Содержание
Силовая установка для самолета на основе электродвигателей? (стр. 8)
Тема: Силовая установка для самолета на основе электродвигателей?
> То, что имеется сейчас, однозначно для этих целей не подходит. А перспективы, честно говоря, неопределённы. В ЦИАМ прикинули возможности электротрансмиссии для небольших вертолётов — на пределе проходит. Но не факт, что пройдёт. Будет у меня во втором номере «Двигателя».
Ну в этой части EADS вон чо предлагает:
http://www.greencarcongress.com/2010/…
EADS Concept Diesel-Electric Hybrid Helicopter Features EcoMotors OPOC Engines; Up to 50% Less Fuel Consumption Than Conventional Twin-Turbine Helicopter
8 June 2010
EADS Innovation Works is presenting a concept helicopter with a diesel-electric hybrid propulsion system at the ILA Berlin Airshow 2010, 8-13 June.
The diesel-electric hybrid concept is one of the projects grouped under the name of eCO2avia by EADS Innovation Works. Highly efficient electrical motors driving the rotors, combined with OPOC (Opposed Piston, Opposed Cylinder) diesel engines (earlier post), reduce fuel consumption and emissions by up to 50% relative to a conventional twin-turbine powered helicopter.
The main components of this hybrid system are multiple diesel-electric motor-generator units, a pair of high-performance batteries and a power electronics unit controlling the energy flows for best efficiency. The OPOC diesel engines, designed and built by EcoMotors International in the US, offer a fuel economy improvement of up to 30% compared to today’s helicopter turbine engines.
The OPOC engine is a two-stroke turbocharged diesel engine in which the intake and exhaust ports are at opposite ends of the cylinders. As the pistons move, the exhaust slits are open before the intakes and turbochargers blow air through the cylinders to push out the exhaust gas and fill them with clean air. Since the engine needs positive pressure to do this, the turbochargers have electric motors to power them at low rpm when exhaust energy is low.
The pistons are connected to a short crankshaft, located between the two opposed cylinders. The volume formed between the two opposed pistons is the combustion chamber.
These design features are the key to an OPOC engine’s power-to-weight ratio being as high as 2 kW/kg.
The OPOC engine’s power output shafts are fitted with advanced, weight-optimized generators delivering electrical current to a power electronics unit, which manages the distribution of the electricity to the electrical motors driving the main rotor and the tail rotor as well as the other user systems on the helicopter.
The speeds of the electric motors driving the rotors can be adjusted individually and controlled for best efficiency. The multiple OPOC engines run at their most fuel-efficient operating point during the cruise phase.
The batteries can store sufficient energy to enable the helicopter to take off and climb or approach and land on electrical power alone. For flight safety reasons, the OPOC engines run at idle during these phases of the flight.
Several different kinds of combustion engines could be integrated into such a hybrid system, EADS notes.
A tilting main rotor enables the helicopter’s fuselage to remain at its optimum alignment with the airstream, minimizing aerodynamic drag and thereby reducing the power demand and the fuel consumption.
Running on biofuel made from algae (another eCO2avia project), the amount of carbon dioxide released during flight is about equivalent to the amount absorbed by the algae during their growth phase, EADS says. This, the company says, opens up the possibility of carbon-neutral flights.
The engines also emit up to 40% less NOx and very small amounts of sulphur oxides (ca. 10 ppm vs. 600 ppm for normal Jet A1 fuel/kerosene), due to the very low nitrogen and sulphur content of the biofuel compared with fossil fuel.
Several different kinds of combustion engines could be integrated into such a hybrid system, EADS notes.
А сам модуль на базе вот такого дизелька:
http://www.greencarcongress.com/2010/03/ecomotors-20100310.html
Ecomotors Says Its OPOC Engine Could Deliver About 45% Greater Fuel Efficiency in a Class 8 Truck And With Tier 2 Bin 5 Emissions
10 March 2010
EcoMotors International, a Khosla-funded startup working to commercialize an opoc (opposed-piston, opposed-cylinder) engine family (earlier post), showcased its EM100 (100mm cylinder bore) base module implementation at the ARPA-E Energy Innovation Summit in Washington DC last week.
With a two-module application configured at the appropriate power level (to deliver a combined 480 hp), the opoc unit could deliver about 45% better fuel efficiency compared to a conventional heavy-duty diesel engine in a Class 8 truck, the company suggests, while delivering emissions at the US Tier 2 Bin 5 level (the 50-state level in the US for diesel light duty vehicles).
The opoc engine operates on the 2-cycle principle, generating one power stroke per crank revolution per cylinder. Each module consists of two opposing cylinders per module, with a crankshaft between them; each cylinder has two pistons moving in opposite directions. This design configuration eliminates the cylinder-head and valvetrain components of conventional engines, offering a more efficient, compact and simple core engine structure, the company says. The power density is more than 1 hp per pound of engine weight. The fully balanced opoc engine can be run on any liquid fuel.
The EM100 comes in different power configurations, said Jonathan Hurden, Chief Engineer — Engine programs, and with different emissions outcomes.
The Ecomotors website describes a military spec version of the EM100 (no emissions requirement) with 325 hp (242 kW) of power and 664 lb-ft (900 N·m) of torque. The basic commercial power version of the engine offers 300 hp (223 kW) of power and 550 lb-ft (746 N·m) of torque, with a fuel economy improvement of 15% compared to a conventional engine, Hurden said. (These figures are all for diesel.)
Opoc modules can be combined through the use of an electrically controlled clutch, with select modules deactivated at different points in the operating cycle to optimize fuel consumption (cylinder deactivation, but on a module basis). The clutch assembly is housed between two engine modules, and is engaged when both modules are running to deliver power from both modules through the drivetrain.
