Magni Strani Mwaħħla fil-Marġni tal-Progress

Il-magna Wankel, il-magna Stirling, u tipi varji ta’ unitajiet ta’ enerġija turbo qatt ma daħlu fil-mainstream awtomotiv. Għadd ta’ kumpaniji magħrufa — minn Mazda sa GM, minn Mercedes sa Volvo — ħadmu fuqhom għal għexieren ta’ snin. Ditti żgħar u inventors individwali persevraw ukoll. Iżda rriżulta li kull disinn alternattiv kellu ħafna aktar diffikultajiet milli kien mistenni fil-bidu. Dan ma jfissirx li l-iżvilupp ta’ unitajiet ta’ qawwa mhux konvenzjonali huwa impossibbli. L-entużjasti jkomplu jimbuttaw ideat differenti ‘l quddiem, u hawn nesploraw xi wħud mill-aktar kunċetti eżotiċi ta’ magni li qatt inbnew.

Magni b’Ċiklu Maqsum: Żewġ Ċilindri, Kors Wieħed ta’ Qawwa

Xi disinaturi ta’ magni kkonkludew li l-kombinazzjoni klassika ta’ ċilindru, pistun, virga ta’ konnessjoni, u crankshaft ippruvat ruħha tul aktar minn seklu — u li t-titjib tal-magni ta’ kombustjoni interna jeħtieġ biss l-aġġustament ta’ ċerti aspetti aktar milli l-invenzjoni mill-ġdid. L-ewwel eżempju fuq il-lista tagħna huwa l-magna żviluppata mill-kumpanija Amerikana Scuderi Group, li żżomm il-korsa klassika ta’ dħul, kompressjoni, qawwa, u egżost — iżda taqsamhom fuq żewġ ċilindri separati:

• Ċilindru kiesaħ (kompressur) — jimmaniġġja d-dħul u l-kompressjoni
• Ċilindru sħun (tax-xogħol) — jimmaniġġja l-kors ta’ qawwa u l-egżost

Filwaqt li l-gass jespandi fiċ-ċilindru tax-xogħol, kors ta’ dħul iseħħ fiċ-ċilindru kiesaħ, il-kompressur. Meta ċ-ċilindru tax-xogħol joħroġ l-egżost, iċ-ċilindru kompressur jikkomprimi. Fit-tmiem tal-kors ta’ kompressjoni, iż-żewġ pistuni jersqu lejn iċ-ċentri mejta ta’ fuq tagħhom, it-taħlita tivvjaġġa permezz ta’ kanal bypass miċ-ċilindru kiesaħ għal dak sħun u tinxtegħel. Dan iċ-ċiklu maqsum — essenzjalment ċiklu Otto modifikat — ġie patentjat fl-2006, u fl-2009 il-Scuderi Group bena l-pilota Scuderi Split Cycle Engine.

Iċ-ċilindri kompressur u tax-xogħol jistgħu jkollhom dijametri u korsi ta’ pistun differenti, li jagħmilha possibbli li b’mod flessibbli jittunjaw il-parametri tal-magna — jaħdmu bħala analogu taċ-ċiklu Miller b’espansjoni addizzjonali tal-gass. Żid fergħa bi valvoli u flixkun ta’ pressjoni għolja mal-kanal bejn iċ-ċilindri, u l-magna tista’ tirkupra l-enerġija waqt it-tbattil u timpjegaha waqt l-aċċelerazzjoni. Madankollu, għal għadd ta’ snin, l-attivitajiet tal-Scuderi Group kienu limitati għal prototipi u deħliet f’wirjiet kummerċjali. Il-gwadanji ta’ effiċjenza fid-dinja reali għadhom ma ġġustifikawx il-kumplessità konsiderevoli tad-disinn.

Il-kumpanija Kroata Paut Motor ukoll dawret ruħha lejn iċ-ċiklu tax-xogħol maqsum. Id-disinn distanzjat tagħhom attira attenzjoni għal diversi raġunijiet:

• Partijiet li jiċċaqilqu sinifikattivament inqas minn magni konvenzjonali
• Telf ta’ friżżjoni aktar baxx
• Ħoss ta’ operat imnaqqas
• Dimensjonijiet kompatti: 500×440×440 mm b’kapaċità ta’ 7 litri
• Piż ta’ madwar 135 kg — bejn wieħed u ieħor nofs dak ta’ magna tradizzjonali tal-istess displacement

L-assenza taż-żejt fil-crankcase teħtieġ tank ta’ lubrifikazzjoni estern, iżda l-inventors ikkunsidraw dan bħala kompromess aċċettabbli. Inbnew diversi prototipi, għalkemm il-produzzjoni ta’ qawwa finali qatt ma ġiet iddeterminata uffiċjalment. L-aħħar prototip ġie assembjat fl-2011, u l-proġett minn dakinhar waqqaf.

