Сообщение о двигателе внутреннего сгорания: ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ • Большая российская энциклопедия

Для равномерного вращения вала и увеличения мощности совмещают на одном валу четыре цилиндра таким образом, чтобы во время каждого такта один из цилиндров был в стадии рабочего хода. В таком случае они равномерно и последовательно вращают коленвал. Восемь, двенадцать и более цилиндров применяются уже исключительно для увеличения мощности движка.

Нужна помощь в учебе?

ПроРеутов — Студент аэрокосмического факультета разработал новую конструкцию двигателя внутреннего сгорания

Студент аэрокосмического факультета разработал новую конструкцию двигателя внутреннего сгорания

В конце мая в дистанционном режиме прошла секция аэрокосмического факультета МГТУ имени Н. Э. Баумана в рамках Всероссийской конференции «Студенческая научная весна — 2020».

Конференция была посвящена юбилейным датам: 190-летию МГТУ имени Н.Э. Баумана, 60-летию кафедры СМ-2 и 35-летию аэрокосмического факультета. В интерактивной программе студенческой конференции состоялись презентации 13 докладов.

Как рассказала газета «Трибуна ВПК», бурную дискуссию на секции вызвал доклад «Сферический двигатель внутреннего сгорания» стипендиата Правительства РФ, студента группы АК2-101 Ивана Стаканова.

— В данной области достаточно давно не было никаких существенных изменений. Те конструкции, которыми мы пользуемся, придуманы 70–80 лет назад, — пояснил Иван Стаканов. — Их технический потенциал уже почти исчерпан. Невозможно бесконечно улучшать уже созданную конструкцию. Рано или поздно мы достигнем предела её технического потенциала, и нам придётся перешагнуть на новую ступень. Я поставил перед собой задачу найти путь, по которому в дальнейшем может пойти развитие тепловых машин.

В своей работе студент рассматривает основные недостатки существующих двигателей внутреннего сгорания и предлагает их принципиально новую конструкцию. Сферический двигатель внутреннего сгорания сочетает в себе достоинства уже имеющихся агрегатов: высокую удельную мощность, малый вес и габариты, высокую надёжность, — и исключает их некоторые недостатки: плохую экологичность, низкие показатели топливной эффективности, высокую себестоимость.

По мнению Ивана, сферический двигатель внутреннего сгорания может занять нишу между газотурбинными установками, теряющими свои преимущества при уменьшении размера, и поршневыми агрегатами, плюсы которых нивелируются при увеличении мощности.

Если у поршневых двигателей, как сообщил автор доклада, степень расширения достигает 10–11, а у гоночных машин — 12, то у сферического двигателя — 14,5; у него принципиально другая кинематика. Если обычный мотор крутится до 5000–7000 оборотов, хороший — до 8000, то сферический достигает 14 700, а это позволяет в очень маленький размер упаковать большую мощность.

На конференции Ивану задавали вопросы и студенты, и преподаватели, и сотрудники «НПО машиностроения».

— Иван, в 2019 году по данной работе ты получил патент РФ. Расскажи, пожалуйста, чем твой сферический двигатель отличается от тех, которые до твоего патента были зарегистрированы в патентной палате интеллектуальной собственности? — задал вопрос декан аэрокосмического факультета МГТУ имени Н.Э. Баумана Ростислав Симоньянц.

— Многие авторы называют свой двигатель сферическим, как и я, из-за формы внешней или внутренней камеры, — ответил Иван Стаканов. — Но по сути форма камеры не определяет кинематику. У моего двигателя совершенно другая кинематика внутренних органов

