Тема электромобилей и гибридных силовых установок в последние несколько лет стала настолько «раскрученной», что на второй план отошли многие другие интересные разработки.

Анализ технических ноу-хау в автопроме действительно весьма увлекательное занятие. Ведь иногда инженеры находят оригинальные способы решения тех или иных автомобильных проблем буквально «на ровном месте». Причем значительное число разработок – не из области интеллектуальной электроники, которая в последнее время превратилась во всемогущее оружие для достижения многих целей. Это чистая механика, иногда дополненная электротехникой. Интересно, что каждый раз решается множество задач, направленных в итоге на повышение экономичности и экологичности автомобилей. Например, инженерам концерна VW показалась неэффективной работа интеркулера с воздушным охлаждением. Они реализовали иную конструкцию, в которой промежуточный радиатор-охладитель имеет жидкостное охлаждение и установлен непосредственно на двигателе.

Поршни

Разработчики поршней ломают голову над вопросами снижения трения, веса и улучшения охлаждения этих деталей. Двигаясь в этом направлении, инженеры Federal Mogul и Kolbenschmidt Pierburg AG создали поршни с антифрикционным покрытием (1) на поверхностях трения, со специальными каналами охлаждения (2) и даже облегченные сварные поршни с уменьшенными поверхностями трения. Так, прогрессивный поршень Magnum Monosteel™ (3) компании Federal Mogul с уменьшенной площадью юбки имеет на 17% меньший коэффициент трения и улучшенную гидродинамическую смазку юбки.

Электротурбина

Британская инжиниринговая компания Controlled Power Technologies (CPT), специализирующаяся в области снижения вредных выбросов в атмосферу, разработала электротурбонагнетатель. Это не что иное, как турбокомпрессор, который приводится в движение электромотором от бортовой сети автомобиля (12 В). Он способен обеспечить давление наддува до 1,45 бар, а скорость вращения турбины может достигать 70 тыс. об/мин. Она предназначена для инсталляции в составе тюнинг-комплектов как на атмо­сферных, так и турбированных моторах, выполняя в последнем случае роль первичной турбины системы твин-турбо. По словам создателей, новинка обеспечивает снижение выбросов CО2 до 20%, а также увеличение мощности и момента на малых оборотах двигателя (до 2000 об/мин).

Электротурбина пока предлагается как тюнинг-комплект, так как отработавшие газы для «питания» турбокомпрессоров являются «бесплатными».

Поршневые кольца

Инженеры производителя комплектующих для двигателей – компании Federal Mogul в рамках решения проблемы повышенного расхода масла в моторах с непосредственным впрыском топлива, особенно турбированных, создали и запатентовали поршневое кольцо LKZ с иной геометрией рабочей части. Благодаря этому кольцо создает разное давление на стенки цилидров: при ходе поршня вниз – максимальное; вверх – минимальное (классические кольца создают одинаковое давление при движении поршня вниз и вверх). Благодаря большему давлению при ходе вниз кольцо эффективнее удаляет масло со стенок цилиндров, «сбрасывая» его в картер двигателя. При этом меньше масла остается для сгорания в надпоршневом пространстве. Соответственно, отработавшие газы становятся чище, а на стенках камеры сгорания, на свечах и в выпускном тракте накапливается меньше нагара. Кольца серии LKZ ® уменьшают расход масла на 50% и снижают трение на 15%. А это и экономия топлива, и снижение выбросов отработавших газов, и увеличение срока службы масла. Эффективное удаление масла со стенок цилиндров также снижает вероятность образования отложений между поршневыми кольцами – виновников задиров на стенках цилиндров.

Поршневые кольца Federal-Mogul классического типа	Поршневые кольца Federal-Mogul LKZ®

Газотурбинный гибрид

Калифорнийская корпорация Сapstone Turbine Corporation совместно с американскими производителями грузовиков и автобусов разработали новый тип гибридной силовой установки – с компактным газотурбинным двигателем. Сapstone Turbine Corporation специализируется на серийном производстве газотурбинных двигателей, работающих на различных видах горючего: природном газе, керосине, дизельном топливе и биодизеле. Недавно компания представила две гибридные силовые установки с использованием 35- и 65-киловаттных микрогазотурбинных моторов. Принцип работы этой силовой установки довольно прост. На валу турбины посажен генератор, который вырабатывает электричество. Кроме того, есть внешняя обмотка – для рекуперации энергии. Новинка имеет жидкостное охлаждение силовой электроники, а тяговый электромотор – на постоянных магнитах. Новый гибрид отвечает строгим экологическим нормам CARB и EPA 2010 даже при отсутствии катализаторов и сажевых фильтров. Кстати, в ассортименте продукции этой компании есть и 200-киловаттные газотурбинные моторы.

Новая планетарка

Для снижения шумности нового дифференциала используются косозубые шестерни.

Специалисты компании Schaeffler Group’s создали дифференциал, который на 30% легче классических конструкций и на 70% меньше в объеме. Применительно к «железу» это означает снижение веса на 3 кг и уменьшение диаметра на 90 мм. В новинке вместо классических конусных шестерен используются косозубые цилиндрические шестерни, а сам механизм представляет собой планетарную передачу (см. фото), как в автоматических КП. Внедрение такого дифференциала в трансмиссию автомобиля значительно улучшит геометрическую проходимость внедорожников с неразрезными мостами, а в легковых авто позволит увеличить объем багажника (в полно- и заднеприводных авто) или же значительно уменьшить размер коробки передач. Кроме того, за счет уменьшения сил инерции и применения подшипников новой конструкции повысится динамика автомобиля и снизится расход топлива. В случае с гибридами новый дифференциал облегчит компоновку трансмиссий.

Без сцепления

Функцию синхронизаторов в КП без сцепления выполняет кулачково-дисковый механизм.

Инженеры британской компании Zeroshift разработали многоступенчатую коробку передач для электромобилей, в конструкции которой отсутствует сцепление. Ее функции выполняют демпфирующие элементы в ступицах шестеренок – аналогично гасителям крутильных колебаний в ведомом диске сцепления, а электроника контролирует процесс и подключает ту или иную передачу в зависимости от оборотов двигателя. В основе конструкции лежит запатентованная компанией Zeroshift система переключения передач – без традиционного синхронизатора. Вместо него используется оригинальный механизм включения кулачково-дискового типа. Наличие более чем одного передаточного числа и возможность переключаться без прерывания потока мощности означает, что мотор будет работать на 10% эффективнее, увеличится запас хода и жизненный цикл батарей.

Подготовил Юрий Дацык 
Фото фирм-производителей

http://www.autocentre.ua