Крошечный 5-цилиндровый 1000-кубовый двигатель Duke Axial Motorcycle

17 декабря 2014 г., 1:00 по восточноевропейскому времени . Электроника Wiz Bang, которая может соперничать с авионикой истребителя, конструкция шасси космической эры, тормоза итальянского производства, способные остановить товарный поезд, и компоненты двигателя, изготовленные из редких элементов — это обычные атрибуты мотоциклов в выставочном зале. В наши дни развитие новых технологий достигло своего апогея? Если вы спросите кого-нибудь из новозеландской компании Duke Engines, вы получите твердое «нет». У Дьюка может быть следующий эволюционный шаг в двигателях, работающих на газе, который может увидеть свой путь к мотоциклам: осевой.

Осевой двигатель Duke, возможно, является одним из самых совершенных двигателей, работающих на газе, когда-либо созданных, но не слишком ли поздно? Поскольку мы постоянно сообщаем о достижениях в области электроэнергетики, работает ли газовый двигатель навсегда, независимо от инженерной мощности?

Что это?

В течение 17 лет опусом Duke был осевой двигатель. «Расположенный вокруг, в направлении, на или вдоль оси» — вот определение осевого двигателя, так что вы можете догадаться, как работает этот бесклапанный компактный двигатель.

Снаружи прототип Дьюкса выглядит незагроможденным и совсем не похож на обычный двигатель внутреннего сгорания. В настоящее время компания работает над двигателями, которые подходят для аэрокосмической, морской и автомобильной техники.

Мотоциклы

Технология, которую Дьюк тихо совершенствует, — это не просто очередная махинация; это выглядит одновременно реальным и прогрессивным. Интересна осевая конструкция и то, что она может предложить двухколесному миру как более легкая, компактная, плавная и столь же мощная альтернатива современному двигателю.

В прошлом предпринимались заметные попытки создать уникальные варианты двигателей, которые выиграли чемпионаты и обеспечили качество на рынке, некоторые из них имели большой успех. Существует множество конфигураций — V4, V-образный твин, рядные 3-х и 4-х, параллельные близнецы, плоские 4-х и двигатель Honda V5 GP, и это лишь некоторые из них. Все эти варианты имели распределительные валы и клапаны, а у Axial их нет. Некоторые из них, вероятно, даже сделаны из адамантия, украденного у Росомахи (а может и нет), но кто знает, что на самом деле находится в двигателе Honda GP RC211V?

Почтенный двигатель Ванкеля резко контрастирует с современными высокопроизводительными двигателями, и в нем также нет таких вещей, как кулачки, клапаны (или адамантий). Как роторный двигатель, он был разработан с меньшим количеством деталей, но, в конце концов, не смог обеспечить производительность с требуемой надежностью.

В 1974 году Suzuki выпустила свой тяжелый Wankel RE5, но прекратила выпуск модели в 1976 году, и Norton выиграл на острове Мэн со своим роторным двигателем NRS 588, пилотируемым Стивом Хислопом, выиграв в 1992 году Senior TT. 5-цилиндровый осевой двигатель Duke с револьверной компоновкой, хотя еще не испытанный на мотоциклах, обладает рядом дополнительных качеств и улучшений по сравнению с более старой конструкцией роторного двигателя.

Одним из очень важных аспектов является то, что он прошел исключительно долгую разработку, и есть эмпирические данные, подтверждающие его эффективность. Возможно, это могло бы продвинуть конструкцию мотоцикла на шаг вперед — меньший физический размер, меньший / меньший вес двигателя, меньшая вибрация, меньше движущихся частей, без распределительных валов и клапанов, а также продольный кривошип, который не требует уравновешивающих валов. «Ну и что?» можно найти в силах физики, которые окружают мотоциклы, и в том, как двигатель Duke может противостоять им.

Это не наука, это магия

Один эксперт однажды сказал: «Способность уничтожить планету ничтожна по сравнению с силой силы». Одной из этих сил является то, что всем известно как гироскопический эффект и его способность волшебным образом взаимодействовать с гравитацией. Однако, не связанные с силовым удушением или навыками владения световым мечом, эти силы реальной физики так же круты.

Без необходимости открывать учебник любой, кто наблюдает, как Марк Маркес дергает локоть под 60-процентным углом наклона, знает, что сила — удивительная вещь. Спортбайки по своей конструкции должны работать на самом краю физики, и на них ездят гонщики, которые достаточно хороши для этого. Добавьте два вращающихся колеса, коленчатый вал, поршни, шатуны, маховик, приводную цепь, распределительные ремни, звездочки и т. д. Все они движутся в направлениях, которые могут противодействовать рулевому управлению и вращению колес.

С поперечным кривошипом и выходным валом (перпендикулярно направлению движения велосипеда) требуется усилие для бокового перемещения велосипеда из-за двух гироскопов (колес) и двигателя, который работает на высоких оборотах. С симметричным осевым двигателем практически отсутствует вибрация, когда двигатель вращается в нейтральном направлении, а также не так сильно борется с гироскопическим эффектом вращающихся шин. Это очень интересное предложение. Конечно, прямо сейчас всем доступны моторы с приводом от вала, шасси и другие опции, которые могут помочь с устойчивостью велосипеда.

Время (и, что более важно, деньги) покажет, оторвутся ли осевые двигатели Дьюка буквально от земли. По данным компании, в ближайшем будущем есть вероятность, что БПЛА и небольшие самолеты будут использовать осевые двигатели для своих силовых установок. Большая надежда поклонников мотоциклов заключается в том, что однажды они увидят мотоцикл с двигателем Duke, перепрыгивающий через мост Балло на острове Мэн, или велосипед, который можно будет купить у местного дилера.

5 Цилиндр, 1000 см3, 125 л.с.

