Ichki yonish dvigatelining uzoq umr ko'rish. Ajablanarlisi shundaki, elektrlashtirishning kuchayishi tufayli ichki yonish dvigatelining "e'lon qilingan tugashi" so'nggi yillarda katta yutuqlarni ko'rishga to'sqinlik qilmadi: o'zgaruvchan siqish nisbati (Nissan), benzinli dvigatellarda siqish ateşlemesi (Mazda) va hozir, Koenigsegg (juda cheklangan bo'lsada) eksantrik milisiz birinchi Otto sikli dvigatelini (4 zarbli) ishlab chiqaradi.
Aynan shu innovatsiyalar yo'lida INNenginning 1S ICE ham paydo bo'ladi, bu esa yanada uzoqroqqa borishga va'da beradi.
Kichkina, ammo inqilobiy dvigatel, ichida juda qiziqarli muhandislik echimlari mavjud. Keling, ular bilan tanishaylikmi?
1S ICE nima?
INNengine’dan 1S ICE o‘lchami va sig‘imi bo‘yicha juda ixcham dvigatel bo‘lib, og‘irligi atigi 500 sm3 va og‘irligi bor-yo‘g‘i 43 kg – uning yaratuvchisi Xuan Garridoning ta’kidlashicha, u allaqachon 35 kg (!) og‘irlikdagi ushbu qurilmaning evolyutsiyasi ustida ishlamoqda.Uning past og'irligi va hajmi INNengine uchun mas'ul bo'lganlar an'anaviy ichki yonuv dvigatellariga (4 zarba) nisbatan e'lon qiladigan ikkita asosiy afzallikdir:
- Umumiy hajmning 70% gacha qisqarishi;
- 75% gacha vazn yo'qotish;
- 70% gacha kamroq komponentlar;
- Va 75% gacha kamroq joy almashish, lekin an'anaviy dvigatel bilan bir xil quvvat zichligi bilan 4 baravar katta. Masalan, 500 sm3 1S ICE 2000 sm3 4 zarbli dvigatel bilan bir xil quvvatga erishadi.
Biz shuni ham ko'rishimiz mumkinki, kichik kubik hajmiga qaramay, 1S ICE to'rt silindrli va ... sakkizta pistonga ega - bu xato emas, aslida sakkiz piston ... Boshqacha qilib aytganda, bu har bir silindrga ikkita piston, ya'ni bu holda biz qarama-qarshi pistonlarning dvigateli mavjudligida. Men eng mashhur qarama-qarshi silindrlarni emas, balki qarama-qarshi pistonlarni yozdim. Farqi nima?
Qarama-qarshi pistonlar siz o'ylagandan ko'ra eskiroq
Qarama-qarshi pistonli dvigatellar Porsche va Subaruda biz biladigan qarama-qarshi silindrli dvigatellar bilan bir xil emas. Farqi nima? Qarama-qarshi pistonli dvigatellarda har bir silindrda ikkita piston mavjud bo'lib, ular bir-biriga qarama-qarshi ishlaydi, yonish kamerasi ikkalasi tomonidan taqsimlanadi.
Biroq, g'ayrioddiy texnik yechim bo'lishiga qaramay, ichki yonuv dvigatellari haqida gap ketganda, bu yangi emas.
Darhaqiqat, birinchi qarama-qarshi pistonli dvigatel Jeyms Atkinson tomonidan ishlab chiqilgan 1882 yilga to'g'ri keladi (o'z nomini xuddi shu nomdagi yonish davriga bergan Atkinson, birinchi navbatda, yuqori samaradorligi tufayli gibrid transport vositalarida topilgan).
Ushbu tartibga solishning asosiy afzalligi yuqori samaradorlikdir, chunki endi silindr boshi va eksantrik mili yo'q - qarama-qarshi pistonli dvigatellar 2 zarbali - og'irlik, murakkablik, issiqlik va ishqalanish yo'qotishlari va xarajatlarni kamaytiradi.
Bizning yangiliklarimizga obuna bo'ling
Biroq, amalda, bitta silindrdagi ikkita piston muvofiqlashtirilgan tarzda ishlashi kerakligi sababli, ular jismoniy jihatdan bir-biriga bog'langan bo'lishi kerak, bu esa yo'qolgan murakkablik va og'irlikning bir qismini almashtirishga majbur qiladi.
Qarama-qarshi pistonli dvigatellar, birinchi navbatda, katta transportlarda, masalan, kemalar, harbiy transport vositalari yoki hatto samarali generatorlar sifatida ishlatilgan. Avtomobil dunyosida ular juda kam uchraydi. Bugungi kunda, ehtimol, avtomobilni (yoki eng yaxshisi tijorat avtomobilini) jihozlash uchun eng yaqin qarama-qarshi pistonli dvigatel Achates Power hisoblanadi. Sizda uning qanday ishlashini tushunishga imkon beradigan qisqa video bor:
Qarama-qarshi pistonlar 2.0: krank mili bilan xayrlashing
INNEngine-dan 1S ICE va Achates-dan qarama-qarshi silindrli dvigatel o'rtasidagi farq nima? Yuqoridagi filmda ko'rib turganimizdek, silindrlardagi barcha pistonlarning harakatini nazorat qilish uchun bizda tishli tizim bilan birlashtirilgan ikkita krank mili mavjud. 1S ICE oddiygina krank vallar bilan ajralib turadi va ular bilan bog'lovchi novdalar va barcha tegishli viteslar voqea joyidan yo'qoladi.
Dvigatelning ishlashi uchun zarur bo'lgan komponentlar sonini sezilarli darajada qisqartirish orqali INNengine shu tariqa yuqorida aytib o'tilgan hajm va massa qisqarishiga va samaradorlikning potentsial oshishiga erishdi.
Krank vallar o'rnida biz ikkita qismni topamiz (dvigatel miliga o'rnatiladigan disk turi), dvigatelning har bir uchida bittadan, uning sinchkovlik bilan hisoblangan to'lqinli yuzalaridan biri. Ular sakkizta pistonning harakatini mukammal muvofiqlashtirishga imkon beradi (ular endi dvigatel o'qiga parallel ravishda o'qda harakatlanadi).
Ularni ishlayotganini ko'ring:
Ajablanarli darajada oddiy eshitiladi, shunday emasmi? Barcha (bir nechta) harakatlanuvchi qismlarning teng masofada va konsentrik joylashuvi va pistonlarning asosiy milga mos ravishda harakatlanishi tufayli ushbu dvigatelning muvozanati amalda mukammaldir.
Tebranishlarning yo'qligi shundan iboratki, ular sinov skameykasida dvigatel prototipining plyonkasini ko'rsatishganda, uni yolg'onlikda ayblashdi, chunki dvigatel ishlayotgani oddiy ko'zga ko'rinmas edi ...
Ushbu qisqa videoda biz 1S ICE ning boshqa xususiyatlarini ham ko'rishimiz mumkin, masalan, "tirsakli vallar" dan birining joylashishini biroz oldinga surish imkoniyati. Valflar (ular yo'q) emas, balki o'z o'rnini bosadigan portlar (kirish va chiqish) emas, balki o'zgaruvchan taqsimlash imkonini beruvchi imkoniyat. Bundan tashqari, u Nissan dvigatelida bo'lgani kabi, dinamik ravishda o'zgaruvchan siqish nisbatini ham kerak bo'lganda o'zgartirishga imkon beradi.
Ushbu variantlarning maqsadi, siz bizning avtomobillarimizni jihozlaydigan ba'zi 4 zarbali dvigatellarda topishingiz mumkin, yuqori samaradorlik va ishlashga erishishdir. 1S ICE holatida, bu ikki zarbali dvigatellar, masalan, qarama-qarshi pistonli dvigatellar ruxsat bermaydigan moslashuvchanlikka imkon beradi, chunki ular qat'iy parametrlarga ega.
Va bu bizni 1S ICE ning yana bir innovatsiyasiga olib keladi, uning 1 zarbali dvigatel ekanligi, uning nomining bir qismi bo'lgan juda muhim xususiyat: 1 zarba yoki 1 zarba.
Faqat 1 marta?! Shuningdek?
Bizga 4 zarbli dvigatel (avtomobillarimizni ichki yonish dvigateli bilan jihozlovchi), shuningdek, 2 zarbali dvigatel (bular ko'proq mototsikllar bilan bog'liq) atamasi bilan tanishmiz. Biroq, INNengine uning dvigateli 1 zarbali ekanligini aytadi, ya'ni:
- 4-zarba: krank milining ikkita aylanishi uchun bitta portlash;
- 2 zarba: krank milining har bir aylanishi uchun bitta portlash;
- 1 marta: krank milining har bir aylanishi uchun ikkita portlash.
Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, 1S ICE ning ishlash printsipi 2 zarbli dvigatellarnikiga o'xshash bo'lsa-da, u krank milining har bir aylanishi uchun portlashlarni ikki baravar oshiradi va biz 4 zarbali dvigatelda erisha oladigan narsamizni to'rt baravar oshiradi. Shu bilan birga, ushbu yangi arxitektura bularning barchasiga kamroq komponentlar bilan erishadi.
Bu uning va'da qilingan samaradorligi va o'ziga xos ishlashining "sirlaridan" biri: INNenngine ma'lumotlariga ko'ra, uning kichik 500 sm3 hajmi 2000 sm3 4 zarbli dvigatelga teng raqamlarni taqdim etishga qodir.
Raqamlar... mumkin
Biz hali rivojlanish bosqichidamiz, shuning uchun aniq raqamlar yo'q. Ammo Xuan Garrido o'z dvigateli haqida hamma narsani tushuntirib beradigan videolarda (biz maqolaning oxirida video qoldiramiz), bir qator ajralib turadi: 800 aylanish tezligida 155 Nm! Ta'sirchan ko'rsatkich va shunchaki taqqoslash uchun, bizning bozorimizdagi kichik ming turbo tomonidan erishilgan o'xshash moment qiymatlariga egamiz, ammo keyinroq 1000 rpm ga yetdi va ... ular super zaryadlangan.Iste'mol/emissiya bilan bog'liq raqamlar, biz ko'proq kutishimiz kerak, bu bizni asosiy savolga olib keladi:
U mashinani jihozlash uchun keladimi?
Balki, lekin siz o'ylagandek emas. Garchi ular Mazda MX-5 (NB) ni ushbu dvigatel uchun sinov prototipi sifatida xizmat qilish uchun aylantirayotgan bo'lsalar ham, uni ishlab chiqish maqsadi va yo'nalishi asosan elektr transport vositalari uchun masofani kengaytiruvchi sifatida xizmat qilishdir.
Uning juda ixcham, engil, samarali ekanligi va past aylanishlarda yuqori raqamlarni ishlab chiqarishi - bu diapazonni kengaytiruvchining maqsadi 2500 aylanish tezligida 30 kVt (41 ot kuchi) ishlab chiqarish - uni mukammal diapazon kengaytiruvchisi qilishi mumkin. Kamroq xarajat (bunday katta batareyaga ehtiyoj yo'q), kamroq ifloslanish (samarali yonish dvigateli) va bortda yuqori tozalash (tebranishlarning yo'qligi).
Biroq, bu dvigatel uchun boshqa ilovalar oldinda, INNengine raqobat uchun dvigatelni ishlab chiqmoqda va aviatsiya (yorug'lik) allaqachon ushbu dvigatelga yuqori qiziqish ko'rsatgan.
Haqiqiy dunyo
Achates Power dvigateli singari, INNengine 1S ICE ning salohiyati shubhasizdir. Haqiqatan ham buni ko'rish uchun katta moliyaviy yordam kerak va ikkala kompaniya Saudi Aramco (Saudiya neft giganti) tomonidan qo'llab-quvvatlansa ham, ideal bir yoki bir nechta avtomobil ishlab chiqaruvchilarining yordamiga ega bo'lishi kerak.
Agar Achates Power bunga qisman Cummins (dvigatel ishlab chiqaruvchisi) va ARPA-E (energetika bilan bog'liq ilg'or loyihalar bo'yicha AQSh hukumati agentligi) ko'magi tufayli erishgan bo'lsa, INNengine hali buni topa olmadi.
10 yillik rivojlanish bor, sinov skameykalarida allaqachon dvigatel prototiplari mavjud. Yaratilgan qiziqish faqat ko'tarilishi mumkin - hatto bu kuchaytiruvchining va'dalari tufayli - lekin shunga qaramay, muvaffaqiyatli xulosaga kelish kafolatlanmaydi. Bu avtomobil sanoati majburiy ravishda faqat va faqat elektrlashtirishga qaratilgan hozirgi sharoit bilan bog'liq. Quruvchi uchun o'z sarmoyasini butunlay yangi ichki yonish dvigateliga va undagi ko'p yangilikdan tashqari diversifikatsiya qilish qiyin bo'ladi.
INNengine kompaniyasining 1S ICE-ni diapazonni kengaytiruvchi sifatida rivojlantirishga e'tibor qaratgani ajablanarli emas — bu uning yaqin kelajakda qo'lga kiritishi va avtomobil sanoatining qiziqishini qozonishi mumkin bo'lgan yagona imkoniyat bo'lib tuyuladi.
Kelajakda ichki yonuv dvigatelining ahamiyati nafaqat avtomobil uchun, balki u foydalanadigan barcha turdagi transport vositalariga, xoh quruqlikda, xoh dengizda, xoh havoda bo'ladi. Raqamlar aniq va ajoyib.
Har yili 200 millionga yaqin ichki yonuv dvigatellari ishlab chiqariladi (taxminan 90 millioni avtomobillarga tegishli), shuning uchun biz elektr energiyasini "kashf qilganimiz" uchun qisqa va o'rta muddatda ular shunchaki yo'q bo'lib ketishi kutilmaydi.
Ularning evolyutsiyasiga sarmoya kiritishda davom etish juda muhim, chunki ular ham yechimning bir qismidir.
Ushbu ichki yonuv dvigateli haqida ko'proq bilmoqchi bo'lganlar uchun men sizga INNengine kompaniyasining ob'ektlariga tashrif buyurish va Xuan Garrido bilan suhbatlashish imkoniga ega bo'lgan jurnalist Xuan Fransisko Kaleroning videosini (ispancha, lekin ingliz tilida subtitr) qoldiraman: