Трехцилиндровые двигатели: плюсы и минусы.

ТРЕХЦИЛИНДРОВЫЕ БЕНЗИНОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ СЕМЕЙСТВА EB — это новое поколение двигателей представляет собой подлинный прорыв с точки зрения
обеспечения прекрасных показателей топливной экономичности и выбросов CO2 при
сохранении высокого уровня удовольствия от вождения и превосходных тягово-
динамических характеристик. Двигатели предлагаются в двух версиях с различным
рабочим объемом – 1.0 л и 1.2 л.

Измерение и оценка погрешности цилиндра для цилиндра цилиндра в процессе изготовления

Достижения в области материаловедения и техники. Академический редактор: Джанлука Перкоко. Он-лайн измерительное устройство цилиндрической ошибки построено на основе двухточечного метода разделения ошибок метода, который может отделить ошибку вращения шпинделя от ошибки измерения. В соответствии с принципом измерительного устройства установлена ​​математическая модель метода минимальной зоны для оценки погрешности цилиндричности. Оптимизированные параметры целевой функции уменьшаются до четырех из шести, предполагая, что они равны нулю и равны единице.

Указанные двигатели, имеющие кодовое обозначение EB, были полностью разработаны
Группой PSA, начиная с постановки амбициозного технического задания, которое
заключалось в снижении выбросов CO2, улучшении топливной экономичности,
оптимизации массогабаритных показателей и повышении литровой мощности до уровня
50 кВт/л с целью повышения удовольствия от вождения и тягово-динамических
характеристик.

Исходные значения оптимизированных параметров получены по методу наименьших квадратов, а конечные значения получены генетическим алгоритмом. По сравнению с результатами ошибки метода наименьших квадратов, метод минимального описанного цилиндра и метод максимального вписанного цилиндра, результат ошибки метода минимальной зоны соответствует теории оценки ошибок. Результаты показывают, что метод может удовлетворять требованию измерения и оценки погрешности цилиндрического цилиндра цилиндра цилиндра.

Производительность и качество двигателя напрямую зависят от погрешности цилиндрического цилиндра. Как точно оценить ошибку цилиндричности всегда было в центре внимания многих исследований. Карр и Феррейра изучали теорию о том, что проблема минимальной зоны может быть преобразована в ряд задач линейного программирования. Выставить метод минимальной зоны ошибки цилиндричности на основе теории вычислительной геометрии, точное местоположение минимального центра зоны получено с использованием свойства выпуклой оболочки набора узлов в плоскости вокруг диаграммы Вороного, а затем мы будем знать точное значение ошибки цилиндричности.

По сравнению с четырехцилиндровым двигателем такой же мощности трехцилиндровый
агрегат 1.2 VTi (EB2) рабочим объемом 1.2 л имеет на 21 кг меньшую массу, а также на 25%
лучшую топливную экономичность и меньшие выбросы CO2 .

Эти характеристики стали результатом серьезных научно-исследовательских исследований,
реализованных в 52 патентах, которые охватывают промышленные и технологические
области. Из этого общего количества 23 патента относятся к конструкции двигателя и его
навесного оборудования, 20 — к системам управления двигателя, и 9 – к новшествам в
сфере технологии и оборудования.

Бэй разработал точную модель для оценки ошибки цилиндричности, приняв генетический алгоритм. Метод наименьших квадратов является наиболее распространенным методом, поскольку он имеет преимущества зрелой теории, конкретной математической формулы и простоты реализации. Когда идеальная ось цилиндра набирает силу, все измерительные точки участвуют в процедуре расчета, что приведет к большой ошибке. Однако это не подходит, хотя результаты оценки ошибок являются спорными. Метод минимальной зоны — единственный метод, который соответствует определению цилиндрической ошибки в национальном стандарте, и его результаты используются в качестве основы для определения.

Эффективные технологии

Потери на трение составляют примерно 1/5 всей вырабатываемой мощности двигателя.
Следовательно, здесь существует большое поле для дальнейшего совершенствования. В
двигателях семейства EB потери на трение снижены на 30 % благодаря использованию
различных технологических и конструктивных решений:

Метод минимальной зоны для оценки ошибки цилиндричности состоит в нахождении двух коаксиальных цилиндрических поверхностей, которые могут полностью содержать цилиндрическую поверхность цилиндра цилиндра и минимизировать разность радиусов. Это исследование, в котором основное внимание уделяется методу минимальной зоны, устанавливает новый метод оценки ошибки цилиндричности по генетическому алгоритму. Он-лайн измерительное устройство ошибки цилиндричности предназначено для достижения координат, а математическая модель устанавливается в соответствии с принципом измерительного устройства.

Использование углеродного алмазоподобного покрытия поршневых пальцев,
поршневых колец и толкателей клапанов;

Использование интегрированного в картер «мокрого» ремня привода ГРМ (погружён
нижним изгибом в «масляную ванну» с моторным маслом) для снижения уровня
шума работы;

Использование дезаксиального (описание см. ниже) кривошипно-шатунного механизма (КШМ).

Оптимальные параметры идеальной оси получены генетическим алгоритмом. Результат ошибки сравнивается с результатами трех других методов, и он указывает, что метод минимальной зоны, который применяет генетический алгоритм, может эффективно уменьшить результат оценки ошибок.

Устройство измерения погрешности измерения крутящего момента

Структура системы для измерения и оценки ошибок состоит из измерительного устройства, сбора данных, оценки ошибок, управления двигателем и компьютерной системы управления. На рисунке показана структура системы. Он-лайн измерительное устройство цилиндрической ошибки состоит в основном из блоков цилиндров, конвейера, позиционной платформы, двух датчиков, перегородки, подъемной платформы для винтов, четырех шаговых двигателей и четырех испытательных стержней, как показано на рисунке. Измеренные блоки цилиндров движутся вперед под действием конвейера.

Процесс сгорания был оптимизирован путем улучшения аэродинамических показателей
камеры сгорания, а именно каналов впуска и конструкции головки поршня, а также за счет
адаптации системы зажигания к работе при высоком содержании остаточных газов в
рабочей смеси.

В головке блока цилиндров, изготавливаемой из алюминиевого сплава, расположены
следующие компоненты: клапанный механизм, выполненный по схеме четыре клапана на
один цилиндр, система распределённого впрыска топлива во впускной коллектор, а также
система непрерывного регулирования фаз впускных и выпускных клапанов (VVT).

Когда датчик 1 обнаруживает измеренный блок цилиндров, перегородка растягивается, и когда датчик 2 обнаруживает этот измеренный блок цилиндров, платформа позиционирования поднимается на 5 мм, чтобы отделить измеренный блок цилиндров от конвейера. Испытательные стержни, приводимые в действие шаговыми двигателями, перемещаются в отверстие цилиндра под функцией подъемной платформы. Пока процесс измерения закончен, тестовые стержни отходят от измеренного отверстия цилиндра, а платформа позиционирования опускается на 5 мм, чтобы сделать измеренный блок цилиндров снова касанием конвейера.

Кроме того, головка блока цилиндров изготавливается литьем по выплавляемой модели
(PMP). Завод во французском городе Шарлевиле является одним из немногих предприятий
в мире, которые в совершенстве освоили этот технологический процесс. Его применение
позволяет уменьшить количество деталей и сборочных операций, ведь для двигателей
семейства EB такие элементы, как выпускной коллектор, патрубок выхода охлаждающей
жидкости и опора двигателя, являются частью головки блока цилиндров.

Следующий процесс измерения блока цилиндров будет продолжаться. Многопроходный метод может сдерживать случайную ошибку измерительной системы, что позволяет измерять заготовку без высокоточной оси вращения. Он более подходит для он-лайн измерения, и он играет очень важную роль в процессе измерения для большой детали, которая не может двигаться. В этом исследовании принят двухточечный метод метода разделения ошибок, который выполняет в том аспекте, что один испытательный стержень имеет три слоя, и каждые два датчика, которые расположены на каждом слое, разделены на 180 градусов, как показано на рисунке.

В рассматриваемых трехцилиндровых двигателях используются и другие усовершенствования, среди которых насос системы смазки с переменной
производительностью. Управление насосом осуществляется по критерию обеспечения
оптимального давления масла на любом режиме.

Также для ускорения прогрева с целью снижения уровня выбросов CO2 в двигателях
данного семейства используется система охлаждения с разделенными контурами
(SplitCooling). При пуске двигателя контуры охлаждения головки и блока цилиндров
изолированы друг от друга для повышения скорости прогрева.

Уравнение двухточечного метода выглядит следующим образом: где и есть погрешность измерения датчиков, является ошибкой округления и является ошибкой вращения шпинделя. Ошибка округления может быть отделена от погрешности измерения, и ее значение выглядит следующим образом: это эффективно уменьшит погрешность измерения и поможет уменьшить ошибку цилиндричности.

Процесс оценки ошибки цилиндричности — это процесс нахождения идеальной оси, а также процесс приближения к идеальной оси. Когда приближающееся положение и направление различны, разность радиусов не одинакова. Минимальное значение разности радиусов можно рассматривать как ошибку цилиндричности, а соответствующая ось — идеальная ось. На рисунке показан метод минимальной зоны ошибки цилиндричности.

Двигатель VTi с рабочим объемом 1,2 л оснащается уравновешивающим валом . (описание см. ниже) Он вращается в сторону, противоположную вращению коленчатого вала. Данная система предназначена для снижения уровня вибраций и повышения акустического
комфорта.

Предназначенный для версий начального уровня двигатель 1.0 VTi (EB0) рабочим объемом
1.0 л и мощностью 50 кВт (68 л.с.) открывает ряд бензиновых версий Peugeot 208, начиная
с таких показателей, как 99 г CO2 на 1 км и 4,3 л/100 км в комбинированном цикле.
Улучшение по сравнению с предшествующей моделью составило 46 г/км по уровню
выбросов CO2 и 2 л/100 км по расходу топлива. Ряд завершает двигатель 1.2 VTi (EB2)
рабочим объемом 1.2 л. Его мощность составляет 60 кВт (82 л.с.), а уровень выбросов CO2
равен 104 г/км.

Координата точки измерения может быть выражена как где-то количество измеренных участков, это количество измеренных точек на каждом измеренном участке, является реальным радиусом измеренных точек к оси и является соответствующим углом. Если идеальная ось и торцевая поверхность цилиндра пересекаются в точке и отношение направления идеальной оси, то измеренные точки могут быть записаны следующим образом: поэтому уравнение идеальной оси можно определить как и расстояние от точки измерения идеальной оси могут быть выражены как.

Пока достигаются значения оптимальных параметров около. и, получается уравнение идеальной оси, и вычисляется ошибка цилиндричности. Однако его трудно оптимизировать, поскольку формула нелинейна. Для удобного вычисления необходимо сделать некоторое предположение:,; это позволит свести оптимальные параметры до четырех из шести.

Дезаксиальный кривошипно-шатунный механизм это КШМ, у которого ось поршневого
пальца смещена (смещение составляет 0,05…0,1 радиуса кривошипа коленчатого вала)
относительно оси поршня (цилиндра). Это делается с целью уменьшить разницу в давлениях
поршня на правую и левую половины цилиндра, обеспечить более равномерный износ
цилиндров, уменьшить удары кромок поршня при его перекладке.

Метод наименьшего квадрата для начальных значений

Чтобы уменьшить время оптимизации, метод наименьших квадратов используется для получения начальных значений четырех параметров оптимизации.

Генетический алгоритм конечных значений

Поэтому более целесообразно использовать для оптимизации параметров целевой функции метода минимальной зоны. Основными этапами генетического алгоритма являются кодирование, генерация начальной популяции, выбор функции фитнеса, поиск и вывод оптимальных параметров. Процесс показан на рисунке.

Уравновешивающий вал установлен в нижней части блока цилиндров и приводится от
коленчатого вала через пару шестерен. Он вращается с частотой коленчатого вала, но в
противоположном направлении. В результате поступательного движения поршней и
шатунов создаются силы, вызывающие колебания двигателя. Последние могут
передаваться через опоры силового агрегата на кузов автомобиля. Уравновешивающий
вал создает усилия, противодействующие силам инерции поршней, шатунов и коленчатого
вала.