Официальный сайт УГАТУ

			2-108	а) определение плотности нефтепродуктов: 1) цилиндр 1-250 ГОСТ 1770-74, высотой 300 мм и диаметром 50 мм. 2) ареометры по ГОСТ 18481-81 «Ареометры и цилиндры стеклянные. Технические условия» с ценой деления 0,0005 г/см3 или 0,001 г/см3. 3) термометр ртутный от –20 оС до 50 оС. б) определение октанового числа бензинов: 1) октанометр «SHATOXSX-100K», 2) лабораторная посуда емкостью 75-100 мл, 3) топлива для исследования: образцы бензина – 100 мл в) определение содержания водорастворимых кислот и щелочей в топливах ДВС: 1) индикаторная трубка ИТ-ВКЩ ТУ 4215-006-16943778-00, 2) шприц полиэтиленовый медицинский ёмкостью 2 см3. 3) резак или трехгранный надфиль, 4) резиновый шланг или трубка полимерная длиной 10-15 мм и внутренним диаметром 2,5-3,5 мм, 5) толкатель для уплотнения сорбента, 6) топливо для исследований – по 5 мл. г) определение наличия смол в бензинах: 1) фарфоровая чаша № 2 или № 3, 2) линейка, 3) шприц медицинский, 4) стакан В-1-100, 5) теплоизоляционная прокладка, 6) топливо для исследований – по 2 мл. д) определение цетанового числа топлив для дизельных двигателей: 1) октанометр «SHATOXSX-100K», 2) лабораторная посуда емкостью 75-100 мл, 3) дизельные топлива для исследования 100 мл. е) определение коэффициента фильтруемости топлив для дизельных двигателей: 1) аппарат для определения коэффициента фильтруемости УОФТ-01 по ГОСТ 19006-73, 2) штатив лабораторный с тремя зажимами для крепления прибора, 3) бумага фильтровальная марки БФДТ с тонкостью отсева не более 3 мкм и толщиной (0,33±0,03) мм, 4) воронка стеклянная вместимостью 50 см3 по ГОСТ 1770-74, 5) стакан В или Н исполнения 1 или 2 вместимостью 400 или 600 см3 по ГОСТ 25336-82, 6) цилиндр 1-50 по ГОСТ 1770-74, 7) секундомер. ж) определение содержания суммарной воды в моторных топливах: 1) индикаторная трубка ИТ-СВ-10 ТУ 4215-011-16943778-2001, 2) шприц полиэтиленовый медицинский ёмкостью 10 см3, 3) резак или трехгранный надфиль, 4) резиновый шланг или трубка полимерная длиной 10 мм и внутренним диаметром 2,5-3,5 мм, 5) измерительная шкала (линейка), 6) толкатель для уплотнения сорбента, 7) топливо для исследований – по 20 мл. з) определение фракционного состава топлив для ДВС: 1) аппарат для разгонки нефтепродуктов АРН-ЛАБ-1 (рис. 5.3), 2) цилиндр мерный 1-100-2 (100 мл, цена деления 1 мл), 3) колба для разгонки нефтепродуктов КРН-1-125 (125 мл), 4) термометр ТН-7 (0… 360) оС, 5) барометр. и) определение вязкости нефтепродуктов: 1) цилиндр 1-250 ГОСТ 1770-74, высотой 300 мм и диаметром 50 мм. 2) вязкозиметры. 3) термометр ртутный от –20 оС до 50 оС. к) определение свойств тосола: 1) цилиндр 1-250 ГОСТ 1770-74, высотой 300 мм и диаметром 50 мм. 2) ареометры по ГОСТ 18481-81 «Ареометры и цилиндры стеклянные. Технические условия» с ценой деления 0,0005 г/см3 или 0,001 г/см3. 3) термометр ртутный от –20 оС до 50 оС.	Нет
13.03.03, 23.03.01, 13.04.03	Энергетическое машиностроение, Технология транспортных процессов, Энергетическое машиностроение	Транспортная энергетика;	2-109	— набор инструментов, стартер, генератор, мобильный диагностический сканер, двигатель с ситемой управления. — автомобильный ДВС. — испытательные стенды с ДВС и необходимым измерительным оборудованием. — комплекс «МИКАС» для обработки экспериментальных данных и изменения настроек системы управления двигателя. — индимодуль фирмы AVL для снятия и обработки индикаторных диаграмм	Нет
13.03.03, 23.03.01, 13.04.03	Энергетическое машиностроение, Технология транспортных процессов, Энергетическое машиностроение	Агрегаты наддува двигателей; Химмотология;	2-114	— ДВС для разбрки/сборки (Mitsubishi GDI), набор ключей (Каbo). — газоанализатор марjк «Аскон-02.13», «Infralight 11-P», «SUNMGA-1500», «Horiba» серии EXSA-240 CL, «Infralight 11-P», «Инфракар 5М». — двигатель внутреннего сгорания. — тормозной стенд AVL 20. — метеостанция. — бензиновая электростанция «HondaEU10i» . — шумомер, виброметр, анализатор спектра «Октава-110А». — метр гибкий. — роторно-шестеренчатый компрессор с приводом от электродвигателя. — манометры и вакуумметры. — мультиметр с термопарой	Нет
13.03.01, 13.03.03, 13.06.01, 23.02.03, 23.03.01, 25.03.01, 13.04.03	Теплоэнергетика и теплотехника, Энергетическое машиностроение, Электро- и теплотехника, Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта, Технология транспортных процессов, Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей, Энергетическое машиностроение	История развития тепловых двигателей; Конструирование двигателей; Агрегаты наддува двигателей; Транспортная психология; Основы физики горения; Системы двигателей; Транспортная энергетика; Гидрогазодинамика; Проектирование объектов энергетического машиностроения; Химмотология; Быстроходные двигатели на альтернативных топливах; Защита интеллектуальной собственности; Исследования в энергетическом машиностроении;	2-401	— двигатели и агрегаты систем. — агрегаты систем управления. — МО (мультимедийное оборудование: ПК, проектор, экран). макеты ДВС. — турбокомпрессоры, плакаты с системами двигателей и турбомашин, инструменты для сборки и разборки двигателей и турбо-машин. — приспособление для измерения момента инерции деталей. — секундомер. — набор учебных плакатов по конструкции двигателей. — набор инструментов. — учебные двигатели и детали.	Нет
			2-404	персональные компьютеры (7 шт.).	Нет
			2-406	персональные компьютеры (20 шт.).	Нет
13.03.01, 13.03.03, 23.02.03, 23.03.01, 25.03.01, 13.04.03	Теплоэнергетика и теплотехника, Энергетическое машиностроение, Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта, Технология транспортных процессов, Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей, Энергетическое машиностроение	Исследования в транспортных процессах; Гидрогазодинамика; Конструирование двигателей; Теория рабочих процессов поршневых двигателей; Агрегаты наддува двигателей; Механика жидкости и газа; Системы двигателей; Транспортная психология;	2-408	— одноцикловая установка с генератором волн конечной амплитуды, вакуумный насос, компрессор и система экспериментального анализа. — персональный компьютер. — мультимедийное оборудование. — рейка дорожная универсальная РДУ-АНДОР (2579 Длина: 3м, уклоны: 0-100 промилле. — колесо измерительное MW318RN (дорожное рассотяния до 9999.99 м). — дальномер Leica DISTO D110 (1243641719 0.1 … 50 м, разрешение: 1 мм) — 2 шт.. — комплект пособий на CD по устройству автомобилей CD-Авто-147. — комплект пособий на CD по автомобильным материалам CD-АЭМ-91. — измеритель коэффициента сцепления с дорогой ИКСп-2М	Нет
13.03.03, 23.02.03, 23.03.01, 13.04.03	Энергетическое машиностроение, Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта, Технология транспортных процессов, Энергетическое машиностроение	Теория рабочих процессов поршневых двигателей; Основы физики горения; Механика жидкости и газа; Технические средства организации дорожного движения; Конструирование двигателей;	2-410	— Персональные компьютеры (12 шт. ). — Мультимедийное оборудование. — штангенциркуль (Эталон В02601). — микрометр (МК-25-2 модель 211221 ТУ2.034.5748542.57-92)	Нет
23.03.01	Технология транспортных процессов		2-410а	— персональный компьютер. — плакаты по организации и безопасности движения	Нет

В Новосибирске испытали первый в мире полностью алюминиевый двигатель внутреннего сгорания | | Infopro54

В конце января 2019 года на аэродроме Мочище под Новосибирском закончились испытания первого в мире полностью алюминиевого двигателя внутреннего сгорания. Экспериментальный агрегат прошел многочасовые ресурсные испытания, которые подтвердили высокие эксплуатационные характеристики сверхпрочного покрытия, которым покрыты алюминиевые детали двигателя, сообщили в пресс-службе университета.

— Износ деталей не определяется микрометрическим измерительным инструментом, фактически его нет. Это нас вдохновляет, — рассказал руководитель команды разработчиков, профессор кафедры самолето- и вертолетостроения НГТУ Илья Зверков.

Вместе с тем испытания не обошлись без внештатных ситуаций. На одном из этапов испытания на одной из деталей появился скол инновационного покрытия, повредились уплотнения масляной системы и двигатель начал дымить, однако он не заглох, что подтвердило высокую надежность агрегата. Анализ неполадки показал, что она случилась из-за производственного брака при обработке детали и не имеет отношения к самой технологии.

Полностью алюминиевый авиадвигатель был впервые представлен конструкторами опорного Новосибирского государственного технического университета в январе 2018 года. Использование алюминия вместо стали позволило снизить вес двигателя на 30—40 % по сравнению с традиционными стальными двигателями аналогичной мощности. При этом расчетная мощность нового двигателя выросла на 40 лошадиных сил — до 400 лошадиных сил, а расход топлива снизился примерно на 15 %. Экспериментальный двигатель испытывался на обычном автомобильном бензине АИ-95.

Алюминий уже применялся в авиационных и автомобильных двигателях, но детали, работающие под высокой нагрузкой, до сих пор изготавливаются из стали. Ученым опорного университета Новосибирской области удалось заменить их на алюминиевые с помощью особой технологии плазменно-электролитического оксидирования (ПЭО), созданной в Институте неорганической химии СО РАН.

Параллельно с испытаниями шла работа по проектированию серийного образца двигателя. Разработчики отказались от H-образной схемы, которая была применена на экспериментальном двигателе, и остановились на V-образной схеме. Это позволило значительно сократить габариты мотора, что даст возможность устанавливать его на разные модели самолетов, а не только на ЯК-52, под который был сделан экспериментальный образец. Новый двигатель сможет быть также установлен на самолеты Як-18Т, Ил-103, Бе-103. Серийный двигатель будет эксплуатироваться на авиационном бензине Б-91, производство которого возобновлено в России. Проектируемый двигатель будет модульным, два силовых блока мощностью 200 лошадиных могут быть использованы как вместе, так и отдельно для моторизации легких самолетов. Новый 200-сильный двигатель будет весить 98 кг, что как минимум на 30 % меньше, чем у стальных аналогов.

В НГТУ отметили, что сейчас идет изготовление деталей нового двигателя, который будет готов к началу лета 2019 года. Все основные детали нового двигателя будут отлиты из алюминия в Новосибирске. В этом еще одно преимущество новой схемы: она позволит отказаться от импортных комплектующих, которые использовались в экспериментальном агрегате. В перспективе это даст возможность использовать двигатель на самолетах ВВС России.

