Миллиардер Билл Гейтс жана Khosla Ventures компаниясы каршы поршендүү кыймылдаткычтарды иштеп чыгуучу EcoMotors компаниясына миллиондогон доллар инвестиция салууга чечим кабыл алганда, автомобиль дүйнөсүнүн көңүлү буга бурулду. Каршы поршендүү кыймылдаткычтардын узак жана бай тарыхы бар, бирок алар жол транспортунда дээрлик кездешпей калган. EcoMotors бул назардан четте калган технологияга жаңы көз карашты сунуш кылуу аркылуу муну өзгөртүүгө аракет кылды.
OPOC Кыймылдаткычы Деген Эмне?
EcoMotors өзүнүн кыймылдаткычын OPOC деп атады — бул Opposed Piston Opposed Cylinder (Каршы Поршен Каршы Цилиндр) деген сөз айкашынын аббревиатурасы. Конструкцияда эки цилиндр бар, алардын ар биринде бири-бирине каршы туруучу эки поршен жайгашкан. OPOC архитектурасы бензин кыймылдаткычтары менен (анын ичинде спиртте иштеген варианттары менен да) шайкеш келгенине карабастан, EcoMotors негизинен дизель тиркемелерине көңүл бурган.
OPOC Кыймылдаткычы Кандайча Иштейт
OPOC кыймылдаткычы эки тактылуу цикл боюнча иштейт, башкача айтканда, ар бир цилиндрдеги каршы поршендер бир коленвал айланымында бир жолу жумушчу такт аткарат. Поршендер өлү чекиттерине жылган сайын, алар цилиндр дубалдарындагы каналдарды ачат — бир поршен кириш каналын, экинчиси чыгаруу каналын башкарат. Каналдардын иштөө убактысы кылдат баскычталган, ошондуктан чыгаруу каналы кириш каналына салыштырмалуу бир аз эртерээк ачылат жана эртерээк жабылат — бул натыйжалуу газ алмашуу үчүн зарыл шарт.
Цилиндр башчаларын, клапандарды жана аларга байланыштуу жабдыктарды алып салуу олуттуу жетишкендиктерге алып келди. EcoMotors маалыматы боюнча, бирдей кубаттуулуктагы адаттагы дизель кыймылдаткычы менен салыштырганда, OPOC төмөнкүлөрдү камсыз кылат:
- Үйкөлүш жоготууларын 50% кыскартуу
- Майды керектөөнү 50% азайтуу
- Жалпы компоненттер санын 50% кыскартуу
- Салмакты 30–50% азайтуу
- Кыймылдаткыч бөлмөсүндөгү орунду 2–4 эсе кыскартуу
Негизги Инновация: Бир Борбордук Коленвал
OPOC’ту мурунку каршы поршендүү конструкциялардан айырмалаган нерсе — бир борбордук коленвалдын колдонулушу. Мурунку версияларда эки коленвал талап кылынган — кыймылдаткычтын ар бир учунда бирден — бул аларды кыйла чоңураак жана оорураак кылган. Ошол ооруулук мурунку конструкцияларды дизель локомотивтери жана кемелер менен гана чектеген. Баарын бир борбордук коленвалдын айланасында топтоштуруу менен EcoMotors каршы поршендүү форматты автоунаалардын кыйла кеңири спектри үчүн жарактуу кылды.
Электрдик Турбокомпрессор: Эки Тактылуу Продувка Маселесин Чечүү
Бардык эки тактылуу кыймылдаткычтар сыяктуу, OPOC да каналдар ачык болгон кезде цилиндрлерди тазалоо үчүн тышкы түзүлүштү талап кылат. EcoMotors бул милдетти турбокомпрессорго жүктөдү — бирок бул ачык бир маселени жаратат: турбокомпрессор иштетилгенде чыгаруу газдары басымды жасаганга чейин пайдасыз болуп калат.
