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Es ist offensichtlich, dass der Verbrennungsmotor nicht wirtschaftlich genug ist und tatsächlich einen geringen Wirkungsgrad aufweist. Dies zwingt Wissenschaftler dazu, nach Alternativen zu suchen - insbesondere um einen erschwinglichen Elektro- oder Wasserstofftransport zu schaffen. Die jüngsten Entwicklungen zeigen jedoch, dass ICE wirklich effektiv gemacht werden kann. Was macht dies möglich und was verhindert derzeit den Einsatz solcher Technologien in der Praxis?

  

18.10.2012, Do, 15.09 Uhr, Moskauer Zeit

Ohne Übertreibung drehte der Verbrennungsmotor den Motor des wissenschaftlichen und technologischen Fortschritts. Der Straßentransport ist das wichtigste Transportmittel für Passagiere und Güter. In den Vereinigten Staaten fallen heute fast 800 Autos pro 1.000 Einwohner, und bis 2020 werden es in Russland etwa 350 Autos pro tausend Einwohner sein.

Die überwiegende Mehrheit von mehr als einer Milliarde Autos auf dem Planeten verwendet noch immer den im 19. Jahrhundert erfundenen Verbrennungsmotor (ICE). Trotz aller technologischen Tricks und "intelligenter" Elektronik liegt der Wirkungsgrad moderner Benzinmotoren immer noch bei 30%. Die sparsamsten Diesel-ICEs haben einen Wirkungsgrad von 50%, dh sie geben sogar die Hälfte des Kraftstoffs in Form von Schadstoffen an die Atmosphäre ab.

Natürlich müssen Sie nicht über die Wirtschaftlichkeit von ICE sprechen, insbesondere wenn Sie bedenken, dass moderne Autos 10 bis 20 Liter Kraftstoff pro 100 km Strecke verbrauchen. Es überrascht nicht, dass Wissenschaftler auf der ganzen Welt versuchen, erschwingliche Elektro- und Wasserstoffautos zu entwickeln. Das Konzept eines Verbrennungsmotors hat das Modernisierungspotential jedoch nicht ausgeschöpft. Dank der neuesten Errungenschaften auf dem Gebiet der Elektronik und Materialien wurde es möglich, einen wirklich effektiven ICE zu schaffen.

Öko-Motor

Die Ingenieure von EcoMotors International haben das Design eines traditionellen ICE kreativ überarbeitet. Er behielt die Kolben, Pleuel, Kurbelwelle und das Schwungrad, aber der neue Motor ist 15-20% effizienter, außerdem ist er viel einfacher und billiger herzustellen. Gleichzeitig kann der Motor mit verschiedenen Kraftstoffarten betrieben werden, darunter Benzin, Diesel und Ethanol.

Im Allgemeinen hat der EcoMotors-Motor ein elegantes, einfaches Design, das 50% weniger Teile enthält als ein herkömmlicher Motor

Dies wurde erreicht, indem die entgegengesetzte Motorkonstruktion verwendet wurde, bei der die Brennkammer durch zwei Kolben gebildet wird, die sich aufeinander zu bewegen. Gleichzeitig ist der Motor Zweitaktmotor und besteht aus zwei Modulen mit jeweils 4 Kolben, die durch eine spezielle Kupplung mit elektronischer Steuerung verbunden sind. Der Motor wird vollständig elektronisch gesteuert, wodurch ein hoher Wirkungsgrad und ein minimaler Kraftstoffverbrauch erreicht werden konnten. Beispielsweise funktioniert in Staus und anderen Fällen, in denen nicht die volle Motorleistung benötigt wird, nur eines der beiden Module, wodurch Kraftstoffverbrauch und Geräuschentwicklung reduziert werden.

Hafiyatullin Rinat: Zoom.CNews

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Der Motor ist außerdem mit einem elektronisch gesteuerten Turbolader ausgestattet, der die Energie der Abgase nutzt und Strom erzeugt. Insgesamt hat der EcoMotors-Motor ein elegantes, einfaches Design, das 50% weniger Teile enthält als ein herkömmlicher Motor. Es hat keinen Zylinderkopfblock, besteht aus gewöhnlichen Materialien und erzeugt weniger Geräusche und Vibrationen. Gleichzeitig erwies sich der Motor als sehr leicht: Er leistet mehr als 1 PS pro 1 kg Gewicht (in der Praxis ist er ungefähr zweimal leichter als ein herkömmlicher Motor mit derselben Leistung). Darüber hinaus ist das EcoMotors-Produkt leicht skalierbar: Fügen Sie einfach einige Module hinzu, und der kleine Motor wird zum Motor eines leistungsstarken Lastwagens.

Ein erfahrener EcoMotors EM100-Motor mit Abmessungen von 57,9 x 104,9 x 47 cm wiegt 134 kg und leistet 325 PS. bei 3.500 U / min (Diesel), Zylinderdurchmesser - 100 mm. Der Kraftstoffverbrauch eines Fünfsitzers mit EcoMotors-Motor soll extrem niedrig sein - mit 3-4 Litern pro 100 km.

Einsparungen bei allem

Achates Power hat sich zum Ziel gesetzt, ICEs mit einem Kraftstoffverbrauch von 3-4,5 Litern pro 100 km für ein Auto von der Größe eines Ford Fiesta zu entwickeln. Ihr experimenteller Dieselmotor zeigt zwar einen viel größeren Appetit, aber die Entwickler hoffen, den Verbrauch zu senken. Die Hauptsache bei diesem Motor ist jedoch ein außergewöhnlich einfaches Design und niedrige Kosten. Wir sind uns einig, dass Kraftstoffeinsparungen wenig wert sind, wenn sie die Kosten für die wiederholte Erhöhung der Motorkosten kosten.



Achates Power Motor hat ein extrem einfaches Design

Der Achates Power Motor hat ein extrem einfaches Design. Dies ist ein Zweitakt-Boxerdieselmotor, bei dem sich zwei Kolben aufeinander zu bewegen und eine Brennkammer bilden. Somit besteht keine Notwendigkeit für einen Zylinderkopf und einen komplexen Gasverteilungsmechanismus. Die meisten Motorteile werden in einfachen Herstellungsverfahren hergestellt und erfordern keine teuren Materialien. Im Allgemeinen enthält der Motor viel weniger Teile und Metall als ein normaler Motor.

Gegenwärtig weist der Achates Power-Motor im Test einen um 21% höheren Wirkungsgrad auf als die besten "traditionellen" Dieselmotoren. Darüber hinaus hat es einen modularen Aufbau, eine hohe spezifische Leistung (Gewicht / PS-Verhältnis). Aufgrund der speziellen Form des oberen Teils des Kolbens wird auch eine Wirbelströmung mit einer speziellen Form erzeugt, die ein ausgezeichnetes Mischen des Luft-Kraftstoff-Gemisches, eine effiziente Wärmeableitung und eine verringerte Verbrennungszeit ermöglicht. Infolgedessen entspricht der Motor nicht nur den militärischen Spezifikationen der US-Armee, sondern übertrifft auch die Eigenschaften von Motoren, die derzeit in militärischen Geräten installiert sind.

Einfacher Weg

Das amerikanische Unternehmen Transonic Combustion hat beschlossen, keinen neuen Motor zu entwickeln, sondern mit dem neuen Einspritzsystem einen beeindruckenden Kraftstoffverbrauch (25-30%) zu erzielen.

