अंतर्गत ज्वलन इंजिनला दीर्घ आयुष्य. हे विडंबनात्मक आहे की प्रचंड विद्युतीकरणामुळे अंतर्गत ज्वलन इंजिनचा "घोषित अंत" अलिकडच्या वर्षांत मोठी प्रगती पाहण्यात अडथळा ठरला नाही: व्हेरिएबल कॉम्प्रेशन रेशो (निसान), गॅसोलीन इंजिनमधील कॉम्प्रेशन इग्निशन (माझदा) आणि आता, कोएनिगसेग कॅमशाफ्टशिवाय पहिले ओटो सायकल इंजिन (4 स्ट्रोक) उत्पादनात (अगदी मर्यादित असले तरी) आणेल.
नवनिर्मितीच्या या मार्गावरच INNengine चे 1S ICE देखील उदयास आले आहे, जे आणखी पुढे जाण्याचे वचन देते.
एक लहान पण क्रांतिकारक इंजिन, आतमध्ये अतिशय मनोरंजक अभियांत्रिकी उपायांसह. चला त्यांना भेटूया?
1S ICE म्हणजे काय?
INNengine चे 1S ICE हे आकारमान आणि क्षमतेचे अतिशय संक्षिप्त इंजिन आहे, ज्याचे वजन फक्त 500 cm3 आणि वजन फक्त 43 kg आहे — त्याचा निर्माता, जुआन गॅरिडो म्हणतो की, तो आधीच केवळ 35 किलो (!) वजनाच्या या युनिटच्या उत्क्रांतीवर काम करत आहे.त्याचे कमी वजन आणि आवाज हे दोन मुख्य फायदे आहेत जे INNengine साठी जबाबदार लोक पारंपारिक अंतर्गत ज्वलन इंजिन (4 स्ट्रोक) वर घोषित करतात:
- 70% पर्यंत एकूण खंड कपात;
- 75% पर्यंत वजन कमी करणे;
- 70% कमी घटकांपर्यंत;
- आणि 75% पर्यंत कमी विस्थापन, परंतु पारंपारिक इंजिनच्या समान उर्जा घनतेसह 4x मोठे. उदाहरणार्थ, 500 cm3 1S ICE 2000 cm3 4-स्ट्रोक इंजिन सारखीच शक्ती मिळवते.
आपण हे देखील पाहू शकतो की, लहान घन आकार असूनही, 1S ICE मध्ये चार सिलिंडर आणि… आठ पिस्टन आहेत — यात काही चूक नाही, ते प्रत्यक्षात आठ पिस्टन आहेत… दुसऱ्या शब्दांत, ते प्रति सिलेंडर दोन पिस्टन आहेत, ज्याचा अर्थ या प्रकरणात आम्ही आहोत विरोधी पिस्टनच्या इंजिनच्या उपस्थितीत. मी विरोधी पिस्टन लिहिले आणि सामान्यतः ज्ञात विरोधी सिलेंडर नाही. फरक काय आहे?
विरुद्ध पिस्टन तुमच्या विचारापेक्षा जुने आहेत
पॉर्श आणि सुबारू मधील विरुद्ध-पिस्टन इंजिन विरुद्ध-सिलेंडर इंजिनांसारखी नसतात. फरक काय आहे? विरोधी पिस्टन इंजिनमध्ये आमच्याकडे प्रत्येक सिलिंडरमध्ये दोन पिस्टन असतात, एक दुसऱ्याच्या विरुद्ध काम करत असतो, ज्वलन कक्ष दोन्हीद्वारे सामायिक केला जातो.
तथापि, असामान्य तांत्रिक उपाय असूनही, अंतर्गत ज्वलन इंजिनच्या बाबतीत हे नवीन नाही.
खरेतर, पहिले विरोधी पिस्टन इंजिन जेम्स ऍटकिन्सनने डिझाइन केलेले 1882 चे आहे (त्याच ऍटकिन्सनने ज्याने त्याचे नाव दिले होते त्याच अॅटकिन्सनने त्याच्या अधिक कार्यक्षमतेमुळे, संकरित वाहनांमध्ये, सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, संकरित वाहनांमध्ये आढळले होते).
या व्यवस्थेचा मुख्य फायदा अधिक कार्यक्षमतेमध्ये आहे, कारण यापुढे सिलेंडर हेड आणि कॅमशाफ्ट नाहीत — विरुद्ध पिस्टन इंजिन 2-स्ट्रोक आहेत — वजन, जटिलता, उष्णता आणि घर्षण नुकसान आणि किंमत कमी करते.