Чечими — турбокомпрессор огуна орнотулган интегрирленген электр кыймылдаткычы. Бул такыр жаңы идея эмес, бирок EcoMotors аны өндүрүшкө багытталган конструкцияга биринчи болуп алып келгендердин бири. Ал кандайча иштейт:
- Иштетилгенде: Электр кыймылдаткычы борттогу батарея пакетинен ток алып, кыймылдаткыч жумушчу ылдамдыкка жеткенге чейин турбокомпрессорду айлантып, цилиндрлерди продувкалоону камсыз кылат.
- Крейсердик режимде: Электр кыймылдаткычы өчөт жана турбокомпрессор кадимки режимде иштейт.
- Жогорку жүктөмдө: Чыгаруу газдарынын агымы күчтүү болгондо, электр кыймылдаткычы ролун которуп, генератор катары иштейт, энергияны кайтарып алып, батареяны кайра зарядтайт.
Аткаруу Мүмкүнчүлүктөрү жана Теориялык Артыкчылыктары
OPOC’тун эки тактылуу архитектурасы теориялык жактан окшош төрт тактылуу кыймылдаткычка салыштырмалуу кубаттуулуктун жылжыткыч көлөмүнө катышын эки эсе жогорулатуу жөндөмүнө ээ — бирок бул чоку практикада дагы эле жеткилген эмес. Дагы бир механикалык артыкчылык поршен жүрүшүнөн келип чыгат: эки каршы поршен жүрүш аралыгын бөлүшкөндүктөн, ар бир поршен бирдей кыймылдаткыч ылдамдыгында адаттагы поршенге салыштырмалуу жарым жол гана жүрүшү керек. Бул түздөн-түз поршен ылдамдыгынын төмөндөшүнө жана үйкөлүш жоготууларынын кыскарышына алып келет.
EcoMotors ошондой эле OPOC’тун жану камерасынын геометриясы цилиндрлерди өтө натыйжалуу продувкалоого мүмкүндүк берерин, ошол аркылуу эки тактылуу циклдин эффективдүүлүгүн андан ары арттырарын билдирет.
Питер Хофбауэр: Кыймылдаткычтын Артындагы Инженер
OPOC’тун зирекдигинин чоң бөлүгү EcoMotors компаниясынын негиздөөчүсү, башкарма төрагасы жана башкы техника директору Питер Хофбауэрге тиешелүү. Хофбауэр Фольксвагенде жыйырма жылдан ашык убакыт бою перспективалуу кыймылдаткыч иштеп чыгуусуна жетекчилик кылган, анын ичинде VR6 — VW компаниясынын компакттуу 15 градустуу тар бурчтуу V6 кыймылдаткычы — сыяктуу инновацияларга жооптуу болгон. Ал 2008-жылы EcoMotors компаниясын негиздегенге чейин бир нече жыл мурун OPOC конструкциясын концептуалдаштыра баштаган жана анын тажрыйбасы долбоорго олуттуу ишенимдүүлүк берет.
Реалдуу Мүнөздөмөлөр: EM100 Модели
EcoMotors компаниясынын флагмандык дизель прототиби EM100 шасси динамометринде 500 сааттан ашык иштеп, негизги конструкциянын каралгандай иштей турганын тастыктады. Бирок, билдирилген аткаруу көрсөткүчтөрүнө келгенде, сүрөт татаалыраак болуп чыгат. Максималдуу чыгыш параметрлеринде EM100 эмиссия контролу иштетилбеген учурда гана кубаттуулук жана момент максаттарына жетет. Ошол конфигурацияда EcoMotors аны негизинен аскердик тиркемелерге сунуш кылат, мында кубаттуулуктун салмакка катышы чыгаруу газдарынын ченемдерин аткаруудан маанилүүрөөк болот.
