Očigledno je da motor sa unutrašnjim sagorevanjem nije dovoljno ekonomičan i zapravo jeste niska efikasnost... To primorava naučnike da traže alternative - posebno za stvaranje pristupačnog transporta električne energije ili vodonika. ali najnovija dostignuća pokazuju da se ICE može učiniti zaista efikasnim. Kako je to izvodljivo i šta sprečava primjenu takvih tehnologija u praksi sada?
Motor sa unutrašnjim sagorevanjem bez pretjerivanja, pustio je u pogon naučni i tehnološki napredak. Automobilski transport je najvažnije sredstvo za prevoz putnika i robe. Danas u Sjedinjenim Državama ima gotovo 800 automobila na 1000 ljudi, a do 2020. godine u Rusiji će ta brojka iznositi oko 350 automobila na hiljadu stanovništva.
Velika većina od više od milijardu automobila na planeti i dalje koristi motor sa unutrašnjim sagorevanjem (ICE), izumljen u 19. veku. Uprkos svim tehnološkim trikovima i pametnoj elektronici, efikasnost modernih benzinskih motora i dalje se kreće oko 30%.
Najekonomičniji dizelski ICE imaju učinkovitost od 50%, tj. Čak i oni ispuštaju polovinu goriva u obliku štetne materije u atmosferi.
Naravno, nema potrebe govoriti o efikasnosti motora sa unutrašnjim sagorijevanjem, posebno kada to uzmete u obzir moderni automobili sagorite 10–20 litara goriva na 100 km pruge. Nije iznenađujuće što naučnici širom svijeta pokušavaju stvoriti pristupačne električne i vodonične automobile. Međutim, koncept motora sa unutrašnjim sagorijevanjem nije iscrpio potencijal za modernizaciju.
Najnovijim dostignućima u elektronici i materijalima moguće je stvoriti zaista efikasan motor s unutrašnjim sagorijevanjem.
Ecomotor
Inženjeri kompanije EcoMotors International kreativno preradio dizajn tradicionalnog motora sa unutrašnjim sagorijevanjem. Zadržao je klipove, klipnjače, radilicu i zamašnjak, ali novi je motor za 15–20% efikasniji i mnogo je lakši i jeftiniji za proizvodnju. U ovom slučaju, motor može raditi na nekoliko vrsta goriva, uključujući benzin, dizel i etanol.
Slika: 1. Sve u svemu, EcoMotors ima elegantan, jednostavan dizajn sa 50% manje dijelova nego konvencionalni motor.
To je postignuto upotrebom suprotnog dizajna motora, u kojem komoru za sagorijevanje čine dva klipa koji se kreću jedan prema drugom.... U ovom slučaju motor je dvotaktni i sastoji se od dva modula sa po 4 klipa u svakom, povezana posebnom spojkom s elektroničkom kontrolom.
Motor je u potpunosti elektronski kontroliran, zahvaljujući kojoj je bilo moguće postići visoku efikasnost i minimalnu potrošnju goriva. Na primjer, u gužvi u prometu i drugim slučajevima kada puna moć nije potreban motor, radi samo jedan od dva modula, što smanjuje potrošnju goriva i buku.
Takođe, motor je opremljen i kontrolisanom elektronikom turbopunjač, koji vraća energiju iz ispušnih plinova i stvara električnu energiju. Sveukupno, motor EcoMotors ima elegantan, jednostavan dizajn sa 50% manje dijelova od konvencionalnog motora. Nema blok glave cilindra, napravljen je od uobičajenih materijala i proizvodi manje buke i vibracija.
Istovremeno, pokazalo se da je motor vrlo lagan: za 1 kg težine proizvodi više od 1 KS snage (u praksi je otprilike 2 puta lakši od tradicionalnog motora iste snage). Štaviše, proizvod EcoMotors je lako prilagodljiv: dodajte samo nekoliko modula i mali automobil se pretvara u moćan kamionski motor.
Iskusni EcoMotors EM100 motor dimenzija 57,9x 104,9x47 cm težak je 134 kg i proizvodi 325 KS. pri 3.500 o / min (dizel), promjer cilindra - 100 mm. Potrošnja goriva za automobil s pet sjedišta s motorom EcoMotors planirana je da bude izuzetno niska - na nivou od 3-4 litre na 100 km.
Ušteda u svemu
Achates Power sebi je postavio za cilj razvoj motora sa unutrašnjim sagorijevanjem s potrošnjom goriva od 3-4,5 litara na 100 km za automobil veličine Ford Fieste. Iako njihov eksperimentalni dizelski motor pokazuje mnogo veći apetit, programeri se nadaju smanjenju potrošnje. ali glavna stvar u ovaj motor – izuzetno jednostavna konstrukcija i jeftino ... Slažemo se da ušteda na gorivu ne vrijedi malo ako bi se došlo po cijenu višestrukog povećanja troškova motora.
Slika: 2. Motor Achates Power izuzetno je jednostavnog dizajna.
Motor Achates Power izuzetno je jednostavnog dizajna. Riječ je o dvotaktnom bokserskom dizelskom motoru u kojem se dva klipa pomiču jedan prema drugom i čine komoru za sagorijevanje. Ovo eliminira potrebu za glavom cilindra i složenim mehanizmom za distribuciju plina. Većina dijelova motora proizvodi se jednostavnim proizvodnim procesima i ne zahtijevaju skupe materijale. Generalno, motor sadrži mnogo manje dijelova i metala od konvencionalnog motora.
