อ่าน 3 นาที
เครื่องยนต์เผาไหม้แบบควบคุม
เครื่องยนต์เผาไหม้แบบควบคุม (Controlled Combustion Engine หรือ CCE) เป็นคำที่บริษัทออกแบบเครื่องยนต์ TechViki ใช้เพื่อระบุ เครื่องยนต์สันดาปภายใน (Internal Combustion Engine หรือ...
เครื่องยนต์เผาไหม้แบบควบคุม

เครื่องยนต์เผาไหม้แบบควบคุม (Controlled Combustion Engine หรือ CCE)เป็นคำที่บริษัทออกแบบเครื่องยนต์ TechViki ใช้เพื่อระบุเครื่องยนต์สันดาปภายใน (Internal Combustion Engine หรือ ICE) รุ่นทดลองที่ออกแบบโดยBrad Howell-Smithโดยใช้ลูกเบี้ยว สองตัวที่หมุนสวนทางกัน แทนเพลาข้อเหวี่ยง กระบอกสูบแต่ละคู่จะวางตรงข้ามกันในรูปแบบ เครื่องยนต์แบบ บ็อกเซอร์ หรือแบบตัว X
ประวัติศาสตร์
แนวคิดนี้เกิดขึ้นกับฮาวเวลล์-สมิธ วิศวกรยานยนต์ที่อาศัยอยู่ในออสเตรเลีย ระหว่างช่วง หลับฝัน (REM sleep) ในปี 1995 เขาออกแบบโครงสร้างเครื่องยนต์ที่แตกต่างกันห้าแบบ โดยมีการปรับเปลี่ยนในแต่ละแบบ และก่อตั้งบริษัท Revolution Engine Technologies Pty Ltd ในปี 1996 ด้วยงบประมาณ 2,000 ดอลลาร์ออสเตรเลียต้นแบบ ที่ใช้งานได้จริงเครื่องแรก ถูกสร้างขึ้นโดยปีเตอร์ โคช พ่อตาของเขา ในโรงรถของฮาวเวลล์-สมิธ ฮาวเวลล์-สมิธก่อตั้งบริษัทชื่อ Revetec Limited และจัดตั้ง สถานที่ วิจัยและพัฒนาในซิดนีย์ ต้นแบบดังกล่าวถูกจัดแสดงในงาน Sydney International Motor Show ปี 1996 ซึ่งทำให้สาธารณชนรู้จักการออกแบบนี้มากขึ้น การทำงานเริ่มต้นขึ้นกับต้นแบบที่สองซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อใช้ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและปั๊มน้ำ อย่างไรก็ตาม ความสนใจที่แสดงออกมาจากตลาดรถยนต์ในตะวันออกกลางทำให้ความสนใจเปลี่ยนไปที่การใช้งานในรถยนต์แทน
คำอธิบายเครื่องยนต์
การออกแบบ เครื่องยนต์ Revetec [ 1 ]ประกอบด้วยลูกเบี้ยว "สามแฉก" (สามแฉก) สองตัวที่หมุนสวนทางกันซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยเฟือง ดังนั้นลูกเบี้ยวทั้งสองจึงมีส่วนช่วยในการเคลื่อนที่ไปข้างหน้า ตลับลูกปืนสองตัววิ่งไปตามโปรไฟล์ของลูกเบี้ยวทั้งสอง (รวมทั้งหมดสี่ตลับลูกปืน) และสัมผัสกับลูกเบี้ยวตลอดเวลา ตลับลูกปืนติดตั้งอยู่ด้านล่างของลูกสูบสองตัวที่เชื่อมต่อกัน ซึ่งรักษาช่องว่างที่ต้องการตลอดช่วงชัก
ลูกเบี้ยวทั้งสองหมุนและยกตัวลูกสูบขึ้นด้วยการทำงานคล้ายกรรไกรไปยังแบริ่ง เมื่อลูกสูบอยู่ที่จุดสูงสุดของช่วงชัก ส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงจะถูกจุดระเบิด นี่คือช่วงกำลังสูงสุดซึ่ง จะได้เปรียบ เชิงกล สูงสุด หลังจากที่ลูกสูบเคลื่อนที่ไปได้ประมาณ 5% ของระยะการเคลื่อนที่จากจุดศูนย์ตายบน (ประมาณ 10° ATDC) ซึ่งทำให้ใช้ประโยชน์จากแรงดันสูงในกระบอกสูบได้ดีขึ้น ณ จุดนี้ของรอบการทำงาน เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์ทั่วไป ซึ่งจะได้เปรียบเชิงกลสูงสุดหลังจากที่ลูกสูบเคลื่อนที่ไปได้ประมาณ 40% ของระยะการเคลื่อนที่จากจุดศูนย์ตายบน (ประมาณ 60° ATDC) ผลข้างเคียงอย่างหนึ่งคือ เครื่องยนต์ CCE สามารถเดินเบาได้ที่รอบ ต่ำ กว่า มาก
เนื่องจากชุดลูกสูบเคลื่อนที่ได้เพียงมิติเดียว (ต่างจากเครื่องยนต์ที่มีก้านสูบ ) การสัมผัสกับผนังกระบอกสูบจึงน้อยที่สุด ซึ่งช่วยลดการสึกหรอและความต้องการสารหล่อลื่น ลูกเบี้ยวทำให้เกิดแรงกระแทก ต่อลูกสูบน้อยลง ทำให้สามารถ ใช้ชิ้นส่วน เซรามิกได้ เครื่องยนต์สามารถทำงานได้ทั้งสองทิศทางหากใช้ลูกเบี้ยวแบบสมมาตร
ระยะการหมุนข้อเหวี่ยงที่มีประสิทธิภาพนั้นถูกกำหนดโดยความยาวจากจุดสัมผัสของแบริ่งไปยังศูนย์กลางของเพลาส่งกำลัง (ไม่ใช่ระยะชัก)
ตลับลูกปืนคู่สัมผัสกับลูกเบี้ยวสองตัวที่อยู่ด้านตรงข้าม ซึ่งช่วยหักล้างแรงด้านข้างออกไป ชุดลูกสูบจึงไม่ได้รับแรงด้านข้างใดๆ ซึ่งช่วยลดการสึกหรอและความต้องการสารหล่อลื่นบริเวณจุดสัมผัสกับกระบอกสูบ โมดูลหนึ่งชุด ซึ่งประกอบด้วยชิ้นส่วนเคลื่อนที่อย่างน้อยห้าชิ้น จะสร้างจังหวะการทำงานหกจังหวะต่อการหมุนหนึ่งรอบ การเพิ่มจำนวนกลีบในแต่ละลูกเบี้ยวเป็นห้ากลีบ จะสร้างจังหวะการทำงานสิบจังหวะโดยไม่ต้องเพิ่มจำนวนชิ้นส่วน
ข้อดีที่กล่าวอ้าง
มีการอ้างข้อดีต่อไปนี้สำหรับเครื่องยนต์ CCE ที่[ 2 ]
- อัตราส่วนกำลังการผลิตที่คาดการณ์ต่อน้ำหนักที่ตกแต่งแล้วคือ 0.40 แรงม้า/ปอนด์ โดยอิงจากการทดสอบเครื่องยนต์ X4v2 ในปี 2550 [ 3 ]สำหรับการเปรียบเทียบ เครื่องยนต์ Continental 100 แรงม้า (75 กิโลวัตต์) มีอัตราส่วน 0.465 แรงม้า/ปอนด์ เมื่อตกแต่งแล้ว[ 4 ]
- ประสิทธิภาพ - การทดสอบล่าสุดให้ผลลัพธ์ที่ดีสำหรับเครื่องยนต์เบนซินเมื่อทำงานแบบประหยัดเชื้อเพลิง[ 5 ]
- มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวและชิ้นส่วนโดยรวมน้อยกว่า ส่งผลให้ผลิตได้ง่ายกว่าเครื่องยนต์แบบดั้งเดิม
- ชุดฝาสูบ (ส่วนบนของเครื่องยนต์) มีลักษณะเหมือนกับเครื่องยนต์ทั่วไป เทคโนโลยีฝาสูบที่มีอยู่ส่วนใหญ่สามารถดัดแปลงหรือนำมาใช้ได้
- การออกแบบที่ยืดหยุ่น - สามารถใช้ได้ทั้งเครื่องยนต์สี่จังหวะสองจังหวะน้ำมันเบนซิน ดีเซล หรือแก๊ส ระบบดูดอากาศแบบธรรมชาติหรือแบบอัดอากาศ
- กำจัดชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่แบบไม่สม่ำเสมอ เช่นก้านลูกสูบไม่จำเป็นต้องปรับสมดุลลำดับที่สอง
- เพลาส่งกำลังสามารถหมุนได้ทั้งสองทิศทาง หากใช้ลูกเบี้ยวแบบหลายแฉกที่มีแฉกสมมาตร
- CCE สามารถออกแบบให้ทำงานที่ความเร็วในการทำงานที่ลดลงอย่างมากในขณะที่ให้แรงบิดสูง[ 6 ]
- การลดระยะชักลงอย่างมากจะช่วยลดการสูญเสียความร้อนผ่านผนังกระบอกสูบ
- การยืดระยะเวลาการหยุดทำงานของลูกสูบเป็นไปได้เนื่องจากการออกแบบเครื่องยนต์ช่วยให้สามารถใช้อัตราส่วนการอัด ที่ต่ำกว่าปกติ ซึ่งช่วยลดการสูญเสียพลังงานจากรอบการอัด
- สามารถจุดระเบิดได้ด้วยส่วนผสมเชื้อเพลิงที่บางกว่าเครื่องยนต์ทั่วไป
- สามารถใช้ แรงส่งเชิงกลสูงสุดกับเพลาส่งกำลังได้ที่องศาหลังศูนย์ตายบนเพียง 20 องศา โดยใช้แรงดันสูงในกระบอกสูบในช่วงต้นของจังหวะการทำงาน ซึ่งแตกต่างจากเครื่องยนต์ทั่วไปที่ต้องใช้ประมาณ 60 องศาหลังศูนย์ตายบน
- สามารถลดการปล่อยมลพิษได้เนื่องจากการควบคุมการเผาไหม้ที่ดีขึ้น
- รอบเดินเบาต่ำเนื่องจากประสิทธิภาพเชิงกลเพิ่มขึ้นที่จุดสูงสุดของจังหวะการทำงาน
- มีการสัมผัสระหว่างกระบอกสูบกับลูกสูบน้อยมากหรือไม่มีเลย ซึ่งช่วยลดการสึกหรอของกระบอกสูบ
- สามารถปรับจังหวะการเปิดปิดวาล์วในจังหวะอัดและจังหวะกำลังให้แตกต่างกันได้ ทำให้ควบคุมได้ดียิ่งขึ้น
- จุดศูนย์ถ่วงต่ำกว่าในดีไซน์แบบนักมวย
- เนื่องจากการควบคุมอัตราเร่งของลูกสูบ ทำให้เครื่องยนต์ CCE ช่วยลดการสั่นสะเทือนของเครื่องยนต์
- เพลาส่งกำลังแบบกลวงสามารถนำไปใช้ในงานเฉพาะทางได้ เช่น ปั๊มแบบเพริสตัลติก
ข้อเสีย
ข้อมูลต่อไปนี้ยังไม่ได้รับการตรวจสอบยืนยันอย่างเป็นอิสระ
- การสั่นสะเทือน
- ความน่าเชื่อถือ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้งานอย่างประหยัดตามที่จำเป็นเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดี
- การปล่อยมลพิษ
สิทธิบัตร
สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 5,992,356 "เครื่องยนต์สันดาปแบบลูกสูบตรงข้าม"; 30 พฤศจิกายน 1999; Howell-Smith; Bradley David (Worongary, AU)
บริษัท Revetec ได้ ยื่นคำขอจดสิทธิบัตรภายใต้ สนธิสัญญาความร่วมมือด้านสิทธิบัตร (PCT) สำหรับการออกแบบ "X" ซึ่งอยู่ระหว่างการพิจารณา โดยยื่นเมื่อปลายปี 2549
ผลงาน
กราฟไดโนของเครื่องยนต์ Revetec 1.38 ลิตรแสดงอยู่ในหน้าการพัฒนาของพวกเขา ซึ่งแสดงให้เห็นเส้นโค้งแรงบิดที่ราบเรียบ[ 1 ]
ผลการทดสอบ (11 พฤศจิกายน 2550) เกี่ยวกับเครื่องยนต์ X4v2 ที่แสดงเส้นโค้งแรงบิดและกำลัง และแผนที่การฉีดเชื้อเพลิง[ 7 ]
ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2551 Revetec ได้ทำรายงานการทดสอบที่ได้รับการรับรองอย่างอิสระครั้งแรกซึ่งดำเนินการโดย Orbital Australia โดยได้ ค่า BSFC ที่ทำซ้ำได้ 212 กรัม/กิโลวัตต์-ชั่วโมง (ประสิทธิภาพ 38.6%) [ 5 ]
ลิงก์ภายนอก
- เว็บไซต์ Revetec
- ในเครื่องยนต์รุ่นใหม่จากฝ่ายออกแบบและผลิตชิ้น ส่วนยานยนต์ เพลาลูกเบี้ยวเข้ามาแทนที่เพลาข้อเหวี่ยง
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เครื่องยนต์เผาไหม้แบบควบคุม
เครื่องยนต์เผาไหม้แบบควบคุม (Controlled Combustion Engine หรือ CCE) เป็นคำที่บริษัทออกแบบเครื่องยนต์ TechViki ใช้เพื่อระบุ เครื่องยนต์สันดาปภายใน (Internal Combustion Engine หรือ...
ประวัติศาสตร์
แนวคิดนี้เกิดขึ้นกับฮาวเวลล์-สมิธ วิศวกรยานยนต์ที่อาศัยอยู่ในออสเตรเลีย ระหว่างช่วง หลับฝัน (REM sleep) ในปี 1995 เขาออกแบบโครงสร้างเครื่องยนต์ที่แตกต่างกันห้าแบบ โดยมีการปรับเปลี่ยนในแต่ละแบบ และก่อตั้งบริษัท Revolution Engine Technologies Pty Ltd ในปี 1996...
คำอธิบายเครื่องยนต์
การออกแบบ เครื่องยนต์ Revetec [ 1 ] ประกอบด้วยลูกเบี้ยว "สามแฉก" (สามแฉก) สองตัวที่หมุนสวนทางกันซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยเฟือง ดังนั้นลูกเบี้ยวทั้งสองจึงมีส่วนช่วยในการเคลื่อนที่ไปข้างหน้า ตลับลูกปืนสองตัววิ่งไปตามโปรไฟล์ของลูกเบี้ยวทั้งสอง...
ข้อดีที่กล่าวอ้าง
มีการอ้างข้อดีต่อไปนี้สำหรับเครื่องยนต์ CCE ที่ [ 2 ]