Das High-Tech-TSCiTM-Einspritzsystem erfordert keine radikalen Motoränderungen und besteht in der Tat aus einem Satz Einspritzdüsen und einer speziellen Kraftstoffpumpe.



Der TSCiTM-Verbrennungsprozess verwendet die Direkteinspritzung von überkritischem Flüssigbenzin und ein spezielles Zündsystem

Der TSCiTM-Verbrennungsprozess verwendet die Direkteinspritzung von überkritischem Flüssigbenzin und ein spezielles Zündsystem.

Ein überkritisches Fluid ist ein Materiezustand bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck, wenn es weder ein Feststoff noch eine Flüssigkeit oder ein Gas ist. In diesem Zustand erhält die Substanz interessante Eigenschaften, hat beispielsweise keine Oberflächenspannung und bildet während des Phasenübergangs feine Partikel. Darüber hinaus kann überkritisches Fluid schnell Masse übertragen. Alle diese Eigenschaften sind in einem Verbrennungsmotor äußerst nützlich, insbesondere überkritischer Kraftstoff mischt sich schnell, hat keine großen Tröpfchen, brennt schnell mit optimaler Wärmeableitung und hohem Zykluswirkungsgrad aus.

Elektronisches Ventil

Grail Engine Technologies hat einen einzigartigen Zweitaktmotor mit sehr attraktiven Eigenschaften entwickelt. Bei einem Verbrauch von 3-4 Litern pro "Hundert" leistet der Motor also 200 PS. 100 PS Motor wiegt weniger als 20 kg und eine Leistung von 5 PS - nur 11 kg! Gleichzeitig verschmutzt der Grail-Motor im Gegensatz zu herkömmlichen Zweitaktmotoren den Kraftstoff nicht mit Öl aus dem Kurbelgehäuse, was bedeutet, dass er die strengsten Umweltstandards erfüllt.

Der Motor selbst besteht aus einfachen Teilen, die hauptsächlich durch Gießen hergestellt werden. Das Geheimnis für herausragende Leistungen liegt in der Funktionsweise der Grail Engine. Während der Aufwärtsbewegung des Kolbens wird unterhalb und durch ein spezielles Kohlefaserventil Luft ein negativer Luftdruck erzeugt, der in die Brennkammer eintritt. An einem bestimmten Punkt in der Bewegung des Kolbens beginnt die Kraftstoffzufuhr, dann wird am oberen Totpunkt mit drei gewöhnlichen elektrischen Kerzen das Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet und das Ventil im Kolben geschlossen. Der Kolben geht runter, der Zylinder ist mit Abgasen gefüllt. Bei Erreichen des unteren Totpunkts beginnt sich der Kolben wieder nach oben zu bewegen, der Luftstrom entlüftet die Brennkammer, drückt die Abgase, der Arbeitszyklus wird wiederholt.



Das Geheimnis für herausragende Leistungen liegt in der Funktionsweise der Grail Engine.

Der kompakte und leistungsstarke Grail-Motor ist ideal für Hybridautos, bei denen ein Benzinmotor Strom erzeugt und Elektromotoren die Räder drehen. In einer solchen Maschine arbeitet die Grail Engine im optimalen Modus ohne plötzliche Spannungsspitzen, was ihre Haltbarkeit erheblich erhöht, Geräusche und Kraftstoffverbrauch reduziert. Gleichzeitig können Sie durch den modularen Aufbau zwei oder mehr Einzylinder-Grail-Motoren an die gemeinsame Kurbelwelle anschließen, wodurch Reihenmotoren unterschiedlicher Leistung entstehen können.

Jedes Jahr erscheinen neue Automodelle - aber aus irgendeinem Grund sind sie die oben genannten wirtschaftlichen und einfachen Motoren nicht wert. In der Tat interessiert sich jeder für die Motoren des neuen Designs: vom allgegenwärtigen Investor Bill Gates bis zum Pentagon. Autohersteller haben es jedoch nicht eilig, neue Produkte in ihre Autos einzubauen. Anscheinend geht es darum, dass große Autohersteller selbst Motoren produzieren und natürlich keine Gewinne mit Drittentwicklern teilen wollen. Auf jeden Fall werden strenge Umweltstandards und Elektroautos die Autohersteller dazu zwingen, neue Technologien einzuführen, die für die Gesundheit der Menschen und des gesamten Planeten viel wichtiger sind als Multimedia-Systeme und Designfreuden.

Mikhail Levkevich

  

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Arbeite gewissenhaft zum Wohle des Menschen. Die Verbesserung der Motoren ist im Gange. Entweder kämpfen die Konstrukteure um eine Leistungssteigerung, dann reduzieren sie das Gewicht des Motors. Die Entwicklung der Automobilindustrie wird von Faktoren wie Ölpreisschwankungen und verschärften Umweltstandards beeinflusst. Trotz all dieser Schwierigkeiten sind sie die Hauptenergiequelle für Autos.

In letzter Zeit sind viele neue Entwicklungen aufgetaucht, die auf die Verbesserung traditioneller Motoren abzielen. Einige von ihnen befinden sich bereits in der Implementierungsphase, andere neue Produkte sind nur in Form von Prototypen erhältlich. Es wird jedoch ein wenig Zeit vergehen und ein Teil dieser Innovationen wird in neuen Maschinen implementiert.

Laser statt Zündkerzen

 

In jüngerer Zeit galten Laser als fantastische Geräte, die gewöhnliche Menschen aus Marsfilmen kennengelernt haben. Heute gibt es Entwicklungen, die darauf abzielen, Lasergeräte zu ersetzen. Traditionelle Kerzen haben einen Nachteil. Sie geben keinen starken Funken ab, der ein Kraftstoffgemisch mit einer großen Luftmenge und einer geringen Kraftstoffkonzentration in Brand setzen kann. Die Leistungssteigerung führte zu einem raschen Verschleiß der Elektroden. Die Verwendung von Lasern zum Zünden eines mageren Kraftstoffgemisches sieht sehr vielversprechend aus. Zu den Vorteilen von Laserkerzen gehört die Möglichkeit, die Leistung und den Zündwinkel einzustellen. Dies erhöht nicht nur sofort die Motorleistung, sondern macht auch den Verbrennungsprozess effizienter. Die ersten keramischen Lasergeräte wurden von Ingenieuren in Japan entwickelt. Sie haben einen Durchmesser von 9 mm, was für eine Reihe von Kraftfahrzeugmotoren geeignet ist. Neuheit erfordert keine wesentliche Verfeinerung der Aggregate.

Innovative Rotationsmotoren

In naher Zukunft könnten Kolben, Nockenwellen und Ventile verschwinden. Wissenschaftler der University of Michigan arbeiten an einem grundlegend neuen Design eines Automotors. Das Aggregat erhält Energie unter der Wirkung von Druckwellen, die die Bewegung unterstützen. Einer der Hauptteile der neuen Installation ist der Rotor, in dessen Gehäuse sich radiale Kanäle befinden. Wenn sich der Rotor schnell dreht, passiert das Kraftstoffgemisch die Kanäle und füllt sofort die freien Kammern. Das Design ermöglicht es Ihnen, die Ausgangsanschlüsse zu blockieren, und das brennbare Gemisch tritt während der Kompression nicht aus. Da der Kraftstoff sehr schnell in die Kammern gelangt, bildet sich eine Stoßwelle. Es drückt einen Teil des Kraftstoffgemisches in die Mitte, in der die Zündung stattfindet, und dann in das Abgas. Dank dieser ursprünglichen Lösung konnten die Forscher den Kraftstoffverbrauch um 60% senken. Die Masse des Motors nahm ebenfalls ab, was zur Schaffung eines leichten Autos (400 kg) führte. Der Vorteil des neuen Motors ist eine geringe Anzahl von Reibteilen, sodass die Motorressource zunehmen sollte.

