Loovus toob sageli kaasa üllatavaid uuendusi ja mõnikord mootoreid, mis eiravad tavasid, ja oleme seda ajaloo jooksul näinud ebatavaline mootori konstruktsioon. Selles artiklis vaatleme mõningaid kõige kummalisemaid, mis on loodud.
Mõned neist osutusid läbikukkumisteks, teised tegid endale nime või mõjutasid oluliselt inseneritööd tulevaste arenduste jaoks. Olgu kuidas on, need mootorid väärivad meie tähelepanu…, nagu artikli teine osa, mille tegin mõni aeg tagasi haruldasemate mootorite kohta.
pöörlev mootor
El pöörlev mootor oli uuenduslik sisepõlemismootori tehnoloogia, mida kasutati laialdaselt enne I maailmasõda ja selle ajal lennukite, aga ka mõnede esimeste autode ja mootorrataste toiteks. Kuigi sellel olid eelised, nagu tõhusus võimsuse, kaalu ja töökindluse osas, hakkas see 1920. aastate alguses vananema. See vananemine oli peamiselt tingitud mootori madalast pöördemomendist ja mahulise jõudluse piirangutest, mis tulenevad õhu-kütuse segu imemisest.
Rootormootor on sisuliselt a Otto tsikli mootor, kuid selle eripäraga, et väntvõll jääb fikseerituks, samal ajal kui silindriplokk selle ümber pöörleb. See konfiguratsioon andis güroskoopilise efekti, mis silus võimsust ja vähendas vibratsiooni, mis on tavaliste kolbmootorite tavalised probleemid. Kuigi pöördmootor ületas kaasaegsema disainiga, jättis see mootoritehnoloogia ajalukku olulise mõju.
radiaalmootor
El mootor radiaalne, tuntud ka kui tähtmootor, on sisepõlemismootori paigutus, milles silindrid paiknevad väntvõlli suhtes radiaalselt, moodustades tähekujulise struktuuri. Kasutatakse laialdaselt lennunduses, eriti suurtes tsiviil- ja sõjalennukites, aga ka muudes sõidukites, näiteks tankides. See disain paistis silma oma suure võimsuse ja kaalu suhte, töö lihtsuse ja töökindluse poolest. Selle populaarsus valitses kuni reaktiivmootori kasutuselevõtuni. Lisaks võib see välisel tasandil tunduda väga sarnane eelmisele pöörlevale, kuid seda ei tohiks segi ajada.
Tehniline arutelu 1930. aastatel radiaal-, rida- ja V-mootorite vahel püüdis kindlaks teha, milline neist on parem. Kuigi ta radiaal pakkus selliseid eeliseid nagu võimsus ja lihtsus, igal kujundusel olid oma omadused. Aja jooksul selgus, et mootorivalik sõltus konkreetsetest vajadustest ning kõik need konstruktsioonid asendusid järk-järgult horisontaalselt vastandlike silindritega (õhkjahutusega) mootorite levikuga ja reaktiivmootorite tulekuga. Vaatamata reas- või V-mootori eelistele väiksema esipinna osas eelistati radiaalmootorit selle lihtsuse, töökindluse ja väikese kaalu tõttu ning seda kasutasid õhuväed laialdaselt, eriti lendudel üle suurte kõrbepindade või vee kohal, kuna samuti lennukikandjatel. Seevastu mõned Teise maailmasõja sõjalennukid valisid õhukesema aerodünaamilise joone saavutamiseks V-mootori.
wankel mootor
El Wanke mootorl, tuntud ka kui pöörlev mootor, töötas välja Felix Wankel ja täiustas Walter Froede NSU-st. 1924. aastal mõtles Wankel selle mootori välja, kasutades kolbide asemel rootoreid, saades patendi 1926. aastal. 1940. ja 1950. aastatel tehti märkimisväärseid jõupingutusi pöörlevate mootorite väljatöötamiseks, mis on tuntud oma sujuva ja vaikse töö ning konstruktsiooni lihtsuse poolest.
Pöördmootori töö on ainulaadne: kolmnurkne rootor pöörleb 8-kujulises õõnsuses, edastades selle. pöörlev liikumine väntvõllile. See konstruktsioon, erinevalt kolbmootoritest, kasutab ära kolme eraldi segukambri paisumist ja kokkutõmbumist, et tõmmata õhku ja kütust, suruda segu kokku, eraldada selle energiat ja väljutada põlenud gaase. Rootormootoril on eelised, nagu vähem liikuvaid osi, sujuv töö, väiksem pöörlemiskiirus ja väiksem kaal. Siiski seisab see silmitsi ka väljakutsetega, nagu heitgaasid, hoolduskulud, tihendus- ja ajastusraskused ning vähenenud mootoriga pidurdamine. Hoolimata nendest keerukustest on Wankeli mootor jätnud autotööstuse ajalukku olulise mõju.
