To je očitno motor z notranjim izgorevanjem ni dovolj ekonomičen in pravzaprav je nizka učinkovitost... To prisili znanstvenike, da poiščejo alternative - zlasti za ustvarjanje cenovno ugodnega prevoza z elektriko ali vodikom. Vendar nedavni razvoj kaže, da je mogoče motorje z notranjim zgorevanjem narediti resnično učinkovite. Kako je to izvedljivo in kaj zdaj preprečuje uporabo takšnih tehnologij v praksi?
Motor z notranjim izgorevanjem brez pretiravanja je sprožil motor znanstvenega in tehnološkega napredka. Cestni prevoz je najpomembnejše sredstvo za prevoz potnikov in blaga. Danes je v ZDA skoraj 800 avtomobilov na 1000 ljudi, do leta 2020 pa bo v Rusiji ta številka približno 350 avtomobilov na tisoč prebivalcev.
Velika večina od več kot milijarde avtomobilov na planetu še vedno uporablja motor z notranjim zgorevanjem (ICE), izumljen v 19. stoletju. Kljub vsem tehnološkim trikom in pametni elektroniki se učinkovitost sodobnih bencinskih motorjev še vedno giblje okoli 30%.
Najučinkovitejši dizelski ICE imajo 50-odstotni izkoristek, to pomeni, da celo polovico goriva v obliki škodljivih snovi oddajajo v ozračje.
O učinkovitosti motorja z notranjim zgorevanjem seveda ni treba govoriti, še posebej, če pomislimo, da sodobni avtomobili porabijo 10–20 litrov goriva na 100 kilometrov. Ni presenetljivo, da znanstveniki po vsem svetu poskušajo ustvariti cenovno ugodne električne in vodikove avtomobile. Vendar koncept motorja z notranjim zgorevanjem ni izčrpal možnosti za posodobitev.
Z najnovejšim napredkom elektronike in materialov je mogoče ustvariti resnično učinkovit motor z notranjim zgorevanjem.
Ekomotor
Inženirji podjetja EcoMotors International kreativno predelal zasnovo tradicionalnega motorja z notranjim zgorevanjem. Obdržal je bate, ojnice, ročično gred in vztrajnik, vendar je nov motor za 15–20% učinkovitejši ter veliko lažji in cenejši za izdelavo. Motor lahko deluje na več vrst goriva, vključno z bencinom, dizelskim gorivom in etanolom.
Slika: 1. Na splošno ima EcoMotors elegantno, preprosto zasnovo s 50% manj delov kot običajni motor.
To je bilo doseženo z uporabo nasprotne konstrukcije motorja, pri kateri zgorevalno komoro tvorita dva bata, ki se premikata drug proti drugemu.... Hkrati je motor dvotaktni in je sestavljen iz dveh modulov s po 4 bati, ki sta povezana s posebno sklopko z elektronskim krmiljenjem.
Motor je popolnoma elektronsko krmiljen, zahvaljujoč kateri je bilo mogoče doseči visok izkoristek in minimalno porabo goriva. Na primer v zastojih in drugih primerih, ko ni potrebna celotna moč motorja, deluje le eden od obeh modulov, kar zmanjša porabo goriva in hrup.
Prav tako je motor opremljen z nadzorovano elektroniko turbopolnilnik, ki pridobiva energijo iz izpušnih plinov in proizvaja elektriko. Na splošno ima motor EcoMotors elegantno, preprosto zasnovo s 50% manj delov kot običajni motor. Nima bloka glave valja, izdelan je iz običajnih materialov in proizvaja manj hrupa in vibracij.
Hkrati se je motor izkazal za zelo lahkega: za 1 kg teže proizvede več kot 1 KM moči (v praksi je približno 2-krat lažji od tradicionalnega motorja z enako močjo). Poleg tega je izdelek EcoMotors enostavno razširljiv: dodajte le nekaj modulov in majhen avtomobilski motor se spremeni v močan tovornjak.
Izkušeni motor EcoMotors EM100 z merami 57,9x 104,9x47 cm tehta 134 kg in proizvede 325 KM. pri 3.500 vrt / min (dizelsko gorivo), premer valja - 100 mm. Poraba goriva za petsedežni avtomobil z motorjem EcoMotors naj bi bila izredno nizka - na ravni 3-4 litre na 100 km.
Prihranki pri vsem
Achates Power si je zadal za cilj razviti motor z notranjim zgorevanjem s porabo goriva 3-4,5 litra na 100 km za avtomobil velikosti forda fiesta. Medtem ko njihov eksperimentalni dizelski motor kaže veliko večji apetit, razvijalci upajo na zmanjšanje porabe. ampak glavna stvar v tem motorju – izjemno preprosta zasnova in poceni... Strinjamo se, da prihranek pri gorivu stane malo, če bi prišel do večkratnega povečanja stroškov motorja.
Slika: 2. Motor Achates Power ima izjemno preprosto zasnovo.
Motor Achates Power ima izjemno preprosto zasnovo. Gre za dvotaktni bokserski dizelski motor, pri katerem se dva bata premikata drug proti drugemu in tvorita zgorevalno komoro. To odpravlja potrebo po glavi valja in zapletenem mehanizmu za distribucijo plina. Večina motornih delov je izdelanih s preprostimi proizvodnimi postopki in ne zahteva dragih materialov. Na splošno motor vsebuje veliko manj delov in kovine kot običajni motor.
Achates Power trenutno preizkuša 21% učinkovitejše od najboljših "običajnih" dizelskih motorjev. Še več, ima modularno zasnovo, visoko gostoto moči (razmerje med težo in KM). Prav tako je zaradi posebne oblike zgornjega dela bata ustvarjen vrtinčni tok posebne oblike, ki zagotavlja odlično mešanje mešanice goriva in zraka, učinkovito odvajanje toplote in skrajša čas zgorevanja.
Rezultat tega je, da motor ne ustreza le vojaškim specifikacijam ameriške vojske, ampak tudi presega motorje, ki so danes nameščeni na vojaški opremi.
Preprosta pot
Ameriško podjetje Transonsko zgorevanje se odločil, da ne bo ustvaril novega motorja, ampak bo s pomočjo novega sistema vbrizga dosegel impresivno (25–30%) ekonomičnost porabe goriva.
Visokotehnološki sistem vbrizgavanja TSCi ™ ne zahteva korenitih sprememb motorja in je pravzaprav komplet injektorjev in posebna črpalka za gorivo.
Slika: 3. Proces zgorevanja TSCiTM uporablja neposredno vbrizgavanje nadkritičnega bencina in poseben sistem vžiga.
V procesu zgorevanja TSCiTM se uporablja neposredno vbrizgavanje nadkritičnega bencina in poseben sistem vžiga.
Nadkritična tekočina – to je stanje snovi pri določeni temperaturi in tlaku, ko ni niti trdna snov niti tekočina niti plin... V tem stanju snov pridobi zanimive lastnosti, na primer nima površinske napetosti in v procesu faznega prehoda tvori drobne delce. Poleg tega ima nadkritična tekočina zmožnost hitrega prenosa mase. Vse te lastnosti so izjemno uporabne v motorju z notranjim zgorevanjem, zlasti nadkritično gorivo se hitro meša, nima velikih kapljic, hitro gori z optimalnim sproščanjem toplote in visoko učinkovitostjo cikla.
Elektronski ventil
Podjetje Grail Engine Technologies je razvil edinstven dvotaktni motor z zelo privlačnimi zmogljivostmi.
Torej, ko porabi 3-4 litre na "sto", motor proizvede 200 KM. Motor z močjo 100 KM tehta manj kot 20 kg in z močjo 5 KM. - samo 11 kg! Hkrati motor Grail v nasprotju z običajnimi dvotaktnimi motorji ne onesnažuje goriva z oljem iz ohišja motorja, kar pomeni, da ustreza najstrožjim okoljskim standardom.
Sam motor je sestavljen iz preprostih delov, večinoma izdelanih z ulivanjem. Skrivnost izjemnih zmogljivosti je v načinu delovanja Grail Engine. Med premikanjem bata navzgor se na dnu ustvari negativni zračni tlak in skozi poseben ventil iz ogljikovih vlaken zrak vstopi v zgorevalno komoro. Na določeni točki gibanja bata se začne dovajati gorivo, nato se v zgornji mrtvi točki s pomočjo treh običajnih električnih sveč vžge mešanica goriva in zraka, ventil v batu se zapre. Bat se spusti, valj je napolnjen z izpušnimi plini. Ko doseže spodnjo mrtvo točko, se bat začne spet premikati navzgor, zračni tok prezračuje zgorevalno komoro in iztisne izpušne pline, cikel dela se ponovi.
Slika: 4. Skrivnost izjemnih zmogljivosti je v načinu delovanja Grail Engine.
Kompakten in zmogljiv motor za grale idealen za hibridna vozila, kjer bencinski motor proizvaja elektriko, elektromotorji pa poganjajo kolesa.
V takšnem stroju bo Grail Engine deloval z optimalno zmogljivostjo brez nenadnih skokov moči, kar bo znatno povečalo njegovo vzdržljivost, zmanjšalo hrup in porabo goriva. Hkrati modularna zasnova omogoča priključitev dveh ali več enovaljnih motorjev Grail na skupno ročično gred, kar omogoča ustvarjanje vrstnih motorjev različnih moči.
Novi modeli avtomobilov se pojavljajo vsako leto - vendar iz nekega razloga nimajo zgoraj opisanih varčnih in preprostih motorjev. Dejansko vse zanimajo motorji novega dizajna: od vseprisotnega vlagatelja Billa Gatesa do Pentagona. Vendar se proizvajalci avtomobilov ne mudijo z nameščanjem novih predmetov na svoje avtomobile. Očitno je bistvo v tem, da veliki avtomobilski koncerni sami proizvajajo motorje in seveda ne želijo deliti dobička s tujimi razvijalci.
Toda v vsakem primeru bodo strogi okoljski standardi in električna vozila prisilili proizvajalce avtomobilov, da uvedejo nove tehnologije, ki so za zdravje ljudi in celotnega planeta veliko pomembnejše od multimedijskih sistemov in oblikovalskih užitkov.
Kateri kriteriji veljajo za ključne za izbiro "zelo-zelo"? Ali obstajajo bistvene razlike v pristopu k oblikovanju na različnih celinah? Poskusimo najti odgovore na ta vprašanja.
EVROPA: V GOSPODARSTVU
Na nedavni novinarski konferenci v Londonu je vodja koncerna Peugeot-Citroën Jean-Martin Foltz, za marsikoga povsem nepričakovano, o hibridnih avtomobilih dejal: "Poglejte okoli: takih avtomobilov je v Evropi manj kot 1%, delež dizlov pa doseže polovico." Po mnenju gospoda Folza je sodoben dizel veliko cenejši za proizvodnjo, saj ni nič manj ekonomičen in okolju prijazen.
