Mesin-mesin Aneh sing Kecanthol ing Pinggiran Kemajuan

Mesin Wankel, mesin Stirling, lan macem-macem jinis unit tenaga turbo ora tau mlebu ing arus utama otomotif. Sawetara perusahaan kondhang — saka Mazda nganti GM, saka Mercedes nganti Volvo — nggarap mesin-mesin kasebut sajrone puluhan taun. Perusahaan cilik lan para penemu individu uga tetep nyoba. Nanging pranyata saben desain alternatif nduweni akeh jebakan sing ora dikira ing wiwitan. Iku ora ateges pangembangan unit tenaga sing ora konvensional mokal. Para penggemar terus nyorong ide-ide sing beda, lan ing kene kita njelajah sawetara konsep mesin sing paling eksotis sing tau dibangun.

Mesin Split-Cycle: Rong Silinder, Siji Power Stroke

Sawetara desainer mesin nyimpulake yen kombinasi klasik saka silinder, piston, connecting rod, lan crankshaft wis mbuktekake awake dhewe sajrone luwih saka satu abad — lan manawa nambah mesin pembakaran internal mung mbutuhake nambahi aspek tartamtu tinimbang ndandani saka awal. Conto kapisan ing dhaftar kita yaiku mesin sing dikembangake dening perusahaan Amerika Scuderi Group, sing njaga langkah intake, kompresi, tenaga, lan exhaust klasik — nanging mbagi nganti rong silinder sing kapisah:

• Silinder Adhem (kompresor) — nangani intake lan kompresi
• Silinder Panas (kerja) — nangani power stroke lan exhaust

Nalika gas ngembang ing silinder kerja, langkah intake kedadeyan ing silinder adhem, yaiku silinder kompresor. Nalika silinder kerja ngeculake gas, silinder kompresor ngompresi. Ing pungkasane langkah kompresi, loro-lorone piston nyedhaki dead center ndhuwur, campuran gas mlaku liwat saluran bypass saka silinder adhem menyang silinder panas lan dibakar. Split cycle iki — sejatine siklus Otto sing dimodifikasi — dipatenake ing taun 2006, lan ing taun 2009 Scuderi Group mbangun prototipe Scuderi Split Cycle Engine.

Silinder kompresor lan silinder kerja bisa nduweni diameter lan langkah piston sing beda-beda, saengga bisa ngatur paramèter mesin kanthi fleksibel — berfungsi minangka analog saka siklus Miller kanthi ekspansi gas tambahan. Tambahake cabang kanthi katup lan botol tekanan dhuwur menyang saluran antarane silinder, lan mesin kasebut bisa mulihake energi nalika ngerem lan nggunakaké nalika akselerasi. Nanging, sajrone sawetara taun, kegiatan Scuderi Group wis diwatesi ing prototipe lan penampilan pameran dagang. Kauntungan efisiensi ing donya nyata durung bisa mbenerake kerumitan desain sing cukup gedhe iki.

Perusahaan Kroasia Paut Motor uga nggunakake split working cycle. Desain sing dipisah kasebut narik kawigaten amarga sawetara alasan:

• Bagian sing obah luwih sithik tinimbang mesin konvensional
• Rugian gesekan sing luwih cendhek
• Suwara operasi sing luwih suwi
• Dimensi kompak: 500×440×440 mm kanthi kapasitas 7 liter
• Bobot kira-kira 135 kg — kira-kira setengah saka mesin tradisional kanthi kapasitas silinder sing padha

Ora anane oli ing crankcase mbutuhake tangki pelumasan eksternal, nanging para penemu nganggep iki minangka trade-off sing bisa ditampa. Sawetara prototipe wis dibangun, sanajan output tenaga pungkasan ora tau resmi ditemtokake. Prototipe pungkasan dirakit ing taun 2011, lan proyek iki wiwit macet.

Mesin Dua Langkah Bonner: Kerumitan Maksimal, Tujuan sing Ambisius

Mesin dua langkah Bonner (dijenengi miturut sponsore, Bonner Motor) diciptakake ing taun 2006 ing Amerika Serikat dening Walter Schmid lan nyorong kerumitan mekanis luwih adoh maneh. Kaya Paut Motor, silinder-silindere disusun ing konfigurasi-X, lan crankshaft nindakake gerak planet liwat sistem roda gigi. Fitur utama kalebu:

• Katup ing ngisor silinder lan katup spool sing muter ing badan motor kanggo distribusi gas
• Piston njaba sing bisa geser sithik ing tekanan oli kanggo menehi rasio kompresi variabel
• Rasio tenaga-terhadap-bobot sing dhuwur minangka target desain utama

Sacara teoritis, mesin Bonner katon menarik. Nanging ing praktike, ora ana warta sing signifikan saka proyek iki sajrone pirang-pirang taun — katon, proyek iki durung nyukupi pangarepan.