When the power of the second module is not needed, the clutch is disengaged, allowing the second engine to stop completely. This not only improves fuel economy, it also eliminates parasitic power losses in the primary module.
A dual module opoc offers a 45% improvement in fuel efficiency, according to EcoMotors. A dual module Class 8 truck would use two 240 hp (179 kW) modules (“because we don’t need more than 480 hp total”, Hurden said) and meet Tier 2 Bin 5 emissions requirements on diesel.
With no valvetrain, the opoc engine has 40% less friction than conventional valve-controlled engines. The engine design features 90% cylinder scavenging, a high-pressure fuel injection system, and an electrically controlled turbocharger, allowing it to run higher levels of EGR. Four features allow the opoc engine to achieve that high 90% scavenging:
•Asymmetric port timing
•Circumferential ports
•Uni-flow air charging
•Electronically-controlled turbocharging
The electrically controlled turbocharger (ECT) incorporates an electric motor into the turbo assembly. In essence, it provides a supercharger, driven by the electric motor, as an adjunct to the exhaust-driven turbocharger. Boost pressure can be created by the electric motor, the turbocharger, or both.
The ECT effectively eliminates turbo lag because the electric motor provides much faster turbine response, and also provides boost when there is low energy from the exhaust flow. The motor is actuated by an electronic controller, which can be integrated with the engine control unit. When it is being spun by the turbocharger, the electric motor acts as generator, producing electricity.
While some two-stroke engines suffer from high oil consumption, the opoc engine’s oil consumption is 0.2 grams per kilowatt-hour, as compared to 0.4 grams per kilowatt-hour of a standard four-stroke engine, according to Ecomotors. Because the opoc is a direct gas exchange engine, the only components exposed to combustion gases are the piston top, rings and cylinder wall—less than in a conventional four-stroke engine, where lubricated components such as valve stems are exposed.
Ecomotors is also developing a smaller version of the opoc, the EM65 (65mm bore diameter), with 75 hp per module, and targeted for light duty vehicle gasoline and flex-fuel applications.
Внимание — картинки лучше смотреть в первоисточниках по ссылкам, они там увеличиваются при клике.
— так что, никаких коллайдеров и криогеники, тов. Мизин.
Уважаемый гражданин Seerndv, к сожалению, последними 2-мя сообщениями проявил интеллектуальную недостаточность и незрелость, особенно для затронутых им же сложных научно-технических вопросов. На таком уровне не стоит пытаться наукой заниматься — ничего хорошего из этого не выйдет. Ну в самом деле, Seerndv написал:
***************************************************************************Мизин, расскажите лучше про крутой баблопил в ЦЕРН-е — про 30 км криогенных кабелей, идиотов ищущих частицы которых нет. а самое главное, сколько стоило участие в этом балагане конкретно России. А да, про свой вклад не забудьте.:)
***************************************************************************
Понимаете ли, уважаемый Seerndv — у вас, к сожалению, очень плохо с элементарной логикой, со здравым смыслом то есть.
А в таком случае — в науку лезть явно не стоит. 🙂 Из занятия наукой с таким уровнем логики ничего не добиться. Может, попытать себя на почве менеджмента?
А с логикой у Вас, Seerndv, к сожалению — очень плохо обстоит дело, я не знаю — как было раньше и как будет потом, но сейчас — к сожалению, это факт. Доказательство этого Вы привели сами. 🙂 Вот той самой фразой про «идиотов, ищущих частицы, которых нет» — Вы сами доказали свои собственные проблемы с логикой и здравым смыслом ! 🙂 :):)
Ибо — а откуда Вы знаете, что «частиц, которые ищут эти идиоты в ЦЕРН — НЕТ» ??!! :):):) Не из собственных ли обработанных данных ли «этих идиотов в ЦЕРН, которые их ищут»??!! :):):) Ну конечно же,- из них — из собственных данных «этих идиотов в ЦЕРН, которые их ищут» !!! :):):) И которые до этого точно также успешно искали и находили множество частиц, которые есть, и исследовали их свойства — и на этой базе построили всю современную энергетику (не только ядерную, а вообще — ВСЮ энергетику), ядерное оружие и ВСЮ СОВРЕМЕННУЮ ХИМИЮ, например.
:):):) Так что увы-увы- уважаемый Seerndv, — с логикой и здравым смыслом у Вас не просто бедновато, а можно даже сказать — совсем плохо. С таким уровнем логики и здравого смысла — соваться в современную науку — действительно не стоит. 🙂 Лучше послушать умных людей и что они скажут. 🙂 Не обязательно меня:) — а тех самых «идиотов в ЦЕРН», которые по факту, увы-увы — оказывается явно умнее Вас :), ну что ж поделаешь — бывает, всё в нашем мире относительно. Сильно-то не расстраивайтесь — попробуйте заняться вопросами полегче, подоступней Вам лично.
Относительно дизель-генераторных двигателей. Да мало ли что там пишут. Я и сам несколько лет назад участвовал здесь же в дискуссии по поводу авиационных дизелей. У нас, в СССР, потом, естественно, в России — до практической реализации самолёта с дизелем дело так и не дошло ни разу! Эксперименты на земле — велись — Боев больше всего знает, самолёт с таким двигателе так и не залетал.
Напротив, на Западе несколько лет назад серийно выпускался лёгкий (масимум-4-местный ) самолёт с дизельным двигателем.
