Творчество часто приводит к удивительным инновациям, а иногда и к двигателям, которые бросают вызов условностям, и мы видели это на протяжении всей истории с некоторыми необычная конструкция двигателя. В этой статье мы рассмотрим некоторые из самых странных из них, которые были созданы.
Некоторые из них оказались неудачными, другие сделали себе имя или оказали значительное влияние на разработку будущих разработок. Как бы то ни было, эти двигатели заслуживают нашего внимания…, как вторая часть статьи, которую я написал некоторое время назад, про более редкие двигатели.
роторный двигатель
El роторный двигатель — инновационная технология двигателей внутреннего сгорания, широко использовавшаяся до и во время Первой мировой войны для питания самолетов, а также некоторых из первых автомобилей и мотоциклов. Хотя у него были такие преимущества, как эффективность с точки зрения мощности, веса и надежности, к началу 1920-х годов он начал устаревать. Это устаревание произошло главным образом из-за низкого крутящего момента двигателя и ограничений объемных характеристик из-за того, как он всасывал топливовоздушную смесь.
Роторный двигатель по сути представляет собой двигатель цикла Отто, но с той особенностью, что коленвал остается неподвижным, пока блок цилиндров вращается вокруг него. Такая конфигурация обеспечивала гироскопический эффект, который сглаживал подачу мощности и уменьшал вибрацию, распространенную проблему в обычных поршневых двигателях. Несмотря на то, что роторный двигатель был превзойден более современными конструкциями, он оказал значительное влияние на историю двигателестроения.
радиальный двигатель
El двигатель радиальный, также известный как звездчатый двигатель, представляет собой двигатель внутреннего сгорания, в котором цилиндры расположены радиально относительно коленчатого вала, образуя звездообразную конструкцию. Широко используется в авиации, особенно в крупных гражданских и военных самолетах, а также в других транспортных средствах, например танках. Данная конструкция отличалась высокой удельной мощностью, простотой эксплуатации и надежностью. Его популярность преобладала до появления реактивного двигателя. Кроме того, внешне он может быть очень похож на предыдущий ротор, но его не следует путать.
Технические дебаты в 1930-х годах между радиальными, рядными и V-образными двигателями были направлены на то, чтобы определить, какой из них лучше. Хотя он радиальный предлагает такие преимущества, как мощность и простота., каждая конструкция имела свои особенности. Со временем было показано, что выбор двигателя зависит от конкретных потребностей, и все эти конструкции постепенно были заменены распространением двигателей с горизонтально-оппозитными цилиндрами (с воздушным охлаждением) и появлением реактивных двигателей. Несмотря на преимущества рядного или V-образного двигателя с точки зрения меньшей лобовой площади, радиальный двигатель предпочитался из-за его простоты, надежности и малого веса и широко использовался в военно-воздушных силах, особенно при полетах над обширными пустынными поверхностями или над водой, например так и на авианосцах. Напротив, некоторые истребители времен Второй мировой войны выбрали V-образные двигатели для достижения более тонкой аэродинамической линии.
двигатель Ванкеля
El двигатель Ванкеl, также известный как роторный двигатель, был изобретен Феликсом Ванкелем и усовершенствован Уолтером Фроде из НГУ. В 1924 году Ванкель разработал этот двигатель с использованием роторов вместо поршней, получив патент в 1926 году. В 1940-х и 1950-х годах были предприняты значительные усилия по разработке роторных двигателей, отличающихся плавностью и бесшумностью работы, а также простотой конструкции.
Работа роторного двигателя уникальна: треугольный ротор вращается внутри полости в форме восьмерки, передавая вращательное движение коленчатого вала. Эта конструкция, в отличие от поршневых двигателей, использует расширение и сжатие трех отдельных отсеков для смеси для всасывания воздуха и топлива, сжатия смеси, извлечения ее энергии и удаления сгоревших газов. Роторный двигатель имеет такие преимущества, как меньшее количество движущихся частей, плавный ход, более низкая скорость вращения и меньший вес. Однако он также сталкивается с проблемами, такими как выбросы, затраты на техническое обслуживание, трудности с герметизацией и синхронизацией, а также снижение торможения двигателем. Несмотря на эти сложности, двигатель Ванкеля оказал значительное влияние на историю автомобилестроения.