Scuderi Entwicklung

  Die Mitarbeiter von Scuderi haben ihre Version des Motors der Zukunft vorbereitet. Es gibt zwei Arten von Kolbenzylindern, die eine effizientere Nutzung der erzeugten Energie ermöglichen.

Die Einzigartigkeit der Entwicklung liegt in der Verbindung der beiden Zylinder über den Bypass-Kanal. Infolgedessen erzeugt einer der Kolben eine Kompression, und im zweiten Zylinder erfolgt die Zündung des Kraftstoffgemisches und die Freisetzung von Gasen.
 

Mit dieser Methode können Sie wirtschaftlichere Energie verbrauchen. Computermodelle zeigen, dass der Kraftstoffverbrauch im Scuderi-Motor 50% niedriger ist als bei herkömmlichen ICEs.

Thermo-Split-Motor

 

Durch die thermische Trennung des Motors in zwei Teile konnte der Wirkungsgrad des Scuderi-Motors gesteigert werden. Bei einem herkömmlichen Viertaktmotor bleibt ein Problem ungelöst. Verschiedene Maßnahmen funktionieren in bestimmten Temperaturbereichen besser. Daher beschlossen die Wissenschaftler, den Motor in zwei Abteile zu unterteilen und einen Kühler dazwischen zu stellen. Der Motor arbeitet wie folgt. In kalten Zylindern wird das Kraftstoffgemisch eingelassen und komprimiert. Somit wird unter kalten Bedingungen ein maximaler Wirkungsgrad erreicht. Der Verbrennungsprozess und die Abgase treten in heißen Zylindern auf. Vermutlich wird diese Technologie Kraftstoffeinsparungen von bis zu 20% ermöglichen. Wissenschaftler planen, diesen Motortyp zu verfeinern und 50% Einsparungen zu erzielen.

Mazda Skyactiv-G Motor

Das japanische Unternehmen Mazda hat immer versucht, innovative Motoren zu entwickeln. Beispielsweise sind einige Serienfahrzeuge mit Drehaggregaten ausgestattet. Jetzt haben die Designer des Autokonzerns den Kraftstoffverbrauch gründlich aufgegriffen. Nächstes Jahr ist geplant, ein Auto mit dem Skyactiv-G-Motor herauszubringen. Er wird das erste Modell aus der Skyactiv-Familie sein. Der 1,3-Liter-Skyactiv-G-Sportmotor wird in die Kompaktversion des Mazda2 eingebaut. Das Drehmoment wird über ein Variatorgetriebe verteilt. Das Kraftwerk zeichnet sich durch ein hohes Verdichtungsverhältnis aus, so dass Kraftstoffeinsparungen von bis zu 15% erzielt werden. Die Entwickler behaupten, dass der durchschnittliche Benzinverbrauch etwa 3 l / 100 km betragen wird.

  Gegenüberliegende Motoren wurden von verschiedenen Autoherstellern mit unterschiedlichen Autos ausgestattet. Dieses Design ist nicht ohne Mängel, an denen die Ingenieure weiter arbeiten. Wie Sie wissen, sind bei einem Boxermotor die Zylinder horizontal und die Kolben bewegen sich in entgegengesetzte Richtungen. Die Designer von EcoMotors platzierten zwei Kolben in jedem Zylinder, die aufeinander gerichtet sind. Die Kurbelwelle befindet sich zwischen den Zylindern, und Pleuel unterschiedlicher Länge werden verwendet, um die Kolben in einem Zylinder zu bewegen. Diese Anordnung der Kolbengruppe ermöglichte es, das Gewicht des Motors zu reduzieren, da keine massiven Zylinderköpfe erforderlich sind. Deutlich weniger Kolbenhub in der gegenüberliegenden Einheit als bei einem herkömmlichen Benzinmotor. Laut den Ingenieuren von EcoMotors sollte ein Auto mit einem OPOC-Motor etwa 2 Liter Benzin pro 100 Kilometer verbrauchen.

Antriebsstrang-Spitze

  Eine weitere vielversprechende Entwicklung basiert auf dem Boxermotor. Bei einem Pinnacle-Motor bewegen sich zwei Kolben im selben Zylinder aufeinander zu. Zwischen ihnen tritt eine Zündung des Kraftstoffgemisches auf. Der Motor hat zwei Kurbelwellen und die gleiche Länge der Pleuel. Dieses Design ermöglicht Ihnen enorme Energieeinsparungen bei einem kostengünstigen Netzteil. Es wird davon ausgegangen, dass der Wirkungsgrad des Benzinmotors um 50% gesteigert werden kann. Überall auf der Welt suchen Wissenschaftler nach neuen Ansätzen zur Schaffung leistungsfähiger, wirtschaftlicher und umweltfreundlicher ICE-Modelle. Einige Entwicklungen sehen vielversprechend aus, für andere ist die Zukunft nicht so rosig aus. Es wird jedoch nur die Zeit entscheiden, wer in Herrlichkeit baden wird und wessen Entwicklung in die staubigen Regale des Archivs fallen wird.

Der neue Mehrstoffmotor ist serienreif. Bei gleicher Leistung ist der neue Motor mehr als zweimal leichter als ICE

Cyclone Power Technologies hat den Abschluss der Entwicklung und Erprobung eines neuen Typs von Mehrstoffmotoren angekündigt. Derzeit hat die Phase der Kommerzialisierung des neuen Produkts sowie die Zertifizierung für die Automobilindustrie begonnen. Ein neuer Motortyp, die Abwärmemaschine (WHE), ist ein Gerät zur Umwandlung der Wärmeenergie eines brennenden Kraftstoffs in mechanische Arbeit. Eigentlich macht der Verbrennungsmotor (ICE) dasselbe, aber im Gegensatz dazu ist WHE ein externer Verbrennungsmotor.

Das Funktionsprinzip von WHE ist sehr einfach: In der externen Brennkammer, dem Wärmeträger, wird entionisiertes Wasser erwärmt, das wiederum die Kolben drückt oder die Turbine dreht. Der Wirkungsgrad von WHE übersteigt nicht den eines Dieselmotors, aber ein externer Verbrennungsmotor hat mehrere Vorteile.

Erstens kann WHE jeden Kraftstoff verbrauchen: flüssig oder gasförmig. Es kann sich um Ethanol, Dieselkraftstoff, Benzin, Kohle, Biomasse oder Gemische davon handeln - im Allgemeinen um alles, was Sie möchten, einschließlich der Hitze von Sonnenlicht, Abgasdampf usw. Zum Beispiel verwendeten die ersten Tests Kraftstoff, der aus der Schale eines Orangen-, Palmen- oder Baumwollsamenöls, Hühnerfett, gewonnen wurde. Gleichzeitig können Biokraftstoffe nicht mit Öl verdünnt werden, was bedeutet, dass die Emission des WHE-Motors sauberer sein kann. Da WHE bei einer relativ niedrigen Temperatur von 225 Grad Celsius arbeiten kann, kann es eine Vielzahl von Wärmequellen für den Betrieb verwenden.

Einer der Hauptvorteile von WHE sind weniger Teile und ein einfacheres Gerät als ICEs, sagt cnews.ru. Die externe Verbrennung erfordert kein komplexes Ventilsystem und keinen Gasverteilungsmechanismus, obwohl aufgrund von hoher Druck  Es müssen hochfeste Materialien verwendet werden. Im Allgemeinen ist WHE-DR viel leichter als ein herkömmlicher ICE. So wiegt ein typischer 4-Zylinder-Motorblock etwa 90 kg, während ein ähnlicher WHE-Aluminiumblock etwa 35 kg wiegt.

Die Kosten für die Herstellung eines WHE sollten nicht höher sein als die Kosten für die Herstellung eines ICE mit ähnlicher Leistung. Der neue Motor ist jedoch leichter und kann die billigsten Kraftstoffarten verwenden.


Kleinwagen-Chassis mit einem 330 PS starken WHE-Motor In der Mitte befinden sich Tanks für verschiedene Brennstoffe: Kohlepulver, Flüssiggas (Wasserstoff, Methan usw.), Flüssigbrennstoff (Benzin, Biokraftstoff usw.).

WHE-Motoren können im gesamten Leistungsbereich eingesetzt werden. Insbesondere kleine elektrische Generatoren mit einer Leistung von 1 kW bis 10 kW sind klein und können sich mit jeder Art von Kraftstoff ernähren, was für Notstromquellen äußerst wichtig ist. Dieselben Motoren können für kleine Geräte wie Rasenmäher verwendet oder in Säcken für den Einsatz in der Industrie, auf Schiffen usw. verstaut werden.

Mittelgroße WHE-Motoren mit 100-400 PS Ideal für Autos und kleine Boote sowie große Motoren mit einer Leistung von 400 bis 1000 PS - Für Schiffe.

Aufgrund der Abwesenheit von Rauch, Vibrationen, weniger Geräuschen während des Betriebs und umweltfreundlicheren Abgasen können externe Verbrennungsmotoren zum Antrieb von Stadtzügen und anderen öffentlichen Verkehrsmitteln verwendet werden.

INFORMALE

Viele von uns wissen wahrscheinlich, dass der Verbrennungsmotor vor langer Zeit erfunden wurde, es war bereits im vorletzten Jahrhundert. Seitdem wurden viele originelle Konstruktionslösungen vorgeschlagen, die in der Lage zu sein scheinen, alle Konzepte des Motorenbaus umzukehren. Der Putsch fand immer noch nicht statt, und unser guter Freund - der Kurbelkolbenmotor - eroberte langsam die ganze Welt. Es lohnt sich jedoch immer noch, über die Informellen der Motorenwelt zu sprechen.

Drehwellenmotor

Eine der ursprünglichen Konstruktionen des Verbrennungsmotors wurde von unseren Landsleuten vorgeschlagen. Dieses Design ist eher ungewöhnlich und wird als Rotationswellenmotor bezeichnet. Lassen Sie uns zunächst verstehen, aus welchen Elementen diese knifflige Struktur besteht und wie sie funktioniert, und dann werden wir über alle Vor- und Nachteile sprechen.

Bau

Der Motor (1) dient als Basis für den Motor. Er hat eine eher ungewöhnliche Form, auf deren Innenflächen spezielle Schraubkanäle hergestellt sind. Im Inneren des Gehäuses befindet sich ein Hohlrotor (2) mit den gleichen Schraubenkanälen auf seiner Oberfläche. Der Hohlrotor und die Zapfwelle (3) sind durch ein Konstantgeschwindigkeitsgelenk (Gleichlaufgelenk) (4) miteinander verbunden. Bitte beachten Sie, dass sich auf der rechten Seite des Hohlrotors ein Mechanismus befindet, der aus einem Getriebeblock (5) und einem Exzenter (6) besteht. Dank dessen kann der Rotor auf der spiralförmigen Oberfläche des Gehäuses laufen. Der gesamte Motor ist bedingt in drei Hauptteile unterteilt: den Kompressorraum (A), den Brennraum (B) und den Expansionsraum (C).

Wie funktioniert ein Drehwellenmotor?

Ausgehend von der Konstruktion des Motors betrachten wir reibungslos den Arbeitsprozess des Zwei-Hypotrochoid-RVD, bei dem das Zwei-Wege-Gehäuse in Verbindung mit einem Einstart-Rotor arbeitet und im Folgenden besteht. Sobald die Zapfwelle beginnt, Drehbewegungen im Hohlraum zwischen den Schraubenkanälen des Rotors und des Gehäuses im Kompressorraum auszuführen, beginnt Luft angesaugt zu werden. Da wir den gemeinsamen Betrieb eines Zwei-Start-Gehäuses und eines Ein-Start-Rotors in Betracht ziehen, fallen zwei Teile Luft für eine Umdrehung der Nebenabtriebswelle in das Kompassfach.

Nachdem die Luft aufgefangen und von der Umgebung abgeschnitten wurde, wird sie durch einen Schraubenkanal in die Brennkammer geleitet und einer umfassenden Kompression unterzogen. Dort können Dieseladditive zugesetzt werden. Dies liegt an der Tatsache, dass die Höhe der Schneckenkanäle des Rotors und des Gehäuses abnimmt und sich der Brennkammer nähert. Nachdem die Luft die Kompressionsstufe passiert hat, tritt sie direkt in die Brennkammer ein und gleichzeitig wird Kraftstoff eingespritzt.

In der Brennkammer ist eine Kerze vorgesehen, um das brennbare Gemisch zu entzünden, obwohl dies nur für die erste Zündung erforderlich ist. Da in Zukunft die Verbrennung des Gemisches nur aufgrund der in der Brennkammer verbleibenden heißen Gase erfolgen wird. Nach der Umwandlung des Kraftstoffgemisches in heißes Gas wird dieses zu den Schneckenkanälen des Expansionsraums geleitet, dessen Arsenal einen enormen Druck und eine enorme Temperatur aufweist.

Die Expansionskammer ist das genaue Gegenteil der Kompressorkammer - die Höhe der Kanäle entlang der Richtung der Gasbewegung nimmt nur zu. Aufgrund dessen findet nützliche Arbeit statt, da die Gase beim Ausdehnen den Rotor drehen lassen. Zwar geht ein Teil der empfangenen Leistung verloren, wenn der nächste Teil der Luft komprimiert wird, der für das "feurige Herz" erforderlich ist.

Vorteile des Rotationswellenmotors

Es sollte gesagt werden, dass wir oben das einfachste Design eines Rotationswellenmotors untersucht haben. Es gibt Motoren dieses Typs mit einem Fünfwegegehäuse und einem Vierwegerotor. Darüber hinaus können solche Mehrstartkonstruktionen die Rolle von Zahnrädern spielen, da bei vier Rotoren, die um die Schraubenoberfläche des Gehäuses laufen, die Abtriebswelle nur eine volle Umdrehung macht. Das heißt, der Motor selbst ermöglicht es Ihnen, das Drehmoment viermal zu erhöhen, was nicht so wenig übereinstimmt.

