BMW ба устөрөгч: дотоод шаталтат хөдөлгүүр

Тус компанийн төслүүд 40 жилийн өмнө 5 цувралын устөрөгчийн хувилбараар эхэлсэн

BMW нь цахилгаан хөдөлгөөнд эртнээс итгэж ирсэн. Өнөөдөр Теслаг энэ салбарын жишиг гэж үзэж болох ч 2013 жилийн өмнө Америкийн компани Tesla Model S хэлбэрээр бүтээгдсэн хувийн хөнгөн цагаан платформын концепцийг үзүүлэхэд BMW компани Megacity дээр идэвхтэй ажиллаж байсан. Тээврийн хэрэгслийн төсөл. 3 оныг BMW iXNUMX гэж худалдаалж байна. Германы авангард загварын автомашинд нэгдсэн батарей бүхий хөнгөн цагааны тулгуур бүтэц төдийгүй нүүрстөрөгчөөр бэхжүүлсэн полимерээр хийсэн их биеийг ашигладаг. Гэсэн хэдий ч Tesla өрсөлдөгчдөөсөө давуу талтай нь түүний онцгой аргачлал, ялангуяа цахилгаан тээврийн хэрэгслийн батерейг хөгжүүлэх цар хүрээг хамардаг - лити-ион эсийн үйлдвэрлэгчидтэй харилцахаас эхлээд цахилгаан бус хэрэглээтэй батерейны асар том үйлдвэрүүдийг барих хүртэл. хөдөлгөөнт байдал.

Гэхдээ Тесла болон түүний олон өрсөлдөгчдөөс ялгаатай нь Германы компани устөрөгчийн хөдөлгөөнд итгэдэг хэвээр байгаа тул BMW руу буцаж орцгооё. Саяхан тус компанийн Устөрөгчийн түлшний эс хариуцсан дэд ерөнхийлөгч, доктор Юрген Гулднерээр ахлуулсан баг бага температурт химийн урвалаар ажилладаг өөрөө явагч генератор болох I-Hydrogen Next түлшний эсийг танилцууллаа. Энэ мөчид BMW-ийн түлшний эсийн автомашин бүтээгдсэний 10 жилийн ой, Тоёотатай түлшний эсүүд дээр хамтран ажилласны 7 жилийн ой тохиож байна. Гэсэн хэдий ч BMW-ийн устөрөгчийн найдвар нь 40 жилийн түүхтэй бөгөөд илүү "халуун температур" юм.

Энэ нь устөрөгчийг дотоод шаталтат хөдөлгүүрт түлш болгон ашигладаг компанийн дөрөвний нэг зуун гаруй жилийн бүтээн байгуулалт юм. Тухайн үеийн ихэнх хугацаанд устөрөгчөөр ажилладаг дотоод шаталтат хөдөлгүүр нь түлшний эсээс илүү хэрэглэгчдэд илүү ойр байдаг гэж тус компани итгэж байсан. Ойролцоогоор 60% -ийн үр ашиг, 90% -иас дээш үр ашигтай цахилгаан моторыг хослуулсан түлшний эсийн хөдөлгүүр нь устөрөгчөөр ажилладаг дотоод шаталтат хөдөлгүүрээс хамаагүй илүү үр ашигтай байдаг. Дараах мөрүүдээс бид шууд шахах, турбо цэнэглэх замаар өнөөгийн жижигрүүлсэн хөдөлгүүрүүд нь зөв тарилга, шаталтыг хянах системтэй бол устөрөгчийг дамжуулахад маш тохиромжтой байх болно. Гэхдээ устөрөгчөөр ажилладаг дотоод шаталтат хөдөлгүүрүүд нь лити-ион батерейтай хослуулсан түлшний эсээс хамаагүй хямд байдаг ч энэ нь хэлэлцэх асуудлын жагсаалтад байхаа больсон. Нэмж дурдахад, устөрөгчийн хөдөлгөөний асуудал нь хоёр тохиолдолд хөдөлгүүрийн системийн хамрах хүрээнээс хол давсан байдаг.

Гэсэн хэдий ч яагаад устөрөгч вэ?

