Milyarder Bill Gates ve yatırım şirketi Khosla Ventures’ın zıt pistonlu motorlar tasarlayan bir şirket olan EcoMotors’a milyonlarca dolar yatırım yapmaya karar vermesi, bizi bu gelişmeyi ayrıntılı olarak ele almaya yöneltti. Bu tür motorların uzun bir geçmişi vardır, ancak en azından karayolu taşımacılığında yaygın olarak kullanılmazlar. EcoMotors, zaten bilinen bir gelişme gibi görünen bir şeye yeni bir bakış açısı getirdi.
EcoMotors, her biri iki zıt pistona sahip iki zıt silindirli motoruna, karmaşık olmayan bir şekilde OPOC adını verdi; bu, Opposing Piston Opposing Cylinder (Karşıt Piston Karşıt Silindir) anlamına gelir. Teknik olarak, hem bir benzinli motor (veya alkol tüketen bir içten yanmalı motor) hem de bir dizel motor bu şema altında çalışabilir, ancak şirket şimdiye kadar ikinci seçeneğe odaklandı.
OPOC motoru iki zamanlıdır, böylece her silindirin zıt pistonları krank milinin bir dönüşünde bir çalışma stroku yapar. Ölü noktalarına hareket ettiklerinde, silindir duvarlarındaki pencereleri açarlar. Ve pistonlardan biri emmeyi, diğeri egzozu kontrol eder. Aynı zamanda pencereler, egzozun emmeden biraz daha erken açılıp kapanması için düzenlenmiştir. Bu, iyi bir gaz değişimi için önemlidir.
Silindir kapaklarının, valflerin ve çalışma mekanizmalarının çıkarılması motoru basitleştirdi, daha hafif hale getirdi, sürtünme kayıplarını ve hatta yağ tüketimini azalttı (şirkete göre, bu göstergeler geleneksel bir dizelin yarısı kadar düşük hale geldi). Ancak sonuçta, zıt pistonlara sahip diğer iki zamanlı motorlar da bu tür avantajlara sahip gibi görünüyor, değil mi?
Yeniliğin en önemli özelliği, içindeki tüm pistonların tek bir merkezi krank miline bağlı olması, daha önceki benzer tasarımlar ise motorun kenarlarında iki krank mili gerektiriyordu. Bu nedenle, belirgin şekilde daha büyük ve daha ağırdılar ve bunların çoğunlukla dizel lokomotiflerde ve gemilerde kullanılması şaşırtıcı değil. Eh, OPOC motoru çok daha geniş bir ulaşım yelpazesini hedefliyor.
Herhangi bir iki zamanlı motor gibi, OPOC’un da pencereler açıldığında silindirleri üflemek için harici bir cihaza ihtiyacı var. Bu durumda, tasarımcılar bu görevi turboşarja yüklemeye karar verdiler. Ancak, motor çalıştığında ve silindirlerin kendileri “nefes alıp” veremediğinde, bunun işe yaramayacağı açık.
Çözüm, yine birçok şirketin denediği ancak kimsenin şekillendiremediği uzun süredir devam eden bir fikirde bulundu. Mühendisler, klasik pervane şaftına bir elektrik motoru yerleştirdiler. Başlangıçta ve içten yanmalı motor hızlanana kadar, bu motor pillerden enerji alarak OPOC motorunun “nefesini” sağlar. Ve sonra motor kapanır ve turboşarj en sıradan olana dönüşür. Dahası, yüksek hızlarda, egzoz gazı akışı büyük olduğunda, türbindeki elektrik motoru, aracın pillerini besleyen bir jeneratöre dönüşebilir.
Yaratıcılarına göre, yeni şema silindirlerin çok iyi bir şekilde temizlenmesiyle karakterize ediliyor ve bu nedenle iki zamanlı döngünün kendisinden en iyi şekilde yararlanmayı mümkün kılıyor ve teorik olarak dört zamanlı bir döngüye kıyasla iki kat daha fazla güç-hacim oranına ulaşılmasını sağlıyor. Her ne kadar pratikte böyle bir performans henüz elde edilmemiş olsa da. OPOC sisteminin bir dizi başka ilginç özelliği daha var.
Yeni konfigürasyonla, pistonların her biri belirlenen çalışma kapasitesini sağlamak için bir vuruşta mesafenin yarısını kat etmek zorunda. Bu, sabit bir motor devrinde daha düşük bir piston hızı ve dolayısıyla daha az sürtünme kaybı anlamına geliyor. OPOC motoru tüm bu özellikleri öncelikle Peter Hofbauer’e borçludur. EcoMotors’un kurucusu, başkanı ve CTO’su daha önce Volkswagen’de uzun yıllar gelişmiş motorların geliştirilmesine öncülük etti. Örneğin, silindirler arasında küçük (15 derece) V açısına sahip Vee-Inline VR6 motoru kemerinin altında. EcoMotors 2008’de kurulmuş olsa da Hofbauer’in kendisi OPOC’u birkaç yıl önce düşünmeye başlamıştı.
