Двигатель горизонтальный: 403 — Доступ запрещён – 403 — Доступ запрещён

Содержание

Принцип работы оппозитного двигателя и его плюсы и минусы

На сегодняшний день не меньший интерес к себе вызывает оппозитный двигатель, устанавливаемый на ограниченный круг автомашин. С большим успехом эта модель двигателя применяется в моделях своих машин компанией Subaru и корпорацией Volkswagen Group.

SubaruSubaru

Оппозитный двигатель имеет непосредственное отношение к двигателям внутреннего сгорания. Характеризуется эта модель агрегата расположенными в горизонтальной плоскости поршнями. Это свойство является основным отличием от рядного ДВС, с расположенными вертикально поршнями. Ответ на вопрос что такое оппозитный двигатель напрашивается сам — это двигатель, иначе называемый горизонтальным, в нем поршни располагаются в силовом агрегате попарно с правой и с левой стороны. Работа поршни осуществляется в их движении в горизонтальной плоскости за счет движения друг другу и в обратном направлении. Каждая пара поршней оснащена двумя распределительными валами. То есть, с правой стороны два распределительных вала – 8 клапанов и аналогичное расположение с противоположной (левой) стороны. Распредвал и клапана относящиеся к газораспределительному механизму располагаются вертикально в отличие от классического рядного мотора, в котором они располагаются горизонтально.

Цель создания оппозитного двигателя

Появление первых оппозитных двигателей датируется 1938 годом, которые с успехом устанавливались на модельный ряд автомобилей Volkswagen Käfer (иначе называют Фольксваген Жук). Право первенства на разработку этого горизонтально оппозитного движка. Некоторые модели авто, включенных в модельный ряд Volkswagen Group, имеют комплектацию именно этими силовыми агрегатами (в качестве примера может стать модели Porsche 997, Porsche Boxster и так далее).

Параллельно с Volkswagen Group, свои разработки подобного двигателя в 40-х годах вела компания SUBARU. И даже сегодня, эта компания оснащает свой модельный ряд именно этими горизонтально-оппозитными агрегатами.

Оппозитный двигатель
Оппозитный двигатель

Создавая эту модель двигателя конструктора, стремились к созданию агрегата способного снизить центр тяжести машины. Наверное, никому не стоит объяснять, что чем центр тяжести ниже, тем ездовая характеристика авто выше, да и во время поворотов авто будет меньше кренить.

Преимущества

Плюсы сбалансированной работы такого с горизонтально расположенными цилиндрами оппозитного двигателя обеспечивают работающие друг от друга поршни, которые являются неким противовесом и создают необходимый баланс для осуществления корректной работы агрегата. Оценивая плюсы этого двигателя, специалисты склоняются к мнению, что лучше уравновешен шестицилиндровый рядный движок.

Другим преимуществом оппозитного расположения цилиндров можно назвать низкий центр тяжести, который особенно ценен в спортивных машинах. Так как это преимущество дает необходимую устойчивость в момент скоростного прохождения поворотов.

Несомненное качество оппозитного агрегата характеризуется в ресурсе его прочности. То есть, подобные моторы проходили не одну сотню тысяч километров перед капитальным ремонтом.

Недостатки

Как всегда, любое достоинство сопровождается наличием недостатков, которые имеются и у оппозитных моторов. Минусы определяются в особенности конструкции движка, и выражается в дорогом обслуживании и ремонте, которые также нуждаются в высоком профессионализме мастеров. К примеру, в V-образном или в рядном силовом агрегате владельцем авто может быть проведена самостоятельная замена свечи зажигания, что довольно затруднительно сделать в оппозитном двигателе без наличия специального оборудования.

Другой недостаток, который характерен для этого типа агрегата – это сложность конструкции, что приводит к высокой стоимости. Минусы выражаются в повышенном расходе масла в процессе эксплуатации агрегата.

Несмотря на существующие недостатки, этот оппозитный мотор продолжают устанавливать на ряд авто, уже упомянутых SUBARU и некоторых моделей Porsche. Это дает право предполагать, что производителями оппозитного делается точный расчет имеющихся достоинств и недостатков, если они сознательно делают установку этого агрегата. Для силовых агрегатов горизонтальное расположение цилиндров относится к одному из возможных способов построения. Но и это позволяет получить оппозитный движок, который будут отличать внушительные возможности и перспективы в возможном их использовании в автомобилях.

Типы оппозитных агрегатов

Развитие автомобилестроения позволило прийти к производству оппозитного движка. Толчком к его производству послужило неуемное желание сэкономить подкапотное пространство.

В первую очередь хочется отметить, что существует несколько типов оппозитных агрегатов:

Оппозитный двигатель "боксёр"Оппозитный двигатель «боксёр»
  • Тип «боксер» (SUBARU) – характеризуетсяравноудаленным движением поршней в цилиндрах – в момент нахождения одного верхней точке, то другой, находящийся противоположно ему – в нижней.
  • Оппозитныймотор с устройством ОРОС – на какое-то время про них совсем забыли, но на сегодняшний день вновь приступили к их разработке и усовершенствованию. С использованием одного коленвала, происходит работа двух поршней на каждый цилиндр, движение которых идет навстречу друг другу.
  • Советский 5 ТДФ (двигатель, разработанный для танков Т-34) – двигатель, который имеет совершенно иное устройство и принцип работы устройства также отличается от вышеназванных.Работа этого двигателя характеризуется попарной работой поршни в одном цилиндре при движении навстречу друг другу. Кроме того, этот ДВС 5 ТДФ является двухтактным мотором.

На сегодняшний день современные оппозитные моторы заметно модернизировались. В сравнении с V-образным агрегатом заметное отличие выражалось в расположении кривошипов коленвала. В «оппозитных боксерах» количество цилиндров колебалось от четырех до двенадцати, но все-таки оптимальным является шестицилиндровый ДВС. За счет особенного строения коленвала ему присущ низкий уровень вибрации, которая относится к одной из основных проблем четырехцилиндрового «боксера». Эту проблему старались разрешить с помощью разработанных гидроопор для силового агрегата. Но как ни рассуждай, но для двигателя оптимальное решение – это наличие шести цилиндров. Это относится и к оппозитному и к V-образному двигателю.

Оппозитный двигатель Subaru: плюсы и минусы

Оппозитный двигатель Subaru: плюсы и минусы

Такой силовой агрегат, как оппозитный двигатель (в частности, производителя Subaru) схож по принципу работы со стандартным, рядным двигателем внутреннего сгорания. Отличает же его специфичность расположения поршней, цилиндров, из-за горизонтальной (а не привычно вертикальной) установки двигателя. Потому, и поршни оппозитного двигателя расположены горизонтально, к тому же, напротив (оппозитно) друг к другу, попарно. Также каждая из этих пар поршней двигателя имеет пару распределительных валов.

С первого взгляда, оппозитный двигатель Субару компактнее прочих, той же мощности, объема. Такая иллюзия создается, потому как он «плоский», равномерно заполняет моторный отсек. При этом, мотор-плита короткая, плоская, но широкая. Конструкция её представлена полублоками из двух цилиндров, но в ширину, кроме картера с поддоном, как у рядного, тут «примостился» ещё полублок и головка.

Первыми оппозитные двигатели внутреннего сгорания Субару заприметили и устанавливали на спортивных автомобилях гонщики. Под них позже разработали и 12-ти цилиндровые двигатели, вместо используемых 6-ти цилиндровых.
Оппозитный двигатель Subaru

Плюсы оппозитного двигателя Subaru

Достоинств у оппозитного двигателя Subaru немало:

  1. Распределение массы симметрично около оси, не конкретно на ней (меньше нагрузки на задние колеса) — за счет низкого центра тяжести (плюс возможности его смещения).
  2. Высокая функциональность, сравнительно большая продолжительность работы до первой необходимости ремонта – наиболее важный плюс и довод установки именно оппозитного двигателя Subaru.
  3. Сведение к минимуму (либо полное отсутствие вибрации), которая при установке обычного двигателя создает немалый дискомфорт водителю/пассажиру.

Первый плюс(достоинство) наиболее оценено владельцами спортивных машин. Потому как, при скоростных поворотах оппозитный движок Subaru даст больше устойчивости. Кроме того, и скоростные показатели у автомобилей использующих именно эти двигатели сравнительно лучше аналогичных (в особенности среди 12-ти цилиндровых).

Второе преимущество – долговечность работы двигателя – многочисленно проверялось/подтверждалось. До необходимости капитального ремонта оппозитный двигатель порадует автовладельца не одной тысячей беспроблемно пройденных километров.

Последнее (третье преимущество) возможно, помимо прочего, из-за горизонтального расположения поршней, работающих друг от друга, создавая некий баланс, противовес. Не все модели оппозитных двигателей Субару, к сожалению, могут похвастаться максимальной устойчивостью к вибрациям. Наилучшим образом «противостоять» вибрационным нагрузкам удается шестицилиндровому оппозитному двигателю (аналогично с 6-ти цилиндровой вариацией рядного двигателя). Но уже 4-х цилиндровый такими успехами и значительными преимуществами не обладает.
Двигатель субару

Минусы оппозитного двигателя Subaru

Впрочем, в каждом достоинстве оппозитного двигателя Субару можно найти небольшую «ложку дёгтя». Из таких недостатков:

  1. Дороговизна обслуживания двигателя, сложность в подборе необходимых запасных деталей. И, кроме прочего, желательно доверять в вопросах ремонта конкретно таких двигателей исключительно профессионалам, специализирующимся на этом.
  2. Высокая стоимость собственно оппозитного двигателя производителя Subaru, объяснимая сложностью конструкции.
  3. Также к расходным статьям с использованием такого двигателя прибавляется большой расход масла.

Самостоятельный же ремонт оппозитного двигателя также невозможен по причине необходимости специализированного инструмента, без которого ко многим деталям нестандартно, горизонтально расположенного двигателя не добраться.

Спектр использования оппозитного двигателя Subaru

Немного затрудненное финансовое положение значительной массы автолюбителей не дает распространиться популярности оппозитных двигателей Subaru. Их применение наиболее широко в сфере использования гоночных, скоростных моделей автомобилей. Потому как здесь, указанные ранее преимущества оппозитных двигателей Субару гораздо важнее и перекрывают недостатки их использования.

Кроме того, устанавливаются они, естественно, и в моделях автомобилей производителя Subaru. Также Porsche нередко прибегает к установке именно этих двигателей в свои автомобили.

Похожие записи

Принцип работы двигателя со встречным движением поршней

Уникальные двигатели с поршнями напротив друг друга: Видео

Принцип работы двигателя со встречным движением поршней

 

Двигатели с расположенными напротив друг друга горизонтально лежащими поршнями имеют два распространенных в мире названия. У нас их называют оппозитными моторами. На английский же манер их название звучит как «boxer engine», поскольку движение их противолежащих цилиндров напоминает боксерскую пробивку. Но на самом деле, не тому двигателю американцы дали «боксерское» название. Уж, если кто и был достоин носить такой титул, так это герой нашей сегодняшней небольшой статьи, у которого поршни и в самом деле летят на встречу друг другу, в большом едином для них цилиндре. Это силовые агрегаты со встречным движением поршней (ПДП, двигатель с противоположно-движущимися поршнями) или как их еще называют: противоположено-поршневые двигатели. Их работа действительно завораживает:

 

Принцип работы двигателя со встречным движением поршней

 

Эти силовые агрегаты насчитывают историю протяженностью более 117 лет (паровые аналоги схожей по концепции конструкции были замечены уже в конце 1800-х годов). Причем самое поразительное, что с момента появления первого экземпляра карбюраторного двигателя подобной конструкции во Франции (концепцию и рабочий прототип был разработан компанией Gobron-Brillie), до последних наработок до 2015 года включительно, компанией «Achates Power» занимающейся проблемой внедрения оппозитно-поршневых силовых агрегатов, этот тип двигателей непрерывно улучшался и множество раз попадал в поле зрения как гражданских (редко), так и военных производителей (чаще всего, разработки для военных ведутся по сей день). Но реальной популярности уникальный поршневой двигатель внутреннего сгорания так и не добился.

 

Интересно, что большой вклад в такую необычную конструкцию ДВС внес инженер Коломенского завода, Раймонд Александрович Корейво, построивший первый в мире дизельный прототип подобного двигателя. Модель оказалась настолько удачной, что немецкая компания Junkers не смогла устоять от соблазна перенять конструкцию. Не остановил немцев даже патент, дальновидно полученный русским инженером во Франции. Патентное право в те времена в будущем ЕС работало не очень хорошо.

 

Далее и параллельно с этим конструкция двигателей развивалась в США, Англии, Германии. Позднее, работы по модернизации и применению моторов на военной технике, в том числе на самолетах, судах и танках проводились в СССР.

 

По своей конструктивной сути, двигатель внутреннего сгорания с движущимися навстречу друг другу поршнями, это двухтактный мотор без головки блока цилиндров у которого установлены два отдельных коленчатых вала, на которых две пары поршней соединены с поршнями, работающими в одном цилиндре.

 

Поршни встречаются (зазор при работе получается настолько минимальный, что они буквально касаются друг друга) в центре цилиндра. Там расположена верхняя мертвая точка (ВМТ) обоих поршней. Топливовоздушная смесь подается через отверстия по бокам цилиндра. Через них же, выпускаются отработавшиеся газы, толкаемые движением поршней.

 

Вот упрощенная схема работы данного типа ДВС:

 

Поскольку эти двигатели двухтактные, они редко использовались в автомобильной промышленности, поскольку не соответствовали элементарным экологическим допускам и подходили только для дешевых автомобилей низшего класса в прошлом. Они много дымили, надрывно рычали, но ехали посредственно.

 

К минусам также можно было отнести повышенный расход топлива и сложность конструкции с двумя кривошипами двухпоршневой системы. Это сделало конструкцию прошлых лет неоправданно дорогой и сложной в изготовлении по сравнению с небольшими компактными двухтактными моторами.