Устөрөгч нь хүн төрөлхтний нар, салхи, ус, биомассаас авах энергийг химийн энерги болгон хуримтлуулах гүүр гэх мэт өөр эрчим хүчний эх үүсвэрийг ашиглах эрэл хайгуулын чухал элемент юм. Энгийн үгээр хэлбэл эдгээр байгалийн эх үүсвэрээс үүссэн цахилгаан эрчим хүчийг их хэмжээгээр хадгалах боломжгүй, харин усыг хүчилтөрөгч, устөрөгч болгон задалж устөрөгч үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно гэсэн үг юм.

Мэдээжийн хэрэг, устөрөгчийг нөхөн сэргээгдэхгүй нүүрсустөрөгчийн эх үүсвэрээс гаргаж авах боломжтой боловч үүнийг эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашиглахад удаан хугацаагаар хүлээн зөвшөөрөх боломжгүй байсан. Устөрөгчийг үйлдвэрлэх, хадгалах, тээвэрлэх технологийн асуудлыг шийдвэрлэх боломжтой гэдэг нь маргаангүй үнэн бөгөөд практик дээр одоо ч гэсэн энэ хийг асар их хэмжээгээр үйлдвэрлэж, химийн болон нефть химийн үйлдвэрт түүхий эд болгон ашиглаж байна. Гэсэн хэдий ч эдгээр тохиолдолд устөрөгчийн өндөр өртөг нь үхэлд хүргэдэггүй, учир нь энэ нь оролцож буй бүтээгдэхүүний өндөр өртөгөөр "хайлж" байдаг.

Гэсэн хэдий ч хөнгөн хийг эрчим хүчний эх үүсвэр болгон, их хэмжээгээр ашиглах асуудал арай илүү төвөгтэй байдаг. Эрдэмтэд шатах тослохоос өөр стратегийн хувилбар хайж удаан хугацааны турш толгой сэгсэрсээр байгаа бөгөөд цахилгаан хөдөлгөөн, устөрөгчийн өсөлт нь ойр дотно симбиоз байж магадгүй юм. Энэ бүхний гол цөм нь энгийн боловч маш чухал баримт юм – устөрөгчийг олборлох, ашиглах нь усыг нэгтгэх, задлах байгалийн эргэлтийн эргэн тойронд эргэлддэг ... Хэрэв хүн төрөлхтөн нарны эрчим хүч, салхи, ус гэх мэт байгалийн эх үүсвэрүүдийг ашиглан үйлдвэрлэлийн аргыг сайжруулж, өргөжүүлбэл. устөрөгчийг хорт хий ялгаруулахгүйгээр хязгааргүй хэмжээгээр үйлдвэрлэж, ашиглах боломжтой.
үйлдвэрлэл

Одоогийн байдлаар дэлхий нийт 70 гаруй сая тонн цэвэр устөрөгч үйлдвэрлэж байна. Үйлдвэрлэлийн гол түүхий эд нь байгалийн хий бөгөөд үүнийг "шинэчлэл" гэж нэрлэдэг (нийт тал хувь) боловсруулдаг. Бага хэмжээний устөрөгчийг хлорын нэгдлүүдийн электролиз, хүнд тосны хэсэгчилсэн исэлдэлт, нүүрс хийжүүлэх, кокс үйлдвэрлэх нүүрсний пиролиз, бензиний шинэчлэл зэрэг бусад процессоос гаргаж авдаг. Дэлхийн устөрөгчийн үйлдвэрлэлийн тал орчим хувь нь аммиакийн нийлэгжилт (бордоо үйлдвэрлэхэд түүхий эд болгон ашигладаг), газрын тос боловсруулах, метанолын синтезэд ашиглагддаг.

