როდესაც მილიარდერმა ბილ გეიტსმა და Khosla Ventures-მა გადაწყვიტეს მილიონების ინვესტიცია EcoMotors-ში — კომპანიაში, რომელიც საპირისპირო დგუშიანი ძრავების დიზაინს ამუშავებს — საავტომობილო სამყარომ ყურადღება გაამახვილა. საპირისპირო დგუშიან ძრავებს გრძელი და მდიდარი ისტორია აქვთ, თუმცა ისინი ძირითადად საგზაო ტრანსპორტიდან მოკლებული იყვნენ. EcoMotors-მა გადაწყვიტა ამ მდგომარეობის შეცვლა ამ უგულებელყოფილი ტექნოლოგიის ახალი ხედვით.
რა არის OPOC ძრავი?
EcoMotors-მა თავის ძრავს OPOC დაარქვა — Opposed Piston Opposed Cylinder-ის შემოკლება, ანუ საპირისპირო დგუშიანი საპირისპირო ცილინდრი. კონსტრუქციაში ორი ცილინდრია, რომელთაგან თითოეულში ერთმანეთისკენ მიმართული ორი დგუშია. მიუხედავად იმისა, რომ OPOC არქიტექტურა თავსებადია ბენზინის ძრავებთან (მათ შორის სპირტზე მომუშავე ვარიანტებთან), EcoMotors-მა ძირითადად დიზელის გამოყენებაზე გაამახვილა ყურადღება.
როგორ მუშაობს OPOC ძრავი
OPOC ძრავი მუშაობს ორტაქტიანი ციკლით, რაც ნიშნავს, რომ თითოეულ ცილინდრში საპირისპირო დგუშები სამუშაო დარტყმას ასრულებენ საკოლოს ერთი ბრუნის განმავლობაში. როდესაც დგუშები მკვდარ წერტილებისკენ მოძრაობენ, ისინი ხსნიან ცილინდრის კედლებში არსებულ პორტებს — ერთი დგუში მართავს შემოსასვლელს, მეორე კი გამოსასვლელს. პორტების დაყოვნება ფრთხილად არის განლაგებული: გამოსასვლელი პორტი ოდნავ ადრე იხსნება და ადრე იხურება, ვიდრე შემოსასვლელი — ეს გაზის ეფექტური გაცვლისთვის აუცილებელია.
ცილინდრის თავების, სარქველების და მათი სამოქმედო მოწყობილობის აღმოფხვრამ მნიშვნელოვანი სარგებელი მოიტანა. EcoMotors-ის განცხადებით, ექვივალენტური სიმძლავრის ჩვეულებრივ დიზელის ძრავასთან შედარებით, OPOC უზრუნველყოფს:
- ხახუნის დანაკარგების 50%-იანი შემცირება
- ზეთის მოხმარების 50%-იანი შემცირება
- კომპონენტების საერთო რაოდენობის 50%-იანი შემცირება
- წონის 30–50%-იანი შემცირება
- კაპოტის ქვეშ 2–4-ჯერ მცირე გაბარიტი
მთავარი სიახლე: ერთი ცენტრალური საკოლო
ის, რაც OPOC-ს ადრინდელი საპირისპირო დგუშიანი კონსტრუქციებისგან განასხვავებს, არის ერთი ცენტრალური საკოლოს გამოყენება. წინა ვარიანტებს ორი საკოლო სჭირდებოდა — ძრავის თითოეულ ბოლოში — რაც მათ მნიშვნელოვნად უფრო დიდს და მძიმეს ხდიდა. ეს სიმძიმე ძველ კონსტრუქციებს დიზელის ლოკომოტივებსა და გემებზე ზღუდავდა. ყველაფრის ერთ ცენტრალურ საკოლოზე კონსოლიდაციით EcoMotors-მა საპირისპირო დგუშიანი ფორმატი სატრანსპორტო საშუალებების გაცილებით ფართო სპექტრისთვის მისაღები გახადა.
ელექტრო ტურბოკომპრესორი: ორტაქტიანი სკავენჯინგის პრობლემის გადაჭრა
ყველა ორტაქტიანი ძრავის მსგავსად, OPOC-ს სჭირდება გარე მოწყობილობა ცილინდრების გასასუფთავებლად, როდესაც პორტები ღიაა. EcoMotors-მა ეს ფუნქცია ტურბოკომპრესორს მიანიჭა — თუმცა ეს აშკარა პრობლემას ბადებს: ტურბოკომპრესორი გამოუსადეგარია გაშვებისას, სანამ გამონაბოლქვი გაზები წნევას ააწევს.
