Ladeluftkühler) zur Effizienzsteigerung eingesetzt. Inzwischen ist die Verwendung von Ladeluftkühlern für die meisten aufgeladenen Motoren die Regel geworden.

    Das Potenzial des Motors für die Zeit von den 90er Jahren bis zu unserer Zeit versucht vor allem durch die Erhöhung der Effizienz von Leerlauf und Teillasten, die den Großteil der Zeit eines modernen Autos ausmachen, zu wachsen. Das Ventilzeitsteuersystem, das die Öffnungs- und Schließphasen der Einlass- und Auslassventile unter Verwendung von auf den Nockenwellen angebrachten Phasenschiebern reguliert, hat breite Verwendung gefunden. Die ersten Phasenschiebermodelle waren hauptsächlich hydraulisch und regulierten den Betrieb der Einlassventile. Die neuesten Modelle sind jedoch bereits elektrisch, was die Geschwindigkeit und den Wirkungsgrad erhöht, und sie regeln sowohl das Einlass- als auch das Auslassventil. Der Nachteil der Phasenanschnittsteuerung mit auf der Nockenwelle angebrachten Phasenschiebern war eine stufenweise Änderung der Ventilsteuerzeiten, weshalb Systeme zur stufenlosen Steuerung der Ventilsteuerzeiten entwickelt wurden. Das erste derartige System war Valvetronic von BMW, das die Phasen durch ständige Anpassung der Hubhöhe der Einlassventile regulierte (dank dieses Systems wurde erstmals ein Benzinmotor ohne Drosselklappe hergestellt!). Bald wurden ähnliche Technologien von Nissan (VVEL) und Toyota (Valvematic) beherrscht. Die fortschrittlichste Entwicklung wurde von FIAT unter dem Namen MultiAir vorgestellt. Im MultiAir-System wird eine Nockenwelle für Einlass- und Auslassventile verwendet. Die Einlassaktion der Nocken erfolgt über ein spezielles elektrohydraulisches System, mit dem Sie den Einlass jedes Ventils individuell steuern können.

    Moderne Automotoren sind dank neuer Materialien in ihrer Herstellung und einer tieferen Fehleinschätzung und Untersuchung der Vorgänge im Verbrennungsmotor, die zur Verringerung von Reibungsverlusten und Pumpverlusten im Motor geführt haben, inzwischen perfekter geworden. Die Einführung des Prinzips der Änderung der Leistung der Motorantriebsaggregate verringerte je nach Bedarf die Energiekosten für den Antrieb der Ölpumpe und der Wasserpumpe des Motors und stellte den Generator während des Beschleunigungsvorgangs ab und schaltete sich beim Bremsen ein, je nach Möglichkeit und Notwendigkeit.

    Der Zeitraum von Anfang der 90er Jahre bis heute kann zu Recht als Übergangszeitpunkt von den komplexen mechanischen Strukturen der Symbiose verschiedener Technologien zur Elektrifizierung aller möglichen Hilfseinheiten in einem Auto bezeichnet werden, um die höchste Energieeffizienz zu erreichen.

    PS Wenn Sie kurz das Wesentliche von allem beschreiben, was oben beschrieben wurde, geht es darum, dass die Anzahl der implementierten Technologien zum ersten Mal seit den 90er Jahren die Kapazität des Autos nicht mehrmals erhöht hat, sondern nur einige Zwischenziele erreichen konnte. Durch den anschließenden Übergang zur Einführung elektrischer Bauteile in den Verbrennungsmotor ergab sich ein qualitativ besseres Ergebnis, ohne die Konstruktion zu komplizieren, während dieselben Ziele wie die mechanisch-hydropneumatischen Systeme des Verbrennungsmotors erreicht wurden.

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