Жарандык жол унаалары үчүн EcoMotors бирдей кыймылдаткычтын башкача ырастоосун сунуш кылат, анын мүнөздөмөлөрү:
- Кубаттуулугу: 300 ат күчү
- Момент: 746 Н·м
- Отун эффективдүүлүгүн жакшыртуу: адаттагы дизелге салыштырмалуу ~15%
- Эмиссиялар: Бул конфигурацияда стандарттуу жол эрежелерине ылайык
15% сан 45–50% эффективдүүлүк жөнүндөгү башкы ырастоо менен салыштырганда сабырдуу сезилиши мүмкүн болсо да, инженерлер дайыма пайыздын бөлчөктөрү үчүн күрөшүп жаткан тармакта бул дагы эле олуттуу жетишкендикти билдирет.
Модулдук Дизайн: Эки Кыймылдаткыч, Бир Трансмиссия
OPOC архитектурасынын эң кызыктуу аспектилеринин бири — анын модулдук масштабдуулугу. EcoMotors электрондук башкарылуучу муфта аркылуу туташтырылган бир төрт цилиндрлүү трансмиссияга эки OPOC модулун жупташтырууну сунуштайт. Система мындайча иштейт:
- Аз жүктөмдө: Бир модуль гана иштейт, эң натыйжалуу диапазонунда жумуш аткарат.
- Жогорку жүктөмдө: Экинчи модуль электрондук муфта аркылуу үзгүлтүксүз иштетилет.
- Дирилдөө: OPOC өзүнчө жакшы тең салмактуу болгондуктан, уйкудагы модулдун кайра иштетилиши минималдуу ызы-чуу же дирилдөө жаратат.
Бул концептуалдык жактан чоң V-кыймылдаткычтарда цилиндрлерди деактивациялоого окшош — бирок маанилүү айырмасы бар. Адаттагы цилиндрлерди өчүрүү системаларында деактивацияланган поршендер жогору-ылдый кыймылдоону уланта берет, паразиттик тоскоолдук жаратат. OPOC модулдук орнотуусунда активдүү эмес модуль толук токтойт, бул жоготуну толугу менен жок кылат. Жупташтырылган конфигурацияда ар бир модуль 240 ат күчүнө баалуу, ошентип жалпы чыгыш 480 ат күчүн берет, ал эми отун эффективдүүлүгүн максималдуу 45% жакшыртуу жана катаал чыгаруу газдарынын эмиссиясы стандарттарын аткаруу камсыз кылынат деп билдирилет.
Кийинки Кадамдар: EM65 жана Өнүктүрүү Планы
EcoMotors EM100 үчүн кичирээк жолдошту да иштеп чыкты: EM65 — 75 ат күчүнүн эки цилиндрлүү бирдиги, флагмандык дизель моделине салыштырмалуу жеңилирек жана компакттуу. EM100 дан айырмаланып, EM65 бензин кыймылдаткычы катары пландалган, бул тиркемелердин кеңири спектрине эшик ачат:
- Жеңил жүк унаалары жана фургондор
- Жеңил автомобилдер
- Гибриддик электр унаалары
OPOC дагы эле өнүгүп жаткан технология, жана EcoMotors компаниясынын эң батыл ырастоолорунун көпчүлүгү реалдуу шарттарда дагы эле далилдениши керек. Ошого карабастан, анын башкы дизайнеринин беделинин салмагы — Фольксвагенге эки он жыл берген адамдын — долбоорго чыныгы ишенимдүүлүктү берет. Хофбауэрдин OPOC боюнча иши алгачкы Порше инженердик философиясын жаңырткандай сезилерин белгилей кетүү да жарайт — Фердинанд Порш өзүнүн Фольксваген брендин куруудагы негиздөөчүлүк ролун эске алганда, бул ылайыктуу параллелизм болуп эсептелет.
Бул которуу. Түпнуска текстти бул жерден окуй аласыз: https://www.drive.ru/technic/4efb337600f11713001e5522.html
Жарыяланган Жетинин айы 21, 2021 • 7m окуу үчүн
