Ичтен күйүүчү кыймылдаткычтын өмүрү узун. Күчтүү электрлештирүүнүн натыйжасында ичтен күйүүчү кыймылдаткычтын "жарыяланган бүтүшү" акыркы жылдарда чоң жетишкендиктерди көрүүгө тоскоол болгон жок: өзгөрүлмө кысуу коэффициенти (Ниссан), бензин кыймылдаткычтарында кысуу от алдыруу (Mazda) жана азыр, Koenigsegg өндүрүшкө (өтө чектелген болсо да) биринчи Otto циклинин кыймылдаткычын (4 такты) бөлүштүрүүчү валсыз киргизет.
Дал ушул инновация жолунда INNengine's 1S ICE да пайда болот, ал мындан да ары барууга убада берет.
Кичинекей, бирок революциялык кыймылдаткыч, ичинде абдан кызыктуу инженердик чечимдер бар. Алар менен таанышалы?
1S ICE деген эмне?
INNengine компаниясынын 1S ICE көлөмү жана кубаттуулугу боюнча өтө компакттуу кыймылдаткыч, салмагы болгону 500 см3 жана салмагы болгону 43 кг — анын жаратуучусу Хуан Гарридо ал азыртадан эле 35 кг салмактагы бул агрегаттын эволюциясынын үстүндө иштеп жатканын айтат (!).Анын аз салмагы жана көлөмү INNengine үчүн жооптуулар кадимки ички күйүүчү кыймылдаткычтарга (4 такт) караганда жарыялаган негизги артыкчылыктардын экиси болуп саналат:
- 70% га чейин жалпы көлөмүн кыскартуу;
- 75% га чейин салмагын азайтуу;
- 70% чейин азыраак компоненттер;
- Жана 75% га чейин азыраак жылыш, бирок кадимки кыймылдаткычтагыдай эле кубаттуулук тыгыздыгы менен 4 эсе чоңураак. Мисалы, 500 см3 1S ICE 2000 см3 4 тактылуу кыймылдаткыч менен бирдей күчкө жетет.
Биз ошондой эле кичинекей куб өлчөмүнө карабастан, 1S ICE төрт цилиндр жана... сегиз поршень бар экенин көрөбүз — бул жаңылыштык эмес, бул чындыгында сегиз поршень... Башкача айтканда, бул ар бир цилиндрге эки поршень, бул учурда биз карама-каршы поршеньдердин кыймылдаткычы болгон учурда. Мен көбүнчө белгилүү карама-каршы цилиндрлерди эмес, карама-каршы поршендерди жаздым. Айырмасы эмне?
Карама-каршы поршеньдер сиз ойлогондон да эски
Карама-каршы поршеньдүү кыймылдаткычтар биз билген Порше жана Субару сыяктуу карама-каршы цилиндрлүү кыймылдаткычтарга окшош эмес. Айырмасы эмне? Карама-каршы поршендик кыймылдаткычтарда бизде цилиндрде эки поршен бар, алар бири-бирине карама-каршы иштейт, күйүү камерасы экөө тең бөлүштүрүлөт.
Бул адаттан тыш техникалык чечим болгонуна карабастан, ички күйүүчү кыймылдаткычтарга келгенде жаңы эмес.
Чынында, биринчи карама-каршы поршень кыймылдаткычы 1882-жылы Джеймс Аткинсон тарабынан иштелип чыккан (ошол эле Аткинсон, анын атын атаган күйүү циклине, баарынан мурда, гибриддик унааларда, анын эффективдүүлүгү жогору болгондуктан табылган).
Бул түзүлүштүн негизги артыкчылыгы көбүрөөк эффективдүүлүктө, анткени мындан ары цилиндр башы жана тарткыч валдар жок - карама-каршы поршеньдүү кыймылдаткычтар 2 такттуу - салмагын, татаалдыгын, жылуулукту жана сүрүлүүнү жоготууларды жана чыгымдарды азайтат.
Биздин баракчага жазылыңыз
Бирок, иш жүзүндө, бир цилиндрдеги эки поршень макулдашылган жол менен иштеши керек болгондуктан, алар физикалык жактан бири-бирине байланышып, жоголгон татаалдыктын жана салмактын бир бөлүгүн алмаштырууга мажбур болушу керек.
Карама-каршы поршеньдүү кыймылдаткычтар, баарынан мурда, кемелер, аскердик унаалар сыяктуу чоң транспорттордо, ал тургай эффективдүү генераторлор катары да колдонулган. Машина дүйнөсүндө алар сейрек кездешет. Бүгүнкү күндө, балким, машинаны жабдууга (же эң жакшысы коммерциялык унаа) эң жакын карама-каршы поршень кыймылдаткычы Achates Power болуп саналат. Сизде анын кантип иштээрин түшүнүүгө мүмкүндүк берген кыска видео бар:
Карама-каршы поршеньдер 2.0: саламат болуңуз
INNEngineден 1S ICE менен Achates компаниясынын карама-каршы цилиндрлүү кыймылдаткычынын ортосунда кандай айырма бар? Жогорудагы тасмадан көрүнүп тургандай, цилиндрлердеги бардык поршеньдердин кыймылын көзөмөлдөө үчүн бизде тиштүү система менен бириктирилген эки кранк вал бар. 1S ICE жөн эле кранквалдарды бошотот жана алар менен бириктирүүчү штангалар жана бардык тиешелүү тиштүү механизмдер окуя болгон жерден жок болот.
