211service.com
Ponownie rozważony silnik dwusuwowy
EcoMotors International, start-up z siedzibą w Troy w stanie Michigan, stosuje nowe podejście do starego pomysłu – silnika dwusuwowego – który, jak twierdzi, jest do 50 procent bardziej wydajny niż większość silników samochodowych i zanieczyszcza znacznie mniej niż konwencjonalny dwusuwowy silnik.
Testowanie, testowanie: Firma EcoMotors zbudowała i przetestowała pięć generacji silnika OPOC i spodziewa się, że w tym miesiącu rozpocznie testy szóstej.
Firma niedawno otrzymała łącznie 23,5 miliona dolarów inwestycji od Billa Gatesa i Khosla Ventures. Pieniądze te zostaną przeznaczone na rozwój przeciwbieżnego silnika tłokowego z przeciwbieżnym cylindrem (OPOC) firmy EcoMotors. Silnik wykorzystuje dwa ruchy tłoka na cykl zamiast czterech, a każdy cylinder zawiera dwa przeciwstawne tłoki zamiast jednego. Pojedynczy wał korbowy znajduje się pomiędzy parami cylindrów. Konstrukcja opiera się na precyzyjnej komputerowej kontroli wszystkich komponentów.
Konwencjonalny silnik samochodowy wymaga czterech ruchów tłoka lub uderzeń, aby przejść przez wlot, kompresję, spalanie i wydech. W cyklu dwusuwowym etapy te są wykonywane tylko dwoma ruchami tłoka, co daje dwa razy więcej suwów mocy na obrót i wymaga mniejszej liczby części. Jednak silniki dwusuwowe mają tendencję do wyrzucania większej ilości niespalonego paliwa do układu wydechowego, dlatego konstrukcja czterosuwowa stała się bardziej powszechna.
Umieszczenie dwóch tłoków w każdym cylindrze oznacza również, że każdy tłok porusza się tylko o połowę tak daleko, jak normalnie w silniku dwusuwowym, dzięki czemu silnik pracuje szybciej. Posiadanie o połowę mniej części niż w konwencjonalnym silniku (OPOC nie ma głowicy cylindrów ani elementów mechanizmu rozrządu zaworowego i ma mniej łożysk) pomaga zmniejszyć tarcie i utratę ciepła. Jak mówi dyrektor generalny Ecomotors, Don Runkle, czynniki te, w połączeniu z długą listą 1 i 2 procent poprawy w innych obszarach, odpowiadają za 15-procentową poprawę wydajności.
Runkle mówi, że kilka technologii pomogło zmniejszyć emisje silnika dwusuwowego. Po pierwsze, elektryczna turbosprężarka umożliwia zmienny stopień sprężania, dzięki czemu ciśnienie wlotowe podawane do cylindrów silnika jest zróżnicowane, aby zmaksymalizować wydajność. Po drugie, podejście zwane asymetrycznym czasem portów — otwieranie portów wlotowych i wylotowych w różnym czasie — pomaga poprawić wydajność wymiany gazowej. Po trzecie, wtrysk wysokociśnieniowy i skomputeryzowane sterowanie wtryskiem poprawiają ogólną wydajność cyklu. Chociaż nie jest to niczym niezwykłym w dzisiejszych innych silnikach, mówi Runkle, ta technologia jest teraz znacznie lepsza niż ta, która istniała, gdy wielu z nas próbowało sprawić, by dwusuwy działały w przeszłości.
Podstawowy silnik OPOC składa się z dwóch cylindrów po obu stronach wału korbowego. Wiele silników lub modułów może być używanych razem, aby zwiększyć efektywność paliwową pojazdu nawet o 45 procent. Oprócz wzrostu wydajności samego silnika, dodatkowe moduły można dezaktywować, gdy nie są potrzebne. Kluczem do projektu jest elektrycznie sterowane sprzęgło, które w razie potrzeby odłącza moduł. Niektóre nowoczesne silniki V8 mają dezaktywację cylindrów, ale tłoki nadal obracają się z powodu ich połączenia z wałem korbowym, co powoduje tak zwaną stratę pasożytniczą.
Awaria: Każdy moduł silnika ma parę przeciwległych cylindrów i pojedynczy wał korbowy pomiędzy nimi. Dwa tłoki w każdym cylindrze poruszają się w przeciwnych kierunkach.
Giorgio Rizzoni, dyrektor Center for Automotive Research na Ohio State University, mówi, że silnik OPOC wygląda jak połączenie różnych pomysłów, z których żadna nie jest absolutnie rewolucyjna. Zauważa, że silniki z tłokami przeciwbieżnymi są stosowane w samolotach i motocyklach, podczas gdy elektryczne turbosprężarki są stosowane od lat jako sposób na poprawę osiągów silników turbodoładowanych. To, co wyróżnia Rizzoni, to synteza starych pomysłów w nowym silniku w połączeniu z układem dwutłokowym.
EcoMotors, które zabezpieczył umowę deweloperską o wartości 18 milionów dolarów z chińskim dostawcą motoryzacyjnym Zhongding w maju, jest jedną z kilku młodych firm pracujących nad unowocześnieniem silnika spalinowego przed zaostrzeniem norm dotyczących zużycia paliwa. Kilka z nich, w tym z siedzibą w San Diego Moc Achates , koncentrują się na architekturach dwusuwowych. W połowie lat 90. ludzie myśleli, że silniki dwusuwowe naprawdę nie spełniają norm emisji – mówi dyrektor generalny Achates, David Johnson.
Dave Hurst , starszy analityk w firmie Pike Research, która specjalizuje się w technologiach energetycznych, mówi, że największym wyzwaniem dla każdego startującego silnika, który ma nadzieję na udzielenie licencji na innowacje dużym producentom samochodów, jest to, że ci potencjalni klienci uważają silniki za ich podstawową technologię i dlatego są bardziej skłonni do sami projektują nowe silniki.
W tym momencie, mówi Runkle, EcoMotors pracuje nad udoskonaleniem procesu spalania silnika i określeniem emisji, wydajności i mocy we wszystkich możliwych okolicznościach. Jak wyjaśnił, większość firm motoryzacyjnych będzie chciała zobaczyć te dane przed podjęciem decyzji o wdrożeniu technologii EcoMotors.
Chociaż EcoMotors ma na celu zabezpieczenie umów licencyjnych i programistycznych, firma ma również nadzieję na samodzielne wykonanie przynajmniej części produkcji. EcoMotors ma poprosił Departament Energii Stanów Zjednoczonych o pożyczkę w wysokości 208 mln USD aby wesprzeć ten wysiłek i według Runkle, firma spodziewa się wejść do produkcji w ciągu najbliższych dwóch lub trzech lat.