බිලියනපති බිල් ගේට්ස් සහ Khosla Ventures විසින් ප්රතිවිරුද්ධ-පිස්ටන් එන්ජින් නිර්මාණය කරන සමාගමක් වන EcoMotors හි මිලියන ගණනක් ආයෝජනය කිරීමට තීරණය කළ විට, මෝටර් රථ ලෝකය ඒ ගැන අවධානය යොමු කළේය. ප්රතිවිරුද්ධ-පිස්ටන් එන්ජින්වලට දිගු හා කීර්තිමත් ඉතිහාසයක් ඇතත්, ඒවා මහා මාර්ග ප්රවාහනයෙන් බොහෝ දුරට ඉවත්ව පැවතුණි. මෙම නොසලකා හරින ලද තාක්ෂණය පිළිබඳ නැවුම් ප්රවේශයක් සමඟ එය වෙනස් කිරීමට EcoMotors ඉදිරිපත් විය.
OPOC එන්ජිම යනු කුමක්ද?
EcoMotors විසින් එහි එන්ජිම OPOC ලෙස නම් කරන ලදී — Opposed Piston Opposed Cylinder (ප්රතිවිරුද්ධ පිස්ටන් ප්රතිවිරුද්ධ සිලින්ඩර) යන්නෙහි කෙටි යෙදුමයි. මෙම සැලසුමේ සිලින්ඩර දෙකක් ඇති අතර, ඒ එක් එකක එකිනෙකට මුහුණලා ඇති පිස්ටන දෙක බැගින් වෙයි. OPOC ව්යුහය පෙට්රල් එන්ජින් (මධ්යසාර ඉන්ධන ප්රභේද ඇතුළුව) සමඟ අනුකූල වුවද, EcoMotors මූලික වශයෙන් අවධානය යොමු කර ඇත්තේ ඩීසල් යෙදුම් වෙත ය.
OPOC එන්ජිම ක්රියා කරන ආකාරය
OPOC එන්ජිම ද්වි-ස්ට්රෝක් චක්රයක් මත ක්රියා කරයි, එනම් එක් එක් සිලින්ඩරයේ ඇති ප්රතිවිරුද්ධ පිස්ටන එක් ක්රෑන්ක්ෂැෆ්ට් භ්රමණයකදී බල ස්ට්රෝකයක් සම්පූර්ණ කරයි. පිස්ටන ඒවායේ මෘත ලක්ෂ්ය දෙසට ගමන් කරන විට, ඒවා සිලින්ඩර බිත්තිවල ඇති පෝට් (ports) අනාවරණය කරයි — එක් පිස්ටනයක් ආදානය පාලනය කරන අතර අනෙක නිෂ්කාශනය (exhaust) පාලනය කරයි. කාර්යක්ෂම වායු හුවමාරුවට අත්යවශ්ය වන පරිදි, නිෂ්කාශන පෝටය ආදාන පෝටයට වඩා ටිකක් කලින් විවෘත වී කලින් වැසෙන සේ පෝට් කාලනියමනය ප්රවේශමෙන් අතුරුවා ඇත.
සිලින්ඩර හිස්, කපාට (valves) සහ ඒවාට සම්බන්ධ ක්රියාකාරී දෘඪාංග ඉවත් කිරීම සැලකිය යුතු වාසි ලබා දී ඇත. EcoMotors පවසන පරිදි, සමාන බලයක් සහිත සාම්ප්රදායික ඩීසල් එන්ජිමකට සාපේක්ෂව, OPOC මගින් ලබා දෙන්නේ:
- ඝර්ෂණ අලාභවල 50% ක අඩුවීමක්
- තෙල් පරිභෝජනය 50% ක් අඩු වීම
- මුළු සංරචක 50% ක් අඩු වීම
- බරෙහි 30–50% ක අඩුවීමක්
- බොනට් යට 2–4× කුඩා අවකාශයක්
ප්රධාන නවෝත්පාදනය: තනි මධ්යම ක්රෑන්ක්ෂැෆ්ට් එකක්
පෙර ප්රතිවිරුද්ධ-පිස්ටන් සැලසුම්වලින් OPOC වෙන් කර හඳුනා ගන්නා දෙය නම් එය තනි මධ්යම ක්රෑන්ක්ෂැෆ්ට් එකක් භාවිතා කිරීමයි. පෙර අනුවාද සඳහා ක්රෑන්ක්ෂැෆ්ට් දෙකක් අවශ්ය විය — එන්ජිමේ එක් එක් කෙළවරේ එක බැගින් — එමඟින් ඒවා සැලකිය යුතු ලෙස විශාල හා බර විය. එම විශාලත්වය එම පැරණි සැලසුම් ඩීසල් දුම්රිය එන්ජින් (locomotives) සහ නැව්වලට පමණක් සීමා කළේය. සියල්ල එක් මධ්යම ක්රෑන්ක්ෂැෆ්ට් එකක් වටා ඒකාබද්ධ කිරීමෙන්, EcoMotors විසින් ප්රතිවිරුද්ධ-පිස්ටන් ආකෘතිය වඩාත් පුළුල් වාහන පරාසයක් සඳහා ශක්ය කර ඇත.