Mesin Aksial: Silinder Disusun Kaya Revolver

Para penemu liyane njaga siklus kerja mesin pembakaran internal nanging nggambar ulang tata letak fisik komponen-komponene. Mesin aksial, sing wis ana sajrone luwih saka satu abad, minangka conto utama. Mesin-mesin kasebut beda-beda ing detail nanging nduweni prinsip sing padha: silinder-silinder disusun kaya peluru ing drum revolver, koaksial karo poros output. Macem-macem mekanisme — kayata pin miring lan washer tirus — ngowahi gerakan bolak-balik piston dadi rotasi poros.

Proyek Duke Engines saka Selandia Baru minangka salah siji varietas sing penting: mesin aksial lima silinder, empat langkah kanthi kapasitas 3 liter. Dibandhingake karo mesin konvensional kanthi kapasitas sing padha, unit Duke nawakake:

• Bobot 19% luwih entheng
• Kemasan 36% luwih kompak
• Potensi aplikasi sing serbaguna ing sektor otomotif, kelautan, lan penerbangan

Janji-janji ambisius dibuat babagan adopsi sing nyebar — nanging impen kanggo naklukake donya tetep dadi impen.

Mesin RadMax dening perusahaan Kanada Reg Technologies njupuk konsep aksial luwih adoh maneh. Tinimbang silinder-silinder sing kapisah, rolas kompartemen dibentuk ing njero drum umum nggunakake bilah tipis. Piring-piring sing dipasang ing slot rotor obah ing sadawane nalika rotor muter, lan permukaan lengkung ing ujung drum nemtokake lintasan bilah lan ngontrol pertukaran gas. Karakteristik sing penting:

• Kompatibel karo macem-macem jinis bahan bakar, sanajan diesel minangka fokus awal
• Prototipe taun 2003 mung ukurane 152 mm ing diameter lan dawane nanging ngasilake 42 tenaga kuda — luwih akeh banget tinimbang mesin konvensional kanthi ukuran sing padha
• Prototipe sabanjure dilaporake entuk 127 hp lan 380 hp

Sanajan angka-angka sing njanjeni iki, kabeh kegiatan RadMax katon tetep ing tahap eksperimental.

Mesin Toroidal: Nalika Silinder Dadi Donat

Mesin VGT (Variable Geometry Toroidal Engine) saka perusahaan Kanada VGT Technologies sing wis bubar minangka kasus studi liyane babagan teori sing ngungkuli praktik. Pisanan diuji ing taun 2005, mesin iki ngganti silinder konvensional karo toroid — ruangan berbentuk donat — ing njero ndi rotor kanthi sepasang piston sing dipasang muter.

Disk distribusi tipis kanthi potongan kanggo piston muter ing sadawane toroid liwat belt drive, mbatesi campuran bahan bakar-udara nalika kompresi lan power stroke. Ing taun 2009, para wirausaha Amerika Gary Kelley lan Rick Ivas kanthi mandiri ngembangake mesin toroidal sing meh padha karo desain Kanada kasebut. Perkiraan dheweke nyaranake yen toroid berdiameter setengah meter bakal ngasilake:

• 230 tenaga kuda
• Kira-kira 1.000 N·m torsi
• Kabeh mung ing 1.050 rpm

Perusahaan dheweke, Garric Engines, saiki mung nampilake pesen ringkes ing situs webe: “Matur nuwun kanggo kapentingane panjenengan. Kaca kasebut bisa uga dianyari ing mangsa ngarep.”

Mesin Nutating: Cakram Muter Tinimbang Piston

Nasib sing rada luwih njanjeni bisa ngenteni mesin nutating sing diciptakake dening Leonard Meyer saka Amerika ing taun 2006 — paling ora sawetara salinan kerja wis dibangun. Jeneng kasebut asale saka basa Latin nutatio (angguk utawa goyang). Desain Meyer mbentuk patang ruang kerja kanthi volume variabel antarane badan motor lan cakram sing nutates (goyang) menyang kiwa lan tengen, berfungsi minangka piston. Cakram kasebut dipotong setengah ing sadawane diametere lan dimasukake menyang poros output berbentuk Z, kanthi saluran lan katup ing badan sing ngatur pertukaran gas.

Prototipe dibangun dening Baker Engineering lan perusahaan saudharane Kinetic BEI, kanthi asil sing apik:

• Cakram tunggal 102 mm: 7 hp
• Cakram ganda 203 mm: 120 hp
• Dimensi mesin rong cakram: dawane 500 mm, diameter 300 mm, kapasitas 3,8 liter
• Rasio tenaga-terhadap-bobot: 2,5–3 hp/kg vs. 1–2 hp/kg kanggo mesin naturally aspirated produksi massal

Output spesifik per liter kurang menarik, nanging kepadatan tenaga cukup penting. Baker lan Kinetic katon lagi nyempurnakake desain kasebut, sanajan kegiatan ing situs web dheweke tetep winates.

