Több mint 100 éve használnak motorokat a személygépkocsi-iparban. belső égésés ennyi idő alatt nem forradalmi változások munkájukban vagy ipari szerkezetükben nem találták ki. Ezeknek a motoroknak azonban rengeteg hátránya van. A mérnökök mindig is harcoltak ellenük, ahogy a mai napig is. Előfordul, hogy egyes ötletek egészen eredetiek és lenyűgözőekké fejlődnek. műszaki megoldások. Ezek egy része még fejlesztési szakaszban van, míg másokat egyes autósorozatokon valósítanak meg.
Beszéljünk a legérdekesebb mérnöki fejlesztésekről az "autómotorok" területén
Figyelemre méltó történelmi tények
A klasszikus négyütemű motort még 1876-ban találta fel egy Nikolaus Otto nevű német mérnök, egy ilyen belső égésű motor (ICE) működési ciklusa egyszerű: szívó, kompresszió, löket, kipufogó. De 10 évvel Otto verziója után a brit feltaláló, James Atkinson javasolta ennek a rendszernek a javítását. Első pillantásra az Atkinson-ciklus, ciklusrendje és működési elve megegyezik a német által feltalált motoréval. Ez azonban lényegében egy teljesen más és nagyon eredeti rendszer.
Mielőtt a belső égésű motor klasszikus szerkezetének változásairól beszélnénk, nézzük meg egy ilyen motor működési elvét, hogy mindenki megértse, miről beszélünk.
A belső égésű motor működésének 3D-s modellje:
Megjegyzések és legegyszerűbb séma JÉG:
Atkinson ciklus
Először is, az Atkinson motor egyedi főtengellyel rendelkezik, eltolt rögzítési pontokkal.
Ez az újítás lehetővé tette a súrlódási veszteségek csökkentését és a motor kompressziós szintjének növelését.
Másodszor, az Atkinson-motor különböző gázelosztási fázisokkal rendelkezik. Ellentétben Otto motorjával, ahol a szívószelep szinte azonnal bezár, miután a dugattyú elérte a legalacsonyabb pontját, a brit feltaláló motorjában sokkal hosszabb a szívólöket, aminek következtében a szelep akkor zár, amikor a dugattyú már félúton van. top halott a henger pontja. Elméletileg egy ilyen rendszernek javítania kellett volna a hengerek feltöltésének folyamatát, ami viszont üzemanyag-megtakarításhoz és a motor teljesítményének növekedéséhez vezetett volna.
Általában az Atkinson-ciklus 10%-kal hatékonyabb, mint az Otto-ciklus. Ennek ellenére ilyen belső égésű motorral rendelkező autókat nem gyártottak és nem gyártanak sorozatban.
Atkinson ciklus a gyakorlatban
De a helyzet az, hogy egy ilyen motor csak nagy fordulatszámon, alapjáraton tudja biztosítani a normál működését - hajlamos elakadni. Ennek megakadályozása érdekében a fejlesztők és mérnökök megpróbáltak egy mechanikus kompresszort bevezetni a rendszerbe, de a telepítés, mint kiderült, az Atkinson-motor összes előnyét és előnyeit szinte nullára csökkenti. Ennek fényében az ilyen motorral rendelkező autókat gyakorlatilag nem gyártották sorozatban. Az egyik leghíresebb az 1993-2002 között gyártott Mazda Xedos 9/Eunos 800. Az autót 2,3 literes V6-os motorral szerelték fel, 210 LE teljesítménnyel.
Mazda Xedos 9/Eunos 800:
De a producerek hibrid autók boldogan kezdte ezt használni a fejlesztésben belső égésű motor ciklusa. Mivel kis sebességnél egy ilyen autó a villanymotorjával mozog, a gyorsításhoz és a gyors vezetéshez pedig benzinmotorra van szüksége, itt lehet maximálisan kiaknázni az Atkinson-ciklus összes előnyét.
Orsószelep időzítése
Az autómotorok fő zajforrása a gázelosztó mechanizmus, mivel elég sok mozgó alkatrésze van - különféle szelepek, tolókarok, vezérműtengelyek stb. Sok feltaláló próbált „megnyugtatni” egy ilyen nehézkes mechanizmust. Talán Charles Knight amerikai mérnöknek sikerült leginkább. Feltalálta a saját motorját.
Nincsenek benne sem standard szelepek, sem meghajtás. Ezeket az alkatrészeket orsószelepek helyettesítik, két hüvely formájában, amelyeket a dugattyú és a henger közé helyeznek. Az egyedi meghajtás arra kényszerítette az orsószelepeket, hogy a felső és az alsó pozícióba mozduljanak el, azok pedig benyitottak megfelelő pillanat ablakok a hengerben, amelyeken keresztül az üzemanyag bejutott, és a kipufogógázok a légkörbe kerültek.
A 20. század elején egy ilyen rendszer meglehetősen hallgatag volt. Nem csoda, hogy egyre több autógyártó érdeklődik iránta.
De egy ilyen motor messze nem volt olcsó, ezért is fogott meg tekintélyes márkák, Mercedes-Benz típus, Daimler vagy Panhard Levassor, akiket a vevők üldöztek maximális kényelem, nem olcsóság.
De a Knight által feltalált motor élettartama rövid volt. És már a múlt század 30-as éveiben az autógyártók rájöttek, hogy az ilyen típusú motorok meglehetősen nem praktikusak, mivel kialakításuk nem teljesen megbízható, és az orsók közötti nagy súrlódás növeli az üzemanyag- és olajfogyasztást. Ezért lehetett felismerni egy ilyen típusú belső égésű motorral szerelt autót az autó kipufogócsövének kékes ködéről, amely az égő kenőanyagtól ered.
A világgyakorlatban sokféle megoldás született a modernizáció terén klasszikus motor belső égés, azonban eredeti sémáját a mai napig megőrizték. Egyes autógyártók természetesen sikeres tudósok és kézművesek felfedezéseit ültetik át a gyakorlatba, de lényegében a belső égésű motor ugyanaz marad.
A cikk a www.park5.ru, www.autogurnal.ru oldalak képeit használjaA dugattyús belső égésű motor már több mint egy évszázada ismert, és majdnem ugyanennyi ideje, pontosabban 1886 óta használják az autókban. Az ilyen típusú motorok alapvető megoldását E. Langen és N. Otto német mérnökök találták meg 1867-ben. Elég sikeresnek bizonyult az ellátás érdekében ez a típus motorok vezető pozíciója van, amely a mai napig megmaradt az autóiparban. A feltalálók azonban sok országban fáradhatatlanul törekedtek arra, hogy egy másik motort építsenek, amely képes volt arra műszaki mutatók felülmúlja a dugattyús belső égésű motort. Mik ezek a mutatók? Először is ez az úgynevezett effektív együttható hasznos akció(hatékonyság), amely azt jellemzi, hogy az elfogyasztott tüzelőanyagban lévő hő mennyi mechanikai munkává alakul át. A dízel belsőégésű motor hatásfoka 0,39, a karburátorosé pedig 0,31. Más szóval, a hatékony hatásfok jellemzi a motor hatékonyságát. Nem kevésbé jelentős specifikus mutatók: fajlagos elfoglalt térfogat (LE/m3) és fajlagos tömeg (kg/LE), amelyek a szerkezet tömörségét és könnyűségét jelzik. Nem kevesebb fontos A motor képes alkalmazkodni a különféle terhelésekhez, valamint a gyártás bonyolultságához, az eszköz egyszerűségéhez, a zajszinthez és az égéstermékekben lévő mérgező anyagok tartalmához. Mindenki előtt pozitív nézőpont egyik vagy másik erőművi koncepciójának az elméleti fejlesztések kezdetétől a megvalósításáig eltelt időszak tömegtermelés néha sok időt vesz igénybe. Így a forgódugattyús motor megalkotójának, a német feltalálónak, F. Wankelnek folyamatos munkája ellenére 30 évbe telt, mire egységét ipari formatervezésre hozta. Érdemes lesz megemlíteni, hogy csaknem 30 évbe telt, amíg egy dízelmotort bevezettek egy sorozatgyártású autóba (Benz, 1923). De nem a technikai konzervativizmus okozta ekkora késést, hanem az, hogy alaposan ki kell dolgozni egy új dizájnt, vagyis meg kell alkotni. szükséges anyagokatés technológiát a tömeggyártás lehetőségéhez. Ez az oldal néhány nem hagyományos motortípus leírását tartalmazza, amelyek azonban a gyakorlatban bizonyították életképességüket. A dugattyús belső égésű motornak megvan az egyik legjelentősebb hátránya - ez egy meglehetősen masszív forgattyús mechanizmus, mivel működése jelentős súrlódási veszteséggel jár. Már századunk elején kísérletek történtek egy ilyen mechanizmustól való megszabadulásra. Azóta számos ötletes konstrukciót javasoltak, amelyek a dugattyú oda-vissza mozgását egy ilyen kialakítású tengely forgó mozgásává alakítják át.
S. Balandin hajtókar nélküli motor
Oda-vissza mozgás átalakítása dugattyúcsoport A forgó mozgást egy „pontos egyenes” kinematikáján alapuló mechanizmus végzi. Vagyis két dugattyút mereven összeköt egy rúd, amely a hajtókarokban gyűrűs fogaskerekekkel forgó főtengelyre hat. A probléma sikeres megoldását S. Balandin szovjet mérnök találta meg. A 40-es, 50-es években több repülőgép-hajtómű mintát tervezett és épített, ahol a dugattyúkat az átalakító szerkezettel összekötő rúd nem okozott szöglengést. Egy ilyen forgattyús kialakítás, bár valamivel bonyolultabb volt, mint a mechanizmus, kisebb térfogatot foglalt el és kevesebb súrlódási veszteséget biztosított. Megjegyzendő, hogy a húszas évek végén Angliában teszteltek egy hasonló felépítésű motort. De S. Balandin érdeme, hogy új lehetőségeket vett figyelembe egy hajtórúd nélküli átalakító mechanizmusban. Mivel egy ilyen motorban a rúd nem lendül a dugattyúhoz képest, ezért a dugattyú másik oldalára égésteret is lehet rögzíteni szerkezetileg egyszerű tömítéssel a burkolatán áthaladó rúd számára.
F. Wankel forgódugattyús motor
Háromszög alakú rotorral rendelkezik, amely bolygómozgást végez az excentertengely körül. A forgórész falai és a forgattyúház belső ürege által alkotott három üreg változó térfogata lehetővé teszi, hogy a hőgép munkaciklusát gázok tágításával hajtsák végre. 1964 óta a forgódugattyús motorral szerelt sorozatgyártású autókban a dugattyús funkciót háromszög alakú rotor látja el. A forgórész mozgását a házban szükséges excentertengelyhez képest bolygókerekes illesztő mechanizmus biztosítja (lásd ábra). Az ilyen, dugattyús motorral azonos teljesítményű motor kompaktabb (30%-kal kisebb a térfogata), 10-15%-kal könnyebb, kevesebb részletés jobban kiegyensúlyozott. Ugyanakkor a tartósság, a munkaüregek tömítéseinek megbízhatósága szempontjából rosszabb volt, mint a dugattyús motor, több üzemanyagot fogyasztott, kipufogógázai pedig több mérgező anyagot tartalmaztak. De sok éves finomhangolás után ezek a hiányosságok megszűntek. A forgódugattyús motorral szerelt autók tömeggyártása azonban ma korlátozott. F. Wankel terve mellett számos terv ismert forgódugattyús motorok más feltalálók (E. Cauertz, G. Bradshaw, R. Seyrich, G. Ruzicki stb.). Objektív okok azonban nem adták meg számukra a lehetőséget, hogy elhagyják a kísérleti szakaszt - gyakran elégtelen technikai érdemek miatt.
Kéttengelyes gázturbina
Az égéstérből a gázok két turbina járókerékhez áramlanak, amelyek mindegyike független tengelyekhez csatlakozik. A centrifugális kompresszort a jobb oldali kerék hajtja, a teljesítményt pedig a bal kerékről veszik, és továbbítják az autó kerekeihez. Az általa szivattyúzott levegő egy hőcserélőn keresztül jut be az égéstérbe, ahol a kipufogógázok felmelegítik. Az azonos teljesítményű gázturbinás erőmű kompaktabb és könnyebb, mint a dugattyús belsőégésű motor, emellett jól kiegyensúlyozott. A kipufogógázok is kevésbé mérgezőek. Vonási jellemzőinek sajátosságai miatt a gázturbina sebességváltó nélküli autóban is használható. A gázturbinák gyártásának technológiáját már régóta elsajátították a légi közlekedésben. Milyen okból nem indulnak tömeggyártásba a gázturbinás gépekkel végzett, több mint 30 éve tartó kísérletek? Ennek fő oka a dugattyús belsőégésű motorokhoz képest alacsony hatásfok és alacsony hatásfok. Is, gázturbinás motorok Előállításuk meglehetősen drága, így jelenleg csak kísérleti autókon találhatók meg.Gőzdugattyús motor
A gőzt felváltva szállítják a dugattyú két ellentétes oldalára. Az adagolását a gőzelosztó dobozban lévő hengeren átcsúsztatható orsó szabályozza. A hengerben a dugattyúrúd persellyel van lezárva, és egy meglehetősen masszív keresztfejű mechanizmushoz csatlakozik, amely az oda-vissza mozgását forgó mozgássá alakítja.R. Stirling motor. Külső égésű motor
Két dugattyú (alsó - működő, felső - elmozdulás) csatlakozik forgattyús mechanizmus koncentrikus rudak. A kiszorítódugattyú feletti és alatti üregekben elhelyezkedő, a hengerfejben lévő égővel felváltva felmelegített gáz áthalad a hőcserélőn, a hűtőn és vissza. A gázhőmérséklet ciklikus változása térfogatváltozással és ennek megfelelően a dugattyúk mozgására gyakorolt hatással jár. Hasonló motorok fűtőolajjal, fával és szénnel működtek. Előnyeik közé tartozik a tartósság, a sima működés, a kiváló tapadási jellemzők, ami lehetővé teszi a sebességváltó nélkül is. A fő hátrányok: a tápegység lenyűgöző tömege és alacsony hatásfok. Az elmúlt évek kísérleti fejlesztései (például az amerikai B. Lear és mások) lehetővé tették zárt ciklusú egységek tervezését (teljes vízkondenzációval), gőzképző folyadékok összetételének kiválasztását a víznél kedvezőbb indikátorokkal. Azonban az autók tömeggyártása gőzgépek Az elmúlt években egyetlen növény sem merte. A forrólevegős motor, amelynek ötletét R. Stirling vetette fel 1816-ban, a motorokhoz tartozik külső égés. Ebben a munkaközeg hélium vagy hidrogén, nyomás alatt, felváltva hűtjük és melegítjük. Egy ilyen motor (lásd az ábrát) elvileg egyszerű, alacsonyabb az üzemanyag-fogyasztása, mint a belső égésű dugattyús motoroké, és működés közben nem bocsát ki olyan gázokat, amelyek káros anyagok, és magas, 0,38-as effektív hatásfoka is van. Az R. Stirling-motor tömeggyártásba való bevezetését azonban komoly nehézségek nehezítik. Nehéz és nagyon terjedelmes, és lassan forog egy dugattyús belső égésű motorhoz képest. Ezenkívül műszakilag nehéz biztosítani a munkaüregek megbízható tömítését. A nem hagyományos motorok közül kiemelkedik a kerámia, amely szerkezetileg nem különbözik a hagyományos négyütemű dugattyús belső égésű motortól. Csak őt a legfontosabb részleteket kerámia anyagból készülnek, amely a fémnél 1,5-szer magasabb hőmérsékletet képes ellenállni. Ennek megfelelően a kerámiamotorhoz nincs szükség hűtőrendszerre, így a működése nem okoz hőveszteséget. Ez lehetővé teszi olyan motor tervezését, amely úgynevezett adiabatikus cikluson fog működni, ami jelentős üzemanyag-fogyasztás-csökkenést ígér. Mindeközben amerikai és japán szakemberek is végeznek hasonló munkát, de még nem léptek ki a megoldások keresésének színpadáról. Bár a különféle nem hagyományos motorokkal végzett kísérletekben továbbra sincs hiány, az autók domináns pozíciója, amint azt fentebb megjegyeztük, megmarad, és talán még sokáig megmarad. négyütemű motor belső égés.Ma néhány igazán ritka motorkonfigurációra tekintünk vissza, mind a hengerek számát, mind az elrendezésüket tekintve. És menjünk felfelé...
Egyhengeres motor
Manapság az egyhengeres motorok csak segédmotoros kerékpárokon, kis kapacitású motorkerékpárokon, autó riksákon és egyéb „moto” előtaggal ellátott berendezéseken találhatók. Eközben a múlt század 50-es és 60-as éveiben a háború utáni mikroautók oroszlánrészét hasonló egyszerű motorokkal szerelték fel. Vegyük például a brit Bond Minicart Villiers motorral: igen, bár háromkerekű és szűk, van motorháztető, tető, teljes értékű kormány - minimális készlet kényelmi szolgáltatások rendelkezésre állnak.
Kétágú kétdugattyús motor
Az ilyen motor egy olyan mechanizmus, amelyben két dugattyú párhuzamosan működik két hengerben. De van egy fogás – ezeknek a hengereknek egy égéskamrájuk van, egy közös. Ez hatékonyabb égést eredményez levegő-üzemanyag keverék a hagyományos egyhengeres motorokhoz képest javul üzemanyag-hatékonyság, növekszik a teljesítmény. Ezt a típusú motort használták Nyugat-Európa a háború előtti időszakban, de a második világháború után jóval kevésbé keresett. A kevés kettős motorral szerelt autók egyike volt az Iso Isetta, amelynek 236 köbcentis motorja 9 lóerőt fejlesztett.
V alakú 2 hengeres motor
A Harley-Davidson büszkesége, ellentétben a soros vagy ellentétes 2 hengeres motorokkal, nem honosodott meg a személygépkocsikban – túlságosan nagy a rezgésük. V-motorok két „edény” csak különféle egzotikumokon található meg, mint például a 30-as évek háromkerekű „Morganjein”, valamint néhány korai háború utáni kei autón. Ilyen például a Mazda R360 miniatűr V2-vel léghűtés. Később megjelentek a B360/B600 haszongépjárművek ennek alapján - szintén V-alakú „kettesekkel”.
V alakú 4 hengeres motor
Háromhengeres V-alakú motor nem található az autókon (csak motorokon, és akkor is ritkán), de a V alakú „négyes” meglehetősen gyakori. Igaz, népszerűségüket tekintve gyengébbek mind az in-line, mind a boxer motorok ugyanannyi hengerrel. Manapság találkozhat ezzel a különös erőművel, például a Zaporozhets, a LuAZ, néhány korai verzión Ford Transit, valamint az olyan sportautók, mint a Saab Sonnet vagy egy másodpercre a Le Mans diadalmaskodó Porsche 919 hibridje.
V alakú öthengeres motor
Most élik újjászületésüket a soros öthengeres motorok: ma már nemcsak a 80-as évek középkorú Audi 200/Quattro-jában, hanem a modernnél többben is megtalálhatóak. Audi TT-RS. De a mérnökök még nem jutottak el a V-alakú „ötös” felélesztéséhez. A 90-es években a Volkswagen mérnökei ezt a szokatlan sémát úgy találták ki, hogy lefűrészeltek egy hengert a VR6-os motorból - formálisan a Volkswagen V5 pontosan VR5-ös, mivel az azonos hengerek enyhe dőlésszögű motorjának csak egy hengerfeje van. Az édes hangú V5-öt sok modellre telepítették Volkswagen konszern 90-es évek vége: VW Golf, Bora, Passat és Seat Toledo.
V-alakú soros hathengeres motor(VR6)
Egyébként a VR6 is ritka konfiguráció. És ez is csak a Volkswagen autókon található. A VR6 egy nagyon alacsony szögű (10,5 vagy 15 fokos) V6-os volt, amelynek csak egy hengerfeje volt, és a hengerek cikk-cakk mintázatban helyezkedtek el. Most a motornak ellentmondásos híre van: a legtöbbbe szerelték be erős Volkswagen 90-es évek (Golf VR6, Corrado VR6 és még Volkswagen T4 is), kiemelkedik nagy nyomatékával és bársonyos üvöltésével, de meghibásodás esetén elkezdi zabálni a benzint - előfordult már, hogy a fogyasztás több mint 70 literre nőtt. 100 kilométer.
Soros 8 hengeres motor
A második világháború előtt a soros nyolcasok az amerikai prémiummárkák (Packard, Duesenberg, Buick) kedvenc motorjai voltak, de akkoriban Európában sem voltak kevésbé népszerűek: ezzel a motorral a Bugatti Type 35 több mint ezer futamot nyert meg a környéken. a világ, ez egy soros 8 hengeres motorral, hogy az eredeti Alfa Romeo A 8C a Mille Miglián és a Le Mans-i 24 óráson ragyogott. A hosszú motor hattyúdala 1955 volt, amikor Juan Manuel Fangio másodszor lett bajnok a Mercedes W196-tal. Ugyanebben az évben azonban Le Mans-ban történt a híres tragédia, amikor Pierre Levegh Mercedes 300 SLR-je (szintén soros nyolcassal) több mint 80 néző életét követelte. Az eset után a Mercedes több mint 30 évre visszavonult a motorsporttól.
Boxer 8 hengeres motor
Bár az ilyen motorok gyakrabban fordulnak elő a repülésben, egy időben a Porsche kísérletezett velük - a 60-as években gyártott Porsche 907 és 908 versenyautókat ellentétes 8 hengeres motorokkal szerelték fel. nagy teljesítményűés alacsony a súlypont. Nem azt akarom mondani, hogy az ötlet sikertelen volt, de a cég gyorsan elhagyta az ilyen motorokat, és inkább a hatosokat részesítette előnyben, de a feltöltő rendszerrel. Élettartama végén a 908-as – akárcsak az, amelyben Jost és Ickx a második helyen végzett az 1980-as 24 órás Le Mans-i versenyen – már hathengeres volt.
W-8 hengeres motor
A W8-as motor, amelyre csak beszerelték Volkswagen Passat A B5+ felfogható két V4-es motornak, amelyek egymás mellé vannak szerelve 72 fokos szögben egymással szemben. Így négy hengersort kapunk, amelyekhez a motor a W8 nevet kapta. Előtt a Volkswagen megjelenése Phaeton modell Passat W8 volt zászlóshajó szedán cég, 275 lóerőt fejlesztve, és egy sportautó 6 másodperce alatt „százra” gyorsul.
Boxer 10 hengeres motor
Sajnos ez az ötlet túl menőnek bizonyult ahhoz, hogy valósággá váljon, bár a GM a 60-as években hasonló motoron dolgozott, a 6 hengeres boxer Corvair modellt alapul véve. Feltételezték, hogy az új 10 hengeres motor a General Motors teljes méretű szedánjaiban és kisteherszedőiben fogja átvenni a helyét, de a projektet egyelőre ismeretlen okok miatt gyorsan félbehagyták. Soros 10 hengeres motorok sem voltak az autókban – hacsak nem számítjuk a nehéz tengeri konténerhajókat autónak.
Soros 12 hengeres motor
David Bergs Wise The Illustrated Encyclopedia of the World's Cars című könyvében azt állítja, hogy az egyetlen sorozatgyártású, 12 hengeres autó. soros motor ott volt a Corona, amit Franciaországban gyártottak 1908-ban. Ez azonban nem jelenti azt, hogy az ötlet ne vonzott volna más cégeket – például megbízhatóan köztudott, hogy a Packard hasonló típusú motorral kísérletezett. Egy futó példát 1929-ben építettek, és Warren Packard személyesen tesztelte hat hónapon keresztül... amíg meg nem halt egy repülőgép-balesetben. Halála után a fényűző kabriót szétszedték, a 150 lóerős egyedi motor pedig megsemmisült.
V alakú 16 hengeres motor
Az adventtel Bugatti Veyron/A Chiron 16 hengeres motorok többnyire csak W-alakúak, de ez nem mindig volt így - az elmúlt évszázad során szinte mindig 16 henger állt két sorban. Auto Union A Type A, Cadillac V16, Cizeta V16T csak néhány példa a V16-os autók közül. De egy ilyen motor jól megjelenhet modern autók Rolls-Royce - futó prototípus Rolls-Royce Phantom A 9 literes V16 Coupe a Johnny English Reboot című filmben szerepelt.
Boxer 16 hengeres motor
Nyilvánvaló, hogy ilyen motort csak a motorsportra való tekintettel lehetett létrehozni. Az irónia azonban az, hogy 16 hengeres boxermotorokkal soha nem versenyeztek: a 16 hengeres Porsche 917 prototípus szinte azonnal a történelem polcára került, 12 „edény” mellett döntött, és az új Coventry Climax motor, az FWMW, amely A 60-as években a Lotust és a Brabhamet kellett volna felszerelnie, és annyira megbízhatatlannak bizonyult, hogy inkább a konzervatívabb V8-at választották.
H alakú 16 hengeres motor
A H-alakú motor két boxermotor „szendvicse”, ami az erőmű tömörségére pozitívan, a súlypontjára viszont negatívan hat. A 60-as években a BRM formula csapata vállalta a kockázatot egy ilyen motor megépítésével... és az eredmények vegyesek voltak - a motor erős volt, de nem különösebben megbízható és nehezen javítható. Az 1966-os Egyesült Államok Nagydíjon azonban Jim Clark Lotus 43-a, ilyen motorral szerelték át elsőként a célvonalat. Ez volt a H16 első és utolsó diadala.
V alakú 18 hengeres motor
Amikor úgy tűnik, nincs hová menni, a bányászdömperek lépnek színpadra, és ennek az ellenkezőjét bizonyítják. V18-as autó? És van néhány - mint például a BelAZ 75600, amely 78 literes Cummins QSK78 dízelmotorral van felszerelve. Ez a „szív” 1500-as fordulatszámon 3500 lóerőt ad le, nyomatéka pedig eléri a 13770 newtonmétert. Nos, hogyan lehet másképp mozgatni egy megrakott, 560 tonnás kolosszust?
W alakú 18 hengeres motor
Manapság valószínűleg kevesen emlékeznek majd arra, hogy a Bugatti Veyron eredetileg 18 hengeres motornak számított - az eredeti koncepcióautónak is volt ilyen erőműve. A Bugatti azonban nem tudta rendesen működésre bírni a motort (problémák voltak a váltócserékkel), így a Veyron végül 16 hengeres lett. Egy időben a Ferrari motorszerelője, Franco Rocci a W18-as motoron gondolkodott, de nem jutott tovább a tervnél.
V-ikermotor
Hasonló erőművek nehéz hajókon vagy ipari dízelgenerátorként használják, de néha meghibásodnak és bányászati dömperek. Az egyik ilyen 20 hengeres szörnyeteg a Caterpillar 797F, amelyet Cat C175-20 motor hajt, 4000-es teljesítménnyel. lóerő. Így néz ki a 106 literes munkatérfogat. Vannak bonyolultabb többhengeres motorok is, de főleg ezek házilag készített installációk, több 8 vagy 12 hengeres motor összekapcsolásával jött létre.
X alakú 32 hengeres motor
Ha a W-alakú motorokban a V-alakú blokkok hegyesszögben konvergálnak, akkor az X-alakú motorokban 180 fokos szögben helyezkednek el. Így négy sor dugattyú és henger alakul ki, amelyek az X betűt alkotják. A Honda egykor ilyen 32 hengeres motort szándékozott építeni a Forma-1-hez, de a szabályozás változásai és a kiábrándító próbapadi tesztek miatt a japánok felhagytak a merész kísérlettel. De látni (és hallani) X motor A moszkvaiak és a főváros vendégei hamarosan ellátogathatnak az ország főterére - elvégre a TSUE „Armata” egy 12 hengeres, X alakú ChTZ A-85-3A motort használ.
A világ legerősebb belső égésű motorjának alkotóinak története. Hogyan lehet jelentősen növelni egy motor hatásfokát, mi a különbség az új egység és az ismert forgómotorok között, és mi a szovjet oktatás előnye az amerikai oktatással szemben - a tudományos osztály anyagában.
A technológiák folyamatosan fejlődnek. Elektromos vezetékek védelméről az Elektromos bolt webáruház honlapján olvashat.
Az USA-ban élő Szovjetunió szülötte fiával együtt feltalálta, szabadalmaztatta és tesztelte a világ legerősebb és leghatékonyabb belső égésű motorját. Új motor a hatásfok sokszor nagyobb lesz, mint a meglévők, súlyuk pedig gyengébb.
1975-ben, nem sokkal a Kijevi Politechnikai Intézet elvégzése után a fiatal fizikus, Nikolai Shkolnik az Egyesült Államokba távozott, ahol tudományos fokozatot szerzett, és elméleti fizikus lett - az általános és speciális relativitáselmélethez kapcsolódó alkalmazások érdekelték. Miután a magfizika területén dolgozott, a fiatal tudós két céget nyitott az Egyesült Államokban: egy üzletet szoftver, a második – járórobotok fejlesztése. Később tíz évet töltött tanácsadással problémás technológiai innovációs cégeknek.
Mérnökként azonban Shkolnik folyamatosan aggódott egy kérdés miatt - miért modern autómotorok ennyire gazdaságtalan?
És valóban, annak ellenére, hogy az emberiség másfél évszázada fejleszti a dugattyús belső égésű motort,
Hatékonyság benzinmotorok ma nem haladja meg a 25%, a dízel - körülbelül 40%.
Eközben Shkolnik fia, Alexander belépett az MIT-be, és doktori címet szerzett számítástechnikából, és a rendszeroptimalizálás szakértője lett. A motor hatásfokának növelésére gondolva Nikolai Shkolnik kifejlesztette saját termodinamikus motor működési ciklusát HEHC (High-efficiency hybrid cycle), amely kulcsfontosságú szakaszálmai megvalósításában.
„Utoljára 1892-ben történt ez, amikor Rudolf Diesel új ciklust javasolt, és megalkotta saját motorját” – magyarázta Shkolnik Jr. egy interjúban.
A feltalálók egy forgómotorra telepedtek, amelynek elvét Felix Wankel német feltaláló javasolta a XX. század közepén. A forgómotor ötlete egyszerű. Ellentétben a hagyományos dugattyús motorokkal, amelyekben sok forgó és mozgó alkatrész található, amelyek csökkentik a hatékonyságot, a Wankel forgómotor ovális kamrával és benne egy háromszög alakú rotorral rendelkezik, amely mozgásával a kamrában különböző szakaszokat képez, ahol az üzemanyag-bevitel, a kompresszió, égés és kipufogógáz lép fel.
A motor előnyei a teljesítmény, a kompaktság, a vibráció hiánya. Annak ellenére azonban, hogy a nagyobb hatékonyság és a magas dinamikus jellemzők, forgómotorokat fél évszázada nem találtak széles körű alkalmazás a technológiában. A soros telepítés néhány példájának egyike
Az ilyen motorok gyenge pontjai a tömítések alacsony kopásállóságával összefüggő megbízhatatlanság, amelynek köszönhetően a rotor szorosan a kamra falai mellett van, és az alacsony környezetbarátság.
Az iskolások már a LiquidPiston cégnél dolgozva, amelynek alapítói lettek, megalkották saját, teljesen új reinkarnációjukat a forgómotorok ötletének.
Az alapvető dolog az volt, hogy a Shkolnikov motornak nem kamrája van, hanem egy anya alakú rotor, amely egy háromszög alakú kamrában forog.
Ez lehetővé tette a Wankel-motor számos megoldhatatlan problémájának megoldását. Például a hírhedt pecsétek vasból készülhetnek, és mozdulatlanul rögzíthetők a kamra falaihoz. Ebben az esetben az olajat közvetlenül hozzájuk juttatják, míg korábban magához a levegőhöz adták, és égéskor piszkos kipufogógázt hozott létre, és rosszul kenték.
Ezen túlmenően, amikor a Shkolnikov motor működik, az üzemanyag úgynevezett izokorikus égése következik be, azaz állandó térfogatú égés, ami növeli a motor hatékonyságát.
A feltalálók egymás után alkották meg az alapvetően új motor öt modelljét, amelyek közül az utolsót júniusban tesztelték először - egy sportkarton szerelték fel. A tesztek minden elvárásnak megfeleltek.
A miniatűr motor akkora, mint egy okostelefon, súlya kevesebb, mint 2 kg, teljesítménye pedig mindössze 3 LE. A motor nagy fordulatszámú, 10 ezres fordulatszámmal működik, de elérheti a 14 ezret is. A motor hatásfoka 20%. Ez sok, tekintve, hogy a szokásos dugattyús hajtómű ugyanennek a 23 „kocka” térfogatnak a hatásfoka mindössze 12%, és egy azonos tömegű dugattyús motor mindössze 1 LE-t termelne.
De ami a legfontosabb, az ilyen motorok hatékonysága meredeken növekszik a térfogatuk növekedésével.
Így, következő motor Shkolnikov dízelmotorja lesz 40 LE teljesítménnyel, miközben hatásfoka 45% lesz, és ez magasabb, mint a hatásfok legjobb dízelek modern teherautók.
Mindössze 13 kg lesz, annak ellenére, hogy a mai azonos teljesítményű dugattyús társai 200 kg alattiak.
Ezt a motort már tervezik egy olyan generátorra szerelni, amely egy dízel-elektromos autó kerekeit forgatja majd. „Ha még nagyobb motort építünk, 60%-os hatásfokot érhetünk el” – magyarázza Shkolnik.
A jövőben kompakt, találékony és erős motorok Az iskolásokat ott tervezik használni, ahol ezek a tulajdonságok különösen fontosak - könnyű drónok, kézi láncfűrészek, fűnyírók és elektromos generátorok tervezésében.
Eddig 15 órán keresztül járt a motor, de a szabványok szerint ahhoz, hogy gyártásba kerüljön, 50 órán keresztül folyamatosan kell működnie. Ráadásul azért autóipar A motor megbízhatósága 100 ezer mérföldön megköveteli, ami még mindig csak álom – vallják be a tervezők.
„Ez a leggazdaságosabb erős motor nemcsak a forgómotorok, hanem az összes belső égésű motor között is.
Méréseink ezt mutatják, és már számítógépeken szimuláltuk, hogy mit kapunk majd a nagyobb motorokon” – örvend Shkolnik Jr.
Az a tény, hogy a közölt adatok nem a feltalálók képzelete, megerősíti a befektetői szándékok komolyságát. Mára 18 millió dollár kockázati tőkebefektetést fektettek be a startupba, ebből 1 millió dollárt a DARPA amerikai fejlett fejlesztési ügynökség biztosított.
A katonaság érdeklődése itt érthető. A helyzet az, hogy az amerikai hadsereg főként JP-8 üzemanyagot használ a repülésben. A katonaság pedig mindent akar hadsereg felszerelése ezen az üzemanyagtípuson dolgozott, amelyet egyébként dízelmotorok is használhatnak.
A modern dízelmotorok azonban terjedelmesek, ezért a DARPA olyan aktívan figyel Shkolnikov fejlesztésére.
Sándor úgy véli, hogy az apja a Szovjetunióban kapott oktatás részben hozzájárult egy ilyen forradalmi motor létrehozásához. „Másképpen gondolkodik, mint egy átlagos mérnök az Egyesült Államokban. Fantáziájának csak a fizika szab határt. Ha a fizika azt mondja, hogy valami lehetséges, akkor ő elhiszi, hogy így van, és csak arra gondol, hogyan lehet ezt megtenni” – tette hozzá Alexander.
Maga Nikolai Shkolnik a maga módján beszél sikerének történetéről és a szovjet oktatás előnyeiről.
„Az USA-ban attól tartottam, hogy miután gépészmérnöki szakon végeztem, nem lesz elegendő fizikából és főleg matematikából a múltam.
Ezek a félelmek alaptalannak bizonyultak a szovjet iskolában szerzett kiváló képzésnek köszönhetően.
Ez szilárd oktatási felkészítés még mindig itt segít a munkánkban az új forgó motor. Az én szemszögemből két nagy különbség van az amerikai mérnökök és az oroszországi végzettségűek között. Először is, az amerikai mérnökök hihetetlenül hatékonyak abban, amit csinálnak. Általában két vagy három orosz mérnök kell egy amerikai leváltásához. Az oroszoknak azonban tágabb a rálátásuk a dolgokra (legalábbis az én időmben az oktatással kapcsolatban), és képesek minimális erőforrással elérni a célokat, ahogy mondani szokás, térden állva” – osztotta meg gondolatait Nyikolaj Skolnik.
A mérnökök 2003-ban új motorral álltak elő. 2012-re elkészült az első prototípus, amelyről a Popular Mechanics magazin írt. 2015-ben a cég nemcsak szerződést írt alá a DARPA-val, hanem elkezdte fejleszteni a motor mini verzióját.
Ahogy Új-Zéland állítja Duke motorok amit nekik axiális motorok a leggazdaságosabb és legkönnyebb. A cég által gyártott hajtóművek hajókra és könnyű repülőgépekre szerelhetők fel. De ez még nem minden. A közeljövőben a cég azt ígéri, hogy ehhez hasonló motorokat ad ki.
Nem tudjuk, hogy a Duke Engines képes lesz-e jó, kiváló minőségű motorokat gyártani az autóipar számára. Nagyon valószínű, hogy a jövőben ez a vállalat megváltoztatja a modern erőművekkel kapcsolatos felfogásunkat járművek. De mindenesetre érdemes odafigyelni ezekre a motorokra. Szokatlannak tűnnek, különösen, ha megmutatja, hogyan működik ez a szokatlan tápegység. Hatásos.
A motor működési elve nemcsak meglepő, hanem lenyűgöző is.
A motortervezés hosszú utat tett meg az elvi fejlesztéstől az első működő mintákig. Annak ellenére, hogy a motorfejlesztés jelenleg is zajlik, nem néz ki rosszabbul, mint a modern motorok.
Eddig az erőegység prototípusként létezik. A hagyományos motorokhoz hasonlóan kenőrendszerrel, elosztóval és égésterrel rendelkezik. De ügyeljen a ferde mechanizmusú dugattyúrendszerre. Úgy gondoljuk, hogy még soha nem láttál ehhez hasonlót.