Эдгээр үйлдвэрлэлийн схемүүд нь байгаль орчинд янз бүрийн хэмжээгээр дарамт учруулдаг бөгөөд харамсалтай нь тэдгээрийн аль нь ч одоогийн эрчим хүчний статус-квогийн хувьд ач холбогдолтой хувилбарыг санал болгодоггүй - нэгдүгээрт, сэргээгдэхгүй эх үүсвэр ашигладаг, хоёрдугаарт, үйлдвэрлэл нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл зэрэг хүсээгүй бодисыг ялгаруулдаг. Ирээдүйд устөрөгч үйлдвэрлэх хамгийн ирээдүйтэй арга бол бага сургуульд мэдэгдэж байсан цахилгааны тусламжтайгаар усыг задлах явдал юм. Гэсэн хэдий ч цэвэр эрчим хүчний эргэлтийг хаах нь зөвхөн байгалийн, ялангуяа нар, салхины эрчим хүчийг ашиглан усыг задлахад шаардлагатай цахилгааныг бий болгох боломжтой юм. Доктор Гоулднерийн хэлснээр, салхи, нарны системтэй "холбогдсон" орчин үеийн технологиуд, тэр дундаа жижиг устөрөгчийн станцуудыг газар дээр нь үйлдвэрлэдэг нь энэ чиглэлд хийсэн том шинэ алхам юм.
Хадгалалтын байршил

Устөрөгчийг хийн ба шингэн үе шатанд их хэмжээгээр хадгалах боломжтой. Устөрөгчийг харьцангуй бага даралттай байлгадаг ийм том усан санг "хийн тоолуур" гэж нэрлэдэг. Дунд болон бага хэмжээтэй танк нь устөрөгчийг 30 бар дарахад хадгалахад тохиромжтой байдаг бол хамгийн жижиг тусгай танк (тусгай ган эсвэл карбон файбераар бэхжүүлсэн нийлмэл материалаар хийсэн үнэтэй төхөөрөмжүүд) 400 бар даралтыг тогтмол хадгалдаг.
Устөрөгчийг мөн нэгж эзэлхүүн дэх -253°С-т шингэн фазад хадгалж, 1,78 бар-д хадгалахаас 700 дахин их энерги агуулах боломжтой бөгөөд нэгж эзэлхүүн дэх шингэрүүлсэн устөрөгчтэй тэнцэх хэмжээний энергитэй болохын тулд хийг шахах шаардлагатай. 1250 бар. Хөргөсөн устөрөгчийн эрчим хүчний үр ашгийг дээшлүүлэхийн тулд BMW нь Германы хөргөлтийн Linde групптэй хамтран ажиллаж, устөрөгчийг шингэрүүлэх, хадгалах хамгийн сүүлийн үеийн криоген төхөөрөмжийг бүтээжээ. Эрдэмтэд устөрөгчийг хадгалах өөр өөр хувилбаруудыг санал болгож байна, гэхдээ одоогоор ашиглах боломжгүй, жишээлбэл, тусгай металл гурил, металл гидрид хэлбэрээр даралтын дор хадгалах гэх мэт.

Устөрөгч дамжуулах сүлжээ нь химийн үйлдвэр, газрын тос боловсруулах үйлдвэрүүдийн концентраци ихтэй газруудад аль хэдийн бий болжээ. Ерөнхийдөө энэ техник нь байгалийн хий дамжуулахтай ижил төстэй боловч устөрөгчийн хэрэгцээнд зориулж үүнийг ашиглах нь үргэлж боломжгүй байдаг. Гэсэн хэдий ч өнгөрсөн зууны үед ч Европын хотуудын олон байшинг 50% хүртэл устөрөгч агуулсан, анхны суурин дотоод шаталтат хөдөлгүүрт түлш болгон ашигладаг дамжуулах хоолойн хөнгөн хий асдаг байв. Технологийн өнөөгийн түвшин нь шингэрүүлсэн устөрөгчийг байгалийн хийд ашигладагтай адил криоген агуулсан цистернүүдээр дамжуулж тив дамжуулах боломжийг аль хэдийн олгожээ.

BMW ба дотоод шаталтат хөдөлгүүр

"Ус. Газрын тосны түлшний оронд шингэн устөрөгчийг ашигладаг цэвэр BMW хөдөлгүүрийн цорын ганц эцсийн бүтээгдэхүүн бөгөөд хүн бүр шинэ технологийг ухамсартайгаар мэдрэх боломжийг олгодог."

Эдгээр үгс нь 745-р зууны эхэн үеийн Германы компаний сурталчилгааны кампанит ажлын эшлэл юм. Энэ нь Баварийн автомашины үйлдвэрлэгчдийн тэргүүлэх зэрэглэлийн XNUMX цагийн устөрөгчийн хувилбарыг сурталчлах ёстой. Экзотик, яагаад гэвэл BMW-ийн үзэж байгаагаар автомашины үйлдвэрүүд эхнээсээ тэжээж ирсэн нүүрсустөрөгчийн түлшний хувилбаруудад шилжихэд бүхэл бүтэн үйлдвэрлэлийн дэд бүтцийг өөрчлөх шаардлагатай болно. Тухайн үед Баварчууд өргөн сурталчилгаа явуулсан түлшний эсүүдээс бус дотоод шаталтат хөдөлгүүрийг устөрөгчтэй ажиллах замаар шилжүүлэх замаар хөгжлийн ирээдүйтэй замыг олж харсан. BMW нь авч үзэж буй сайжруулалт нь шийдэгдэх асуудал гэж үзэж байгаа бөгөөд хөдөлгүүрийн найдвартай ажиллагааг хангаж, цэвэр устөрөгч ашиглан шатдаг шатах хандлагыг арилгах үндсэн зорилгодоо томоохон ахиц дэвшил гаргаж байна. Энэ чиглэлд амжилтанд хүрсэн нь хөдөлгүүрийн үйл явцыг электрон удирдлагатай байлгах чадвар, патентлагдсан BMW патентлагдсан Valvetronic, Vanos системийг уян хатан хий түгээх зориулалтаар ашиглах чадвартай тул "устөрөгч" -ийн хэвийн ажиллагааг баталгаажуулах боломжгүй юм. хөдөлгүүрүүд ".

Гэсэн хэдий ч энэ чиглэлийн анхны алхмууд нь 1820 онд зохион бүтээгч Уильям Сесил "вакуум зарчим" гэж нэрлэгддэг устөрөгчийн түлшээр ажилладаг хөдөлгүүрийг бүтээсэн бөгөөд энэ нь хожим дотоод хөдөлгүүртэй зохион бүтээсэн схемээс тэс өөр схем юм. шатаж байна. Анхдагч Отто 60 жилийн дараа дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн анхны бүтээн байгуулалтдаа аль хэдийн дурдсан бөгөөд нүүрснээс гаралтай 50% орчим устөрөгчийн агууламжтай синтетик хий ашигласан. Гэсэн хэдий ч карбюраторыг зохион бүтээснээр бензиний хэрэглээ илүү практик, аюулгүй болж, шингэн түлш нь өнөөг хүртэл байсан бусад бүх хувилбаруудыг орлуулсан. Устөрөгчийн түлшний шинж чанарыг сансрын салбар олон жилийн дараа олж мэдсэн бөгөөд устөрөгч нь хүн төрөлхтөнд мэдэгдэж байсан бүх түлшний хамгийн сайн энерги/массын харьцаатай болохыг олж мэдсэн.

1998 оны 2-р сард Европын Автомашины Аж Үйлдвэрийн Холбоо (ACEA) нь Холбоонд шинээр бүртгэгдсэн тээврийн хэрэгслийн CO140 ялгаруулалтыг 2008 он гэхэд дунджаар нэг километр тутамд 25 грамм хүртэл бууруулах үүрэг хүлээсэн. Бодит байдал дээр энэ нь 1995 онтой харьцуулбал утаа 6,0% буурсан гэсэн үг бөгөөд 100 л / XNUMX км орчим шинэ флотын түлшний дундаж зарцуулалттай тэнцэж байна. Энэ нь автомашины компаниудад тулгарч буй ажлыг туйлын хэцүү болгож байгаа бөгөөд BMW-ийн мэргэжилтнүүдийн үзэж байгаагаар бага нүүрстөрөгчийн түлш ашиглах эсвэл түлшний найрлага дахь нүүрстөрөгчийг бүрэн арилгах замаар шийдвэрлэх боломжтой юм. Энэхүү онолын дагуу устөрөгч нь бүх алдар суугаараа автомашины тавцан дээр гарч ирдэг.
Баварийн компани нь устөрөгчөөр ажилладаг автомашиныг бөөнөөр үйлдвэрлэж эхэлсэн анхны автомашин үйлдвэрлэгч болжээ. BMW компанийн ТУЗ-ийн гишүүн, шинэ бүтээн байгуулалтыг хариуцаж буй Бурхард Гёшелийн "компани 7 цувралын хугацаа дуусахаас өмнө устөрөгчийн автомашин зарна" гэсэн урам зориг, итгэл үнэмшил үнэхээр биелж байна. Устөрөгч 7-ийн тусламжтайгаар долоо дахь цувралын хувилбар 2006 онд гарсан бөгөөд 12 цилиндртэй 260 морины хүчтэй хөдөлгүүртэй. энэ мессеж бодит байдал болно.