Ein weiterer Vorteil des Motors liegt in einer minimalen Anzahl von Reibungspaaren. Tatsächlich ist Reibung nur in Lagern vorhanden, auf denen eine Nebenabtriebswelle befestigt ist, und in einem Gelenk mit konstanter Geschwindigkeit. Aber was ist mit den Verlusten, die damit verbunden sind, dass der Rotor um die Karosserie läuft? Diese Verluste fehlen einfach, die Rotorwellen "divergieren" im minimal möglichen Abstand von den Wellen des Gehäuses. Zu den Vorteilen gehört die geringe Masse dieses Motortyps. Wenn Sie sich das Diagramm ansehen, finden Sie schließlich weder einen Gasverteilungsmechanismus noch ein schweres Schwungrad oder eine Kurbelwelle. Da der Rotor selbst der einfachste Gasverteilungsmechanismus ist und das Schwungrad keinen Rotationswellenmotor benötigt, weil es einfach keine Wechselbewegung hat. Aufgrund der geringen Anzahl von Teilen und ihrer geringen Masse kann der Rotationswellenmotor Umdrehungen im Bereich von 3000 bis 30000 U / min entwickeln.

Die Allesfresser-Natur dieses Motors sollte separat diskutiert werden. Im Prinzip ist ein Kraftstoff mit hoher Oktanzahl für einen Rotationswellenmotor nur zum Zeitpunkt des Starts erforderlich. Sobald sich die Brennkammer erwärmt, kann tatsächlich eine brennbare Flüssigkeit in sie eingespeist werden. Hauptsache, dass während des Verbrennungsprozesses heiße Gase freigesetzt werden, die für die Rotordrehung erforderlich sind.

Nachteil des Rotationswellenmotors

Dieser Motortyp hat ein signifikantes Minus, das im Prinzip seine weltweite Verbreitung behindert - dies ist eine hohe technologische Effektivität und dementsprechend noch höhere Kosten für Fertigprodukte. Eine große Anzahl von Pluspunkten überschneidet sich also mit einem fetten Minus.

Stangenloser Kolbenmotor

Die Idee, einen kolbenstangenlosen Kolbenmotor zu entwickeln, wurde in unserem Land lange Zeit geboren. Die Veranstaltungen fanden um die Wende der dreißiger und vierziger Jahre im Konstruktionsbüro statt, wo sie sich mit der Entwicklung und dem Bau von Flugzeugtriebwerken befassten. Einer der Konstrukteure dieses geschlossenen Unternehmens schlug vor, sich von dem üblichen Schema des Verbrennungsmotors zu entfernen, bei dem Kolben und Kurbelwelle über eine Pleuelstange miteinander verbunden sind. Dieser Designer war S. Balandin und entwickelte einen neuen Typ eines Verbrennungsmotors - einen stangenlosen ICE, der später als Balandin-Motor bezeichnet wurde.

Wie funktioniert ein stangenloser Kolbenmotor?

Um zu verstehen, wie dieses Wunder der Technik funktioniert, schauen Sie sich zuerst die Zeichnung an. Der Motor besteht aus folgenden Teilen: 1,2,3,4 - Kolben, 5,6 - Lager, 7,8 - Auslegerwellen, mit Lagern für die Kurbelwelle, 9,10,11,12 - Zahnräder des Synchronisationsmechanismus, 13 - Kurbel Welle, 14.15 - Schieber, 16 - Zapfwelle.

Nun wollen wir sehen, wie all diese Komponenten miteinander verbunden sind. Stellen Sie sich also vor, das Kraftstoff-Luft-Gemisch tritt in die Brennkammer des ersten Zylinders ein, komprimiert es zuerst allmählich und entzündet sich dann. Der stark erhöhte Druck der heißen Gase zwingt den Kolben 1 und den fest damit verbundenen Schieber 14, sich nach unten zu bewegen. Die entstehende Bewegung nimmt die Kurbelwelle 13 sofort aus ihrem Leerlaufzustand, da der zunehmende Druck von der Seite des Schiebers sie um die Lager drehen lässt, die sich auf den Auslegerwellen 7 und 8 befinden. Die ziemlich komplexe Planetendrehung der Kurbelwelle 13 bewirkt wiederum sofort eine Drehung Bewegungen und Auslegerwellen 7.8. Infolge dieser Feinheiten gegenseitiger Verschiebungen entsteht ein Drehmoment, das über die Synchronräder 9, 10, 11, 12 auf die Zapfwelle 16 übertragen wird.

Nach Balandins Theorie sollte das oben betrachtete Design einen hohen mechanischen Wirkungsgrad von ungefähr 94 Prozent aufweisen, während ein herkömmlicher Verbrennungsmotor mit Pleuelstange nur einen Wirkungsgrad von 85 Prozent aufweisen könnte. Neben dem hohen Wirkungsgrad sollte der Motor die folgenden Vorteile haben. Erstens reduziert es die Belastung der Kolben im Gegensatz zu kurbelmotorSie verziehen sich während der Bewegung nicht, wodurch keine Kolbenreibung an der Zylinderwand auftritt. Zweitens besteht die Möglichkeit, ein Kolbenvolumen zur Lufteinblasung oder zur Organisation eines Arbeitsprozesses zu verwenden. Drittens besteht die Möglichkeit, das Schwungrad aufzugeben, da die Kolben und Schieber eine ausreichende Masse und damit Trägheit aufweisen.

Es scheint, wie viele Vorteile dieser Motor gegenüber dem Pleuelmotor hat, aber warum wurde er noch nicht in Serie gebracht? Aber die Sache ist wie folgt. Probleme mit diesem Design begannen fast unmittelbar nach dem Bau der ersten Prototypen. Sie widersetzten sich kategorisch der Arbeit, der "Erstgeborene" blockierte fast nach den ersten Umdrehungen der Kurbelwelle. Aber nachdem dieses Problem gelöst war, war das Problem das Festfressen des Kolbens, neue Probleme begannen - der Motor weigerte sich, die erforderliche Lebensdauer des Motors zu erreichen. Diesmal war der Fehler der extrem starke Verschleiß der Führungsschieber. Gleichzeitig stießen sie auf die Schwierigkeit, die Schieber und ihre Führungen mit Schmiermittel zu versorgen.

Viele Probleme im Zusammenhang mit der Entwicklung des Motors führten dazu, dass eine große Anzahl von Designern zunächst die Idee von Balandin aufnahm und weitere Arbeiten in diesem Bereich ablehnte. Ja, und alles andere war der Motor aus technologischer Sicht sehr kompliziert. Da im Motor viele miteinander verbundene Elemente verwendet wurden, sollten die Toleranzen für die Abmessungen dieser Teile minimal sein, da sonst die Leistung des Motors eine große Frage gewesen wäre. Es sollte auch gesagt werden, dass die meisten Motorenbauunternehmen in unserem Land nicht über die hochpräzise Ausrüstung verfügen konnten, die für die Herstellung von stangenlosen Motoren erforderlich ist. Aber selbst wenn man sich vorstellen würde, dass die Produktion dieser ungewöhnlichen Einheiten gemeistert worden wäre, waren die Zahlen für ihre Kosten meiner Meinung nach nicht weniger überraschend als die Designentscheidungen.

Kushul Motor

In der modernen Welt ist es Mode geworden, umweltfreundlich zu sein. Im wahrsten Sinne des Wortes sprechen alle von Umweltverträglichkeit. Zuallererst betraf dieses Problem den Straßenverkehr, nicht umsonst, dass die meisten modernen Autos den Euro 4-Normen entsprechen. Selbst in unserer Natur, einem lieblosen Land, wurden Euro 2-Normen eingeführt. Geld wird für die Verbesserung der Umweltsicherheit von Autos ausgegeben, sie verbessern die Einspritzsysteme und entwickeln die neuesten Konverter sowie die Herstellung der neuesten Kraftstoffarten. Wahrscheinlich wissen viele über all das Bescheid, aber nur wenige wissen über die Entwicklung eines umweltfreundlichen Triebwerks in den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts Bescheid, das am Leningrader Institut für Luftfahrtinstrumentierung arbeitet.

Der vom Professor auf den ersten Blick gebaute Motor ähnelte einem normalen 6-Zylinder-V-förmigen Motor mit einem kleinen Sturzwinkel. Dies ist aber nur auf den ersten Blick. Tatsächlich gab es grundlegende Unterschiede. Der Motor bestand aus 1,2 bekannten Kolben, 3,4 nicht standardmäßigen Pleuelstangen, einem Schwungrad - 5, einem Zylinderblock 6. Eine Besonderheit dieses Motors war ein Bypassfenster 7, das parallele Zylinder miteinander verband.

Um alle Vor- und Nachteile des Kushul-Motors zu verstehen, schauen wir uns seinen Arbeitsprozess an. Der Einlass - die Kolben fallen wie bei einem "normalen" Motor aus, aber der ganze Unterschied besteht darin, dass ein Zylinder mit einem stark wieder angereicherten Kraftstoff-Luft-Gemisch "gespeist" wird und der zweite nur saubere Luft und kein Gramm Kraftstoff erhält. Kompression - Die Kolben steigen an und komprimieren das „Gute“ in den Zylindern. Darüber hinaus weisen die Kolben einen geringfügigen Unterschied auf, wobei der erste um 20 bis 30 Grad vor dem zweiten liegt. Das heißt, wenn das Kraftstoff-Luft-Gemisch im ersten Zylinder gezündet wird, ist der Kolben 2 30 bis 40 Grad von bm entfernt. Arbeitshub - Der Kolben 1 beginnt sich unter der Wirkung expandierender Gase nach unten zu bewegen, während der Kolben 2 noch weiter läuft es bewegt sich nach oben und komprimiert die Luft im Zylinder. Nach einer Weile richten sich die Kolben aus und der Druck über den Kolben 1 und 2 hat ungefähr den gleichen Wert. Aber der Hub geht weiter und der Kolben 1 bewegt sich nach unten, der Heißgasdruck darüber nimmt ab und der Kolben 2 bewegt sich weiter nach oben und komprimiert die Luft im Zylinder. Aufgrund der großen Druckdifferenz beginnt die Luft im zweiten Zylinder mit hoher Geschwindigkeit durch das Bypassfenster in den ersten zu strömen. Durch einen neuen Luftanteil kann der im ersten Zylinder eingeschlossene Kraftstoff vollständig verbrennen. Nachdem Kolben 2 bmw passiert hat darin beginnt auch der arbeitskurs. Zu diesem Zeitpunkt wirken heiße Gase gleichzeitig auf zwei Kolben. Entriegelung - Auslassventile öffnen sich, beide Kolben steigen an und geben Verbrennungsprodukte an die Atmosphäre ab, alle wie bei einem herkömmlichen Motor, jedoch mit einer Einschränkung. Der Freigabeprozess des Kushul-Motors ist nicht sehr laut, der Fehler ist der niedrige Druck der Abgase - der Kraftstoff fiel in einen Zylinder und die Expansion heißer Gase trat in zwei auf. Übrigens kann hier ein weiterer Vorteil dieses Motors verfolgt werden - ein ziemlich hoher Wirkungsgrad, da die Energie heißer Gase im Darm des Motors so weit wie möglich genutzt wird und das Abgas bei relativ niedrigem Druck und relativ niedriger Temperatur ausgestoßen wird.

Der Haupttrumpf dieses Motors, für den er im Prinzip geschaffen wurde, ist die geringe Emission von Schadstoffen aufgrund der vollständigsten Verbrennung von Kraftstoff. Zu den Vorteilen gehört die Fähigkeit, an verschiedenen Kraftstoffarten zu arbeiten, und die Effizienz.

Wie immer war es nicht ohne eine Fliege in der Salbe. Alle Mängel "verschwanden" während der Probefahrten des von Kushul gebauten Motors, der in den "Körper" der legendären "Wolga" implantiert wurde. Es gab nicht viele Mängel, aber sie waren ziemlich erheblich. Das erste ist die große Masse der Einheit, sie versuchten, sie mit leichten Teilen zu bekämpfen, aber ihre Lebensdauer war deutlich geringer als die der massiven. Der zweite ist der unausgeglichene Betrieb des Motors, da zu jedem Zeitpunkt zwei Zylinder arbeiteten, war der Motor einem Dreizylindermotor ähnlich. Eine Ausgleichswelle war bei der Konstruktion dieses Motors nicht vorgesehen, obwohl mittlerweile fast alle Dreizylindermotoren mit einem „Ausgleicher“ gekoppelt sind.

Wie in anderen Fällen "ging" das Design dieses Motors aus technologischen Gründen nicht. Ein herkömmlicher Motor war viel einfacher herzustellen als ein Kushul-Motor. Und wie alles dann gut angefangen hat.

Drehkolben Diesel

Ich denke, dass viele von Wankel-Drehkolbenmotoren gehört haben. Dieser Motortyp wurde in unserem Land durch zwei Automobilunternehmen berühmt - VAZ und Mazda. Obwohl der Umzug der ersten Firma offen gesagt eine Kopie des zweiten Motors ist. "Mazda" hat sicherlich viel Schweiß und Blut vergossen und das Design des Drehkolbenmotors perfektioniert, und sie hat es geschafft. Wenn man sich die Geschichte anschaut, dann haben am Rotationskolbenausleger, der vor etwa vierzig Jahren stattfand, wahrscheinlich alle Unternehmen teilgenommen, die zumindest irgendwie mit der Entwicklung von Motoren verbunden waren. In dieser Zeit wurden viele interessante Drehkolbenmotoren hergestellt. Wir werden über einen von ihnen sprechen - dies ist ein Rotationskolben-Dieselmotor, der von der berühmten Firma Rolls-Royce entwickelt wurde.

Die Abbildung zeigt einen zweistufigen Rotationskolben-Dieselmotor Rolls-Royce. Die Basis für den Motor war das Gehäuse 8, in dem sich zwei Arbeitshohlräume befanden. In dem Hohlraum 3 befand sich der Rotor der Hochdruckstufe 5 und in dem Hohlraum 1 der Rotor der Niederdruckstufe 7. Außerdem waren die Rotoren unterschiedlich groß, einer war dreimal kleiner als der andere, sie unterschieden sich auch in der Form der Arbeitsfläche - der kleine hatte spezielle Kerben, der Große konnte sich nicht rühmen. Beide Rotoren drehten sich synchron in eine Richtung, da sie durch ein Getriebe verbunden waren. Die Zapfwelle koppelte an die Exzenterwelle des Rotors 7 an. Im Gehäuse befanden sich zwei Hohlräume - 2,6, die die Hoch- und Niederdruckstufen verbanden, sowie zwei Fenster - 9 und 10, Auslass und Einlass. Die Düse 4 befand sich im oberen Teil des Körpers und versorgte die Hochdruckstufe mit „schwerem“ Kraftstoff.

Dieser Motor arbeitete wie folgt. Der Rotor 7 schnitt einen Teil der Luft von der Umgebung ab, die durch den Einlass 10 in den Niederdruckabschnitt eintrat. Dann strömte die Luft durch den Kanal 2 in den Hochdruckabschnitt und erfuhr eine leichte Kompression, jedoch nur bis die Fläche des Rotors 5 den Bypasskanal kreuzte. Nachdem sich die Luft in dem Hohlraum zwischen dem Rotor 5 und dem Gehäuse 8 befunden hatte, erfuhr sie eine starke Rundumkompression und wurde allmählich in den Arbeitsbereich der Düse 4 übertragen. Nachdem Kraftstoff in die vorkomprimierte Luft eingespritzt worden war, fand eine Verbrennung statt. Die gebildeten Gase dehnten sich nur im Hochdruckabschnitt aus, jedoch nur bis die Fläche des Rotors 5 den Zugang zum Bypasskanal 6 öffnete. Danach erfolgte die Expansion bereits in zwei Abschnitten, bis die Fläche des Rotors 7 das Auslassfenster 9 öffnete.

Viele von Ihnen werden sich wahrscheinlich fragen: "Warum war es notwendig, den Motor zweiteilig zu machen?" Zweiteilung war vor allem notwendig, um einen Dieselzyklus in einem Rotationskolbenmotor zu organisieren. Zweitens wurde der Druck auf die Exzenterwellen der Rotoren halbiert, was zu einer Verlängerung der Motorlebensdauer führte.

Bei der Entwicklung dieses ungewöhnlichen Motors löste das Unternehmen Rolls-Royce eine Vielzahl technischer Probleme. Große Probleme waren mit der Auswahl der idealen Form der Rillen verbunden, die in der Arbeitsfläche des Rotors der Hochdruckstufe hergestellt wurden. Probleme im Zusammenhang mit Rotorlagern und Radialdichtungen nahmen viel Zeit in Anspruch. Da bei Dieselmotoren die Belastung dieser Elemente viel größer ist als bei einem mit Benzin betriebenen Motor.

Nachdem der Motor endlich in den Sinn gekommen war, musste Rolls-Royce eine schwierige Entscheidung für sich treffen. Nämlich dieses Projekt zu schließen. Da der Motor, obwohl er mit seinen positiven Eigenschaften zufrieden war, alle Vorteile von Dieselmotoren und die Kompaktheit des RPD hier zugeschrieben werden können, war es ziemlich schwierig herzustellen, hatte hohe Kosten und vor allem eine kleine Ressource.

Maxim Uteshev

Offensichtlich verbrennungsmotor  nicht wirtschaftlich genug und hat im Wesentlichen geringer Wirkungsgrad. Dies zwingt Wissenschaftler dazu, nach Alternativen zu suchen - insbesondere um einen erschwinglichen Elektro- oder Wasserstofftransport zu schaffen. Die jüngsten Entwicklungen zeigen jedoch, dass ICE wirklich effektiv gemacht werden kann. Was macht dies möglich und was verhindert derzeit den Einsatz solcher Technologien in der Praxis?

Verbrennungsmotor  ohne Übertreibung drehte er den Motor des wissenschaftlichen und technologischen Fortschritts. Der Straßentransport ist das wichtigste Transportmittel für Passagiere und Güter. In den Vereinigten Staaten fallen heute fast 800 Autos pro 1.000 Einwohner, und bis 2020 werden es in Russland etwa 350 Autos pro tausend Einwohner sein.

Die überwiegende Mehrheit von mehr als einer Milliarde Autos auf dem Planeten verwendet noch immer den im 19. Jahrhundert erfundenen Verbrennungsmotor (ICE). Trotz aller technologischen Tricks und „intelligenter“ Elektronik liegt der Wirkungsgrad moderner Benzinmotoren immer noch bei 30%.

Die sparsamsten Diesel-ICEs haben einen Wirkungsgrad von 50%, dh sie geben sogar die Hälfte des Kraftstoffs in Form von Schadstoffen an die Atmosphäre ab.

Natürlich müssen Sie nicht über die Wirtschaftlichkeit von ICE sprechen, insbesondere wenn Sie bedenken, dass moderne Autos 10 bis 20 Liter Kraftstoff pro 100 km Strecke verbrauchen. Es überrascht nicht, dass Wissenschaftler auf der ganzen Welt versuchen, erschwingliche Elektro- und Wasserstoffautos zu entwickeln. Das Konzept eines Verbrennungsmotors hat das Modernisierungspotential jedoch nicht ausgeschöpft.

Dank der neuesten Errungenschaften auf dem Gebiet der Elektronik und Materialien wurde es möglich, einen wirklich effektiven ICE zu schaffen.

Öko-Motor

Firmeningenieure EcoMotors International  Das Design eines traditionellen ICE wurde kreativ neu gestaltet. Er behielt die Kolben, Pleuel, Kurbelwelle und das Schwungrad bei, aber der neue Motor ist 15 bis 20% effizienter, außerdem ist er viel einfacher und billiger herzustellen. Gleichzeitig kann der Motor mit verschiedenen Kraftstoffarten betrieben werden, darunter Benzin, Diesel und Ethanol.


  Abb. 1. Insgesamt hat der EcoMotors-Motor ein elegantes, einfaches Design, das 50% weniger Teile enthält als ein herkömmlicher Motor.

Dies wurde erreicht, indem die entgegengesetzte Motorkonstruktion verwendet wurde, bei der die Brennkammer durch zwei Kolben gebildet wird, die sich aufeinander zu bewegen. Gleichzeitig ist der Motor Zweitaktmotor und besteht aus zwei Modulen mit jeweils 4 Kolben, die durch eine spezielle Kupplung mit elektronischer Steuerung verbunden sind.

Motor voll elektronisch gesteuertDadurch konnten ein hoher Wirkungsgrad und ein minimaler Kraftstoffverbrauch erreicht werden. Beispielsweise funktioniert in Staus und anderen Fällen, in denen nicht die volle Motorleistung benötigt wird, nur eines der beiden Module, wodurch Kraftstoffverbrauch und Geräuschentwicklung reduziert werden.

Der Motor ist auch elektronisch gesteuert turbolader, die die Energie von Abgasen nutzt und Strom erzeugt. Insgesamt hat der EcoMotors-Motor ein elegantes, einfaches Design, das 50% weniger Teile enthält als ein herkömmlicher Motor. Es hat keinen Zylinderkopfblock, besteht aus gewöhnlichen Materialien und erzeugt weniger Geräusche und Vibrationen.

Gleichzeitig erwies sich der Motor als sehr leicht: Er leistet mehr als 1 PS pro 1 kg Gewicht (in der Praxis ist er ungefähr zweimal leichter als ein herkömmlicher Motor mit derselben Leistung). Darüber hinaus ist das EcoMotors-Produkt leicht skalierbar: Fügen Sie einfach ein paar Module hinzu, und der kleine Motor wird zum Motor eines leistungsstarken Lastwagens.

Ein erfahrener EcoMotors EM100-Motor mit Abmessungen von 57,9 x 104,9 x 47 cm wiegt 134 kg und leistet 325 PS. bei 3.500 U / min (Diesel), Zylinderdurchmesser - 100 mm. Der Kraftstoffverbrauch eines Fünfsitzers mit EcoMotors-Motor soll extrem niedrig sein - mit 3-4 Litern pro 100 km.

Einsparungen bei allem

Achates Power hat sich zum Ziel gesetzt, ICEs mit einem Kraftstoffverbrauch von 3-4 Litern pro 100 km für ein Auto von der Größe eines Ford Fiesta zu entwickeln. Ihr experimenteller Dieselmotor zeigt zwar einen viel größeren Appetit, aber die Entwickler hoffen, den Verbrauch zu senken. Allerdings die Hauptsache in diesem Motor – extrem einfache Konstruktion und niedrige Kosten. Wir sind uns einig, dass das Einsparen von Kraftstoff wenig wert ist, wenn es die Kosten für die wiederholte Erhöhung der Motorkosten kostet.


  Abb. 2. Der Achates Power Motor hat ein extrem einfaches Design.

Der Achates Power Motor hat ein extrem einfaches Design. Dies ist ein Zweitakt-Boxerdieselmotor, bei dem sich zwei Kolben aufeinander zu bewegen und eine Brennkammer bilden. Somit besteht keine Notwendigkeit für einen Zylinderkopf und einen komplexen Gasverteilungsmechanismus. Die meisten Motorteile werden in einfachen Herstellungsverfahren hergestellt und erfordern keine teuren Materialien. Im Allgemeinen enthält der Motor viel weniger Teile und Metall als ein normaler Motor.

Gegenwärtig weist der Achates Power-Motor im Test einen um 21% höheren Wirkungsgrad auf als die besten "traditionellen" Dieselmotoren. Darüber hinaus hat es einen modularen Aufbau, eine hohe spezifische Leistung (Gewicht / PS-Verhältnis). Aufgrund der speziellen Form des oberen Teils des Kolbens wird auch eine Wirbelströmung mit einer speziellen Form erzeugt, die ein ausgezeichnetes Mischen des Luft-Kraftstoff-Gemisches, eine effiziente Wärmeableitung und eine verringerte Verbrennungszeit ermöglicht.

Infolgedessen entspricht der Motor nicht nur den militärischen Spezifikationen der US-Armee, sondern übertrifft auch die Eigenschaften von Motoren, die derzeit in militärischen Geräten installiert sind.

Einfacher Weg

Amerikanische Firma Transsonische Verbrennung  beschlossen, keinen neuen Motor zu entwickeln, sondern mit Hilfe eines neuen Einspritzsystems einen beeindruckenden Kraftstoffverbrauch (25-30%) zu erzielen.

Das High-Tech-TSCiTM-Einspritzsystem erfordert keine radikalen Motoränderungen und besteht in der Tat aus einem Satz Einspritzdüsen und einer speziellen Kraftstoffpumpe.


  Abb. 3. Der TSCiTM-Verbrennungsprozess verwendet die Direkteinspritzung von überkritischem Flüssigbenzin und ein spezielles Zündsystem.

Der TSCiTM-Verbrennungsprozess verwendet die Direkteinspritzung von überkritischem Flüssigbenzin und ein spezielles Zündsystem.

Überkritische Flüssigkeit – es ist ein Zustand der Materie bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck, wenn es weder ein Feststoff noch eine Flüssigkeit oder ein Gas ist. In diesem Zustand erhält die Substanz interessante Eigenschaften, hat beispielsweise keine Oberflächenspannung und bildet während des Phasenübergangs feine Partikel. Darüber hinaus kann überkritisches Fluid schnell Masse übertragen. Alle diese Eigenschaften sind in einem Verbrennungsmotor äußerst nützlich, insbesondere überkritische Kraftstoffmischungen schnell, haben keine großen Tröpfchen, brennen schnell mit optimaler Wärmeableitung und hohem Zykluswirkungsgrad aus.

Elektronisches Ventil

Firma Grail Motorentechnologien  entwickelte einen einzigartigen Zweitaktmotor mit sehr attraktiven Eigenschaften.

Bei einem Verbrauch von 3-4 Litern pro „Hundert“ leistet der Motor also 200 PS. 100 PS Motor wiegt weniger als 20 kg und eine Leistung von 5 PS - nur 11 kg! Gleichzeitig verschmutzt der Grail-Motor im Gegensatz zu herkömmlichen Zweitaktmotoren den Kraftstoff nicht mit Öl aus dem Kurbelgehäuse, was bedeutet, dass er die strengsten Umweltstandards erfüllt.

Der Motor selbst besteht aus einfachen Teilen, die hauptsächlich durch Gießen hergestellt werden. Das Geheimnis für herausragende Leistungen liegt in der Funktionsweise der Grail Engine. Während der Aufwärtsbewegung des Kolbens wird unterhalb und durch ein spezielles Kohlefaserventil Luft ein negativer Luftdruck erzeugt, der in die Brennkammer eintritt. An einem bestimmten Punkt in der Bewegung des Kolbens beginnt die Kraftstoffzufuhr, dann wird am oberen Totpunkt mit drei gewöhnlichen elektrischen Kerzen das Kraftstoff-Luft-Gemisch gezündet und das Ventil im Kolben geschlossen. Der Kolben geht runter, der Zylinder ist mit Abgasen gefüllt. Bei Erreichen des unteren Totpunkts beginnt sich der Kolben wieder nach oben zu bewegen, der Luftstrom belüftet die Brennkammer, drückt die Abgase, der Arbeitszyklus wird wiederholt.


  Abb. 4. Das Geheimnis der herausragenden Leistung liegt in der Funktionsweise der Grail Engine.

Kompakte und leistungsstarke Grail Engine  Ideal für Hybridautos, bei denen ein Benzinmotor Strom erzeugt und Elektromotoren die Räder drehen.

In einer solchen Maschine arbeitet die Grail Engine im optimalen Modus ohne plötzliche Spannungsspitzen, was ihre Haltbarkeit erheblich erhöht, Geräusche und Kraftstoffverbrauch reduziert. Gleichzeitig können Sie durch den modularen Aufbau zwei oder mehr Einzylinder-Grail-Motoren an die gemeinsame Kurbelwelle anschließen, wodurch Reihenmotoren unterschiedlicher Leistung entstehen können.

Jedes Jahr erscheinen neue Automodelle - aber aus irgendeinem Grund sind sie die oben genannten wirtschaftlichen und einfachen Motoren nicht wert. In der Tat interessiert sich jeder für die Motoren des neuen Designs: vom allgegenwärtigen Investor Bill Gates bis zum Pentagon. Autohersteller haben es jedoch nicht eilig, neue Produkte in ihre Autos einzubauen. Anscheinend geht es darum, dass große Autohersteller selbst Motoren produzieren und natürlich keine Gewinne mit Drittentwicklern teilen wollen.

Auf jeden Fall werden strenge Umweltstandards und Elektroautos die Autohersteller dazu zwingen, neue Technologien einzuführen, die für die Gesundheit der Menschen und des gesamten Planeten viel wichtiger sind als Multimedia-Systeme und Designfreuden.

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