Časi, ko so dizelski motorji za seboj pustili črn vlak, so zagrmeli po celi ulici in so bili v litrski moči opazno slabši od bencinskih. Danes je poseben delež dizelskih motorjev v Evropi 52% in še naprej raste. Zagon dajejo na primer okoljski bonusi v obliki znižanih davkov, predvsem pa visoki stroški bencina.
Preboj na dizelski fronti se je zgodil konec 90-ih, ko so začeli s proizvodnjo prvi motorji s skupnim vodom - skupnim gorivom. Od takrat je tlak v njem nenehno naraščal. V najnovejših motorjih doseže 1800 atmosfer in pravzaprav je do nedavnega 1300 atmosfer veljalo za izjemen kazalnik.
Naslednji na vrsti so sistemi z dvakratnim povečanjem tlaka vbrizga. Najprej črpalka črpa gorivo v zalogovnik do 1350 atm. Nato se tlak zviša na 2200 atm, pod katerim vstopi v šobe. Pod tem pritiskom se gorivo vbrizga skozi manjše luknje. To izboljša kakovost razpršila in poveča natančnost odmerjanja. Zato povečanje učinkovitosti in moči.
Pilotni vbrizg uporabljamo že nekaj let: prva "serija" goriva v cilindre vstopi malo prej kot glavna doza, s čimer se doseže bolj gladko delovanje motorja in čistejši izpuh.
Poleg "skupnega voda" obstaja še ena tehnična rešitev za dvig tlaka vbrizga na višino brez primere. Vbrizgalne črpalke so iz tovornih motorjev prešle na lahke dizelske motorje. Zlasti jim je predan Volkswagen, ki si predstavlja zdravo konkurenco za "skupno rampo".
Eden od ovir na poti dizelskega goriva je bil vedno okoljski. Če so bencinske motorje grajali zaradi ogljikovega monoksida, dušikovih oksidov in ogljikovodikov v izpuhu, potem dizli - zaradi dušikovih spojin in delcev saj. Uvedba Euro IV lani ni bila lahka. Z dušikovimi oksidi smo se ukvarjali s pomočjo nevtralizatorja, toda poseben filter ujame saje. Postreže do 150 tisoč km, nakar se bodisi spremeni bodisi "vžge". Na ukaz krmilne elektronike se v jeklenko dovajajo izpušni plini iz recirkulacijskega sistema in velika doza goriva. Temperatura izpušnih plinov se dvigne in saje izgorejo.
Omeniti velja, da lahko večina novih dizelskih motorjev deluje na biodizelsko gorivo: temelji na rastlinskih oljih in ne na naftnih derivatih. To gorivo je manj agresivno za okolje, zato bi moral njegov delež množičnega trga v Evropi do leta 2010 doseči 30%.
V tem času strokovnjaki opažajo skupni razvoj General Motors in FIAT - enega izmed "motorjev leta 2005". Zahvaljujoč elektroniki lahko majhen dizelski motor hitro spremeni parametre vbrizga in s tem zagotovi večji navor in hiter zagon motorja. Široka uporaba aluminija, ki je v primerjavi z zadostno močjo 70 KM znatno zmanjšal težo in mere. in precejšen navor 170 Nm je 1,3-litrskemu motorju omogočil veliko število glasov.
Glede na vse dosežke na področju dizelskega goriva lahko mirno rečemo, da je bližnja prihodnost Evrope prav na teh motorjih. Postanejo močnejši, tišji in udobnejši za vsakodnevno vožnjo. Ob upoštevanju trenutnih cen nafte jih v Starem svetu noben od obstoječih tipov motorjev ne more potisniti.
AZIJA: VEČ SILE NA LITR
Glavni dosežek japonskih inženirjev motorjev v zadnjih desetih letih je velika litrska moč. V skladu z zakonodajo v ozkem okviru inženirji na različne načine uspevajo doseči odlične rezultate. Osupljiv primer je spremenljiv čas krmiljenja ventilov. Konec 80-ih je japonska "Honda" s svojim sistemom VTEC naredila pravo revolucijo.
Potrebo po spreminjanju faz narekujejo različni načini vožnje: v mestu sta najpomembnejša učinkovitost in navor pri nizkih vrtljajih, na avtocesti - pri visokih vrtljajih. Tudi želje kupcev v različnih državah se razlikujejo. Prej so bile nastavitve motorja konstantne, zdaj pa jih je mogoče spreminjati dobesedno na poti.
Sodobni Hondini motorji so opremljeni z več vrstami VTEC, vključno s tristopenjsko napravo. Tu se parametri prilagajajo ne le pri nizkih in visokih hitrostih, temveč tudi pri srednjih. Tako je mogoče združiti nezdružljivo: visoko specifično moč (do 100 KM / l), porabo goriva v načinu 60-70 km / h na ravni 4 litrov na sto in visok navor v območju od 2000 do 6000 vrt / min.
Kot rezultat, Japonci uspešno odstranijo veliko moč iz zelo skromnih količin. Rekorder za ta kazalnik ostaja roadster Honda S2000 z naravnim dvolitrskim motorjem z močjo 250 KM. Kljub temu, da se je motor pojavil leta 1999, je še vedno med najboljšimi - drugo mesto med kandidati leta 2005 s prostornino 1,8-2,0 litra. Drugi neizpodbitni dosežek Japoncev so hibridne naprave. "Hibridni sinergijski pogon", ki ga je proizvedla "Toyota", je bil večkrat nagrajen med nagrajenci in je osvojil največ točk v nominaciji za "ekonomičen motor". Navedena številka - 4,2 l / 100 km za tako velik avtomobil, kot je Toyota Prius, je zagotovo dobra. Moč pogona "Synergy Drive" doseže 110 KM, skupni navor bencinsko-električne napeljave pa je izjemen - 478 Nm!
