Поскольку нефтепродукты постоянно растут в цене (ведь нефти свойственно заканчиваться), стремление к экономии на горючем вполне понятно, и мини-двигатель мог бы стать неплохим решением.

Насколько экономичен мини-двигатель внутреннего сгорания?

Как известно, ДВС делятся на бензиновые и дизельные, причем как первые, так и вторые сегодня претерпевают значительные изменения. Причиной модернизации, как самих механизмов, так и топлива, является значительно ухудшившаяся экология, на состояние которой влияют и выхлопы техники, работающей на жидком горючем. Так, к примеру, появился эко-бензин, разведенный спиртом в пропорции от 8:2 до 2:8, то есть спирта в таком топливе может содержаться от 20 до 80 процентов. Но на этом модернизация и закончилась. Тенденция уменьшения бензиновых двигателей в объеме практически не наблюдается. Самые маленькие образцы устанавливаются в авиамодели, более крупные используются на газонокосилках, лодочных моторах, снегоходах, скутерах и другой подобного рода технике .

Что же касается , сегодня действительно сделано немало для того, чтобы этот двигатель стал по-настоящему микроскопическим. В настоящее время концерном Toyota созданы самые маленькие микролитражки Corolla II, Corsa и Tercel , в них установлены дизельные двигатели 1N и 1NT объемом всего 1.5 литра. Одна беда – срок службы таких механизмов чрезвычайно низкий, и причина тому – очень быстрая выработка ресурса цилиндро-поршневой группы. Существуют и совсем крошечные дизельные ДВС, объемом всего 0.21 литра. Их устанавливают на компактную мототехнику и строительные механизмы, но мощности большой ожидать не приходится, максимум, что они выдают – 3.25 л.с. Впрочем, и расход топлива у таких моделей небольшой, о чем говорит объем топливного бака – 2.5 литра.

Насколько эффективен самый маленький двигатель внутреннего сгорания?

Обычный ДВС, действие которого основано на возвратно-поступательном движении поршня, теряет производительность по мере уменьшения рабочего объема. Все дело в значительной потере КПД при преобразовании этого самого движения ЦПГ во вращательное, столь необходимое для колес. Однако еще до Второй Мировой Войны механик-самоучка Феликс Генрих Ванкель создал первый действующий образец роторно-поршневого ДВС, в котором все узлы только вращаются. Логично, что данная конструкция, очень напоминающая электромотор, позволяет сократить количество деталей на 40 %, по сравнению со стандартными двигателями.

Несмотря на то, что до сегодняшнего дня не решены все проблемы данного механизма, срок службы, экономичность и экологичность соответствуют установленным мировым стандартам. Производительность же превосходит все мыслимые пределы. Роторно-поршневой ДВС с рабочим объемом 1.3 литра позволяет развить мощность в 220 лошадиных сил . Установка же турбокомпрессора увеличивает этот показатель до 350 л.с., что очень даже существенно. Ну, а самый маленький двигатель внутреннего сгорания из серии «ванкелей», известный под маркой OSMG 1400 , имеет объем всего 0.005 литра, однако при этом выдает мощность в 1.27 л.с. при собственном весе 335 граммов.

Основное преимущество роторно-поршневых двигателей – отсутствие шумов, сопровождающих работу механизмов, благодаря низкой массе работающих узлов и точному балансу вала.

Самый маленький дизельный двигатель как источник энергии

Если говорить о полноценном , то на сегодняшний день самые небольшие размеры имеет детище инженера Йесуса Уайлдера. Это 12-цилиндровый двигатель V-образного типа, полностью соответствующий ДВС Ferrar i и Lamborghini . Однако на деле механизм является бесполезной безделушкой, поскольку работает не на жидком топливе, а на сжатом воздухе, и при рабочем объеме в 12 кубических сантиметров имеет очень низкий КПД.

Другое дело – самый маленький дизельный двигатель, разработанный учеными Великобритании. Правда, в качестве горючего для него требуется не солярка, а особая самовозгорающаяся при увеличении давления смесь метанола с водородом. При тактовом движении поршня в камере сгорания, объем которой не превышает одного кубического миллиметра, возникает вспышка, приводящая механизм в действие. Что любопытно, микроскопических размеров удалось добиться путем установки плоских деталей, в частности, те же поршни являются ультратонкими пластинами. Уже сегодня в ДВС с габаритами 5х15х3 миллиметра крошечный вал вращается со скоростью 50.000 об/мин, вследствие чего производит мощность порядка 11,2 Ватта.

Пока перед учеными стоит ряд проблем, которые необходимо решить перед тем, как выпускать дизельные мини-двигатели на поточное производство. В частности, это колоссальные теплопотери из-за чрезвычайно тонких стенок камеры сгорания и недолговечность материалов при воздействии высоких температур. Однако, когда все-таки крошечные ДВС сойдут с конвейера, всего нескольких граммов топлива хватит, чтобы заставить механизм при КПД в 10 % работать в 20 раз дольше и эффективнее аккумуляторов таких же размеров.

Толчком к этой публикации послужило письмо в редакцию отца и сына Рогоновых - наших читателей из г. Похвистнево Самарской области. Они прислали газетную статью под заголовком «Курочкин изобрел двигатель. «Тойота», «Форд» и «Крайслер» в панике» и попросили подробнее рассказать об этом двигателе. Публикации об этом двигателе были не только в региональной, но и центральной прессе. Из них можно узнать о том, что изобретение защищено пятью патентами России, что международное патентное бюро в Женеве уведомило А.Г.Курочкина о регистрации его заявки и временной защите авторских прав в 31 стране, в том числе Канаде, США, Южной Корее, Японии; что некоторые зарубежные автомобильные концерны предлагали изобретателю продолжить работы над двигателем у них, но он отказался, мотивировав отказ желанием оставить свое изобретение на Родине, в России.

Технические данные модуль-двигателя Курочкина сегодня известны многим. Однако до сих пор мало кто даже из ведущих инженеров Рыбинского авиамоторостроительного завода, где работал Андрей Геннадьевич, знает, как конкретно устроен его МД15-70. Журнал «Моделист-конструктор» - первое в мире издание, которое, с разрешения изобретателя, открыто публикует конструкцию нашумевшего мотора.

Изобретатели давно ищут возможность уйти от классической компоновки двигателей внутреннего сгорания, основанной на принципе перевода возвратно-поступательного движения поршня во вращение вала.

Один из вариантов нашел когда-то Ван-кель, создав роторно-поршневой двигатель. Однако «ванкель» не получил широкого распространения из-за свойственных ему кинематических недостатков.

Практически по той же причине не первенствуют и пластинчатые роторные машины, обладающие низким механическим КПД.

А. Курочкин сумел «нащупать» свой путь.

Во-первых, он предложил нечто среднее между ротором и турбиной. Рабочий цикл в его МД 15-70 походит на цикл в газотурбинном двигателе (ГТД) процессом непрерывной подачи топлива, горения и продувки (к слову, и на цикл Отто тоже - условиями теплоподвода при горении); но одновременно и отличается, поскольку используется не кинетическая энергия струи, а потенциальная энергия давления газа на рабочие лопатки ротора.

Таким образом, организацией своего функционирования модуль-двигатель напоминает ГТД, а способом использования энергии - поршневой ДВС. Этим он принципиально разнится с роторно-поршневым «ванкелем», где рабочий процесс полностью совпадает с тем, что происходит в поршневом двигателе.

1-диффузор воздухозаборника; 2 - сетка мелкоячеистая; 3 - шпильки стяжные; 4 - переходник; 5 - крыльчатка вентилятора; 6 - статор генератора; 7 - ротор генератора; 8 - фланец передний; 9 - зона сепарации воздуха; 10 - кожух двигателя; 11 - цапфа ротора передняя с валом привода вентилятора, генератора и насосов систем смазки и охлаждения; 12 - крышки торцевые; 13 - цилиндр; 14 - ребро радиатора; 15-гильза цилиндра; 16 - винт крепления гильзы; 17 -лопатка рабочая; 18 - фланец стыковочный; 19 - цапфа ротора задняя с валом отбора мощности; 20 -ротор; 21 - подшипник задний; 22 - одно из сопел выхлопного аппарата; 23 - глушитель; 24 - окно выпускное; 25 - полость рабочая; 26 - канал охлаждения (с метрической резьбой - для интенсификации охлаждения ротора); 27 - окно впускное; 28 - подшипник передний; 29 - насос системы смазки и охлаждения; 30 - штепсельный разъем системы управления; 31 - окно для электропроводки управления; 32 - стенка передняя; 33 - храповик ручного запуска; 34 - вкладыш компрессионный (аналог поршневого кольца); 35 - вкладыш антифрикционный (бронза); 36 - впрыск топлива; 37 - втулка центральная; 38 - уплотнитель лопатки графитовый.

I - продувка чистым воздухом от вентилятора; II - частичное сжатие воздуха и впрыск топлива; III - начальное сжатие топливовоздушной смеси; IV - дальнейшее сжатие смеси и ее воспламенение продуктами сгорания, проникающими из предыдущей полости по перепускной канавке в торцевой крышке (начальный розжиг - пусковой свечой); V - начальное расширение продуктов сгорания и частичное их перетекание в последующую полость; VI,VII - дальнейшее расширение продуктов сгорания и совершение ими полезной работы; VIII - выпуск продуктов сгорания и начало продувки полости чистым воздухом от вентилятора.

Во-вторых, он сумел обойти кинематические проблемы, разработав и запатентовав оригинальный механизм под названием «роторная машина Курочкина». Ее рабочий цилиндр имеет восьмигранную внутреннюю поверхность и объединенные в одну деталь противоположные рабочие лопасти. Таких деталей четыре, они имеют небольшую радиальную подвижность относительно ротора и работают скорее как уплотнительные кольца в обычном поршневом двигателе. Конструкция получилась очень герметичной. За счет этого удалось минимизировать потери давления в «камере сгорания», что в том же «ван-келе» так и не было реализовано.

В МД немало и других остроумных находок. Вкупе со сверхплотной компоновкой они позволили изготовить двигатель с уникальными конструктивными и эксплуатационными свойствами. Вот лишь некоторые из них: предельная компактность; пыле-, грязе- и водозащищенность; самоуравновешенность кинематического механизма; пространственная неориентированность систем смазки, охлаждения и питания; незначительность пульсации крутящего момента; низкая удельная масса; высокая экономичность; малая токсичность; пологость дроссельных характеристик; потенциальная возможность работы на любом углеводородном топливе.

Внешне МД 15-70 напоминает большой термос. И поначалу трудно поверить, что за гладкой цилиндрической поверхностью его кожуха скрываются все необходимые любому двигателю системы. А именно: стартер, генератор, радиатор, воздухоочиститель, несколько насосов и даже глушитель. В конструкции широко применены различные конструкционные материалы: от высоколегированных сталей до обыкновенного дюралюминия. При этом деталей в МД раз в десять меньше, чем в обычном ДВС!

Тем не менее это полноценный двигатель внутреннего сгорания, причем мощностью 70 л.с. и массой всего 15 кг! Он пригоден для легких воздушных, водных, наземных транспортных средств и мобильных энергетических установок. Может использоваться в качестве одиночного или блокированного из нескольких МД силового привода на один вал. Возможно также (с целью дальнейшего наращивания мощности) параллельное или последовательное соединение нескольких таких блоков.

Принцип действия модуль-двигателя следующий.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МД15-70

Мощность

максимальная, кВт…………50

Масса, кг………………………………..15

Удельная масса, кг/кВт…………….0,3

Частота вращения выходного вала, об/мин:

минимальная…………….2000

максимальная……………8500

Крутящий момент, Н-м……………..58

Удельный расход топлива,

г/(кВт ч)……………………..240

Мощность встроенного

электростартера, кВт……..0,1

Мощность встроенного

электрогенератора, кВт….0,7

Основное топливо…………….бензин,

дизельное

Ресурс, моточасы…………………3000

Габаритные размеры, мм:

длина………………………..354

диаметр……………………..193

Центробежный вентилятор засасывает сквозь мелкоячеистую сетку воздух, закручивает его и подает в зону сепарации. В этой зоне единый поток воздуха разделяется: одна его часть вместе с отброшенной к периферии пылью поступает в радиатор на охлаждение двигателя и затем выходит наружу; другая же часть, очищенная, через впускное окно направляется в рабочие полости (проточную зону), где происходят процессы, типичные для двухтактных ДВС. Последовательность этих процессов одномоментно отражена на рисунке.

Выпуск происходит через специальное окно в глушитель, где отработанный газ смешивается с охлаждающим воздухом из радиатора и выбрасывается в атмосферу сквозь кольцевой диффузорный выхлопной аппарат. Цвет выхлопного пламени - однотонно голубой, что свидетельствует о полном сгорании топливной смеси. И это на холостом ходу, когда традиционные двигатели наиболее токсичны!

Пластинчатые роторные машины также в принципе обладают высокой экономичностью. Однако свойственные им кинематические недостатки - заклинивание и большой износ ответственных деталей - сдерживали до недавнего времени их развитие. Преодоление этих недостатков в конструкции МД15-70 позволило новому мотору иметь показатель экономичности примерно равный соответствующему показателю дизельного двигателя, но в 1,22 раза лучше четырехтактного карбюраторного и роторного «ванкеля» и в 1,9 раза - двухтактного поршневого.

Вместе с тем сравнения показывают, что габаритный объем МД в 70 раз меньше дизельного, в 20 раз - четырехтактного ив 10-12 раз - роторного или двухтактного поршневого ДВС. Меньше и его масса (металлоемкость): соответственно в 30, 10 и 4 раза. И все это, заметим, при равной мощности.

Внешние скоростные характеристики модуль-двигателя протекают более полого, чем у двигателей других типов. Это делает его привлекательным для применения в автомобилях, поскольку позволяет снижать количество ступеней в коробках передач, а также эксплуатационные расходы топлива. Подсчитано, что при установке МД15-70, к примеру, на «Москвич-2141» расход топлива не превысит 3 л на 100 км пути. Кроме того, роторная машина Курочкина может быть использована и в качестве гидравлического или пневматического мотора или насоса.

А.ТИМЧЕНКО,

г. Р ы б и н с к, Ярославская обл.

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter , чтобы сообщить нам.

Самый маленький дизельный двигатель, может разместиться на кончике пальца…

Жидкие углеводороды содержат в 100 раз больше энергии на единицу веса, чем литий-ионные батареи, и в 300 раз больше, чем никель-кадмиевые. Поэтому в последние годы вырос интерес к топливным элементам для электроники. Однако есть и другой подход к производству энергии для миниатюрной аппаратуры. Уже не первый год исследователи в США и Европе говорят о появлении микроскопических двигателей, которые питались бы различным углеводородным топливом и приводили бы в движение крошечные генераторы.

