Автомобили с нестандартными двигателями

Необычные двигатели

Конкуренция на рынке двигателей в мире огромна. Чтобы привлечь внимание потенциальных покупателей, инженеры пытаются уже больше века постоянно придумывать самые необычные решения, пытаясь превзойти соперников. Но есть и те, кто занимается исследованиями просто ради развлечения, создавая порой странные конструкции.

Нестандартные серийные двигатели

Ежегодно создаются десятки новых моделей автомобильных «сердец». Но нестандартность — не единственное, что интересует производителей. Важно, чтобы товар мог обеспечить конкурентное преимущество. Поэтому далеко не все удивительные двигатели были сделаны больше 1 раза. И все же, некоторые из них задержались на рынке десятки лет.

Gobron-Brillié Opposed Piston

Двигатель производился с 1898 по 1922 годы и был одним из первых, установленных на гоночные автомобили. Его особенность в том, что поршни устанавливались друг напротив друга, создавая общую камеру сгорания. Серийно выпускались модели с разным количеством поршней: от 2 до 6 и максимальным объемом в 11,4 литра.

Эксклюзивная 13,5-литровая версия дала возможность Луи Риголи стать первым сумасшедшим гонщиком, разогнавшимся аж до 160 км/ч.

Knight Sleeve Valve

В начале 20 века Чарльз Найт Йельский заметил, что классические тарельчатые клапаны были очень уж неэффективными и постоянно западали. Он решил изменить конструкцию, создав клапаны, названные впоследствии «золотниковыми». Для эффективной работы, специальная скользящая муфта двигалась вокруг поршня, периодически открывая выпускные отверстия.

У инженера все получилось. В 1903 году он создал прототип и запатентовал его через 5 лет. Двигатель необычной конструкции получил широкую популярность и устанавливался на автомобили Mercedes-Benz, Peugeot и других ведущих производителей вплоть до 1933 года. К тому времени стандартная клапанная система получила новый толчок к развитию и обогнала разработку Найта.

Mazda/NSU Wankel Rotary

В 1958 немецкий инженер-любитель по Имени Феликс предложил совершенно необычную конструкцию для двигателя внутреннего сгорания. В ней треугольный поршень вращался внутри овального цилиндра. Самое странное, что двигатель оказался достаточно мощным, а конструкция — эффективной. Единственной сложностью была необходимость невероятно точной балансировки и подгонки всех деталей, но немцев это не остановило.

Была и другая проблема — слишком высокий расход топлива. С ней боролись вплоть до 2012 года, постоянно модифицируя систему. Но после выпуска спорткара Mazda RX-8 решили все же отказаться от дальнейших попыток довести ее до совершенства.

Cizeta-Moroder/Cizeta V16T

Необычный 16-цилиндровый двигатель был установлен на суперкаре Cizeta. Из-за малой популярности с 1991 по 1995 годы было выпущено всего 20 автомобилей с таким «сердцем». Но несмотря на печальную судьбу, необычный мотор достоен упоминания:

1. Несмотря на заявленную 16-цилиндровость, двигатель на проверку оказался спаренными 8-цилиндровыми, объединенными блоком и центральным ГРМ.
2. Он нестандартно расположен. Находится мотор сзади, так еще и повернут не вдоль, а поперек автомобиля.

Несмотря на то, что в свое время двигатель оказался одним из наиболее разрекламированных, это не спасло его от провала.

Bugatti Veyron W-16

Один из мощнейших и наиболее знаменитых автомобилей современности, суперкар Bugatti 2005 года выпуска оснащен 8-литровым двигателем, более, чем на 1000 лошадиных сил. Для обеспечения таких показателей был создан уникальный 64-клапанный W-образный мотор с 4 турбонагнетателями.

Пальма первенства по мощности среди серийных легковых автомобилей на данный момент принадлежит шведскому Koenigsegg Regera мощностью в 1790 лошадиных сил.

