Новий тип ДВС - це вам не фенечка, аркан-блог

У двигуна Ван Бларігана практично немає паразитних втрат, оскільки немає інерції обертових мас (через відсутність цих самих мас), на поршень не діють бічні сили, які притискають його до стінок циліндра. Немає підшипників коленвала, шатунів, поршневих пальців, распредвала, клапанів. Більш того: на кожен цикл роботи двигуна доводиться два робочих такту!

Новий тип ДВС - це вам не фенечка, аркан-блог

Майбутнє - за електротрансміссія

Тим часом, заперечувати користь від введення євронорм нерозумно - багато в чому завдяки їм автомобілі стали дійсно відчутно чистіше і економічніше. Подальше посилення норм вихлопу не залишає автовиробникові вибору: автомобілі неминуче стануть електричними в самому найближчому майбутньому. А вірніше, з електричною трансмісією (Чому в доступному для огляду майбутньому неможливо навала електромобілів без ДВС - тема окрема). Переваг у такої трансмісії багато. Взяти хоча б характеристики електромотора, ідеальні для автомобіля. Він, наприклад, може видавати максимальну потужність на будь-яких оборотах. Як наслідок, чим нижче обороти, тим більше крутний момент. А максимуму він досягає при оборотах рівних нулю. Саме тому тепловози можуть зрушити з місця склад масою багато тисяч тонн. Електромотор не треба запускати і змушувати його працювати на холостому ходу - він завжди готовий до роботи. Стають не потрібні такі складні і дорогі агрегати, як коробка передач або варіатор. І так далі.

Самий же значний козир - рекуперація, тобто здатність запасати енергію гальмування в акумуляторі, що в умовах міського руху сильно економить паливо.

Новий тип ДВС - це вам не фенечка, аркан-блог

Схема роботи гібрида з електротрансміссія проста: автомобіль завжди їде тільки на електротязі, а при розрядці акумулятора запускає ДВС для поповнення заряду. На жаль, масовий випуск автомобілів з такою схемою стримується двома чинниками: по-перше, промисловість не готова масово перейти до нової трансмісії, а по-друге, поки що немає недорогих акумуляторів великої ємності. Однак перспективи вимальовуються райдужні. Вельми скоро, з освоєнням технологій, електротрансміссія стане дешевше автоматичної коробки хоча б в силу того, що вона простіше у виготовленні.

Мало того: з елетротрансміссіей сильно спроститься ДВС. Оскільки він потрібен тільки для зарядки акумулятора, при пуску він повинен відразу виходити на режим максимальної потужності або - для економії палива - максимального моменту. Це означає, що немає потреби організовувати його роботу на перехідних режимах, ту саму, яка і є головний біль конструкторів, заради якої будують багатоклапанні двигуни, впускні колектори змінної довжини, управління фазами газорозподілу, подвійний наддув та інше. Двигун, що працює у вузькому діапазоні оборотів набагато простіше і, отже, дешевше. Можна взагалі обійтися без клапанів, розподілвалів, і навіть без шатунів і клонували!

Новий тип ДВС - це вам не фенечка, аркан-блог

Це називається «двигун з вільним поршнем» (FPE). Його особливість в тому, що рух поршня визначається не механічним зв'язком, а співвідношенням навантаження до сили розширюються газів. Влаштований він просто. По суті, це труба з глухими кінцями, всередині якої ковзає поршень. На кожному кінці труби - форсунка, свічка, впускне і випускне вікно. Рухома деталь всього одна. Поршень в такому моторі рухається лінійно, поступально, між двома камерами згоряння, як кулька пінг-понгу.

Рішення знайшов професор Пітер Ван Бларіган. Він просто вмонтував в поршень потужні магніти з неодимового сплаву, а на циліндрі помістив мідну обмотку. Він побудував навіть дослідний зразок, двотактний лінійний генератор під назвою FPLA, потужністю 40 кВт. Термічний ККД генератора, що працює на пропані, 56%! Цікаво, що цей двигун може працювати не тільки на пропані, але і на бензині, водні, солярці, спирті і т.д.

Але в кожній бочці меду зустрічається своя ложка дьогтю. У випадку з FPLA нею стала проблема управління поршнем. Справа в тому, що в звичайному ДВС верхня мертва точка траєкторії поршня задається геометрією кривошипно-шатунного механізму, а в лінійному вона залежить від ступеня стиснення і швидкості згоряння паливоповітряної суміші. Іншими словами, поршень гальмує, створюючи тиск в камері. Виходить, що тривалість тактів і верхня мертва точка можуть змінюватися. А це означає, що при неточною роботі форсунки поршень або зупиниться, або вдариться в стінку.

Для такого двигуна потрібна швидкодіюча система управління. Це складно, але реально. Зрештою, процесори зараз дуже потужні і дешеві, а поршень можна гальмувати магнітними котушками циліндра, адже всередині нього потужні магніти. Не виключено, що повноцінний прототип генератора з готовою системою управління буде готовий до кінця цього року. ККД обіцяно грандіозний - 50%.

Пояснити причини такого високого ККД просто. У двигуна Ван Бларігана практично немає паразитних втрат, оскільки немає інерції обертових мас (через відсутність цих самих мас), на поршень не діють бічні сили, які притискають його до стінок циліндра. Немає підшипників коленвала, шатунів, поршневих пальців, распредвала, клапанів. Більш того: на кожен цикл роботи двигуна доводиться два робочих такту!

Зрозуміло, на моторі FPLA світ клином не зійшовся, є й інші цікаві проекти. Факт в тому, що автомобілебудування стоїть на порозі революційних змін: гряде спрощення ДВС і електричні трансмісії. Що насправді можна назвати чимось особливим. На відміну від всіляких бирюльок і фенечек, які автовиробники так люблять нам з вами впарювати. Давайте будемо відрізняти кольорові скельця від діамантів.