Trenutno motor Achates Power pokazuje 21% veću efikasnost od najboljeg "tradicionalnog" dizel motori... Štaviše, ima modularni dizajn, veliku gustinu snage (omjer težine / KS). Takođe, zbog posebnog oblika gornjeg dijela klipa stvara se posebno oblikovani vrtložni tok koji osigurava izvrsno miješanje smeša vazduh-gorivo, efikasno odvođenje toplote i skraćivanje vremena sagorijevanja.
Kao rezultat, motor ne samo da zadovoljava vojne specifikacije američke vojske, već i nadmašuje motore koji su trenutno ugrađeni u vojnu opremu.
Jednostavan način
Američka kompanija Transonsko sagorijevanje odlučio je ne stvoriti novi motor, već postići impresivnu (25-30%) potrošnju goriva koristeći novi sistem injekcija.
Visokotehnološki sustav ubrizgavanja TSCiTM ne zahtijeva radikalne izmjene motora, a zapravo je set mlaznica i posebna pumpa za gorivo.
Slika: 3. Koristi se proces sagorijevanja TSCiTM direktno ubrizgavanje benzin u obliku nadkritične tečnosti i poseban sistem paljenja.
Proces sagorijevanja TSCiTM koristi direktno ubrizgavanje nadkritičnog benzina i poseban sistem paljenja.
Nadkritična tekućina – ovo je stanje materije na određenoj temperaturi i pritisku, kada nije ni krutina, ni tečnost, ni plin... U tom stanju supstanca stječe zanimljiva svojstva, na primjer, nema površinski napon i stvara fine čestice u procesu faznog prijelaza. Pored toga, natkritična tekućina ima mogućnost brzog prijenosa mase. Sva su ova svojstva izuzetno korisna u motorima sa unutrašnjim sagorijevanjem, posebno nadkritično gorivo se brzo miješa, nema velike kapljice, brzo sagorijeva uz optimalno oslobađanje toplote i visoku efikasnost ciklusa.
Elektronski ventil
Kompanija Grail Engine Technologies razvio jedinstveni dvotaktni motor sa vrlo primamljivim karakteristikama.
Dakle, kada troši 3-4 litre na "stotku", motor proizvodi 200 KS. Motor snage 100 ks teži manje od 20 kg i snage 5 ks. - samo 11 kg! Istodobno, Grail Engine, za razliku od konvencionalnih dvotaktnih motora, ne zagađuje gorivo uljem iz kartera, što znači da ispunjava najstrože ekološke standarde.
Sam motor sastoji se od jednostavnih dijelova, uglavnom izrađenih lijevanjem. Tajna izvanrednih performansi leži u načinu rada Grail Enginea. Tijekom pomicanja klipa prema gore stvara se negativni tlak zraka na dnu i kroz poseban ventil od karbonskih vlakana zrak ulazi u komoru za sagorijevanje. U određenom trenutku kretanja klipa počinje se dovoditi gorivo, a zatim se u gornjoj mrtvoj točki uz pomoć tri konvencionalne električne svijeće zapali smjesa goriva i zraka, ventil u klipu zatvori. Klip se spušta, cilindar se puni ispušnim plinovima. Po dolasku u donju mrtvu točku, klip se ponovno kreće prema gore, protok zraka provjetrava komoru za sagorijevanje, potiskujući izduvne plinove, ciklus rada se ponavlja.
Slika: 4. Tajna izvanrednih performansi leži u načinu rada Grail Enginea.
Kompaktan i moćan motor za gral idealno za hibridna vozila, gdje benzinski motor proizvodi električnu energiju, a elektromotori pokreću točkove.
U takvoj mašini, Grail Engine će raditi sa optimalnim performansama bez naglih skokova snage, što će značajno povećati njegovu trajnost, smanjiti buku i potrošnju goriva. Istovremeno, modularni dizajn omogućava povezivanje dva ili više jednostrukih cilindarskih motora s gralom na zajedničku radilicu, što omogućava stvaranje linijskih motora različitih snaga.
Novi modeli automobila pojavljuju se svake godine - ali iz nekog razloga nemaju gore opisane štedljive i jednostavne motore. Zapravo, sve zanimaju motori novog dizajna: od sveprisutnog investitora Billa Gatesa do Pentagona. Međutim, proizvođači automobila ne žure s instaliranjem novih predmeta na svoje automobile. Čini se da je cijela stvar u tome velike zabrinutosti za auto oni sami proizvode motore i, naravno, ne žele dijeliti dobit sa nezavisnim programerima.
Ali u svakom slučaju teško ekološki standardi a električna vozila će prisiliti proizvođače automobila da usvoje nove tehnologije koje su daleko važnije za zdravlje ljudi i cijele planete multimedijski sistemi i dizajnerske užitke.
Koji se kriteriji smatraju ključnim za izbor "vrlo-vrlo"? Postoje li neke fundamentalne razlike u pristupu dizajniranju na različitim kontinentima? Pokušajmo pronaći odgovore na ova pitanja.
EUROPA: U EKONOMIJI
Na nedavnoj konferenciji za novinare u Londonu, šef koncerna Peugeot-Citroen Jean-Martin Foltz, za mnoge prilično neočekivano, govorio je o hibridna vozila: "Pogledajte oko sebe: u Europi ima manje od 1% takvih automobila, dok udio dizela dostiže polovinu." Prema gospodinu Folzu, moderni dizel gorivo mnogo je jeftiniji u proizvodnji, jer nije ništa manje ekonomičan i ekološki prihvatljiv.
Vremena kada su dizel motori za sobom ostavili crni trag, zveckali cijelom ulicom i bili primjetno lošiji od benzinskih motora po litri. Danas specifični udio dizela u Europi iznosi 52% i nastavlja rasti. Zamah daju, na primjer, ekološki bonusi u obliku smanjenih poreza, ali prije svega - visokih troškova benzina.
Proboj na prednjem dijelu dizela dogodio se krajem 90-ih, kada su prvi motori sa zajedničkom šinom - zajedničkom šinom za gorivo - krenuli u proizvodnju. Od tada je pritisak u njemu stalno rastao. U najnovijim motorima dostiže 1800 atmosfera, a zapravo se donedavno 1300 atmosfera smatralo izvanrednim pokazateljem.
Sljedeći su na redu sistemi sa dvostrukim povećanjem pritiska ubrizgavanja. Prvo pumpa pumpa gorivo u rezervoar do 1350 atm. Tada se pritisak podiže na 2200 atm, pod kojim ulazi u mlaznice. Pod tim pritiskom gorivo se ubrizgava kroz manje rupe. Ovo poboljšava kvalitetu spreja, povećava tačnost doziranja. Otuda dobitak u efikasnosti i snazi.
Pilot ubrizgavanje koristi se već nekoliko godina: prva "šarža" goriva ulazi u cilindre malo ranije od glavne doze, čime se postiže glađi rad motora i čišći ispuh.
Pored "common rail" -a, postoji još jedno tehničko rješenje za podizanje tlaka ubrizgavanja na neviđenu visinu. Pumpe-injektori prešli su sa teretnih motora na lake dizel motore. Volkswagen im se posebno zalaže, čineći zdravu konkurenciju za „zajedničku rampu“.
Jedan od kamena spoticanja na putu dizela uvijek je bio okoliš. Ako su se benzinski motori grdili zbog ugljičnog monoksida, azotnih oksida i ugljikovodika u izduvnim plinovima, onda dizelaši - za spojeve azota i čestice čađe. Uvođenje Euro IV-a prošle godine nije bilo lako. S azotnim oksidima bavili smo se pomoću neutralizatora, ali čađa hvata poseban filter. Opslužuje do 150 hiljada km, nakon čega se ili promijeni ili "zapali". Na zapovijed upravljačke elektronike, ispušni plinovi iz recirkulacijskog sustava i velika doza goriva dovode se u cilindar. Temperatura ispušnih plinova raste i čađa izgara.
Značajno je da većina novih dizel motora može raditi na biodizelsko gorivo: zasniva se na biljnim uljima, a ne na naftnim proizvodima. Ovo gorivo je manje agresivno okolišstoga bi njegov udio na masovnom tržištu u Europi trebao doseći 30% do 2010. godine.
U međuvremenu, stručnjaci primjećuju zajednički razvoj General Motors-a i FIAT-a - jednog od "Motora 2005. godine". Zahvaljujući elektronici, mali dizel motor je u stanju brzo promijeniti parametre ubrizgavanja i na taj način osigurati veći obrtni moment i brzo pokretanje motora. Raširena upotreba aluminijuma, koji je značajno smanjio težinu i dimenzije, u kombinaciji sa dovoljnom snagom od 70 KS. i znatan obrtni moment od 170 Nm omogućio je 1,3-litarskom motoru da dobije veliki broj glasova.
Uzimajući u obzir sva dostignuća na prednjem dijelu dizela, možemo sa sigurnošću reći da je bliska budućnost Evrope upravo na tim motorima. Postaju moćniji, tiši i ugodniji za svakodnevnu vožnju. Uzimajući u obzir trenutne cijene nafte, niti jedan od postojećih tipova motora nije sposoban da ih pogura u Starom svijetu.
AZIJA: VIŠE SILE PO LITRU
Glavno postignuće japanskih inženjera motora za zadnjih deset godine - kapacitet velike litre. Vođeni zakonima u uski okvir, inženjeri većinom uspijevaju postići izvrsne rezultate različiti putevi... Upečatljiv primjer je promjenjivo vrijeme ventila. Krajem 80-ih, japanska Honda sa svojim VTEC sistemom napravila je pravu revoluciju.
Potrebu za promjenom faza diktiraju različiti načini vožnje: u gradu je najvažnija ekonomičnost i obrtni moment pri malim okretajima, na autoputu - pri velikim okretajima. U tome se razlikuju i želje kupaca različite zemlje... Ranije su postavke motora bile stalne, ali sada je postalo moguće mijenjati ih doslovno u pokretu.
Moderni Honda motori opremljeni su sa nekoliko vrsta VTEC-a, uključujući trostepeni uređaj. Ovdje se parametri prilagođavaju ne samo na niskim i visokih okretaja, ali i u prosjeku. Tako je moguće kombinirati nespojivo: velika specifična snaga (do 100 KS / l), potrošnja goriva u režimu od 60-70 km / h na nivou od 4 litre na sto i veliki obrtni moment u rasponu od 2000 do 6000 o / min.
Kao rezultat toga, Japanci uspješno uklanjaju veliku snagu iz vrlo skromnih količina. Honda S2000 roadster s atmosferskim dvolitarskim motorom snage 250 KS i dalje je rekorder po ovom pokazatelju. Uprkos činjenici da se motor pojavio 1999. godine, i dalje je među najboljima - drugo mjesto među konkurentima 2005. godine sa zapreminom od 1,8-2,0 litara. Drugo neosporno dostignuće Japanaca su hibridne instalacije. "Hibridni sinergijski pogon" proizvođača "Toyota" više puta je zabilježen među dobitnicima, osvojivši najveći broj bodova u nominaciji za "Ekonomični motor". Proglašena cifra - 4,2 l / 100 km za tako veliki automobil kao Toyota Prius, sigurno je dobra. Snaga "Synergy Drive" dostiže 110 ks, a ukupni obrtni moment benzinsko-električne instalacije je izvanredan - 478 Nm!