Hispaania rootormootor
José Ignacio Martín-Artajo See oli hispaanlane, kes tuli välja selle disainiga, mis on mitmes mõttes väga sarnane Wankeli omaga. Siiski tuleb öelda, et see mees oli ICAL-i inseneriprofessor, ühtlasi jesuiitide preester, imetegija ja leiutaja. Lisaks oli ta Madridi päritolu minister Alberto Martín-Artajo Álvareze vend, kes oli Franco diktatuuri ajal poliitik ja välisminister.
Argentina prügimootor
Argentina insener Edmundo Ramos esitas kõik üksikasjad oma sõiduki kohta, mis töötab jäätmete ja vee põletamisel, nn. "Auto prügikasti". See auto on täiesti mittesaastav ja annab Gasuraga reisides keskkonda 20% hapnikku. Selle kütuse mitmekülgsus võimaldab "Gasuraga" töötada igal bensiinimootoril, olgu see siis sõiduk, elektrimootori generaator, põllumajandustehnika või veevõtu mootorpump. Lisaks saab seda kütust kasutada ka kütmiseks või toiduvalmistamiseks, pakkudes seega laia valikut säästvaid rakendusi.
Selle katse testimiseks ja selle toimimise demonstreerimiseks läksid nad 24. novembril 2021 La Quiacast Cabo Vírgenesesse, kuhu jõudsid 25. veebruaril 2022. Pikk marsruut läbi Argentina peaaegu 5000 km pikkuse reisiga.
Hispaania veemootor
Praegu elektri- ja vesiniksõidukid Need võivad tunduda tipptehnoloogiatena, kuid nende lahenduste juured on minevikku, isegi enne autot. 1800. sajandi lõpus eksisteerisid juba raskete pliiakudega elektriautod. Mis puutub vesiniku sisepõlemismootoritesse, siis nende esimesed konstruktsioonid pärinevad XNUMX. aastate esimesest kümnendist, kuigi nende kasutamine autodes ilmnes alles eelmise sajandi keskpaigas.
Selles kontekstis paistab silma Hispaania leiutaja kuju Arturo Estevez Varela, kes 70ndate alguses esitles omapärast "veemootorit". 1914. aastal sündinud tööstusinsener Estévez sai tunnustust kuni 73 patendi eest ja pälvis 1972. aastal Brüsselis rahvusvahelisel leiutiste näitusel hõbemedali. Tema leiutis koosnes vesinikugeneraatorist, mis kasutas kütuse tootmiseks vett ja salaainet. .. Kuigi meedias nimetati seda "veemootoriks", oli tehniliselt tegu vesinikugeneraatoriga.
Estévez tuuritas Hispaaniat, esitades muljetavaldavaid demonstratsioone, mootorrattale vett valades ja vesinikku kasutades toodetakse kütusena. Tema leiutisel polnud aga püsivat edu ning teooriad selle languse kohta hõlmavad naftafirmade sekkumist, Franco režiimi tehnilist hindamist ja võimalikke majandusprobleeme. Kuigi Estévezi "veemootor" ei tõusnud, osutus tema uuenduslik ettepanek teerajajaks kütusealternatiivide otsimisel ja heitkoguste vähendamisel ajal, mil need probleemid ei olnud nii silmapaistvad. Tänapäeval uurivad mõned suured brändiprojektid taas vesiniku sisepõlemismootori ideed kui huvitavat alternatiivi elektrifitseerimisele.
Mootor, mis töötab 4 erineval kütusel
Fiat on välja töötanud Fiat Siena Tetrafuel, sõiduk, mis suudab kasutada nelja tüüpi kütust: bensiin, bensiin etanooliga, puhas etanool ja surumaagaas (CNG). See mudel valib automaatselt kütuse vastavalt vajadustele ja eelistab CNG kasutamist, mis on kuni 40% säästlikum kui bensiin. Süsteem, mida toetab elektrooniline juhtseade, võimaldab 1.4-liitrisel mootoril lülituda vedela ja gaaskütuse vahel, et optimeerida jõudlust ja tõhusust. Kuigi Fiat hindab selle kasutuselevõttu Hiinas ja Euroopas, on Siena Tetrafuel juba saadaval Brasiilias, kus see saab ära kasutada etanooli ja bensiini hinnakõikumisi. 895 miljoni euro suurune investeering ja kaks aastat tööd toetavad seda ettemakset, mille eesmärk on vähendada heitkoguseid ja parandada kütusesäästlikkust.