Называется он DA-42 (личное имя фирмы, вроде бы Diamond Star, но это не обязательно — наберите в поисковике DA-42 и обнаружите все детали проекта) . Несколько лет он выпускался серийно, широко рекламировался, установил даже знаковый рекорд в перелёте через Атлантический океан… Но проект …»завял». По глухо замалчиваемым причинам. Впрочем — как раз сейчас несколько DA-42 приобретены для…. летных училищ и институтов России — для целей начального обучения лётчиков! 🙂 То, что списано и устарело на Западе, 🙂 — списывается КАК ИННОВАЦИЯ в Россию! :):):) Обычная практика 🙂 при уровне нашего Российского руководства и чиновничества! 🙂 Неужели вы этого не знали?! Не притворяйтесь — кто не помнит про Крайслер Сейбринг, списанный из США со всей линией сборки и за огромные деньги установленный на ГАЗе как «новая Волга» :):):)
Всех подробностей очередной неудачи авиационных дизелей, я не знаю, они скрываются. Но говорят и про несоответствие частотных характеристик и термических.
Что-то там с надёжностью оказалось не так.
Это у Запада-то, при их ресурсах!
Использование же этого-такого дизелька в качестве дизель-генератора мне видится вообще гибельной затеей. Кроме пропорционального увеличения веса и сложности двигательно-силовой системы, инноваторы получат вообще практически нерешаемые проблемы с температурой !!!!!!!! Ибо…туповатые инноваторы как-то очень склонны забывать про ТИПИЧНЫЕ условия работы именно АВИАЦИОННЫХ силовых установок а именно — что это СИЛЬНО ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ ТЕМПЕРАТУРЫ, не просто минус — а десятки градусов минус. Которые не просто не любит, а вообще не терпит вся электрика-электроника, включая, кстати и любые современные силовые электродвигатели-генераторы!!!!!!!! И если как раз современные авиационные двигатели, являющиеся ВСЕ — ТЕПЛОВЫМИ МАШИНАМИ, заранее и полностью решают эту проблему, непроизвольно, «по-умолчанию»,:) за счёт своего «паразитного, лишнего тепла», то решение этой проблемы для электро-силовых установок ДЛЯ АВИАЦИИ выглядит само по себе — НЕРАЗРЕШИМОЙ ПРОБЛЕМОЙ!!! Необходимо в разы поднимать энергетику ОБОГРЕВА!!! Вот так-то, уважамый Seerndv, думать надо! Думать надо тщательней, если уж берётесь судить о науке и инновациях !:):):)
А то, что «пишут на Западе» — то там много что пишут, как и у нас, по любому поводу.
Надо учитывать ещё и то, что проблемы Запада — это не наши проблемы. ВО ВСЁМ! Ну например, в статье,
http://www.ato.ru/content/matematika-i-vozdushnyy-transport-rossii
вы сразу обнаружите, что уровень авиаперевозок в России в 4 раза меньше, чем например,…в Германии! :):):) А уж чем в США — раз в 15 меньще !:):):) В общем, разбираться с проблемами — если уж берешься, надо глубоко, а не переписыванием чужих статеек…
Сообщение было удалено модератором:
Нецензурное выражение
> Ибо — а откуда Вы знаете, что «частиц, которые ищут эти идиоты в ЦЕРН — НЕТ» ??!! :):):) Не из собственных ли обработанных данных ли «этих идиотов в ЦЕРН, которые их ищут»??!! :):):) Ну конечно же,- из них — из собственных данных «этих идиотов в ЦЕРН, которые их ищут» !!! :):):) И которые до этого точно также успешно искали и находили множество частиц, которые есть, и исследовали их свойства — и на этой базе построили всю современную энергетику (не только ядерную, а вообще — ВСЮ энергетику), ядерное оружие и ВСЮ СОВРЕМЕННУЮ ХИМИЮ, например.
:):):)
— нет, ну с этим вам к доктору, который лечит Наполеонов и Юлиев Цезарей:)
Ядерные беспилотники: проект рассекретили
26.03.12, Пн, 15:09, Мск
В открытом доступе появилась информация об инновационном проекте лаборатории Сандия. По оценке американцев, перспективные беспилотники, лишенные многих недостатков современных летательных апаратов, должны использовать ядерный источник энергии.
О существовании многих секретных военных проектов общественность узнает только после их отмены. Так случилось и с разработкой Национальной лаборатории Сандиа (США), которая проектировала беспилотные летательные аппараты с ядерной силовой установкой.
Недавно был опубликован официальный документ (SAND2012-1676P), рассказывающий об инновационном проекте лаборатории Сандиа. В документе изложены три известные наиболее актуальные «дефицитные» возможности БПЛА: недостаточная продолжительность полета, ограничения электрической мощности, необходимой для все более мощных систем коммуникации и наблюдения, недостаточная пропускная способность коммуникаций.
В результате были сформированы требования к перспективному БПЛА, который должен использовать ядерный источник энергии.
Технические подробности не раскрываются, но отмечается, что новый беспилотник благодаря увеличенной электрической мощности ядерного термоэлектрического генератора смог бы оставаться в воздухе до нескольких месяцев при увеличении доступной электроэнергии по крайней мере в два раза.
По размерам ядерный беспилотник сравним с современным RQ-4 Global Hawk, который имеет длину 13,5 м и размах крыльев 35,4 м.
Подобные БПЛА планировалось использовать для наблюдения и упреждения терактов, в особенности связанных с применением оружия массового уничтожения. Несмотря на то, что Пентагон был удовлетворен итогами первоначального проектирования аппарата, до постройки прототипа дело не дошло. Скорее всего, это объясняется потенциальной опасностью летательного аппарата с радиоактивным материалом на борту – беспилотники все же иногда падают, причем не всегда в пустынной местности и на своей территории.
Несложно представить последствия радиоактивного заражения, например Исламабада, в результате падения ядерного беспилотника. Ученые Сандиа отметили, что сожалеют о невозможности использования преимуществ и наработок по ядерным летательным аппаратам, но понимают политические препятствия на пути их применения в реальной обстановке.
Надо отметить, что беспилотные самолеты Global Hawk за 30 тыс. часов налета (почти 10 лет службы) терпели катастрофу только три раза. Ядерный реактор может быть заключен в ударопрочный корпус, что снижает риск радиоактивного заражения местности, а экономия на парке БПЛА и топливе была бы очень существенной.
http://rnd.cnews.ru/army/news/top/index_science.shtml?2012/03/26/482873
— а привод видимо на базе электродвигателя и ducted fun
Предлагаю новацию из области филологии
Почему автоматический самолёт лишённый экипажа называют беспилотником: там что, пилот был, да только вышел? Это же аппарат, изначально ни на какого пилота не рассчитанный.
Иначе — авиационный робот. АЭРО РОБОТ, ила АЭРОБОТ (с ударением на первое «О»).
По моему — неплохо. В английском варианте может писаться также, памятуя о том, что нечто самостоятельно функционирующее там называется bot — будет такоже AEROBOT. Или, если хотите, AERODRONE — От слова «дрон» что также обозначает автомат.
По-моему, так логичнее.
Сообщение было удалено модератором:
Сообщение не по теме
Сообщение было удалено модератором:
Сообщение не по теме
Ить пилота на борту нет, но как правло на самых ответственных этапах он есть, хоть сидит на земле.:)
Да вот и вики даже говорит:
Тактическая единица MQ-9 состоит из нескольких БПЛА, станции наземного управления, коммуникационного оборудования, ЗИП[5] и персонала (военнослужащие или контрактники). Экипаж БПЛА состоит из пилота и оператора электронных систем.
Что то в тексте по гибридному вертолетику не нашел ни одной цифры про массу! Про мощности и моменты есть, а про массы нет!
Рекламная штучка? Похоже, что да.
Так, например, дизелек не обычный, а с выпендрежем. Это зачем?
Собственно ЛТХ и габариты вообще отсутствуют. Так вот и надо привлекать инвесторов. Также отсутствует вообще топливный бак. Про него просто напросто забыли? Ящик с аккумуляторами тоже невелик. Вообщем это просто мурзилка: раз есть гибридные авто, так пусть будет гибридное верто…!
Все это фигня, лишь бы некоторые деятели из «Вертолетов России» и ЦИАМа этот материал не откопали бы. Впрочем, уже, кажется, откопали! И уже верстают ФЦП?
А захаживал бы на отчётные НТСы в ЦИАМ твоего любимого отдела — увидел бы сам.
Беспилотники испытали водородное топливо
Беспилотный летательный аппарат ScanEagle компании Insitu выполнил первый двухчасовой полет на водородном топливе. Использование водорода должно существенно увеличить продолжительность полета БПЛА и снизить стоимость его эксплуатации.
ScanEagle и без того является уникальным беспилотником. Он весит всего 20 кг («сухой» вес 13 кг), но при этом продолжительность полета достигает 24 часов при скорости 90 км/ч.
Это позволяет беспилотнику пролететь расстояние более 2000 км, что является рекордом для БПЛА такого класса. Надо отметить, что прообраз ScanEagle, БПЛА Seascan, в 1998 году совершил трансатлантический перелет и потратил на это лишь 5,6 л бензина.
Оригинальная система посадки SkyHook позволяет использовать ScanEagle вдали от взлетно-посадочных полос
Взлетает ScanEagle с помощью пневматической катапульты, а приземляется за счет уникальной системы SkyHook, на лету захватывая трос, свисающий с мачты высотой около 30 м. Это позволяет применять БПЛА с борта практически любого корабля. Также, ScanEagle оснащен самым компактным в мире радаром бокового обзора с синтезированной апертурой NanoSAR весом менее 1 кг.
ScanEagle состоит на вооружении американской, австралийской и британской армии и используется в основном с борта военных кораблей или передовых оперативных баз. В марте 2012 года контракт на закупку данного беспилотника подписали Нидерланды.
Оснащение ScanEagle водородным топливным элементом должно еще больше увеличить продолжительность полета БПЛА и его возможности по контролю над водой и сушей.
Кроме того, водородный топливный элемент легче бензинового мотора, а водород при равной массе имеет большую энергоемкость, чем бензин.
Топливный элемент выдает мощность 1500 Вт, что немного больше штатного бензинового двигателя ScanEagle. Он имеет модульную конструкцию, позволяющую быстро менять резервуар с водородным топливом. В движение водородный беспилотник приводится пропеллером, который раскручивается электродвигателем.
— мелочь, но уже переплёвывает столь близкие сердцу некоторых поршневики.
Надо отметить, что поршневики прекрасно работают и на водородном топливе! Так что, думаю, оптимальная поршневая силовая установка на водороде вполне может показать результаты ее лучше! Все зависит от аэродинамического качества летательного аппарата и наличия термиков по дороге!
— а кто бы ещё ими и занялся?
Распоряжением Правительства Российской Федерации от 28 июля 2011 года № 1310-р предусматривается проведение в г. Москве Международного салона «Двигатели — 2012», который состоится 17 – 20 апреля 2012 года в павильоне 57 Всероссийского Выставочного Центра.
В рамках салона проводится «Научно-технический конгресс по двигателестроению».
Приходите на Выставку!