Pored efikasnosti potrošnje goriva, naglašava se i ekološki aspekt: \u200b\u200bemisija ugljovodonika i azotnih oksida iz motora je 80 i 87,5% manja od one koja se zahteva Euro IV standardima benzinski motorii 96% niže od zahtjeva za dizelom. Tako se "Synergy Drive" s maržom uklapa u najrigidniji okvir na svijetu - ZLEV, planiran za uvođenje u Kaliforniji.
IN poslednjih godina pojavila se zanimljiva tendencija: s obzirom na hibride, sve je rjeđe govoriti o apsolutnim ekonomskim rekordima. Krenite Lexusom RX 400h. Ovaj automobil troši sasvim uobičajenih 10 litara u gradskom ciklusu. Uz jedno upozorenje - to je vrlo malo, s obzirom na snagu glavnog motora od 272 KS. i trenutak je 288 N.m!
Ako japanske kompanije, prije svega Toyota i Honda, uspiju smanjiti primarni trošak jedinica, prodaja hibrida mogla bi skočiti za red veličine u narednih 5-10 godina.
AMERIKA: JEFTINO I LJUTO
Na forumima američki automobili nakon natjecanja „Motor godine“ uvijek se pojave rasprave: kako to, među pobjednicima nema niti jednog motora našeg razvoja! Jednostavno je: Amerikanci, uprkos tekućoj krizi goriva, nisu baš uspješno štedjeli benzin i ne žele čuti za dizel gorivo! Ali to ne znači da se nemaju čime pohvaliti.
Na primjer, motori "Chrysler" iz serije "Chemi", koji su sjajni za moćne modele (u SAD ih tradicionalno nazivaju "mišićavim automobilima") pedesetih godina. Njihovo ime je izvedeno od engleskog hemispherical - hemispherical. Naravno, mnogo se toga promijenilo u pola stoljeća, ali, kao i prije, moderni "Chemi" imaju hemisferne komore za sagorijevanje.
Tradicionalno, na čelu linije motora su jedinice nepristojnog zapremine prema evropskim standardima - do 6,1 litara. Čim otvorite brošuru, razlika u pristupima dizajnu je zapanjujuća. Snaga najbolje u klasi, najbrže ubrzanje, nizak nivo buka ”... potrošnja goriva spominje se usput. Iako, naravno, inženjeri nisu ravnodušni prema njemu. Samo što su prioriteti nešto drugačiji - dinamičke karakteristike i ... niska jedinična cijena.
U Chemi motorima nema varijabilnih faza. Nisu toliko forsirani i ne mogu se približiti ni najboljim japanskim jedinicama po kapacitetu litre. Ali oni koriste genijalan MDS (Multi Displacement System) sistem. Kao što naziv sugerira, njegovo značenje leži u onesposobljavanju četiri od osam cilindara motora, kada nije potrebno koristiti svih 335 "konja" i 500 Nm obrtnog momenta, na primjer, u motoru od 5,7 litara. Isključivanje traje samo 40 milisekundi. GM je već koristio takve sisteme, a Chrysler ima ovo prvo iskustvo. Prema firmi, MDS štedi do 20% goriva, ovisno o stilu vožnje. Bob Lee, potpredsjednik Chrysler Enginesa, vrlo je ponosan na novi motor: "Isključivanje cilindra je elegantno i jednostavno ... blagodati su pouzdanost i niska cijena."
Prirodno, američki inženjeri nisu ograničeni na preklopne cilindre. Oni pripremaju potpuno drugačiji razvoj, na primjer, elektrane za gorivne ćelije... Sudeći po pojavi svih novih koncept automobila sa upravo takvim motorima, njihova budućnost crta se u ružičastim bojama.
Naravno, zabilježili smo samo najupečatljivije karakteristike "nacionalne konstrukcije motora". Savremeni svijet je premalen da bi suštinski različite kulture mogle postojati jedna pored druge bez međusobnog utjecaja. Možda će jednog dana smisliti recept za idealan "globalni" motor? Iako svi radije trče svojim putem: Evropa se priprema za prenošenje gotovo polovine parka na ulje uljane repice; Iako se Amerika trudi da ne primijeti promjene koje se događaju u svijetu, ona se postepeno odvikava od proždrljivih mastodonata i razmišlja o prenošenju infrastrukture cijele države na vodonično gorivo; Pa, Japan ... kao i uvijek, uzima visoke tehnologije i zapanjujuća brzina njihove implementacije.
DIZEL "PSA-FORD"
U bliskoj budućnosti započet će proizvodnja dva nova motora, koje su zajednički razvili koncern Peugeot-Citroen i Ford (novinarima ih predstavlja Fordov inženjer Phil Lake). Dizel zapremine 2,2 litre upućen je komercijalnim i putnički automobili... Sistem "common rail" sada radi pod pritiskom od 1800 atm. Gorivo se ubrizgava u komoru za sagorevanje kroz sedam rupa od 135 mikrona u piezoelektričnim mlaznicama (prethodno ih je bilo pet). Sada je moguće ubrizgavati gorivo do šest puta po okretu radilice. Rezultat su čistiji ispušni plinovi, ušteda goriva i smanjene vibracije.