විදුලි ටර්බෝචාජරය: ද්වි-ස්ට්රෝක් සෝදාහැරීමේ (scavenging) ගැටලුව විසඳීම
සියලුම ද්වි-ස්ට්රෝක් එන්ජින් මෙන්, පෝට් විවෘත වූ විට සිලින්ඩර සෝදා හැරීමට OPOC සඳහා බාහිර උපකරණයක් අවශ්ය වේ. EcoMotors මෙම කාර්යය ටර්බෝචාජරයට පැවරුවේය — නමුත් එමඟින් පැහැදිලි ගැටලුවක් මතු වේ: නිෂ්කාශන වායූන් පීඩනය ගොඩනඟන්නට පෙර, ආරම්භයේදී ටර්බෝචාජරය නිෂ්ඵල ය.
විසඳුම නම් ටර්බෝචාජර් අක්ෂය මත සවි කර ඇති ඒකාබද්ධ විදුලි මෝටරයකි. මෙය මුළුමනින්ම නව සංකල්පයක් නොවේ, නමුත් එය නිෂ්පාදනය-නැඹුරු සැලසුමකට ගෙන ආ ප්රථමයින් අතර EcoMotors ද විය. එය ක්රියා කරන ආකාරය මෙසේය:
- ආරම්භයේදී: එන්ජිම ක්රියාකාරී වේගයට ළඟා වීමට පෙර, ටර්බෝචාජරය කරකවා සිලින්ඩර සෝදා හැරීම සැපයීම සඳහා විදුලි මෝටරය වාහනයේ ඇති බැටරි පැකේජයකින් බලය ලබා ගනී.
- ක්රමානුකූල ගමනේදී (cruise): විදුලි මෝටරය ක්රියා විරහිත වන අතර, ටර්බෝචාජරය සාම්ප්රදායික ලෙස ක්රියා කරයි.
- අධික භාරයකදී: නිෂ්කාශන ප්රවාහය ශක්තිමත් වන විට, විදුලි මෝටරය එහි භූමිකාව ආපසු හරවා ජනකයක් ලෙස ක්රියා කරමින්, ශක්තිය ප්රතිසාධනය කර බැටරිය නැවත ආරෝපණය කරයි.
කාර්ය සාධන හැකියාව සහ න්යායාත්මක වාසි
OPOC හි ද්වි-ස්ට්රෝක් ව්යුහයට න්යායාත්මකව සැසඳිය හැකි සිව්-ස්ට්රෝක් එන්ජිමකට වඩා දෙගුණයක බල-සිට-විස්ථාපන අනුපාතයක් ලබා දිය හැකි ය — මෙම ඉහළම සීමාව ප්රායෝගිකව ළඟා වී නැතත්. තවත් යාන්ත්රික වාසියක් පැමිණෙන්නේ පිස්ටන ගමනෙන්: ප්රතිවිරුද්ධ පිස්ටන දෙකක් ස්ට්රෝක දුර බෙදා ගන්නා බැවින්, එම එන්ජින් වේගයේදී එක් එක් පිස්ටනයකට සාම්ප්රදායික පිස්ටනයක දුරෙන් අඩක් පමණක් ගමන් කිරීමට අවශ්ය වේ. මෙය කෙලින්ම අඩු පිස්ටන වේග සහ අඩු වූ ඝර්ෂණ අලාභ බවට පරිවර්තනය වේ.
