Недавно в США прошла конференция двигателестроителей. Среди прочих тем выплыл на ней любопытный проект канадского изобретателя Жиля Сент-Хиллари (Gilles Saint-Hillaire), как водится, обещающего революцию на транспорте.
Его изобретение — «Квазитурбина» (Quasiturbine) запатентовано ещё в 2000 году, а разработку эту канадец вёл много лет.
И вот на машину вновь обратили внимание на Всемирной конференции по приводу транспортных средств (Global Powertrain Conference). Может, не зря?
Как мы знаем, часто даже очень достойные проекты пробиваются «в люди» очень долго. А сайт изобретателя пестрит определениями «самый экономичный» или «самое высокое отношение мощности и веса двигателя». Потому любопытно взглянуть, что же это за новый тип двигателя.
Уже первый взгляд на рисунки говорит о том, что машина Сент-Хиллари родственна двигателю Ванкеля.
Переменные объёмы, необходимые для реализации тактов всасывания, сжатия, рабочего хода и выхлопа обеспечивает некая деталь (точнее — ряд деталей, вращающихся в овальной полости). Её толщина может быть любой, так что перед нами, так сказать, плоский движок, а их, заметим, придумано очень даже немало.
На этом, пожалуй, сходство заканчивается. Ротор квазитурбины, как называет её изобретатель — это многозвенный механизм, который на роликах катится вокруг круглой центральной детали.
Интересно, что он может состоять из разного числа звеньев. По крайней мере, на сайте предложено два варианта. Соответственно, разным может быть число рабочих ходов, реализуемых машиной за один полный оборот.
В любом варианте — это число больше, чем у обычного поршневого двигателя.
В чём же главное отличие этой расширительной машины от прочих? Как уверяет автор — в отсутствии мёртвых точек. А это, по мнению канадца, делает данный движок стойким к детонации. На наш взгляд это некорректное объяснение, но вдруг…
Более того, поджиг смеси с помощью детонации (автор пишет — фотодетонации) рассматривается автором как вариант нормальной работы движка.
Изобретатель объясняет это тем, что в момент, когда объём камеры сгорания наименьший — там происходит резкий всплеск давления и температуры, который, однако, длится очень короткое время.
Хотя на сайте проекта это не совсем внятно объяснено, данная машина, якобы, в зависимости от исполнения, может работать по циклу дизеля, бензинового ДВС (с электрической свечой зажигания или без оной) и даже по циклу Стирлинга с использованием любого жидкого топлива (в том числе — водорода).
В силу особенностей сгорания данный движок ещё и очень чист — процент вредных газов в выхлопе низок.
Полнота сгорания топлива, компактность и отсутствие множества «лишних» деталей должны обеспечить квазитурбине очень высокие КПД и удельную мощность.
Несколько образцов таких двигателей построены, но в отношении их реальных параметров мы бы не стали делать поспешных выводов и безоговорочно верить обещаниям изобретателя.
Почему? Давайте рассудим. Таких, условно, плоских расширительных механизмов, отличающихся формой и кинематикой деталей — несть числа.
Это не только ванкель. Можно вспомнить и двигатель Ди Пьетро, правда, задуманный для работы на сжатом воздухе.
И ещё в 1960-х много говорили о лопастных машинах (это не турбины с лопатками, а нечто иное), в которых плоские лопасти двигались в круглой камере с переменной скоростью.
Были и другие предложения. Однако на дорогах господствуют поршневые моторы. Да, во многом из-за колоссальной инерционности промышленности. Но не только.
Тот же ванкель японские инженеры сумели довести до выдающихся параметров по токсичности и, несомненно, удельной мощности. Но его КПД уступает дизелям и хорошим бензиновым движкам, а расход масла, особенно на предельных режимах, неприлично высок.
Любые вариации плоских расширительных механизмов, как нам представляется, принципиально ничего тут не изменят.
Мотор Ди Пьетро выведем тут за скобки ибо австралиец изначально не предназначал его для работы со сгоранием топлива. А для своего применения, может статься, это идеальный мотор.
Итак, канадский ДВС — ещё один тупик? Не совсем. Поиск оптимального варианта расширительной машины — очень полезное дело. Как и изучение вариаций классического цикла Отто или иных термодинамических циклов.
В конце концов, вдруг в каких-то сферах — именно такой движок — то, что нужно.
Вспомним о том же Стирлинге, потенциально самом экономичном тепловом двигателе из всех известных. Его низкая мощность и очень высокая стоимость (отнесённые к единице веса и мощности соответственно) не позволили ему завоевать дороги.
Зато энергетики пришли к выводу о большой пользе такого мотора в их «епархии».
Что случится с канадским ДВС? Не берёмся предсказать. Скорее всего, он останется экзотикой. Но хорошо уже то, что мысль инженеров-двигателистов не стоит на месте. Перемелется — КПД будет.