LiquidPiston: Mesin Wankel Dibalik

Konsep mesin rotary terus narik kawigaten para inovator, kaya-kaya ninggalake susunan piston-lan-silinder sing wis dikenal sacara otomatis njanjeni kinerja sing luwih apik. Nikolay Shkolnik, insinyur bekas Soviet sing pindah menyang Amerika Serikat, lan putrane Alexander ngembangake mesin sing meh kaya mesin Wankel sing dibalik. Rotor berbentuk kacang muter ing njero ruangan segitiga — geometri dhasar sing padha karo Wankel — nanging penting, sil-sile dipasang ing tembok ruangan tinimbang rotor.

Para Shkolnik ngedegake LiquidPiston kanggo ngembangake konsep kasebut, narik ko-pendanaan saka DARPA kanggo panggunaan potensial ing:

• Pesawat ringan lan drone
• Generator daya portabel
• Sistem penggerak kendaraan hibrida

Prototipe 23 cm³ wis entuk efisiensi termal 20% — iki menarik banget kanggo kelas kapasitas kasebut. Tim kasebut saiki nargetake prototipe diesel kanthi bobot kira-kira 13 kg lan ngasilake 40 hp, kanthi proyeksi efisiensi termal sing bakal munggah dadi 45%.

Mesin Piston Ayun: Dadi Kotak

Mesin pungkasan ing ulasan kita mbuktekake yen daya tarik unit sing rata lan kompak iku nyata — lan yen rotor dudu siji-sijine cara kanggo nggayuh iku. Mesin piston ayun Pivotal Engineering mung ngekotakake piston tradisional, nggawe silinder dadi persegi panjang ing tampak atas. Desain dua langkah iki wis ana sajrone sawetara taun, ing ngendi sawetara prototipe wis nggerakake motor lan pesawat.

Perusahaan iki utamane nargetake aplikasi penerbangan, lan desain kasebut nawakake sawetara kaunggulan nyata:

• Rasio output-terhadap-bobot lan output-terhadap-ukuran sing dhuwur
• Potensi induksi paksa sing apik, diaktifake dening saluran pendingin cair sing mlaku liwat poros tetap piston — prestasi sing angel ing arsitektur mesin konvensional
• Bentuk faktor rata, amarga rotor kotak bisa digawe tipis banget

Konsep Mesin Eksotis Liyane sing Penting Diketahui

Ana akeh desain mesin eksotis sing nggumunake ing njabane sing wis dibahas ing kene. Sawetara sebutan kehormatan:

• Mesin Wankel 12 rotor — njupuk konsep rotary Mazda menyang tingkat sing ekstrem
• Mesin sleeve-valve Knight — desain satu abad lawase sing sedhela saingan karo poppet valve
• Mesin opposed-piston — rong piston sing nuduhake silinder tunggal, tanpa kepala silinder
• Mesin rasio kompresi variabel — ngidini penyesuaian kompresi sacara real-time kanggo ngoptimalake efisiensi ing macem-macem kondisi beban
• Mesin lima langkah — nambahake silinder ekspansi khusus kanggo njupuk luwih akeh kerja saka gas pembakaran
• Mesin bilah rotary — ing ngendi komponen rotor obah kaya bilah gunting sing nyedhak lan adoh

Kenapa Mesin Alternatif Ora Entuk Produksi Massal?

Malah survei singkat babagan desain mesin pembakaran internal sing ora konvensional nuduhake pola sing nyata: puluhan ide cerdas, sithik banget kendaraan produksi. Hambatan sing asring muncul konsisten:

• Keausan sil — desain rotary asring gagal amarga degradasi sil apex sajrone wektu
• Beban mekanis bergantian — konsep bilah rotary ngalami kelelahan ing sambungan bilah-ke-poros
• Kerumitan manufaktur — geometri eksotis larang lan angel diproduksi ing skala gedhe
• Keandalan lan umur panjang — mesin sing ora konvensional jarang nyamai rekor daya tahan mesin piston tradisional sing wis disempurnakake sajrone 100+ taun

Alasan kapindho kenapa mesin alternatif berjuang yaiku teknologi mesin pembakaran internal konvensional ora mandheg berkembang. Mesin bensin terbaru sing nggunakake siklus Miller entuk efisiensi termal nganti 40% malah tanpa turbocharging — angka sing nggumunake, amarga umume mesin bensin mung entuk 20–30%, lan mesin diesel 30–40% (kanthi diesel laut gedhe entuk nganti 50%).

Sing paling penting, alternatif global kanggo mesin pembakaran internal wis teka: motor listrik lan unit daya sel bahan bakar. Yen para penemu ing balik keingintahuan eksotis iki ora ngatasi tantangan teknis dheweke kanthi enggal, bisa uga dheweke bakal nemokake yen pasar ora lagi ngenteni dheweke — kendaraan listrik wis nguwasani dalan.

Iki minangka terjemahan. Panjenengan bisa maca asline ing kene: https://www.drive.ru/technic/57769ed4ec05c4745f00009b.html