Przez wiele dekad mottem konstruktorów silników było twierdzenie: Czy jest coś lepszego niż większa pojemność? Poza tym zwiększanie pojemności było niemal jedynym sposobem, w jaki konstruktorzy potrafili dać silnikom większą moc i moment obrotowy. To podejście zmieniło się w latach 70., kiedy na rynku pojawiły się pierwsze turbodoładowane silniki benzynowe.
Dziś świat nowoczesnych silników przeszedł wielką zmianę. Od pewnego czasu o wiele mniejsze jednostki posiadają osiągi, które kiedyś były dla nich nieosiągalne. Kluczem do tego jest tzw. downsizing. Jest to więcej niż tylko turbodoładowanie, mniejsza ilość cylindrów i zmniejszona pojemność. Efektywny downsizing i przeniesienie pracy silnika na poziom niższych prędkości obrotowych są możliwe tylko dzięki zastosowaniu interaktywnych technologii. Jednym z liderów w projektowaniu nowych rozwiązań dla innowacyjnych konstrukcji mniejszych silników jest firma Schaeffler.
Punkt 1. Zoptymalizowane tarcie łożysk tocznych i powłok
Turbodoładowanie powoli staje się standardem w technologii konstruowania nowoczesnych silników i jest oczywiście kluczowym elementem downsizingu. To z kolei korzystnie wpływa na zużycie paliwa bez potrzeby rezygnowania z osiągów. Bez względu na to, który ze sposobów zmniejszenia silnika zostanie zastosowany, musi zostać zachowana wytrzymałość materiału i komfort prowadzącego pojazd. Bogata oferta komponentów zarówno dla silników, jak i układu przeniesienia napędu firmy Schaeffler czyni ją jednym z najważniejszych dostawców przemysłu motoryzacyjnego mającego wpływ na rozwijanie idei nowoczesnych, mniejszych silników o wysokich osiągach. Specjalną dziedziną rozwoju elementów nowych konstrukcji pojazdów są specjalne powłoki i łożyska o zmniejszonym poziomie tarcia. Łożyska toczne opracowane specjalne do zastosowania w turbosprężarkach są tylko jednym z innowacyjnych rozwiązań firmy Schaeffler. Łożyska toczne mają znacznie niższe tarcie niż konwencjonalnie stosowane łożyska ślizgowe. Zmniejszone tarcie powoduje, że turbina reaguje z mniejszym opóźnieniem. Poza specjalnymi rozwiązaniami łożysk Schaeffler posiada również głęboką wiedzę na temat materiałów ograniczających tarcie. Znajdują one zastosowanie przede wszystkim w układzie mechanizmu zaworów w powłoce elementów takich jak popychacze czy dźwigienki zaworowe. Zmniejszenie tarcia i zużycia elementów ma również bardzo duże znaczenie w przypadku pasowego i łańcuchowego napędu rozrządu. W tym przypadku ważną rolę odgrywają produkowane przez koncern Schaeffler elementy napinające i tłumiące drgania.
Punkt 2. Zmienne fazy rozrządu
Zmienny system sterowania zaworami jest jedną z kluczowych technologii potrzebnych, aby zrealizować strategię ograniczania emisji CO2. W obecnie dostępnych systemach zmienne sterowanie zaworami jest zazwyczaj realizowane poprzez przesunięcie czasu otwierania i zamykania (zmienne fazy) i/lub warianty skoku zaworów dolotowych. Technologia zmiennych faz stosuje hydrauliczną regulację wirnika, aby zmienić pozycję wałka rozrządu względem wału korbowego, co pozwala na optymalizację recyrkulacji gazów wydechowych i zapewnia efektywny współczynnik kompresji. Zmienny skok zaworów może być zrealizowany poprzez wałek mimośrodowy napędzany przez siłownik. System ze zmiennym skokiem zaworów może mieć nieciągłe dwu- lub trójstopniowe sterowanie lub być całkowicie zmienny. Technologia UniAir® stworzona przez firmę Schaeffler we współpracy z koncernem Fiat po raz pierwszy realizuje w pełni zmienne ustawienie skoku zaworu, momentu i czasu trwania jego otwarcia i zamknięcia oraz ich ilość. To oznacza, że system UniAir® pozwala zaworom dolotowym na otwarcie lub zamknięcie więcej niż raz podczas trwania suwu ssania, zależnie od warunków obciążenia i wymogów kierowcy – osobno dla każdego cylindra. Dzięki temu, że dostarczanie energii precyzyjnie odpowiada zapotrzebowaniu, energetyczna wydajność jest zoptymalizowana. To czyni UniAir® pierwszym na świecie w pełni zmiennym systemem sterowania zaworami.
Punkt 3. Tłumienie drgań skrętnych
Z czasem silniki wysokoprężne i benzynowe uzyskiwały coraz większy moment obrotowy, powstały silniki o nieparzystej liczbie cylindrów – a to spowodowało drastyczny wzrost drgań skrętnych. Z powodu zbyt małego kąta skręcenia, wynoszącego tylko 10º, tłumik drgań oparty na tarczy sprzęgła nie spełniał już swoich zadań. „Odchudzeniu” uległy również skrzynie biegów, w związku z tym zmniejszył się ich moment bezwładności. Drgania skrętne obecnych silników wpływają bardzo destrukcyjnie na elementy zespołu napędowego, generując hałas podczas jego pracy. Dlatego kolejnym krokiem w rozwoju ich tłumienia było skonstruowanie przez inżynierów firmy LuK, będącej częścią koncernu Schaeffler, zespołu mechanicznego w postaci dwumasowego koła zamachowego. Obecnie stale rozwijane konstrukcje dwumasowych kół zamachowych znajdują zastosowanie w coraz większej liczbie układów napędowych, pozwalając osiągnąć pożądane wartości mocy i momentu obrotowego, równocześnie zapewniając komfort i ochronę elementów łańcucha napędowego przed destrukcyjnymi drganiami generowanymi przez silnik.
Komentarze (0)