Производитель утверждает, что машина гарантировано служит весь заявленный срок без поломок. Но фактически оказалось, что содержание авто не по карману большинству богачей мира. Даже без ДТП и технических проблем сервисное обслуживание обходится минимум в 300000 $ в год.

Самые большие двигатели

Автомобили — не единственные технические средства в мире, которые нуждаются в посоянном обновлении. Необычные двигатели постоянно разрабатываются для многих сфер деятельности. Но начать лучше, все-таки, с привычных 4-колесных автомобилей.

Fiat Blitzen Benz

Гоночный болид 1911 года оснащался двигателем объемом 28,2 литра, чтобы обеспечить мощность в 300 лошадиных сил. Было собрано всего 2 таких автомобиля. Один был выкуплен русским князем Сухановым, но после Революции попал в Австралию, где благополучно разбился без возможности восстановления. Другой концерн Фиат оставил себе, в 1920 году заменив двигатель на более совершенную конструкцию.

Convair B-36

Для этого бомбардировщика был разработан самый мощный поршневой авиационный 36-цилиндровый двигатель в мире. При небольших размерах (3 м в высоту и 1,5 м в поперечнике) и весе в 2,7 т. он способен выдавать мощность в 5000 лошадиных сил. Но особо популярным мотор не стал и остался штучной уникальной моделью.

Union Pacific Railroad

В годы Второй мировой войны был создан самый большой и мощный паровой двигатель Big Boy с силой тяги в 15290 нм. Но прослужил он недолго. В 1959 году паровозы окончательно оказались вытесненными дизельным железнодорожным транспортом.

Чтобы не терять первое место, в 1955 году та же компания Union Pacific создала локомотив мощностью 8500 лошадиных сил. Он весил 410 т. и был снабжен баком на 9500 л. До сих пор этот рекорд еще не был побит.

Wärtsilä-Sulzer RTA96

Крупнейший в мире серийный двигатель производится для морских судов. Его длина составляет почти 27 м, а высота — 13,5 м. Машина весит 2,3 млн килограмм. Затратив 13 тыс. литров мазута в час можно получить невероятную мощность 107 тыс. лошадиных сил.

1750 MWe ARABELLE

Это крупнейший генератор в мире. Каждая его турбина весит 120 тонн. Благодаря пару двигатель способен выдавать мощность почти в 2,35 млн лошадиных сил. Но для установки такой необычной конструкции понадобилась целая атомная станция во Франции.

SaturnV

Общепризнанный король двигателей. Только с его помощью оказалось возможным отправиться на Луну. Хоть высота самого агрегата чуть меньше 6 м, в ракетоносителе она составила 110, 65 м (примерно с 40-этажный дом). Чтобы поднять 130 т. космического корабля на орбиту потребовалась мощность в 190 млн лошадиных сил. Для сравнения затраченной энергии оказалось бы достаточно почти для 1000 кругосветных путешествий на обычном автомобиле.

Альтернативные двигатели

Зная об ограниченности запасов нефти и вреде выхлопных газов для окружающей среды, многие инженеры пытаются своими руками построить необычный двигатель, который изменит мир к лучшему. Или сможет использоваться после энергетического апокалипсиса.

В Бразилии, к примеру, нашли другой путь. Там растет дизельное дерево, чей сок можно без дополнительной обработки заливать в бак. Но из-за медленной скорости его выработки биодизель не обрел популярности.

Naturmobil

Если задуматься, то раз мощность двигателя измеряется в лошадиных силах, то надо заставить лошадь его и передвигать. Примерно так считал разработчик Naturmobil. Он установил в кузове беговую дорожку и запустил коня. Единственное животное оказалось способно разогнать транспорт до 80 км/ч, если его уговорить бежать и вовремя успокаивать.

Volkswagen Golf на масле

В попытках сэкономить немцы также решили отказаться от дизельного топлива и бензина. За неимением лучших вариантов они залили в свой старенький Volkswagen Golf обычное подсолнечное масло. Конечно, без подогрева двигатель на необычном топливе не заведется уже при +10 о С. Да и динамические характеристики авто упали. Зато даже без модификаций оказалось, что дизель может работать и от дешевого масла, а эксперимент успешно повторяется по всему миру.

Volkswagen Scirocco на кофе

Мартин Бэкон искренне верит, что раз кружечка горячего кофе способна ежедневно заставлять его встать с постели и начать двигаться, то и автомобиль она тоже сдвинет с места. Чтобы воплотить такую идею, пришлось вначале переработать бензиновый двигатель Ford F-150. когда он начал потреблять водород, пришло время эксперимента.

Пересев на аналогично модифицированный Volkswagen Scirocco, британец подсоединил чан с кипящим кофе к двигателю и смог проехать почти 350 км без дозаправок.

Бумажный V-8

Титул самого экологически чистого двигателя можно смело присуждать необычной модели Алексея Жолнера. Умелец из Беларуси смог полностью воссоздать и заснять на видео работу 8-цилиндрового моторчика, выполненного из бумаги. Детали закреплены клеем. Роль топлива может выполнять ручной привод или сжатый воздух. Вместо масла скольжение поршней обеспечивает слой скотча.

К сожалению, рабочая модель слишком мала и вряд ли сможет быть эффективно использована. Но можно смело утверждать, что это один из уникальных двигателей в мире.

Источник статьи: http://qwizz.ru/%D0%BD%D0%B5%D0%BE%D0%B1%D1%8B%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B5-%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%B8/

Изучаем странные двигатели, застрявшие на обочине прогресса

Авторы необычных моторов, как правило, сулят революцию. Однако даже когда у крупных компаний есть возможность начать с чистого листа, они отчего-то ставят на конвейер классические поршневые ДВС. Один из последних примеров — семейство двигателей Ingenium компании JLR.

Двигатели Ванкеля, Стирлинга, разного рода газотурбинные установки так и не стали автомобильным мейнстримом. Ряд известных компаний (от Мазды до GM, от Мерседеса до Volvo) работали над ними десятки лет, упорствовали маленькие фирмы и отдельные изобретатели. Увы, в конце концов выяснялось, что подводных камней в той или иной конструкции намного больше, чем казалось вначале. Но это не значит, что развитие альтернативных агрегатов невозможно. Энтузиасты перебирают идею за идеей, и мне как инженеру-двигателисту интересно поделиться с вами рядом экзотических схем.

Некоторые создатели перспективных двигателей решили, что комбинация из цилиндра, поршня, шатуна и коленвала отлично себя зарекомендовала более чем за столетие и, чтобы улучшить параметры ДВС, не надо изобретать её заново — достаточно лишь подправить кое-какие аспекты. Поэтому первый в нашем обзоре — мотор американской компании Scuderi Group, который имеет классические такты впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска, но происходят они не в одном и том же цилиндре, а в разных. Так называемый холодный цилиндр отвечает за впуск и сжатие, а второй, горячий — за рабочий ход и выпуск.

Пока в рабочем цилиндре идёт расширение газов, в холодном, компрессорном, — такт впуска. В рабочем — выпуск, в холодном — сжатие. В конце такта сжатия поршни приближаются к своим верхним мёртвым точкам, смесь через перепускной канал перебрасывается из холодного цилиндра в горячий и поджигается. Такой разделённый цикл (в принципе — тот же цикл Отто, пусть и модифицированный) американцы придумали в 2006 году, а в 2009-м построили опытный Scuderi Split Cycle Engine. У компрессорного и рабочего цилиндров могут быть разные диаметры и ходы поршней, что даёт гибко настраивать параметры — получается аналог цикла Миллера с дополнительным расширением газов.

Источник статьи: http://www.drive.ru/technic/57769ed4ec05c4745f00009b.html

Инновационные автомобильные двигатели 2020: ТОП-6

Описание и обзор наиболее интересных разработок инновационных двигателей: топ-6 моделей, технические подробности. Видео про необычные двигатели.

Содержание статьи:

• Инновационные автомобильные моторы
• Видео про необычные двигатели

Современные двигатели из года в год становятся всё более технологичными и в то же время всё более ненадежными. Производители пытаются и сохранить мощность, и снизить «прожорливость», и соответствовать экологическим нормам, что нередко вредит эффективности конструкции.

О самых инновационных разработках в сфере двигателестроения – в нашем обзоре.

Инновационные автомобильные моторы

1. Skyactiv-G

Новая разработка от Mazda состоит в снижении температуры цикла для увеличения уровня сжатия бензинового мотора. С этой целью инженеры компании изменили выпускную систему, использовав схему 4-2-1, при которой выхлопные газы поочередно направляются в воздух. Таким образом, за счет снижения попадающих в цилиндры газов улучшается их продувка и снижается температура горючей смеси.

Объем отработанных газов снижается ровно вполовину, тем самым повышая степень сжатия на 3 единицы. Одновременно система корректировки фаз на впускном и выпускном распредвалах улучшает газообмен, а цилиндры небольшого диаметра и увеличенный ход поршня способствуют более слабому нагреву камер сгорания.

Вся проделанная работа позволила повысить крутящий момент на низких оборотах, а уменьшение объема вредных выбросов и экономия топлива получена путем того, что модернизированный двигатель имеет сниженные на 15% обороты по сравнению с традиционными моторами.

В результате те водители, которые не готовы отказаться от классических ДВС, получают атмосферный 2-литровый двигатель, превосходящий экономичностью 1,4-литровый турбированный мотор.

2. Skyactiv-D

Поработали японские специалисты и над дизельным мотором, считая, что турбированные двигатели обладают слишком высоким давлением и температурой, мешающей топливу равномерно перемешаться с воздухом.

Такой механизм дает быстро осуществлять впрыск и воспламенение, повышая КПД двигателя, а заодно расширяет рабочий диапазон до 5200 об/мин.

Двигатель оснастили двумя последовательными турбокомпрессорами, выдающими 1,4 атм, а эффективный запуск даже при низких температурах обеспечивает система изменения фаз газораспределения. В процессе такта впуска выпускные клапаны открываются, направляя часть отработанных газов обратно в цилиндр и нагревая смесь.

Вес нового двигателя снизился на 10%, тогда как крутящий момент и экономичность лишь немного уступают предыдущему «хиту» Mazda MZR-CD 2.2.

3. Формула идеального мотора

Немецкие инженеры изучили такие параметры, как коэффициент полезного действия, тепловой баланс и механические потери, и вывели формулу идеального рабочего объема цилиндра, который равен 0,5 литра. При этом правильная камера сгорания должна иметь в центре форсунку непосредственного впрыска, а также 4 клапана и свечу. Двигатель с таким устройством будет гораздо проще конструировать – словно «из кубиков», по высказыванию специалистов BMW.

В 3-цилиндровом исполнении двигатель будет обладать одной турбиной, в 4-цилиндровом – двухпоточной, а в 6-цилиндровом – битурбированной. Едиными будут цепной привод распредвалов, газораспределительная система и ходы клапанов.

Кроме того, для одинаковых по объему турбированных бензиновых и дизельных двигателей допустимо будет применять одни и те же детали и агрегаты. То есть, автопроизводителю будет проще контролировать объемы производства в зависимости от потребительского спроса и изготавливать на единой производственной линии порядка четырех моделей одновременно.

4. Сколковские инновации

Не отстают от немецких коллег и ученые отечественного центра «Сколково», которые также сумели существенно повысить КПД двигателей внутреннего сгорания.

Все автопроизводители годами работают над тем, чтобы улучшить достаточно невысокий КПД классических двигателей. Они изменяют тягу, оснащают современными технологиями, становятся экономичными и экологичными. Теперь и российские инженеры разработали революционную технологию, достойную внедрения во всем мире.

Проект «Мотор» в данный момент не имеет мировых аналогов и позволяет более чем на 30% снизить потребление даже у наиболее экономичных двигателей.

Инженеры заменили кривошипно-шатунный механизм на уникальную запатентованную кинематическую схему по отбору мощности. Специальное устройство будет «гасить» инерционные силы, совершенствуя показатели любого ДВС, в том числе улучшает крутящий момент, вдвойне снижает частоту вращения, упрощает трансмиссионный узел.

Подобная тестовая схема показала отличные результаты и функциональность, поэтому не за горами новые, высокопроизводительные двигатели российского производства.

5. Скандинавские свободные клапаны

Дочерняя фирма шведского производителя Koenigseggпод названием FreeValve проводит интересные изыскания в области усовершенствования распредвала двигателя. Подход специалистов компании состоит в том, чтобы заменить привязку к конкретной, статической формуле гибкостью в ходе работы двигателя.

Гениальность скандинавской разработки заключается в отсутствии кардинальных изменений в конструкции силового агрегата при увеличении его мощности на 30% , экологичности – на 50 %, экономичности – на 20-50%.

Специалисты отметили, что двигателю не нужны распределительные валы, так как новые клапаны будут способны функционировать каждый по отдельности, не соединенные жестко с «соседями». Так и родилось название новой разработки — «свободные клапаны» или FreeValve.

Классический распредвал в силу конструктивных особенностей далеко не идеален, вызывая определенные проблемы: повышенный расход топлива от увеличения мощности или сниженный крутящий момент на высоких оборотах для улучшения пиковой мощности. Тогда как FreeValve заменил его клапанами, приводимыми в действие отдельным приводом, контролируемым электроникой.

Шведская технология делает двигатель максимально эффективным при разных режимах работы и на разных оборотах без риска провалов в процессе холостого хода, слабой динамики или усиленного расхода топлива.

Лишенная распредвала система затрачивает на 10% меньше энергии, которая обычно тратится на работу привода «головных» систем, преодоления трения. На выходе такой двигатель получается дешевле аналогичного дизельного агрегата, имея более высокую эффективность, меньший расход топлива и улучшенные показатели крутящего момента.

Наконец, специалисты шведской компании предусмотрели вариант аварийной работы силового агрегата, во время которого даже при работе лишь четверти приводов клапанов водитель сможет продолжить движение и добраться до техцентра.

6. На благо экологии

В силу экологических требований Евро-7 все автопроизводители бьются над задачей разработки двигателей одновременно мощных и имеющих соответствующий уровень выбросов. Не избежала этой участи и легендарная компания Ferrari, исследователи которой уже направили в Американское Бюро по патентам и товарным знакам сразу два эскиза новой технологии впрыска топливо-воздушной смеси.

Одна из них предполагает впрыск малой доли топлива перед свечой зажигания сразу перед ее включением, чтобы таким путем улучшить продувку камеры сгорания и повысить температуру топливо-воздушной смеси. В таком случае двигатель прогреется в разы быстрее и станет менее токсичен для окружающей среды.

Другой разработкой является дополнительная компактная камера сгорания, помещенная над центром основной камеры сгорания, отделенная от нее перегородкой и имеющая собственную свечу зажигания. Задача подобной конструкции аналогичная – снизить уровень выброса токсичных веществ и повысить топливную эффективность.

Конструкция современных двигателей мало отличается от «отцов-основателей», имея те же коленвалы, поршни, цилиндры и прочие элементы. Поэтому основные новшества касаются модернизации этих узлов, оснащении их электронным управлением, замены материалов изготовления на более лучшие и надежные.

Создание же по-настоящему нового силового агрегата – процесс длительный. Поэтому при частой смене модельных рядов новые двигатели они преимущественно получают от предыдущих «собратьев».

Видео про необычные двигатели:

Источник статьи: http://fastmb.ru/autonews/autonews_mir/4339-innovacionnye-avtomobilnye-dvigateli-2020-top-6.html