Коэффициент полезного действия нового мотора в разы превышает существующие бензиновые и дизельные ДВС.
Новий супер-двигун – творіння отця і сина з прізвищем Школьник. Батько Микола Школьник незабаром після закінчення в 1975 році Київського політехнічного інституту виїхав до США, де продовжив займатися наукою, здобув вчений ступінь і став фізиком-теоретиком, повідомляє “Газета.ru“. Після отримання досвіду роботи в галузі ядерної фізики, Микола Школьник заснував у США дві компанії. Одна з них займалася програмним забезпеченням, а друга розробляла роботів. Потім Миколай почав давати консультації для фірм, що займаються новими технологіями.
Двигун компанії LiquidPiston
За словами Миколи, його дуже довгий час непокоїло питання, чому сучасні автомобільні мотори такі неекономічні. Знаючи про всі процеси, що відбуваються під час роботи бензинових і дизельних поршневих ДВЗ, вчений шукав шляхи підвищення їх коефіцієнта корисної дії (ККД). У бензинових моторів він не перевищував 25%, а у дизельних – близько 40%.
Доки син Миколи Школьника Олександр навчався MIT, отримував ступінь доктора наук у сфері комп’ютерних наук і ставав фахівцем у сфері оптимізації систем, батько розробив власний термодинамічний цикл роботи двигуна HEHC (High-efficiency hybrid cycle). Це був важливий етап у реалізації мрії вченого.
Термодинамічний цикл роботи ДВЗ HEHC (High-efficiency hybrid cycle)
Згодом батько та син Школьники взялися за втілення нового термодинамічного циклу в «металі». Для його реалізації було використано роторний двигун (запатентований у середині XX століття німецьким інженером Феліксом Ванкелем). Маючи безліч переваг – компактність, високу питому потужність, відсутність вібрацій, ці мотори через їх малий ресурс, велику витратиу пального і низьку екологічність, не прижилися в автопромі. Але сімейний дует Школьників, після заснування фірми LiquidPiston, вирішив модернізувати цей тип мотора під термодинамічний цикл HEHC. Унаслідок цього ротор почав нагадувати овальну форму, а камері згоряння надали трикутної форми.
Нова форма камери згоряння і ротора двигуна Школьників.
Цим унеможливили деякі проблеми класичного роторно-поршневого двигуна Ванкеля. Так з’явилася змога робити ущільнювачі з заліза і кріпити їх нерухомо до стінок камери. Масло для змащення підводиться безпосередньо до цих ущільнень. Раніше воно додавалося безпосередньо із всмоктуваним у камеру згоряння повітрям, тому відпрацьовані гази були дуже токсичними, а ефективність мастила була низькою, що провокувало інтенсивне зношення деталей.
Цікаво, що двигун Школьників працює з процесом ізохорного горіння палива, тобто горіння за постійного обсягу, що збільшує ККД мотора. Сімейний дует створив поспіль п’ять варіантів нового мотора. Останню версію було вперше протестовано на спортивному карті в червні.
Міні-двигун фірми LiquidPiston
Також було створено міні-мотор з розміром смартфона і масою менше за 2 кг Цей двигун є високо обертовим – робочі оберти 10 тис. об/хв, а пікові – до 14 тис. Мотор видає потужність 3 к.с., а його ККД становить 20%. Якщо порівняти цей моторчик зі звичайним поршневим такого самого робочого об’єму (23 см. куб.), то останній мав би ККД лише 12%, а поршневий мотор такої самої маси видав би лише 1 к.с. потужності. Важливо і те, що ККД двигунів Школьників різко зростає за умови збільшення їх об’ємів.
Наступний дітищем сина і батька Школярів буде дизельний мотор, потужністю 40 к. с. ККД цього агрегату становить 45%, що помітно вище, ніж у сучасних дизелів вантажівок. Важити дизель Школьників буде лише 13 кг, хоча поршневі аналоги з такою самою потужністю в рази важчий – до 200 кг.
Новий тип мотора вже планують ставити на генератор автомобіля з гібридною силовою установкою (дизель-електричного). У перспективі компактні, спритні та потужні мотори Школьників мають намір застосовувати під час створення легких дронів, ручних бензопил, газонокосарок і електрогенераторів.
Випробовування двигуна Школьників.
Поки що новий мотор протестували на 15 годин роботи. Для запуску у виробництво він має відпрацювати 50 годин безперервно. А щодо автопрому, то тут моторесурс має становити не менше за 100 тисяч миль, що поки що недоступно для агрегатів цього типу.
Незважаючи на це, серйозність намірів щодо запуску в серійне виробництво моторів Школьників підтверджується інвесторами. Сьогодні в стартап вже вкладено $18 млн венчурних інвестицій, $1 млн яких дало американське агентство передових розробок DARPA.