Испанский роторный двигатель
Хосе Игнасио Мартин-Артахо Именно испанец придумал эту конструкцию, во многом похожую на конструкцию Ванкеля. Однако надо сказать, что этот человек был профессором инженерного дела в ICAL, а также священником-иезуитом, чудотворцем и изобретателем. Кроме того, он был братом министра Альберто Мартина-Артахо Альвареса, уроженца Мадрида, который был политиком и министром иностранных дел во время диктатуры Франко.
Аргентинский мусорный двигатель
Аргентинский инженер Эдмундо Рамос рассказал все подробности о своем автомобиле, работающем на сжигании отходов и воды, под названием «Машина в мусор». Этот автомобиль полностью не загрязняет окружающую среду и вносит в окружающую среду 20% кислорода во время путешествия на «Гасуре». Универсальность этого топлива позволяет любому бензиновому двигателю, будь то автомобиль, электродвигатель-генератор, сельскохозяйственная техника или мотопомпа для добычи воды, работать с «Гасурой». Кроме того, это топливо также можно использовать для отопления или приготовления пищи, что обеспечивает широкий спектр экологически чистых применений.
Чтобы проверить этот эксперимент и продемонстрировать, что он работает, они отправились из Ла-Кьяки 24 ноября 2021 года в Кабо-Вирхенес, куда прибыли 25 февраля 2022 года. Длинный маршрут через Аргентину длиной почти 5000 км.
Испанский водяной двигатель
В настоящее время, электрические и водородные автомобили Они могут показаться передовыми технологиями, но эти решения уходят корнями в прошлое, еще до появления автомобилей. В конце 1800 века уже существовали электромобили, работающие на тяжелых свинцово-кислотных батареях. Что касается водородных двигателей внутреннего сгорания, то их первые разработки относятся к первому десятилетию XNUMX-х годов, хотя их применение в автомобилях не было очевидным до середины прошлого века.
В этом контексте выделяется фигура испанского изобретателя. Артуро Эстевес Варела, представивший в начале 70-х годов своеобразный «водяной двигатель». Эстевес, инженер-технолог, родившийся в 1914 году, получил 73 патента и получил серебряную медаль на Международной выставке изобретений в Брюсселе в 1972 году. Его изобретение состояло из генератора водорода, в котором для производства топлива использовалась вода и секретное вещество. . . Хотя в СМИ его прозвали «водяным двигателем», технически это был генератор водорода.
Эстевес совершил поездку по Испании, проводя впечатляющие демонстрации. льет воду на свой мотоцикл и использует водород вырабатывается в качестве топлива. Однако его изобретение не имело длительного успеха, и теории о его упадке включают вмешательство нефтяных компаний, техническую оценку режима Франко и возможные экономические проблемы. Хотя «водяной двигатель» Эстевеса не прижился, его новаторское предложение оказалось пионером в поиске альтернативных видов топлива и сокращении выбросов в то время, когда эти проблемы не были столь заметными. Сегодня некоторые проекты крупных брендов вновь исследуют идею водородного двигателя внутреннего сгорания как интересную альтернативу электрификации.
Двигатель, работающий на 4 различных видах топлива
Фиат разработал Фиат Сиена Тетрафьюэл, автомобиль, который может использовать четыре вида топлива: бензин, бензин с этанолом, чистый этанол и сжатый природный газ (СПГ). Эта модель автоматически выбирает топливо в соответствии с потребностями и предпочитает использование КПГ, который до 40% экономичнее бензина. Система, поддерживаемая электронным блоком управления, позволяет 1.4-литровому двигателю переключаться между жидким и газообразным топливом для оптимизации производительности и эффективности. Хотя Fiat рассматривает возможность своего внедрения в Китае и Европе, Siena Tetrafuel уже доступен в Бразилии, где он может воспользоваться разницей цен на этанол и бензин. Инвестиции в размере 895 миллионов евро и два года работы поддерживают это достижение, направленное на сокращение выбросов и повышение эффективности использования топлива.