Там и займемся…
Ответить в тему:
- Главная страница
- Избранное
- Все темы
- Архив
Агентство «АвиаПорт» является разработчиком программного обеспечения, позволяющего зарегистрированным пользователям сайта общаться друг с другом. Все сообщения отражают собственное мнение их авторов, и агентство не несет ответственность за достоверность и законность информации, публикуемой пользователями на страницах раздела.
Зачем инженеры возвращают встречные поршни
Тот факт, что миллиардер Билл Гейтс и инвестиционная компания Khosla Ventures решили инвестировать миллионы в EcoMotors, компанию, которая разрабатывает двигатели со встречным движением поршней, побудил нас уделить больше внимания этой разработке. Такие двигатели имеют довольно долгую историю, но широкого распространения при этом не получили, по крайней мере, на автомобильном транспорте.
Компания EcoMotors дала новый виток развития тому, что, казалось бы, уже известно.
EcoMotors окрестила свой двигатель с двумя противоположными цилиндрами, каждый из которых имеет два противоположных поршня, довольно незамысловато — OPOC, что означает Opposed Piston Opposed Cylinder (оппозитные поршни и цилиндры). Технически по этой схеме могут работать как бензиновый двигатель (или двигатель внутреннего сгорания, потребляющий спирт), так и дизельный двигатель, но пока компания сосредоточилась на втором варианте.
Двигатель OPOC является двухтактным, так что противоположные поршни каждого цилиндра совершают рабочий ход за один оборот коленчатого вала. По мере движения к мертвым точкам, они открывают окна в стенках цилиндров. При этом один из поршней управляет впуском, другой — выпуском. Окна устроены таким образом, что выпускное открывается немного раньше и закрывается несколько раньше, чем впускное. Это играет существенно важную роль для хорошего газообмена.
Снятие головок цилиндров, клапанов и приводных механизмов упростило двигатель, сделало его легче, снизило потери на трение и даже расход масла (по данным компании, эти показатели стали вдвое ниже, чем у обычного дизеля).
Но ведь и другие двухтактные двигатели со встречным движением поршней, похоже, тоже могут похвастаться такими преимуществами, не так ли?
Что кардинально отличает новинку от ее собратьев так это то, что все поршни в ней соединены с одним центральным коленчатым валом, в то время как аналогичные конструкции раньше требовали двух коленчатых валов по краям двигателя. Следовательно, они были заметно крупнее и тяжелее, и неудивительно, что они использовались в основном на тепловозах и судах. Что ж, двигатель OPOC нацелен на гораздо более широкий спектр машин.
Как и любой двухтактный двигатель, OPOC нуждается во внешнем устройстве для продувки цилиндров при открытии окон. В данном случае конструкторы решили возложить эту обязанность на турбокомпрессор. Но очевидно, что это не поможет при запуске двигателя, а сами цилиндры не способны “вдыхать” и “выдыхать”.
Решение снова было найдено в давней идее, которую опробовали несколько компаний, но так и не применили на практике. Инженеры установили электродвигатель на вал классического рабочего колеса.
При запуске и до тех пор, пока двигатель внутреннего сгорания не наберет скорость, этот двигатель получает энергию от батарей, обеспечивая тем самым “дыхание” двигателя OPOC. А потом мотор выключается, и турбонагнетатель превращается в самый обычный. Более того, на высоких скоростях, когда поток выхлопных газов велик, электродвигатель в турбине может превратиться в генератор, который питает аккумуляторы автомобиля.
По словам создателей данной схемы, для нее характерна очень хорошая продувка цилиндров, а потому удается получить максимальную отдачу от самого двухтактного цикла, теоретически достигая вдвое большего соотношения мощности к объему по сравнению с четырехтактным. Хотя на практике такие показатели еще не удалось получить. Система OPOC имеет ряд других интересных особенностей.
В новой конфигурации каждый из поршней должен покрыть половину расстояния за один ход, чтобы обеспечить заданную рабочую мощность. Это означает более низкую скорость поршня при фиксированной частоте вращения двигателя и, следовательно, меньшие потери на трение.
Движок OPOC обязан всеми этими функциями в первую очередь Петеру Хофбауэру. Основатель, председатель и технический директор EcoMotors ранее в течение многих лет руководил разработкой передовых двигателей в компании Volkswagen. Например, в числе его изобретений двигатель VR6 с небольшим (15 градусов) V-образным углом между цилиндрами. Хотя компания EcoMotors была основана в 2008 году, сам Хофбауэр начал задумываться об OPOC задолго до этого.
По данным компании, дизельная версия OPOC на 30-50% легче обычного турбодизельного двигателя той же мощности, содержит на 50% меньше деталей, занимает в два-четыре раза меньше места под капотом и может быть (при определенных условиях) на 45-50% более экономичной. Последнее число вызывает наибольшие сомнения у экспертов, однако, даже если экономия в потреблении преувеличена, у EcoMotors есть основания для оптимистичных заявлений. Первый прототип двигателя внутреннего сгорания OPOC, по данным компании, провел более 500 часов на динамометрическом стенде.
Можно констатировать, что схема работает. Но с характеристиками ситуация не так ясна. Модель EM100, которая в настоящее время тестируется инженерами, дает заявленные параметры мощности и крутящего момента только с настройками, которые не учитывают токсичность выхлопных газов. Компания предлагает установить такую версию OPOC на военную технику, для которой соотношение мощности к весу наиболее важно.
Для обычных автомобилей EcoMotors предлагает настроить те же двигатели немного по-другому: на 300 л. с. и 746 Н·м. В этом случае они обещают “всего” 15-процентное повышение топливной эффективности по сравнению с обычными дизельными двигателями, но даже это выглядит как огромный шаг вперед, поскольку компании обычно борются за каждый процент. Дальнейшая экономия возможна при объединении пары таких двигателей в четырехцилиндровый агрегат. То, что раньше было независимым двигателем, превращается в модуль. Компания EcoMotors намерена установить между ними муфту с электронным управлением. Мол, только один модуль будет работать при низкой нагрузке, а второй модуль присоединится при высокой нагрузке.
А так как OPOC хорошо сбалансирован, все действующие здесь силы компенсируют друг друга, а двигатель имеет минимум вибраций, то активация “спящей” половины будет проходить плавно в любое время.
Идея похожа на хорошо известное отключение цилиндров в больших V-образных двигателях. Но в то время как холостые поршни все еще продолжают двигаться вверх и вниз в этом случае, здесь половина двигателя полностью останавливается, а вторая продолжает работать в благоприятном режиме. Кроме того, инженеры предлагают немного снизить максимальную мощность каждого модуля в такой бинарной схеме — до 240 л. с. (480 будет вырабатываться всем агрегатом). С точки зрения соотношения мощности и веса это все равно будет очень приличный двигатель, и можно будет добиться максимальной экономии топлива (те же 45%) и соблюдения самых строгих стандартов по токсичности выхлопных газов, говорят разработчики.
На данный момент OPOC — это система незрелая, а ее разработчики в основном только дают обещания. Но они настроены оптимистично и даже решили расширить линию.
На чертежах уже можно увидеть 75-сильный двухцилиндровый двигатель EM65, который немного меньше по размеру и весу, чем EM100. Его, к слову, хотят сделать бензиновым. Сфера применения EM65 вполне очевидна: легкие грузовики и автомобили, в том числе гибриды. Определенной, но не абсолютной гарантией успеха экзотического двигателя внутреннего сгорания является репутация его главного конструктора: Петер отдал 20 лет жизни работе в концерне Volkswagen. И, кстати, неудивительно, что его нынешняя работа перекликается с проектами автоконцерна Porsche, который стоял у истоков знаменитого немецкого бренда.
Оригинальная статья на сайте ДРАЙВ: https://www.drive.ru/technic/4efb337600f11713001e5522.html
Возрождение двигателей с оппозитными поршнями — International Driving Authority
Тот факт, что миллиардер Билл Гейтс и инвестиционная компания Khosla Ventures решили вложить миллионы в компанию EcoMotors, разрабатывающую двигатели с оппозитными поршнями, побудил нас подробно рассмотреть эту разработку.
Такие двигатели имеют долгую историю, но широкого применения, по крайней мере, на автомобильном транспорте, не получили. «ЭкоМоторс» изменила, казалось бы, уже известную разработку.
ЭкоМоторс назвал свой двигатель с двумя оппозитными цилиндрами, каждый из которых имеет два оппозитных поршня, несложно – OPOC, что расшифровывается как Opposed Piston Opposed Cylinder. Технически по этой схеме может работать как бензиновый двигатель (или ДВС, потребляющий спирт), так и дизель, но пока компания остановилась на втором варианте.
Двигатель OPOC двухтактный, так что оппозитные поршни каждого цилиндра совершают рабочий ход за один оборот коленчатого вала. При движении к мертвым точкам они открывают окна в стенках цилиндров. Причем один из поршней управляет впуском, другой – выпуском. При этом окна устроены так, что вытяжное открывается немного раньше и закрывается также раньше, чем приточное. Это важно для хорошего газообмена.
Удаление головок блока цилиндров, клапанов и их рабочего механизма упростили двигатель, сделали его легче, снизили потери на трение и даже расход масла (по данным компании эти показатели стали вдвое ниже, чем у обычного дизеля).
Но ведь и другие двухтактники с оппозитными поршнями вроде бы тоже могут похвастаться такими достоинствами, правда?
Изюминка новинки в том, что все поршни в ней соединены с единым центральным коленчатым валом, тогда как ранее аналогичные конструкции требовали двух коленчатых валов по краям двигателя. Отсюда они были заметно крупнее и тяжелее, и неудивительно, что применялись они в основном на тепловозах и кораблях. Ну а двигатель OPOC нацелен на гораздо более широкий спектр транспорта.
Как и любому двухтактному двигателю, OPOC нужно внешнее устройство для продувки цилиндров при открытых окнах. В данном случае конструкторы решили возложить эту обязанность на турбокомпрессор. Но явно не поможет, когда двигатель заводится, а сами цилиндры не способны «вдохнуть» и «выдохнуть».
Решение снова было найдено в давней идее, которую опробовали несколько компаний, но ни одна из них не воплотила ее в жизнь. На вал классической крыльчатки инженеры установили электродвигатель.
При старте и до тех пор, пока ДВС не наберет обороты, этот мотор получает энергию от аккумуляторов, обеспечивающих «дыхание» двигателя ОПОС. А потом мотор выключается, а турбокомпрессор превращается в самый обычный. Более того, на высоких скоростях, когда поток выхлопных газов велик, электродвигатель в турбине может превратиться в генератор, питающий аккумуляторы автомобиля.
По словам ее создателей, новая схема характеризуется очень хорошей продувкой цилиндров, а потому позволяет максимально эффективно использовать сам двухтактный цикл, теоретически позволяя добиться двукратного увеличения мощности на объем соотношение по сравнению с четырехтактным. Хотя на практике такие показатели еще не были достигнуты. Система OPOC имеет ряд других интересных особенностей.
В новой конфигурации каждый из поршней должен пройти половину пути за один ход, чтобы обеспечить установленную работоспособность. Это означает более низкую скорость поршня при фиксированной частоте вращения двигателя и, следовательно, меньшие потери на трение.
Всем этим движок OPOC обязан в первую очередь Питеру Хофбауэру. Основатель, председатель и технический директор EcoMotors ранее много лет руководил разработкой передовых двигателей в Volkswagen. Например, у него под поясом двигатель Vee-Inline VR6 с небольшим (15 градусов) V-образным углом между цилиндрами. Хотя EcoMotors была основана в 2008 году, сам Хофбауэр начал думать об OPOC несколькими годами ранее.
По данным компании, дизельная версия OPOC на 30-50% легче обычного турбодизеля той же мощности, содержит на 50% меньше деталей, занимает в два-четыре раза меньше места под капотом и может быть (под определенных условиях) на 45-50% экономичнее. Последняя цифра вызывает у экспертов наибольшие сомнения, однако, даже если экономия расхода преувеличена, у «ЭкоМоторс» есть основания для оптимистичных заявлений. Первый прототип двигателя внутреннего сгорания OPOC, по данным компании, провел на динамометрическом стенде более 500 часов. Можно констатировать, что схема работает. А вот с характеристиками не все так однозначно.
Модель EM100, которую сейчас тестируют инженеры, выдает заявленные параметры по мощности и крутящему моменту только при настройках, не учитывающих токсичность выхлопа. Компания предлагает устанавливать такой вариант OPOC на военную технику, для которой важнее всего соотношение мощности и веса.
Для обычных автомобилей ЭкоМоторс предлагает настроить те же двигатели немного по-другому: на 300 л.с. и 746 Н·м. В этом случае обещают «всего» 15-процентное улучшение топливной экономичности по сравнению с обычными дизелями, но даже это выглядит огромным шагом вперед, поскольку компании обычно борются за каждый процент. Дополнительная экономия возможна при объединении пары таких двигателей в четырехцилиндровый агрегат. То, что раньше было независимым двигателем, превращается в модуль. EcoMotors намерена установить между ними муфту с электронным управлением. Мол, при малой нагрузке будет работать только один модуль, а при большой нагрузке подключится второй модуль. А так как ОПОС хорошо сбалансирован, все силы, действующие здесь, компенсируют друг друга, а мотор имеет минимум вибраций, то активация «спящей» половины в любой момент времени будет проходить гладко.
Идея аналогична известному вырезу цилиндра в больших V-образных двигателях. Но пока в этом случае холостые поршни еще продолжают двигаться вверх-вниз, здесь половина двигателя останавливается полностью, а вторая продолжает работать в благоприятном режиме. Кроме того, инженеры предлагают несколько снизить максимальную мощность каждого модуля в такой бинарной схеме — до 240 л.с. (480 будет развивать вся установка). По соотношению мощности и веса это все равно будет очень достойный двигатель, и удастся добиться максимальной экономии топлива (те же 45%) и соответствия самым строгим нормам по токсичности выхлопа, говорят разработчики.
На данный момент OPOC является сырой системой, и ее разработчики в основном дают обещания. Но они настроены оптимистично и начали продлевать линию. На чертежах уже изображен двухцилиндровый двигатель ЕМ65 мощностью 75 л.с., который немного меньше по габаритам и весу, чем ЕМ100. Кстати, его хотят сделать бензиновым. Сфера применения ЕМ65 вполне очевидна: легкие грузовики и легковые автомобили, в том числе гибриды.
Некоторым залогом, но не абсолютным залогом успеха экзотического двигателя внутреннего сгорания является репутация его главного конструктора: Петр отдал Volkswagen 20 лет жизни. И, кстати, неудивительно, что его нынешние работы перекликаются с проектами Порше, стоявшими у истоков знаменитого немецкого бренда.
Это перевод. Вы можете прочитать оригинал здесь: https://www.drive.ru/technic/4efb337600f11713001e5522.html
Билл Гейтс поддерживает новый двигатель OPOC EcoMotors, инвестировав 23,5 миллиона долларов
Викнеш Виджаентиран
Посмотреть галерею
Викнеш Виджаентиран
Схема двигателя EcoMotors OPOC
На протяжении всей истории двигателей внутреннего сгорания множество ученых, изобретателей и предпринимателей выкрикивали заявления о революционно новых конструкциях двигателей, обещающих большую эффективность, большую мощность, меньшие выбросы и более низкие производственные и эксплуатационные расходы.
Однако по сей день мы еще не видели ничего, что могло бы заменить существующую конструкцию четырехтактного двигателя, используемую в настоящее время в большинстве автомобилей (не считая нового поколения гибридов и полностью электрических двигателей). Большинство этих «альтернативных» проектов обычно исчезают так же быстро, как и появляются, но одна компания, собственная американская EcoMotors International, привлекла внимание после объявления о том, что она получила 23,5 миллиона долларов в виде финансирования от основателя Microsoft Билла Гейтса и инвестора Винода Хосла.
Финансирование будет использовано для дальнейшей разработки новой конструкции двигателя под названием «оппозитный цилиндр с оппозитным поршнем» или сокращенно OPOC. По данным EcoMotors, базирующейся в пригороде Детройта, новые двигатели OPOC содержат на 50 процентов меньше деталей, чем обычные двигатели, а также на 50 процентов более экономичны. Всем известно, что много энергии в двигателях внутреннего сгорания тратится впустую из-за потерь на трение, и уменьшение количества деталей на 50 процентов должно иметь большое значение для решения этой проблемы.
Но это только часть истории — двигатель OPOC также имеет двухтактную конструкцию. Преимущество здесь в том, что двухтактный двигатель выдает импульс мощности при каждом обороте коленчатого вала, в отличие от четырехтактного двигателя, в котором каждый цилиндр запускает каждый второй оборот.
Предыдущие двухтактные модели были быстро изгнаны, так как стандарты выбросов стали ужесточаться. Конструкция такова, что несгоревшее топливо и смазочные масла выбрасываются через выхлоп, что приводит к значительному увеличению выбросов. Тем не менее, EcoMotors считает, что ее конструкция справилась с этой задачей.
Его двигатель также производит один рабочий такт за оборот кривошипа на цилиндр. Он состоит из двух противоположных цилиндров на модуль с коленчатым валом между ними, и каждый цилиндр имеет два поршня, движущихся в противоположных направлениях. Эта инновационная конфигурация конструкции исключает компоненты головки блока цилиндров и клапанного механизма обычных двигателей, предлагая эффективную, компактную и простую структуру ядра двигателя.
Дизайн также позволяет связать несколько модулей для более мощных приложений.
В настоящее время компания работает над шестым поколением конструкции двигателя OPOC и в конечном итоге надеется увидеть его коммерциализацию для использования в легковых автомобилях, легких грузовиках, грузовых автомобилях, аэрокосмической, морской, сельскохозяйственной технике, вспомогательных силовых установках, генераторах и т. д. — по сути, везде, где в настоящее время используется традиционная газовая или дизельная энергия.
Интересно, что конструкция двигателя OPOC была разработана Петером Хофбауэром, бывшим инженером по силовым агрегатам Volkswagen, который разработал первый высокоскоростной дизельный двигатель немецкого автопроизводителя. Кроме того, генеральный директор EcoMotors Дон Ранкл — бывший сотрудник General Motors и один из ключевых людей, стоящих за полностью электрическим автомобилем EV1.
[ЭкоМоторс]
Метки:
Билл Гейтс
ЭкоМоторс
Новости
двигатель OPOC
двухтактный
Пожертвовать:
- Отправить нам чаевые
- Связаться с редактором
Обзор: 2023 BMW i7 EV кроватки 7-Series газа, оказывается шокирующе хорошим
John Voelcker
Обзор Nissan Ariya, электрогрузовик Ram, пикап с двигателем Leaf, электромобили GM Ultium: неделя в обратном направлении
Какая сеть ресторанов быстрого питания получает быструю зарядку в 100 точках? Производство Tesla Cybertruck снова откладывается? Это наш взгляд на Неделю наоборот — прямо здесь, в Green Car Reports — за неделю, закончившуюся 4 ноября 2022 года. В обзоре Nissan Ariya 2023 года мы…
Внедорожник Lucid Gravity, платформы Fisker, бренд электромобилей Саудовской Аравии: Today’s Car News
Саудовская Аравия получает собственный бренд электромобилей с помощью Foxconn и BMW. Fisker присматривается к своим платформам и возможности продажи квот на выбросы. И Lucid Air Pure скоро будет полностью детализирован — с новостями о внедорожнике Gravity. Это и многое другое здесь, в Green Car…
Бенгт Халворсон
Саудовская Аравия совместно с Foxconn запускает бренд электромобилей с использованием компонентов BMW
Одна из самых богатых нефтью стран мира стоит за брендом Ceer, стремясь продавать электромобили в Саудовской Аравии и других странах Ближнего Востока и Северной Африки.
Стивен Эдельштейн
Fisker планирует совместно использовать платформы для электромобилей, продавать квоты на выбросы
План Fisker по совместному использованию своей платформы может бросить вызов подходу «актив-легкий», который компания применила к своим будущим электромобилям, которые были построены контрактными производителями и разработаны с помощью другие фирмы.
Стивен Эдельштейн
Обновление внедорожника Lucid Gravity должно состояться 15 ноября при запуске линейки Air.
Бенгт Халворсон
Обзор Nissan Ariya, Хронология твердотельных аккумуляторов Honda, биодизель на основе кофейной гущи: Today’s Car News
Бенгт Халворсон
Honda выбирает твердотельные технологии в одиночку. Кофейная гуща может дать вторую жизнь биодизелю. И мы берем американский Nissan Ariya на прогулку. Это и многое другое здесь, в Green Car Reports. В обзоре Nissan Ariya 2023 года мы обнаружили, что этот электрический кроссовер — лучший новый Nissan за последние годы — с необычайно просторным, удобным салоном, совершенно новым интерфейсом и системой помощи водителю нового поколения. Пока только передний привод, это не самый спортивный выбор в своем классе, но он самый вместительный. Хонда планирует построить экспериментальный автомобиль на твердотельной батарее.
..Обзор: 2023 Nissan Ariya представляет новый Leaf для бренда
Ariya — самый впечатляющий новый автомобиль Nissan за последние годы, электрический или нет, а его внутреннее пространство поднимает планку для электрических кроссоверов по этой цене.
Роберт Даффер
Кофейная гуща может помочь в производстве биодизеля вместо ископаемого топлива
Исследователи обнаружили, что водоросли, питающиеся кофе, производят «улучшенное биодизельное топливо с минимальными выбросами и хорошей производительностью двигателя». И это может быть легче коммерциализировать, чем некоторые другие способы производства сырья.
Стивен Эдельштейн
Помимо проектов GM и Sony EV, Honda в одиночку занимается твердотельными технологиями
Honda намерена установить свои первые твердотельные элементы в автомобилях уже в этом десятилетии, но какое решение позволит ей добиться успеха самостоятельно?
Стивен Эдельштейн
..