千奇百怪的發動機

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球形發動機

其實這個類似球的發動機,與昨天所說的轉子發動機原理有點類似,都是通過燃燒室的轉動來達到傳統意義上的吸氣、壓縮、點火、推動、排氣的動作的。但是與轉子發動機相反的是,球形發動機轉動的是殼體而轉子發動機轉動的是活塞(三角形那個其實是活塞),燃料注入到軸心的活塞中燃爆後活塞推動殼體作圓周運動,從而把化學能轉換為動能。

還有一個特點就是球形發動機並不像傳統的發動機那樣將這種圓周運動直接作為驅動力,反而是在殼體周圍粘貼上磁鐵,使得殼體編程發電機的定子,而支架安放線圈作為定子。由此發動機運行後就能把機械能轉換為電能。

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球形發動機線圈

也許你會說,既然能夠直接驅動何必再轉化為電能?這個就類似動車高鐵,雖然他們都是燒油的,但是其實他們也是發動機帶動發電機發電,然後再把電能傳輸到各節車廂電機進行驅動。這樣做的優點是控制上更加的高效,能夠實現很精確的控制。所以這個球形發動機運用在汽車上,就類似電動汽車。我估計能夠很大程度上解決四驅車的傳動問題以及牽引力分配問題。這時候前後傳動軸、差速器等東西就可以刪減,這也是一個很誘惑的地方。但是由於它如同轉子發動機一樣怪異的結構,估計現在很難量產。

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自由活塞發動機

這個就是昨天跟大家介紹的自由活塞發動機,但是這個是四汽缸版本。兩組發動機構成一個能夠在任何時候都提供穩定輸出的往復線性運動的機體,左右兩邊交替進行爆燃使得頂杆往復運動。這個發動機我覺得是比較有前途的一款,畢竟結構簡單,由於缺省了曲軸使得功率輸出很大(當然扭矩也很大)。所以豐田一直不肯放棄自由活塞發動機是有陰謀的。從結構上與原理上我認為實現難度應該不是很高,只是等著完善後豐田給大家的殺手鐧。

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四汽缸自由活塞發動機

昨天有朋友留言給我“自由活塞發動機????動力怎麼輸出????做大炮用的嗎?”。其實就覺得將直線欲動轉化為連續圓周運動對於現在的工程師不是很容易嗎?直線運動轉換為圓周運動,大家想想戰鬥陀螺是什麼原理就知道了,用戰鬥陀螺的轉換原理將直線運動轉化為往復圓周運動。再用自動機械錶的換向器原理將這種往復圓周運動轉化為單向圓周運動,這豈不是很簡單了?再簡單一點,頂杆套上永磁體不就是交流發電機了?

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OPOC發動機

OPOC發動機事實上一直在不斷研究當中,從視頻中的結構可以看得出來,它和水平對置發動機運行機制較為相似,但是它把原本是汽缸蓋的地方換成了另外一個活塞,這樣燃料在兩個汽缸間爆燃的時候推動的將是兩個活塞而不是一個活塞。如果傳統帶缸蓋發動機比喻成輪滑鞋的人(活塞)推牆(汽缸蓋或者汽缸壁)而自己後退,那麼OPOC發動機則是兩個穿輪滑鞋面對面推對方的人,此時兩個人都會後退。因此它的這一特性使得它的效率非常的高,普遍能夠達到42%以上,而當前汽油機最高功率是豐田的40%,下來就到奇瑞的37.1%。由此可見OPOC發動機天生就一副馬兒不吃草還能跑的好的體格,你覺得會不值得很多人一直研究?但是由於結構更為複雜,因此現在還有很多問題有待解決。

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杜克發動機

這個杜克發動機,就不需要詳細介紹了吧,就像我昨天的文章所訴,這是一款集合了當前汽車發動機優點於一身的產物。把汽缸蓋沿著圓周剖開就是直列發動機簡單的機械結構;再看看它的異形曲軸把這麼多氣缸放在極小的體積內完美達到了V型或者W型發動機的訴求;同時所有氣缸圍繞著中軸排列有沒有看到星形發動機的影子?還有能夠在發動機上立硬幣,你說這穩定性是不是吊打斯巴魯一直引以為傲的水平對置發動機?如果OPOC發動機天生少吃多做,那杜克發動機則可以說天生就是黃金比例的身體,這也是現在越來越多的人研究它的原因。

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杜克發動機立硬幣

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自由閥發動機

FREEVALVE發動機字面翻譯叫做自由閥發動機,是最接近批量生產的發動機(其實是已經達到了量產能力,同時概念車已經出了)。正如它的名字一樣,他並沒有顛覆現有的發動機原理,而是顛覆了汽缸蓋和氣門的原理。傳統的汽缸蓋都有凸輪軸來控制氣門的開合程度與開合時機以達到控制進氣排氣量控制的目的,而進氣排氣是另一個影響油耗的關鍵因素,因此很多廠商研究出類似VVT或者DVVT等技術,其實目的就是更加精確的控制氣門的動作。而自由閥發動機則可以單獨控制每個汽缸氣門,因此能夠實現很多傳統氣門控制無法實現的功能,比如單個閥門仰角和時機控制等。如果類似自由閥這類的氣門技術得以普及,那麼將能夠去除凸輪軸以及汽缸蓋,同時達到更高的效率。而自由閥技術根據控制形式不同,有高壓氣動閥控制,電子控制,液壓控制,但是萬變不離其宗——更精確控制氣門動作。

而這一技術幾乎可以應用在所有的活塞式發動機上,同時其量產能力相對於其他顛覆內燃機結構的發動機來說更加簡單。由此可知,如果發動機技術無法再有質的突破,而同時環保標準越來越嚴苛的情況下,自由閥技術將是未來發展的方向。自由閥技術取代VVT等技術將是未來的趨勢。

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