Пневматический двигатель
El пневматический двигатель, также известный как пневматический двигатель, работает за счет подачи сжатого воздуха. Хотя он и не завоевал прочных позиций в автомобильной промышленности, он обещает достичь до 300 километров автономной работы при стоимости 1,5 евро за зарядку, используя в качестве топлива только сжатый воздух и не производя выбросов. Процесс работы двигателя основан на трех циклах: расширение, сжатие и впрыск.
В цикле расширения наружный воздух всасывается и выпускается через расширительный клапан. В цикле сжатия воздух сжимается примерно до 20 бар, повышая температуру. Наконец, в цикле впрыска из резервуара подается сжатый воздух под давлением 300 бар, создавая давление и запуская новый цикл. Хотя изобретатель, Гай Негре, пытались эффективно объединить использование сжатого воздуха с двигателем внутреннего сгорания, но такие ограничения, как необходимость в больших цилиндрах, ограниченная автономность и увеличенный вес, не позволили этому типу двигателя стать важной ставкой в автомобильной области.
навозный двигатель
Toyota объединилась с режиссером Морганом Сперлоком, чтобы создать серию рекламных видеороликов для Тойота Мирай, автомобиль с выдающимися характеристиками, работающий на водородном топливном элементе. Серия подчеркивает приверженность Toyota использованию водорода в качестве альтернативы ископаемому топливу, дополняя ее внимание к гибридным автомобилям. В одном конкретном видео инженер Toyota убеждает фермера пожертвовать навоз своего стада, который затем на заводе превращается в водород. Видео демонстрирует, что Mirai питается от навоза, подчеркивая потенциал водорода как возобновляемого источника топлива. По словам Боба Картера, вице-президента по операциям Toyota, эта инициатива отражает долгосрочные инвестиции в водород как источник энергии.
Шведский деревянный двигатель
В области автомобили, использующие древесину в качестве топлива, выделяются три случая экспериментов. В Швеции аналогичный проект с 142 Вольво 1968 Делюкс объединил шведскую автомобильную промышленность с сельскохозяйственной изобретательностью, проехав 5420 км с менее чем 7 кубометрами древесины. В Сербии Yugo 45 1985 года был модифицирован для использования в качестве топлива древесины и угля с процессом неполного сгорания. Хотя эти эксперименты показывают возможности, технические и экологические ограничения вызывают вопросы о крупномасштабной жизнеспособности двигателей, работающих на дровах.
В США фермер переоборудовал свой Mercury Cougar XR7 для работы на древесных гранулах с помощью газификатора, установленного в багажнике. Несмотря на то, что скорость достигает 75 км/ч, низкая плотность энергии древесины создает проблемы, например, необходимость около 100 кг пеллет на расстояние 350 км.
Двигатель с циклом Аткинсона
El Двигатель с циклом Аткинсона, изобретенный Джеймсом Аткинсоном в 1882 году, представляет собой вариант двигателя внутреннего сгорания, в котором эффективность важнее мощности. Эта конструкция, все чаще используемая в современных гибридных приложениях, сохраняет одну фазу мощности на оборот и имеет другие объемы сжатия и расширения по сравнению с исходным циклом Аткинсона. Модификация цикла позволяет использовать альтернативное топливо, такое как дизельное топливо и водород, а выхлопные газы удаляются с помощью сжатого воздуха. За счет задержки закрытия впускных клапанов достигается значительная экономия топлива, снижение температуры и давления в цилиндре, уменьшение вибраций двигателя и повышение общей эффективности теоретического цикла Отто.
Двигатель цикла Миллера
El Двигатель цикла Миллера, запатентованный американским инженером Ральфом Миллером в 1957 году, представляет собой вариант цикла Отто, используемый в четырехтактных двигателях внутреннего сгорания. В этом цикле используется цилиндр большего размера, чем обычно, степень сжатия увеличивается с помощью механического компрессора и изменяется момент открытия и закрытия выпускных клапанов. Кроме того, на впуске внедрен интеркулер.
Отличительной особенностью цикла Миллера является то, что удерживает впускной клапан открытым дольше, чем в обычном двигателе с циклом Отто (бензиновом), разделив время сжатия на два этапа, чтобы снизить потребление энергии во время сжатия. Несмотря на определенные потери мощности, цикл Миллера компенсирует этот аспект с помощью объемного компрессора, который нагнетает цилиндр, повышая общий КПД двигателя. Эта конструкция была реализована Mazda в двигателе KJ-ZEM V6 и адаптирована Subaru в гибридном двигателе Turbo Parallel Hybrid.
двигатель Стирлинга
El двигатель Стирлинга, изобретенный шотландским преподобным Робертом Стирлингом в 1816 году, представляет собой тепловой двигатель, который работает за счет циклического сжатия и расширения воздуха или другого газа при различных температурах, обеспечивая преобразование тепловой энергии в механическую. Это регенеративная тепловая машина замкнутого цикла, использующая постоянную газообразную жидкость и отличающаяся включением регенератора, что отличает ее от других двигателей замкнутого цикла.
Хотя изначально двигатели Стирлинга были весьма ограничены в применении, недавно вновь приобрели интерес из-за своей высокой эффективности по сравнению с паровыми двигателями и их универсальностью в использовании различных источников тепла. Цикл Стирлинга состоит из двух изохорных превращений и двух изотерм, а наличие регенератора — внутреннего теплообменника — способствует достижению более высоких выходов. В этом двигателе может использоваться один или несколько поршней, и его конструкция развивалась со времени изобретения Роберта Стирлинга, выделяясь своей способностью приближаться к теоретической максимальной производительности, известной как производительность Карно.
атомный двигатель
На протяжении всей истории, особенно в Соединенных Штатах, с момента открытия радиоактивных материалов и ядерной энергетики, предлагались и разрабатывались различные безумные способы их использования, некоторые из которых сейчас считаются совершенно небезопасными и неэтичными. Ярким примером является проект «Плаушер», которая представляла собой серию американских программ, направленных на изучение мирного применения ядерных взрывов, таких как рытье (каналов, горнодобывающая промышленность, архитектура и т. д.) с использованием атомных бомб, бурение подземных газов с помощью этих устройств и т. д. Все это безумие, которое в конечном итоге привело к загрязнению многих мест и, возможно, было всего лишь способом проведения ядерных экспериментов под видом гражданских лиц.
Возможно, вы этого не знаете, но радиоактивные продукты присутствовали в предметах повседневного обихода, например, в светящейся краске для часов и кремах для лица, радиоактивных зубных пастах, отбеливающих зубы и придающих им свечение. В последние десятилетия некоторые виды медицинской лучевой терапии не имели действующих стандартов безопасности, а в некоторых случаях они применялись без надлежащего контроля, создавая множество проблем для тех, кто подвергался им. Длинный список злодеяний, среди которых мы не можем забыть автомобили с ядерными реакторами.
El Форд Нуклон Это был концепт-кар, разработанный компанией Ford Motor Company в 1958 году, с особенностью использования небольшого уранового ядерного реактора вместо двигателя внутреннего сгорания. Силовая капсула будет расположена в задней части автомобиля и будет иметь две турбины: одна будет приводить в движение колеса, а другая — вырабатывать электроэнергию. В конструкции предусматривалось максимальное разделение пассажирского салона и ядерного реактора для обеспечения безопасности. Хотя предполагалось, что «Нуклон» сможет преодолевать более 8000 километров без подзарядки, проект был прекращен без создания какого-либо прототипа из-за отсутствия разработки достаточно маленького реактора и непреодолимых опасений по поводу безопасности его пассажиров, прохожих и механиков в случае аварии. несчастного случая. Несмотря на неудачу, Ford Nucleon остается символом атомного века.