OPOC හි දහන කුටීර ජ්යාමිතිය අසාමාන්ය ලෙස පූර්ණ සිලින්ඩර සෝදාහැරීමක් සක්රීය කරමින් ද්වි-ස්ට්රෝක් චක්රයේ කාර්යක්ෂමතාව තවදුරටත් උපරිම කරන බව ද EcoMotors දාවි කරයි.
පීටර් හොෆ්බවර්: එන්ජිම පිටුපස සිටින ඉංජිනේරුවා
OPOC හි බොහෝ දක්ෂතාව හිමි වන්නේ EcoMotors හි නිර්මාතෘ, සභාපති සහ CTO වන පීටර් හොෆ්බවර්ට ය. හොෆ්බවර් ෆොක්ස්වැගන් (Volkswagen) හිදී දශක දෙකකට වැඩි කාලයක් උසස් එන්ජින් සංවර්ධනය මෙහෙයවමින් ගත කළ අතර, එහිදී ඔහු VR6 — VW හි සංයුක්ත අංශක 15 පටු-කෝණ V6 එන්ජිම ඇතුළු නවෝත්පාදන සඳහා වගකිව යුතු විය. ඔහු 2008 දී EcoMotors ආරම්භ කිරීමට වසර කිහිපයකට පෙර OPOC සැකැස්ම සංකල්පනය කිරීම ආරම්භ කළ අතර, ඔහුගේ පසුබිම ව්යාපෘතියට සැලකිය යුතු විශ්වසනීයත්වයක් ලබා දෙයි.
සැබෑ-ලෝක පිරිවිතර: EM100 ආකෘතිය
EcoMotors හි ප්රමුඛතම ඩීසල් මූලාකෘතිය වන EM100, චැසි ඩයිනමෝමීටරයක් මත පැය 500 කට වැඩි කාලයක් රැස් කර ඇත — මූලික සැලසුම අපේක්ෂිත පරිදි ක්රියා කරන බව තහවුරු කිරීමට ප්රමාණවත් ය. කෙසේ වෙතත්, දාවි කරන ලද කාර්ය සාධන සංඛ්යා සම්බන්ධයෙන් චිත්රය වඩාත් සියුම් ය. උපරිම ප්රතිදාන සැකසුම්වලදී, EM100 එහි බල සහ ව්යවර්ථ ඉලක්ක සපුරාලන්නේ විමෝචන පාලන සක්රීය නොකර පමණි. එම වින්යාසයේදී, නිෂ්කාශන අනුකූලතාවට වඩා බල-සිට-බර අනුපාතය ප්රමුඛත්වය ගන්නා හමුදා යෙදුම් සඳහා EcoMotors එය මූලික වශයෙන් අලෙවි කරයි.
සිවිල් මහා මාර්ග වාහන සඳහා, EcoMotors විසින් එම එන්ජිමේම වෙනස් ලෙස සකස් කරන ලද අනුවාදයක් පහත පිරිවිතර සමඟ ඉදිරිපත් කරයි:
- ප්රතිදානය: අශ්ව බල 300
- ව්යවර්ථය: 746 N·m
- ඉන්ධන කාර්යක්ෂමතා වැඩිදියුණුව: සාම්ප්රදායික ඩීසල්වලට වඩා ~15%
- විමෝචන: මෙම වින්යාසයේදී සම්මත මහා මාර්ග රෙගුලාසි සමඟ අනුකූල
ශීර්ෂපාඨයේ 45–50% කාර්යක්ෂමතා දාවියට සාපේක්ෂව 15% සාමාන්ය ලෙස පෙනුණද, ඉංජිනේරුවන් සියයට භාගයක කොටස් සඳහා නිතිපතා සටන් කරන කර්මාන්තයක එය තවමත් සැලකිය යුතු ලාභයක් නියෝජනය කරයි.
මොඩියුලර් සැලසුම: එන්ජින් දෙකක්, එක් බල සම්ප්රේෂණයක්
OPOC ව්යුහයේ වඩාත් ආකර්ෂණීය අංගයක් වන්නේ එහි මොඩියුලර් පරිමාණ හැකියාවයි. EcoMotors යෝජනා කරන්නේ OPOC ඒකක දෙකක් විද්යුත්ව පාලනය වන සම්බන්ධකයකින් සම්බන්ධ වූ තනි සිව්-සිලින්ඩර බල සම්ප්රේෂණයකට යුගල කිරීමයි. පද්ධතිය ක්රියා කරන්නේ මෙසේය:
- අඩු භාරයකදී: එක් මොඩියුලයක් පමණක් ක්රියාත්මක වන අතර, එහි වඩාත්ම කාර්යක්ෂම පරාසයේ ක්රියා කරයි.