Korišćena su dva kompaktna turbopunjača sa niskom inercijom. Prvi je jedini odgovoran za "dno", drugi je povezan nakon 2700 o / min, pružajući glatku krivulju obrtnog momenta, dostižući 400 Nm pri 1750 o / min i 125 KS. pri 4000 o / min. Težina motora smanjena je za 12 kg u odnosu na prethodnu generaciju zahvaljujući novoj arhitekturi bloka motora.
Koncept motora, koji je izumio Carmelo Scuderi, američki samouki automehaničar, zasnovan je na principu podjele cilindara na radne i pomoćne. Za razliku od Otto-ove sheme, u motoru s podijeljenim ciklusom (SCC) postoji jedan radni hod za svaku revoluciju osovine. Pomoćni cilindri, u kojima klip komprimira zrak, povezani su s glavnim preko obilaznih kanala. Svaki od kanala sadrži dva ventila - kompresijski ventil i ekspanzijski ventil. U prostoru između njih zrak dostiže svoj maksimalni nivo kompresije. Ubrizgavanje goriva u komoru za sagorijevanje radnog cilindra događa se istovremeno s otvaranjem ekspanzijskog ventila i paljenje - nakon što klip prođe gornju mrtvu točku. Talas plinova, kao da ga sustiže, isključujući detonaciju smjese. Tokom virtualnih testova ugrađenog prototipa motora Scuderi, utvrđeno je da je vrlo stabilan. Koeficijent odstupanja parametara radnih udara od prosječne vrijednosti u najproblematičnijoj zoni okretaja - od praznog hoda do hiljadu i po - u SCC gotovo je dvostruko niži od onog kod Ottovog motora s unutrašnjim sagorijevanjem: 1,4% u odnosu na 2.5. Na prvi pogled to nije mnogo, ali za profesionalce je razlika ogromna. Ovaj pokazatelj govori o vrlo visoka kvaliteta smeša i njeno precizno doziranje. Prirodno usisani četverocilindrični redni Scuderi motor u pogledu snage je 25% efikasniji od konvencionalnih kolega, a njegova originalna hibridizirana verzija Scuderi Air-Hybrid je 30-36% efikasnija. U Air-Hybrid-u, komprimirani zrak u akumulatoru komprimiranog zraka odvija se kada vozilo koči. Zrak se zatim dovodi u premosnicu, rasterećujući teret klipa pomoćnog cilindra.
Skunderi motor. Proizvodnja motora Carmelo Scuderi sistema može se lako organizirati u bilo kojem pogonu za proizvodnju motora koristeći tradicionalne sklopove. Ali trebaju li to proizvođači? ..
U 2011. godini kompanija će predstaviti motor druge generacije V-arhitekture, u kojem će se otpadna vrata izrađivati \u200b\u200bkao zasebni moduli. U prvoj verziji - s jednodijelnom glavom - nalazili su se u zidu između parova cilindara. Raspored u obliku slova V omogućava poboljšani pristup njima sa strane prijemnika i pruža efikasnije hlađenje jedinice. Prema predviđanjima znanstvenika s jugozapadnog istraživačkog instituta, koji su usko angažirani u dotjerivanju virtualnog modela linijski motor, razlika u učinkovitosti između takve "četvorke" i ekvivalentnog Ottovog motora doseći će 50%. Mala težina, izvrsna gustina snage (135 KS po litri zapremine) i tehnološka jednostavnost SCC-a čine ga vrlo perspektivnim za implementaciju. Poznato je da nekoliko igrača glavne lige svjetske auto-industrije, kao i proizvođači komponenata, pokazuju veliko interesovanje za nju. Konkretno, poznata kompanija Robert Bosch. Predsjednik grupe Scuderi Sal Scuderi uvjeren je da će za tri godine dijete njegovog oca krenuti u serije.
Malo je vjerojatno da će Lotus Omnivore ikada postati glavni pogonski sklop automobila. Ali kao pomoćni uređaj - na primjer, generator - sasvim je pogodan.
Lotus svejed
Ko je rekao da su dva takta stvar prošlosti? Inženjeri Lotus Engineeringa vjeruju da proizvođači automobila ozbiljno podcjenjuju potencijal dvotaktnih motora, a proždrljivost je samo mit. Predviđaju im trijumfalni povratak 2013. godine pod haubama serijskih automobila. 2009. godine u Ženevi je kompanija predstavila konceptualni motor Omnivore od 500 ccm koji radi na bilo koju vrstu tečnog goriva. Motor sija sa nekoliko inovativne tehnologiječiji je glavni varijabilni omjer kompresije pomoću pomičnog gornjeg zida komore za sagorijevanje. Ovisno o vrsti goriva i opterećenju, kompresija u Omnivoreu može varirati od 10 do 40 do jedan. Sistem osigurava pripremu uravnotežene smjese zrak-gorivo direktno ubrizgavanje Orbital FlexDI s dvije mlaznice i patentiranim CTV (Charge Trapping Valve) kontrolnim ventilom. Čini se da su Britanci uspjeli u onome čemu teže svi programeri inovativnih motora sa unutrašnjim sagorijevanjem: u ciklusu ispitivanja na klupi, Omnivore je samouvjereno podržavao HCCI način sagorijevanja čak i pri okretajima u minuti prazan hod i u "crvenoj zoni". Dizajn Omnivore je također izvanredan po tome što su njegov blok i glava oblikovani u jednom komadu.
Ekomotori OPOC. Jedna od glavnih prednosti dizajna profesora Hoffbauera je sposobnost "stavljanja" sve više i više parova cilindara na radilicu, dobivajući nešto poput modularnog motora.
Prema specifikaciji, koncept je 10% ekonomičniji od atmosferskih benzinskih motora jednake snage, a u pogledu čistoće ispušnih plinova lako doseže Euro-6 standarde. Ako Lotus može zainteresirati proizvođače automobila, potomci koncepta Omnivore bit će prvi kandidati za ugrađene generatore za električne hibride. Za to imaju sve: nepretencioznost, izuzetnu kompaktnost i veliku potrošnju energije.
Ekomotori OPOC
Među kompanijama koje pokušavaju poslati klasični ICE na deponiju, američki Ecomotors izdvaja se ne samo zbog ekstravagantnosti svojih ideja. Venture titan Vinod Khosla i milijarder Bill Gates blagoslovili su OPOC-ov teški bokserski motor. U upravnom odboru male kompanije nalazi se nekoliko osoba čija imena služe kao propusnica za zatvoreni klub proizvođača automobila, a štandovi Ecomotors postali su uobičajeni u najelitnijim svjetskim auto salonima.
Dvotaktni bokserski dvocilindrični modularni ICE pod nazivom OPOC izumio je krajem 1990-ih profesor Peter Hoffbauer, koji je dugo radio kao glavni mehaničar u volkswagen... Superkompaktni Hoffbauer dizel motor pokazuje neviđenu visoku gustinu snage od oko 3 KS. po kilogramu mase. Na primjer, "cijev" od sto kilograma proizvodi 325 KS. i 900 Nm obrtnog momenta. Istovremeno, učinkovitost OPOC-a je vrlo blizu 60%, dva puta nadmašujući moderne dizelske motore sa složenim punjenjem. Jedan od glavnih "čipova" ovog boksera je sposobnost izrade zasebnih modula, od kojih je svaki punopravni motor, elektrane u linijskim konfiguracijama od 4, 6 i 8 cilindara. Paradoksalno, OPOC pri svom svom punjenju djeluje pri prilično skromnim omjerima kompresije u rasponu od 15 do 1 i ne zahtijeva posebnu pripremu goriva.
U principu, OPOC je cijev s dva para klipova koja istovremeno izvršavaju višesmjerne pokrete. Prostor između para je komora za sagorijevanje. Klipnjače s neobično dugim stabljikama povezuju klipove sa središnjom radilicom. Mlaznica za ubrizgavanje ugrađena je u središte komore, a usisni i ispušni otvori smješteni su u području donjeg mrtvog dijela središnjih klipova. Otvori zamjenjuju složeni sklop ventila i bregastu osovinu. Važan element dizajna je električni turbopunjač s predgrijavanjem zraka koji zamjenjuje, posebno, uobičajene žarnice. U trenutku pokretanja turbina daje naboj u komoru za sagorevanje komprimirani zrakzagrijana na 100 ° C.
IRIS. Glavna karakteristika dizajna motora Iris je velika korisna površina „klipova“ - latica. Nepomični zidovi zauzimaju samo 30% ukupne površine komore za sagorijevanje, što značajno poboljšava učinkovitost motora.
Prema riječima predsjednika kompanije Donalda Ranklea, bivšeg potpredsjednika General Motorsa, šesta generacija motora trenutno se testira u vlastitom tehničkom centru, što će biti završeno početkom 2012. godine. I ovo više neće biti drugi radni prototip, već jedinica namijenjena transportnoj traci. Međutim, interes za razvoj nije samo među automobilistima, već i među vojskom, proizvođačima aviona, graditeljima i rudarima. Planirano je proizvesti četiri vrste OPOC modula odjednom sa prečnicima klipa od 30, 65, 75 i 100 mm.
IRIS
Mnogim ljudima je promatranje bizarnih mehanizama kretanja, okretanja i pulsiranja uspješna zamjena za tablete protiv stresa.
Upečatljivo zamišljanje denverskog naučnika, izumitelja i preduzetnika Timbera Dicka, koji je tragično preminuo u saobraćajnoj nesreći 2008. godine, može se klasificirati kao homeopatski lijek u ovoj kategoriji. Ali motor s unutrašnjim sagorijevanjem IRIS (Interno zračeća impulsna struktura), unatoč svoj svojoj originalnosti, nipošto nije prazna ljuska. Patentima zaštićen sa svih strana, dobio je nagrade za inovacije od NASA-e, naftne korporacije ConocoPhillips i hemijskog giganta Dow Chemical. Dvotaktni ICE sa promjenjivom geometrijom i površinom klipa, prema proračunima, ima učinkovitost od 45%, kompaktne dimenzije i malu težinu. Osim toga, ako ga usvoje proizvođači automobila, kupac neće morati preplaćivati \u200b\u200b- cijena jedinice neće biti viša od cijene konvencionalnih benzinskih motora.
RLDVS. Razlika između motora s rotacijskim lopaticama i svih ostalih koji se spominju u materijalu je u tome što je na nekoliko milimetara od masovne proizvodnje. Za 2011. godinu zakazana su ispitivanja ruskog "yo-mobile" -a sa sličnim motorom, a od 2012. - i niz.
Kao što je Dick vjerovao, u standardnom paru "komora za sagorijevanje - radna površina klipa" najviše slaba tačka je područje stalnog kontakta. Glava čini samo 25% ukupne površine komore. U konceptu IRIS, šest klipova, koji su čelični, valovito zakrivljene latice, imaju korisnu površinu od gotovo tri puta više - nepokretni zidovi komore zauzimaju samo 30% površine.
