Разумы изобретателей безустанно рождают другие конструкции обычных агрегатов. В большинстве случаев это один из основных узлов автомобиля – движок. Отделим действительность от утопии?
У OPOC единый коленвал в центре мотора. Сделать мотор легче и компактнее, отказавшись от второго коленвала, позволила уникальная сборка шатунов. За открытие впускных и выпускных окон в стенах цилиндров отвечают сами поршни.
 Все схемы открываются в полный размер по клику.
ВСТРЕЧНОЕ ДВИЖЕНИЕ Особенность двухтактного дизеля доктора Питера Хофбауэра, посвятившего 20 лет собственной жизни работе в концерне «Фольксваген», – два поршня в одном цилиндре, передвигающиеся навстречу друг дружке. И заглавие это подтверждает: Opposed Piston Opposed Cylinder (OPOC) – встречные поршни, встречные цилиндры.
Похожую схему еще посреди прошедшего века использовали в авиации и танкостроении, к примеру, на германских «Юнкерсах» либо русском танке T-64. Дело в том, что в классическом двухтактном движке оба окна для газообмена перекрывает один поршень, а в движках с встречными поршнями в зоне хода 1-го поршня размещается впускное окно, в зоне хода второго – выпускное. Такая конструкция позволяет ранее открывать выпускное окно и благодаря этому лучше очищать камеру сгорания от отработавших газов. И заблаговременно закрывать, чтоб сберечь некое количество рабочей консистенции, которое у двухтактного мотора обычно выбрасывается в выхлопную трубу.
В чем все-таки изюминка конструкции доктора? В центральном (меж цилиндрами) расположении коленвала, обслуживающего сходу все поршни. Это решение привело к достаточно замудренной конструкции шатунов. Их по паре на каждой шее коленвала, при этом на наружные поршни приходится по паре шатунов, расположенных по обе стороны цилиндра. Это схема позволила обойтись одним коленвалом (у прежних моторов их было два, размещенных по бокам мотора) и сделать малогабаритный, легкий агрегат. В четырехтактных движках циркуляцию воздуха в цилиндре обеспечивает сам поршень, в моторе OPOC – турбонаддув. Для наилучшей эффективности стремительно разогнать турбину помогает электромотор, который в определенных режимах становится генератором и рекуперирует энергию.
Опытнейший эталон, изготовленный для армии без оглядки на экологические нормы, при массе 134 кг развивает 325 л.с. Подготовлен и гражданский  вариант – с приблизительно на сотку сил наименьшей отдачей. Как заявляет создатель, зависимо от выполнения мотор ОРОС на 30–50% легче иных дизелей сопоставимой мощности и в два – четыре раза компактнее. Даже по ширине (это самое впечатляющее габаритное измерение) ОРОС всего в два раза превосходит один из самых малогабаритных авто агрегатов в мире – двухцилиндровый фиатовский «Твинэйр».
Мотор OPOC – эталон модульной конструкции: двухцилиндровые блоки можно компоновать в многоцилиндровые агрегаты, соединяя их электрическими муфтами. Когда полная мощность не требуется, для экономии горючего один либо несколько модулей могут отключаться. В отличие от обыденных движков с отключаемыми цилиндрами, где коленвал шевелит даже «отдыхающие» поршни, механических утрат реально избежать. Любопытно, как обстоят дела с топливной экономичностью и вредными выбросами? Разработчик предпочитает обходить этот вопрос молчанием. Понятное дело – здесь позиции двухтактников обычно слабы.
РАЗДЕЛЬНОЕ ПИТАНИЕ В движке Кармело Скудери традиционные четыре такта распределены меж 2-мя цилиндрами: впуск и сжатие происходят в одном, а рабочий ход и выпуск – в другом.
Очередной пример ухода от обычных догм. Кармело Скудери позарился на святое правило четырехтактных моторов: весь рабочий процесс должен происходить строго в одном цилиндре. Изобретатель поделил цикл меж 2-мя цилиндрами: один отвечает за впуск консистенции и ее сжатие, 2-ой – за рабочий ход и выпуск. При всем этом классические четыре такта движок, называемый мотором с разбитым циклом (SCC – Split Cycle Combustion), проходит всего за один оборот коленвала, другими словами вдвое резвее.
Ах так этот мотор работает. В первом цилиндре поршень сжимает воздух и подает его в соединительный канал. Клапан раскрывается, форсунка впрыскивает горючее, и смесь под давлением врывается во 2-ой цилиндр. Сгорание в нем начинается при движении поршня вниз, в отличие от мотора Отто, где смесь поджигают некоторое время назад, чем поршень достигнет верхней мертвой точки. Таким макаром, сгорающая смесь не препятствует в исходной стадии горения движущему навстречу поршню, а, напротив, подталкивает его. Создатель мотора обещает удельную мощность в 135 л.с. с литра рабочего объема. При этом при значимом сокращении вредных выбросов благодаря более действенному сгоранию консистенции – к примеру, с уменьшением выхода NOx на 80% в сопоставлении с тем же показателем для обычного ДВС. Заодно говорят, что SCC на 25% экономичнее равных по мощности атмосферных моторов. Но излишний цилиндр – это дополнительная масса, повышение габаритов, растущие утраты на трение. Что-то не верится... В особенности если взять в пример новое поколение надувных движков, изготовленных под лозунгом даунсайзинга.
Кстати, для этого мотора выдумана уникальная схема рекуперации и наддува «в одном флаконе» под заглавием Air-Hybrid. Во время торможения движком цилиндр рабочего хода отключается (клапаны закрыты), а цилиндр сжатия заполняет особый резервуар сжатым воздухом. При разгоне происходит оборотное: не работает цилиндр сжатия, а в рабочий нагнетается запасенный воздух – собственного рода наддув. Фактически, при таковой схеме не исключается и полный пневморежим, когда воздух будет толкать поршни в одиночку.
МОЩНОСТЬ ИЗ ВОЗДУХА Лино Гуззелла использовал для улучшения черт мотора рекуперацию воздуха. Он аккумулируется в дополнительном резервуаре, связанном с движком.
Доктор Лино Гуззелла также использовал идею скопления сжатого воздуха в отдельном резервуаре: один из клапанов открывает путь от баллона к камере сгорания. В остальном это обыденный движок с турбонаддувом. Опытнейший эталон выстроили на базе 0,75-литрового мотора, предложив его как подмену… 2-литровому атмосферному мотору.
Разработчик для оценки эффективности собственного творения предпочитает ассоциировать его с гибридными силовыми агрегатами. При этом при идентичной экономии горючего (около 33%) конструкция Гуззеллы удорожает мотор всего только на 20% – непростая бензоэлектрическая установка обходится практически в 10 раз дороже. Но в тестовом образчике горючее экономится не столько за счет наддува из баллона, сколько благодаря малому рабочему объему самого мотора. Но перспективы у сжатого воздуха в работе обыденного ДВС все таки есть: его можно использовать для запуска мотора в режиме «старт-стоп» либо для движения автомобиля на малых скоростях.
Вертится, Крутится ШАР… Посреди необыкновенных ДВС мотор Герберта Хюттлина выделяется более приметной конструкцией: классические поршни и камеры сгорания тут расположены снутри шара. Поршни движутся в нескольких направлениях. Во-1-х, навстречу друг дружке, образуя меж собой камеры сгорания. Не считая того, они соединены попарно в блоки, посаженные на единую ось и крутящиеся по хитрецкой линии движения, данной кольцевой фигурной шайбой. Корпус поршневых блоков объединен с шестерней, передающей вращающий момент на выходной вал.
Из-за жесткой связи меж блоками при наполнении консистенцией одной камеры сгорания сразу происходит выпуск отработавших газов в другой. Таким макаром, за поворот поршневых блоков на 180 градусов происходит 4-тактный цикл, за полный оборот – два рабочих цикла.
Устройство шарового мотора со интегрированным электромотором: 1 – приводная шестерня; 2 – статор электромотора; 3 – неизменные магниты; 4 – ротор электро- мотора; 5 – камера сгорания 1; 6 – шаровые направляющие поршней; 7 – коль- цевая направляющая для движения поршней; 8 – подшипник ротора; 9 – камера сгорания 2; 10 – свеча зажигания; 11 – отвод выхлопных газов; 12 – забор воздуха; 13 – выходной вал.
1-ый показ шарового мотора на Женевском автомобильном салоне привлек всеобщее внимание. Концепция, непременно, увлекательная – за работой 3D-модели можно следить часами, пытаясь разобраться, как работает та либо другая система. Но за прекрасной мыслью должно последовать воплощение в металле. А разработчик пока ни слова не гласит о хотя бы ориентировочных значениях главных характеристик агрегата – мощности, экономичности, экологичности. И, главное, о технологичности и надежности.
Престижная ТЕМА Роторно-лопастной движок изобрели чуток меньше века вспять. И, наверняка, еще длительно не вспоминали бы о нем, не появись принципиальный проект русского народного автомобиля. Под капотом «ё-мобиля» пусть и не сходу, но должен показаться конкретно роторно-лопастной движок, да еще в паре с электромотором.
Кратко о его устройстве. На оси установлены два ротора с парой лопастей на каждом, образующих камеры сгорания переменной величины. Роторы крутятся в одном направлении, но с различными скоростями – один догоняет другой, смесь меж лопастями сжимается, проскакивает искра. 2-ой начинает движение по окружности, чтоб на последующем круге «подтолкнуть» соседа. Поглядите на набросок: в правой нижней четверти происходит впуск, в правой верхней – сжатие, потом против часовой стрелки – рабочий ход и выпуск. Воспламенение консистенции осуществляется в высочайшей точке окружности. Таким макаром, за один оборот ротор происходит четыре рабочих такта.
Схемы роторно-лопастного мотора.
Тривиальные достоинства конструкции – компактность, легкость и неплохой КПД. Но есть и трудности. Из их основная – четкая синхронизация работы 2-ух роторов. Задачка эта сложная, а решение должно быть дешевым, по другому «ё-мобиль» никогда не станет народным.