Фото: пресс-служба НГТУ

Запретит ли Германия автомобили с ДВС к 2035 году? | Экономика в Германии и мире: новости и аналитика | DW

В Германии вновь вспыхнула дискуссия о том, стоит ли запрещать продажу автомобилей с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) с целью ускорить переход автомобильного транспорта на более экологичные альтернативные двигатели, прежде всего — электрические. Новый виток обсуждения вызван заявлениями двух влиятельных немецких политиков — и двумя знаковыми зарубежными событиями. 

Калифорния запретит ДВС ради защиты климата и своих пляжей

Одно из них произошло в Калифорнии. Ее губернатор Гевин Ньюсом объявил 23 сентября, что с 2035 года калифорнийские власти запретят продажу новых легковых машин и легких коммерческих автомобилей с ДВС. В 2045 году запрет распространится на средние и тяжелые грузовики с бензиновыми или дизельными двигателями.  

Губернатор Калифорнии Гевин Ньюсом объявляет о запрете ДВС в легковых машинах с 2035 года

Власти самого большого по населению штата США пошли на такой шаг для защиты не только глобального климата, но и непосредственных интересов собственных жителей. «Из-за автомобилей не должны таять ледники и повышаться уровень мирового океана», ведь это угрожало бы пляжам и побережью Калифорнии, подчеркнул Гевин Ньюсом. К тому же, по его словам, «автомобили не должны усиливать лесные пожары». А они оказались в нынешнем году на западном побережье США чрезвычайно мощными, и губернатор явно связывает это с глобальным потеплением.

В Германии калифорнийскую инициативу поддержал глава Федерального ведомства по охране окружающей среды (UBA) Дирк Месснер (Dirk Messner). «Запрет регистрации новых дизельных и бензиновых автомобилей с 2035 года я считаю хорошей идеей», — заявил он изданиям медиагруппы Funke.

Но одно дело — слова государственного защитника экологии, совсем другое — высказывания премьер-министра Баварии. Кто бы ни занимал эту должность, он неизменно лоббировал в Германии интересы автомобильной промышленности. Ведь в этой федеральной земле находятся штаб-квартиры и головные заводы сразу трех крупных немецких производителей легковых и грузовых автомобилей — BMW, Audi и MAN, не говоря уже о многочисленных поставщиках компонентов для автопрома.

Возможный кандидат в канцлеры Маркус Зёдер подает сигнал «зеленым»

Выступая 26 сентября с программной речью на состоявшемся в режиме онлайн съезде возглавляемой им консервативной баварской партии ХСС, премьер-министр Баварии Маркус Зёдер (Markus Söder) к удивлению многих подчеркнул, что он «решительно за то, чтобы мы определились с окончательной датой» отказа от ДВС. И уточнил, что, вслед за Калифорнией, считает 2035 год «очень хорошей датой».

Премьер-министр Баварии Маркус Зёдер — влиятельная фигура в консервативном блоке ХДС/ХСС

Правда, в данный кризисный момент было бы правильно помочь отрасли, приняв государственную программу стимулирования продаж не только электромобилей, но и наиболее современных и экологичных автомобилей с ДВС, добавил Зёдер, который и раньше отстаивал такую точку зрения, но не смог переубедить правительство ФРГ. 

Далеко не все в консервативном блоке ХДС/ХСС поддержали предложение баварского лидера о запрете ДВС к конкретной дате, хотя принципиальных возражений против ускоренного перехода на электрические и водородные двигатели ни у кого нет. Зато инициативу Маркуса Зёдера похвалила Партия «зеленых».

Тут следует учитывать, что ровно через год в Германии должны состояться выборы в бундестаг, и все явно идет к тому, что следующая правящая коалиция в ФРГ будет сформирована блоком ХДС/ХСС и «зелеными». Поэтому за инициативой баварского премьера вполне может стоять четкий внутриполитический расчет: заранее подготовить почву для успеха будущих коалиционных переговоров, подав потенциальным партнерам сигнал о готовности поддержать одно из их ключевых требований. Тем более, что Маркус Зёдер рассматривается сейчас как один из возможных кандидатов на пост канцлера ФРГ.

Автосалон Auto China 2020: главные герои — электромобили

Так что вероятность того, что в Германии уже следующей осенью примут решение о запрете ДВС в легковых машинах к 2035 году или даже раньше, в последние дни существенно возросла. Впрочем, каким бы ни было следующее правительство ФРГ, темпы перехода немецкого автопрома на электрические двигатели будет определять вовсе не оно. Их будут задавать или даже диктовать крупнейшие экспортные рынки автомобилей Made in Germany. А это США, все та же Калифорния, и Китай.

Автосалон Auto China 2020 — первый крупный отраслевой смотр в год пандемии

Причем рынок Китая крупнее, динамичнее, а потому сейчас играет решающую роль. И этот рынок сделал стратегическую ставку на электромобильность, что убедительно подтвердило второе знаковое зарубежное событие последних дней: проходящий в Пекине с 26 сентября по 5 октября первый после начала пандемии международный автосалон на планете — все остальные пришлось отменить из-за коронавируса.

Главными героями выставки Auto China 2020, указывают в сообщениях из столицы КНР немецкие СМИ, стали электромобили. Через пять лет каждый четвертый продаваемый на китайском рынке автомобиль должен быть на электрической тяге. Это примерно 4 миллиона единиц. Кто их будет выпускать?

Главный экспортный рынок для автомобилей Made in Germany — Китай

В репортажах немецких СМИ с автосалона в Пекине и в комментариях экспертов в эти дни неизменно отмечалось, что пока автостроители Германии представлены на этом направлении развития мирового автопрома довольно скромно. «До сих пор у Volkswagen, Daimler и BMW лишь незначительная доля на большом китайском рынке электромобильности», — констатировала, к примеру, экономическая газета Handelsblatt. Правда, свою статью она посвятила подробному рассказу о том, как они намерены это изменить.

Зарядные станции для электромобилей в Пекине

«Китай — главный рынок электромобилей, причем c большим отрывом, и здесь очень велика опасность оказаться в хвосте», — предупредил руководитель Центра автомобильного менеджмента (CAM) в Бергиш-Гладбахе профессор Штефан Брацель (Stefan Bratzel). По его мнению, «уже из-за одного только Китая немецким автостроителям следовало бы уделять куда больше внимания электромобильности, поскольку конкуренция здесь очень сильна».

Иными словами, для того, чтобы сохранить и тем более укрепить позиции на жизненно важном для всего автопрома Германии китайском рынке, тем же баварским автостроителям BMW и Audi, как и всем остальным, придется в ближайшие годы усиленно вкладывать деньги в развитие электромобилей. И, соответственно, сокращать инвестиции в производство легковых машин с ДВС. Получается, что баварский премьер своим предложением отказаться от их выпуска с 2035 года вовсе не предал интересы отрасли: немецкие автостроители сами к этому идут. 

Смотрите также:

• Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году

  Volkswagen ID.3: народный электромобиль

  Концерн под названием «народный автомобиль» начал продажи своего главного электромобиля для массового рынка. Он призван повторить легендарный успех VW Golf. По длине и ширине ID.3 соответствует этой модели, но несколько выше. Цена в базовой комплектации: почти 30 000 евро. Минус 9 000 евро скидка до конца 2021 года. Батареи трех размеров, самая мощная должна обеспечить пробег до 550 км.

• Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году

  Renault Zoe: лидер немецкого рынка

  Уже не первый год самый популярный в Германии электромобиль — родом из Франции. С осени 2019 Renault выпускает «полностью обновленный» вариант своего электрического бестселлера. Его теперь можно быстро подзаряжать постоянным током. В ФРГ базовая версия с дальностью пробега 300 км продается по прежней цене: от 22 000 евро. Zoe Life Z.E. 50 c более мощной батареей проезжает 395 км, но стоит 24 000.

• Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году

  Tesla Model 3: претендент на лидерство

  Культовый американский автостроитель начал поставлять в Германию свою модель среднего класса в 2019 году, и она сразу стала одним из двух лидеров продаж среди электромобилей. Версию Standard Range предлагают за 45-54 000 евро, полноприводная AWD Long Range с двумя электромоторами и дорогой комплектацией может стоить порядка 65-70 000.

• Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году

  BMW i3: испытанный ветеран

  Баварский автоконцерн начал выпускать эту модель в 2013 году, став немецким первопроходцем в деле электромобильности. С тех пор с конвейера сошли, в основном на экспорт, свыше 150 тысяч машин. В Германии i3 несколько раз был в тройке лидеров. Развивать дальше эту модель BMW не намерен, но и снимать с производства после семи лет тоже пока передумал: больно хорошо она продается за 38-42 000 евро.

• Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году

  Opel Corsa-e: электрический вариант

  Corsa вот уже четыре десятилетия — популярный в ФРГ бренд автомобиля малого класса. Осенью 2019 началось производство шестого поколения этой модели, и ее рекламирует Юрген Клопп — тренер футбольного клуба «Ливерпуль». В ролике он садится за руль именно электрического варианта, который компания Opel выпускает наряду с бензиновым и дизельным. Те стоят 14-18 000 евро, а электромобиль — почти 30 000.

• Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году

  Seat Mii electric: доступная малютка

  Свой первый электромобиль вывела на рынок испанская дочка Volkswagen. С Seat Mii, варианта VW up!, сняли бензиновый двигатель, и впредь малютку будут производить только с электрическим мотором. В компании считают, что для типично городского автомобиля дальность пробега в 260 км и 83 лошадиные силы вполне достаточно. Цена — от 20 650 евро. А если еще вычесть субсидии…

• Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году

  Nissan Leaf: недооцененный чемпион

  Японцы первыми разработали электромобиль для массового производства и с 2010 года выпустили уже свыше 400 тысяч машин, что сделало Nissan Leaf мировым чемпионом продаж. Однако в ФРГ, в отличие от США, Японии, Норвегии и Великобритании, эта модель особо популярной не стала, хотя и входила в Топ 10. Базовый вариант стоит сейчас от 37 000 евро, Leaf e+ с более мощной батарей — примерно 45 000.

• Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году

  Hyundai Kona Elektro: компактный SUV

  Южнокорейский концерн называет эту выпускаемую с 2018 года модель «первым полностью электрическим компактным SUV в Европе». На станциях быстрой зарядки вариант Kona Elektro Trend с двигателем мощностью 150 кВт (204 лошадиные силы) заряжается меньше, чем за час, а дальность пробега составляет при идеальных условиях до 449 км. Цена — от 42 000 евро, базовый вариант примерно на 8 000 дешевле.

• Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году

  Audi e-tron: настоящий внедорожник

  Свой первый электрический SUV дочка концерна Volkswagen выпустила в 2019 году для привычного ей премиум-сегмента — и сразу попала в ФРГ в Топ 10 среди электромобилей. Полноприводный Audi e-tron 50 quattro с двумя моторами стоит в Германии от 69 000 евро, включая 19% НДС, а 55 quattro мощностью 300 кВт и дальностью пробега до 430 км — от 81 000. Хотя часть можно вернуть с помощью субсидий.

• Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году

  Mercedes EQC: батарейный «Мерседес»

  Концерн Daimler выбрал для продвижения на рынке Германии своего первого внедорожника на электрической тяге рекламный слоган «Это «Мерседес» среди электромобилей». Его цена — от 71 000 евро, мощность — 300 кВт, дальность пробега при идеальных условиях — 470 км, максимальная скорость — 180 км в час. Полноприводный электромобиль с двумя моторами испытывали, в частности, в условиях шведской зимы.

• Какие электромобили можно купить в Германии в 2020 году

  Porsche Taycan 4S: «уцененный» спорткар

  Электромобиль за 185 000 евро? Именно столько стоит Taycan Turbo S. Осенью 2019 года его начала выпускать компания Porsche, прославившаяся спортивными автомобилями. Модель Turbo обойдется в 152 000. Чтобы несколько расширить круг потенциальных покупателей, прибавили третий вариант: Taycan 4S «всего» за 105 000. Его мощность — 390 кВт, дальность пробега — 330-400 км.

  Автор: Андрей Гурков

Двигатель внутреннего сгорания возвращается к чертежной доске

Поднимите свой современный седан рядом с Ford Model T, и они вряд ли будут похожи друг на друга. Да, есть еще четыре колеса и руль, но на этом сходство, похоже, заканчивается.

Современные автомобили, большие, гладкие и аэродинамичные; изготовлены из современных легких материалов и оснащены множеством функций безопасности. Модель T для сравнения не имела ремней безопасности, подушек безопасности или антиблокировочной системы тормозов, сидела высоко над землей и была сделана из стали, дерева и даже из конского волоса.

Но откройте капот — или капот, если хотите — и это странный анахронизм. Двигатели обоих автомобилей, вероятно, по-прежнему будут состоять из очень схожей технологии с четырьмя поршнями, перемещающимися вверх и вниз в четырех цилиндрах.

Более того, топливная экономичность этих двигателей практически не изменилась. Этот первый серийный автомобиль имел рядный четырехцилиндровый двигатель мощностью 20 л.с. (15 кВт) с заявленной экономией топлива 13-21 миль на галлон (миль на галлон). Ваш седан, скорее всего, будет иметь современный четырехцилиндровый двигатель, который, вероятно, выдает больше примерно 200 л.с., но только с немного улучшенной экономией топлива где-то в диапазоне 20-30 миль на галлон.

Но вскоре все это может измениться. Соединенные Штаты только что объявили о новых правилах, которые потребуют от производителей автомобилей производить более продвинутые автомобили с меньшим расходом топлива. «Мы поставили агрессивную цель, и компании делают шаг вперед», — сказал президент Обама в заявлении. «К 2025 году средняя экономия топлива их автомобилей почти удвоится и составит почти 55 миль на галлон».

Конечно, в европейских странах, где небольшие автомобили и дизельные двигатели являются обычным явлением, такие цели не кажутся такими агрессивными.Но для США, где законы о выбросах запрещают использование некоторых технологий, уже используемых в других местах, они амбициозны. Более того, они, вероятно, будут стимулировать новую эру конструкции двигателей, которая не только заменит старомодный четырехтактный двигатель, но также может изменить принцип работы двигателей в США и других странах.

Бесполезная работа

Практически все современные двигатели работают по принципу: если вы поместите небольшое количество топлива, например бензин, в небольшое замкнутое пространство и воспламените его, он взорвется с огромным количеством энергии.Затем через шатун и коленчатый вал он может приводить в движение колеса.

Большинство двигателей делают это несколько раз в секунду, используя так называемый четырехтактный цикл. При этом поршни двигателя поднимаются и опускаются в цилиндре четыре раза — так называемые такты впуска, сжатия, мощности и выпуска. В современном двигателе с прямым впрыском топлива воздух всасывается, когда поршень падает в цилиндр, а затем сжимается, когда поршень толкает его обратно вверх. Почти сразу же впрыскивается и воспламеняется топливо, заставляя поршень снова опускаться вниз в так называемом рабочем такте.Последний ход поршня выбрасывает продукты сгорания.

Чтобы обеспечить постоянную мощность, большинство автомобилей имеют ряд цилиндров, обычно четыре, что позволяет поршням находиться в разных точках цикла. По такому же принципу работают шестицилиндровые или восьмицилиндровые двигатели. Эти двигатели используются практически во всех автомобилях, лодках, грузовиках, винтовых самолетах, генераторах и т. Д.

Существуют варианты этих конструкций, которые могут помочь США достичь поставленных целей. Например, гибридные автомобили, в которых используется комбинация электродвигателей и бензиновых двигателей, уже достигают топливной эффективности около 50 миль на галлон.Кроме того, такие производители, как Ford и Fiat, представили двигатели с меньшим количеством цилиндров по сравнению с обычным минимумом из четырех; три в случае Ford и два для Fiat. Оба используют турбокомпрессоры и интеллектуальную систему управления синхронизацией, чтобы сжигать меньше топлива, сохраняя при этом ту же мощность, что и другие двигатели. Двигатели Ford будут представлены в американских автомобилях в следующем году.

Но для того, чтобы повысить показатели топливной экономичности, некоторые конструкторы задаются вопросом, нужно ли нам вообще радикально переконструировать двигатели.

«Более 100 лет обычный двигатель внутреннего сгорания был эффективен только на 33%», — говорит Билл Ринн из инженерной фирмы Scuderi, которая разработала двигатель нового типа.«Оно должно быть выше — если вы залите галлон бензина в бак, две трети его будет потрачено впустую».

Scuderi разрабатывает двигатель, в котором поршни в цилиндрах по-прежнему поднимаются и опускаются, но с одним существенным отличием. «Что мы делаем, так это разделяем четыре штриха», — говорит Ринн. В одном цилиндре у нас есть 2 такта, которые связаны со сжатием, а в другом цилиндре у нас есть 2 такта, которые связаны с выхлопом ».

На практике это означает, что воздух втягивается в цилиндр сжатия, когда поршень движется вниз , , а затем сжимается, когда он движется обратно вверх . Вместо того, чтобы впрыскивать топливо в эту камеру, сжатый воздух проходит по трубке в отдельный цилиндр, где топливо впрыскивается и воспламеняется для обеспечения мощности. Четырехцилиндровый двигатель, работающий по этой конструкции, будет иметь два цилиндра сжатия и два цилиндра сгорания.

«Поскольку мы можем разделить эти две функции, мы можем максимизировать процесс сжатия, а также максимизировать процесс сгорания, чтобы сделать его более эффективным и чистым», — говорит Винн.В некоторых приложениях Скудери считает, что эта, казалось бы, простая настройка может улучшить топливную экономичность на 40% и более.

На первый взгляд кажется, что у двигателя Scuderi должно быть вдвое больше цилиндров, чтобы обеспечить такую ​​же мощность, но это не так. У него есть «силовой» ход на каждый оборот двигателя, а не на каждые два.

«Unexotic»

Инновационный дизайн позволяет реализовать некоторые другие умные идеи. Сжатие и сгорание не обязательно должны происходить последовательно, и Scuderi работает над тем, что он называет «воздушно-гибридной» системой.Вместо электрических генераторов, накапливающих энергию в батареях, как это происходит в современных гибридах, двигатель может отключать цилиндр сгорания, когда транспортное средство движется по инерции, и перенаправлять воздух из цилиндра сжатия в резервуар для хранения. Сильно сжатый воздух может быть выпущен позже для работы двигателя без топлива.

В течение последнего столетия предлагались и другие радикальные модификации двигателей, но автомобильная промышленность двигалась медленно, отчасти потому, что этого никогда не было. Двигатель внутреннего сгорания, каким мы его знаем, был доработан и улучшен, и он оказался очень надежным, очень безопасным и, в конечном итоге, дешевым в производстве.

«Существует множество отличных идей и концепций двигателей, но реальность такова, что с такой отраслью, как она есть, и с имеющейся у нас экономикой намного легче двигаться небольшими пошаговыми шагами. Это больше подходит для нынешних сборочных и производственных линий », — говорит Ринн.

Но Скудери считает, что именно его двигатель может наконец сбить обычный четырехтактный двигатель с пьедестала. Помимо повышения эффективности, его базовая конструкция цилиндров и поршней также очень похожа на традиционный двигатель.

«Мы рассматриваем примерно 95% или 96% одинаковых деталей. У нас не так много экзотических материалов, — говорит Ринн.

В настоящее время компания ведет переговоры с производителями по всему миру, но, скорее всего, двигатель впервые появится в Азии. Компания считает, что автопроизводители в таких странах, как Китай, более склонны к экспериментам. После получения лицензии пройдет около трех-пяти лет, прежде чем мы увидим на дорогах автомобиль с двигателем Scuderi, и это будет как раз вовремя, чтобы соответствовать новым американским стандартам эффективности.

Если вы хотите прокомментировать эту статью или что-нибудь еще, что вы видели в Future, перейдите на нашу страницу в Facebook или напишите нам в Twitter.

Двигатель внутреннего сгорания Ленуара | В.О. Патенты и товарные знаки

В 2019 году двухтактный двигатель по-прежнему используется в мопедах и газонокосилках. Технология для этого двигателя пришла непосредственно из мозга французского изобретателя Ленуара более 150 лет назад.

Изобретатель

Этьен Ленуар (1822-1900) родился в бельгийской деревне Мусси-ла-Виль. В возрасте двенадцати лет он уже сильно увлекался машинами. В последующие годы он сам изучил принципы технологии и химии. В 1850 году он уехал в Париж, а в 1859 году сконструировал первый двигатель внутреннего сгорания. В 1859 году он получил патент № 43624 на 15 лет. Во Франции он стал натурализованным французом.

Изобретение

В то время машины работали в основном с использованием пара.Ленуару нужны были небольшие машины, которые могли бы работать на угольном газе и городском или легком газе, который был доступен повсюду в Париже. Принцип представлял собой паровой двигатель, в котором в первой половине первого такта всасывалась смесь из 6% городского газа и 94% воздуха. На полпути первого такта несжатая смесь воспламенялась свечой зажигания — также запатентованное изобретение Ленуара. Горящая газовая смесь расширилась и с большой силой вытолкнула поршень. Во время входящего второго хода сгоревшая газовая смесь выдавливалась.

В машине Ленуара объединены различные знания его времени: паровой двигатель и недавно изобретенная катушка зажигания Румкорфа, а также свеча зажигания, собственное изобретение Ленуара. Был изобретен первый двигатель внутреннего сгорания, двусторонний, двухтактный и без предварительного сжатия.

Продолжение

Вскоре после этого немец Николаус Август Отто (1832-1891) разработал вдохновленный Ленуаром двигатель, работающий на бензине: атмосферный газовый двигатель, двигатель flugkolben.Это был предшественник совершенного четырехтактного двигателя. Этот двигатель уже работал лучше и в том году произвел фурор на Всемирной выставке в Париже. Окончательный прорыв произошел в 1876 году. В том же году Отто разработал четырехтактный двигатель, который должен был стать прототипом для более поздних двигателей внутреннего сгорания. Четырехтактный двигатель более экономичен, поскольку топливная смесь оптимально обновлена. Он стал известен как двигатель Отто.

Отто подал заявку на патент на улучшенную версию (под номером DE532C).Независимо от Отто, другие (Бо де Роша) работали над аналогичными разработками. Таким образом, патентные права Отто были объявлены недействительными. Он достиг урегулирования, и продукт имел большой успех.

Восемь предупреждающих знаков о неисправности двигателя

2. потеря мощности

Большинство транспортных средств, работающих на газе, сконструированы с двигателем внутреннего сгорания. В этих автомобильных двигателях используется четырехтактный цикл сгорания для преобразования бензина в энергию, необходимую для движения вашего автомобиля.Четыре такта — это такт впуска, такта сжатия, такта сгорания и такта выпуска. Потеря мощности, которую вы испытываете, может быть вызвана икотой на любом из этих четырех шагов (ходов) в процессе горения.

3. Сдача пробега на газе

Если вы заметили, что расстояние, на которое ваш бензобак уносит вас, отличается от того, которое он использовал для меня, это может быть признаком того, что есть проблема с тактом сжатия вашего двигателя. В этом случае использование очистителя топлива или выполнение обслуживания топливной системы может решить проблему.В зависимости от того, сколько времени прошло, возможно, стоит подумать о настройке. Если эти две рекомендации не помогают определить расход топлива, выполнение диагностики двигателя может предоставить вам информацию и варианты решения проблемы, которые вы ищете.

4. Изобилие шумов

Стук, обратный огонь, шипение, плевание и хлопанье — все это звуки, которые мы не хотим слышать, когда заводим наши машины. Эти шумы могут возникать при отклонении от нормы потока сгорания.Если вы слышите стук, треск, плевки двигателя или обратный свет двигателя, обратитесь в сервисную службу как можно скорее.

5. остановка двигателя

Многие из нас, кто научился водить машину с механической коробкой передач, понимают природу остановки двигателя. Для тех, кто не знаком, когда педаль сцепления и педаль газа не задействованы на нужной скорости, ваш автомобиль остановится и потребует перезапуска — самое неприятное и неприятное событие — особенно в пробке.

6.Запахи

Когда такт выпуска вашего двигателя внутреннего сгорания начинает выходить из строя, из выхлопных газов может исходить неприятный запах. Подобно знакомым звукам неизбежной поломки, этот запах указывает на то, что ваш автомобиль требует внимания профессионала.

7. двигатель продолжает работать после выключения зажигания

Это явление, также известное как выбег и дизельное топливо, наиболее характерно для автомобилей с высокими характеристиками и обычно происходит, когда октановое число в газе неверно.Другими виновниками могут быть неисправный соленоид или чрезмерно активный карбюратор. Если это происходит с вашим автомобилем, в вашем местном магазине Speed ​​Shop есть ответы, необходимые для восстановления максимальной производительности вашего автомобиля.

8. Грубая работа двигателя

Если ваш двигатель работает или работает на холостом ходу, это может быть так же просто, как настройка. Самая частая причина неровной работы двигателя — засорение системы или старые свечи зажигания. Другими проблемами могут быть неправильное октановое число в бензине или низкий заряд батареи.

Некролог по двигателю внутреннего сгорания

Форд был филантропом и был не в восторге от прибылей, полученных от постоянно растущих продаж, удвоения заработной платы его рабочих, в то время как цена Стоимость Model T постепенно упала с 850 до 260 долларов благодаря экономии на масштабе и усовершенствованию производства.Машина должна была остаться.

Высокая удельная энергия жидкого топлива, сделавшая возможным двигатель внутреннего сгорания, также сдерживала ранние разработки. Первоначально использовались любые летучие производные масла — ранняя модель Ts могла работать на конопляном масле — и до начала 1920-х годов октановое число было низким, что ограничивало мощность.

Начало Первой мировой войны поставило процесс горения под более пристальное внимание, и после долгих экспериментов американский химик Томас Мидгли-младший., обнаружил присадку к бензину под названием тетраэтилсвинец (TEL), которая обеспечивает гораздо более высокие степени сжатия и, следовательно, мощность. В то время возникли проблемы со здоровьем — рабочие на заводе TEL заболели и умерли, и сам Миджли заболел — но запретить его начали только в середине 70-х годов. Позже Мидгли изобрел фреон, хладагент.

Другие страны, стремящиеся мобилизовать свое население, создали свои собственные доступные автомобили. Во Франции Citroen начал разработку 2CV в 1930-х годах с учетом интересов фермеров, отсюда и простые кресла-гамак, минимальные функции, но длинноногая подвеска, которая позволяла без поломок транспортировать корзину с яйцами через только что вспаханное поле.Начало Второй мировой войны отложило запуск его в производство до 1948 года. В Германии Volkswagen (буквально «народный автомобиль») разрабатывал Beetle, свой собственный серийный автомобиль.

Пока другие совершенствовали масштаб, именно артистичные, выразительные и страстные итальянцы создали первый суперкар. Энцо Феррари с самого начала создавал красавиц с двигателями V12. Но его новый конкурент, Lamborghini, сделал первый настоящий суперкар, когда он повернул свой собственный V12 на 90 градусов и установил его за сиденьями в Miura со средним расположением двигателя.

Однако ни одна страна не была так привязана к автомобилю, как Америка. Его население росло вместе с автомобилем, который стал неотъемлемой частью повседневной жизни, продвигая жизнь в пригороде и поездки на работу, торговые центры за городом, сети быстрого питания, фильмы о проезде на автомобиле, поездки на автомобиле.

Американские автомобили эволюционировали в соответствии с окружающей средой, они были большими, удобными, легкими и не слишком беспокоились о поворотах. Они тоже хотели пить, но бензин был дешевым; США были крупнейшим производителем нефти в мире, хотя в конце 1960-х годов спрос превысил ее производство, и они начали импортировать нефть из арабских стран.

Влияние пристрастия Америки к ICE стало очевидным, когда над такими городами, как Лос-Анджелес, начал формироваться смог. Результатом стало законодательство, подобное Закону о чистом воздухе, которое привело к обязательной установке каталитических нейтрализаторов, которые преобразовывали оксид углерода, несгоревшие углеводороды и оксиды азота в менее вредные вещества. Они также сильно ударили по мощности американских автомобилей, что привело к повышению эффективности.

Motorsport тоже не застрахован от заботы об окружающей среде.В серии CanAm (Канада-Америка) для спортивных автомобилей были представлены одни из самых мощных двигателей, когда-либо созданных для кольцевых гонок, турбированный Flat-12 доминирующего Porsche 917/30 имел предполагаемую мощность 1500 л.с. Из-за нефтяного кризиса в 1974-75 годах потребовалась пара лет перерыва, и таких результатов больше никогда не было. Кажется удивительным, что теперь вы можете купить дорожный автомобиль с такой мощностью.

Возможно, даже более удивительным, чем CanAm Porsche, является двигатель, созданный BMW для первой эпохи с турбонаддувом в Формуле 1. Он взял блок цилиндров объемом 1500 куб. 1,400 л.с. от него в квалификационной отделке (если не взорвется).У него была огромная турбо-задержка — задержка между нажатием на дроссель и срабатыванием двигателя — но Нельсону Пике удалось выиграть с ним чемпионат мира в 1983 году.