Il-Magna Bonner b’Żewġ Korsi: Kumplessità Massima, Għanijiet Ambizzjużi

Il-magna Bonner b’żewġ korsi (msemmija wara l-isponsor tagħha, Bonner Motor) ġiet inġenata fl-2006 fl-Istati Uniti minn Walter Schmid u timbotta l-kumplessità mekkanika aktar ‘il bogħod. Bħall-Paut Motor, iċ-ċilindri tagħha huma arrenġjati f’konfigurazzjoni X, u l-crankshaft iwettaq mozzjoni planetarja permezz ta’ sistema ta’ ingranagġi. Il-karatteristiċi ewlenin jinkludu:

• Valvoli fil-qiegħ taċ-ċilindri u valvoli spool rotanti fil-ġisem tal-mutur għad-distribuzzjoni tal-gass
• Pistuni esterni li jistgħu jiċċaqilqu ftit taħt pressjoni taż-żejt biex jipprovdu proporzjon ta’ kompressjoni varjabbli
• Proporzjon għoli ta’ qawwa għal piż bħala l-mira primarja tad-disinn

Fit-teorija, il-magna Bonner tidher kompellenti. Fil-prattika, madankollu, l-ebda aħbar sinifikanti ma ħarġet mill-proġett f’dawn l-aħħar snin — apparentement, ma laqgħetx l-aspettattivi.

Magni Assili: Ċilindri Arrenġjati Bħal Revolver

Inventors oħra żammew iċ-ċikli tax-xogħol tal-magna ta’ kombustjoni interna intatti iżda reimaġinaw il-layout fiżiku tal-komponenti tagħha. Il-magni assili, li jeżistu għal aktar minn seklu, huma eżempju ewlieni. Jvarjaw fid-dettalji iżda jaqsmu prinċipju komuni: iċ-ċilindri huma arrenġjati bħal kartoċċi f’tanbur ta’ revolver, koassiali max-xaft tal-output. Mekkaniżmi varji — bħal perni inklinati u washers taper — jikkonvertu l-mozzjoni reċiproka tal-pistuni f’rotazzjoni tax-xaft.

Il-proġett Duke Engines minn New Zealand huwa varjetà notevoli waħda: magna assili b’ħames ċilindri, erba’ korsi u 3 litri ta’ displacement. Imqabbel ma’ magna konvenzjonali tal-istess kapaċità, l-unità Duke offrat:

• Piż 19% aktar baxx
• Pakkeġġ 36% aktar kompatt
• Potenzjal versatili ta’ applikazzjoni fis-setturi awtomotiv, marittimu, u tal-avjazzjoni

Wegħdiet ambizzjużi saru dwar l-adozzjoni wiesgħa tagħha — iżda l-ħolm tal-konkwista tad-dinja baqa’ ħolm.

Il-magna RadMax mill-kumpanija Kanadiża Reg Technologies tieħu l-kunċett assili aktar ‘il bogħod. Minflok ċilindri diskreta, tnax-il kompartiment jiffurmaw ġewwa tanbur komuni bl-użu ta’ blades rqaq. Platti mmuntati f’slots tar-rotor jiċċaqilqu tul tagħhom hekk kif ir-rotor idur, u uċuħ mimduda fit-truf tat-tanbur jiddefinixxi t-trajettorji tal-blades u jikkontrollaw il-bdil tal-gass. Karatteristiċi notevoli:

• Kompatibbli ma’ tipi multipli ta’ fjuwil, għalkemm id-diesel kien il-fokus inizjali
• Prototip tal-2003 kejjel biss 152 mm kemm fid-dijametru kif ukoll fit-tul iżda produxxa 42 forza — ħafna aktar minn magna konvenzjonali ta’ daqs ekwivalenti
• Prototipi aktar tard apparentement laħqu 127 hp u 380 hp

Minkejja dawn iċ-ċifri promettenti, l-attività kollha ta’ RadMax tidher li tibqa’ fl-istadju esperimentali.

Magni Toroidali: Meta ċ-Ċilindru Jsir Donut

Il-Magna VGT (Variable Geometry Toroidal Engine) mill-kumpanija Kanadiża VGT Technologies, li issa m’għadhiex teżisti, hija każ ta’ studju ieħor fejn it-teorija taqbeż il-prattika. Ittestjata għall-ewwel darba fl-2005, il-magna tissostitwixxi ċ-ċilindru konvenzjonali b’toroid — kamra fil-forma ta’ donut — ġewwa liema rotor b’par ta’ pistuni mehmuża jdur.

