211service.com
Neelektriniai hibridiniai varikliai
Naujos rūšies hibridinė transporto priemonė gali sumažinti degalų sąnaudas vartotojams, susirūpinusiems dėl dujų kainų. Jungtinės Karalystės mechanikos inžinieriai sukūrė naujo tipo vidaus degimo variklius, kurie gali keisti dvitaktį ir keturtaktį variklį. Sistema, anot jų, degalų sąnaudas gali sumažinti 27 proc.
Naujas hibridas: Šis hibridinio variklio prototipas, pavadintas 2/4SIGHT, gali perjungti keturtaktį ir dvitaktį režimą, taip sumažindamas degalų sąnaudas daugiau nei 25 proc.
Padidėjusios degalų sąnaudos iš esmės atsiranda sumažinus variklio dydį, sako Neville'as Jacksonas, technologijų direktorius Ricardo JK , inžinierių įmonė Shoreham-on-Sea mieste, kuri sukūrė naują variklį. Jis sako, kad mažesnis variklis turi mažesnę vidinę trintį ir geresnes degalų sąnaudas.
Tačiau maži automobilių varikliai, kurie dažniausiai yra pagrįsti keturių taktų konstrukcija, nepasiūlo daug galios. Jie gali būti ypač problemiški, kai naudojami mažu greičiu ir didele apkrova, pavyzdžiui, greitėjant įkalnėje. Dėl tokių sąlygų variklis gali net užgesti, jei vairuotojas nepakeičia pavarų.
Keturi taktai yra veiksmingiausi esant visu droseliu; su dviem smūgiais yra atvirkščiai, sako Robertas Kee , mechanikos inžinierius, kuris specializuojasi vidaus degimo variklių srityje Karalienės universitete Belfaste, Šiaurės Airijoje.
Skirtumas tarp dviejų ir keturtakčių variklių yra tas, kad pastarieji keturiais stūmoklio taktais atlieka keturias oro įsiurbimo, suspaudimo, degimo ir išmetimo fazes. Priešingai, dvitaktis variklis tai atlieka tik dviem stūmoklio taktais.
Dviejų taktų varikliai iš esmės yra paprastesni pagal konstrukciją ir turi didesnį galios ir svorio santykį esant didelėms apkrovoms ir mažam greičiui, nes per vieną apsisukimą jie gauna dvigubai daugiau galios taktų. Tačiau tradiciniams dvitakčiams varikliams reikia sumaišyti alyvą su degalais, todėl išmetamųjų teršalų kiekis yra didesnis. Dėl šios priežasties jie paprastai nenaudojami automobiliuose. Vietoj to, jie naudojami lengvoms reikmėms, pavyzdžiui, grandininiams pjūklams, vejapjovėms ir kai kuriems motociklams.
Tačiau dabar Ricardo mokslininkai sukūrė stūmoklio galvutę, kuri veikia tiek dviejų, tiek keturių taktų režimu ir gali automatiškai persijungti tarp dviejų režimų, priklausomai nuo variklio poreikių. Tai leidžia mažesniam varikliui atlaikyti mažo greičio ir didelės apkrovos sąlygas be užgesimo.
Tai įdomi koncepcija, sako Martis Larmis , Helsinkio technologijos universiteto Suomijoje Vidaus degimo variklių laboratorijos vadovas.
Pagrindinis iššūkis kuriant tokį variklį – patobulinti prapūtimo procesą, anot jo, kai likusios ankstesnio degimo ciklo dujos pakeičiamos grynu oru ir degalais.
Norint išstumti jau sudegusias dujas, reikia tam tikro slėgio įleidimo pusėje, sako Larmi.
Tradiciniame dvitakčiame variklyje degalų ir oro įsiurbimo jėga išstumia išmetamąsias dujas. Deja, dėl šio proceso dalis nesudegusio kuro prarandama kaip išmetamosios dujos, todėl išmetama daugiau teršalų. Keturtakčiai varikliai iš cilindro išstumia panaudotus dūmus per kumšteliu valdomą vožtuvą, naudodami stūmoklio eigą aukštyn. Tolesnio nuleidimo metu šviežias oras ir degalai įpurškiami į cilindrą, kai išmetimo vožtuvas uždarytas.
Ricardo variklis, vadinamas 2/4SIGHT, naudoja vožtuvus kaip ir keturių taktų variklis, tačiau veikiant dviejų taktų režimui, variklis tuo pačiu metu laiko atidarytus tiek įsiurbimo, tiek išmetimo vožtuvus, kad būtų papildomi degalai ir oras cilindre. ciklą, o ne kiekvieną kitą ciklą.
Sulaukta didelio susidomėjimo mažos emisijos dvitakčio variklio kūrimu. Tačiau sudėtinga konfigūracija tobulinti, nes yra mažai laiko įvesti kuro ir oro mišinį ir pašalinti išmetimą, sako Larmi. Jis sako, kad čia kyla pavojus, kad šviežio oro įsiurbimas gali išeiti tiesiai per išmetimo angą.
Ricardo naudoja keletą gudrybių, kad apeitų šią problemą. Pirma, Ricardo stūmoklio galvutės konstrukcijoje naudojamas atvirkštinis sukimas – procesas, kurio metu oro įsiurbimas nukreipiamas toliau nuo išmetimo vožtuvo, kad būtų sumažinta tikimybė, kad oras ištekės tiesiai iš cilindro. Ricardo taip pat iškeitė kumšteliu valdomus vožtuvus į elektrohidraulinius vožtuvus, kuriuos kartu su kuro purkštuku galima valdyti programine įranga.
Automobilių gamintojai anksčiau rodė susidomėjimą tokio tipo hibridinio variklio kūrimu, sako Kee. Tačiau iššūkių yra daug, sako jis. Iš tiesų, tiek Toyota, tiek Ricardo nagrinėjo šią problemą devintojo dešimtmečio pabaigoje ir devintojo dešimtmečio pradžioje.
Tačiau anksčiau šios technologijos tiesiog nebuvo. Anot Ricardo, vienintelė priežastis, kodėl bendrovė dabar gali sukurti gyvybingą sistemą, yra programinė įranga, valdanti dujų mainus ir variklio režimus. Variklio valdymo sistema stebi vairuotojo poreikius, sako Jacksonas. Kai reikia didesnio sukimo momento, nei būtų galima keturtakčiu režimu, jis persijungia, sako jis. Tačiau bendrovė neatskleis informacijos apie tai, kada variklio cikle perjungiamas režimas.
Ricardo prototipą, pritaikytą 2,1 litro V6 variklį, išbandė Braitono universiteto mokslininkai ir nustatė, kad jis gali sukurti tokį našumą, kokio paprastai galima tikėtis iš trijų iki keturių litrų variklio. Remiantis naujuoju Europos vairavimo ciklu, kuris yra standartinis našumo testas, skirtas įvertinti variklio efektyvumą ir išmetamųjų teršalų kiekį, esant įprastam automobilio naudojimui, prototipas sutaupo 27 proc. degalų ir panašiai sumažina išmetamųjų teršalų kiekį. Kitas etapas yra bandymas integruoti variklio prototipą į veikiančią transporto priemonę, sako Jacksonas.