გამოსავალია ტურბოკომპრესორის ლილვზე ინტეგრირებული ელექტროძრავი. ეს სრულიად ახალი კონცეფცია არ არის, მაგრამ EcoMotors პირველებს შორის იყო, ვინც ის წარმოება-ორიენტირებულ კონსტრუქციაში განახორციელა. აი, როგორ მუშაობს:
- გაშვებისას: ელექტროძრავი ბორტზე განთავსებული ბატარეის პაკეტიდან იკვებება ტურბოკომპრესორის დასატრიალებლად და ძრავის საოპერაციო სიჩქარეზე მისვლამდე ცილინდრების გასასუფთავებლად.
- კრუიზისას: ელექტროძრავი გამორთულია და ტურბოკომპრესორი ჩვეულებრივ მუშაობს.
- მაღალი დატვირთვისას: როდესაც გამონაბოლქვის ნაკადი ძლიერია, ელექტროძრავი გენერატორის როლს ირგებს, ენერგიას ბრუნავს და ბატარეას მუხტავს.
მუშაობის პოტენციალი და თეორიული უპირატესობები
OPOC-ის ორტაქტიანი არქიტექტურა თეორიულად შეუძლია უზრუნველყოს სიმძლავრისა და მოცულობის შეფარდების გაორმაგება შედარებულ ოთხტაქტიან ძრავასთან — თუმცა ეს ზღვარი პრაქტიკაში ჯერ მიღწეული არ არის. კიდევ ერთი მექანიკური უპირატესობა დგუშის გარბენიდან მომდინარეობს: ვინაიდან ორი საპირისპირო დგუში ინაწილებს გარბენის მანძილს, თითოეულ დგუშს სჭირდება მხოლოდ ნახევარი გზის გავლა ჩვეულებრივ დგუშთან შედარებით იმავე ძრავის სიჩქარეზე. ეს პირდაპირ ნაკლებ სისწრაფეში და ხახუნის დანაკარგების შემცირებაში გადაიყვანება.
EcoMotors ასევე ამტკიცებს, რომ OPOC-ის წვის კამერის გეომეტრია განსაკუთრებულად საფუძვლიანი ცილინდრის გაწმენდის საშუალებას იძლევა, რაც კიდევ უფრო ზრდის ორტაქტიანი ციკლის ეფექტურობას.
პეტერ ჰოფბაუერი: ძრავის შემქმნელი ინჟინერი
OPOC ბევრ თავის ინოვაციურობას პეტერ ჰოფბაუერს უნდა მადლობა, EcoMotors-ის დამფუძნებელს, თავმჯდომარეს და ტექნიკური დირექტორს. ჰოფბაუერი ორ ათეულ წელზე მეტ ხანს ხელმძღვანელობდა Volkswagen-ში გაძლიერებული ძრავების განვითარებას, სადაც პასუხისმგებელი იყო ინოვაციებზე, მათ შორის VR6-ზე — VW-ის კომპაქტური 15-გრადუსიანი ვიწრო კუთხის V6 ძრავა. OPOC-ის განლაგების კონცეპტუალიზება მან EcoMotors-ის 2008 წელს დაარსებამდე რამდენიმე წლით ადრე დაიწყო, და მისი გამოცდილება პროექტს მნიშვნელოვან სანდოობას ანიჭებს.
რეალური სპეციფიკაციები: EM100 მოდელი
EcoMotors-ის წამყვანმა დიზელის პროტოტიპმა, EM100-მა, შასის დინამომეტრზე 500 საათზე მეტი დააგროვა — საკმარისი იმის დასადასტურებლად, რომ ძირითადი კონსტრუქცია ისე მუშაობს, როგორც ეს ჩაფიქრებული იყო. თუმცა, განცხადებული მაჩვენებლების შემთხვევაში სურათი უფრო ნიუანსირებულია. მაქსიმალური გამომავალი პარამეტრებით, EM100 სიმძლავრისა და მომენტის სამიზნეებს მხოლოდ გამოფრქვევის კონტროლის გარეშე აღწევს. ამ კონფიგურაციაში EcoMotors ძირითადად სამხედრო გამოყენებისთვის სთავაზობს მას ბაზარს, სადაც სიმძლავრე-წონის შეფარდება გამოფრქვევის ნორმებთან შესაბამისობაზე უპირატეს პოზიციაშია.
სამოქალაქო საგზაო სატრანსპორტო საშუალებებისთვის EcoMotors გთავაზობს იმავე ძრავის განსხვავებულად გამართულ ვერსიას შემდეგი სპეციფიკაციებით:
- გამომავალი: 300 ც.ძ.