Diska ta’ distribuzzjoni rqiqa b’taqta’ għall-pistuni tidur mal-toroid permezz ta’ sewqan b’ċinga, tirrestrinġi t-taħlita ta’ fjuwil-arja waqt il-kompressjoni u l-kors ta’ qawwa. Fl-2009, l-intraprendituri Amerikani Gary Kelley u Rick Ivas żviluppaw b’mod indipendenti magna toroidali li kienet tidher ħafna bħad-disinn Kanadiż. L-istimi tagħhom issuġġerew li toroid ta’ dijametru ta’ nofs metru jagħti:

• 230 forza
• Madwar 1,000 N·m ta’ torque
• Kollha f’biss 1,050 rpm

Il-kumpanija tagħhom, Garric Engines, issa turi biss messaġġ qasir fuq is-sit web tagħha: “Grazzi għall-interess tiegħek. Il-paġna tista’ tiġi aġġornata fil-futur.”

Il-Magna Nutating: Disiċi Iduru minflok Pistuni

Destin ftit aktar promettenti jista’ jistenna l-magna nutating inġenata mill-Amerikan Leonard Meyer fl-2006 — tal-inqas diversi kopji li jaħdmu nbnew. L-isem ġej mil-Latin nutatio (indinar jew tiżbiel). Id-disinn ta’ Meyer jifforma erba’ kmamar tax-xogħol ta’ volum varjabbli bejn il-ġisem tal-mutur u diska li tiżbiel (tixxengel) minn naħa għal oħra, taħdem bħala l-pistun. Id-diska tinqata’ f’nofs tul id-dijametru tagħha u tintrebbex fuq xaft tal-output f’forma ta’ Z, b’kanali u valvoli fil-ġisem jimmaniġġjaw il-bdil tal-gass.

Prototipi nbnew minn Baker Engineering u l-kumpanija oħt tagħha Kinetic BEI, b’riżultati impressjonanti:

• Diska waħda ta’ 102 mm: 7 hp
• Żewġ disiċi ta’ 203 mm: 120 hp
• Dimensjonijiet tal-magna b’żewġ disiċi: 500 mm tul, 300 mm dijametru, 3.8 litri displacement
• Proporzjon qawwa għal piż: 2.5–3 hp/kg vs. 1–2 hp/kg għal magni prodotti bil-massa b’aspirazzjoni naturali

L-output speċifiku tal-litru huwa inqas impressjonanti, iżda d-densità tal-qawwa hija notevoli. Baker u Kinetic jidhru li qed jirfinaw id-disinn, għalkemm l-attività fuq is-siti web tagħhom tibqa’ limitata.

LiquidPiston: Il-Magna Wankel Imqelgħa

Il-kunċetti ta’ magni rotanti jkomplu jaffaxxinaw lill-innovaturi, qisu t-tluq mill-arranġament familjari ta’ pistun u ċilindru intrinsikament iwiegħed prestazzjoni aħjar. Nikolay Shkolnik, inġinier Sovjetiku ex li rriloka fl-Istati Uniti, u ibnu Alexander żviluppaw magna li tidher bħall-magna Wankel imqelgħa. Rotor fil-forma ta’ karawett idur ġewwa kamra trijangolari — l-istess ġeometrija bażika tal-Wankel — iżda b’mod kruċjali, is-siġilli huma fissi mal-ħitan tal-kamra aktar milli mar-rotor.

L-Shkolniki waqqfu LiquidPiston biex jiżviluppaw il-kunċett, jattiraw ko-finanzjament minn DARPA għall-użu potenzjali fi:

• Inġenji tal-ajru ħfief u drones
• Ġeneraturi tal-qawwa portabbli
• Powertrain ta’ vetturi ibridi

Prototip ta’ 23 cm³ diġà jikseb 20% effiċjenza termali — impressjonanti għal dik il-klassi ta’ displacement. It-tim issa jimmira prototip diesel li jiżen madwar 13 kg u jipproduċi 40 hp, bl-effiċjenza termali prevista togħla sa 45%.