Poleg izkoristka goriva je poudarjen tudi okoljski vidik: emisija ogljikovodikov in dušikovih oksidov iz motorja je za 80 in 87,5% nižja od tiste, ki jo za bencinske motorje zahtevajo standardi Euro IV, in za 96% nižja od zahteve za dizelske motorje. Tako se "Synergy Drive" z maržo prilega najtežjemu svetovnemu okviru - ZLEV, ki ga načrtujejo za predstavitev v Kaliforniji.
V zadnjih letih se je pojavil zanimiv trend: pri hibridih gre vedno manj za absolutne rekorde učinkovitosti. Vzemite Lexus RX 400h. Ta avto v mestnem ciklu porabi povsem običajnih 10 litrov. Z enim opozorilom - to je glede na moč glavnega motorja 272 KM zelo malo in trenutek je 288 N.m!
Če bodo japonski podjetji, najprej Toyota in Honda, uspeli znižati stroškovne stroške enot, bo prodaja hibridov v naslednjih 5-10 letih poskočila za red velikosti.
AMERIKA: poceni in jezna
Potem ko je na forumih ameriških avtomobilov potekal natečaj "Motor leta", se vedno porajajo razprave: kako to, med zmagovalci ni niti enega motorja naše zasnove! Preprosto: Američani kljub tekoči krizi z gorivom niso bili zelo uspešni pri varčevanju z bencinom in o dizelskem gorivu ne želijo niti slišati! A to še ne pomeni, da se nimajo s čim pohvaliti.
Na primer, motorji "Chrysler" iz serije "Chemi", ki so sijali v zmogljivih modelih (v ZDA jih v ZDA tradicionalno imenujejo "mišični avtomobili"). Njihovo ime izhaja iz angleščine hemispherical - hemispherical. Seveda se je v pol stoletja marsikaj spremenilo, toda tako kot prej ima sodobni "Chemi" polkrožne zgorevalne komore.
Tradicionalno so na čelu linije motorjev enote, ki so po evropskih standardih nedostojne delovne prostornine - do 6,1 litra. Takoj ko odprete brošuro, je razlika v pristopih k oblikovanju presenetljiva. "Najboljša moč v svojem razredu", "najhitrejši pospešek", "nizka raven hrupa" ... poraba goriva je omenjena mimogrede. Čeprav mu inženirji seveda niso ravnodušni. Samo prioritete so nekoliko drugačne - dinamične lastnosti in ... nizki stroški enote.
V motorjih Chemi ni spremenljivih faz. Niso tako prisiljeni in se niti približno ne morejo približati najboljšim japonskim enotam po prostornini litra. Uporabljajo pa iznajdljiv sistem MDS (Multi Displacement System). Kot namiguje že samo ime, je njegov pomen izklop štirih od osmih valjev motorja, ko ni treba uporabiti vseh 335 "konjev" in 500 Nm navora, na primer v 5,7-litrskem motorju. Izklop traja le 40 milisekund. GM je take sisteme uporabljal že prej, Chrysler pa ima to prvo izkušnjo. Po navedbah podjetja MDS prihrani do 20% goriva, odvisno od načina vožnje. Bob Lee, podpredsednik Chrysler Engines, je zelo ponosen na nov motor: "Izklop valja je eleganten in preprost ... prednosti so zanesljivost in poceni."
Seveda ameriški inženirji niso omejeni na preklopne jeklenke. Pripravljajo povsem drugačen razvoj, na primer elektrarne na gorivne celice. Sodeč po pojavu vseh novih konceptnih avtomobilov s prav takšnimi motorji, je njihova prihodnost risana v roza barvah.
Seveda smo opazili le najbolj presenetljive značilnosti "nacionalne gradnje motorjev". Sodobni svet je premajhen, da bi lahko bistveno različne kulture obstajale ena ob drugi, ne da bi vplivale druga na drugo. Morda bodo nekega dne izpeljali recept za idealen "globalni" motor? Medtem ko vsi raje tečejo po svoje: Evropa se pripravlja, da bo skoraj polovico parka prenesla na repično olje; Čeprav se Amerika trudi, da ne bi opazila sprememb, ki se dogajajo v svetu, se postopoma odvaja od požrešnih mastodontov in razmišlja o prenosu infrastrukture celotne države na vodikovo gorivo; No, Japonska ... kot vedno, uporablja visoke tehnologije in neverjetno hitrost njihovega izvajanja.
DIESEL "PSA-FORD"
V bližnji prihodnosti se bo začela proizvodnja dveh novih motorjev, ki sta jih skupaj razvila koncern Peugeot-Citroen in Ford (novinarjem jih predstavi Fordov inženir Phil Lake). Dizelski motorji s prostornino 2,2 litra so namenjeni gospodarskim in osebnim avtomobilom. Sistem "skupnega voda" zdaj deluje pri tlaku 1800 atm. Gorivo se vbrizga v zgorevalno komoro skozi sedem 135-mikronskih lukenj v piezoelektričnih injektorjih (prej jih je bilo pet). Zdaj je mogoče vbrizgati gorivo do šestkrat na vrtljaj ročične gredi. Rezultat so čistejši izpušni plini, prihranek goriva in zmanjšane vibracije.