- අධික භාරයකදී: දෙවන මොඩියුලය විද්යුත් සම්බන්ධකය හරහා බාධාවකින් තොරව සම්බන්ධ වේ.
- කම්පනය: OPOC ස්වභාවයෙන්ම හොඳින් සමතුලිත වන බැවින්, නිද්රාශීලී මොඩියුලය නැවත සක්රීය කිරීම අවම ශබ්දයක් හෝ රළුබවක් ඇති කරයි.
මෙය විශාල V-එන්ජින්වල සිලින්ඩර අක්රීය කිරීමට සංකල්පමය වශයෙන් සමාන වේ — නමුත් තීරණාත්මක වෙනසක් සහිතව. සාම්ප්රදායික සිලින්ඩර කප්පාදු පද්ධතිවලදී, අක්රීය කරන ලද පිස්ටන දිගටම ඉහළ සහ පහළ චලනය වෙමින් පරපෝෂිත ඇදීමක් (drag) ජනනය කරයි. OPOC මොඩියුලර් සැකැස්මේදී, අක්රීය ඒකකය සම්පූර්ණයෙන්ම නතර වී, එම අලාභය මුළුමනින්ම ඉවත් කරයි. යුගල වින්යාසයේදී, එක් එක් මොඩියුලය අශ්ව බල 240 ක් ලෙස ශ්රේණිගත කර ඇති අතර, ඒකාබද්ධ ප්රතිදානය අශ්ව බල 480 ක් ලබා දෙයි, එමෙන්ම වාර්තා වන පරිදි උපරිම 45% ඉන්ධන කාර්යක්ෂමතා වැඩිදියුණුවක් සහ දැඩි නිෂ්කාශන විමෝචන ප්රමිතීන්ට අනුකූලතාවක් ලබා ගනී.
ඊළඟට කුමක්ද: EM65 සහ ව්යාප්ති සැලසුම්
EcoMotors විසින් EM100 හි කුඩා සහෝදරයෙකු ද සකස් කර ඇත: EM65, ප්රමුඛතම ඩීසල් ආකෘතියට වඩා සැහැල්ලු හා වඩාත් සංයුක්ත අශ්ව බල 75 දෙ-සිලින්ඩර ඒකකයකි. EM100 මෙන් නොව, EM65 පෙට්රල්-බල එන්ජිමක් ලෙස සැලසුම් කර ඇති අතර, පුළුල් යෙදුම් පරාසයකට දොර විවර කරයි:
- සැහැල්ලු ට්රක් රථ සහ වෑන් රථ
- මගී මෝටර් රථ
- දෙමුහුන්-විදුලි වාහන
OPOC තවමත් සංවර්ධනය වෙමින් පවතින තාක්ෂණයක් වන අතර, EcoMotors හි නිර්භීතම දාවි බොහොමයක් සැබෑ-ලෝක තත්ත්වයන් යටතේ වලංගු කිරීමට ඉතිරිව ඇත. එසේ වුවද, එහි ප්රධාන නිර්මාණකරුගේ පෙළපත — ෆොක්ස්වැගන් සඳහා දශක දෙකක් කැප කළ පුද්ගලයෙකු — අර්ථවත් විශ්වසනීයත්වයක් ලබා දෙයි. OPOC පිළිබඳ හොෆ්බවර්ගේ කාර්යය මුල් පෝර්ෂ් (Porsche) ඉංජිනේරු දර්ශනය පිළිබිඹු කරන බව ද සැලකිය යුතු කරුණකි; ෆර්ඩිනන්ඩ් පෝර්ෂ් විසින් ෆොක්ස්වැගන් වෙළඳ නාමය ගොඩනැගීමේ දැරූ මූලික භූමිකාව සැලකිල්ලට ගත් විට මෙය ගැළපෙන පිළිබිඹුවකි.
මෙය පරිවර්තනයකි. ඔබට මුල් පිටපත මෙතැනින් කියවිය හැකිය: https://www.drive.ru/technic/4efb337600f11713001e5522.html
ප්රකාශනය කරන ලදී ඔක්තෝබර් 21, 2021 • කියවීමට 6m