Китай заявляет, что перестанет продавать автомобили с двигателями внутреннего сгорания

Цилай Шэнь / BloombergGetty Images

Китай объявил, что в какой-то момент в будущем он запретит продажу автомобилей с горючими двигателями, работающими на ископаемом топливе. Дата еще не назначена, но Китай, безусловно, будет крупнейшим рынком, который сделает такой шаг.

«Некоторые страны установили график, когда следует остановить производство и продажу автомобилей с традиционным топливом», — сказал Синь Гобинь, заместитель министра промышленности и информационных технологий, которого китайские государственные СМИ процитировали на мероприятии автомобильной промышленности в северный прибрежный город Тяньцзинь в субботу. Здесь Синь, вероятно, имел в виду Великобританию и Францию, которые объявили, что запретят новые бензиновые и дизельные автомобили, начиная с 2040 года.

«Министерство также начало соответствующее исследование и составит такой график с соответствующими ведомствами.Эти меры, безусловно, внесут глубокие изменения в развитие нашей автомобильной промышленности », — сказал он.

Это объявление — лишь последний драматический шаг китайского правительства, которое в течение многих лет боролось с ухудшением состояния воздуха в своих крупных городах. Вторая по величине экономика мира также придерживается такого же прямого подхода со своими угольными электростанциями и экологически чистой энергией. В стране сейчас находится половина плотин гидроэлектростанций в мире, и в 2016 году были отменены угольные проекты на сумму 12,4 гигаватт.

«Глубокие» изменения, о которых говорит Синь, несомненно, будут благом для китайского рынка электромобилей, который привлек таких иностранцев, как Илон Маск и Уоррен Баффет. Страна, которая уже объявила о цели по ограничению выбросов углерода к 2030 году, вероятно, захочет увидеть, как начинает формироваться ее местный рынок, прежде чем она совершит кардинальные изменения. Недавно Китай отложил введение агрессивных квот на продажу электромобилей, чтобы у глобальных компаний было больше времени на подготовку.

«Запрет на такой большой рынок, как Китай, может быть введен позднее 2040 года», — сказал Лю Чжицзя, заместитель генерального директора Chery Automobile Co., крупнейший в стране экспортер легковых автомобилей, сообщает Bloomberg. «У всех будет достаточно времени на подготовку».

Источник: Reuters

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Может быть, у двигателя внутреннего сгорания есть будущее

Группа исследователей из Технологического университета Эйндховена (TU / e, Нидерланды) считает, что у двигателя внутреннего сгорания все-таки есть будущее.Секрет заключается в зеленом водороде в сочетании с благородным газом аргоном. Этот газ естественным образом присутствует в воздухе и может дешево производиться при отделении воздуха. С помощью Argon Power Cycle (APC) выбросы CO2 и оксидов азота могут быть сокращены до минимума. Мы рассказали об этом на прошлой неделе.

Практически все уже отказались от двигателей внутреннего сгорания, так почему же они думают, что они все еще жизнеспособны?

Еще до того, как услышать весь вопрос, Йерун ван Ойен, исследователь факультета машиностроения, разразился смехом: «Это полная чушь.Возможно, это относится к легким транспортным средствам, таким как легковые автомобили и небольшие грузовики или фургоны. Все они в будущем будут электрическими. Но электродвигатели еще не совсем подходят для длительных поездок, поэтому двигатели внутреннего сгорания еще точно не списаны ».

По словам ван Ойена, основная проблема заключается в ископаемом топливе, которое используется в этих двигателях внутреннего сгорания. «Ищутся другие виды топлива, чтобы минимизировать углеродный след и снизить выбросы почти до нуля. Вот где действительно списывается ископаемое топливо.Например, мы уже проводим много исследований по большегрузным автомобилям. Вы можете видеть здесь, что выбросы дизельных двигателей за последние десять лет значительно снизились. Юридические требования также становятся более строгими для достижения поставленных целей. Это хорошо, и они нужны, чтобы иметь еще более чистые автомобили ».

Подпишитесь на IO в Telegram!

Хотите вдохновляться 365 дней в году? Вот возможность. Мы предлагаем вам один «источник инноваций» в день в компактном сообщении Telegram.Семь дней в неделю, доставка около 20:00. CET. Прямо из нашей редакции. Подпишитесь здесь, это бесплатно!

Как вам пришла в голову идея объединить аргон и водород?

«Мы давно занимаемся исследованиями двигателей внутреннего сгорания. Как сделать их более эффективными? Какое топливо мы можем использовать? Как мы можем сократить выбросы? Газ аргон обеспечивает очень высокий КПД, и это привлекало некоторое внимание в прошлом. Но это была только теоретическая сторона дела, практическая сторона дела оказалась сложнее.В Беркли коллеги работали над газовым двигателем, который воспламеняется от искры, как бензиновый двигатель. КПД этого двигателя уже был немного выше, чем у газового двигателя, работающего на воздухе, но все же не так высок, как теоретически ».

Но ван Ойен видел, что это было еще не все. «Тогда я действительно был укушен насекомым. Я не мог позволить этому уйти и начал играть с этим. Я хотел сделать это умнее и лучше. Тогда мне пришла в голову идея увидеть в нем дизельный двигатель.В таком традиционном двигателе воздух сильно сжимается, что приводит к повышению температуры. В момент максимального давления впрыскивается дизельное топливо, которое затем воспламеняется из-за высоких температур. Это заставляет поршень с силой двигаться вниз ».

Почему тогда лучше использовать газ аргон?

«Если вы поместите воздух под высоким давлением, он будет вибрировать. Это гарантирует, что энергия не попадет непосредственно на поршень при его воспламенении. Этого не происходит с газообразным аргоном, поэтому вся энергия топлива поступает на поршень гораздо более непосредственно.Это дает вам гораздо более эффективный двигатель. Вы также можете утилизировать выхлопные газы. Конденсатор охлаждает его до температуры ниже 100 градусов, так что вода исчезает, а аргон может быть возвращен в двигатель. Наша партнерская лаборатория в Беркли продемонстрировала, что этот замкнутый контур работает. Это не только эффективно, но и чисто.

Это также применимо, если биотопливо или природный газ подается в двигатель с аргоном вместо зеленого водорода, утверждает Ван Ойен. «Используя специальную систему, мы можем отфильтровать CO2, который выделяется при сгорании.Это делает двигатель немного менее эффективным, но уловленный CO2 можно снова использовать в качестве сырья для производства топлива, такого как, например, метанол ».

Задача Van Oijen состоит в том, чтобы выяснить, в каком порядке и под каким давлением газообразный аргон, водород и воздух следует впрыскивать для наиболее оптимального двигателя. «Сравните это с качелями, вы толкаете в самый подходящий момент — в самую высокую точку. Это применимо и здесь. Слишком раннее зажигание, которое иногда случается с аргоном, потому что он быстро нагревается, приведет к тому, что ваш поршень сломается быстрее.И если вы зажжете слишком поздно, оптимальное давление уже исчезнет, ​​и вы потеряете эффективность ».

Доказательство того, что этот двигатель может быть более эффективным

Чтобы выяснить, как это работает, Ван Ойен начинает с использования подхода численного моделирования. «Остальной мир это не особо интересует, но меня это действительно радует. Никто никогда не исследовал кислород, аргон и водород в двигателе внутреннего сгорания. Обычно у вас есть два компонента, теперь их три. Это делает его более сложным и интересным для меня.Мне особенно интересно смотреть на проблемы с потоком. Как реагирует аргон, как он смешивается и что происходит, когда он находится под давлением? Это чрезвычайно сложные с математической точки зрения модели, на то, чтобы разобраться в них суперкомпьютеру, потребуется несколько дней. Для меня задача — продемонстрировать, что таким образом можно создать чистый и эффективный двигатель. Все это должно быть абсолютно точным с научной точки зрения », — объясняет Ван Ойен.

