Осевой двигатель Duke: меньший, легкий и эффективный мотоциклетный двигатель?

• Новости

НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ: Меньше, легче и эффективнее мотоциклетный двигатель?

Джастин Менденхолл

13 апреля 2015 г.

За последние несколько десятилетий мир мотоциклов был отмечен поразительным технологическим прогрессом — электронное управление, которое может соперничать с истребителями, конструкция шасси космической эры, экзотические материалы внутри и снаружи — и все же основные характеристики двигателя внутреннего сгорания остались прежними. Команда Duke Engines в Новой Зеландии усердно работает над осевым двигателем 9.0013 прототип , хочет это изменить. Осевая компоновка

Duke обещает привлекательное соотношение мощности и веса, но есть ли место для еще одной конфигурации двигателя с ДВС в мотоциклетной индустрии?

Компания Duke работала над конструкцией осевого двигателя в течение 17 лет. Снаружи прототип совсем не похож на обычный двигатель внутреннего сгорания, различия распространяются и на корпус. Пять обычных цилиндров объемом 200 куб. см расположены вокруг центральной линии двигателя, причем цилиндры параллельны коленчатому валу, как камеры в револьвере, для общего рабочего объема 1000 куб. Здесь нет распределительных валов, толкателей, коромыслов, клапанов или пружин — ряд скользящих уплотнений, похожих на роторный двигатель, обеспечивает работу впуска и выпуска. Группа цилиндров вращается против коленчатого вала в форме буквы «Z» примерно на 20% скорости вращения кривошипа, что значительно снижает вибрацию и реакцию крутящего момента. Выходная мощность конкурентоспособна; фирма заявляет 125 л.с. и 88 фунт-фут крутящего момента при 7500 об / мин, максимальной скорости двигателя.

В настоящее время компания работает над аэрокосмическими, морскими и автомобильными приложениями, но преимущества для использования мотоциклов многочисленны, включая значительное снижение веса двигателя и физических размеров. Duke говорит, что его прототип с пятью цилиндрами весит всего 86 фунтов и имеет размеры примерно 17 x 10 x 10 дюймов. Это примерно две трети веса и половина размера обычного рядного четырехцилиндрового двигателя объемом 1000 куб. Симметричная осевая конструкция практически не производит вибрации, а без тяжелого поперечно установленного коленчатого вала двигатель Duke имел бы значительно меньший гироскопический эффект.

Процесс разработки Duke привел к значительным эмпирическим данным, подтверждающим его эффективность на испытательном стенде; теперь компания просто ждет инвестиций, чтобы вывести дизайн на рынок. Фирма говорит, что наиболее вероятным первым применением будут беспилотные летательные аппараты (дроны) или небольшие самолеты — буквально отрывая конструкцию от земли. Может ли приложение для мотоциклов быть далеко позади?

10 Осевые преимущества, по словам технического директора Duke Майка Фрая

1. Уникальность Duke — высокая удельная мощность, малый размер и малый вес — делают этот двигатель очень подходящим для использования в мотоциклах.
2. Группа цилиндров и коленчатый вал, вращающиеся в противоположных направлениях, компенсируют гироскопические реакции. Части, вращающиеся в противоположных направлениях, также ускоряются/замедляются в противоположных направлениях во время стрельбы, уменьшая соответствующую реакцию крутящего момента.
3. Форма двигателя Duke больше похожа на форму электродвигателя, предлагая новый набор возможностей для дизайна и интеграции в шасси мотоцикла.
4. Двигатель Duke по-прежнему использует обычную коробку передач и систему привода для легкого изменения передаточного числа.
5. Пятицилиндровый двигатель Duke срабатывает три раза за один оборот выходного вала — так же, как и обычный шестицилиндровый двигатель. Плавная подача мощности будет иметь меньшую тенденцию к нарушению тяги, чем «неровная» подача крутящего момента, связанная с четырьмя цилиндрами или меньше.
6. Осевая конструкция обеспечивает полную первичную балансировку и незначительную вторичную вибрацию.
7. Внутренняя вращающаяся конструкция воспринимает большую часть возвратно-поступательных инерционных нагрузок, поэтому внешний корпус двигателя можно сделать очень легким. Думайте о «внешней оболочке», а не о «блоке цилиндров».
8. Выходной приводной вал можно взять с любого конца двигателя для максимальной гибкости компоновки.
9. Пять цилиндров разделяют три форсунки и свечи зажигания, когда они скользят мимо каждой по очереди. Результатом является порядок зажигания 1-2-3, поскольку двигатель вращается вокруг трех свечей зажигания по очереди.
10. Центр тяжести двигателя Дюка лежит на оси коленчатого вала, как у оппозитного двигателя или двигателя Ванкеля, и намного ниже, чем у типичного «стоячего» рядного компоновщика.

Осевая компоновка Duke обещает привлекательное соотношение мощности и веса, но есть ли место для еще одной конфигурации двигателя с ДВС в мотоциклетной индустрии?

More News

• News

  Top 5 Motorcycles. Вы хотите, чтобы мы рассмотрели 2023

• News

  Лучшие супербик 2023

• News

  Top 10 Motorcycle.

  Обзор гравийного велосипеда Yamaha Wabash RT 2022 года

• News

  Best-Looking Motorcycles 2023

Latest

News

Top 5 Motorcycles You Want Us To Review 2023

News

2022 Yamaha Wabash RT Gravel Bike Review

Buyers Guide

2022 Honda CBR650R

Новости

Лучшие супербайки 2023 года

Новости

Самые красивые мотоциклы 2023 года

Обзоры

2023 BMW S 1000 RR First Ride5 Обзор

0004 News

Топ 10 обзоров мотоциклов 2022

News

Санта-Клаус.

The Duke Engine – Motoring Weekly

Мы давно собирались написать статью о Duke Engine, но наш график не позволил нам это сделать, жаль, потому что это важно тема для транспортных услуг будущего – и это изобретение южного полушария!

Двигатель Duke был разработан в Окленде, Новая Зеландия, и представляет собой осевой двигатель, который раньше также назывался «роторным» двигателем, потому что вращался весь блок, а не только коленчатый вал в традиционном двигателе внутреннего сгорания. Сегодня роторные двигатели относятся к конструкции двигателя Ванкеля. Осевой двигатель также известен как «цилиндрический» двигатель из-за его общей формы. Интересно, что этот тип двигателя, по-видимому, хорош в южном полушарии, потому что после Первой мировой войны австралийский инженер-механик разработал и изготовил двигатели аналогичного типа в Мельбурне.

В 1993 г. ученые из Университета Дьюка разработали первую конструкцию высокоэффективного двигателя, и к 1996 г. они отправили его в Оклендский университет для проведения испытаний мощности. Эта первая версия была с двигателем объемом 996 куб. См и прошла испытания на динамометрическом стенде, прежде чем ее вставили в Daihatsu Charade. Вероятно, ему не понадобился рожок для обуви, потому что и двигатель, и машина крошечные!

В начале 2000-х годов была построена версия 2.1 двигателя 933cc, которая прошла динамометрические испытания, в результате которых была создана версия 2.2, работающая на еще более высоких оборотах. В 2005 году 3-литровая версия 3 была создана и испытана в Окленде и Великобритании компанией Mahle Powertrains с постоянными разработками для повышения эффективности двигателя. Mahle — отличный партнер, потому что весь их бизнес сосредоточен на улучшении двигателя внутреннего сгорания и вспомогательных систем, которые его питают.

Версия 3 двигателя Duke представляет собой пятицилиндровый 3-литровый двигатель, работающий по четырехтактному циклу Отто. В традиционном двигателе шатуны соединены с одним коленчатым валом в линию — независимо от того, расположены ли цилиндры в прямолинейной или V-образной конфигурации. Этот метод был изменен на некоторых двигателях h26, где требовалось два коленчатых вала. В двигателе Duke, как и в более ранних осевых двигателях, шатуны соединены с качающейся пластиной, которая совершает круговое качательное движение, которое через вал преобразуется в источник энергии. Это означает, что пять цилиндров могут быть упакованы гораздо ближе друг к другу в стиле бочкового пылесоса.

Концепция идет дальше, поскольку не имеет клапанов, и это делает несколько вещей. Во-первых, это уменьшает количество движущихся частей в двигателе, а камера сгорания может быть изменена таким образом, чтобы она лучше работала с более широким спектром топлива. С меньшим количеством деталей двигатель намного легче и меньше, чем типичный четырех- или пятицилиндровый двигатель, и более надежен. Команда протестировала двигатель на многих различных видах топлива, и он работает хорошо, а это означает, что его можно использовать во множестве различных приложений. В данном случае многотопливность означает бензин, керосин, биоэтанол, дизельное топливо и даже метанол. Это большое достижение, хотя дизельная версия еще не готова — есть два метода сгорания: воспламенение и сжатие, и у команды есть работающая версия с воспламенением для начала. Ступень 2 будет версией сжатия с использованием дизельного топлива.

Одной из важнейших областей, в которых превосходит этот двигатель, является низкий уровень шума и вибрации. Нормальному двигателю приходится иметь дело с вращающимися коленчатыми валами, движущимися шатунами и вращающимися распределительными валами, а также с движущимися клапанами — все это создает шум, и их очень трудно сбалансировать, чтобы синхронизировать друг с другом. Во многих двигателях требуется дополнительный балансировочный вал или применяются дополнительные веса, чтобы двигатель работал плавно. С двигателем Duke это не так: конструкция обеспечивает баланс, а уменьшенное количество компонентов означает меньший шум и меньший износ.

Благодаря размеру и выходной мощности двигателя он подходит для множества применений, например, небольших городских транспортных средств, мотоциклов, насосов, морского использования, небольших самолетов и т. д., фактически для любого применения, которому требуется мощность для привода. Duke не будет первым, кто будет использовать двигатель в различных машинах — насосные двигатели были перепрофилированы для дорожных и гоночных автомобилей, а авиационные двигатели появились и в автомобилях за последнее столетие.