Langt líf fyrir brunavélina. Það er kaldhæðnislegt að „tilkynnt lok“ brunahreyfilsins vegna hömlulausrar rafvæðingar hefur ekki verið hindrun fyrir miklar framfarir á undanförnum árum: breytilegt þjöppunarhlutfall (Nissan), þjöppunarkveikja í bensínvélum (Mazda) og nú, Koenigsegg mun setja í framleiðslu (þó mjög takmarkað sé) fyrstu Otto-hringrásarvélina (4 högga) án kambás.
Það er á þessari braut nýsköpunar sem INNengine's 1S ICE kemur einnig fram, sem lofar að ganga enn lengra.
Lítil en byltingarkennd vél, með mjög áhugaverðum verkfræðilegum lausnum að innan. Við skulum hitta þá?
Hvað er 1S ICE?
1S ICE frá INNengine er mjög fyrirferðarlítil vél að stærð og afkastagetu, aðeins 500 cm3 að þyngd og aðeins 43 kg að þyngd — skapari hennar, Juan Garrido, segist nú þegar vera að vinna að þróun þessarar einingar sem vegur aðeins 35 kg (!).Lítil þyngd hans og rúmmál eru tveir af helstu kostunum sem þeir sem bera ábyrgð á INNengine tilkynna umfram hefðbundnar brunahreyflar (4 högg):
- Allt að 70% heildarmagn minnkun;
- Allt að 75% þyngdarlækkun;
- Allt að 70% færri íhlutir;
- Og allt að 75% minna slagrými, en með sama aflþéttleika og hefðbundin vél 4x stærri. Til dæmis nær 500 cm3 1S ICE sama afl og 2000 cm3 4-gengis vél.
Við getum líka séð að þrátt fyrir litla rúmstærð er 1S ICE með fjóra strokka og... átta stimpla — það er engin mistök, það eru í raun átta stimplar... Með öðrum orðum, það eru tveir stimplar á hvern strokk, sem í þessu tilfelli þýðir að við erum í viðurvist mótor af andstæðum stimplum. Ég skrifaði andstæða stimpla en ekki algengari andstæða strokkana. Hver er munurinn?
Andstæða stimplar eru eldri en þú heldur
Gagnstimpla vélar eru ekki það sama og gagnstökkar vélar eins og þær sem við þekkjum í Porsche og Subaru. Hver er munurinn? Í andstæðum stimplavélum höfum við tvo stimpla á hvern strokk, sem vinna hver á móti öðrum, með brennsluhólfinu deilt af báðum.
Það er þó ekki nýtt þegar kemur að brunahreyflum þrátt fyrir að vera óvenjuleg tæknilausn.
Reyndar er fyrsta andstæða stimpilvélin aftur til ársins 1882, hönnuð af James Atkinson (sami Atkinson og gaf nafn sitt til samnefnds brennsluferlis sem er fyrst og fremst í tvinnbílum, vegna meiri skilvirkni).
Helsti kosturinn við þetta fyrirkomulag liggur í meiri skilvirkni, þar sem ekki er lengur strokkhaus og knastásar - andstæðu stimplavélarnar eru tvígengis - sem dregur úr þyngd, flækjustig, hita- og núningstapi og kostnaði.
Gerast áskrifandi að fréttabréfinu okkar
Hins vegar, í reynd, þar sem tveir stimplar í sama strokknum þurfa að vinna á samræmdan hátt, verða þeir að vera líkamlega tengdir saman, sem neyðir til að skipta um hluta af tapaða flókinni og þyngdinni.
Andstæðar stimplavélar hafa fyrst og fremst verið notaðar í stóra flutninga, eins og skip, herbíla eða jafnvel sem skilvirka rafala. Í bílaheiminum eru þeir mun sjaldgæfari. Í dag er kannski næststimpla mótorinn til að útbúa bíl (eða í besta falli atvinnubíll) vélin frá Achates Power. Þú ert með stutt myndband sem gerir þér kleift að skilja hvernig það virkar:
Á móti stimplum 2.0: bless sveifarás
Hver er munurinn á 1S ICE frá INNEngine og þessari gagnstökku vél frá Achates? Eins og við sjáum á myndinni hér að ofan, til að stjórna hreyfingu allra stimpla í strokkunum höfum við tvo sveifarása tengda saman með gírkerfi. 1S ICE sleppir einfaldlega með sveifarásunum og með þeim hverfa tengistangirnar og allir tilheyrandi gírar af vettvangi.