 

Однако, со современными материалами и опытом доводки более чем столетней конструкции у подобных поршневых ДВС есть и неоспоримые преимущества. Так, прототипы дизельных двигателей с вертикально ориентированными цилиндрами от компании Achates Power имеют крайне высокую степень тепловой эффективности, от 40 до 50%, в основном за счет меньшей площади стенок цилиндров. При условии, что обычный четырехтактный дизельный мотор обладает лишь 35 процентной эффективностью, прибавка в 5 или даже 15% является значительной.

 

Плюс к этому, конструкция облегчается и несколько упрощается за счет отсутствия головки блока цилиндров, коромысел распредвала, клапанов, пружин клапанов и т.д.

 

У мотора также лучшее соотношение внутреннего диаметра цилиндра к ходу поршня, что позволяет совершать максимально большое количество полезной работы. Смешивание и возгорание смеси здесь происходит быстрее.

 

Achates Power в настоящее время разрабатывает двигатели для военных автомобилей, но они выпустили видеоролики, которые свидетельствуют о том, что массовое производство дизельных двигателей также может быть не за горами:

 

У 2.7-литрового дизельного ДВС 270 л. с. (!) и 650 Нм крутящего момента.

 

В общем, интересно, как современные инженеры решат давние проблемы концепции у истоков которой стояли французы и русские изобретатели и каким образом двухтактные движки смогут быть использованы на гражданских транспортных средствах, при том условии, что экологические нормы постоянно ужесточаются, а экология этих ДВС никогда не была на высоте.

Горизонтальный или вертикальный тип перфоратора нужно приобретать?

Перфоратор работает на электрическом двигателе. Ударная сила на торец сверла может передаваться двумя способами: пневматическим или механическим. Электропневматический тип более распространён. Этот перфоратор основан на принципе электромагнитного поршня с тараном. По бойку наносится удар тараном, а тот передаёт его на инструмент в патроне. На валу установлен патрон особого типа SDS, в котором сверло или долото не зажимается, поэтому сверла для перфоратора нужно покупать специальные.

По расположению электродвигателя все перфораторы делятся на два типа: с вертикальным расположением мотора и с горизонтальным. Каждая из этих конструкционных особенностей имеет свои положительные и отрицательные стороны. В основном, считается, что горизонтальные перфораторы – это для дома, а вертикальные – для профессиональных работ. Но, перед тем, как купить перфоратор, стоит узнать некоторые нюансы в работе горизонтального и вертикального двигателя.

ЧЕМ ХОРОШ ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ПЕРФОРАТОР?

Во всех классических модификациях перфоратора, мотор находится в горизонтальном виде и установлен параллельно оси бура. За счёт такого расположения двигателя, корпус инструмента несколько удлиняется. По форме, вместе с рукоятками, он напоминает пистолет. Поэтому народное название таких устройств – пистолетные перфораторы. Так устроены все модели бытовых перфораторов. Их мощность невысокая, находится в пределах 0,9 кВт. Но существуют и мощные профессиональные модели с горизонтальным мотором, которые способны справляться со сложными задачами.

 

Перфораторы с горизонтальным расположением двигателя очень легкие и удобные в работе. Хотя у них меньшая производительность, зато они менее прихотливы в работе, а так же более дешевые, что тоже немаловажно. Такие инструменты наиболее эффективны при горизонтальном бурении, то есть во время работ по установке гипсокартона, древесных плит, щитов и направляющих, хорошо зарекомендовали себя при проведении фасадных работ.

Горизонтальный перфоратор также хорош для проведения «домашних» ремонтов – проведения электричества, мелких бытовых работ, которые не требуют тяжелого и габаритного инструмента повышенной мощности.

 

Поршень на свободе: двигатель со свободным поршнем

«Современный двигатель внутреннего сгорания по определению не самый выдающийся продукт с точки зрения технологий. Это значит, что его можно совершенствовать до бесконечности» (Мэтт Тревитник, президент венчурного фонда семьи Рокфеллер Venrock).

Уже в ноябре этого года на американский рынок выйдет Chevrolet Volt, электромобиль с бортовым генератором электроэнергии. Volt будет оснащен мощным электродвигателем, вращающим колеса, и компактным ДВС, который лишь подзаряжает истощенную литий-ионную батарею. Этот агрегат всегда работает на максимально эффективных оборотах. С этой задачей легко справляется обычный ДВС, привыкший к куда более тяжкому бремени. Однако в скором времени его могут сменить куда более компактные, легкие, эффективные и дешевые агрегаты, специально созданные для работы в качестве электрогенератора.

Когда речь заходит о принципиально новых конструкциях ДВС, скептики начинают морщить носы, кивать на сотни пылящихся на полках псевдореволюционных проектов и трясти святыми мощами четырех горшков и распредвала. Сто лет господства классического двигателя внутреннего сгорания кого хочешь убедят в бесполезности инноваций. Но только не профессионалов в области термодинамики. К таковым относится профессор Питер Ван Блариган.

Энергия взаперти

Одна из самых радикальных концепций ДВС в истории — двигатель со свободным поршнем. Первые упоминания о нем в специальной литературе относятся к 1920-м годам. Представьте себе металлическую трубу с глухими концами и цилиндрический поршень, скользящий внутри нее. На каждом из концов трубы расположены инжектор для впрыска топлива, впускной и выпускной порты. В зависимости от типа топлива к ним могут добавлены свечи зажигания. И все: меньше десятка простейших деталей и лишь одна — движущаяся. Позднее появились более изощренные модели ДВС со свободным поршнем (FPE) — с двумя или даже четырьмя оппозитными поршнями, но это не изменило сути. Принцип работы таких моторов остался прежним — возвратно-поступательное линейное движение поршня в цилиндре между двумя камерами сгорания.

Куда уходит КПД Двигатель Питера Ван Бларигана отличается от обычного ДВС значительно более высоким КПД за счет отсутствия паразитных потерь. В конструкции отсутствуют вращающиеся массы, инерция которых увеличивается за счет центробежной силы. На поршни не действуют боковые силы, прижимающие их к стенкам цилиндра, благодаря чего уменьшается трение. Подшипники коленчатого вала и шатунов, поршневые пальцы, распредвал, кулачки и клапаны — все те узлы двигателя ОТТО, в которых свирепствует трение, отсутствуют в FPLA. Кроме того, на каждый цикл работы двигателя со свободным поршнем приходится два рабочих такта. При этом FPLA намного компактнее, проще и надежнее обычного ДВС. Рабочий прототип мотора Ван Бларигана уже был воплощен в металле и успешно прошел первую стадию испытаний.

Теоретически КПД FPE переваливает за 70%. Они могут работать на любом виде жидкого или газообразного топлива, крайне надежны и великолепно сбалансированы. Кроме того, очевидны их легкость, компактность и простота в производстве. Единственная проблема: как снять мощность с такого мотора, механически представляющего собой замкнутую систему? Как оседлать снующий с частотой до 20000 циклов в минуту поршень? Можно использовать давление выхлопных газов, но эффективность при этом падает в разы. Эта задача долго оставалась неразрешимой, хотя попытки предпринимались регулярно. Последними о нее обломали зубы инженеры General Motors в 1960-х годах в процессе разработки компрессора для экспериментального газотурбинного автомобиля. Действующие образцы судовых насосов на основе FPE в начале 1980-х были изготовлены французской компанией Sigma и британской Alan Muntz, но в серию они не пошли.

Инженер разработал радиоуправляемую машинку, умеющую дрифтить

Возможно, об FPE еще долго бы никто не вспомнил, но помогла случайность. В 1994 году Департамент энергетики США поручил ученым Национальной лаборатории Sandia изучить эффективность бортовых генераторов электроэнергии на базе ДВС различных типов, работающих на водороде. Эта работа была поручена группе Питера Ван Бларигана. В ходе осуществления проекта Ван Блариган, которому концепция FPE была отлично известна, сумел найти остроумное решение проблемы превращения механической энергии поршня в электричество. Вместо усложнения конструкции, а значит — снижения результирующего КПД, Ван Блариган пошел путем вычитания, призвав на помощь магнитный поршень и медную обмотку на цилиндре. Несмотря на всю простоту, такое решение было бы невозможным ни в 1960-х, ни в 1970-х годах. В то время еще не существовало достаточно компактных и мощных постоянных магнитов. Все изменилось в начале 1980-х после изобретения сплава на основе неодима, железа и бора.

Схема двигателя Штельзера Единая деталь сочетает в себе два поршня, топливный насос и клапанную систему.

За эту работу в 1998 году на Всемирном конгрессе Общества автомобильных инженеров SAE Ван Бларигану и его коллегам Нику Парадизо и Скотту Голдсборо была присвоена почетная премия имени Харри Ли Ван Хорнинга. Очевидная перспективность линейного генератора со свободным поршнем (FPLA), как назвал свое изобретение Ван Блариган, убедила Департамент энергетики продолжить финансирование проекта вплоть до стадии экспериментального агрегата.

Электронный пинг-понг

Двухтактный линейный генератор Бларигана представляет собой трубу из электротехнической кремнистой стали длиной 30,5 см, диаметром 13,5 см и массой чуть более 22 кг. Внутренняя стенка цилиндра представляет собой статор с 78 витками медной проволоки квадратного сечения. Во внешнюю поверхность алюминиевого поршня интегрированы мощные неодимовые магниты. Топливный заряд и воздух поступают в камеру сгорания двигателя в виде тумана после предварительной гомогенизации. Зажигание происходит в режиме HCCI — в камере одновременно возникает множество микроочагов возгорания. Никакой механической системы газораспределения у FPLA нет — ее функции выполняет сам поршень.