आमच्या वृत्तपत्राची सदस्यता घ्या
तथापि, व्यवहारात, एकाच सिलिंडरमधील दोन पिस्टन समन्वित पद्धतीने कार्य करत असल्याने, त्यांना शारीरिकरित्या एकमेकांशी जोडले जावे लागते, ज्यामुळे गमावलेली जटिलता आणि वजन बदलण्यास भाग पाडले जाते.
विरुद्ध पिस्टन इंजिने, सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, मोठ्या वाहतुकीत, जसे की जहाजे, लष्करी वाहने किंवा अगदी कार्यक्षम जनरेटर म्हणून वापरली गेली आहेत. कारच्या जगात ते खूपच दुर्मिळ आहेत. आज, कार (किंवा उत्तम व्यावसायिक वाहन) सुसज्ज करण्यासाठी कदाचित सर्वात जवळचे विरुद्ध-पिस्टन इंजिन अचेट्स पॉवर आहे. तुमच्याकडे एक छोटा व्हिडिओ आहे जो तुम्हाला ते कसे कार्य करते हे समजू देतो:
विरुद्ध पिस्टन 2.0: गुडबाय क्रँकशाफ्ट
INNEngine मधील 1S ICE आणि Achates मधील विरुद्ध-सिलेंडर इंजिनमध्ये काय फरक आहे? जसे आपण वरील चित्रपटात पाहू शकतो, सिलिंडरमधील सर्व पिस्टनची हालचाल नियंत्रित करण्यासाठी आपल्याकडे दोन क्रँकशाफ्ट गियर सिस्टमद्वारे जोडलेले आहेत. 1S ICE फक्त क्रँकशाफ्टसह वितरीत करते आणि त्यांच्यासह कनेक्टिंग रॉड आणि सर्व संबंधित गीअर्स दृश्यातून अदृश्य होतात.
त्याच्या इंजिनच्या ऑपरेशनसाठी आवश्यक असलेल्या घटकांची संख्या लक्षणीयरीत्या कमी करून, INNengine ने अशा प्रकारे व्हॉल्यूम आणि वस्तुमानात वर नमूद केलेली कपात आणि कार्यक्षमतेत संभाव्य वाढ साध्य केली आहे.
क्रँकशाफ्टच्या जागी आम्हाला दोन तुकडे (एक प्रकारची डिस्क जी इंजिन शाफ्टवर बसते), इंजिनच्या प्रत्येक टोकाला एक, त्याच्या बारकाईने मोजलेल्या अनड्युलेटेड पृष्ठभागांपैकी एक सापडतो. तेच आठ पिस्टन (जे आता मोटर अक्षाच्या समांतर एका अक्षात फिरतात) च्या हालचालींचे अचूक समन्वय साधणे शक्य करतात.
त्यांना कार्यरत पहा:
मूर्खपणाने सोपे वाटते, नाही का? सर्व (काही) हलणाऱ्या भागांच्या समदुष्टी आणि एकाग्र व्यवस्थेमुळे आणि मुख्य शाफ्टच्या अनुषंगाने पिस्टनच्या हालचालीमुळे, या इंजिनचे संतुलन व्यावहारिकदृष्ट्या परिपूर्ण आहे.
कंपनांची अनुपस्थिती अशी आहे की, जेव्हा त्यांनी चाचणी बेंचवर प्रोटोटाइप इंजिनची फिल्म दाखवली, तेव्हा ते खोटे असल्याचा आरोप करण्यात आला, कारण इंजिन चालू आहे हे उघड्या डोळ्यांना दिसत नव्हते…
या छोट्या व्हिडिओमध्ये आम्ही 1S ICE ची इतर वैशिष्ट्ये देखील पाहू शकतो, जसे की "क्रँकशाफ्ट" पैकी एकाची स्थिती थोडीशी पुढे जाण्याची शक्यता. व्हेरिएबल डिस्ट्रिब्युशनला परवानगी देणारी शक्यता, व्हॉल्व्ह (त्यांच्याकडे ते नसतात), परंतु त्यांची जागा घेणारे पोर्ट (इनलेट आणि एक्झॉस्ट) असतात. आणि ते डायनॅमिकली व्हेरिएबल कॉम्प्रेशन रेशोला देखील अनुमती देते, निसान इंजिन प्रमाणे ते आवश्यकतेनुसार बदलते.
आमच्या कारला सुसज्ज करणार्‍या काही 4-स्ट्रोक इंजिनांमध्ये तुम्हाला सापडेल त्याप्रमाणे या पर्यायांचा उद्देश अधिक कार्यक्षमता आणि कार्यप्रदर्शन साध्य करणे हा आहे. 1S ICE च्या बाबतीत, ते 2-स्ट्रोक इंजिने - जसे की विरुद्ध पिस्टन असलेली - परवानगी देत नाही या लवचिकतेला अनुमती देते, हे निश्चित पॅरामीटर्सचे असल्याने.
आणि हे आम्हाला 1S ICE च्या आणखी एका नावीन्यपूर्णतेकडे आणते, हे खरं आहे की ते 1-स्ट्रोक इंजिन आहे, एक वैशिष्ट्य इतके महत्त्वाचे आहे की ते त्याच्या नावाचा भाग आहे: 1 स्ट्रोक किंवा 1-स्ट्रोक.
फक्त 1 वेळ?! सुद्धा?
आम्ही 4-स्ट्रोक इंजिन (आमच्या कारला अंतर्गत ज्वलन इंजिनसह सुसज्ज करणारे), तसेच 2-स्ट्रोक इंजिन (हे बहुतेक वेळा मोटारसायकलशी संबंधित असतात) या शब्दाशी परिचित आहोत. तथापि, INNengine म्हणते की त्याचे इंजिन 1 स्ट्रोक आहे, याचा अर्थ:
- 4-स्ट्रोक: दोन क्रँकशाफ्ट वळणांसाठी एक स्फोट;
- 2 स्ट्रोक: प्रत्येक क्रँकशाफ्ट वळणासाठी एक स्फोट;
- 1 वेळ: प्रत्येक क्रँकशाफ्ट वळणासाठी दोन स्फोट.
दुसऱ्या शब्दांत, जरी 1S ICE चे ऑपरेटिंग तत्त्व 2-स्ट्रोक इंजिनसारखे असले तरी, ते क्रँकशाफ्टच्या प्रत्येक रोटेशनसाठी दुप्पट स्फोटांचे व्यवस्थापन करते आणि 4-स्ट्रोक इंजिनमध्ये आपण जे काही साध्य करू शकतो ते चौपट करते. त्याच वेळी, हे नवीन आर्किटेक्चर कमी घटकांसह हे सर्व साध्य करते.
त्याच्या वचनबद्ध कार्यक्षमतेसाठी आणि त्याच्या विशिष्ट कार्यक्षमतेसाठी हे एक "गुप्त" आहे: INNengine नुसार, त्याचे लहान 500 cm3 2000 cm3 4-स्ट्रोक इंजिनच्या समतुल्य संख्या सादर करण्यास सक्षम आहे.
संख्या… शक्य आहे
आम्ही अजूनही विकासाच्या टप्प्यात आहोत, त्यामुळे निश्चित संख्या नाहीत. परंतु ज्या व्हिडिओंमध्ये जुआन गॅरिडो त्याच्या इंजिनबद्दल सर्व काही स्पष्ट करताना दिसतात (आम्ही लेखाच्या शेवटी एक व्हिडिओ ठेवू), तेथे एक संख्या आहे जी वेगळी आहे: 800 rpm वर 155 Nm! एक प्रभावी आकृती आणि फक्त तुलनेसाठी, आमच्याकडे आमच्या मार्केटमधील लहान हजार टर्बोद्वारे प्राप्त केलेली समान टॉर्क मूल्ये आहेत, परंतु नंतर 1000 rpm पर्यंत पोहोचली आणि… ती सुपरचार्ज केली गेली आहेत.उपभोग/उत्सर्जनाशी संबंधित संख्या, आम्हाला जास्त वेळ थांबावे लागेल, जे आम्हाला मूलभूत प्रश्नाकडे आणते:
कार सुसज्ज करण्यासाठी येईल का?
कदाचित, परंतु आपण विचार करता त्या मार्गाने नाही. जरी ते या इंजिनसाठी चाचणी प्रोटोटाइप म्हणून काम करण्यासाठी Mazda MX-5 (NB) चे रूपांतर करत असले तरी, त्याच्या विकासाचे उद्दिष्ट आणि अभिमुखता प्रामुख्याने इलेक्ट्रिक वाहनांसाठी श्रेणी विस्तारक म्हणून काम करणे आहे.
हे इतके कॉम्पॅक्ट, हलके, कार्यक्षम आहे आणि इतक्या कमी रेव्हमध्ये इतके उच्च आकडे तयार करते — या रेंज एक्स्टेन्डरचे उद्दिष्ट 2500 rpm वर 30 kW (41 hp) उत्पादन करणे हे आहे — ते परिपूर्ण श्रेणी विस्तारक बनवू शकते. कमी खर्च (एवढ्या मोठ्या बॅटरीची गरज नाही), कमी प्रदूषण (अधिक कार्यक्षम ज्वलन इंजिन), आणि उच्च ऑन-बोर्ड शुद्धीकरण (कंपनांची अनुपस्थिती).
तथापि, या इंजिनसाठी इतर ऍप्लिकेशन्स पुढे आहेत, INNengine स्पर्धेसाठी इंजिन विकसित करत आहे आणि विमानचालन (प्रकाश) ने या इंजिनमध्ये आधीच जास्त स्वारस्य दाखवले आहे.
खरं जग
Achates पॉवर इंजिनप्रमाणे, INNengine 1S ICE ची क्षमता निर्विवाद आहे. ते खरोखर पाहण्यासाठी, मोठ्या आर्थिक पाठिंब्याची गरज आहे, आणि जरी दोन्ही कंपन्यांना सौदी अरामको (सौदी तेल दिग्गज) चे समर्थन असले तरी, एक किंवा अनेक कार उत्पादकांचा पाठिंबा मिळणे आदर्श असेल.
कमिन्स (इंजिन मेकर) आणि एआरपीए-ई (प्रगत ऊर्जा-संबंधित प्रकल्पांसाठी यूएस सरकारी एजन्सी) यांच्या समर्थनामुळे अचेट्स पॉवरने आधीच ते साध्य केले असल्यास, INNengine ला अद्याप ते सापडलेले नाही.
विकासाची 10 वर्षे आहेत, चाचणी बेंचवर आधीपासूनच इंजिनचे प्रोटोटाइप आहेत. व्युत्पन्न होणारे व्याज केवळ वाढू शकते — अगदी या बूस्टरच्या आश्वासनांमुळे —, परंतु तरीही, यशस्वी निष्कर्षापर्यंत पोहोचण्याची खात्री नाही. हे सध्याच्या संदर्भामुळे आहे, जेथे ऑटोमोबाईल उद्योग बळजबरीने, फक्त आणि फक्त, विद्युतीकरणावर केंद्रित आहे. एखाद्या बिल्डरला त्याच्या गुंतवणुकीचे संपूर्णपणे नवीन अंतर्गत ज्वलन इंजिनमध्ये विविधता आणणे कठीण होईल आणि त्यात बरेच काही नवीन आहे.
1S ICE ला श्रेणी विस्तारक म्हणून विकसित करण्यावर INNengine चे लक्ष केंद्रित करणे यात काही आश्चर्य नाही - नजीकच्या भविष्यात ते पकडण्याची आणि ऑटो उद्योगाची आवड मिळवण्याची ही एकमेव संधी आहे असे दिसते.
भविष्यात अंतर्गत ज्वलन इंजिनचे महत्त्व केवळ ऑटोमोबाईलसाठीच नाही तर ते वापरत असलेल्या सर्व प्रकारच्या वाहनांसाठी, मग ते जमीन, समुद्र किंवा हवा असो. संख्या स्पष्ट आणि जबरदस्त आहेत.
दरवर्षी सुमारे 200 दशलक्ष अंतर्गत ज्वलन इंजिन तयार केले जातात (सुमारे 90 दशलक्ष मोटारींचे आहेत), त्यामुळे अशी अपेक्षा नाही की अल्प/मध्यम कालावधीत ते अदृश्य होतील कारण आम्हाला वीज "शोधली" आहे.
त्यांच्या उत्क्रांतीमध्ये गुंतवणूक करत राहणे आवश्यक आहे, कारण ते देखील समाधानाचा भाग आहेत.
ज्यांना या अंतर्गत ज्वलन इंजिनबद्दल अधिक जाणून घ्यायचे आहे त्यांच्यासाठी मी तुमच्यासाठी जुआन फ्रान्सिस्को कॅलेरो या पत्रकाराचा एक व्हिडिओ (स्पॅनिश, परंतु इंग्रजीमध्ये उपशीर्षक) देत आहे, ज्यांना INNengine च्या सुविधांना भेट देण्याची आणि INNengine मधील जुआन गॅरिडो यांच्याशी बोलण्याची संधी मिळाली होती :