Með því að fækka svo umtalsvert fjölda íhluta sem þarf fyrir rekstur vélar sinnar hefur INNengine þannig náð fyrrnefndum minnkun á rúmmáli og massa og hugsanlega aukinni skilvirkni.
Í stað sveifarásanna finnum við tvö stykki (eins konar diskur sem passar á vélarskaftið), einn á hvorum enda vélarinnar, með einum af nákvæmlega útreiknuðum bylgjuflötum. Þeir eru það sem gera það mögulegt að samræma hreyfingu stimplanna átta (sem nú hreyfast í ás samsíða hreyfiásnum) fullkomlega.
Sjáðu þá í notkun:
Hljómar fáránlega einfalt, er það ekki? Þökk sé jafnfjarlægri og sammiðjulegu fyrirkomulagi allra (fáa) hreyfanlegra hluta, og hreyfingu stimplanna í takt við aðalás, er jafnvægi þessarar vélar nánast fullkomið.
Skortur á titringi er slíkur að þegar þeir sýndu filmu af frumgerð vélar á prófunarbekk var hún sökuð um að vera röng, þar sem það sást ekki með berum augum að vélin væri í gangi...
Í þessu stutta myndbandi getum við líka séð aðra eiginleika 1S ICE, svo sem möguleikann á að færa örlítið fram staðsetningu eins af „sveifarásunum“. Möguleiki sem gerir ráð fyrir breytilegri dreifingu, ekki lokunum (þeir hafa þá ekki), heldur portin (inntak og útblástur) sem koma í staðinn. Og það gerir einnig kleift að breyta þjöppunarhlutfalli með kviku og breyta því eftir þörfum, eins og með Nissan vélina.
Markmiðið með þessum valkostum, eins og þú finnur í sumum fjórgengisvélunum sem útbúa bílana okkar, er að ná meiri skilvirkni og afköstum. Þegar um 1S ICE er að ræða, leyfir það sveigjanleika sem tvígengisvélar - eins og þær sem eru með gagnstæða stimpla - leyfa ekki, þar sem þær eru með föstum breytum.
Og það leiðir okkur að annarri nýjung 1S ICE, þá staðreynd að þetta er 1-takts vél, eiginleiki svo mikilvægur að hann er hluti af nafni hennar: 1 Stroke eða 1-Stroke.
Aðeins 1 sinni?! Einnig?
Við þekkjum hugtakið 4-gengis vél (sá sem útbýr bíla okkar með brunavél), sem og 2-gengis vél (þetta er oftar tengt við mótorhjól). Hins vegar segir INNengine að vélin sé 1 högg, sem þýðir:
- 4-takta: ein sprenging fyrir tvær sveifarásir;
- 2 högg: ein sprenging fyrir hverja sveifarás;
- 1 sinni: tvær sprengingar fyrir hverja sveifarás.
Með öðrum orðum, þó að starfsregla 1S ICE sé svipuð og 2-gengis véla, þá nær hún hins vegar tvöföldum sprengingum fyrir hvern snúning á sveifarásinni og fjórfaldar það sem við getum náð í 4-gengis vél. Á sama tíma nær þessi nýja arkitektúr öllu þessu með færri íhlutum.
Þetta er eitt af „leyndarmálum“ fyrir lofað skilvirkni og einnig fyrir sérstaka frammistöðu: samkvæmt INNengine er lítill 500 cm3 þess fær um að sýna tölur sem jafngilda 2000 cm3 4-takta vél.