Зорилго нь нэлээд амбицтай мэт санагдаж байгаа боловч сайн шалтгаантай юм. BMW компани 1978 оноос хойш устөрөгчийн шаталтын хөдөлгүүр туршиж эхэлсэн бөгөөд 5 цуврал (E12), E 1984-ийн 745 цагийн хувилбарыг 23 онд нэвтрүүлсэн бөгөөд 11 оны 2000-р сарын 15-нд энэхүү хувилбарын өвөрмөц чадварыг харуулсан юм. 750. 38 морины хүчтэй усан онгоцны парк. 12 цилиндртэй устөрөгчийн хөдөлгүүртэй E долоо хоногийн "170" нь 000 км-ийн марафон гүйлт хийж, компанийн амжилт, шинэ технологийн амлалтыг онцолсон юм. 2001, 2002 онд эдгээр тээврийн хэрэгслийн зарим нь устөрөгчийн санааг сурталчлах янз бүрийн жагсаал цуглаанд үргэлжлүүлэн оролцсон. Үүний дараа дараагийн 7 цуврал дээр суурилсан орчин үеийн 4,4 литрийн V-212 хөдөлгүүрийг ашиглаж, 12 км / цаг хурдтай болох шинэ бүтээн байгуулалт, дараа нь XNUMX цилиндртэй V-XNUMX хөдөлгүүртэй .

Компанийн албан ёсны дүгнэлтийн дагуу BMW яагаад энэ технологийг түлшний эсээс илүү сонгох болсон шалтгаан нь арилжааны болон сэтгэлзүйн аль аль нь байгаа юм. Нэгдүгээрт, энэ арга нь үйлдвэрлэлийн дэд бүтэц өөрчлөгдсөн тохиолдолд мэдэгдэхүйц бага хөрөнгө оруулалт шаардагдана. Хоёрдугаарт, хүмүүс хуучин дотоод шаталтат хөдөлгүүрт дасчихсан тул түүндээ дуртай байдаг тул салахад хэцүү байх болно. Гуравдугаарт, үүнтэй зэрэгцэн энэ технологи нь түлшний эсийн технологиос илүү хурдан хөгжиж байгаа юм.

BMW автомашинуудад устөрөгчийг Германы Linde хөргөлтийн группын бүтээсэн өндөр технологийн халууны сав шиг хэт дулаалгатай криоген саванд хадгалдаг. Хадгалах температур багатай үед түлш нь шингэн үе шатанд байгаа бөгөөд ердийн түлш хэлбэрээр хөдөлгүүрт ордог.

