Mazda cinco de uma década, em grande parte inúteis esforços em nome do rotary motor de demonstrar o quanto é difícil para destituir o convencional com motor de pistão. No entanto, novos conceitos continuam a surgir, especialmente tendo em conta a busca incansável da indústria pela eficiência. A maioria destes nunca passa do estágio de design—ou até mesmo de lápis-cera. Mas aqui está um projeto que está bem em desenvolvimento e mostra considerável promessa.

é o motor Achates opposed-piston (OP), um protótipo do qual foi mostrado em um Ford F-150 pickup no Detroit Auto show 2018. Esse motor tinha três cilindros longos em uma linha, com uma cambota abaixo e outra acima da linha de cilindros. Um par de pistões opostos mutuamente em cada cilindro, cada um ligado ao seu próprio virabrequim.

como funciona

o motor é uma porta de pistão de dois tempos, o que significa que não tem válvulas. Em vez disso, as portas nas paredes dos cilindros são descobertos quando os pistões estão no fundo de seus traços. As portas mais baixas são as ingestões e as partes superiores são os escapamentos, e o escape leva a ingestão em cerca de 10 graus para garantir que os escapamentos abrem primeiro. Quando ambos estão abertos, um supercharger sopra ar fresco para o cilindro em uma extremidade para forçar os gases de escape para fora da outra extremidade. Em seguida, os pistões começam a se mover em direção um ao outro, cobrindo as duas portas e comprimindo o ar. O combustível é injectado diretamente no cilindro quando os pistões perto do final de sua viagem. Assim, não há Entradas e derrames de escape como em um motor convencional de quatro tempos-apenas compressão e curso de potência. É provavelmente mais fácil de entender assistindo a esta animação, fornecida pelo fabricante.

a disposição básica do Motor Achates já existe há algum tempo. A Luftwaffe alemã começou a usar diesels de pistão em grandes aeronaves em 1932. Um maior Fairbanks-Morse opposed-pistão diesel movido a maioria dos submarinos da Marinha dos EUA na Segunda Guerra Mundial e ainda fornece energia de backup em submarinos nucleares modernos.

fazer uma idéia antiga Nova

Achates tomou este projeto básico e melhorou as características de combustão, ao mesmo tempo que proporciona a capacidade de adaptar o funcionamento do motor para atender diferentes condições e combustíveis. Grande parte do desenvolvimento tem focado em versões diesel, mas a empresa também está trabalhando em versões a gasolina sem velas de ignição—o conceito HCCI (carga de ignição por compressão homogênea) que muitos estão desenvolvendo, mas ninguém aperfeiçoou.

teoria sugere que um motor de pistão oposto tem uma vantagem de eficiência porque, uma vez que não há cabeças de cilindro, menos calor é perdido para o sistema de refrigeração. Pense em uma câmara de combustão convencional em que as superfícies consistem de uma coroa de pistão, uma circunferência cilíndrica curta, e uma cabeça de cilindro. No projeto OP, cada par de cilindros se junta, de modo que as cabeças são eliminadas.além disso, como a câmara de combustão de cada pistão se conecta com a de outro, a câmara resultante é mais espessa e menos como um disco fino. Achates aumenta esta vantagem usando um curso tanto quanto 1,3 vezes quanto o furo. Achates cuidadosamente molda as coroas de pistão para fornecer rodopiar e tropeçar para a carga de entrada para promover a combustão rápida e estável. dois injectores directos opostos—cada um com múltiplos esguichos cronometrados cuidadosamente-obtêm uma distribuição completa do combustível para queimar a maior parte do ar e limitar a geração de partículas. Uma taxa de compressão de cerca de 18,0:1 para a gasolina de ignição por compressão (GCI) versão e um pouco menos para o diesel assegura uma boa razão de expansão para extrair a energia mecânica máxima de cada evento de combustão.o molho secreto para fazer este trabalho é a capacidade de controlar a escavação no motor. O supercharger, que fornece ar de baixa pressão para vasculhar os cilindros, tem uma unidade de duas velocidades e também pode ser contornado. Esta flexibilidade permite que o cilindro seja menos do que totalmente escavado sob certas condições. Por exemplo, durante um arranque a frio, a limpeza parcial deixa muitos produtos de combustão do ciclo anterior (recirculação interna dos gases de escape ) no cilindro. Isso aumenta a temperatura de combustão e oferece uma corrente de escape mais quente para levar os catalisadores até a temperatura operacional.

Como a mais quente de combustão ambiente também ajuda a combustão a baixa rpm e sob a luz de cargas, o que tem sido um problema para os convencionais motores HCCI. Em marcha lenta SEM carga, por exemplo, os gases de escape retidos é de cerca de 50 por cento. A maior potência de saída, O cilindro é mais completamente escavado para manter as temperaturas de combustão máximas para baixo, limitando assim as emissões de óxido de azoto (NOx). Também útil é que, enquanto o motor também tem um turbocompressor para assumir a partir do supercharger em cargas mais elevadas e para melhorar a eficiência, o motor não funciona com muita pressão de impulso. Em vez disso, o design de dois tempos, com o dobro de derrames de energia por revolução, permite que o motor combine a potência convencional do motor sem muito impulso, mesmo quando ele é reduzido em 20 a 30 por cento de deslocamento.

embora não haja valvetrain convencional neste motor, o atrito geral é semelhante a um motor convencional por causa do segundo virabrequim, o robusto geartrain ligando os dois manivelas, e a necessidade de conduzir o supercharger. O peso também é aproximadamente comparável. O motor é mais alto do que um motor convencional, mas ao incliná-lo, ele geralmente cabe sob capuzes existentes.mais eficiente que um Prius?

Achates afirma que a versão GCI deste motor irá atingir um pico de eficiência de 44 por cento. Isso é apenas 10 por cento melhor do que a eficiência de 40 por cento reivindicada pelo motor Atkinson-cycle no atual Toyota Prius, mas Larry Fromm, vice-presidente executivo do Achates para o desenvolvimento de negócios, diz que o motor Achates entrega essa eficiência em uma gama muito mais ampla de rpm e carga do que o motor Prius. Por exemplo, o motor Achates GCI no Ford F-150 é dito para alcançar 30 por cento melhor economia de combustível no ciclo EPA do que o motor a gasolina mais eficiente da Ford, o 2,7-litro EcoBoost V-6. Isso significaria uma classificação combinada de cerca de 29 mpg-ou 4 mpg acima do 3 da Ford.0 litro diesel V-6 na versão traseira do camião.

Ford

Infelizmente, não estamos provável ver um Achates motor sob o capô de um carro ou caminhão por alguns anos. O Achates não tem planos de construir motores em si, mas pretende licenciar sua tecnologia para fabricantes estabelecidos. Ele já tem uma relação com Fairbanks-Morse, que está usando a tecnologia Achates em um 12-cilindro, 24-pistão, 5000-hp, diesel estacionário de 95.000 Libras usado para geração de energia. Fairbanks-Morse afirma uma eficiência térmica de 50%.Achates também está trabalhando com Cummins para desenvolver um motor de pistão oposto de 1000 hp para veículos de combate para o Exército dos Estados Unidos. Fromm diz que a empresa está em conversações com várias montadoras principais que estão interessados na versão GCI. Mas sem nada concreto ainda, e com os longos tempos de desenvolvimento e testes que os novos motores passam, não veremos um motor de dor na estrada por pelo menos cinco anos.

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Se você acha que por Então os carros elétricos terão eliminado a necessidade de motores de combustão interna de qualquer tipo, pense novamente. Se a eficiência do motor é realizada na produção, alcançar 2025 padrões federais de economia de combustível poderia ser mais fácil e mais barato com o design Achates do que empregando eletrificação. E, Fromm destaca, opôs-motores de pistão, de são inerentemente suave, de modo que um único cilindro, dois-pistão versão poderia fazer um ideal extensor de alcance para um PHEV, especialmente desde que ele pode ser feito em um plano de pacote debaixo de um tronco ou assento. Só o tempo dirá se Achates decifrou o código para motores de pistão oposto em carros e caminhões.