В последнее время все чаще можно услышать, что эпоха ДВС (двигателей внутреннего сгорания) постепенно уходит. Отчасти, это соответствует действительности. Но производители бензиновых силовых агрегатов не собираются сдаваться без боя. Их силы направлены на создание технологий, которые позволят ДВС обрести второе дыхание. Вот технологии, благодаря которым бензиновые силовые агрегаты успешно противостоят гибридам и электромоторам.

1. Отказ от распредвалов

Еще недавно вряд ли кто-нибудь мог уверенно утверждать, что появятся силовые агрегаты, лишенные распределительных валов. А сейчас они есть. Их производит компания FreeValve ("дочка" скандинавской Koenigsegg), которая доказывает, что будущее уже наступило.

В системе FreeValve каждый клапан не связан жестко с соседними и открывается индивидуально. Отсюда и название — "свободные клапаны". Открывает клапаны пневматика, а закрывает — гидравлика. И пневматическая, и гидравлическая системы постоянно находятся под давлением, и готовы сообщить клапану максимум энергии. Задача электрического привода — лишь вовремя подавать к клапану воздух или масло.

Фишка FreeValve в том, что он подходит практически для любого автомобильного или мотоциклетного двигателя. Мало того, FreeValve позволяет в любой момент перевести двигатель на экзотический цикл работы, хоть Миллера, как на Mazda, хоть Аткинсона, как на Prius. А при желании мотор может в мгновение ока стать двухтактным, почти двукратно нарастив мощность.

Пожалуй, самое неожиданное свойство двигателя с независимыми клапанами — его надежность. Так, при обрыве ремня ГРМ в традиционном ДВС поршни "встречаются" с клапанами сразу во всех цилиндрах. В двигателе же FreeValve, если где-то и откажет привод клапана, "стуканет" всего один цилиндр, а остальные не пострадают.

2. Переменная компрессия силового агрегата

Соотношение между объемом камеры сгорания и полным объемом цилиндра называется степенью сжатия. Чем она выше, тем больше теоретически достижимая эффективность сгорания топлива. Однако попутно растет риск возникновения взрывного сгорания, то есть детонации. Поэтому для современных турбированных моторов стал актуален вопрос снижения степени сжатия на высоких оборотах.

Концерн Nissan реализовал такой механизм на рядной "четверке" 2.0 VC-T (Variable Compression Turbo). Шатун каждого цилиндра соединен с коленвалом не напрямую, а через подвижное коромысло — траверсу, которая своим противоположным концом связана с тягой электроактуатора. Перемещение тяги меняет наклон траверсы и, соответственно, расстояние между поршнем и шатунной шейкой коленвала.

В результате 2.0 VC-T на малых оборотах при небольших нагрузках — при крайнем верхнем положении траверсы — способен достигать очень высокой степени сжатия 14,0:1. А на высоких оборотах или под полным дросселем автоматика сдвигает ВМТ вниз — и степень сжатия падает до 8,0:1.

Мотористы Nissan уверяют, что такие двигатели станут альтернативой дизелям. При схожей экономичности они требуют менее сложных систем очистки выхлопа, и легче вписываются в жесткие экологические нормативы.

3. Технология HCCI

Технология HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition) позволяет воспламенять топливную смесь бензинового ДВС не за счет искры от свечи зажигания, а от высокой температуры и давления, как в дизельных двигателях.

Эта технология прорабатывается инженерами уже несколько десятков лет. Прототип силового агрегата HCCI был представлен американской GM еще в 2007 году, но потом по непонятным причинам его доработка была приостановлена.

Сегодня наибольших успехов в этом направлении достигла Mazda, которая обещает внедрить моторы нового типа уже в 2019 году. Представители концерна гарантируют, что благодаря технологии HCCI их автомобили станут экономичнее примерно на 30 процентов.

По сообщению инженеров Mazda, цикл все еще не совершенен (добиться стабильности HCCI весьма трудно), поэтому избавиться от системы зажигания пока не получится. Воспламенение будет принудительным в мощностном режиме, а при небольшой нагрузке или работе на холостом ходу должен будет запускаться цикл HCCI.

Специалисты уверены, что к помощи свечей прибегать не придется, если получится добиться степени сжатия 18:1. Предполагается, что это позволит дополнительно уменьшить расход горючего и снизить количество вредных окислов.

4. Деактивация цилиндров

Мощные бензиновые моторы, разумеется, потребляют много топлива. Понимая, что современный потребитель умеет считать деньги, конструкторы решили прибегнуть к хитрости — ограничить работу части цилиндров. Ведь если часть цилиндров отключать во время равномерного движения, на скорости автомобиля это никак не скажется. В то же время человек за "баранкой" будет знать, что в его распоряжении имеется резерв мощности, и при необходимости им можно воспользоваться.

Технология деактивации цилиндров стала массовой. Например, ею могут похвастаться внедорожники от Chevrolet, Cadillac и Lincoln. Интересно, что эту функцию можно активировать как в автоматическом режиме, так и в ручном.

Сам процесс блокировки происходит без какого-либо ущерба для автомобиля. Например, если у автомобиля 12 цилиндров, 6 из них могут быть отключены, как говорится, без зазрения совести. И никаких вибраций при этом не будет, поскольку сохраняется сбалансированность силового агрегата.

Павел Жуков