Мюнхений компанийн дизайнерууд түлшний оролтын олон талт шахалтыг ашигладаг бөгөөд хольцын чанар нь хөдөлгүүрийн ажиллагааны горимоос хамаардаг. Хэсэгчилсэн ачааллын горимд хөдөлгүүр нь дизель түлштэй төстэй туранхай хольц дээр ажилладаг - зөвхөн тарьсан түлшний хэмжээг өөрчилдөг. Энэ нь хольцын "чанарын хяналт" гэж нэрлэгддэг бөгөөд хөдөлгүүр нь илүүдэл агаараар ажилладаг боловч ачаалал багатай тул азотын ялгаралт үүсэх нь багасдаг. Их хэмжээний хүч шаардагдах үед хөдөлгүүр нь бензин хөдөлгүүр шиг ажиллаж эхэлдэг бөгөөд хольцын "тоон зохицуулалт" гэж нэрлэгддэг хэвийн (туранхай биш) хольц руу шилждэг. Эдгээр өөрчлөлтүүд нь нэг талаас хөдөлгүүр дэх электрон процессын удирдлагын хурдны ачаар, нөгөө талаас хийн хуваарилах хяналтын системүүд болох "давхар" Vanos-ийн уян хатан ажиллагааны ачаар боломжтой юм. тохируулагчгүй Valvetronic хэрэглээний хяналтын системтэй. BMW-ийн инженерүүдийн үзэж байгаагаар энэхүү бүтээн байгуулалтын ажлын схем нь зөвхөн технологийн хөгжлийн завсрын үе шат бөгөөд ирээдүйд хөдөлгүүрүүд цилиндр болон турбо цэнэглэгч рүү шууд устөрөгч шахах горимд шилжих шаардлагатай болно гэдгийг санах нь зүйтэй. Эдгээр аргуудыг хэрэглэснээр ижил төстэй бензин хөдөлгүүртэй харьцуулахад машины динамик үзүүлэлт сайжирч, дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн нийт үр ашгийг 50% -иас дээш нэмэгдүүлэх боломжтой гэж үзэж байна.

Сонирхолтой хөгжлийн баримт бол "устөрөгч" дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн хамгийн сүүлийн үеийн бүтээн байгуулалтаар Мюнхений дизайнерууд түлшний эсийн салбарт нэвтэрч байна. Тэд ийм төхөөрөмжийг автомашины цахилгаан сүлжээг тэжээхэд ашигладаг бөгөөд ердийн зайг бүрмөсөн устгадаг. Энэ алхамын ачаар устөрөгчийн хөдөлгүүр нь генераторыг жолоодох шаардлагагүй бөгөөд цахилгаан систем нь жолоодлогын замаас бүрэн бие даасан, бие даасан болж, хөдөлгүүр ажиллахгүй байсан ч цахилгаан эрчим хүч гаргаж чаддаг тул нэмэлт түлш хэмнэх боломжтой. үйлдвэрлэл, хэрэглээний эрчим хүчийг бүрэн оновчтой болгох боломжтой. Усны насос, тосны шахуурга, тоормосны өргөлт, цахилгааны утас зэрэгт шаардлагатай цахилгаан эрчим хүчийг үйлдвэрлэж болно гэдэг нь цаашдын хэмнэлт юм. Гэсэн хэдий ч эдгээр бүх шинэлэг зүйлүүдтэй зэрэгцэн түлш шахах систем (бензин) бараг ямар ч үнэтэй дизайны өөрчлөлтөд ороогүй байна.

2002 оны XNUMX -р сард устөрөгчийн технологийг сурталчлах зорилгоор BMW Group, Aral, BVG, DaimlerChrysler, Ford, GHW, Linde, Opel, MAN нар CleanEnergy түншлэлийн хөтөлбөрийг боловсруулж, LPG шатахуун түгээх станцуудыг хөгжүүлэх замаар үйл ажиллагаагаа эхлүүлсэн. ба шахсан устөрөгч. Тэдгээрт устөрөгчийн нэг хэсгийг нарны эрчим хүч ашиглан газар дээр нь үйлдвэрлэж, дараа нь шахаж, их хэмжээний шингэрүүлсэн хэмжээг тусгай үйлдвэрлэлийн станцаас гаргаж, шингэн үе дэх бүх уурыг автоматаар хийн агуулах руу шилжүүлдэг.
BMW нь бусад хэд хэдэн хамтарсан төслүүдийг санаачлан хэрэгжүүлсэн бөгөөд үүнд газрын тосны компаниуд оролцсон бөгөөд хамгийн идэвхтэй оролцогчид нь Арал, ВР, Шелл, Тотал юм.
Гэсэн хэдий ч BMW яагаад эдгээр технологийн шийдлүүдээс татгалзаж, түлшний эсүүдэд анхаарлаа төвлөрүүлсээр байгаа юм бол бид энэ цувралын өөр нэг өгүүллээр танд хэлэх болно.