Uporabljena sta bila dva kompaktna turbinska polnilnika z nizko inercijo. Prvi je izključno odgovoren za "nizko", drugi je povezan po 2700 vrt / min in zagotavlja gladko krivuljo navora, ki doseže 400 Nm pri 1750 vrt / min in 125 KM. pri 4000 vrt / min. Zaradi nove arhitekture blokov motorja je teža motorja v primerjavi s prejšnjo generacijo zmanjšana za 12 kg.
Koncept motorja, ki ga je izumil Carmelo Scuderi, ameriški samouk avtomehanik, temelji na principu delitve jeklenk na delovne in pomožne jeklenke. V nasprotju z Ottovo shemo je v motorju z deljenim ciklom (SCC) za vsak obrat gredi en delovni hod. Pomožni valji, v katerih bat stisne zrak, so prek obvodnih kanalov povezani z glavnimi. Vsak kanal vsebuje dva ventila - kompresijski ventil in ekspanzijski ventil. V prostoru med njima zrak doseže najvišjo stopnjo stiskanja. Vbrizgavanje goriva v zgorevalno komoro delovnega valja poteka istočasno z odpiranjem ekspanzijskega ventila in vžig - po tem, ko bat preide v zgornjo mrtvo točko. Val plinov ga tako rekoč dohiti, razen detonacije mešanice. Med navideznimi preskusi vgrajenega prototipa motorja Scuderi je bilo ugotovljeno, da je zelo stabilen. Koeficient odstopanja parametrov delovnih gibov od povprečne vrednosti v najbolj "problematičnem" območju vrtljajev - od prostega teka do tisoč in pol - v SCC je skoraj dvakrat nižji kot pri Otonovem motorju z notranjim zgorevanjem: 1,4% v primerjavi z 2,5. Na prvi pogled to ni veliko, a za strokovnjake je razlika ogromna. Ta indikator govori o zelo visoki kakovosti mešanice in njenem najbolj natančnem odmerjanju. Štirivaljni vrstni štirivaljni motor Scuderi je po moči 25% učinkovitejši od običajnih kolegov, njegova prvotna hibridizirana različica Scuderi Air-Hybrid pa je 30-36% učinkovitejša. Pri Air-Hybridu stisnjen zrak v akumulatorju stisnjenega zraka poteka, ko vozilo zavira. Nato se v obvod dovaja zrak, s čimer se razbremeni obremenitev bata podrejenega valja.
Motor Skunderi. Izdelavo motorjev sistema Carmelo Scuderi je mogoče enostavno organizirati v katerem koli podjetju za gradnjo motorjev s tradicionalnimi sklopi. Toda ali ga proizvajalci potrebujejo? ..
V letu 2011 bo podjetje predstavilo drugo generacijo V-arhitekturnega motorja, v katerem bodo odprtine izdelane kot ločeni moduli. V prvi različici - z enodelno glavo - so bili nameščeni v steni med pari valjev. Razporeditev v obliki črke V omogoča boljši dostop do njih s strani sprejemnika in zagotavlja učinkovitejše hlajenje enote. Po napovedih znanstvenikov z jugozahodnega raziskovalnega inštituta, ki se tesno ukvarjajo s finim uglaševanjem virtualnega modela vrstnega motorja, bo razlika v učinkovitosti med takšnim "štirico" in enakovrednim motorjem Otto dosegla 50%. Zaradi lahke teže, odlične gostote moči (135 KM na liter prostornine) in tehnološke enostavnosti SCC je zelo obetaven za izvedbo. Znano je, da več igralcev glavne lige svetovne avtomobilske industrije, pa tudi proizvajalci komponent, zanjo zanimajo veliko. Zlasti slavno podjetje Robert Bosch. Predsednik skupine Scuderi Sal Scuderi je prepričan, da bo čez tri leta zamisel njegovega očeta šla v serijo.
Malo verjetno je, da bo Lotus Omnivore kdaj postal glavni pogonski sklop avtomobila. Toda kot pomožno sredstvo - na primer generator - je povsem primerno.
Lotus vsejed
Kdo je rekel, da sta dva lokala preteklost? Inženirji Lotus Engineering verjamejo, da proizvajalci avtomobilov potencial dvotaktnih motorjev resno podcenjujejo, požrešnost pa je le mit. Njihovo zmagoslavno vrnitev napovedujejo leta 2013 pod pokrovi serijskih avtomobilov. Leta 2009 je podjetje v Ženevi predstavilo konceptualni 500-kubični motor Omnivore, ki deluje na katero koli vrsto tekočega goriva. Motor zasije naenkrat z več inovativnimi tehnologijami, od katerih je glavna spremenljivo kompresijsko razmerje z uporabo premične zgornje stene zgorevalne komore. Odvisno od vrste goriva in obremenitve se lahko stiskanje v Omnivore razlikuje od 10 do 40 do ena. Za pripravo uravnotežene mešanice zraka in goriva skrbi sistem neposrednega vbrizga Orbital FlexDI z dvema injektorjema, parametre izpušnih plinov pa nadzoruje patentiran CTV (Charge Trapping Valve). Zdi se, da je Britancem uspelo tisto, za kar si prizadevajo vsi razvijalci inovativnih motorjev z notranjim zgorevanjem: v preskusnem ciklu klopi je Omnivore samozavestno ohranil način izgorevanja HCCI tudi v prostem teku in v "rdeči coni". Zasnova Omnivoreja je izjemna tudi s tem, da sta blok in glava oblikovana v enem kosu.
Ekomotorji OPOC. Ena glavnih prednosti zasnove profesorja Hoffbauerja je zmožnost, da na ročično gred "postavi" vedno več parov jeklenk in tako dobi nekaj podobnega modularnemu motorju.
Po specifikaciji je koncept za 10% varčnejši od atmosferskih bencinskih motorjev z enako močjo in glede čistosti izpušnih plinov zlahka dosega standarde Euro-6. Če Lotus lahko zanima avtomobilske proizvajalce, bodo potomci koncepta Omnivore glavni kandidati za vgrajene generatorje električnih hibridov. Za to imajo vse: nezahtevnost, izjemno kompaktnost in veliko porabo energije.
Ekomotorji OPOC
Med podjetji, ki skušajo klasični ICE poslati na odlagališče, se ameriški Ecomotors loči ne le zaradi ekstravagantnosti svojih idej. Podvižni titan Vinod Khosla in milijarder Bill Gates sta blagoslovila OPOC-ov težki bokserski motor. V upravnem odboru majhnega podjetja je več oseb, katerih imena služijo kot dovoljenje za zaprt klub avtomobilov, stojnice Ecomotors pa so se poznale v najbolj elitnih prodajnih salonih na svetu.
Dvotaktni dvovaljni modularni motor z notranjim zgorevanjem OPOC boxer je izumil profesor Peter Hoffbauer, dolgoletni glavni mehanik pri Volkswagnu, v poznih devetdesetih letih. Superkompaktni dizelski motor Hoffbauer ima izjemno visoko gostoto moči približno 3 KM. na kilogram mase. Na primer stokilogramska "cev" proizvede 325 KM. in 900 Nm navora. Hkrati je učinkovitost OPOC zelo blizu 60%, kar dvakrat presega sodobne dizelske motorje s kompleksnim polnjenjem. Eden glavnih "čipov" tega bokserja je zmožnost sestavljanja ločenih modulov, od katerih je vsak polnopravni motor, elektrarne z vgrajenimi 4-, 6- in 8-valjnimi konfiguracijami. Paradoksalno je, da OPOC pri vsem svojem polnjenju deluje pri dokaj skromnih razmerjih stiskanja v območju od 15 do 1 in ne zahteva posebne priprave goriva.
Načeloma je OPOC cev z dvema paroma batov, ki hkrati izvajata večsmerna gibanja. Prostor med parom je zgorevalna komora. Ojnice z nenavadno dolgimi stebli povezujejo bate z osrednjo ročično gredjo. V središču komore je nameščena brizgalna šoba, vstopna in izstopna vrata pa so v spodnjem mrtvem središču sredinskih batov. Odprtine nadomeščajo zapleteni ventil in odmično gred. Pomemben oblikovni element je električni turbopolnilnik z ogrevanjem zraka, ki nadomešča zlasti običajne žarnice. V trenutku zagona turbina dovaja zgorevalno komoro s komprimiranim zrakom, segretim na 100 ° C.
IRIS. Glavna značilnost zasnove motorja Iris je visoko uporabna površina "batov" - cvetnih listov. Nepremične stene zavzemajo le 30% celotne površine zgorevalne komore, kar bistveno izboljša učinkovitost motorja.
Po besedah \u200b\u200bpredsednika podjetja Donalda Rankla, nekdanjega podpredsednika General Motorsa, trenutno šesto generacijo motorja preizkušajo v svojem tehničnem centru, ki bo končana v začetku leta 2012. In to ne bo več še en delujoči prototip, temveč enota, namenjena za tekoči trak. Zanimanje za razvoj pa ni samo med avtomobilisti, ampak tudi med vojsko, proizvajalci letal, gradbeniki in rudarji. Načrtovano je izdelati štiri vrste modulov OPOC hkrati s premerom bata 30, 65, 75 in 100 mm.
IRIS
Za mnoge ljudi je opazovanje bizarnih mehanizmov, ki se vrtijo in utripajo uspešno nadomestilo za tablete za stres.
Čarovniško zamisel denverskega znanstvenika, izumitelja in podjetnika Timberja Dicka, ki je tragično umrl v prometni nesreči leta 2008, lahko v tej kategoriji uvrstimo med homeopatska zdravila. Toda motor z notranjim zgorevanjem IRIS (Notranji sevalni impulzni ustroj) kljub vsej svoji izvirnosti nikakor ni prazna lupina. Na vseh straneh zaščiten s patenti, je prejel nagrade za inovacije NASA, naftne korporacije ConocoPhillips in kemičnega giganta Dow Chemical. Dvotaktni ICE s spremenljivo geometrijo in površino bata ima po izračunih učinkovitost 45%, kompaktne dimenzije in majhno težo. Poleg tega kupcu, če ga sprejmejo proizvajalci, ne bo treba preplačati - cena enote ne bo višja od cene običajnih bencinskih motorjev.
RLDVS. Razlika med motorjem z rotacijskimi lopaticami in vsemi ostalimi, omenjenimi v materialu, je ta, da je v nekaj milimetrih od množične proizvodnje. Leta 2011 so predvideni testi ruskega "yo-mobile" s podobnim motorjem, od leta 2012 pa še serija.
Po Dicku je v standardnem paru "zgorevalna komora - delovna površina bata" najšibkejša točka konstantna kontaktna površina. Glava predstavlja le 25% celotne površine komore. V konceptu IRIS ima šest batov, ki so jekleni, z valovi ukrivljeni cvetni listi, uporabno površino skoraj trikrat večjo - stene nepremične komore zasedajo le 30% površine.