Каждый параметр представляет собой ген, а хромосома — это решение. Выражение представляет собой хромосому, состоящую из четырех параметров. Оценка пригодности является критерием направления поискового направления генетического алгоритма, и в процессе поиска нужна только функция фитнеса. Как выбрать подходящую функцию пригодности для оценки эффективности населения — это ключ к генетическому алгоритму. Функция пригодности обычно преобразуется из целевой функции. В этом исследовании обратная задача объективной функции ошибки цилиндричности выбирается как функция пригодности, а формула дается как.

Графики внешних скоростных характеристик и размеры двигателей семейства EB:

Трехцилиндровые двигатели пока что предлагаются в России только с механической коробкой передач, а «четверка» 1,6 — с гидравлическим автоматом. Задумчивых «роботов» для малокубатурных моторов в нашу страну решили не поставлять, оставив их терпеливым и бережливым европейцам.

Генетический поиск в основном включает в себя выбор, кроссовер, мутацию и миграцию. Его цель — выбрать лучшего человека в соответствии с принципом выживания наиболее приспособленных. Лучшим человеком являются значения параметров. Колесо рулетки берется как оператор выбора, а вероятность индивидуума, выбранного для входа в следующее поколение, указана как.

Оператор кроссовера играет важную роль в процессе поиска. Его конкретная операция заключается в том, чтобы установить перекрестную точку случайным образом и обмениваться компонентами двух индивидуумов, которые будут генерировать два новых человека. Два новых человека будут использоваться для следующей итерации. Вероятность кроссовера обычно варьируется от 6 до.

Долой консерватизм С точки зрения компоновки интерьера Peugeot 208 — законодатель мод. Руль уменьшен в размерах и «сплюснут» снизу, чтобы не мешать коленям, приборы установлены выше баранки, ауправление большинством сервисных функций возложено на большой сенсорный дисплей высокого разрешения

Мутация будет генерировать новых людей путем изменения гена на хромосоме. Значение пригодности нового индивидуума будет сравниваться со значением первоначального индивидуума, и мутация будет продолжаться до тех пор, пока не будет найден последний человек, и вероятность мутации варьируется от 01 до.

Чтобы решить проблему локального оптимального решения, оператор переноса вводится в генетический алгоритм. Некоторые лучшие люди мигрируют в другие подгруппы. Когда фитнес достигает ожидаемого значения или генерация достигает максимума, алгоритм будет закончен.

Если раньше двигателем прогресса считалась лень, то в наши дни это, безусловно, экологические нормы. Новейшие бензиновые двигатели Peugeot серии EB, занявшие место под капотом хетчбэка 208, выбрасывают в атмосферу меньше углекислоты, чем силовая установка дизель-электрического гибрида Peugeot 508RXH.

Трехцилиндровые моторы объемом 1,0 и 1,2 л выдают 68 и 82 л.с. соответственно, при этом крутящий момент составляет 95 и 118 Н м — вполне достаточно, чтобы хорошо оснащенный компакт-кар уверенно чувствовал себя в городе. Бывалые автомобилисты при упоминании трехцилиндрового литрового движка по привычке поморщат нос, и совершенно напрасно. Чтобы маленькие моторы не ударили в грязь лицом, компании Peugeot пришлось зарегистрировать 52 патента, 23 из которых относятся к конструктивным особенностям силовой установки, 20- к программам контроллера и 9 — к специальным технологическим процессам и оборудованию.

Размер популяции — 20, оператор выбора — колесо рулетки, оператор кроссовера — одноточечный кроссовер, вероятность кроссовера — 8, вероятность мутации равна 1, интервал миграции равен 20, вероятность перехода равна 2, а число итераций. Рисунок — один из разделов, и из этого раздела можно получить ошибку округлости. Чтобы проверить точность алгоритма, метод наименьших квадратов, метод минимального описанного цилиндра и метод максимального вписанного цилиндра принимаются для сравнения результатов метода минимальной зоны.

Мы можем получить сообщение о том, что результат метода минимальной зоны минимален, и он может удовлетворять требованию оценки погрешности цилиндричности для блока цилиндров двигателя. В этой статье был разработан эффективный измерительный прибор с погрешностью цилиндричности. Методика разделения двухточечной методики, принятая на тестовых стержнях, может уменьшить вращательную ошибку шпинделя. Математическая модель оценки погрешности цилиндричности строится по принципу измерительного устройства, а оптимизированные параметры идеальной оси сводятся к четырем из шести.

