Today it is for go-carts; tomorrow, it may be a electric car range extender
新しい種類のエンジンが、研究室の外で初めてその実力を発揮しました。 AIとモデリングを専門とするコンピュータサイエンスの博士号を持つAlec Shkolnikが共同設立したスタートアップ、LiquidPistonによる十数年にわたる研究の成果です。 エンジン自体は、ソビエトで訓練を受けた機械エンジニアで、物理学者として米国で再教育を受けた彼の父、ニコライが開発した燃焼技術をベースにしています。 同社は、膨張する気体を推進力に変えるために両方を使用する設計に言及した名前から脱却した。 今、半ダースの反復の後、その結果は、マツダ RX シリーズの有名な、ハミングする心臓部である、あなたの父親のワンケルとは明らかに異なる、全金属製のロータリー エンジンです。
「これは、ワンケルを裏返したようなもので、シールと燃料消費に関する古い問題を解決する設計です」と、同社の創設者、Alec Shkolnik は言います。 「ワンケルは、ピーナッツ型のハウジングの中に三角形のローターがあり、私たちは、三角形のハウジングの中にピーナッツ型のローターを持っています。 当社のシールは三角形の頂点にあり、ハウジングの中にあるため静止しています」
シールは、ガスがある部屋から別の部屋に移動するのを阻止します。 ワンケルの場合、シールの動きが速いので、潤滑が難しいのです。 燃焼室にオイルを噴射しても、シールに届くのはほんの一部で、残りは煙となって出てしまうため、燃費と排ガスの両方に問題がある。 LiquidPiston社のエンジンにはそのような荷物がありませんが、ロータリーエンジンの本質的な機械的単純性はそのままです。ローターと偏心シャフト、それに燃料噴射装置、燃料ポンプ、オイルポンプがあるだけです」
Shkolnik は、彼のマシンが自動車業界の 10 万マイル耐久性基準にはまだ到底かなわないと認めています。
「私たちは、ゴーカートの40ポンドのエンジンを、私たちの4ポンド、3～5馬力のエンジンに置き換えました」と、Shkolnikは言います。 このエンジンは圧縮比が高く、内部空洞の形状が変化するため、排ガスのエネルギーをほとんど取り出してからボイドにする、いわゆる過膨張を起こすので、ワンケルよりも効率的です。 「しかし、プリウスのエンジンは大型です。 しかし、プリウスのエンジンは大きすぎるのです。 バルブトレインは、ピストンエンジンの燃焼室内のバルブを開閉して、燃料と空気を送り込み、排気ガスを排出するカムシャフトで作動するシステムです。
LiquidPistonのグレープフルーツサイズ、1.5kgのパワープラントは、中型のプロペラ式ドローンにはちょうど良い大きさです。 同社は、国防高等軍事研究計画局 (DARPA) から資金提供を受けています。
「多くの人が、改良型エンジンをすぐに自動車やトラック市場に売り込もうとします。 「しかし、自動車の世界で新しいエンジンを世に送り出すには、少なくとも7年の歳月と、文字通り5億ドルものコストがかかります。「そのため、彼はまず、携帯用電動工具、Amazon や FedEx のような貨物運搬用ドローン、そして最も興味深いことに、自動車のレンジエクステンダーなど、非常にコンパクトなエンジンが急務となっている市場に注目しています」。 「これは、大衆向けの電子車両の一部になる可能性があり、30マイルの代わりに300マイルの航続距離を実現し、急速な燃料補給を可能にします。 また、LiquidPiston社のエンジンは、ワンケルよりも効率的でコンパクトになると主張することができますが、マシンがヘルパーモードでのみ動作する場合、これらのことはそれほど重要ではないかもしれません」
革新的な新しいエンジン設計が常に登場しますが、それらが大成功することはまれです。 1960年代のガスタービンを覚えているだろうか。 1980年代の超高温、超高効率のセラミック・エンジン？ 1980年代の超高温・超高効率セラミックエンジン、排気が大気よりクリーンな2ストロークエンジン、などなど。 マツダのエンジニアが腕まくりをして、その成功を優先させるまで、ワンケルでさえ何度も失敗しました。
しかし、リキッドピストンの救いは、あらゆる種類のエンジンの用途がどんどん広がっていることです。 たとえ、同社の製品だけで走る車がなかったとしても、ハイブリッド車やドローン、あるいはチェンソーなど、埋められる市場のニッチはたくさんあるのです。