Zrak vstopi v zgorevalno komoro skozi sesalne ventile, ko so cvetni listi najbolj oddaljeni od središča. Hkrati se izpušni plini odvajajo skozi odprte izpušne ventile. Nato cvetni listi, ki nihajo na gredi, blizu sredine komore, stisnejo zrak. V trenutku najbližjega približevanja s popolnoma zaprtimi ventili pride do vbrizga goriva in vžiga. Ko se vroči plini širijo, se ločijo venčni listi bata, kar vodi do vrtenja gredi. Izpušni ventili se odprejo v zgornji mrtvi točki. Potem se vse znova ponavlja. Precej preprost menjalnik pretvori vibracije šestih gredi v vrtenje glavne gredi.
Rusko rotacijsko rezilo
Motor z rotacijskimi lopaticami (RLDVS) sploh ni razvoj 21. stoletja. Njegova zasnova je bila izumljena že v tridesetih letih prejšnjega stoletja in od takrat še ni minilo desetletje, ne da bi se pojavil še en patent za novo RLD. Najbolj znan je bil morda motor Vigriyanov, ustvarjen leta 1973. Toda v serijo RLD niso hoteli vstopiti. Glavna težava je bila zapletenost sinhronizacije rotorskih gredi in še bolj odstranjevanje trenutka z njih - v času šibkega razvoja elektronike je sinhronizator zasedel skoraj celotno sobo; RLD se lahko uporablja samo kot stacionarna elektrarna. To je izničilo eno njegovih glavnih prednosti - kompaktnost in majhno težo.
RLD je valj, znotraj katerega sta na eni osi nameščena dva rotorja, vsak s parom lopatic. Rezila delijo prostor valja na delovne komore; v vsakem se v enem vrtljaju gredi izvedejo štirje delovni cikli. Zapletenost sinhronizacije je predvsem posledica neenakomernega gibanja rotorjev med seboj, njihovega "pulziranja".
Toda takoj, ko se je pojavil kompakten in priročen sinhronizacijski mehanizem, je RLD takoj dobil resno serijsko perspektivo. Najbolj zanimivo in prijetno je, da je bil tak mehanizem razvit v Rusiji v okviru senzacionalnega projekta Yo-mobile. Elektrarna "yo-mobile" tehta le 55 kg (35 - motor s sinhronizatorjem, 20 - električni generator), moč pa lahko proizvede približno 100 kW, čeprav bo za serijske modele omejena na 45 kW (60 KM). Poleg kompaktnosti je za RLD značilna razširljivost. Z lahkoto ga lahko povečate do majhnega ladijskega motorja z močjo 1000 kW. Razmerje med močjo in težo elektrarne Yo-mobile je podobno kot pri dvolitrskem 150-konjskem motorju z notranjim zgorevanjem v tradicionalni postavitvi.
Motorji so mehanizmi, ki vozilo ali stroj sprožijo. Motorji poganjajo gorivo (na primer motorji z notranjim zgorevanjem), jedrsko energijo (RTG), elektriko (motorji na električna vozila), vodik, plin, dizelsko gorivo in še veliko več. Vrsta motornega goriva določa njegovo prijaznost do okolja in druge lastnosti. Motorji so že daleč napredovali, vendar še zdaleč ni konec. Znanstveniki in inženirji nenehno razmišljajo o novih gorivih in novih motorjih in skušajo več energije vgraditi v manj stroškov.
Trenutno je v orbiti Zemlje tisoč umetnih satelitov, ki jih skoraj vse poganjajo dragi ionski motorji z življenjsko dobo, ki ni daljša od treh let. Če so ti motorji tako dragi in kratkotrajni, zakaj ne bi razvili cenejše in zanesljivejše možnosti satelitskega nadzora? To bo marsikoga presenetilo, vendar je že bilo ustvarjeno in uporabljeno - premika se po planetu zaradi sončnih delcev, ki potiskajo jadro, pritrjeno na satelit. Ogromno in sijoče platno so razvili 23. julija in ga je povsem mogoče videti z Zemlje.
Konec leta 2018 je med rednim tvitom ustanovitelj SpaceX omenil ruski raketni motor RD-180. Njegovo zasnovo je priznal kot "briljantno" in namignil, da bi se morala Boeing in Lockheed sramiti zaradi njene uporabe v raketi Atlas. Obljubil je, da bo njegov motor Raptor prehitel ruski razvoj, in držal besedo - postalo je znano, da je raketni motor za vesoljsko plovilo Starship po tlaku v zgorevalni komori pred RD-180.
Vestno delajo v dobro osebe. Izboljšanje motorjev je v teku. Ali se oblikovalci borijo za povečanje moči, potem pa zmanjšujejo težo motorja. Na razvoj avtomobilske industrije vplivajo dejavniki, kot so nihanja cen nafte in zaostrovanje okoljskih standardov. Kljub vsem tem težavam so glavni vir energije za avtomobile.
V zadnjih letih se je pojavilo veliko novih dogodkov, katerih namen je izboljšati tradicionalne motorje. Nekateri so že v fazi izvedbe, drugi so na voljo samo v obliki prototipov. Vendar bo minilo malo časa in nekatere od teh novosti bodo implementirane v nove stroje.