самый большой в мире дизельные двигатель,самый маленький в мире дизельный двигатель, биодизель, жидкое биотопливо

В различных экспериментах учёные уже показывали нам крошечные газовые турбинки и, скажем, двигатели Ванкеля. А вот специалисты из Великобритании полагают, что массу преимуществ можно получить, если сделать микроскопический поршневой ДВС. Эта работа ведётся под руководством профессора Симоны Хохгреб (Simone Hochgreb) из Центра исследования горения (Combustion Research Centre) университета Кембриджа (Cambridge University) и доктора Кили Цзян (Kyle Jiang) из Центра микроинжиниринга и нанотехнологий (Micro-Engineering and Nano-Technology Research Centre) университета Бирмингема (University of Birmingham). Они проектируют двигатели с объёмом камеры сгорания порядка одного кубического миллиметра. Есть и первые образцы, правда, из опубликованных материалов не вполне ясно – работают ли они так, как задумано. По всей видимости – ещё нет. Однако сама идея весьма любопытна. Прежде всего, нужно сказать, что детали этих двигателей – плоские. Те же поршни – это крошечные пластинки, выполненные методом ультрафиолетовой литографии. Поршни движутся, будучи закрытыми с краёв фигурной пластиной, играющей роль корпуса, а сверху и снизу – такими же плоскими крышками. Интересно, что ДВС, создаваемые британцами – это дизели. Только вот работают они не на солярке, а на неких метаноловых смесях (с добавкой водорода), способных самостоятельно вспыхивать при такте сжатия.

Цель текущей работы: создать работоспособный двигатель с габаритами 5 х 15 х 3 миллиметра и выходной мощностью в 11,2 ватта при частоте вращения коленчатого вала 50 тысяч оборотов в минуту. Можно пофантазировать, как такую крошку можно удачно вписать в самые разные приборы. Но прежде, чем эти моторы смогут стать массовыми, авторам проекта нужно будет преодолеть ряд трудностей. Например, компоненты на базе кремния плохо сочетаются с высокими температурами в зоне сгорания. Выход тут видится в переходе на керамику, над чем авторы и работают. Вторая проблема – это огромные теплопотери через стенки. Для двигателя размером в считанные миллиметры они (потери) оказываются куда большими, относительно энергии, получаемой от сгорания топлива, чем для обычных ДВС. Здесь пока разработчики идут по пути наращивания частоты вращения вала и, соответственно, сокращения времени рабочего такта. Причём, как показали исследования, желая сократить потери в десять раз, нужно и скорость увеличивать также вдесятеро. Зато, если задуманное удастся, то такие ДВС миллиметрового масштаба пригодятся в микроскопических летательных аппаратах (разведка, анализ атмосферы), в миниатюрных полевых датчиках (как военных, так и научных), разбрасываемых чуть не горстями (их сейчас часто называют "умной пылью"), КПК и плеерах, ноутбуках и даже игрушках. Ведь даже при скромном КПД в 10% эти движки смогут увеличить время работы миниатюрной техники, как рассчитали учёные, раз в 20, по сравнению с использованием аккумуляторных батарей того же вес

Самый большой же мире дизельный двигатель размером с многоподъездный дом!

Wartsila-Sulzer RTA96-C является самым мощным дизельным двигателем на сегодняшний день. Двухтактный дизельный двигатель в 108920 лошадиных сил весит 2300 тонн, и имеет две модификации - 6 и 14-целиндровый. Размер двигателя, сопоставим с двухподъездным трехэтажным домом!

В последнем варианте двигатель потребляет 6280 литров топлива в час. Создан двигатель для торговых судов, которые перевозят большое количество тяжелых контейнеров.

самый большой в мире дизельные двигатель,самый маленький в мире дизельный двигатель, биодизель, жидкое биотопливо

Двигатели - это всегда увлекательная тема, но тема эта, как правило, фокусируется на максимумах: самые большие, самые громкие, самые мощные, самые сложные. А что если попытаться составить список самых маленьких двигателей, доступных в серийном автомобиле?

Здесь речь пойдет не о даунсайзинге. Эти машины были разработаны с миниатюрными силовыми агрегатами с самого начала. Несмотря на маленький мотор, они выполняют свою работу, как было задумано, хотя и не в быстром темпе.

