En effektivare bilmotor? Det är målet. En motor med motsatt kolv är effektivare än en traditionell förbränningsmotor. Pinnacle Engines utvecklar en flercylindrig bensinmotor för bilbruk. Teamet förbättrade motorns fram- och återgående hylsa-ventilsystem, tack vare en superdator från Department of Energy. Resultatet? En motor med bättre förbränning och minskade föroreningsutsläpp.

I en motor med motsatt kolv, den inblandade mekaniken och termodynamiken är komplex. Att ändra designen erbjuder unika utmaningar. Genom tillgång till superdatorn Titan vid Oak Ridge Leadership Computing Facility, Pinnacle Engines upptäckte ett designkoncept som uppfyllde dess tekniska mål. Nu, Pinnacle Engines bygger en prototypmotor för testning.

I över ett decennium, Kalifornien-baserade småföretaget Pinnacle Engines har utvecklat motorer med motsatt kolv för en rad små, encylindriga applikationer som motorcykel- och industrigeneratormotorer. För att övervinna några av de mekaniska och termodynamiska utmaningarna med att utveckla en motor med motsatt kolv för personbilar som uppfyller effektivitets- och utsläppsmålen, Forskare från Pinnacle Engines använde superdatorn Titan och Eos-klustret vid Oak Ridge Leadership Computing Facility för att optimera företagets motormodell. För att förbereda sin kod för Titans storskaliga arkitektur och förbättra analysen av vetenskapliga resultat, teamet arbetade också med forskare vid Oak Ridge National Laboratory National Transportation Research Center.

På Titan, teamet genomförde simuleringar av beräkningsvätskedynamik för en flercylindrig motor åtta gånger snabbare än vad som var möjligt med Pinnacle Engines interna datorresurser. De detaljerade Titan-simuleringarna avslöjade vikten av att kombinera en virvlande och tumlande rörelse av gas under förbränning, känt som ett "swimble"-läge. I sista hand, Pinnacle Engines upptäckte ett designkoncept som uppfyllde dess tekniska mål:en fyrtaktare, motsatt kolv, sleeve-ventil motor med variabel ventiltid och kompressionsförhållande och ett svumlande förbränningsläge. Teamet modellerade förbränningssystemet över typiska driftsförhållanden och fastställde att designen framgångsrikt kunde uppfylla utsläpps- och bränsleekonomistandarder. Pinnacle Engines bygger nu en prototypmotor för testning.