Laserji namesto sveč
Do nedavnega so laserji veljali za fantastične naprave, o katerih so navadni ljudje izvedeli iz filmov o Marsovcih. Toda danes obstajajo dogodki, namenjeni zamenjavi laserskih naprav. Tradicionalne sveče imajo eno pomanjkljivost. Ne proizvajajo močne iskre, ki lahko vžge mešanico goriv z veliko količino zraka in nizko koncentracijo goriva. Povečanje moči je privedlo do hitre obrabe elektrod. Uporaba laserjev za vžig pusto gorivne mešanice se zdi zelo obetavna. Med prednostmi laserskih svečk je treba omeniti možnost nastavitve moči in kota vžiga. To takoj ne bo samo povečalo moči motorja, temveč bo tudi postopek zgorevanja učinkovitejši. Prve keramične laserske naprave so razvili inženirji na Japonskem. Imajo premer 9 mm, kar je primerno za vrsto avtomobilskih motorjev. Novost ne bo zahtevala večje revizije pogonskih enot.Inovativni rotacijski motorji
V bližnji prihodnosti lahko iz njih izginejo bati, odmične gredi, ventili. Znanstveniki z univerze v Michiganu se ukvarjajo s povsem novo zasnovo avtomobilskega motorja. Pogonski sklop bo dobival energijo iz eksplozivnih valov, ki ga bodo še naprej premikali. Eden glavnih delov novega obrata je rotor, ki ima v svojem telesu radialne kanale. Ko se rotor hitro zavrti, mešanica goriva teče skozi kanale in takoj napolni proste oddelke. Zasnova omogoča blokiranje izhodnih odprtin in gorljiva mešanica med stiskanjem ne uhaja. Ker gorivo zelo hitro vstopi v predelke, nastane udarni val. Del mešanice goriva potisne v sredino, kjer pride do vžiga, nato pa se izpušni plini izčrpajo. Zahvaljujoč tej prvotni rešitvi so raziskovalci lahko zmanjšali porabo goriva za 60%. Zmanjšala se je tudi masa motorja, kar je privedlo do nastanka lahkega avtomobila (400 kg). Majhno število drgnjenih delov bo tudi prednost novega motorja, zato bi se morali viri motorja povečati. Scuderi razvoj
Zaposleni v Scuderiju so pripravili svojo različico motorja prihodnosti. Ima dve vrsti batnih valjev, kar omogoča učinkovitejšo izrabo proizvedene energije. Edinstvenost razvoja je v povezavi dveh jeklenk s pomočjo obvodnega kanala. Posledično eden od batov ustvari stiskanje, v drugem valju pa se vžge mešanica goriva in sprostijo plini.Ta metoda vam omogoča, da proizvedeno energijo porabite bolj varčno. Računalniške simulacije kažejo, da bo Scuderijev motor porabil 50% manj goriva kot običajni ICE.
Termični ločevalni motor
Scuderi je zaradi toplotne ločitve motorja na 2 dela uspelo povečati izkoristek motorja. Ena težava ostaja nerešena pri običajnem štiritaktnem motorju. Različni gibi delujejo bolje v določenih temperaturnih območjih. Zato so se znanstveniki odločili, da motor razdelijo na dva prekata in mednje postavijo radiator. Motor bo deloval po naslednji shemi. V hladne jeklenke se mešanica goriva vbrizga in stisne. To zagotavlja največjo učinkovitost v hladnih pogojih. Proces zgorevanja in izpuha poteka v vročih jeklenkah. Verjetno bo ta tehnologija zagotovila prihranek goriva do 20%. Znanstveniki nameravajo spremeniti to vrsto motorja in doseči 50-odstotni prihranek.Motor Skyactiv-G iz Mazde
Japonsko podjetje Mazda si je že od nekdaj prizadevalo ustvarjati inovativne motorje. Nekatera serijska vozila so na primer opremljena z rotacijskimi pogonskimi sklopi. Zdaj se oblikovalci avtomobilskega koncerna temeljito ukvarjajo s porabo goriva. Naslednje leto načrtujejo izdajo avtomobila z motorjem Skyactiv-G. To bo prvi model v družini Skyactiv. Subkompaktno različico Mazde2 bo poganjal 1,3-litrski športni motor Skyactiv-G. Variatorski prenos bo razdelil navor. Elektrarna ima visoko stopnjo kompresije, kar povzroči prihranek goriva do 15%. Razvijalci trdijo, da bo povprečna prevožena kilometrina približno 3 L / 100 km.
Različni proizvajalci avtomobilov so svoje avtomobile opremili z bokserskimi motorji. Ta zasnova ni brez napak, na katerih inženirji še naprej delajo. Kot veste, so v bokserskem motorju cilindri vodoravni, bati pa se premikajo v nasprotni smeri. Oblikovalci EcoMotors so v vsak valj postavili dva bata, ki sta usmerjena drug proti drugemu. Ročična gred je nameščena med valji, za premikanje bata v enem valju pa se uporabljajo ojnice različnih dolžin. Ta razporeditev bata omogoča zmanjšanje teže motorja, saj masivne glave cilindrov niso potrebne. Hod bata v bokserski enoti je tudi bistveno manjši kot pri tradicionalnem bencinskem motorju. Po mnenju inženirjev EcoMotors bi moral avtomobil z motorjem OPOC na 100 kilometrov porabiti približno 2 litra bencina. Pinnacle Powertrain
Še en obetaven razvoj temelji na bokserskem motorju. V motorju Pinnacle se dva bata v istem valju premikata drug proti drugemu. Med njimi se vžge mešanica goriva. Motor ima dve ročični gredi in ojnici enake dolžine. Ta zasnova omogoča izjemne prihranke energije ob nizkih stroških pogonske enote. Predpostavlja se, da se lahko izkoristek bencinskega motorja poveča za 50%. Znanstveniki po vsem planetu iščejo nove pristope k ustvarjanju močnih, gospodarnih in okolju prijaznih modelov ICE. Nekateri dogodki se zdijo precej obetavni, drugi pa imajo manj oblačno prihodnost. Vendar bo le čas presodil, kdo se bo kopal v slavi in \u200b\u200bčigar dogajanje bo končalo na prašnih policah arhiva. 
