eforturile Mazda de cinci decenii, în mare parte inutile în numele motorului rotativ demonstrează cât de dificil este de a detrona motorul cu piston convențional. Cu toate acestea, noi concepte continuă să apară, mai ales având în vedere căutarea neobosită a industriei pentru eficiență. Cele mai multe dintre acestea nu trec niciodată de stadiul de design—sau chiar de creion. Dar iată un design care este bine în dezvoltare și arată o promisiune considerabilă.este motorul cu piston opus Achates (OP), al cărui prototip a fost prezentat într-un pickup Ford F-150 la Salonul Auto de la Detroit din 2018. Acel motor avea trei cilindri lungi la rând, cu un arbore cotit dedesubt și altul deasupra rândului de cilindri. O pereche de pistoane opuse reciproc în fiecare cilindru, fiecare conectat la propriul arbore cotit.

cum funcționează

motorul este un piston-port în doi timpi, ceea ce înseamnă că nu are supape. În schimb, porturile din pereții cilindrilor sunt descoperite atunci când pistoanele se află în partea de jos a loviturilor lor. Porturile inferioare sunt prizele și fețele sunt evacuările, iar evacuarea conduce admisia cu aproximativ 10 grade pentru a se asigura că evacuările se deschid mai întâi. Când ambele sunt deschise, un compresor suflă aer proaspăt în cilindru la un capăt pentru a forța gazele de eșapament să iasă la celălalt capăt. Apoi pistoanele încep să se deplaseze unul spre celălalt, acoperind ambele porturi și comprimând aerul. Combustibilul este injectat direct în cilindru atunci când pistoanele se apropie de sfârșitul călătoriei lor. Astfel, nu există curse de admisie și evacuare ca într-un motor convențional în patru timpi—doar curse de compresie și putere. Este probabil mai ușor de înțeles urmărind această animație, furnizată de producător.

structura de bază a motorului Achates a fost în jur de ceva timp. Germanul Luftwaffe a început să folosească similare Junkers Jumo motorine cu piston opus în avioane mari în 1932. Un motor diesel mai mare Fairbanks-Morse cu piston opus a alimentat majoritatea submarinelor Marinei SUA în cel de-al doilea război mondial și oferă încă energie de rezervă submarinelor nucleare moderne.

realizarea unei idei vechi noi

Achates a luat acest design de bază și a îmbunătățit caracteristicile de ardere, oferind în același timp capacitatea de a adapta funcționarea motorului pentru a se potrivi diferitelor condiții și combustibili. O mare parte din dezvoltare s—a concentrat pe versiunile diesel, dar compania lucrează și la versiuni pe benzină fără bujii-conceptul HCCI (omogen Charge Compression Ignition) pe care mulți îl dezvoltă, dar nimeni nu l-a perfecționat.

teoria sugerează că un motor cu piston opus are un avantaj de eficiență, deoarece, din moment ce nu există chiulase, se pierde mai puțină căldură în sistemul de răcire. Gândiți-vă la o cameră de ardere convențională în care suprafețele constau dintr-o coroană de piston, o circumferință cilindrică scurtă și o chiulasă. În proiectarea OP, fiecare pereche de cilindri se îmbină, astfel încât capetele sunt eliminate.mai mult, deoarece camera de ardere a fiecărui piston se conectează cu cea a altuia, camera rezultată este mai groasă și mai puțin asemănătoare unui disc subțire. Achates crește acest avantaj prin utilizarea unui accident vascular cerebral de până la 1,3 ori mai mult decât alezajul. Achates modelează cu atenție coroanele pistonului pentru a oferi vârtej și tambur la sarcina de admisie pentru a promova arderea rapidă și stabilă.

două injectoare directe opuse—fiecare furnizând mai multe jeturi atent cronometrate—realizează o distribuție completă a combustibilului pentru a arde cea mai mare parte a aerului și pentru a limita generarea de particule. Un raport de compresie de aproximativ 18,0:1 pentru versiunea cu aprindere prin compresie pe benzină (GCI) și puțin mai puțin pentru motorină asigură un raport de expansiune bun pentru a extrage energia mecanică maximă din fiecare eveniment de ardere.

curățarea superioară este cheia

sosul secret pentru a face acest lucru este capacitatea de a controla curățarea motorului. Compresorul, care asigură aer de joasă presiune pentru a curăța Cilindrii, are o transmisie cu două trepte și poate fi, de asemenea, ocolit. Această flexibilitate permite cilindrului să fie mai puțin decât complet curățat în anumite condiții. De exemplu, în timpul unei porniri la rece, curățarea parțială lasă o mulțime de produse de ardere din ciclul anterior (recircularea internă a gazelor de eșapament ) în cilindru. Acest lucru ridică temperatura de ardere și oferă un flux de evacuare mai fierbinte pentru a aduce catalizatorii la temperatura de funcționare.

