Ferrari pojašnjava novu tehnologiju izduženih klipova

Inženjeri kažu da bi ovaj neočekivani redizajn mogao da promeni performanse motora daleko iznad onoga što današnji modeli postižu. Cilj je kompaktnije pakovanje, čistije sagorevanje i manje gubitaka energije.

Ključ se nalazi u novom evropskom patentu. On zamenjuje klasični okrugli klip duguljastim dizajnom, preispitujući kako sila, trenje i prostor deluju zajedno unutar motora sa visokim brojem obrtaja.

Zašto Ferrari menja oblik klipa

Okrugli klipovi se lako obrađuju i dobro dihtuju, ali stvaraju bočno opterećenje dok klize niz cilindar, što povećava trenje i temperaturu. Ferrarijev koncept preoblikuje krunu i suknju klipa u izduženi, duguljasti profil. Duga osa postavljena je poprečno u odnosu na radilicu. To omogućava inženjerima da približe susedne cilindre i skrate blok motora, bez smanjenja zapremine.

Patent takođe opisuje uparivanje suprotnih klipova na jednoj zajedničkoj radilici. Takav pristup smanjuje broj ležajnih čaura. Manje ležajeva znači manje rotacionog trenja i manju masu, što je dvostruka prednost pri visokim obrtajima. Kompaktniji blok takođe pomaže u automobilima s centralnom pozicijom motora napred, gde Ferrari teži savršenoj raspodeli mase i niskoj haubi.

Ferrari želi da duguljasti klipovi postignu dva cilja odjednom: smanjivanje gubitaka zbog trenja i oslobađanje prostora, uz zadržavanje visokorežimske prirode motora koju fanovi očekuju.

Kako geometrija menja pravila igre

Duguljasti klip menja kontakt između klipne suknje i zida cilindra. Cilj je da se smanji bočno opterećenje u kritičnim položajima radilice. Manje bočnog opterećenja znači manje trenja, manje toplote i potencijalno niže temperature ulja pri kontinuiranom opterećenju.

Geometrija takođe utiče na sagorevanje. Izdužena kruna omogućava projektantima da oblikuju komoru tako da vazdušno-gorivna smeša brže struji i da putanja plamena bude kraća na krajnjim delovima cilindra.

Patent navodi i zbijeniji razmak cilindara i kraću ukupnu dužinu motora, što pomaže rasporedu hladnjaka i strukturi sudara napred. Uz to, može osloboditi više prostora za veće usisne kanale ili hibridne komponente, bez povećanja međuosovinskog rastojanja.

Ključne tačke:

• Duga osa poprečna na radilicu smanjuje razmak između cilindara.
• Suprotni klipovi na jednom kolenu smanjuju broj ležajeva i trenje.
• Niže bočno opterećenje smanjuje trošenje suknje klipa i cilindra.
• Potencijalno brže sagorevanje zahvaljujući optimizovanom obliku komore.
• Kraći motor poboljšava raspodelu mase i aerodinamičko pakovanje.

Dobici u pakovanju V12 motora

Ferrarijev vrhunac ponude i dalje je atmosferski V12 motor, koji je dug, širok i komplikovan. Smanjenje dužine bez žrtvovanja zapremine omogućava zadržavanje dužine usisnih kanala i zapremine kutije za filtar vazduha, što je ključno za odziv na gas i prepoznatljiv zvuk.

Kraća radilica može smanjiti torziono uvijanje pri ekstremnim obrtajima i poboljšati odziv motora na nagle promene opterećenja.

Hlađenje takođe postaje lakše kada je blok manji, jer se za prostor bore hladnjaci, delovi za bezbednost i letva volana. Veća fleksibilnost napred može smanjiti otpor vazduha i poboljšati prianjanje prednje osovine, jer dizajneri mogu da spuste nos i bolje usmere vazduh oko prednjih točkova.

Kraći motor, ista drama. Ideja cilja stvarne praktične prednosti, bez gušenja emocionalnog karaktera Ferrarijevih obrtaja.

Trenje, toplota i zaptivanje

Trenje je tihi potrošač snage. Struganje suknje klipa, otpor klipnih karika i smicanje u ležajevima troše energiju koja nikada ne stigne do točkova. Smanjivanjem bočnog opterećenja, duguljasti klipovi mogu da umanje te gubitke.

Inženjeri tako mogu koristiti klipne karike sa slabijom oprugom (nižeg napona), što dodatno smanjuje trenje. Ali kompromis leži u dihtovanju ili na srpskom, zaptivanju, neokrugle karike moraju da održavaju pritisak na različitim radijusima. To zahteva napredne profile karika, specijalne premaze i preciznu termičku kontrolu oblika cilindara.

Moderne tehnologije tu pomažu: aditivna proizvodnja može da kreira kompleksne uljne kanale unutar klipa, PVD-premazi na karikama i DLC-premazi na čaurnim bolcnama smanjuju habanje, dok simulacije CFD i FEA predviđaju kako ovalan cilindar menja oblik pod temperaturom.

Propisi se pooštravaju, Ferrari traži efikasnost

Sve stroža ograničenja emisija CO₂ i lokalnih zagađivača utiču na svaki razvojni program. Ferrari je već uveo hibridnu tehnologiju, ali i dalje ulaže u motore s unutrašnjim sagorevanjem jer su odziv i emotivnost ključni za brend.

Ako duguljasti klipovi smanje trenje i poboljšaju termičku efikasnost, isti krug na stazi može se preći uz manje goriva. To pomaže ispunjavanju budućih standarda, uključujući potencijalnu verziju Euro 7, i daje više vremena za strategiju sintetskih goriva.

Zvučni potpis je podjednako važan. Kompaktni V12 s boljim disanjem može lakše da održi visoke harmonijske zvukove koji su zaštitni znak Maranela. Ako inženjeri uspeju da zadrže stabilno sagorevanje pri visokim obrtajima, karakter ostaje, a emisije idu u dobrom smeru.

Od patenta do proizvodnje: prepreke koje slede

Patent pokazuje pravac, ne i datum lansiranja.

Praktična pitanja tek treba rešiti: izbor obloga cilindra mora izdržati nejednaka opterećenja, honovanje će zahtevati drugačije šare, a kontrola ulja u “uglovima” duguljastog oblika mora biti savršena tokom dugotrajnih bočnih opterećenja. Proizvodnja takođe mora razviti nove alate bez dodatnih težinskih kazni.

Otpornost na stazi je ključna. Testovi izdržljivosti će proveriti podrhtavanje karika pri crvenom polju, deformaciju cilindra na temperaturi i habanje suknje kroz termičke cikluse. NVH-podešavanje može biti složenije ako se redosled paljenja ili balans radilice promene zbog deljenog kolena radilice. Timovi za kalibraciju moraće da optimizuju rad u leru i emisije pri hladnom startu, kad je održati zaptivanje najteže.

Proizvodnja i materijali

Aditivne metode omogućavaju unutrašnje kanale za hlađenje unutar klipova i bolcni, što snižava temperaturu krune pri dugom radu na punom gasu. Napredne legure kontrolišu širenje duž duže ose, stabilizujući zazore. Feritne obloge sa plazma-nanesenim premazima pružaju otpornost na habanje bez teških čeličnih rukavaca.

Precizna metrologija kontroliše geometriju cilindra u realnom vremenu, a ne samo u laboratoriji.

Šta dalje pratiti

Pratite prototip motora na dinamometrima, sa novim oblikom komore za sagorevanje i svežim uglovima dizni. Očekujte test delova sa različitim brojem klipnih karika, uključujući konfiguracije sa dve karike radi manjeg trenja. Obratite pažnju na promene u rezonancijama usisa, što bi moglo ukazati na kraće usisne kanale omogućene kompaktnijim blokom.

Ako koncept stigne do serijskog V12, proizvodne količine biće male, verovatno vezane za jedan vrhunski model ili limitiranu seriju koja služi kao “laboratorija na točkovima”.

Ako Ferrari uspe da uravnoteži zaptivanje, izdržljivost i cenu, duguljsti klip bi mogao postati sledeći veliki korak za motore sa visokim brojem obrtaja u hibridnoj eri.

AutoRepublika

(319)