Труба Франка Штельзера

Схема двигателя Штельзера

В 1981 году немецкий изобретатель Франк Штельзер продемонстрировал двухтактный мотор со свободным поршнем, который он разрабатывал в своем гараже с начала 1970-х. По его расчетам, движок был на 30% экономичнее обычного ДВС. Единственная движущаяся деталь мотора — сдвоенный поршень, снующий с бешеной частотой внутри цилиндра. Стальная труба длиной 80 см, оснащенная карбюратором низкого давления от мотоцикла Harley-Davidson и блоком катушек зажигания Honda, по грубым прикидкам Стельзера, могла вырабатывать до 200 л.с. мощности при частоте до 20 000 циклов в минуту. Штельзер утверждал, что его моторы можно делать из простых сталей, а охлаждаться они могут как воздухом, так и жидкостью. В 1981 году изобретатель привез свой мотор на Франфуртский международный автосалон в надежде заинтересовать ведущие автокомпании. Поначалу идея вызвала определенный интерес со стороны немецких автопороизводителей. По отзывам инженеров Opel, прототип двигателя демонстрировал великолепный термический КПД, а его надежность была совершенно очевидной — ломаться там было практически нечему. Всего восемь деталей, из которых одна движущаяся — сдвоенный поршень сложной формы с системой уплотнительных колец общей массой 5 кг. В лаборатории Opel были разработаны несколько теоретических моделей трансмиссии для мотора Штельзера, включая механическую, электромагнитную и гидравлическую. Но ни одна из них не была признана достаточно надежной и эффективной. После Франкфуртского автосалона Штельзер и его детище пропали из поля зрения автоиндустрии. Еще пару лет после этого в прессе то и дело появлялись сообщения о намерениях Штельзера запатентовать технологию в 18 странах мира, оснастить своими моторами опреснительные установки в Омане и Саудовской Аравии и т. д. С начала 1990-х Штельзер навсегда пропал из виду, хотя его сайт в интернете все еще доступен.

Максимальная мощность FPLA составляет 40 кВт (55 лошадок) при среднем потреблении топлива 140 г на 1кВтч. По эффективности двигатель не уступает водородным топливным ячейкам — термический КПД генератора при использовании в качестве топлива водорода и степени сжатия 30:1 достигает 65%. На пропане чуть меньше — 56%. Помимо этих двух газов FPLA с аппетитом переваривает солярку, бензин, этанол, спирт и даже отработанное растительное масло.

Однако ничто не дается малой кровью. Если проблема превращения тепловой энергии в электрическую Ван Блариганом решена успешно, то управление капризным поршнем стало серьезной головной болью. Верхняя мертвая точка траектории зависит от степени сжатия и скорости сгорания топливного заряда. Фактически торможение поршня происходит за счет создания критического давления в камере и последующего самопроизвольного возгорания смеси. В обычном ДВС каждый последующий цикл является аналогом предыдущего благодаря жестким механическим связям между поршнями и коленвалом. В FPLA же длительность тактов и верхняя мертвая точка — плавающие величины. Малейшая неточность в дозировке топливного заряда или нестабильность режима сгорания вызывают остановку поршня или удар в одну из боковых стенок.

Зеленый и плоский Двигатель Ecomotors отличается не только скромными габаритами и массой. Внешне плоский агрегат напоминает оппозитные моторы Subaru и Porsche, которые дают особые компоновочные преимущества в виде низкого центра тяжести и линии капота. Это означает, что автомобиль будет не только динамичным, но и хорошо управляемым.

Таким образом, для двигателя такого типа требуется мощная и быстродействующая электронная система управления. Создать ее не так просто, как кажется. Многие эксперты считают эту задачу трудновыполнимой. Гарри Смайт, научный руководитель лаборатории General Motors по силовым установкам, утверждает: «Двигатели внутреннего сгорания со свободным поршнем обладают рядом уникальных достоинств. Но чтобы создать надежный серийный агрегат, нужно еще очень много узнать о термодинамике FPE и научиться управлять процессом сгорания смеси». Ему вторит профессор Массачусетского технологического института Джон Хейвуд: «В этой области еще очень много белых пятен. Не факт, что для FPE удастся разработать простую и дешевую систему управления».

Ван Блариган более оптимистичен, чем его коллеги по цеху. Он утверждает, что управление положением поршня может быть надежно обеспечено посредством той же пары — статор и магнитная оболочка поршня. Более того, он считает, что полноценный прототип генератора с настроенной системой управления и КПД не менее 50% будет готов уже к концу 2010 года. Косвенное подтверждение прогресса в этом проекте — засекречивание в 2009 году многих аспектов деятельности группы Ван Бларигана.

У кого шатун длиннее Значительная часть потерь на трение в обычных ДВС приходится на повороты шатуна относительно поршня. Короткие шатуны поворачиваются на больший угол, нежели длинные. В OPOC очень длинные и сравнительно тяжелые шатуны, которые снижают потери на трение. Уникальная конструкция шатунов OPOC не требует использования поршневых пальцев для внутренних поршней. Вместо них применяются радиальные вогнутые гнезда большого диаметра, внутри которых скользит головка шатуна. Теоретически такая конструкция узла позволяет сделать шатун длиннее обычного на 67%. В обычном ДВС серьезные потери на трение возникают в нагруженных подшипниках коленвала во время рабочего такта. В OPOC этой проблемы не существует вовсе — линейные разнонаправленные нагрузки на внутренний и внешний поршни полностью компенсируют друг друга. Поэтому вместо пяти опорных подшипников коленвала для OPOC требуется лишь два.

Конструктивная оппозиция

В январе 2008 года знаменитый венчурный инвестор Винод Хосла рассекретил один из своих последних проектов — компанию EcoMotors, созданную годом ранее Джоном Колетти и Петером Хоффбауэром, двумя признанными гуру моторостроения. В послужном списке Хоффбауэра немало прорывных разработок: первый турбодизель для легковых автомобилей Volkswagen и Audi, оппозитный двигатель для Beetle, первый 6-цилиндровый дизель для Volvo, первый рядный 6-цилиндровый дизель Inline-Compact-V, впервые установленный в Golf, и его близнец VR6, созданный для Mercedes. Джон Колетти не менее известен в среде автомобильных инженеров. Долгое время он руководил подразделением Ford SVT по разработке особых серий заряженных автомобилей.

В общем активе Хоффбауэра и Колетти более 150 патентов, участие в 30 проектах по разработке новых двигателей и в 25 проектах новых серийных автомобилей. EcoMotors была создана специально для коммерциализации изобретенного Хоффбауэром модульного двухцилиндрового двухтактного оппозитного турбодизеля с технологией OPOC.

Небольшой размер, сумасшедшая удельная мощность 3,25 л.с. на 1 кг массы (250 л.с. на 1л объема) и танковая тяга в 900 Н•м при более чем скромном аппетите, возможность собирать из отдельных модулей 4-, 6- и 8-цилиндровые блоки — вот основные преимущества стокилограммового модуля OPOC EM100. Если современные дизели на 20−40% эффективнее бензиновых ДВС, то OPOC — на 50% эффективнее лучших турбодизелей. Его расчетный КПД — 57%. Несмотря на свою фантастическую заряженность, двигатель Хоффбауэра отличается идеальной сбалансированностью и очень мягкой работой.

В OPOC поршни соединяются с коленвалом, расположенным в центре, длинными шатунами. Пространство между двумя поршнями служит камерой сгорания. Топливный инжектор находится в области верхней мертвой точки, а впускной воздушный порт и выпускной порт для отработанных газов — в области нижней мертвой точки. Такое расположение вкупе с электрическим турбонагнетателем обеспечивает оптимальную продувку цилиндра — в OPOC нет ни клапанов, ни распредвала.

Турбонагнетатель — неотъемлемая часть мотора, без которой его работа невозможна. Перед запуском двигателя турбонагнетатель в течение одной секунды нагревает порцию воздуха до температуры 100 °C и закачивает ее в камеру сгорания. Дизелю OPOC не нужны калильные свечи, а запуск в холодную погоду не доставляет проблем. При этом Хоффбауэру удалось снизить степень сжатия с привычных для дизелей 19−22:1 до скромных 15−16. Все это, в свою очередь, приводит к снижению рабочей температуры в камере сгорания и расхода топлива.

Троянский конь

Уже сегодня у EcoMotors имеются три полностью готовых к производству оппозитных агрегата различной мощности: модуль мощностью 13,5 л.с. (размеры — 95 мм / 155 мм / 410 мм, вес — 6 кг), 40 л.с. (95 мм / 245 мм / 410 мм, 18 кг) и модуль 325л.с. (400 мм / 890 мм / 1000 мм, 100 кг). Хоффбауэр и Колетти намерены продемонстрировать электрогибридный пятиместный седан среднего класса с дизельным генератором OPOC на базе одной из массовых моделей уже в текущем году. Средний расход солярки у этого автомобиля не превысит 2 л на сотню в комбинированном электрическом и смешанном режимах. Недавно EcoMotors открыла собственный технический центр в городке Троя, штат Мичиган, и уже подыскивает подходящее предприятие для организации серийного производства своих моторов. Несмотря на рассекреченность проекта, из недр компании поступает крайне скудная информация. По‑видимому, Винод Хосла решил придержать до поры убойные козыри.

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№4, Апрель 2010).

ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — с русского на все языки

См. также в других словарях:

  • ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — (Horizontal engine, trunk engine) двигатель, имеющий горизонтально расположенные рабочие цилиндры. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 …   Морской словарь

  • Нефтяной двигатель Дизеля* — относится к классу двигателей с внутренним сгоранием, работающих на жидком горючем, по преимуществу, на нефти или керосине. Изобретатель этого двигателя, инженер Дизель (из Мюнхена), собственно предполагал создать двигатель, могущий работать не… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Нефтяной двигатель Дизеля — относится к классу двигателей с внутренним сгоранием, работающих на жидком горючем, по преимуществу, на нефти или керосине. Изобретатель этого двигателя, инженер Дизель (из Мюнхена), собственно предполагал создать двигатель, могущий работать не… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Т-64 — Т 64А ранних выпусков после капитального ремонта Т 64А (197 …   Википедия

  • Ланчестер, Фредерик Уильям — Фредерик Уильям Ланчестер Frederick William Lanchester 200px Дата рождения: 23 октября 1868(1868 10 23) Место рождения: Льюисхэм, Лондон …   Википедия

  • T-64 — Т 64А ранних выпусков после капитального ремонта Т 64А (1974 года выпуска) Классификация основной боевой танк Боевая масса, т …   Википедия

  • T64 — Т 64А ранних выпусков после капитального ремонта Т 64А (1974 года выпуска) Классификация основной боевой танк Боевая масса, т …   Википедия

  • T 64 — Т 64А ранних выпусков после капитального ремонта Т 64А (1974 года выпуска) Классификация основной боевой танк Боевая масса, т …   Википедия

  • Tatra 12 — …   Википедия

  • Бенц и Ко — (Benz & Co.) немецкая фирма, создавшая первый в мире автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. В 1926 соединилась с компанией Daimler («Даймлер»), образовав компанию Daimler Benz AG («Даймлер Бенц АГ»). Путь к своему первому автомобилю Карл… …   Автомобильный словарь

  • Китайская Национальная Нефтегазовая корпорация — (CNPC) Китайская Национальная Нефтегазовая корпорация это одна из крупнейших нефтегазовых компаний мира Китайская Национальная Нефтегазовая корпорация занимается добычей нефти и газа, нефтехимическим производством, продажей нефтепродуктов,… …   Энциклопедия инвестора

горизонтальный двигатель — с русского на все языки

См. также в других словарях:

  • ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — (Horizontal engine, trunk engine) двигатель, имеющий горизонтально расположенные рабочие цилиндры. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 …   Морской словарь

  • Нефтяной двигатель Дизеля* — относится к классу двигателей с внутренним сгоранием, работающих на жидком горючем, по преимуществу, на нефти или керосине. Изобретатель этого двигателя, инженер Дизель (из Мюнхена), собственно предполагал создать двигатель, могущий работать не… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Нефтяной двигатель Дизеля — относится к классу двигателей с внутренним сгоранием, работающих на жидком горючем, по преимуществу, на нефти или керосине. Изобретатель этого двигателя, инженер Дизель (из Мюнхена), собственно предполагал создать двигатель, могущий работать не… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Т-64 — Т 64А ранних выпусков после капитального ремонта Т 64А (197 …   Википедия

  • Ланчестер, Фредерик Уильям — Фредерик Уильям Ланчестер Frederick William Lanchester 200px Дата рождения: 23 октября 1868(1868 10 23) Место рождения: Льюисхэм, Лондон …   Википедия

  • T-64 — Т 64А ранних выпусков после капитального ремонта Т 64А (1974 года выпуска) Классификация основной боевой танк Боевая масса, т …   Википедия

  • T64 — Т 64А ранних выпусков после капитального ремонта Т 64А (1974 года выпуска) Классификация основной боевой танк Боевая масса, т …   Википедия

  • T 64 — Т 64А ранних выпусков после капитального ремонта Т 64А (1974 года выпуска) Классификация основной боевой танк Боевая масса, т …   Википедия

  • Tatra 12 — …   Википедия

  • Бенц и Ко — (Benz & Co.) немецкая фирма, создавшая первый в мире автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. В 1926 соединилась с компанией Daimler («Даймлер»), образовав компанию Daimler Benz AG («Даймлер Бенц АГ»). Путь к своему первому автомобилю Карл… …   Автомобильный словарь

  • Китайская Национальная Нефтегазовая корпорация — (CNPC) Китайская Национальная Нефтегазовая корпорация это одна из крупнейших нефтегазовых компаний мира Китайская Национальная Нефтегазовая корпорация занимается добычей нефти и газа, нефтехимическим производством, продажей нефтепродуктов,… …   Энциклопедия инвестора

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о