Вот характеристики 5-цилиндрового прототипа объемом 1000 куб.см: Диаметр цилиндра и ход поршня 67 x 56 (мм), 125 л.с. при 7500 об/мин (максимальная выходная скорость двигателя) с крутящим моментом 119 Нм. Вес двигателя составляет 86 фунтов, включая вспомогательные детали за вычетом стартер-генератора. Размеры голого двигателя миниатюрны — 16,69 Д x 9,52 Ш x 9,52 В (дюймы).

Автор: Джастин Менденхолл

Невероятно компактный и легкий бесклапанный осевой двигатель Duke Engines

Автомобильный

Просмотр 14 изображений

Посмотреть галерею — 14 изображений

Компания Duke Engines из Новой Зеландии была занята разработкой и демонстрацией отличных результатов с необычным прототипом осевого двигателя, в котором полностью отсутствуют клапаны, но при этом обеспечивается превосходная мощность и крутящий момент благодаря двигателю, который намного меньше, легче и проще, чем существующие технологии. Мы поговорили с соучредителем Duke Джоном Гарви, чтобы узнать, как продвигается проект Duke Axial Engine.

Тестовый 3-литровый пятицилиндровый мулл Duke Engines уже развивает мощность в 215 лошадиных сил и крутящий момент в 250 фунт-футов при 4500 об/мин — немного превосходя два обычных эталонных 3-литровых двигателя, которые весят почти на 20 процентов больше и почти в три раза мощнее. как большой для целей доставки. Благодаря инновационной бесклапанной конструкции с отверстиями двигатель Duke, по-видимому, обеспечивает превосходную производительность, более высокую степень сжатия и повышенную эффективность в чрезвычайно компактном и легком корпусе с гораздо меньшим количеством движущихся частей, чем у обычных двигателей.

Двигатель Duke имеет осевую конструкцию, что означает, что его пять цилиндров окружают приводной вал и идут параллельно ему. Поршни приводят в движение звездообразный возвратно-поступательный механизм, который вращается вокруг приводного вала, подобно вращающейся монете, останавливающейся на столе.

Двигатель Duke оснащен аксиально установленными поршнями, приводящими в движение звездообразный возвратно-поступательный механизм

Центральная точка поршневого механизма используется для привода центрального приводного вала, который вращается в направлении, противоположном направлению поршневого механизма. «Это встречное вращение поддерживает баланс», — говорит соучредитель Duke Джон Гарви. «Если вы положите на него руку во время его работы, вы едва заметите какое-либо движение, это весьма примечательно».

Это подтверждается видео ниже, где обороты двигателя даже не вызывают достаточной вибрации, чтобы монета упала с ребра.

Двигатель с низким уровнем вибрации и меньшим весом

Вместо кулачковых или пневматических впускных и выпускных клапанов цилиндры вращаются мимо впускных и выпускных отверстий в неподвижном головном кольце. Свечи зажигания также установлены в этом стационарном кольце — цилиндры просто скользят мимо каждого порта или свечи на этапе цикла, для которого это необходимо, и двигаются дальше. Таким образом, Duke устраняет всю сложность работы клапанов и умудряется запускать пятицилиндровый двигатель всего с тремя свечами зажигания и тремя топливными форсунками.

Двигатель Duke производит такое же количество рабочих ходов за один оборот, как и шестицилиндровый двигатель, но с огромной экономией веса и значительным сокращением количества деталей двигателя.

Двигатели Duke

Двигатель продемонстрировал превосходную устойчивость к преждевременному воспламенению (или детонации) – возможно, потому, что его цилиндры обычно имеют более низкую температуру, чем аналогичные двигатели. Duke имеет степень сжатия до 14: 1 на обычном бензине с октановым числом 91. Это говорит о том, что дальнейшие разработки позволят вытягивать еще больше мощности из заданного количества топлива, повышая общий КПД агрегата.

Альтернативные виды топлива кажутся перспективными. В интервью 2012 года Гарви сказал, что «мы просто переключили его [на керосин для реактивных двигателей] однажды, и он сразу же заработал, если не лучше, чем на бензине».

Гарви говорит Gizmag: «Мы разработали движок до такой степени, что мы чувствуем, что он готов к коммерциализации. Но у нас все еще нет финансирования, и мы ищем правильное приложение для разработки. Движок кажется подходящим для широкий спектр функций, но нам нужно найти подходящего партнера по финансированию, чтобы развить его в нише, которая может максимизировать его преимущества».

Маловероятно, что в ближайшем будущем это будет автомобилестроение; производители автомобилей уже вложили много денег в собственные технологии двигателей. Но аэронавтика, портативные генераторы и морские подвесные моторы имеют уникальные возможности для использования преимуществ высокой мощности, компактных размеров и малого веса двигателя Duke.

Двигатель Duke — версия 3

Еще одна ключевая возможность может заключаться в двигателях для увеличения запаса хода для подключаемых гибридных автомобилей — двигателей, которые не приводят в движение колеса, но работают с высокой эффективностью для привода генераторов и подзарядки аккумуляторов электромобилей.

Duke сотрудничает с американской компанией по разработке двигателей Mahle, ранее известной как Cosworth в Великобритании, и готова начать коммерциализацию технологии, как только появится нужный заказчик.

«По оценкам, подготовка к производству займет пару лет, — говорит Гарви. «Это была огромная работа, и иногда вы задаетесь вопросом, стоило ли вам вообще начинать, но мы создали двигатель с некоторыми впечатляющими преимуществами по сравнению с современными технологиями. Это самый маленький и легкий двигатель для своего рабочего объема и выходной мощности.

«Даже наши прототипы превосходят по характеристикам известные двигатели того же рабочего объема, и для дальнейшего снижения веса и повышения производительности осталось много работы.