Каждый из представленных автомобилей интересен по-своему. Обладая столь скромным потенциалом, они могут сделать очень многое для среднестатистических пользователей. В этом их магия, и никто ее у них не отберет.

Smart ForTwo. 898 кубических сантиметров. Предыдущее поколение Smart имело 599-кубовый мотор в 3-цилиндровой конфигурации. Потом он был обновлен до более серьезных 698 кубиков. Дизельная опция, представленная позже остальных, обладала совсем уж гигантским объемом - 799 кубическими сантиметрами.

В настоящий момент Smart ForTwo доступен с двумя моторами и даже механической коробкой передач. Самый маленький из двух - это 898-кубовый турбированный двигатель от Renault Group.

Он выдает 90 л. с. и 136 Нм крутящего момента. Похвально, что этот же мотор присутствует и на автомобилях Dacia (в российских аналогах - Logan и Sandero - этот мотор не замечен). Они больше и дешевле, чем Smart, но, так или иначе, мотор прекрасно интегрирован в их линейки.

Fiat 500. 875 кубических сантиметров. Маэстро крошечных автомобилей Fiat умудрился предоставить клиентам 2-цилиндровый двигатель! Он называется TwinAir и выдает 85 л. с. и 145 Нм.

Этот миниатюрный агрегат обладает турбонаддувом и многоточечным впрыском. Идея заключалась в предоставлении максимально низкого уровня выбросов без вреда для ездовых качеств. Этот мотор можно получить и на других моделях итальянской компании, но он все равно не так распространен, как, например, «фордовский» литровый EcoBoost.

Разгон до 100 км/ч проходит за 11 секунд, а максимальная скорость - невероятные 172 км/ч. При этом средний расход топлива - 3,8 л/100 км. Интересно, что для Fiat 500 это вовсе не двигатель начального уровня. Он предназначен для средних комплектаций. В России мотор конечно же не представлен. Наш Fiat 500 доступен только с 1,4-литровым 100-сильным двигателем.

Caterham Seven 160. 660 кубических сантиметров. Бренд, специализирующийся на легковесных спортивных автомобилях, превзошел сам себя. Его творение под названием Seven 160 (165 в континентальной Европе) обладает мотором объемом всего 660 кубиков. С ним машина разгоняется до 162 км/ч, что невероятно для такого маленького двигателя.

Британский спорткар прячет под капотом турбированный мотор Suzuki мощностью 80 л. с. Хитрость в том, что родстер был упрощен до максимума, что позволяет ему разгоняться до 100 км/ч всего за 6,5 секунд. Отсутствие гидроусилителя руля и других «комфортных» опций означает меньше веса и больше чистых эмоций.

Tata Nano. 624 кубических сантиметра. Самому доступному автомобилю в мире уже 8 лет. Продажи падают, но машину все еще можно купить в Индии. Строгие нормы по безопасности не позволяют привезти ее в Европу или США.

К сожалению для Ратана Таты, его мечта пересадить индийские семьи со скутеров на Nano не материализовалась. В рядах целевой аудитории Nano был признан слишком дорогим по сравнению с мотоциклами и подержанными автомобилями.

Машина оснащается 2-цилиндровым бензиновым двигателем. Это так называемый «квадратный двигатель», так как диаметр цилиндра равен ходу поршня (72,5 миллиметра). Пиковая мощность равна 38 л. с., а крутящий момент - 51 Нм. Разгон до 100 км/ч... Хм, машина конечно набирает 100 км/ч, но это практически ее предел. Официальная максимальная скорость запротоколирована на 105 км/ч.

Список мог бы быть во много раз больше, если бы мы в него включили кей-кары, которые производятся и продаются исключительно в Японии, однако Страна Восходящего Солнца и ее рынок находятся на своей собственной волне и потому к нам не попадают.