Automobilių gamintojai domisi neįprastu variklio dizainu

Variklių kūrimo bendrovė, pavadinta Scuderi Group, neseniai paskelbė apie pažangą, siekdama sukurti variklį, kuris, palyginti su įprastu dizainu, sumažintų degalų sąnaudas 25–36 proc. Toks pagerėjimas apytiksliai prilygtų 50 procentų degalų taupymo padidėjimui.

50 milijonų dolerių variklis: „Scuderi Group“ prireikė didžiosios dalies iki šiol surinktų 65 mln. USD, kad sukurtų tik vieną variklį – čia parodytą prototipą. Tai padalinto ciklo dviejų cilindrų variklis, kurio vienas cilindras suspaudžia orą, o kitas degina kuro ir oro mišinį.

Sal Scuderi, prezidentas Scuderi grupė 2002 m. surinkęs 65 mln. JAV dolerių, teigia, kad devynios pagrindinės automobilių kompanijos pasirašė neatskleidimo sutartis, leidžiančias joms gauti išsamius duomenis apie variklį. Scuderi sako tikintis, kad bent vienas iš automobilių gamintojų pasirašys licencijavimo sutartį dar nepasibaigus metams. Istoriškai didieji automobilių gamintojai nenorėjo išduoti licencijų variklių technologijoms, nes jie nori kurti pačius variklius kaip pagrindinę savo gaminių technologiją. Tačiau didėjant spaudimui laikytis naujų degalų taupymo taisyklių, automobilių gamintojai pradėjo domėtis išorinėmis technologijomis.

Nors „Scuderi“ sukūrė variklio prototipą, kad parodytų pagrindinį dizainą, degalų taupymo skaičiai pagrįsti ne prototipo našumu, o kompiuteriniais modeliais, kuriais Scuderi variklis lyginamas su įprastu 2004 m. „Chevrolet Cavalier“ varikliu. Scuderi sako, kad modeliavimo duomenys yra viešai prieinami. Nuo 2004 m. automobilių gamintojai įdiegė reikšmingus variklių patobulinimus, tačiau jie paprastai pagerina degalų ekonomiją maždaug 20 procentų, palyginti su maždaug 50 procentų patobulinimu, rodomu „Scuderi“ modeliavimu.

Tačiau yra didelis skirtumas tarp modeliavimo rezultatų ir faktinių transporto priemonių variklių duomenų, sakoma Laris Rinekas , vyresnysis analitikų įmonės „Frost and Sullivan“ konsultantas. Kol kas viskas atrodo džiuginanti, bet ar jie tikrai atitiks aukštus reikalavimus? jis sako. Jis sako, kad automobilių gamintojai turėtų palaukti, kol pamatys duomenis iš tikro transporto priemonėje sumontuoto variklio, prieš suteikdami licenciją šiai technologijai.

Įprastame variklyje naudojamas keturių taktų ciklas: oras įtraukiamas į kamerą, oras suspaudžiamas, įpilama degalų ir mišinį uždega kibirkštis, o galiausiai iš cilindro išstumiamos degimo dujos. Scuderi variklyje, žinomame kaip padalinto ciklo variklis, šios funkcijos yra padalintos tarp dviejų gretimų cilindrų. Vienas cilindras įtraukia orą ir jį suspaudžia. Suslėgtas oras per vamzdelį patenka į antrą cilindrą, kur įpilamas kuras ir vyksta degimas.

Šių funkcijų padalijimas suteikia inžinieriams lankstumo projektuojant ir valdant variklį. Scuderi variklio atveju yra du pagrindiniai pokyčiai, palyginti su įprastu vidaus degimo varikliu. Pirmasis yra pakeitimas, kada degimas vyksta, kai stūmoklis juda aukštyn ir žemyn cilindre. Antrasis yra suspausto oro rezervuaro pridėjimas.

Daugumoje benzininių variklių degimas įvyksta, kai stūmoklis artėja prie cilindro viršaus. Scuderi variklyje tai atsiranda po to, kai stūmoklis vėl pradeda judėti žemyn. Privalumas yra tas, kad stūmoklio padėtis suteikia jam geresnį svertą ant alkūninio veleno, o tai leidžia automobiliui efektyviau įsibėgėti esant mažiems variklio sūkiams, taupant degalus. Iššūkis yra tas, kad stūmokliui judant žemyn, tūris degimo kameroje sparčiai didėja, o slėgis krenta, todėl sunku sukurti pakankamai slėgio degimo metu, kad būtų galima varyti stūmoklį ir pajudinti automobilį.

Tačiau padalyto ciklo konstrukcija užtikrina itin greitą degimą – tris ar keturis kartus greičiau nei įprastuose varikliuose, teigia Scuderi – ir tai padidina slėgį daug greičiau, nei jį sumažina tūrio padidėjimas. Jis teigia, kad greitas degimas įgalinamas suspaudimo cilindre sukuriant labai aukšto slėgio orą, o paskui dideliu greičiu išleidžiant jį į degimo kamerą.

Atskiras oro suspaudimo cilindras leidžia lengvai nukreipti suslėgtą orą į rezervuarą, o tai gali turėti daug privalumų. Viena vertus, tai yra būdas išspręsti vieną problemą, susijusią su benzininiais varikliais: jie ypač neefektyvūs esant mažoms apkrovoms, pavyzdžiui, kai automobilis važiuoja vidutiniu greičiu lygiu keliu. Tokiomis sąlygomis įprasto variklio oro įsiurbimo anga yra iš dalies uždaryta, kad būtų apribotas į variklį patenkančio oro kiekis – tai tarsi oro įsiurbimas per šiaudelį, sako Scuderi, o tai apsunkina variklio darbą.

Pasak jo, naujoje variklio konstrukcijoje, užuot išjungus oro srautą, oro įsiurbimo anga yra plačiai atidaryta, imama dideliais oro gurkšniais. Oras, kurio nereikia degimui, kaupiamas oro bake. Kai bakas prisipildo, suspaudimo stūmoklis nustoja spausti orą. Leidžiama laisvai judėti aukštyn ir žemyn, neapkraunant variklio, o tai taupo degalus. Tada oro bakas tiekia suslėgtą orą į degimo kamerą.

Oro bakas taip pat suteikia galimybę užfiksuoti dalį energijos, kurią sukelia lėtėjant automobiliui. Kai automobilis lėtėja, ratai varo suspaudimo cilindrą, užpildydami oro baką. Tada suslėgtas oras pagal poreikį naudojamas degimui.

Vis dar toli gražu neaišku, ar dizainas gali būti komercinės sėkmės. Net jei modeliavimo rezultatai paverčia tikrąjį variklio našumą automobilyje, variklis gali būti nelengvas ir įperkamas gaminti, sako Rinekas, ypač naudojant esamų gamyklų įrangą. Dizainas taip pat turės konkuruoti su daugeliu kitų būsimų variklių konstrukcijų. Scuderi teigia, kad pirmą kartą variklis gali būti naudojamas ne automobiliuose, o kaip energijos generatorius, ypač tais atvejais, kai suspaustas oras gali būti naudingas. Pavyzdžiui, statybvietėse gali prireikti elektros energijos elektriniams pjūklams ir suspausto oro vinių pistoletams.

paslėpti