Ему все равно, появится ли на рынке когда-либо действующая версия? «Конечно, это было бы здорово.Раньше я исследовал более эффективные авиационные двигатели, и каждый раз, когда я сажусь в самолет, я все еще с чувством гордости заглядываю под крыло. Я способствовал этому. Так что было бы определенно обидно, если бы мы продемонстрировали, что двигатель на аргоне работает, а из этого ничего не вышло бы. Но продавать технику — не мое, я не продавец ».

Сотрудничество с бывшим магистрантом

Чтобы превратить это исследование в работающий двигатель, Ван Ойен работает, среди прочего, со своим бывшим учеником магистра Мигелем Сьерра Аснаром.С тех пор Азнар основал стартап, основанный на этой технике, Noble Thermodynamics. «Мы всегда поддерживали связь, в том числе во время его докторской диссертации в Беркли. А пока, думаю, я могу сказать, что мы стали друзьями. Мы очень хорошо работаем вместе и у нас хорошие отношения. Он настоящий предприниматель и постоянно ведет переговоры со всеми, чтобы мы могли добиться успеха ».

| Dewesoft

Теория детонации

Детонация — это неконтролируемое сжигание топлива в двигателях .При нормальной работе топливно-воздушная смесь воспламеняется свечой зажигания (бензиновый двигатель) и горит постоянно. Когда двигатель стучит, самовоспламенение начинается с внешней стороны камеры сгорания, вызывая переходные процессы высокого давления, которые приводят к механической и термической перегрузке двигателя. Это может серьезно повредить детали двигателя, особенно поршень. Алгоритм обнаружения детонации указывает на этот стук, чтобы пользователь мог отреагировать на это ненормальное состояние.

Детонацию можно обнаружить, выделив высокочастотную составляющую из сигнала давления в цилиндре.Это может быть сделано с фильтром верхних частот . Частоты детонации обычно составляют от 5 кГц до 12 кГц.

Фильтр высоких частот (HP) (красная линия на изображении 38) извлекает частотные составляющие, которые выше частоты среза.

По сравнению с изображением 38, мы можем видеть колебания давления на падающем наклоне кривой давления (синий).Кривая давления сгорания может достигать очень высоких давлений >> 100 бар, поэтому иногда трудно наблюдать ее поверх основной кривой давления сгорания. Если мы извлечем только высокочастотные компоненты выше 5000 Гц, мы сможем намного легче проанализировать детонацию. Сигнал давления, прошедший через фильтр верхних частот (красная линия), показывает колебания давления около максимума кривой давления.

Еще одно важное значение — это максимальное давление этого сигнала, прошедшего фильтр верхних частот (красный), которые могут быть извлечены и визуализированы на дисплее самописца, немедленно отражая переходные процессы давления предыдущих циклов.

Это значение является хорошим признаком детонации, но в некоторых случаях может отображать неверную информацию. Если кривая давления сильно зашумлена или присутствует всплеск (вызванный каким-либо внешним электрическим сигналом), максимальное значение, извлеченное из сигнала, отфильтрованного верхними частотами, показывает высокие значения, которые не связаны с детонацией.

Детонация обычно начинается с максимума давления и продолжается по падающей кривой сигнала давления. Таким образом, вместо того, чтобы брать только одно значение (пиковое), мы могли бы интегрировать отфильтрованный верхними частотами сигнал отрицательной части крутизны давления.

Это интегрированное значение (интеграл детонации = KI ) даст более стабильное значение для одиночных пиков переходного шума. Фильтр высоких частот выводит абсолютное давление (только положительные значения). Итак, если мы интегрируем сигнал, мы можем отклонить одиночный переходный процесс, но также суммируем шум, который может присутствовать все время. В зависимости от оборотов двигателя, шум также будет увеличиваться, что, в свою очередь, вызовет усиление интегрированного сигнала.При однократной интеграции будет сложно определить, стучит он или это просто шум.

Чтобы предотвратить это, интегрирование может быть дополнительно выполнено до максимального давления, чтобы можно было сравнить результаты до и после максимального давления.

\ (KnockFactor = \ frac {INT_ {knock}} {INT_ {reference}} \)

Фактор детонации — KF даст взвешенный результат , связанный с детонацией .Без любой детонации KF составляет около 1 . Окна интеграции (контрольное окно; окно детонации) разделятся в положении среднего максимального давления.

В примере на изображении 42 показана кривая давления (синяя) и сигнал с фильтром верхних частот (красный) на диаграмме вверху. А затем максимальное давление, извлеченное из сигнала, отфильтрованного верхними частотами (красный), и рассчитанного KF (оранжевый).
На обоих максимальных графиках показаны пики , так что присутствует детонация и может быть обнаружена любым способом до тех пор, пока нет пиков.

Несколькими циклами раньше мы могли видеть всплеск ошибок (красная кривая на изображении 43). Хотя максимум отфильтрованного сигнала все еще показывает пик здесь, алгоритм KF вообще не указывает на детонацию, и полученное значение близко к 1.

Таким образом, DewesoftX может обеспечить надежное обнаружение детонации , , даже если есть случайные всплески сигнала . Пример на изображении 44 показывает очень шумный сигнал давления. KF (оранжевый) останется около 1, потому что интегрированный шум аналогичен в контрольном (зеленом) окне и в окне детонации (красное).

Настройка алгоритма обнаружения детонации (Mannesmann VDO AG)

В предыдущих главах было описано, какие сигналы могут быть получены с помощью алгоритма обнаружения детонации:

• Сигнал давления с фильтром HP,
• Максимальное значение сигнала давления после фильтрации высокого давления и
• Коэффициент детонации.

На изображении 45 вы можете увидеть настройки для расчета обнаружения детонации.

Общая информация о фильтре верхних частот:

Канал давления в цилиндре уже присутствует как результат угловой области. Таким образом, время между выборками зависит от оборотов двигателя. Поскольку нам нужно установить частоту среза фильтра высоких частот в герцах, обычный БИХ не будет работать.

Фильтр высоких частот создается из окна скользящего среднего с определенной шириной, которая вычитается из исходного сигнала, и (как и для всех фильтров) для правильной работы фильтра требуется минимальная частота дискретизации:

\ (SampleRate_ {мин} [Гц] \ geq Frequency_ {HighPass} \ cdot 4.5 \)

Если фильтр верхних частот установлен на 5000 Гц, требуется частота дискретизации не менее 22 500 Гц. При угловом разрешении 0,1 ° (3600 импульсов на оборот) нам нужно 375 об / мин, чтобы достичь этой частоты дискретизации.

\ (Скорость двигателя [об / мин] = \ frac {Частота дискретизации [Гц]} {Импульсы на оборот \ cdot 60} = \ frac {22500} {3600 \ cdot 60} = 375 \)

В таблице под показаны минимальные обороты двигателя в зависимости от разрешения и установленного фильтра HP 5000 Гц.

Если частота вращения двигателя ниже требуемой, фильтр высокого давления будет установлен на более низкую частоту, пока не будет достигнута минимальная частота вращения двигателя!