Дотоод шаталтат хөдөлгүүрт устөрөгч

Устөрөгчийн физик, химийн шинж чанараас шалтгаалан бензинээс хамаагүй илүү шатамхай байдаг нь сонирхолтой юм. Практикт энэ нь устөрөгч дэх шаталтын процессыг эхлүүлэхийн тулд маш бага эрчим хүч шаардагдана гэсэн үг юм. Нөгөөтэйгүүр, устөрөгчийн хөдөлгүүрүүд маш "муу" хольцыг хялбархан ашиглаж чаддаг - орчин үеийн бензин хөдөлгүүрүүд нарийн төвөгтэй, үнэтэй технологиудын тусламжтайгаар үүнийг олж авдаг.

Устөрөгч-агаарын хольцын хэсгүүдийн хоорондох дулаан бага тархдаг бөгөөд үүнтэй зэрэгцэн өөрөө гал асаах температур нь бензинтэй харьцуулахад шаталтын процессын хурдаас хамаагүй өндөр байдаг. Устөрөгч нь бага нягтралтай, хүчтэй тархалттай байдаг (бөөмс нь өөр хий рүү орох магадлал - энэ тохиолдолд агаар).

Өөрөө гал асаахад шаардагдах бага идэвхжүүлэлтийн энерги нь устөрөгчийн хөдөлгүүрт шатах процессыг хянахад тулгардаг хамгийн том бэрхшээлүүдийн нэг юм, яагаад гэвэл холимог нь шаталтын камер дахь илүү халуун хэсгүүдтэй холбоо барьж, бүрэн гинжин хэлхээний эсэргүүцэл зэргээс болж аяндаа амархан асдаг. хяналтгүй үйл явц. Энэхүү эрсдлээс зайлсхийх нь устөрөгчийн хөдөлгүүрийн дизайны хамгийн том бэрхшээлүүдийн нэг боловч өндөр тархалттай шаталтын холимог нь цилиндрийн хананд маш ойрхон явж, туйлын нарийхан цоорхойд нэвтэрч чаддагийн үр дагаврыг арилгах нь тийм ч амар биш юм. жишээлбэл, хаалттай хавхлагын дагуу ... Эдгээр моторуудын загварыг гаргахдаа энэ бүгдийг харгалзан үзэх хэрэгтэй.

Өндөр авто температур, өндөр октантай тоо (130 орчим) нь хөдөлгүүрийн шахалтын харьцаа, улмаар түүний үр ашгийг нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог боловч халуун хэсэгтэй харьцахдаа устөрөгч аяндаа асах аюултай. цилиндрт. Устөрөгчийн өндөр тархалтын хүчин чадлын давуу тал нь агаартай амархан холилдох боломжтой бөгөөд танк эвдэрсэн тохиолдолд түлшний хурдан, аюулгүй тархалтыг баталгаажуулдаг.

Шатаахад тохиромжтой агаар-устөрөгчийн хольц нь ойролцоогоор 34: 1 харьцаатай байдаг (бензиний хувьд энэ харьцаа 14,7: 1). Энэ нь эхний тохиолдолд ижил масстай устөрөгч ба бензинийг нэгтгэх үед хоёр дахин их агаар шаардагдана гэсэн үг юм. Үүний зэрэгцээ устөрөгч-агаарын хольц нь илүү их зай эзэлдэг бөгөөд энэ нь устөрөгчийн хөдөлгүүр яагаад бага чадалтай болохыг тайлбарладаг. Харьцаа ба эзэлхүүний цэвэр дижитал дүрслэл нь нэлээд уран яруу юм - шатаахад бэлэн устөрөгчийн нягт нь бензиний уурын нягтаас 56 дахин бага ... Гэсэн хэдий ч ерөнхийдөө устөрөгчийн хөдөлгүүрүүд агаарын хольц дээр ажиллах боломжтой гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. . устөрөгчийг 180:1 хүртэл харьцаатай (өөрөөр хэлбэл маш "муу" хольцтой), энэ нь эргээд хөдөлгүүр нь тохируулагчгүйгээр ажиллаж, дизель хөдөлгүүрийн зарчмыг ашиглах боломжтой гэсэн үг юм. Устөрөгч нь массын эрчим хүчний эх үүсвэр болох устөрөгч ба бензинийг харьцуулахдаа маргаангүй тэргүүлэгч гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй - нэг килограмм устөрөгч нь нэг кг бензинд бараг гурав дахин их энергитэй байдаг.

Бензин хөдөлгүүрийн нэгэн адил шингэрүүлсэн устөрөгчийг олон талт хавхлагын хавхлагын өмнө шууд шахаж болно, гэхдээ хамгийн сайн шийдэл бол шахалтын үед шууд шахах явдал юм - энэ тохиолдолд хүч нь харьцуулж болох бензин хөдөлгүүртэй харьцуулахад 25% -иар их байх болно. Учир нь түлш (устөрөгч) нь бензин эсвэл дизель хөдөлгүүртэй адил агаарыг нүүлгэдэггүй тул шатаах камерыг зөвхөн (ердийнхөөс хамаагүй их) агаараар дүүргэх боломжийг олгодог. Нэмж дурдахад, бензин хөдөлгүүрээс ялгаатай нь устөрөгч нь бүтцийн эргэлт хийх шаардлагагүй, учир нь ийм хэмжүүргүйгээр устөрөгч нь агаарт маш сайн тархдаг. Цилиндрийн янз бүрийн хэсэгт шатаах хурд өөр өөр байдаг тул хоёр оч залгуур суурилуулах нь зүйтэй бөгөөд устөрөгчийн хөдөлгүүрт цагаан алт электрод ашиглах нь тохиромжгүй, учир нь цагаан алт нь бага температурт ч гэсэн түлшний исэлдэлтэд хүргэдэг катализатор болдог. .

Мазда хувилбар

Японы Мазда компани мөн RX-8 спорт машины эргэдэг блок хэлбэрээр устөрөгчийн хөдөлгүүрийн хувилбараа үзүүлж байна. Ванкел хөдөлгүүрийн дизайны онцлог нь устөрөгчийг түлш болгон ашиглахад маш тохиромжтой тул энэ нь гайхмаар зүйл биш юм.
Хийг өндөр даралтын дор тусгай саванд хадгалдаг бөгөөд түлшийг шууд шатаах камер руу шахдаг. Эргэдэг хөдөлгүүрийн хувьд тарилга, шаталт явагдах бүсүүд тусдаа, хэрэглээний хэсгийн температур бага байдаг тул хяналтгүй гал асаах магадлал эрс багасдаг. Ванкелийн хөдөлгүүр нь устөрөгчийг хамгийн оновчтой хэмжээгээр тарихад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг хоёр форсункийн орон зайг санал болгодог.

H2R

H2R бол BMW инженерүүдийн бүтээсэн супер спорт загвар бөгөөд 12 цилиндртэй хөдөлгүүрээр ажилладаг бөгөөд хамгийн дээд хүч нь 285 морины хүчтэй. устөрөгчтэй ажиллах үед. Тэдний ачаар туршилтын загвар нь зургаан секундын дотор 0-ээс 100 км/цаг хүртэл хурдалж, 300 км/цагийн дээд хурдтай болдог.H2R хөдөлгүүр нь 760i бензинд ашигладаг стандарт дээд хэсэгт суурилагдсан бөгөөд боловсруулахад ердөө арван сар зарцуулсан. .

Аяндаа шатахаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд Баварийн мэргэжилтнүүд хөдөлгүүрийн хавхлагын цаг хугацааны хувьсах системийн боломжуудыг ашиглан шатаах камерт урсах болон шахах циклийн тусгай стратеги боловсруулсан. Хольцыг цилиндрт оруулахаас өмнө сүүлийнх нь агаараар хөргөж, гал асаах ажлыг зөвхөн дээд үхсэн төвд гүйцэтгэдэг - устөрөгчийн түлшээр шаталтын хурд өндөр байдаг тул гал асаах шаардлагагүй.