Готов ли автомобильный мир к шеститактному двигателю?
Исследователи стремятся объединить лучшие характеристики мощных двухтактных двигателей и значительно более экологичных четырехтактных двигателей.
Я никогда не могу устоять перед хорошим чудаковатым двигателем, а у этого родословная впечатляет. Посмотрим, сможете ли вы напрячь свой ум вокруг этого.
Большинство из вас, читающих это, вероятно, имеют хотя бы базовые знания о том, как работает двигатель внутреннего сгорания. Современная четырехтактная концепция всасывания-выдавливания-бухания-выдувания была впервые успешно продемонстрирована Николаусом Отто и Ойгеном Лангеном в 1876 году. Она включает в себя движение поршня вниз для всасывания воздуха наддува (и топлива) в цилиндр, за которым следует ход вверх, который сжимает эту смесь. Затем зажигание создает взрыв, который толкает поршень вниз, сообщая работу, которая вращает коленчатый вал, прежде чем последний ход вверх выталкивает выхлопные газы.
Всего несколько лет спустя шотландец Дугалд Кларк подсчитал, что он может удвоить мощность и улучшить плавность, уменьшив вдвое количество тактов, и к 1894 году современный двухтактный двигатель начал обретать форму. Он использовал конец хода вниз и начало хода вверх для комбинированного (хотя и несколько ускоренного) одновременного процесса выпуска и впуска через продувочные окна в нижней части стенок цилиндра, за которым следовало сжатие и такты зажигания/рабочего хода. «Та же работа с половиной цилиндров!» — таков был рекламный аргумент. Бренд Auto Union DKW даже маркировал свои автомобили как «3=6».
Однако отвратительные выбросы были недостатком этой плавной, плотной мощности. Ранние двигатели, которые направляли всасываемый воздух через картер, требовали смешивания смазочного масла с топливом, что приводило к синему дыму, который газонокосилки Lawn Boy и подвесные лодочные моторы выпускали до начала 2000-х годов.
Лучшее из обоих миров?
12 сентября 2024 года Porsche и Технический университет Клуж-Напока в Румынии совместно получили патент № US 2024/0301817 Al, «Метод для машины сгорания с двумя тремя тактами». По сути, он выглядит как обычный поршневой двигатель, за исключением того, что в нем используется сложная конструкция коленчатого вала с зубчатой передачей, которая позволяет каждому поршню достигать двух положений верхней и нижней мертвых точек в течение трех оборотов коленчатого вала, что, в свою очередь, обеспечивает два рабочих такта, следующих друг за другом, между более традиционными тактами впуска-сжатия и выпуска. Представьте себе четырехтактный двигатель с дополнительным двухтактным оборотом, вставленным в середину.
Самое нижнее положение нижней мертвой точки открывает продувочные отверстия, которые позволяют вставить этот бонусный импульс мощности. Эти отверстия позволяют свежему, вероятно, сжатому впускному воздуху вытеснять выхлопные газы через продувочные отверстия на противоположной стороне цилиндра и/или через обычный верхний выпускной клапан(ы). Если он используется, кулачок, приводящий в действие верхний выпускной клапан, должен иметь очень короткую продолжительность, закрываясь вовремя, чтобы позволить свежей смеси начать сжиматься, как только поршень закроет продувочные отверстия. И вот как этот «шеститактный» двигатель достигает импульсов мощности за два последовательных оборота, за которыми следует обычный оборот выпуска/впуска.