Tölurnar...mögulegar
Við erum enn á þróunarstigi, svo það eru engar endanlegar tölur. En í myndböndunum þar sem Juan Garrido virðist útskýra allt um vélina sína (við munum skilja eftir myndband í lok greinarinnar), er tala sem stendur upp úr: 155 Nm við 800 snúninga á mínútu! Áhrifamikil tala og bara til samanburðar, við höfum svipað toggildi sem náðst með litlu þúsund túrbóunum á markaðinum okkar, en náðum 1000 snúningum á mínútu síðar og... þeir eru með forþjöppu.Tölur sem tengjast neyslu/losun, við verðum að bíða lengur, sem leiðir okkur að grundvallarspurningunni:
Mun það koma til að útbúa bíl?
Kannski, en ekki eins og þú heldur. Þrátt fyrir að þeir séu að breyta Mazda MX-5 (NB) til að þjóna sem prufufrumgerð fyrir þessa vél, er markmiðið og stefnumörkun þróunar hennar aðallega að þjóna sem drægnilenging fyrir rafbíla.
Sú staðreynd að hann er svo þéttur, léttur, skilvirkur og skilar svo háum tölum við svo lágan snúning — markmiðið með þessum drægi er að framleiða 30 kW (41 hö) við 2500 snúninga á mínútu — getur gert hann að fullkomnum drægi. Minni kostnaður (ekki þörf á svo stórri rafhlöðu), minni mengun (skilvirkari brunavél) og mikil fágun um borð (snertir titring).
Hins vegar eru aðrar umsóknir framundan fyrir þessa vél, þar sem INNengine þróar mótor fyrir samkeppni, og flug (ljós) hefur þegar sýnt þessari vél mikinn áhuga.
Alvöru veröld
Líkt og Achates Power vélin er möguleiki INNengine 1S ICE óumdeilanleg. Til að sjá það raunverulega þarf gríðarlegan fjárstuðning og þó bæði fyrirtækin hafi stuðning Saudi Aramco (saudi-arabíska olíurisans) væri tilvalið að fá stuðning eins eða fleiri bílaframleiðenda.
Ef Achates Power hefur þegar náð því að hluta til að þakka stuðningi frá Cummins (vélaframleiðanda) og ARPA-E (ríkisstofnun Bandaríkjanna fyrir háþróuð orkutengd verkefni), hefur INNengine enn ekki fundið það.
Það eru 10 ár af þróun, það eru nú þegar vélar frumgerðir á prófunarbekkjum. Vextir sem myndast geta aðeins hækkað - jafnvel vegna loforða þessa hvatamanns - en þrátt fyrir það er ekki tryggt að árangur náist. Þetta er vegna núverandi samhengis, þar sem bílaiðnaðurinn einbeitir sér með valdi, eingöngu og eingöngu, á rafvæðingu. Það verður erfitt fyrir byggingaraðila að dreifa fjárfestingu sinni í alveg nýja brunavél og víðar þar sem svo margt er nýtt í henni.
Það er engin furða að áhersla INNengine á að þróa 1S ICE sem sviðsútvíkkun - það virðist vera eina tækifærið sem það getur náð tökum á í náinni framtíð og fangað áhuga bílaiðnaðarins.
Mikilvægi brunahreyfilsins í framtíðinni skiptir ekki aðeins máli fyrir bifreiðina heldur allar gerðir farartækja sem hún notar, hvort sem er á landi, sjó eða í lofti. Tölurnar eru skýrar og yfirþyrmandi.
Um 200 milljónir brunahreyfla eru framleiddar á ári hverju (um 90 milljónir tilheyra bílum), þannig að ekki er búist við að til skamms/meðallangs tíma muni þær einfaldlega hverfa núna þegar við höfum „uppgötvað“ rafmagn.
Það er nauðsynlegt að halda áfram að fjárfesta í þróun þeirra, þar sem þeir eru líka hluti af lausninni.
Fyrir þá sem vilja vita meira um þessa brunavél læt ég eftir ykkur myndband (spænska, en textað á ensku) eftir Juan Francisco Calero, blaðamann, sem fékk tækifæri til að heimsækja aðstöðu INNengine og tala við Juan Garrido, frá INNengine: