Новый дизайн двигателя намного лучше для окружающей среды

Jun 21, 2023

Интересные и необычные концепции двигателей приходят и уходят, но одна из них, двигатель с оппозитными поршнями (OPE) от Achates Power, продолжает двигаться к производству.

В 2020 году Ricardo North America, американское подразделение британской инжиниринговой фирмы с вековой историей, заключило партнерство с Achates, чтобы помочь в реализации проекта.

Цель состоит в том, чтобы создать легкий, экономичный бензиновый двигатель мощностью 200 кВт, отвечающий строгим нормам США по выбросам, регулирующим легковые автомобили (LDV), которые поэтапно внедряются в период с 2017 по 2025 год.

Двигатель предназначен для использования в коммерческих автомобилях, таких как американские полноразмерные пикапы, обеспечивая производительность прожорливого двигателя без увеличения расхода топлива и выбросов. Он также в равной степени подходит для легковых автомобилей.

Последние новости заключаются в том, что Ricardo снизил вес двигателя второго поколения на целых 60% по сравнению с первым, а расход топлива на 20% лучше, чем у лучших на сегодняшний день полноразмерных пикапов. плюс крутящий момент, как у дизеля.

Такие двигатели не новы (например, дизельные двигатели Junkers Jumo OPE использовались в немецких самолетах во время Второй мировой войны), но они весьма радикальны по сравнению с обычными поршневыми двигателями, которые имеют поршни, совершающие возвратно-поступательное движение вверх и вниз по цилиндрам.

Вместо этого представьте себе оппозитный двигатель, такой как у Subaru или Porsche. Это известен как горизонтально-оппозитный двигатель, в котором поршни движутся внутрь и наружу в горизонтальной плоскости от центрального коленчатого вала, а головки цилиндров — снаружи, где и происходит сгорание.

Поверните это наоборот, с двумя коленчатыми валами на каждом конце двигателя вместо головок цилиндров и двумя поршнями в каждом отверстии, движущимися навстречу друг другу, и именно так работает OPE. Топливо и воздух подаются между поршнями, когда они почти встречаются в центре отверстия, образуя камеру сгорания в пространстве между ними. Когда смесь воспламеняется, «противоположные» поршни раздвигаются. Впуск и выпуск воздуха осуществляется в центре двигателя.

Двигатель Ахатеса — двухтактный, срабатывающий каждый раз при встрече поршней. Что делает его еще более продвинутым, так это то, что это бензиновый двигатель с воспламенением от сжатия. Это означает, что бензин воспламеняется не от искры, а от тепла сжатия плюс следов горячих выхлопных газов.

Отсутствие головок цилиндров и распределительных валов, а также меньшее количество отверстий означает, что трехцилиндровый двигатель легче и дешевле в производстве.

Он также преобразует большую часть энергии топлива в механическую энергию, а не теряет ее в виде тепла. Этот тепловой КПД дает ему преимущество перед другими технологиями поршневых двигателей.

Рабочая группа по водородным двигателям с оппозитным поршнем, одним из основателей которой является Achates Power, рассматривает возможность разработки версий с прямым впрыском и искровым зажиганием для чистого сжигания водорода с минимальным образованием NOx. Хотя это и не упоминается конкретно, вполне вероятно, что OPE также могут работать на синтетическом топливе.