Suruõhu mootor
El suruõhu mootor, tuntud ka kui pneumaatiline mootor, töötab survestatud õhu sisenemisel. Kuigi see pole autotööstuses kindlat positsiooni saavutanud, lubab see saavutada kuni 300 kilomeetrit autonoomiat 1,5-eurose laadimishinnaga, kasutades kütusena ainult surveõhku ega tekita heitmeid. Mootori tööprotsess põhineb kolmel tsüklil: paisumine, kokkusurumine ja sissepritse.
Paisutsüklis tõmmatakse välisõhk sisse ja väljastatakse läbi paisuventiili. Kompressioonitsüklis surutakse õhk kokku umbes 20 baarini, tõstes temperatuuri. Lõpuks süstitakse paagist sissepritsetsüklis suruõhk rõhul 300 baari, tekitades rõhu ja alustades uut tsüklit. Kuigi leiutaja, Guy Negre, püüdis tõhusalt kombineerida suruõhu kasutamist sisepõlemismootori kasutamisega, piirangud, nagu vajadus suurte silindrite järele, piiratud autonoomia ja suurem kaal, on takistanud seda tüüpi mootoritel muutumast autotööstuses oluliseks panuseks.
sõnnikumootor
Toyota on teinud koostööd režissöör Morgan Spurlockiga, et luua selle jaoks reklaamvideote seeria Toyota Mirai, silmapaistva jõudlusega vesinikkütuseelemendil töötav sõiduk. Seeria tõstab esile Toyota pühendumust vesinikule kui alternatiivile fossiilkütustele, täiendades selle keskendumist hübriidsõidukitele. Ühes konkreetses videos veenab Toyota insener põllumeest annetama oma karja sõnnikut, mis seejärel tehases vesinikuks muudetakse. Video näitab, et sõnnik annab Miraile jõudu, rõhutades vesiniku potentsiaali taastuva kütuseallikana. Toyota operatsioonide asepresidendi Bob Carteri sõnul peegeldab see algatus pikaajalist investeeringut vesinikku kui energiaallikasse.
Rootsi puumootor
Valdkonnas autod, mis kasutavad kütusena puitu, paistavad silma kolm katsejuhtumit. Rootsis sarnane projekt a 142 Volvo 1968 Deluxe ühendas Rootsi autotööstuse põllumajandusliku leidlikkusega, läbides 5420 km vähem kui 7 kuupmeetri puiduga. Serbias muudeti 45. aasta Yugo 1985, et kasutada kütusena puitu ja kivisütt, mille põlemisprotsess oli mittetäielik. Kuigi need katsed näitavad võimalusi, tekitavad tehnilised ja keskkonnaalased piirangud küsimusi puiduga töötavate mootorite laiaulatusliku elujõulisuse kohta.
Ameerika Ühendriikides muutis üks talunik oma Mercury Cougar XR7 pagasiruumi paigaldatud gaasistaja abil puidugraanulitega töötamiseks. Kuigi see ulatub kiiruseni 75 km/h, valmistab puidu madal energiatihedus väljakutseid, näiteks 100 km läbimiseks on vaja umbes 350 kg graanuleid.
Atkinsoni tsükli mootor
El Atkinsoni tsükli mootor, mille leiutas James Atkinson 1882. aastal, on sisepõlemismootorite variant, mis eelistab tõhusust võimsusele. See disain, mida kasutatakse üha enam kaasaegsetes hübriidrakendustes, säilitab ühe võimsusfaasi pöörde kohta ning sellel on võrreldes algse Atkinsoni tsükliga erinevad tihendus- ja paisumismahud. Tsükli modifikatsioon võimaldab alternatiivselt kasutada kütuseid, nagu diislikütus ja vesinik, ning heitgaasid väljutatakse suruõhu abil. Sisselaskeklappide sulgumise edasilükkamisega saavutatakse märkimisväärne kütusesääst, vähendades temperatuuri ja rõhku silindris, vähendades mootori vibratsiooni ja parandades teoreetilise Otto tsükli üldist efektiivsust.
Milleri tsükli mootor
El Milleri tsükli mootorAmeerika inseneri Ralph Milleri patenteeritud 1957. aastal on Otto tsükli variant, mida kasutatakse neljataktilistes sisepõlemismootorites. Selles tsüklis kasutatakse tavapärasest suuremat silindrit, mehaanilise kompressori abil suurendatakse surveastet ning muudetakse väljalaskeklappide avanemis- ja sulgemismomenti. Lisaks on sisselaskeavasse sisse viidud vahejahuti.
Milleri tsükli eripära on see hoiab sisselaskeklapi lahti kauem kui tavalisel Otto tsükliga (bensiini) mootoril, jagades tihendusaja kaheks etapiks, et vähendada kokkusurumise ajal energiatarbimist. Vaatamata teatud võimsuskadudele kompenseerib Milleri tsükkel seda aspekti mahulise kompressori abil, mis laadib silindrit üle, parandades mootori üldist efektiivsust. Seda disaini on Mazda rakendanud KJ-ZEM V6 mootoris ja Subaru kohandanud oma "Turbo Parallel Hybrid" hübriidmootoris.
Stirling mootor
El Stirlingi mootor, mille leiutas 1816. aastal Šoti austaja Robert Stirling, on soojusmasin, mis töötab õhu või muu gaasi tsüklilise kokkusurumise ja paisumise kaudu erinevatel temperatuuritasemetel, saavutades soojusenergia muundamise mehaaniliseks energiaks. See on regeneratiivne suletud tsükliga soojusmootor, mis kasutab püsivat gaasilist vedelikku ja paistab silma regeneraatori lisamise poolest, mis eristab seda teistest suletud tsükliga mootoritest.
Kuigi algselt väga piiratud rakenduste osas, Stirlingi mootorid on oma kõrge efektiivsuse tõttu hiljuti huvi taastanud võrreldes aurumasinatega ja nende mitmekülgsus erinevate soojusallikate kasutamiseks. Stirlingi tsükkel koosneb kahest isohoorilisest teisendusest ja kahest isotermist ning regeneraatori, sisemise soojusvaheti olemasolu aitab kaasa suurema saagise saavutamisele. See mootor võib kasutada ühte või mitut kolvi ja selle konstruktsioon on arenenud pärast Robert Stirlingi leiutist, paistades silma selle poolest, et suudab läheneda teoreetilisele maksimaalsele jõudlusele, mida tuntakse Carnot' jõudlusena.
aatomi mootor
Läbi ajaloo, eriti USA-s, on alates radioaktiivsete materjalide ja tuumaenergia avastamisest välja pakutud ja välja töötatud erinevaid pööraseid kasutusviise, millest mõnda peetakse tänapäeval täiesti ebaturvaliseks ja ebaeetiliseks. Märkimisväärne näide on projekt Ploughshare, mis oli Ameerika programmide sari, mille eesmärk oli uurida tuumaplahvatuste rahumeelseid rakendusi, nagu kaevamine (kanalid, kaevandamine, arhitektuur jne) aatomipommide abil, maa-aluse gaasi puurimine nende seadmetega jne. Kogu see hullumeelsus, mis lõppes paljudes kohtades saastatusega ja mis võib-olla oli lihtsalt viis tsiviilisikuteks maskeeritud tuumakatsetuste läbiviimiseks.
Te ei pruugi seda teada, kuid igapäevastes esemetes leidus radioaktiivseid tooteid, nagu helendav kellavärv ja näokreemid, radioaktiivsed hambapastad hammaste valgendamiseks ja luminestsentsi andmiseks. Viimastel aastakümnetel ei olnud mõnel meditsiinilisel kiiritusravil kehtivaid ohutusstandardeid ja mõnel juhul rakendati neid ilma piisava kontrollita, mis tekitas neile, kellele neid tehti, palju probleeme. Pikk nimekiri julmustest, mille hulgas me ei saa unustada tuumareaktoritel töötavad autod.
El Ford Nucleon See oli 1958. aastal Ford Motor Company poolt välja töötatud ideeauto, mille eripäraks oli sisepõlemismootori asemel väike uraani tuumareaktor. Jõukapsel asuks sõiduki tagaosas, kahe turbiiniga, millest üks liigutab rattaid ja teine elektrit. Disain taotles ohutuse tagamiseks maksimaalset eraldatust reisijatekabiini ja tuumareaktori vahel. Kuigi prognoositi, et Nucleon suudab ilma laadimiseta läbida rohkem kui 8000 kilomeetrit, loobuti projektist prototüüpi ehitamata, kuna piisavalt väikest reaktorit ei olnud välja arendatud ning ületamatu mure selles viibijate, kõrvalseisjate ja mehaanikute ohutuse pärast. õnnetusest. Vaatamata ebaõnnestumisele on Ford Nucleon endiselt aatomiajastu ikoon.