Zrak ulazi u komoru za sagorijevanje kroz usisne ventile kada su latice najudaljenije od središta. Istovremeno kroz otvoreno ispušni ventili izduvni gasovi se uklanjaju. Zatim latice, oscilirajući na osovinama, blizu sredine komore, sabijajući zrak. U trenutku najbližeg približavanja sa potpuno zatvorenim ventilima dolazi do ubrizgavanja goriva i paljenja. Šireći se, vrući plinovi razdvajaju latice klipa, što zauzvrat dovodi do rotacije osovina. Izduvni ventili se otvaraju u gornjoj mrtvoj točki. Tada se sve ponavlja iznova i iznova. Prilično jednostavan mjenjač pretvara vibraciju šest vratila u rotaciju glavne osovine.
Ruska rotacijska oštrica
Motor s rotacijskim lopaticama (RLDVS) uopće nije razvoj XXI vijeka. Njegov dizajn izmišljen je davne 1930-ih i od tada nije prošla decenija bez pojave drugog patenta za novi RLD. Najpoznatiji je, možda, bio motor Vigriyanov, stvoren 1973. godine. Ali oni nisu željeli ući u RLD seriju. Glavni problem bila je složenost sinhronizacije vratila rotora i još više uklanjanja trenutka s njih - u vrijeme slabog razvoja elektronike, sinhronizator je zauzimao gotovo cijelu sobu; RLD se mogao koristiti samo kao stacionarna elektrana. To je poništilo jednog od njegovih glavne prednosti - kompaktnost i mala težina.
RLD je cilindar, unutar kojeg su na jednoj osi ugrađena dva rotora, svaki s parom lopatica. Lopatice dijele prostor cilindra na radne komore; u svakom se izvode četiri radna ciklusa u jednom okretaju osovine. Složenost sinhronizacije prvenstveno je posljedica neravnomjernog kretanja rotora jedan prema drugom, njihove "pulsacije".
Ali čim se pojavio kompaktan i prikladan mehanizam za sinhronizaciju, RLD je odmah stekao ozbiljnu serijsku perspektivu. Najzanimljivije i najprijatnije je to što je takav mehanizam razvijen u Rusiji, u okviru senzacionalnog projekta Yo-mobile. Elektrana "yo-mobile" teži samo 55 kg (35 - motor sa sinkronizatorom, 20 - električni generator), a snaga može proizvesti oko 100 kW, iako za serijski modeli bit će ograničen na 45 kW (60 KS). Pored kompaktnosti, RLD karakterizira i skalabilnost. Može se lako povećati do male veličine brodski motor snage 1000 kW. Odnos snage i težine elektrane Yo-mobile sličan je onom dvolitarskog motora sa unutrašnjim sagorevanjem od 150 konjskih snaga tradicionalnog rasporeda.
Motori su mehanizmi koji pokreću vozilo ili mašinu. Motori rade na gorivo (na primjer, motori s unutarnjim sagorijevanjem), nuklearna energija (RTG), električna energija (motori na električna vozila), vodik, plin, dizel i još mnogo toga. Vrsta motornog goriva određuje njegovu ekološku prihvatljivost i ostale kvalitete. Motori su daleko napredovali, ali to još uvijek nije gotovo. Naučnici i inženjeri neprestano razmišljaju o novim gorivima i novim motorima, pokušavajući više energije uklopiti u manje troškove.
Trenutno je u orbiti oko Zemlje hiljadu vještačkih satelita, od kojih se gotovo svi premještaju skupo jonski motori sa vijekom trajanja ne većim od tri godine. Ako su ovi motori tako skupi i kratkotrajni, zašto ne razviti jeftiniju i pouzdaniju opciju za satelitsku kontrolu? To će iznenaditi mnoge, ali već je stvoreno i primijenjeno - kreće se po planeti zahvaljujući solarnim česticama koje guraju jedro pričvršćeno za satelit. Ogromno i sjajno platno razmotano je 23. jula i sasvim ga je moguće vidjeti sa Zemlje.
Krajem 2018. godine, tokom redovnog tvita, osnivač SpaceX-a spomenuo je ruski raketni motor RD-180. Priznao je njegov dizajn kao "sjajan" i nagovijestio da bi se Boeing i Lockheed trebali sramiti zbog njegove upotrebe u raketi Atlas. Obećao je da će njegov motor Raptor nadmašiti ruski razvoj i održao je riječ - postalo je poznato da je raketni motor za svemirski brod U pogledu pritiska u komori za sagorevanje Starship je nadmašio RD-180.
Radite savjesno u korist čovjeka. Motori se neprestano poboljšavaju. Ili se dizajneri bore za povećanje snage, a zatim smanjuju težinu motora. Na razvoj automobilske industrije utječu faktori poput kolebanja cijena nafte i pooštravanja ekoloških standarda. Uprkos svim ovim poteškoćama, oni su glavni izvor energije za automobile.
Posljednjih godina pojavili su se mnogi novi događaji koji imaju za cilj poboljšanje tradicionalnih motora. Neki od njih su već u fazi implementacije, drugi su dostupni samo u obliku prototipova. Međutim, proći će malo vremena i neke od ovih inovacija bit će implementirane u nove mašine.