Şirkete göre dizel OPOC versiyonu aynı güçteki geleneksel bir turbo dizel motordan %30-50 daha hafif, %50 daha az parça içeriyor, kaputun altında iki ila dört kat daha az yer kaplıyor ve (belirli koşullar altında) %45-50 daha yakıt tasarruflu olabiliyor. Son rakam uzmanlar arasında en büyük şüpheleri uyandırıyor, ancak tüketimdeki tasarruf abartılsa bile EcoMotors’un iyimser açıklamalar için gerekçeleri var. Şirkete göre OPOC içten yanmalı motorun ilk prototipi, şasi dinamometresinde 500 saatten fazla zaman geçirdi. Planın işe yaradığı söylenebilir. Ancak durum özellikler açısından o kadar net değil. Şu anda mühendisler tarafından test edilen EM100 modeli, beyan edilen güç ve tork parametrelerini yalnızca egzozun toksisitesini hesaba katmayan ayarlarla veriyor. Şirket, çıkış/ağırlık oranının her şeyden daha önemli olduğu askeri ekipmanlara böyle bir OPOC versiyonu takmayı teklif ediyor.
EcoMotors, geleneksel araçlar için aynı motorları biraz farklı bir şekilde yapılandırmayı teklif ediyor: 300 hp ve 746 N·m için. Bu durumda, geleneksel dizel motorlara kıyasla yakıt verimliliğinde “sadece” %15’lik bir iyileştirme vaat ediyorlar, ancak bu bile büyük bir adım gibi görünüyor, çünkü şirketler genellikle her yüzde için savaşıyor. Bu tür motorlardan bir çiftini dört silindirli bir ünitede birleştirdiğinizde daha fazla tasarruf mümkün. Eskiden bağımsız bir motor olan şey bir modüle dönüştürülüyor. EcoMotors, aralarına elektronik olarak kontrol edilen bir bağlantı kurmayı planlıyor. Diyorlar ki, düşük yükte yalnızca bir modül çalışacak ve ikinci modül yüksek yükte birleşecek. Ve OPOC iyi dengelenmiş olduğundan, burada etki eden tüm kuvvetler birbirini telafi ediyor ve motor minimum titreşime sahip olduğundan, “uyuyan” yarının aktivasyonu her an sorunsuz bir şekilde gerçekleşecektir.
Fikir, büyük V motorlarındaki iyi bilinen silindir kesitine benzer. Ancak bu durumda rölanti pistonları hala yukarı ve aşağı hareket etmeye devam ederken, burada motorun yarısı tamamen durur ve ikincisi uygun bir modda çalışmaya devam eder. Ayrıca, mühendisler böyle bir ikili şemada her modülün maksimum çıkışını hafifçe düşürmeyi öneriyorlar – 240 hp’ye (tüm ünite tarafından 480 geliştirilecek). Güç ve ağırlık oranı açısından, hala çok iyi bir motor olacak ve maksimum yakıt ekonomisine (aynı %45) ve egzoz toksisitesi için en katı standartlara uymaya ulaşmak mümkün olacak, diyor geliştiriciler.
Şimdilik OPOC ham bir sistem ve tasarımcıları çoğunlukla vaatlerde bulunuyor. Ancak iyimserler ve çizgiyi genişletmeye başladılar. Çizimler, EM100’den biraz daha küçük ve daha küçük olan 75 beygir gücündeki iki silindirli EM65 motorunu gösteriyor. Bu arada, onu benzinle çalıştırmak istiyorlar. EM65’in uygulama kapsamı oldukça açık: hibritler de dahil olmak üzere hafif kamyonetler ve binek otomobiller. Egzotik içten yanmalı motorun başarısının kesin bir garantisi, ancak mutlak bir garantisi değil, baş tasarımcısının itibarıdır: Peter, Volkswagen’e 20 yılını verdi. Bu arada, mevcut çalışmalarının ünlü Alman markasının kökeninde duran Porsche’nin projelerini yansıtması şaşırtıcı değil.
Bu bir çeviridir. Orijinalini buradan okuyabilirsiniz: https://www.drive.ru/technic/4efb337600f11713001e5522.html
Yayımlandı October 21, 2021 • 6m to read