Анын кыймылдаткычынын иштеши үчүн зарыл болгон тетиктердин санын ушунчалык олуттуу кыскартуу менен, INNengine көлөмү жана массасынын жогоруда айтылган кыскартууларына жана натыйжалуулугун жогорулатууга жетишти.
Кранквалдардын ордуна биз эки бөлүкчөсүн (мотордун валына туура келген дисктин бир түрү) табабыз, кыймылдаткычтын ар бир учунда бирден, анын кылдат эсептелген толкундуу беттеринин бири. Алар сегиз поршеньдин кыймылын эң сонун координациялоого мүмкүндүк берген нерсе (алар азыр мотор огуна параллелдүү огунда кыймылдашат).
Аларды иштеп жатканын көрүңүз:
Абсурддуу жөнөкөй угулат, туурабы? Бардык (бир нече) кыймылдуу бөлүктөрдүн бирдей аралыкта жана концентрдик жайгашуусу жана поршеньдердин негизги валга ылайык кыймылы аркасында бул кыймылдаткычтын тең салмактуулугу иш жүзүндө кемчиликсиз.
Термелүүнүн жоктугу ушунчалык, алар сыноочу стендде кыймылдаткычтын прототипинин пленкасын көрсөтүшкөндө, ал жалган деп айыпталган, анткени кыймылдаткычтын иштеп жатканы жөн эле көзгө көрүнгөн эмес...
Бул кыска видеодо биз 1S ICEнин башка өзгөчөлүктөрүн, мисалы, "кранк валдардын" биринин жайгашуусун бир аз алдыга жылдыруу мүмкүнчүлүгүн көрө алабыз. Клапандар эмес (алар жок), бирок алардын ордун ээлеген порттор (кирүү жана чыгаруу) өзгөрүлмө бөлүштүрүүгө мүмкүндүк берүүчү мүмкүнчүлүк. Жана ошондой эле динамикалык өзгөрүлмө кысуу катышына мүмкүндүк берет, аны Nissan кыймылдаткычындай эле, зарылчылыкка жараша өзгөртүү.
Бул варианттардын максаты, сиз биздин унааларды жабдылган кээ бир 4 тактылуу кыймылдаткычтардан таба аласыз, натыйжалуулукту жана натыйжалуулукту жогорулатуу. 1S ICE учурда, ал эки тактылуу кыймылдаткычтар, мисалы, карама-каршы поршеньдери бар кыймылдаткычтар уруксат бербеген ийкемдүүлүккө мүмкүндүк берет, бул белгиленген параметрлер менен.
Жана бул бизди 1S ICEдин дагы бир инновациясына алып келет, анын 1 тактылуу кыймылдаткычы, өзгөчөлүгү анын аталышынын бир бөлүгү болгондуктан: 1 Stroke же 1-Stroke.
1 жолу эле?! Ошондой эле?
Биз 4 тактылуу кыймылдаткыч (биздин унааларды ичинен күйүүчү кыймылдаткыч менен жабдыган), ошондой эле 2 такттуу кыймылдаткыч (бул көбүнчө мотоциклдерге байланыштуу) деген терминди жакшы билебиз. Бирок, INNengine анын кыймылдаткычы 1 такты дейт, бул:
- 4 такты: эки кранквалдын айлануусу үчүн бир жарылуу;
- 2 сокку: кранк валдын ар бир кезеги үчүн бир жарылуу;
- 1 жолу: ар бир crankshaft кезеги үчүн эки жарылуу.
Башкача айтканда, 1S ICEнин иштөө принциби 2 такттуу кыймылдаткычтарга окшош болсо да, ал ийкемдүү валдын ар бир айлануусу үчүн эки эсе көп жарылууну башкарат жана 4 такттуу кыймылдаткычта биз эмнеге жетише алабыз, ошону төрт эсеге көбөйтөт. Ошол эле учурда, бул жаңы архитектура мунун баарына азыраак компоненттер менен жетишет.
Бул анын убада кылынган натыйжалуулугунун жана ошондой эле конкреттүү иштешинин “сырларынын” бири: INNengine айтымында, анын 500 см3 кичинекей көлөмү 2000 см3 4 тактылуу кыймылдаткычка барабар сандарды берүүгө жөндөмдүү.