un astfel de mediu de ardere mai fierbinte ajută și la arderea la rpm scăzut și sub sarcini ușoare, care a fost o zonă problematică pentru motoarele HCCI convenționale. La ralanti, de exemplu, gazul de eșapament reținut este de aproximativ 50%. La ieșirile de putere mai mari, cilindrul este curățat mai complet pentru a menține temperaturile maxime de ardere în jos, limitând astfel emisiile de azot-oxid (NOx). De asemenea, util este faptul că, în timp ce motorul are, de asemenea, un turbocompresor pentru a prelua de la supraalimentator la sarcini mai mari și pentru a îmbunătăți eficiența, motorul nu funcționează cu multă presiune de impuls. În schimb, designul în doi timpi, cu de două ori mai multe curse de putere pe rotație, permite motorului să se potrivească cu puterea convențională a motorului fără prea mult impuls, chiar și atunci când este redus cu 20 până la 30% în deplasare.

deși nu există un tren de supapă convențional în acest motor, frecarea generală este similară cu cea a unui motor convențional din cauza celui de-al doilea arbore cotit, a transmisiei robuste care leagă cele două manivele și a necesității de a conduce supraalimentatorul. Greutatea este, de asemenea, aproximativ comparabilă. Motorul este mai înalt decât un motor convențional, dar prin înclinarea acestuia, se potrivește în general sub Hote existente.

mai eficient decât un Prius?

Achates susține că versiunea GCI a acestui motor va atinge o eficiență maximă de 44%. Aceasta este cu doar 10% mai bună decât eficiența de 40% revendicată de motorul cu ciclu Atkinson în actualul Toyota Prius, dar Larry Fromm, Vicepreședintele executiv Achates pentru dezvoltarea afacerilor, spune că motorul Achates oferă această eficiență pe o gamă mult mai largă de rpm și sarcină decât motorul Prius. De exemplu, se spune că motorul Achates GCI din Ford F-150 obține o economie de combustibil cu 30% mai bună pe ciclul EPA decât cel mai eficient motor pe benzină al Ford, EcoBoost V-6 de 2,7 litri. Asta ar însemna un rating combinat de aproximativ 29 mpg-sau 4 mpg mai mare decât Ford 3.0 litri diesel V-6 în versiunea cu tracțiune spate a acelui camion.

Ford

Din păcate, nu este probabil să vedem un motor Achates sub capota mașinii o mașină sau un camion de câțiva ani. Achates nu are planuri de a construi motoare în sine, dar intenționează să licențieze tehnologia sa producătorilor consacrați. Are deja o relație cu Fairbanks-Morse, care folosește tehnologia Achates pe un motor diesel staționar cu 12 cilindri, 24 pistoane, 5000 CP, 95.000 de kilograme, utilizat pentru generarea de energie electrică. Fairbanks-Morse susține o eficiență termică de 50%.Achates lucrează, de asemenea, cu Cummins pentru a dezvolta un motor cu piston opus de 1000 CP pentru a alimenta vehiculele de luptă pentru armata SUA. Fromm spune că compania este în discuții cu mai mulți producători auto majori care sunt interesați de versiunea GCI. Dar cu nimic concret încă și cu timpul îndelungat de dezvoltare și testare pe care îl suferă noile motoare, nu vom vedea un motor Achates pe drum timp de cel puțin cinci ani.

aplicațiile auto ar putea Include hibrizi Plug-In

dacă credeți că până atunci mașinile electrice vor fi eliminat nevoia de motoare cu combustie internă de orice fel, gândiți-vă din nou. Dacă eficiența motorului este realizată în producție, atingerea standardelor federale de economie de combustibil din 2025 ar putea fi mai ușoară și mai ieftină cu designul Achates decât prin utilizarea electrificării. Și, subliniază Fromm, motoarele cu piston opus sunt inerent netede, astfel încât o versiune cu un singur cilindru, cu două pistoane, ar putea face un extender ideal pentru un PHEV, mai ales că poate fi transformat într-un pachet plat ascuns sub un portbagaj sau scaun. Doar timpul va spune dacă Achates a spart codul pentru motoarele cu piston opus în mașini și camioane.

acest conținut este creat și întreținut de o terță parte și importat pe această pagină pentru a ajuta utilizatorii să își furnizeze adresele de e-mail. Este posibil să puteți găsi mai multe informații despre acest conținut și despre conținut similar la piano.io