Varan

Старейший участник

4 Май 2020

• #11

Vladimirыч сказал(а):

считать заявленное название устройства относительно корректным

Нажмите, чтобы раскрыть. ..

нужно правильно называть- это просто использование цилиндров двухстороннего действия, посмотрите такие же есть например у того же Баландина
поэтому название либо верное либо нет и нужно посмотреть определение такта- это процесс происходящий в рабочем объеме при перемещении поршня из одной мертвой точки в другую — у вас 2 таких объема, у 8-ми цилиндрового двигателя — 8 , но никто же не называет 8-цилиндровый четырехтактный полутактным двигателем

поэтому изменения нужны, правда нужно подумать — а вам такой патент то нужен, чтобы не тратится можно открытый патент получить, все равно практической ценности не видно

Vladimirыч

Я люблю строить самолеты!

4 Май 2020

• #12

Varan сказал(а):

кпд будет ниже чем у обычных двухтактников за счет потерь при перетекании горящих газов в цилиндр и потерь на привод нагнетателя, привод клапанов

Нажмите, чтобы раскрыть. ..

Абсолютно не не нахожу потерь больше чем у обычного двигателя ибо при перетекании газов в замкнутых объемах чему теряться?? , а остальные указанные потери несет и традиционный ДВС), при этом, за счет передачи циклов впуска и сжатия (например) винтовому компрессору существенно сократятся потери на совершение этих циклов (насосные, тепловые, трение… сравните кпд поршневых и винтовых компрессоров).

Vladimirыч

Я люблю строить самолеты!

4 Май 2020

• #13

Varan сказал(а):

у 8-ми цилиндрового двигателя — 8 , но никто же не называет 8-цилиндровый четырехтактный полутактным двигателем

Нажмите, чтобы раскрыть. ..

Правильно… У 8 цилиндрового цилиндров восемь, а у рассматриваемого цилиндр один… и такт в нем один, а объема действительно два.

Varan сказал(а):

определение такта- это процесс происходящий в рабочем объеме при перемещении поршня из одной мертвой точки в другую

Нажмите, чтобы раскрыть…

К сожалению, Ваше определение такта не единственное и не единственно верное… Посему и возникают подобные разногласия, спор по поводу которых я не нахожу нужным продолжать…

Vladimirыч

Я люблю строить самолеты!

4 Май 2020

• #14

Главное . .. т.е. основное, для чего пришлось рожать данную конструкцию — это более полное использование теплоты расширяющихся газов. Ибо при данном устройстве можно реализовать сжатие как у бензинового двигателя (и даже меньше) а расширение как у дизеля… Вот отсюда и КПД. А все проблемы с нагревом клапанов и проч… при нынешнем уровне техники не являются проблемами как таковыми… Или все не так?

Varan

Старейший участник

4 Май 2020

• #15

все не так, известно что потери больше даже у форкамерных двигателей, а про отдельную камеру(да еще худую) и с клапаном речь молчит
будут дополнительные потери тепла в стенку, так как площадь омываемая горячими газами больше

двигатели в которых используются объемы с двух сторон от поршня не считаются меньше тактными, у вас по сути 2 поршня, как у бесшатунника баландина, которые так же движутся строго по прямой на штоке, так что действительно спорить не о чем- эксперт вам верно указал

проблемы с подобной конструкцией клапанов, штоки которых проходят через камеру сгорания при современном уровне техники никто и решать не будет, одно уплотнение штока как организовать и мгновенный перегрев с заклиниванием обеспечен

меньшее сжатие приводит к уменьшению кпд, наоборот чем выше степень сжатия чем выше кпд- посмотрите теорию двс там есть длинная формула зависимости кпд от многих факторов , в том числе и степени сжатия, и на практике это доказано- здесь есть обсуждение двигателей со сверхвысокой степенью сжатия

расширение не следует увеличивать до максимума, так как при слишком большой степени расширения механические потери начинают превышать дополнительную работу от газов полученную при большем расширении, так что все хорошо в меру, более того, следует учитывать что большинство двигателей работают в основном на частичных режимах, а там это дополнительное расширение приведет только к уменьшению полезной работы, так как газы начнут расширяться до давления ниже атмосферного

поэтому все что вы заявляете это всего лишь ваши ничем не обоснованные мечты, это распространенное явление- когда создатель видит только плюсы своего детища и в упор не хочет замечать его недостатков

L270767

Я люблю строить самолеты!

