La duplicación (del doble francés al doble) en el sistema es un tipo de redundancia con redundancia mínima.
El artículo sobre la
evolución del desarrollo de motores de automóviles desde principios de los 90 despertó interés y una fuerte discusión sobre las transformaciones en la industria del motor. Este artículo será su continuación sin un marco de tiempo, pero con una condición general: todos los ejemplos presentados tienen una mayor confiabilidad y una serie de otras características del motor de combustión interna para mejor.
2 motores de combustión interna en un automóvil (tracción total sin transmisión compleja)
Por lo general, los ingenieros tienen una elección difícil: ¿qué unidad elegir? La tracción total será sin duda la solución ideal, pero además de los problemas con la distribución del peso a lo largo de los ejes, surgen dificultades adicionales debido a la transmisión. Una solución simple al problema es la decisión de instalar dos motores en un automóvil.
Los primeros automóviles de 2 motores de producción aparecieron en el año 1935.
La compañía alemana Vidal & Sohn Tempo-Werk GmbH, tratando de ganar una orden militar, ofreció un automóvil simple y tecnológico llamado Tempo 1200G.
El número 1200 mostraba el volumen total de dos motores de dos tiempos y una potencia de hasta 36 hp. De las soluciones originales, además de los motores, vale la pena señalar dos ruedas de repuesto ubicadas en los lados entre los ejes delantero y trasero. Esta solución permitió que el automóvil se moviera en la carretera sin el riesgo de dañar el fondo.
La producción en serie del modelo 1200G continuó hasta el año 43, pero incluso después de que la producción continuó para las necesidades de otros países (Austria, Turquía, Finlandia, Rumania, Bulgaria, Dinamarca).
El próximo bimotor es Citroen Sahara.
Este automóvil creado sobre la base del legendario automóvil pequeño Citroen 2CV fue el resultado de la lucha por los contratos petroleros en África. A los clientes les gustó una solución simple con dos motores y, como resultado, de 1960 a 1966, se construyeron 692 Citroen Sahara. La mayor potencia y la elección entre 3 tipos de unidades en la máquina fueron muy apreciadas y ... ahora el precio de estas rarezas es uno de los más altos entre 2CV (desde $ 100,000).
Además de estos dos autos de producción, había otros autos bimotores.
Mini Cooper Twini.
VW Golf II Pikes Peak
VW Scirocco 280/4
MTM TT Bimoto
Mercedes-Benz A38 AMG
Inestable en la prueba de alces MB A-Class fue un problema para la imagen de la marca.
El hecho es que el automóvil tuvo demasiada "navegación" en relación con la masa, debido a las peculiaridades de la instalación del motor. ¡AMG descubrió cómo resolver este problema ... instalando un segundo motor desde atrás!
El A38 instaló dos motores del A190 con una capacidad total de 254 litros. s y un momento de 360 Nm. Con la ayuda de dicha planta de energía, el A38 comenzó a ganar 100 km / h en solo 5.7 s, y la velocidad máxima alcanzó 230 km / h. Además, los especialistas de AMG redujeron el espacio libre en 10 mm.
Curiosamente, el motor trasero se arranca por separado desde el frente mediante un interruptor especial integrado en la unidad de control de la ventana eléctrica.
2 turbinas para motores de combustión interna (solo unas pocas décadas y ya es una solución estándar)
Dos turbinas en un automóvil ya no son sorprendentes (algunos automóviles ya tienen más), pero aún desde el punto de vista de la confiabilidad, esta es una de las soluciones más aceptables. Los análogos de la resolución del problema de la inercia de la turbina, como la turbina de boquilla variable y las turbinas eléctricas, todavía no son una solución tan simple y, a menudo, no siempre son necesarias.
Las ventajas de dos turbinas en la forma de reducir el tiempo de retardo del turbo, aumentar la potencia y la economía en una amplia gama de velocidades del motor están bien desarrolladas en los ICE de propósitos y volúmenes completamente diferentes.
Inicialmente, Twin Turbo ("turbinas gemelas") se llamaba una tecnología en la cual los gases de escape se dividían en dos flujos iguales y se distribuían en dos turbinas pequeñas idénticas. Esto permitió obtener un mejor tiempo de respuesta y, a veces, simplificar el diseño del motor, utilizando turbocompresores económicos, lo cual es muy importante para los motores en forma de V con colectores de escape "hacia abajo". Ahora la tecnología es algo más complicada y las dos turbinas ahora son de diferentes tamaños para garantizar una tracción estable sin un "agujero de turbo".
La principal ventaja es un aumento de potencia con dimensiones relativamente pequeñas del motor de combustión interna en comparación con la versión atmosférica, sin embargo, también tiene sus límites, pero en muchos aspectos los problemas están asociados con la próxima "duplicación" del número de turbinas a cuatro ("quad-turbo" de BMW).
Entrada de 2 modos (entrada de geometría variable). Se resuelve el problema de elegir entre dos "males"
No es de extrañar que muchos automovilistas comparen el motor con el corazón. Los procesos dentro del ICE son muy similares al órgano pulsante, ya que también consisten en una serie de pulsaciones.
Durante el funcionamiento del motor, también se producen pulsaciones en el colector de admisión debido a la naturaleza cíclica del proceso de admisión de aire y las emisiones de escape. Con una cierta resonancia del movimiento de las ondas de aire dentro del colector, esto incluso puede ayudar a llenar el cilindro, pero el problema es que este proceso solo funciona en un cierto rango de velocidad. Todas las otras pulsaciones por encima o por debajo de esta barra dañan el proceso de formación de la mezcla en el motor de combustión interna.
Para resolver este problema, a veces colocan un colector de admisión "largo" (si necesita una buena tracción a bajas revoluciones) o "corto" (para altas revoluciones). Por supuesto, con el tiempo, los ingenieros pensaron en "combinar funciones" en un dispositivo y crearon un colector de admisión de geometría variable.
Una analogía de la biología.
El mejor ejemplo es "¿por qué es esto necesario?" respira mientras una persona corre. Con cargas ligeras, preferimos respirar por la nariz, pero cuando no hay suficiente aire "aspiramos" aire a través de la boca y la nariz (a cargas críticamente altas, solo por la boca).
La entrada de longitud variable ahora se usa tanto en motores diesel como de gasolina. Incluso
en la WHA hizo esto . En los motores inflables, no se usa un colector de admisión de longitud variable, porque La cantidad requerida de aire en la cámara de combustión es proporcionada por un sobrealimentador mecánico o turbocompresor.
2 a 4 válvulas (duplicación)
Por el número de válvulas por cilindro, pocas personas se sorprenden en este momento, pero este indicador despertó interés entre los conductores de los 90. Al igual que cualquier tecnología nueva en esos días, adquirió toda una serie de mitos que se han vuelto obsoletos en nuestro tiempo (por supuesto, es difícil imaginar una duplicación de las partes móviles sin problemas, pero de hecho resultó de esa manera).
Un aumento en el número de válvulas reduce la masa de cada una de ellas, lo que significa que las válvulas pueden moverse más rápido, creando menos tensión en el resorte y el asiento. Entonces, por extraño que parezca, el motor que a primera vista parecía más complejo era generalmente más confiable que el motor de 2 válvulas similar.
El tema de aumentar el número de válvulas también se asocia invariablemente con otro tipo de "bifurcación": la instalación de dos árboles de levas en la culata del motor.
2 árboles de levas (DOHC)
Los motores con 2 árboles de levas recibieron la designación DOHC (Double OverHead Camshaft), que literalmente significa "doble árbol de levas en cabeza". Este diseño fue ampliamente utilizado en gran parte debido a las conversiones previas en el motor de combustión interna (un aumento en la velocidad que determinó directamente la introducción de más válvulas, inyección electrónica, etc.). Para tales condiciones de operación, la simplicidad y la confiabilidad de la operación jugaron un papel decisivo. Además, el "doble árbol de levas" hizo posible establecer con mayor precisión la sincronización de la sincronización, lo que aumentó los indicadores de potencia debido a una mezcla cualitativamente mejorada de la mezcla de combustible en los cilindros ICE.
Por lo tanto, la alteración de la culata con 8 válvulas en 16 ahora no presenta ningún problema especial.
Cadena de distribución de 2 líneas
Después de la introducción de DOHC, la pregunta lógica fue: ¿cómo colocar los árboles de levas en la culata? Desde antes, el accionamiento se realizaba mediante empujadores (que era la razón para limitar la velocidad máxima del motor), y ahora un método similar anularía todas las ventajas de dos árboles de levas y válvulas múltiples. La solución era simple, ya sea con una correa o una cadena, y es la elección de la cadena en este caso desde el punto de vista de la confiabilidad la más óptima.
La transmisión más confiable todavía se considera una cadena de doble fila. La vida útil de la cadena coincide con la vida útil del motor, y las dos hileras, por razones obvias, son aún más resistentes al desgaste durante el funcionamiento. Con el tiempo, la verdad es que la necesidad de alta confiabilidad ha desaparecido, y en este momento, las correas dentadas y una cadena de una sola fila menos confiable son una opción más popular.
Hoy en día, hay ejemplos de "ajuste" de equipos domésticos en la forma de instalar una cadena de 2 filas en el Niva.
Volante de inercia de 2 masas
La frase volante de dos masas a primera vista todavía no se ajusta a la definición de duplicación, pero como una entrada de longitud variable es esencialmente una combinación de dos contradicciones.
Las abreviaturas DMM (volante de dos masas), ZMS (Zweimassenschwungrad) y DMF (volante de doble masa) designan el mismo producto en tres idiomas: un volante con dos cuerpos de acero que se mueven entre sí en un eje. Dentro de uno de los casos está el corazón del mecanismo: un mecanismo de amortiguación y un rodamiento.
La base de la idea de la separación de masa es deshacerse de la resonancia que ocurre a ciertas velocidades del motor, y la necesidad de deshacerse de los amortiguadores de vibraciones torsionales para los que simplemente no había espacio. De una forma u otra, la resonancia aún se manifiesta en motores con un volante ligero y convencional, si no hay amortiguadores de estas oscilaciones. La transferencia de la función de amortiguación de las vibraciones torsionales a un volante de inercia de dos masas permitió eliminar no solo el peligro de resonancia en el motor, sino que también eliminó el mismo problema en la transmisión.
La desventaja de esta combinación en la operación fue la necesidad de reemplazar el DMM junto con el kit de embrague al final de la vida útil, ya que la vida de las dos unidades es aproximadamente la misma. Como resultado, la mayor confiabilidad y la capacidad de transferir cargas máximas más altas del DMM no son tan notorias para el consumidor como el hecho mismo de la necesidad de reemplazar esta parte tradicionalmente "eterna" en el automóvil.
De hecho, el concepto de confiabilidad aquí debe tomarse no como un factor de un mayor recurso del volante, sino como la influencia del uso de DMM en la confiabilidad general del motor y la transmisión.
2 bielas para un pistón redondo es mejor que 2 bielas para un óvalo como un Honda ...
Un diseño muy extraño con dos bielas en el motor de combustión interna fue sorprendido dos veces.
El primero, como suele ser el caso, se sorprendió mucho, pero no "despegó", y el segundo tuvo más éxito. En ambas ocasiones fue un motor de moto!
En 1977, Honda decidió cambiar radicalmente su posición en el automovilismo instalando un motor de cuatro tiempos con 8 válvulas por cilindro y dos bielas en una motocicleta. Esta decisión fue muy difícil técnicamente, pero ¿qué puedes hacer para ganar la carrera?
El resultado de la prueba mostró que este diseño no dio una victoria y se rompió constantemente.
El segundo motor exitoso de dos pistones fue un turbodiésel de dos cilindros en una motocicleta NEANDER 1400 TURBODIESEL.
La cantidad de innovaciones en el motor es enorme, ya que originalmente se planeó hacerlo para las actuaciones en MotoGP, pero luego algo salió mal ... y obtuvimos un crucero diésel único. En términos simplificados, suena así: en dos cilindros a lo largo de un pistón que transmite torque a las bielas conectadas a dos cigüeñales. Los cigüeñales están conectados por engranajes y giran en diferentes direcciones. Tal impulso de diseño permitió equilibrar las fuerzas laterales que actúan sobre el pistón e instalar los pistones sin "faldones".
El principal problema de los motores: las pérdidas por fricción y desgaste en este caso se resolvió mediante el método de equilibrio, que permitió alcanzar 12 mil revoluciones en el diseño experimental de MotoGP (en gasolina). Por lo tanto, 4 - 4. 5 mil revoluciones para un motor diesel no tienen un impacto negativo en el motor.
2 pistones por cilindro, o "opuesto" por el contrario
Sin embargo, un motor con movimiento de contra-pistón o un motor con pistones de contra-movimiento (MAP), al contrario de su
prototipo de marketing moderno , no solo existió, sino que todavía funciona con éxito.
Los motores de este esquema se utilizan en locomotoras diesel, tanques, aviones y construcción naval.
¡El primer MAP fue construido en 1900 por Gobron-Brillié, y ya en 1903 un automóvil con este motor alcanzó una velocidad de 100 millas por hora! Además, una construcción francesa ligeramente remodelada ya fue utilizada en la aviación por Junkers.
La versión diesel del MAP fue construida en Rusia por el ingeniero R.A. Korevo, y patentado en 1907 en Francia.
Una filosofía similar a la variante RAP también se puso en motocicletas.
2 boquillas por cilindro. ¿Por qué complicarlo?
Tradicionalmente, cuando se habla del número de cilindros en el motor, se cree que el número de boquillas es igual a este número. ¿Por qué instalar más?
Por supuesto, la complicación del exceso de inyección afecta en gran medida la fiabilidad, cuando se trata de la inyección de óxido nitroso, gas o incluso aire. Sin embargo, no todo es tan simple, y el aumento en el número de válvulas por cilindro como resultó tiene su propio efecto negativo ...
En los motores de combustión interna con el sistema de doble inyector, no una boquilla por cilindro, sino dos por cada válvula. Debido a esto, el diámetro de las gotas de combustible que ingresan al cilindro se reduce en un 60%, por lo que la gasolina se quema de manera suave y estable, especialmente en combinación con un sistema automático de control de sincronización de válvulas, explican los expertos de Nissan. Ahorro de combustible del 4% en comparación con los motores de inyección directa.
La nueva tecnología es económica desde todos los puntos de vista: es más barata en producción (no se requiere bomba de alta presión), pesa menos, tiene un diseño simple y permite reducir las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera. Como señaló Nissan, este sistema es perfecto para motores pequeños, en los que la inyección directa es demasiado costosa y técnicamente difícil de instalar.
Los competidores de Nissan en la tierra del sol naciente también crearon su propia versión de "2 boquillas por cilindro", pero con un diseño más complejo.
Entonces, Lexus en el motor en serie comenzó a instalar el sistema D-4S: versión Superior de 4 tiempos de inyección directa de gasolina, que combina las ventajas de la inyección directa y convencional.
La inyección híbrida debido a varios algoritmos de inyección funciona ya sea usando ambos inyectores para inyección o solo uno (a una velocidad superior a la carga promedio). Por lo tanto, se ahorra el recurso de las boquillas de inyección directa e incluso se logra un ahorro de combustible: respeto al medio ambiente.
2 velas por cilindro. Tecnología del cielo para la tierra
Cuando dicen 2 velas por cilindro, se refieren a Twin Spark de Alfa Romeo.
Por primera vez, aparecieron "2 velas" en los motores de carreras de posguerra de Alfa Romeo como una adaptación de la tecnología de aviación para motores de automóviles. La solución, además de las ventajas obvias, dio un problema inesperado en los primeros años de su uso. El problema es que el aumento de potencia debido a una mejor combustión se agregó a la dinámica del automóvil, lo que creó problemas para el manejo. Como resultado, los italianos a mediados de los años 30, debido al refinamiento del motor, se vieron obligados a realizar una investigación seria en el campo del refinamiento del chasis.
Por el momento, Alfa Romeo es la única compañía que suministra todos sus motores con esta tecnología.
PD: hay muchos más ejemplos de duplicación en un automóvil. Esto es especialmente evidente en la electrónica del automóvil, y ya con el advenimiento de tecnologías no tripuladas, estos ejemplos serán aún mayores. He enumerado solo los más básicos que influyeron en el desarrollo de la construcción de motores de la misma manera que la introducción de la duplicación de procesadores en el crecimiento de la potencia informática de las computadoras.