Il-Magna bil-Pistun Oscillanti: Nieħdu Forma Kwadra

L-aħħar magna fir-rieżami tagħna tipprova li l-attrazzjoni ta’ unità piatta u kompatta hija reali — u li r-rotors mhumiex l-unika triq biex tinkiseb. Il-magna bil-pistun oscillanti ta’ Pivotal Engineering sempliċement tagħmel il-pistun tradizzjonali kwadru, tagħmel iċ-ċilindru rettangolari fil-poġġapiedi. Dan id-disinn b’żewġ korsi jeżisti għal diversi snin, li matuhom għadd ta’ prototipi ppropulsjonaw kemm muturi kif ukoll inġenji tal-ajru.

Il-kumpanija prinċipalment timmira applikazzjonijiet tal-avjazzjoni, u d-disinn joffri xi vantaġġi ġenwini:

• Proporzjonijiet għoljin ta’ output għal piż u output għal daqs
• Potenzjal eċċellenti ta’ induzzjoni forzata, ippermess minn kanal ta’ tkessiħ bil-likwidu li jgħaddi mill-assi fissi tal-pistun — feat diffiċli fl-arkitetturi ta’ magni konvenzjonali
• Fattur ta’ forma piatt, peress li r-rotor kwadru jista’ jsir irqiq ħafna

Kunċetti Oħra Eżotiċi ta’ Magni Li Jiswa’ Tkun Taf Bihom

Hemm ħafna disinji eżotiċi notevoli ta’ magni lil hinn minn dawk koperti hawn. Ftit menżjonijiet onorevoli:

• Magna Wankel b’12-il rotor — tieħu l-kunċett rotanti ta’ Mazda għall-estremu
• Magna Knight b’sleeve-valve — disinn ta’ mitt sena ilu li għal ftit żmien ikkompeta mal-valvola poppet
• Magni b’pistuni opposti — żewġ pistuni jaqsmu ċilindru wieħed, mingħajr ras taċ-ċilindru
• Magni b’proporzjon ta’ kompressjoni varjabbli — jippermettu aġġustament f’ħin reali tal-kompressjoni biex jottimizzaw l-effiċjenza f’kundizzjonijiet ta’ tagħbija differenti
• Magni b’ħames korsi — iżidu ċilindru ta’ espansjoni ddedikat biex jestraxxi aktar xogħol mill-gassijiet ta’ kombustjoni
• Magni b’blades rotanti — fejn il-komponenti tar-rotor jiċċaqilqu bħal blades ta’ imqass li jiltaqgħu u jinfirdu

Għaliex il-Magni Alternattivi Ma Jilħqux il-Produzzjoni bil-Massa?

Anke stħarriġ qasir ta’ disinji mhux konvenzjonali ta’ magni ta’ kombustjoni interna jiżvela mudell impressjonanti: għexieren ta’ ideat intelliġenti, ftit ħafna vetturi ta’ produzzjoni. L-ostakoli rikorrenti huma konsistenti:

• Lewn tas-siġilli — disinji rotanti spiss jfallu minħabba d-degradazzjoni tas-siġilli apex maż-żmien
• Tagħbiji mekkaniċi alternanti — kunċetti b’blades rotanti jsofru minn għejja fil-konnessjoni ta’ blade max-xaft
• Kumplessità fil-manifattura — ġeometriji eżotiċi huma għaljin u diffiċli biex jipproduċu fl-iskala
• Affidabbiltà u lonġevità — magni mhux konvenzjonali rarament jaqblu mar-rekord ta’ durabbiltà tal-magni tradizzjonali tal-pistun irfinati tul aktar minn 100 sena

It-tieni raġuni għalfejn il-magni alternattivi jsibuha diffiċli hija li t-teknoloġija tal-magna ta’ kombustjoni interna konvenzjonali ma baqgħetx nieqsa. L-aħħar magni tal-petrol li jużaw iċ-ċiklu Miller jiksbu effiċjenza termali ta’ sa 40% anke mingħajr turbocharging — figura notevoli, b’kunsiderazzjoni li l-biċċa l-kbira tal-magni tal-petrol jimmaniġġjaw biss 20–30%, u l-magni diesel 30–40% (bid-diesels marittimi kbar li jaslu sa 50%).

L-aktar importanti, l-alternattiva globali għall-magna ta’ kombustjoni interna diġà waslet: muturi elettriċi u unitajiet ta’ qawwa taċ-ċelloli tal-karburant. Jekk l-inventors wara dawn l-kurjożitajiet eżotiċi ma jsolvu l-isfidi tekniċi tagħhom malajr ħafna, jistgħu jsibu li m’hemmx aktar suq jistenniehom — il-vetturi elettriċi jkunu diġà ħadu t-triq.

Din hija traduzzjoni. Tista’ taqra l-oriġinal hawn: https://www.drive.ru/technic/57769ed4ec05c4745f00009b.html