Железная диета

Наиболее очевидный способ сохранить динамику автомобиля при уменьшении вредных выхлопов, прожорливости и мощности — сбросить вес. Двигатель 1.0 liter VTi стал на 11 кг легче предшественника, а мотор 1.2 liter VTi весит почти на 10 кг меньше, чем 1,4-литровый силовой агрегат Peugeot 207.

И блок цилиндров, и головка блока отливаются из алюминиевого сплава методом литья по газифицируемым моделям. Точная модель детали, изготовленная из вспененного полистирола, помещается в литейную форму и засыпается песком, который затем тщательно утрамбовывается и заполняет все полости модели. При заливке формы горячий металл заменяет полистирол, испаряя его.

Этот метод отличается точностью, минимальным количеством отходов и вредных выбросов. При этом он позволяет изготавливать детали сложной формы с внутренними полостями, не прибегая к использованию сердечников.

Точный технологический процесс Peugeot держится в секрете, защищен патентами и называется PMP (Process Moule? Perdu). Его возможности позволяют уменьшить количество деталей силового агрегата, интегрировав максимум функций в головку блока. В частности, в головку встроены выпускной коллектор, опоры двигателя и штуцер системы охлаждения.

Стремясь к снижению массы, инженеры Peugeot не экономили на комфорте. Балансирный вал с эксцентриками, вращающийся в противоположную сторону с коленчатым валом в целях борьбы с вибрацией, — экзотика для столь компактных моторов. Ремень привода распределительного вала также размещается в корпусе двигателя и имеет масляную систему смазки для снижения шума. Ремень не требует замены в течение всего срока службы двигателя.

На страже тишины твердо стоит картер двигателя повышенной жесткости, уменьшающий резонанс от коленвала. Специальный резонатор установлен на впускном коллекторе, чтобы сделать более благозвучным свист всасываемого в двигатель атмосферного воздуха.

На горячую голову

Еще один путь к сохранению мощности при жесткой диете — побороть трение. Поршневые кольца и пальцы, а также толкатели клапанов имеют алмазное покрытие, призванное улучшить скольжение. Форма шатунов рассчитана таким образом, чтобы при вращении центробежная сила как можно меньше воздействовала на подшипники коленчатого вала, также в целях снижения трения.

Чтобы мотору было легче шевелить поршнями, инженеры оснастили его масляной помпой с переменной производительностью. Обычно обороты помпы, а вместе с ними и давление масла, прямо зависят от оборотов двигателя. Это значит, что на низких оборотах давление не может быть достаточно высоким, чтобы на пределе мощности оно не превысило возможностей двигателя. Независимая помпа позволяет поддерживать оптимальное давление масла при любых оборотах мотора.

Холодный мотор требует более богатой топливовоздушной смеси, чем прогретый, а значит, потребляет больше топлива и выделяет больше углекислоты. Встроенный в головку блока выпускной коллектор помогает двигателю быстрее выходить на рабочую температуру.

Раздельные контуры системы охлаждения блока цилиндров и головки блока работают таким образом, чтобы сразу после старта направить максимум тепловой энергии именно в блок цилиндров, который прогревается менее охотно.

Ток в помощь

Готовящийся к выходу компактный кроссовер Peugeot 2008 должен получить еще более эффективные двигатели на базе серии EB. На помощь экологии придет технология «мягкого гибрида» с системой Stop&Start. Моторы получат совершенный стартер-генератор, способный без вибраций завести двигатель с четверти оборота. На торможении он будет запасать энергию в аккумулятор повышенной емкости, попутно облегчая труд тормозов. При остановке двигатель будет выключаться, а малейшее нажатие на газ будет заводить его снова. Систему Stop&Start можно будет в любой момент отключить кнопкой.

1,2-литровый двигатель также получит турбонагнетатель и непосредственный впрыск топлива. Мотор под названием 1.2 liter e-THP сможет развивать мощность 110 или 130 л.с.

http://almat-islam.ru/avto-2017/threecylinder-engines-pluses-and-minuses.html