Характеристики силовой установки

Департамент образования города Москвы

Государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования города Москвы
Технический пожарно-спасательный колледж №57

Доклад

«Двигатель Ecomotors»

Выполнил:Студент группы: 3ТО-10
Кошкин Даниил Андриянович

Москва 2017

Вступление

Если вы следите за новостями автомобильного мира, то вы наверняка заметили, что с каждым годом все большую популярность набирают гибридные автомобили. Также уже разработаны концепции авто работающие на силовых установках, не имеющих ничего общего с ДВС - это электромобили, машины использующие водородные топливные элементы. А если еще и упомянуть о том, что ведутся разработки автомобиля с ядерным двигателем, то сразу возникает мысль «долго ли ДВС смогут удерживать свою главенствующую позицию на рынке».
Конечно сейчас «гибриды» по-прежнему все еще уступают, «ветеранам» автомобильного мира, а иначе бы давно уже пришли им на смену. Но проблема двигателей внутреннего сгорания, в том, что их развитие «топчется на месте», в то время как их «оппоненты» стремительно развиваются.
ДВС, «служат» человечеству уже более сотни лет, и за этот период времени их конструкция претерпела несколько изменений, появились тысячи, десятки тысяч их вариаций. Но, как правило, все эти модели отличаются друг от друга очень не значительно (видом впрыска топлива, расположением цилиндров, степенью сжатия и т.д.) Возможно, поэтому некоторые ученые и конструкторы пророчат скорый закат ДВС. Но есть и «альтернативные взгляды» на двигатели внутреннего сгорания, среди которых можно выделить наиболее успешные: роторный двигатель Ванкеля, бесшатунный двигатель Баландина, двигатель с двусторонними поршнями PautMotor, и наиболее интересный и перспективный мотор компании EcoMotors, о котором и пойдет речь ниже.
В ходе работы был подробно рассмотрен сам двигатель, его устройство и принцип работы, были выявлены преимущества и недостатки агрегата, проведен сравнительный анализ с другими моторами, и рассмотрены перспективы развития этой разработки.
Почему же именно этот двигатель заслуживает особого внимания?
Дело в том, что эта разработка не просто имеет огромный потенциал, но еще и активно развивается, имеет твердую инвестиционную поддержку, многочисленные материальные и трудовые ресурсы, и над проектом трудятся высококвалифицированные и обученные специалисты.

Сама компания «EcoMotors» была основана в начале 2008 года, Петром Хофбауером, Дональдом Ранклом и Амитом Зоманом. В команду вошли специалисты, работавшие в таких компания[как «Volkswagen» и «Porsche»
Практически сразу после основания, компанией были заинтересованы множество корпораций и инвесторов, среди них наиболее известные:

Венчурная компания «KhoslaVentures», которая специализируется на ивестировании экологически чистых технологий, в области энергетики, автомобильной, авиационной и космической промышленности.Американский предприниматель и общественный деятель, основатель компании Microsoft- Билл Гейтс,
Китайская инженерная компания «Zhongding» и множества других более мелких фирм и организаций.

Описание двигателя

Теперь перейдем к самому двигателю. Агрегат носит незамысловатое название «OPOC», что обозначает OpposedPistonOpposedCylinder — «противоположные поршни, противоположные цилиндры»

Этот двигатель двухтактный и состоит из двух модулей. Модуль представляют собой, 2 цилиндра в каждом из которых по два поршня, направленных друг к другу. Модули, соединены между собой электро муфтой, управляемой электроникой. Коленчатый вал находится между цилиндрами, а для перемещения поршней в одном цилиндре используются шатуны разной длины. Такое расположение поршневой группы позволило снизить вес двигателя, так как не требуются массивные головки блока цилиндров. Существенно меньше и ход поршней, чем в традиционном бензиновом моторе.

Управление осуществляется электроникой, благодаря чему был достигнут максимальный КПД и минимальный расхода топлива. Например, в тех случаях, когда полная мощность двигателя не нужна, работает только один модуль из двух, уменьшая расход горючего и шум, издаваемый мотором.

Как и любой «двухтактник», OPOC нуждается в устройстве, которое принудительно продувало бы цилиндры в момент открытия клапанов. Конструкторами было принято решение возложить эту роль на турбонаддув. Управляемый электроникой турбокомпрессор, также способен при высоких оборотах вырабатывать и электроэнергию. А проблему запуска двигателя решили, просто-напросто добавив электромотор к турбине, который обеспечивает работу компрессора во время запуска двигателя, а после выключается.

Принцип работы двигателя

Рабочий процесс заключается в следующем: за один оборот коленчатого вала, противоположно направленные, поршни каждого из цилиндров совершают рабочий ход. При движении поршней к мёртвым точкам, они открывают впускные и выпускные отверстия в стенках цилиндров. Притом один из поршней отвечает за впуск, второй — за выпуск. Стоит упомянуть о том, что время открытия выпускного канала несколько дольше, нежели впускного, это вызвано особенностью двухтактного двигателя (коротким рабочим циклом). Процессы очистки и наполнения осуществляются за короткое время, когда поршни находятся вблизи мёртвых точек, затем происходит сжатие, и начинается второй такт цикла «рабочий ход», возвратно-поступательное движение поршней за счет кинематических пар «поршень-шатун» и «шатун-коленвал» преобразуются во вращательное движение коленчатого вала, после цикл повторяется.

Характеристики силовой установки

Для сравнения была взята модель двигателя «Ecomotors» опытного образца EM100, представленная широкой публике в 2012 году. Двигатель при размерах 57,9х 104,9х47 см имеет очень не большой вес-134 кг и выдает мощность 325 л.с. при 3,500 оборотах в минуту, диаметр цилиндров – 100 мм. Расход же у пятиместной машины с мотором EcoMotors будет невероятно низкий – на уровне 2-3 л на 100 км. Соотношение веса двигателя к его мощности нельзя оставить без внимания, при его размерах, на 1 кг веса он выдает мощность больше 1 л.с (на практике он приблизительно в 2 раза легче традиционного двигателя такой же мощности). Более того, изделие EcoMotors легко масштабируется: для этого достаточно добавить несколько модулей и мотор малолитражного автомобиля превращается в двигатель мощного грузовика.

В качестве его оппонентов выступили турбированный дизельный двигатель BMW N57D30, двигатель Subaru FB25, и гибридный автомобиль Audi Q5, результаты представлены ниже: