Дуг животни век мотора са унутрашњим сагоревањем. Иронично је да „најављени крај“ мотора са унутрашњим сагоревањем због бујне електрификације није био препрека да се уоче велики напредак последњих година: варијабилни однос компресије (Ниссан), компресијско паљење у бензинским моторима (Мазда) и сада, Коенигсегг ће ставити у производњу (иако врло ограничену) први Отто мотор циклуса (4-тактни) без брегастог вратила.
На овом путу иновације се појављује и ИННенгине 1С ИЦЕ, који обећава да ће ићи још даље.
Мали, али револуционаран мотор, са веома занимљивим инжењерским решењима унутра. Хајде да их упознамо?
Шта је 1С ИЦЕ?
1С ИЦЕ из ИННенгине је веома компактан мотор по величини и капацитету, тежак само 500 цм3 и само 43 кг — његов творац, Хуан Гарридо, каже да већ ради на еволуцији ове јединице тежине само 35 кг (!).Његова мала тежина и запремина су две главне предности које они који су одговорни за ИННенгине најављују у односу на конвенционалне моторе са унутрашњим сагоревањем (4-тактни):
- До 70% смањења укупне запремине;
- Смањење тежине до 75%;
- До 70% мање компоненти;
- И до 75% мање запремине, али са истом густином снаге као конвенционални мотор 4к већи. На пример, 1С ИЦЕ од 500 цм3 постиже исту снагу као 4-тактни мотор од 2000 цм3.
Такође можемо видети да, упркос малој кубичној величини, 1С ИЦЕ има четири цилиндра и… осам клипова — није грешка, заправо је осам клипова… Другим речима, то су два клипа по цилиндру, што у овом случају значи да смо у присуству мотора супротстављених клипова. Написао сам супротне клипове, а не општепознате супротне цилиндре. Која је разлика?
Насупротни клипови су старији него што мислите
Мотори са супротним клипом нису исто што и мотори са супротним цилиндрима попут оних које познајемо у Поршеу и Субаруу. Која је разлика? У супротним клипним моторима имамо два клипа по цилиндру, који раде један наспрам другог, а комору за сагоревање деле оба.
То, међутим, није новост када су у питању мотори са унутрашњим сагоревањем, иако је необично техничко решење.
У ствари, први супротни клипни мотор датира из 1882. године, дизајнирао га је Џејмс Аткинсон (исти Аткинсон који је дао име истоименом циклусу сагоревања који се налази, пре свега, у хибридним возилима, због његове веће ефикасности).
Главна предност овог аранжмана лежи у већој ефикасности, јер више нема главе цилиндра и брегастих осовина — супротни клипни мотори су 2-тактни — што смањује тежину, сложеност, губитке топлоте и трења и трошкове.
Претплатите се на наш билтен
Међутим, у пракси, пошто два клипа у истом цилиндру морају да раде на координисан начин, они морају бити физички повезани заједно, приморавајући да замене део изгубљене сложености и тежине.
Супротни клипни мотори су коришћени, пре свега, у великим транспортима, као што су бродови, војна возила, или чак као ефикасни генератори. У свету аутомобила су много ређи. Данас је можда најближи мотор са супротним клипом за опремање аутомобила (или у најбољем случају комерцијалног возила) Ацхатес Повер. Имате кратак видео који вам омогућава да разумете како то функционише:
Супротни клипови 2.0: збогом радилица
Која је разлика између 1С ИЦЕ из ИННЕнгине-а и овог мотора супротног цилиндра из Ацхатес-а? Као што можемо видети у горњем филму, да бисмо контролисали кретање свих клипова у цилиндрима, имамо две радилице спојене заједно помоћу система зупчаника. 1С ИЦЕ једноставно нестаје са радилицама, а са њима клипњаче и сви повезани зупчаници нестају са сцене.
Тако значајним смањењем броја компоненти потребних за рад његовог мотора, ИННенгине је на тај начин постигао горе поменута смањења запремине и масе, и потенцијално повећање ефикасности.
На месту радилице налазимо два дела (нека врста диска који стаје на осовину мотора), по један на сваком крају мотора, са једном од његових пажљиво прорачунатих валовитих површина. Они су оно што омогућава савршену координацију кретања осам клипова (који се сада крећу по оси паралелној са осовином мотора).
Погледајте их у раду:
Звучи апсурдно једноставно, зар не? Захваљујући једнако удаљеном и концентричном распореду свих (неколико) покретних делова, и кретању клипова у линији са главном осовином, баланс овог мотора је практично савршен.
Одсуство вибрација је такво да је, када су на испитном столу приказали филм прототипа мотора, оптужен да је лажан, јер се голим оком није видело да мотор ради…
У овом кратком видеу можемо видети и друге карактеристике 1С ИЦЕ, као што је могућност благог унапређења позиционирања једне од „радилица“. Могућност која омогућава променљиву дистрибуцију, не вентиле (немају их), већ портове (улазни и издувни) који заузимају њихово место. Такође омогућава динамички променљив степен компресије, мењајући га по потреби, као код Ниссан мотора.
Циљ ових опција, као што можете пронаћи у неким од 4-тактних мотора који опремају наше аутомобиле, је постизање веће ефикасности и перформанси. У случају 1С ИЦЕ, он омогућава флексибилност коју двотактни мотори — као што су они са супротним клиповима — не дозвољавају, с тим да су они фиксних параметара.
И то нас доводи до још једне иновације 1С ИЦЕ, чињенице да је то 1-тактни мотор, карактеристика која је толико важна да је део његовог имена: 1-тактни или 1-тактни мотор.
Само 1 пут?! Такође?
Познат нам је појам 4-тактни мотор (онај који наше аутомобиле опрема мотором са унутрашњим сагоревањем), као и 2-тактни мотор (ови се чешће повезују са мотоциклима). Међутим, ИННенгине каже да је његов мотор 1-тактни, што значи:
- 4-тактни: једна експлозија за два окрета радилице;
- 2 такта: једна експлозија за сваки окрет радилице;
- 1 пут: две експлозије за сваки окрет радилице.
Другим речима, иако је принцип рада 1С ИЦЕ сличан оном код 2-тактних мотора, он, међутим, управља двоструко већим експлозијама за сваку ротацију радилице, и четвороструко повећава оно што можемо постићи у 4-тактном мотору. У исто време, ова нова архитектура све ово постиже са мање компоненти.
Ово је једна од „тајни“ за његову обећану ефикасност, као и за његове специфичне перформансе: према ИННенгине-у, његових малих 500 цм3 може да прикаже бројке које су еквивалентне 2000 цм3 4-тактног мотора.
Бројеви… могуће
Још смо у фази развоја, тако да нема дефинитивних бројева. Али у видео снимцима где се појављује Хуан Гарридо да објашњава све о свом мотору (оставићемо видео на крају чланка), постоји број који се истиче: 155 Нм при 800 обртаја у минути! Импресивна цифра и само за поређење, имамо сличне вредности обртног момента које су постигле мале хиљаду турбо мотора на нашем тржишту, али су достигле 1000 обртаја у минути касније и… они су напуњени.Бројке везане за потрошњу/емисије, мораћемо дуже да чекамо, што нас доводи до фундаменталног питања:
Хоће ли доћи да опреми аутомобил?
Можда, али не на начин на који мислите. Иако претварају Мазду МКС-5 (НБ) да служи као тестни прототип за овај мотор, циљ и оријентација његовог развоја је углавном да служи као проширивач домета за електрична возила.
Чињеница да је тако компактан, лаган, ефикасан и да производи тако велике бројке при тако ниским обртајима — циљ за овај проширивач опсега је да произведе 30 кВ (41 кс) при 2500 обртаја у минути — може га учинити савршеним проширивачом опсега. Мањи трошкови (нема потребе за тако великом батеријом), мање загађења (ефикаснији мотор са унутрашњим сагоревањем) и висока префињеност на возилу (одсуство вибрација).
Међутим, предстоје друге апликације за овај мотор, при чему ИННенгине развија мотор за такмичење, а авијација (лака) је већ показала велико интересовање за овај мотор.
Стварни свет
Попут мотора Ацхатес Повер, потенцијал ИННенгине 1С ИЦЕ је неоспоран. Да би се то заиста видело, потребна је огромна финансијска подршка, и иако обе компаније имају подршку Сауди Арамцо (саудијског нафтног гиганта), идеално би било да имају подршку једног или више произвођача аутомобила.
Ако је Ацхатес Повер то већ постигао захваљујући делимично подршци Цумминса (произвођача мотора) и АРПА-Е (америчке владине агенције за напредне пројекте везане за енергију), ИННенгине то тек треба да пронађе.
Постоји 10 година развоја, већ постоје прототипови мотора на испитним столовима. Прикупљено интересовање може само да порасте — чак и због обећања овог појачивача — али чак и тако, није гарантовано да ће доћи до успешног закључка. Ово је због садашњег контекста, где је аутомобилска индустрија насилно фокусирана, само и једино, на електрификацију. Градитељу ће бити тешко да диверзификује своју инвестицију у потпуно нови мотор са унутрашњим сагоревањем, и даље од тога где је толико тога новог у њему.
Није ни чудо што се ИННенгине фокусирао на развој 1С ИЦЕ као проширивача домета — чини се да је то једина шанса која може да се оствари у блиској будућности и да заинтересује аутомобилску индустрију.
Значај мотора са унутрашњим сагоревањем у будућности је релевантан не само за аутомобил, већ за све типове возила које користи, било копнено, морско или ваздушно. Бројке су јасне и неодољиве.
Годишње се произведе око 200 милиона мотора са унутрашњим сагоревањем (око 90 милиона припада аутомобилима), тако да се не очекује да ће краткорочно/средњорочно једноставно нестати сада када смо „открили“ струју.
Неопходно је наставити да улаже у њихов развој, јер су и они део решења.
За оне који желе да сазнају више о овом мотору са унутрашњим сагоревањем, остављам видео (шпански, али титлован на енглески) Хуана Франциска Калера, новинара, који је имао прилику да посети погоне ИННенгине и разговара са Хуаном Гаридом, из ИННенгине: