Самый маленький ДВС Р4 в мире
Видеоблогер собрал бензиновый мотор, по конструкции напоминающий ранние полноразмерные автомобильные двигатели, но с объёмом цилиндров в 1000 раз меньше. При этом у него есть все элементы настоящего мотора и он работает.
Рома Назаров
JohnnyQ90 / Youtube
Герой нашей истории относится к типу ДВС с плоской головкой цилиндров. У него есть второе название — двигатель с боковыми клапанами. Простая и надёжная конструкция нередко встречалась на заре автомобилестроения – например, такой двигатель был у Ford Model T. В современных автомобилях клапаны расположены в головке цилиндров – так двигатель работает более эффективно.
Миниатюрные двигатели внутреннего сгорания сами по себе не новость. Взять хотя бы серийно выпускаемые моторчики для кордовых и радиоуправляемых авиамоделей. Они даже меньше, чем герой нашей истории.
Однако те – серийные – представляют собой простейшие двухтактные агрегаты с одним цилиндром и воздушным охлаждением. Напротив, мотор, который собрал ютюбер JohnnyQ90 на видео ниже, по сложности устройства и по типу близок к полноразмерным двигателям примерно 1910-х годов.
Чтобы окончательно вас добить, скажем, что этот мотор – серийный. Точнее, мелкосерийный. Модельный комплект, названный Cison FL4-175, придумала компания Stirlingkit. По-видимому, в названии зашифрованы его основные данные:
- FL – flathead (рус. «с плоской головкой» — см. выше).
- 4 – число цилиндров.
- 175 – объём в десятых долях кубического сантиметра.
Жаль, мощность малыша осталась нераскрытой.
Конструкция
Это настоящий четырёхтактник с водяным охлаждением. У него есть все части настоящего автомобильного двигателя:
- система циркуляции масла с картером,
- карбюратор с регулировкой подачи топлива
- стартер
- механизм газораспределения с распредвалом толщиной в зубочистку и крошечными клапанами на пружинках чуть толще волоса.
Кое-какие упрощения в двигатель всё-таки внесли. Например, коленвал лежит на бронзовых подшипниках скольжения, в то время как в полноразмерных двигателях, конечно, используются подшипники качения.
Сборка
Если вы считаете, что собаку съели на сборке моделей, самое время попробовать собрать такой движок. Видно, что JohnnyQ90 потратил немало сил, собирая миниатюрный двигатель. Даже смотреть, как он «одевает» картер, завораживает. Самый ответственный момент – точнейшая регулировка зазоров клапанов — без этого двигатель не будет работать, — а затем установка их под пружины.
Результат? Блогер смог «воспламенить» движок. В самом конце видео он тарахтит, хотя и несколько неровно. Сам JohnnyQ90 честно признаёт, что стартёр не заработал, а масло подтекает. Что не умаляет его подвига.
Самое время посмотреть, как всё выглядит вживую. И напишите нам, любите ли вы собирать такие модели и какая из них доставила вам больше всего радости.
youtube
Нажми и смотри
Как выходец из СССР Николай Школьник изобрел самый мощный в мире двигатель
«Газета.Ru» пообщалась с создателями самого мощного в мире двигателя внутреннего сгорания. Как увеличить в разы КПД мотора, в чем отличие нового агрегата от известных роторных двигателей и в чем преимущество советского образования перед американским — в материале отдела науки.
Выходец из СССР, живущий в США, вместе с сыном изобрел, запатентовал и испытал самый мощный и эффективный в мире двигатель внутреннего сгорания. Новый мотор будет в разы превосходить существующие по КПД и уступать по массе.
«Раньше китайцы покупали технологии — сейчас мозги»
Что должно быть в Стратегии научно-технологического развития России до 2035 года, какие задачи должен решать…
06 июня 15:50
В 1975 году вскоре после окончания Киевского политехнического института молодой физик Николай Школьник уехал в США, где получил научную степень и стал физиком-теоретиком — его интересовали приложения, связанные с общей и специальной теорией относительности. Поработав в области ядерной физики, молодой ученый открыл в США две компании: одну — занимающуюся программным обеспечением, вторую – разрабатывающую шагающие роботы. Позже он на десять лет занялся консультированием проблемных компаний, занимающихся техническими инновациями.
Однако как инженера Школьника постоянно волновал один вопрос — почему современные автомобильные моторы такие неэкономичные?
И действительно, несмотря на то что поршневой двигатель внутреннего сгорания человечество совершенствует уже полтора века,
КПД бензиновых моторов сегодня не превышает 25%, дизельных — порядка 40%.
«Учеными не рождаются»
О проблеме гендерного неравенства в науке, а также о том, как преодолеть недоверие коллег и стать ученым…
07 декабря 11:39
Между тем сын Школьника Александр поступил в MIT и получил степень доктора в области компьютерных наук, стал специалистом в области оптимизации систем. Думая над увеличением КПД двигателя, Николай Школьник разработал собственный термодинамический цикл работы двигателя HEHC (High-efficiency hybrid cycle), который стал ключевым этапом в реализации его мечты.
«Последний раз такое происходило в 1892 году, когда Рудольф Дизель предложил новый цикл и создал свой двигатель», — пояснил в интервью «Газете.Ru» Школьник-младший.
Изобретатели остановились на роторном двигателе, принцип которого был предложен в середине XX века немецким изобретателем Феликсом Ванкелем. Идея роторного двигателя проста. В отличие от обычных поршневых моторов, в которых много вращающихся и движущихся частей, снижающих КПД, роторный двигатель Ванкеля имеет овальную камеру и вращающийся внутри нее треугольный ротор, который своим движением образует в камере различные участки, где происходит впуск, сжатие, сгорание и выпуск топлива.
close
100%
Плюсы двигателя — мощность, компактность, отсутствие вибраций. Однако, несмотря на более высокий КПД и высокие динамические характеристики, роторные двигатели за полвека не нашли широкого применения в технике. Одним из немногих примеров серийной установки стало их использование на автомобилях Mazda RX.
Слабыми местами таких моторов являлись ненадежность, связанная с низкой износостойкостью уплотнителей, благодаря которым ротор плотно примыкает к стенкам камеры, и низкая экологичность.
Уже работая в фирме LiquidPiston, основателями которой они стали, Школьники создали свою, абсолютно новую реинкарнацию идеи роторных моторов. Принципиальным в ней было то, что в двигателе Школьников не камера,
а ротор напоминает по форме орех, который вращается в треугольной камере.
Это позволило решить ряд непреодолимых проблем двигателя Ванкеля. Например, пресловутые уплотнители теперь можно делать из железа и крепить их неподвижно к стенкам камеры. При этом масло подводится прямо к ним, в то время как раньше оно добавлялось в сам воздух и, сгорая, создавало грязный выхлоп, а смазывало плохо.
Кроме того, при работе двигателя Школьников происходит так называемое изохорное горение топлива, то есть горение при постоянном объеме, что увеличивает КПД мотора.
Изобретатели создали один за другим пять моделей принципиально нового мотора, последняя из которых в июне была впервые протестирована — ее поставили на спортивный карт. Испытания оправдали все ожидания.
Как размножаются роботы
У тех, кто боится, что роботы и искусственный интеллект захватят мир, появился новый повод для беспокойства:…
12 августа 17:08
Миниатюрный двигатель размером со смартфон, массой менее 2 кг имеет мощность всего 3 л.с. Двигатель высокооборотистый, работает на частоте 10 тыс. об./мин., но может достигать и 14 тыс. КПД мотора составляет 20%. Это много, учитывая, что обычный поршневой мотор такого же объема в 23 «кубика» имел бы КПД лишь 12%, а поршневой мотор такой же массы дал бы всего 1 л.с.
Но главное, КПД таких моторов резко растет при увеличении их объемов.
Так, следующий двигатель Школьников будет дизельным мотором мощностью 40 л.с., при этом его КПД составит уже 45%, а это выше, чем эффективность лучших дизелей современных грузовиков.
Весить он будет всего 13 кг, притом что его поршневые аналоги такой же мощности сегодня весят под 200 кг.
Этот мотор уже планируется ставить на генератор, который будет вращать колеса дизель-электрического автомобиля. «Если же мы построим еще больший двигатель, мы можем достичь КПД в 60%», — поясняет Школьник.
В перспективе компактные, оборотистые и мощные моторы Школьников планируется использовать там, где эти свойства особенно важны — при конструировании легких дронов, ручных бензопил, газонокосилок и электрогенераторов.
Пока мотор гоняли 15 часов, однако по нормативам, чтобы пойти в производство, он должен отработать непрерывно 50 часов. При этом для автомобильной промышленности требуется надежность мотора на 100 тыс. миль пробега, что пока остается мечтой, признают конструкторы.
«Это самый экономичный, мощный двигатель не только среди роторных, но и всех двигателей внутреннего сгорания.
Это показывают наши измерения, а то, что мы получим на более крупных моторах, мы уже смоделировали на компьютерах», — радуется Школьник-младший.
То, что озвученные цифры — не фантазии изобретателей, подтверждает серьезность намерений инвесторов. Сегодня в стартап уже вложено $18 млн венчурных инвестиций, $1 млн которых дало американское агентство передовых разработок DARPA.
Интерес военных тут понятен. Дело в том, что военными США в авиации применяется в основном топливо JP-8. И военные хотят, чтобы вообще вся армейская техника работала на этом виде топлива, на котором, кстати, могут работать и дизельные моторы.
Но современные дизельные двигатели громоздки, поэтому DARPA так активно присматривается к разработке Школьников.
Присоска Торричелли поможет тормозам
Прижимать машину вакуумом к асфальту для быстрой остановки придумали шведские изобретатели. Эксперименты…
25 июня 17:31
Александр считает, что создать столь революционный двигатель помогло отчасти образование, которое получил его отец еще в СССР. «Он думает по-другому, не так, как обычный инженер в США. Его фантазия ограничена только физикой. Если физика говорит — что-то возможно, то он верит, что это так, и лишь думает, как это можно сделать», — добавил Александр.
Сам Николай Школьник по-своему рассказывает об истории своего успеха и преимуществах советского образования.
«В США я переживал, что, имея специальность «машиностроение», я не буду иметь достаточного бэкграунда по физике и, особенно, математике.
Эти опасения оказались напрасными благодаря превосходной подготовке, которую я получил в советской школе.
Эта солидная образовательная подготовка до сих пор помогает мне здесь в нашей работе с новым роторным двигателем. С моей точки зрения, есть два больших отличия между американскими инженерами и получившими образование в России. Во-первых, американские инженеры невероятно эффективны в том, что они делают. Обычно требуется два-три русских инженера, чтобы заменить одного американского. Однако русские имеют более широкий взгляд на вещи (связанный с образованием, по крайней мере в мое время) и способность достигать целей с минимумом ресурсов, что называется, на коленке», — поделился размышлениями Николай Школьник.
Инженеры создали самый маленький в мире роторный двигатель внутреннего сгорания
Самый маленький в своем роде двигатель, созданный в лаборатории Беркли, когда-нибудь сможет заменить батареи в качестве эффективного источника питания для мобильных устройств, таких как портативные компьютеры.
Этот мини-двигатель размером не больше стопки монет — первый двигатель такого размера, обеспечивающий непрерывную подачу мощности. Сделанный из стали, двигатель также является прототипом для попытки Беркли создать еще меньший двигатель, химически вытравленный из кремния.
Мы находимся на переднем крае исследований того, как генерировать энергию с использованием мельчайших компонентов, сказал Карлос Фернандес-Пелло, профессор машиностроения, который разработал двигатель с помощью Кенджи Мияска из Университета Фукуи в Японии, постдокторант Беркли. исследователь Дэвид Вальтер и аспиранты Кельвин Фу, Аарон Кноблох и Фабиан Мартинес.
В настоящее время двигатель может производить до 2,5 Вт электроэнергии, что достаточно для питания велосипедной фары. Но Фернандес-Пелло и его команда наращивают мощность двигателя до 30 Вт, что достаточно для питания слабой лампочки, но достаточно для питания электронных устройств.
Как и двигатель вашего автомобиля, мини-двигатель производит движение за счет контролируемого сгорания, которое происходит, когда топливо, такое как бензин, смешивается с кислородом и искрой в камере. Высвобождаемая энергия приводит в движение ротор, который можно присоединить к системе передач, чтобы заставить автомобильные колеса вращаться или приводить в движение другие механизмы.
Мини-двигатель предназначен для работы на жидких углеводородных топливах, таких как бутан или пропан, химические родственники бензина. Одна жидкая унция топлива будет поддерживать работу двигателя в течение двух часов. После оптимизации крошечный двигатель сможет работать в 10 раз дольше, чем обычная литий-ионная батарея. Двигатель и топливо вместе весят лишь часть веса стандартной батареи, используемой в цифровой камере.
Названный роторным двигателем или двигателем Ванкеля в честь его изобретателя, эта конструкция не использовалась так широко, как поршневой двигатель, используемый в большинстве современных автомобилей, хотя он появился в некоторых моделях Mazda RX-7 и снова появляется в концепт-кары завтрашнего дня.
Команда Беркли надеется, что когда-нибудь мини-двигатель можно будет использовать для питания электронных устройств, таких как компьютеры или роботы. Фернандес-Пелло считает это первым шагом в разработке двигателей гораздо меньшего размера, изготовленных с использованием микроэлектромеханической (МЭМС) технологии. Конструкция мини-двигателя идеальна для миниатюризации из-за своей простоты, а компоненты относительно легко изготовить с использованием технологии травления кремния.
Такой миниатюрный двигатель размером с булавочную головку будет сделан из деталей, вытравленных из кремния в процессе, аналогичном тому, который используется для изготовления компьютерных микропроцессоров. В этом процессе свет используется для выжигания областей кремния до тех пор, пока не останется только желаемая форма. Исследователи представляют себе микродвигатель, способный производить энергию для сотовых телефонов и других небольших электронных устройств. Этот действительно крошечный двигатель будет иметь пропорции, аналогичные пропорциям стального мини-двигателя, но будет потреблять около одной тысячной унции топлива за два часа работы.
Прогноз рынка малых двигателей внутреннего сгорания до 2027 г.
—
Рынок малых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) оценивался в 4 450 долларов США. 14 миллионов в 2019 году и, по прогнозам, достигнет 5 280 долларов США. 83 миллиона к 2027 году; ожидается, что он будет расти в среднем на 4,5% в год с 2019 по 2027 год.
| Источник:
ReportLinker
ReportLinker
Нью-Йорк, 23 февраля 2021 г. (GLOBE NEWSWIRE) — Reportlinker.com объявляет о выпуске отчета «Прогноз рынка малых двигателей внутреннего сгорания до 2027 г. – влияние COVID-19 и глобальный анализ по типу топлива, цилиндрам, мощности». Продукция и промышленность конечного использования» — https://www.reportlinker.com/p06027564/?utm_source=GNW
США, Канада и Мексика являются крупнейшими экономиками Северной Америки. рынок в регионе, поскольку население привлекает несколько технологических разработок из-за высокой покупательной способности.
По мере расширения использования легковых автомобилей автомобильная промышленность региона постоянно процветает. Садовая и садовая техника, а также другое энергетическое оборудование нашли широкое применение в Северной Америке.
Небольшой двигатель внутреннего сгорания позволяет производителям предлагать машины или инструменты малого форм-фактора, такие как компактные автомобили, газонокосилки и усовершенствованные небольшие генераторы. Кроме того, растущее внедрение природного газа создает для участников рынка множество возможностей для разработки усовершенствованного двигателя малого объема с высокой выходной мощностью и эффективностью.
Активное внедрение двигателей внутреннего сгорания в коммерческих автомобилях, пассажирских транспортных средствах и коммунальном оборудовании стимулирует европейский рынок малых двигателей внутреннего сгорания. Сектор производства двигателей, возглавляемый Германией благодаря присутствию известных производителей двигателей, таких как Hatz, DEUTZ и Yanmar Co., Ltd., вносит наибольший вклад в рынок Европы. Растущие нормы загрязнения и растущая озабоченность по поводу загрязнения малых двигателей внутреннего сгорания увеличили использование природного газа для двигателей на рынке. Кроме того, компании разрабатывают усовершенствованный небольшой двигатель внутреннего сгорания в основном для применения в небольших двигателях общего назначения. Например, в марте 2020 года немецкая компания Motorenfabrik Hatz представила новую технологию E1 для одноцилиндровых промышленных дизелей. Этот новый двигатель, основанный на технологии E1, развивает мощность 14,7 лошадиных сил (11 киловатт) с одним цилиндром. Точно так же двигатели 1B50E и 1B30E имеют выходную мощность 10,7 л.с. (8 кВт) и 6,7 л.с. (5 кВт) соответственно. Такое растущее развитие предлагаемых решений способствует росту рынка в промышленности и других отраслях конечного использования.
Рост числа производственных компаний в Индии и Китае благодаря наличию квалифицированных кадров стимулирует развитие рынка малых двигателей внутреннего сгорания. Увеличение продаж двухколесных транспортных средств и усовершенствование источников моторного топлива поддерживают рост рынка.
Кроме того, рост населения в регионе и сравнительно низкие экономические возможности различных стран способствовали внедрению двигателей внутреннего сгорания, а не электроэнергии. Высокая стоимость электродвигателей и отсутствие поддерживающей инфраструктуры дополнили рост рынка.
Правительства различных стран региона в основном продвигают использование природного газа в двигателях внутреннего сгорания для снижения выбросов. Следовательно, определенная политика способствует росту рынка в регионе для соответствия нормативным стандартам за счет использования природного газа в качестве основного источника в малых двигателях. .
Более того, в июле 2019 года министр транспорта Индии заверил, что запрета на двигатели внутреннего сгорания для продвижения электромобилей и моторов не будет. Отсутствие поддерживающей инфраструктуры и покупательной способности потребителей сдерживает электрическую революцию в стране. Таким образом, внедрение небольших двигателей внутреннего сгорания становится предпочтительным решением для клиентов, поскольку оно соответствует нормативным нормам с требуемой производительностью.
Гусеница; Камминс Инк .; Фэрбенкс Морс; ИННИО; Кавасаки Хэви Индастриз, Лтд.; Группа Либхерр; МИЦУБИСИ ХЕВИ ИНДАСТРИЗ, ЛТД.; Роллс-Ройс плк; Вяртсиля; и Yanmar Holdings Co., Ltd входят в число основных игроков на мировом рынке малых двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
Влияние пандемии COVID-19 на рынок малых двигателей внутреннего сгорания (ДВС)
Вспышка COVID-19, начавшаяся в Ухане, Китай, в декабре 2019 года, распространилась по всему миру. Она сильно затронула Китай, Италию, Иран , Испания, Республика Корея, Франция, Германия и США с точки зрения подтвержденных положительных случаев и зарегистрированных смертей по состоянию на 2020 г.
Вспышка COVID-19 затронула экономику и промышленность в различных странах, поскольку привела к блокировкам, запретам на поездки и остановке бизнеса. Общий спад рынка из-за COVID-19 также влияет на рост рынка малых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) из-за закрытия заводов, нарушения цепочки поставок и спада в мировой экономике.
Общий размер мирового рынка малых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) был получен в соответствии с первичными и вторичными источниками. Чтобы начать процесс исследования, было проведено исчерпывающее вторичное исследование с использованием внутренних и внешних источников для получения качественной и количественной информации, связанной с На рынок.
Кроме того, было проведено несколько первичных интервью с участниками отрасли и комментаторами для проверки данных, а также для получения дополнительных аналитических сведений по теме. Участниками, которые обычно принимают участие в таком процессе, являются отраслевые эксперты, такие как вице-президенты, менеджеры по развитию бизнеса, менеджеры по анализу рынка и менеджеры по продажам на национальном уровне, а также внешние консультанты, такие как эксперты по оценке, аналитики-исследователи и ключевые лидеры мнений, специализирующиеся на рынок малых двигателей внутреннего сгорания (ДВС).