FREEVALVE – только новые технологии для ДВС

Многие считают FREEVALVE суббрендом Koenigsegg Automotive AB, это отчасти правильно, так как компания является дочерней по отношению к производителю гиперкаров и наследовала разработки и научно-исследовательскую базу своего предшественника компании Cargine. Предыстория именно этого производителя связывает Koenigsegg с SAAB, еще одной шведской, но уже в этот раз крупносерийной маркой. Возрождения относительно старого шведского бренда можно ожидать в сотрудничестве Koenigsegg с NEVS и SPYKER. Одноименные суперкары последнего бренда также гордо носят на своем борту моторы FREEVALVE.

FREEVALVE на сегодняшний день является абсолютно независимой компанией, инженеры которой трудятся над созданием новых двигателей – более мощных, эксклюзивных, способных на исключительные нагрузки. Нужно сказать, что бренд базируется на хорошо продуманной концепции, причем ее реализовать ранее хотели в массовом производстве многие автомобилестроительные компании, но удалось это только бывшей Cargine.

Концепция FREEVALVE

Концепция FREEVALVE представляет собой технологический подход к проектированию двигателей внутреннего сгорания, которые характеризуются полностью программно-регулируемым поведением клапанов. Двигатель FREEVALVE действительно управляется не распредвалом, как это положено в классической архитектуре, а с помощью автоматизированной сенсорно-актуаторной системы, приводящей клапаны в действие.

Благодаря этому решению достигается оптимизация расхода топлива ДВС и общее повышение мощности. Кроме того, двигатель лучше реагирует на условия вождения и быстро адаптируется, создавая условия для улучшенной маневренности автомобиля.

Технология FREEVALVE планируется к внедрению в крупносерийном производстве, производителю удалось преодолеть ряд экономических и технологических проблем эффективным способом. Прежде всего, это стало возможным за счет замены элементной базы. Если в полностью регулируемых клапанах предыдущего поколения для открытия тарельчатых элементов применялись электромагнитные и электрогидравлические заслонки, то в FREEVALVE применяются электрогидравлические пневноприводы, работающие совместно с датчиками.

Такой подход обеспечивает, как минимум, 12-17 % понижение расхода топлива по сравнению с любым современным с частично-регулируемым двигателем с DI и управляемыми кулачками. Кроме того, специалистами FREEVALVE было исследовано поглощение энергии двигателем, результаты были сопоставлены с оптимизированным диапазоном оборотов.

Изначально системы была протестирована на SAAB 9-5, на этих автомобилях устанавливались двигатели с регулируемым впускным клапаном. Впоследствии был сделан тестовый автомобиль этой же модели с полностью регулируемыми клапанами, который прошел 10 000 км. Впоследствии двигатели устанавливались на Koenigsegg, а в прошлом году новые агрегаты были выбраны еще одним производителем суперкаров – SPYKER.

Другие разработки FREEVALVE

Стоит учитывать, что FREEVALVE – это технология, предназначенная и адаптированная для высокопроизводительных автомобилей, поэтому разработчикам требовалось получить максимум, устранить все точки потери мощности и нерационального расхода топлива. Схематически они показаны на рисунке, на нем можно увидеть, сколько топлива теряет автомобиль благодаря разным узлам, в таком же соотношении можно уменьшать потери энергии и, соответственно, топлива.

Такие особенности расхода характерны при движении по городу, на трассе немного другая картина, но, в целом, концепция состоит в том, чтобы изменить узлы таким образом, чтобы снизить потребление. Устранение распредвала выполнено именно в этих целях. Технология FREEVALVE может быть применена и в других двигателях, что позволит улучшить их эффективность.

В частности, также предлагается отказаться от дроссельной заслонки. Деактивация цилиндра в этом случае будет обеспечиваться частотно-модулируемым крутящим моментом. В двигателях типов DEP или HEGR компрессия может быть увеличена без проблем характерной детонации. Это обеспечивается повышением скорости рециркуляции отработанных газов, одновременно с улучшением самого процесса сгорания.

Пневматический гибридный мотор с технологией FREEVALVE гарантирует устранение различных нерациональных потерь в режиме ожидания и инерционного движения автомобиля примерно на 17 %, это не только очень выгодно, но и выгодно дополнено. Реализованная система рекуперации энергии при торможении обеспечивает автомобиль дополнительным объемом электричества, общий объем электропитания можно сопоставить с Toyota Prius и Honda Insight, при этом отсутствуют дополнительные электродвигатели и аккумуляторы, значительно утяжеляющие конструкцию машины.

Разработанная технология Steam Hybrid позволяет отказаться от классического решения системы охлаждения и рециркуляции отработанных газов за счет использования внутреннего цикла охлаждения. Она реализуется с помощью недорогого аппаратного обеспечения.

Первый опыт серийного выпуска с Qoros

Первый опыт применения технологии FREEVALVE на своих двигателях получила в 2016 году компания Qoros, благодаря чему стандартный 1,6-литровый 4-х цилиндровый двигатель обеспечивает уменьшение расхода топлива на 15%, особенно на скоростях свыше 120 километров в час.

Архитектура агрегата была существенно изменена. Традиционный распредвал, а также дроссельная заслонка были заменены сенсорно-актуаторной системой с пневматическим приводом. Управление осуществляется электронным путем, клапаны закрываются гидравлическим способом. Такое конструкционное решение было названо как Pneumatic-Hydraulic-Electric-Actuator (PHEA). Можно надеяться, что двигатели PHEA можно будет увидеть не только на Koenigsegg, но и на SAAB уже в ближайшем будущем.