Laseri umjesto svjećica
Do nedavno su se laseri smatrali fantastičnim uređajima o kojima su obični ljudi učili iz filmova o Marsovcima. Ali danas postoje pomaci usmjereni na zamjenu laserskih uređaja. Tradicionalne svijeće imaju jedan nedostatak. Ne proizvode snažnu iskru koja može zapaliti smjesu goriva s velikom količinom zraka i niskom koncentracijom goriva. Povećanje snage dovelo je do brzog trošenja elektroda. Upotreba lasera za paljenje osiromašenih smeša goriva... Među prednostima laserskih svjećica treba istaknuti mogućnost podešavanja snage i kuta paljenja. To će odmah ne samo povećati snagu motora, već će i proces sagorijevanja učiniti učinkovitijim. Prve keramičke laserske uređaje razvili su inženjeri u Japanu. Imaju promjer od 9 mm, što je pogodno za niz automobilskih motora. Novina neće zahtijevati značajnu reviziju pogonskih jedinica.Inovativni rotacioni motori
U bliskoj budućnosti klipovi, bregaste osovine, ventili mogu nestati iz njih. Naučnici sa Univerziteta u Michiganu rade na suštinski novom dizajnu automobilskog motora. Pogonski sklop će primati energiju od eksplozivnih valova koji ga održavaju u pokretu. Jedan od glavnih detalja nova instalacija je rotor s radijalnim kanalima u tijelu. Kada se rotor brzo okreće, smjesa goriva teče kroz kanale i trenutno puni slobodne odjeljke. Dizajn omogućava blokiranje izlaznih otvora i zapaljiva smjesa ne izlazi za vrijeme kompresije. Budući da gorivo vrlo brzo ulazi u odjeljke, stvara se udarni val. Gura dio smjese goriva u središte, gdje se dogodi paljenje, a zatim se ispušni plinovi iscrpljuju. Zahvaljujući ovom originalnom rješenju, istraživači su uspjeli smanjiti potrošnju goriva za 60%. Smanjila se i masa motora, što je dovelo do stvaranja lakog automobila (400 kg). Mali broj dijelova koji trljaju također će biti prednost novog motora, pa bi se resurs motora trebao povećati. Scuderi razvoj
Zaposlenici Scuderija pripremili su svoju verziju motora budućnosti. Ima dvije vrste klipnih cilindara, što omogućava efikasnije korištenje generirane energije. Jedinstvenost razvoja leži u povezivanju dva cilindra pomoću obilaznog kanala. Kao rezultat, jedan od klipova stvara kompresiju, a u drugom cilindru se smjesa goriva zapali i ispuštaju se plinovi.Ova metoda vam omogućava da ekonomičnije koristite proizvedenu energiju. Kompjuterske simulacije pokazuju da će Scuderijev motor trošiti 50% manje goriva od konvencionalnih ICE-a.
Termički odvajajući motor
Scuderi je uspio povećati efikasnost motora zahvaljujući termičkom razdvajanju motora na 2 dijela. Jedan problem ostaje neriješen u konvencionalnom četverotaktnom motoru. Različiti potezi rade bolje u određenim temperaturnim rasponima. Stoga su naučnici odlučili motor podijeliti u dva odjeljka i između njih staviti hladnjak. Motor će raditi prema sljedećoj shemi. U hladne cilindre, smjesa goriva će se ubrizgavati i stlačiti. To osigurava maksimalnu efikasnost u hladnim uvjetima. Proces sagorijevanja i ispuštanja odvija se u vrućim cilindrima. Pretpostavlja se da će ova tehnologija osigurati uštedu goriva do 20%. Naučnici planiraju modificirati ovu vrstu motora i postići 50% uštede.Skyactiv-G motor iz Mazde
Japanska kompanija Mazda oduvijek je težila stvaranju inovativnih motora. Na primjer, neka serijska vozila su opremljena rotacijskim agregatima. Sada su dizajneri auto koncerna temeljito angažirani na ekonomičnosti potrošnje goriva. Sljedeće godine planirano je puštanje automobila sa motorom Skyactiv-G. To će biti prvi model u porodici Skyactiv. Subkompaktnu verziju Mazde2 pokretat će 1,3-litreni Skyactiv-G sportski motor. Varijatorski prenos će raspodijeliti obrtni moment. Power point Ima visok stepen kompresije, što rezultira uštedom goriva do 15%. Programeri tvrde da će prosječna kilometraža plina biti oko 3L / 100 km.
Različiti proizvođači automobila opremili su svoje automobile bokserskim motorima. Ovaj dizajn nije bez nedostataka na kojima inženjeri nastavljaju raditi. Kao što znate, kod bokserskog motora cilindri su vodoravni, a klipovi se kreću u suprotnim smjerovima. Dizajneri EcoMotors-a postavili su po dva klipa u svaki cilindar koji su usmjereni jedan prema drugom. Radilica smještene između cilindara, a klipnjače različitih dužina koriste se za pomicanje klipova u jednom cilindru. Ovaj dogovor klipna grupa smanjila težinu motora, jer nisu potrebne masivne glave cilindra. Hod klipa u bokserskoj jedinici je takođe znatno manji nego kod tradicionalnog benzinskog motora. Prema inženjerima EcoMotors-a, automobil sa OPOC motorom trebao bi potrošiti oko 2 litre benzina na 100 kilometara. Pinnacle Powertrain
Još jedan napredni razvoj napravljen na osnovu bokserski motor... U Pinnacle motoru, dva klipa se kreću jedan prema drugom u istom cilindru. Među njima se zapali smjesa goriva. Motor ima dva radilica i klipnjače iste dužine. Ovaj dizajn omogućava ogromne uštede energije uz nisku cijenu pogonske jedinice. Pretpostavlja se da je efikasnost benzinski motor može se povećati za 50%. Naučnici širom planete traže nove pristupe stvaranju moćnih, ekonomičnih i ekološki prihvatljivih ICE modela. Neki događaji izgledaju prilično obećavajuće, dok drugi imaju manje oblačnu budućnost. Međutim, samo će vrijeme presuditi ko će se okupati u slavi i čiji će razvoj događaja završiti na prašnjavim policama arhive. 