Сандар... мүмкүн
Биз дагы эле иштеп чыгуу стадиясында турабыз, ошондуктан так сандар жок. Бирок Хуан Гарридо өзүнүн кыймылдаткычы жөнүндө баарын түшүндүрүп берген видеолордо (биз макаланын аягында видео калтырабыз), өзгөчөлөнүп турган бир катар бар: 800 об/мин ылдамдыкта 155 Нм! Таасирдүү көрсөткүч жана жөн эле салыштыруу үчүн, биздин рынокто кичинекей миң турбо менен жетишилген окшош момент баалуулуктары бар, бирок кийинчерээк 1000 айн / мин жеткен жана… алар супер заряддалган.Керектөө/чыгарууларга байланыштуу сандар, биз көбүрөөк күтүшүбүз керек, бул бизди негизги суроого алып келет:
Ал машинаны жабдуу үчүн келеби?
Балким, бирок сен ойлогондой эмес. Алар Mazda MX-5ти (NB) бул кыймылдаткыч үчүн сыноо прототиби катары кызмат кылууга айландырса да, аны өнүктүрүүнүн максаты жана багыты негизинен электр унаалары үчүн диапазону кеңейтүү болуп саналат.
Анын ушунчалык компакттуу, жеңил, эффективдүү болгондугу жана мынчалык төмөн айланууларда мынчалык жогорку сандарды чыгара тургандыгы — бул диапазонду кеңейтүүчүнүн максаты 2500 айн/мин ылдамдыкта 30 кВт (41 л.с.) кубаттуулукту өндүрүү — аны эң сонун диапазонду кеңейтүүчү кыла алат. Азыраак чыгым (мындай чоң аккумулятордун кереги жок), азыраак булганышы (эффективдүү күйүүчү кыймылдаткыч) жана борттогу жогорку тактоо (титирөөнүн жоктугу).
Бирок, бул кыймылдаткыч үчүн башка тиркемелер алдыда турат, INNengine атаандаштык үчүн кыймылдаткычты иштеп чыгууда жана авиация (жарык) буга чейин бул кыймылдаткычка жогорку кызыгууну көрсөткөн.
Чыныгы дүйнө
Achates Power кыймылдаткычы сыяктуу, INEngine 1S ICE потенциалы талашсыз. Аны чындап көрүү үчүн чоң каржылык колдоо керек жана эки компания тең Saudi Aramco (Сауд мунай гиганты) колдоосуна ээ болсо да, бир же бир нече унаа өндүрүүчүлөрдүн колдоосуна ээ болуу идеалдуу болмок.
Эгер Achates Power буга чейин жарым-жартылай Камминс (кыймылдаткыч чыгаруучу) жана ARPA-E (АКШнын энергетикага байланышкан алдыңкы долбоорлор боюнча мамлекеттик агенттиги) колдоосуна жетишсе, INNengine аны таба элек.
10 жылдык өнүгүү бар, сыноо стенддеринде мотордун прототиптери бар. Пайда болгон кызыгуу гана жогорулашы мүмкүн - бул күчөтүүчүнүн убадаларынан улам -, бирок ага карабастан, ийгиликтүү жыйынтыкка жетүү үчүн кепилдик жок. Бул автомобиль енер жайы зордук менен электрлештирууге гана жана жалац гана багытталган азыркы шартка байланыштуу. Куруучуга өз инвестициясын толугу менен жаңы ички күйүүчү кыймылдаткычка диверсификациялоо кыйынга турат, ал эми андагы жаңы нерселерден тышкары.
INNengine компаниясынын 1S ICEди диапазону кеңейтүүчү катары иштеп чыгууга көңүл бурганы таң калыштуу эмес — бул жакынкы келечекте ээ боло турган жана автоөнөр жайынын кызыгуусун тарта турган жалгыз мүмкүнчүлүк окшойт.
Ичтен күйүүчү кыймылдаткычтын келечектеги маанилүүлүгү бир гана унаа үчүн эмес, ал пайдаланган транспорттун бардык түрлөрүнө, мейли кургакта, деңизде, абада болсун. Сандар ачык-айкын жана басымдуу.
Жыл сайын 200 миллионго жакын ичтен күйүүчү кыймылдаткычтар өндүрүлөт (90 миллионго жакыны унааларга таандык), ошондуктан биз электр энергиясын “ачканыбыздан” кийин алар кыска/орто мөөнөттө жок болуп кетет деп күтүлбөйт.
Алардын эволюциясына инвестициялоону улантуу маанилүү, анткени алар да чечимдин бир бөлүгү.
Бул ичтен күйүүчү кыймылдаткыч жөнүндө көбүрөөк билгиси келгендер үчүн, мен сизге INNengine компаниясынын объектилерин кыдырып, Хуан Гарридо менен сүйлөшүү мүмкүнчүлүгүнө ээ болгон журналист Хуан Франсиско Калеронун видеосун (испанча, бирок англис тилинде субтитрлүү) калтырамын: