新しい Waissi エンジン、ピストンはあるがコンロッドはなし

最近、新しい自動車のドライブトレインに対する注目の多くはハイブリッド車やバッテリー式電気自動車に集中していますが、単純な事実として、内燃エンジンはしばらくは存在するでしょう。デトロイトのコボホールで毎年開催される自動車技術者協会世界会議で見られるように、彼らは今でもこの老犬にいくつかの芸を教えたり、1、2種類の新しい品種を考案したりしている。 SAE カンファブには常に少なくとも一握りの発明者やプロモーターがいて、新しいエンジンの設計を披露しています。おそらくそれは、懐疑的な世界に直面して自分のコンセプトを証明しようとしている孤独な発明家のロマンチックなアイデアかもしれませんが、大会プログラムを見た後、私が最も訪問したかったブースは、ゲイリー・ワイシの発明であるワイシ・エンジンのブースでした。、アリゾナ州立大学の工学教授。

注: SAE 世界会議は 4 月に開催されました。私がワイシ教授と文通し、彼のエンジンに関するいくつかの疑問を明らかにしている間に出版が遅れました。

Waissi の新しいエンジンは、従来のヘッド、バルブ、燃焼室設計を使用した対向ピストン構成です。異なる点は、Waissi エンジンにはピストンとクランクシャフトの間にコンロッドがないことです。代わりに、ピストンはワイッシが「クランクディスク」と呼ぶものを直接押します。エンジンの出力シャフトには、シャフト上に偏心して取り付けられた大きなジャーナルがあり、ベアリングリングがジャーナル上で回転します。ベアリングリングの外面は、ピストン構造の底部にある接地された溝に収まります。パワーストローク中にピストンが押し下げられると、ベアリングリングがピストンの着地の下で転がり、ピストンの下向きの動きがオフセットによりクランクを回転させます。各ピストンには対向するツインがあり、クランクディスクをさらに 180 度回転させて 1 回転させます。 2 つのピストンはスチールロッドを介して互いに接続されており、適切なタイミングを保ちます。最新のデザインでは、ワイッシはロッドを固体プレートに置き換えました。

Waissi の最新デザイン。これは、うまくいけば動作するプロトタイプの基礎となります。ピストンを相互に接続し、適切な位相を維持するスチールロッドの代わりに、より硬いソリッドプレートが採用されました。

従来のコンロッドエンジンに比べて、摩擦が軽減され、重量が軽減され、複雑さが軽減されるという利点があります。 4 気筒エンジンの場合、Waissi のピストン/クランクアセンブリには可動部品が 5 つしかありませんが、標準エンジンでは 9 つあります。部品点数が少ないほどコストが低くなります。

誇り高き発明家。

今日の新しいエンジン設計の多くは、摩擦の低減に重点を置いています。 Waissi エンジンには、標準モーターのベアリング面が 11 面であるのに対し、9 面があります。ピストンがクランクディスクのベアリングリングと接触する 9 つの面のうち 4 つは転がり面であり、従来のエンジンのピストンロッドの大端ベアリングの滑り面よりも大幅に摩擦が低くなります。 2 つのピストンが互いに固定されているため、ピストンが揺れてシリンダー壁を擦る摩擦も軽減されます。 Waissi は、総摩擦が従来のエンジンの 50% になると計算しています。

Waissiエンジン設計の核となる「クランクディスク」

二次力を発生させる揺動コンロッドがないため、動的バランスも簡単になります。 Waissi 氏は、コネクティングロッドがないため、ピストンの加速と力の曲線は理想的な完全な正弦波の経路をたどり、これはコネクティングロッドが無限に長い場合にのみ従来のエンジンでのみ可能であると主張しています。そうすることで、エンジンの回転がよりスムーズになるはずです。

部品点数が少ないほど、組み立てコストが安くなります。

このコンセプトは燃料やサイクルに依存しないため、2ストロークとディーゼルが可能です。エネルギーがピストンから出力シャフトに伝達される方法を除けば、他のすべては同じように機能します。このコンセプトは 2 気筒モジュールに基づいているため、動的なバランスを維持するために正しい位相でモジュールを積み重ねるだけで、4、6、8 気筒 (またはそれ以上) のバージョンが可能です。 4 気筒の 2 つのモジュールは 180° 位相が異なり、6 気筒では 120° 位相が異なり、8 気筒では 90° 位相が異なります。 Ecomotor の同様にモジュール化された OPOC エンジンや、Roush が開発したクライスラーの中止されたジェミニエンジンと同様に、気筒休止はモジュール間のクラッチによって行われ、モジュールを完全に停止することができます。停止したシリンダーからの摩擦エネルギーとポンピングエネルギーの損失。

クランクディスクは実際にはピストンの下で回転します。従来のコンロッドの大端ベアリングの回転摩擦に比べて転がり摩擦が低減されています。

Waissi は現在、最初のプロトタイプを作成中です。同氏は年末までにそれを稼働させ、テスト結果を来年のSAE大会で発表したいと考えている。彼は、大企業からの関心を集め、おそらくは資金を集めるために、これまでの成果を世界会議で展示していた。 SAE世界会議はWaissi Enginesを「業界イノベーター」に指名したので、おそらく注目を集めるだろう。エンジンがかからない理由はありません。現在の設計ソフトウェアがデジタル領域で動作する場合、最初のプロトタイプが動作することはほぼ確実です。それがどれほどうまく機能するか、そしてワイッシがアイデアをどこまで実行するかは別の問題です。

以下のビデオで、ワイシ博士が新しいエンジン設計の基本的な仕組みをデモンストレーションする様子をご覧いただけます。

最近、ワイシ教授は無名の大企業に対して自分の発明についてのデモンストレーションを行い、そのプレゼンテーションを私に提供してくれました。パワーポイントファイルはここからダウンロードできます。 Waissi エンジンの (通常のモーターと比較して) 簡略化された組み立て手順を示す別の Powerpoint プレゼンテーションは、ここにあります。

Ronnie Schreiber は、車と車文化に関する現実的な視点とオリジナルの 3D 自動車サイトである Cars In Depth を編集しています。この投稿に価値があると思われた場合は、Cars In Depth でさらに深く掘り下げることができます。 3D に恐怖を感じても、心配しないでください。このサイトで使用されているすべての写真およびビデオプレーヤーにはモノラルオプションがあります。読んでいただきありがとうございます – RJS

部品点数が少ないほど、組み立てコストが安くなります。

誇り高き発明家。

Waissi の最新デザイン。これは、うまくいけば動作するプロトタイプの基礎となります。

Waissiエンジン設計の核となる「クランクディスク」

私はこのようなことが大好きですが、肯定的でも否定的でも批判的であることも好きです。頑張ってください。このエンジンは、タービンと同様のギアを使用して十分なトルクを生成するために非常に高速で動作する必要があります (ただし、はるかに遅い)。低摩擦コンセプトにより、エンジンはより高温で動作することができ、効率は同等です。ピストンスカートの基部がカムに接触する方法を見ると、使用可能なトルクが失われます。従来のエンジンでは、ほとんどのトルクはクランク角が 90 度のときに発生します。このエンジンは、「クランク角」が 90 度の場合、つまりてこの力があまりない場合、トルク効率が低下します。ピストンがシングルストロークの途中にあるときのカム角度 (クランク) を見てください。また、エネルギーがピストンと同心円状、または同心に近い状態で伝達されないため、ピストンと壁の過度の摩耗が発生します。カム/クランクが回転すると荷重が横に移動し、ピストンの最上部と最下部に荷重がかかります。これは摩擦に影響します。コンセプトを台無しにするつもりはありませんが、これを 10 ～ 12,000 rpm まで回転させてギアを下げるように開発できれば、機能する可能性があります。

500マイルも続かないでしょう。クランク潤滑クッションはどこにありますか？ああ、そうだね、何もないよ…

@porschespeed ギアオイルを使用してください。ギアボックスは何年も動きます。

@Big Al from Oz 「ギアオイル」を使用しますか？正確には何のためにこの想像上の物質が何の封じ込めもなくエンジンの圧縮摩擦の圧力にどのように抵抗するのか教えてください。ユニコーンのクイムとクワドリコーンのおなら？分子鎖がどれくらい続くかわかりますか?米国で科学ランキングが行われると、私たちが世界で 50 位くらいになるのも不思議ではありません。

@porschespeed 誰がシリンダーのためだと言いましたか。また、エンジンの製作も行っており、実際にジェットエンジンのモジュールを打ち抜くラインを走らせたり、ラリーカーのエンジンやドラッグエンジンも製作したことがあります。しかし、これらのエンジンは単なる趣味でした。潤滑性や粘度などについて理解していますか?エンジンを見たら、どこにギアオイルを使用しますか?ピストンスカートの付け根のプラットフォームの間でしょうか? つまり、プラットフォームとカムの間です。次に、これら 2 つの面の間にどのような負荷がかかるかを計算します。理解していますか?このエンジンは非効率であるため、実行可能ではありません。

@porschespeed ありがとう、よく分かりました。だからこそ、これは絶対にうまくいかないと分かっていたのです。また、私はこのようなナンセンスを何十億回も見てきた年齢になっています。だからこそ、私はすぐにそれを無視できるのです。エンジンがどのように動作するかについて漠然とした手がかりを持っている人なら、これが「投資」する相手を探す卑劣な策略であることはわかります。

このエンジンにはあまり利点がありませんが、私は私ではありません。動作するプロトタイプを見たいのですが、ディスクの重さとレッドラインの低さに依存すること以外に、この設計に利点は見当たりません。