- მომენტი: 746 N·m
- საწვავის ეფექტურობის გაუმჯობესება: ~15% ჩვეულებრივ დიზელთან შედარებით
- გამოფრქვევა: ამ კონფიგურაციაში სტანდარტული საგზაო რეგულაციების შესაბამისი
მიუხედავად იმისა, რომ 15% სათაურის 45–50%-იანი ეფექტურობის მაჩვენებელთან შედარებით მოკრძალებულად გამოიყურება, ის მაინც არსებით მიღწევას წარმოადგენს დარგში, სადაც ინჟინრები პროცენტის მეათედებზე ებრძვიან.
მოდულური კონსტრუქცია: ორი ძრავი, ერთი სიმძლავრის მოდული
OPOC არქიტექტურის ყველაზე მიმზიდველ ასპექტებს შორისაა მისი მოდულური მასშტაბურობა. EcoMotors გთავაზობს ორი OPOC მოდულის შეწყობას ერთ ოთხცილინდრიანი სიმძლავრის მოდულში, ელექტრონულად მართვადი მუფტის საშუალებით. სისტემა ასე მუშაობს:
- დაბალი დატვირთვისას: მხოლოდ ერთი მოდული მუშაობს, ყველაზე ეფექტური რეჟიმით.
- მაღალი დატვირთვისას: მეორე მოდული ელექტრონული მუფტის მეშვეობით უნაკლოდ ჩაირთვება.
- ვიბრაცია: ვინაიდან OPOC თავისი ბუნებით კარგად დაბალანსებულია, მოუქმე მოდულის ხელახლა გამოყვანა მინიმალურ ხმაურსა და უხეშობას იწვევს.
ეს კონცეპტუალურად მსგავსია დიდ V-ძრავებში ცილინდრის გამორთვასთან — მაგრამ გადამწყვეტი განსხვავებით. ჩვეულებრივ ცილინდრის გამორთვის სისტემებში გამორთული დგუშები განაგრძობენ მოძრაობას ზევით-ქვევით, პარაზიტულ წინაღობას ქმნიან. OPOC-ის მოდულარული კონფიგურაციაში კი, არააქტიური მოდული სრულად ჩერდება, ამ დანაკარგს მთლიანად აუქმებს. წყვილ კონფიგურაციაში თითოეული მოდული 240 ც.ძ.-ზეა შეფასებული, რაც 480 ც.ძ. კომბინირებულ გამომავალს იძლევა, ამასთანავე განცხადებული მაქსიმალური 45%-იანი საწვავის ეფექტურობის გაუმჯობესებითა და მკაცრი გამოფრქვევის სტანდარტებთან შესაბამისობით.
შემდეგი ნაბიჯი: EM65 და გაფართოების გეგმები
EcoMotors-მა ასევე შეიმუშავა EM100-ის პატარა მოდელი: EM65, 75 ც.ძ. ორცილინდრიანი მოდელი, რომელიც წამყვანი დიზელის მოდელზე მსუბუქი და კომპაქტურია. EM100-ისგან განსხვავებით, EM65 ბენზინის ძრავად არის გეგმილი, რაც გამოყენების ფართო სპექტრს ხსნის:
- მსუბუქი სატვირთო მანქანები და ფურგონები
- სამგზავრო ავტომობილები
- ჰიბრიდული ელექტრომობილები
OPOC ჯერ კიდევ განვითარებადი ტექნოლოგიაა, და EcoMotors-ის ყველაზე გამბედავი განცხადებები ჯერ სიცოცხლეში გადამოწმებას ელოდება. ამის მიუხედავად, მთავარი დიზაინერის — კაცის, ვინც ორი ათეული წელი Volkswagen-ს მიუძღვნა — გამოცდილება მნიშვნელოვან სანდოობას ანიჭებს. ასევე აღსანიშნავია, რომ ჰოფბაუერის მუშაობა OPOC-ზე ასახავს ადრეული Porsche-ს საინჟინრო ფილოსოფიას, შესაფერისი ექო ფერდინანდ პორშეს Volkswagen-ის ბრენდის შექმნაში შეტანილი ფუნდამენტური წვლილის გათვალისწინებით.
ეს არის თარგმანი. ორიგინალი შეგიძლიათ წაიკითხოთ აქ: https://www.drive.ru/technic/4efb337600f11713001e5522.html
გამოქვეყნდა ოქტომბერი 21, 2021 • 6 წთ. საკითხავი