4 Май 2020

• #16

Файл «Однотактный фиг. 1″ одной прогой на теле не открывался, но открылся другой. Для тех, как у меня возникли проблемы с просмотром, выложу скан с экрана телефона.
Впускной клапан в цилиндр открывается внутрь цилиндра. Под него объем в цилиндре. А самое плохое, что рабочие газы из КС на такте выхлопа будут выходить без совершения работы в цилиндр.

Vladimirыч

Я люблю строить самолеты!

4 Май 2020

• #17

Varan сказал(а):

а про отдельную камеру(да еще худую) и с клапаном речь молчит
будут дополнительные потери тепла в стенку, так как площадь омываемая горячими газами больше

Нажмите, чтобы раскрыть. ..

Площадь омываемая горячими газами меньше площади стенок камеры сгорания традиционного ДВС. В остальном все такое же.

Varan сказал(а):

одно уплотнение штока как организовать и мгновенный перегрев с заклиниванием обеспечен

Нажмите, чтобы раскрыть…

Не обязательно организовывать уплотнение… Достаточно организовать сопротивление…
В реальности такой большой перепускной клапан как на рисунке не нужен, так как объем сгорающего, но еще не расширившегося, газа небольшой и его скорость перетекания в рабочий объем тоже. Так как процессы дольно быстротечны, приемлемого уровня потерь можно добиться увеличением длинны штока клапана и (например) использованием канавок…

Varan сказал(а):

меньшее сжатие приводит к уменьшению кпд, наоборот чем выше степень сжатия чем выше кпд

Нажмите, чтобы раскрыть…

Оч. справедливо… но — только при условии равности степеней сжатия и расширения. Для понимания — достаточно вспомнить диаграмму индикаторного давления. Формулы так же не учитывают этого нюанса. При этом, высокая степень сжатия увеличивает потери на сжатие, но при этом увеличивает давление рабочего хода, которое за счет большей работы газов при большем расширении компенсирует эти потери впоследствии (см. диаграмму индикаторного давления). В рассматриваем ДВС нет необходимости в организации сверхвысокого сжатия, хотя такая возможность существует и реализуется простым увеличением давления на впуске.

Varan сказал(а):

большинство двигателей работают в основном на частичных режимах

Нажмите, чтобы раскрыть…

Поэтому, в предлагаемом ДВС имеется возможность уменьшения насосных потерь в циклах впуск-сжатие, за счет выполнения данных процессов отдельным устройством…
Со всем остальным не спорю… А для лучшего понимания проблемы прошу погуглить тему «ДВС с изменяемой степенью сжатия».

Vladimirыч

Я люблю строить самолеты!

4 Май 2020

• #18

L270767 сказал(а):

А самое плохое, что рабочие газы из КС на такте выхлопа будут выходить без совершения работы в цилиндр.

Нажмите, чтобы раскрыть…

..рабочие газы из КС на такте сгорания будут выходить в цилиндр и давить на днище поршня… совершая работу…

на мой взгляд так лучше…

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))

4 Май 2020

• #19

В ДВС работа сжатия возвращается в цикл на такте расширения за вычетом потерь(механических, тепловых и пр. ) Возьмите шприц,.велосипедный насос, заткните пальцем «выхлоп» и сожмите воздух в «цилиндре» надавливая рукой на поршень, Затем, не открывая «выхлоп», отпустите .Вы увидите, что поршень вернулся почти в первоначальное положение. Это наглядная демонстрация Вашего заблуждения.
ИМХУ

Vladimirыч

Я люблю строить самолеты!

4 Май 2020

• #20

При наполнении КС, перепускному клапану (5) достаточно удерживать давление нагнетания (10 -15 атм.), что учитывая возможность его исполнения с небольшим проходным сечением (при желании можно еще уменьшить сечение и увеличить количество клапанов) не должно вызвать каких либо проблем. … Далее, после зажигания смеси, самопроизвольное открытие клапана давлением сгорающих газов так же не будет мешать работе двигателя. ибо именно в этот момент ему и нужно быть открытым…

Альтернативные двигатели внутреннего сгорания — презентация онлайн

Альтернативные двигатели
внутреннего сгорания
Автор Ольга Катана ОАДК ОНПУ
:
О недостатках существующих двигателей внутреннего сгорания (ДВС)
известно всем — это и кривошипно-шатунный механизм, и большая
масса, и достаточно тонкая настройка системы впуска/зажигания,
глушителей (например, правильно настроенный резонансный
глушитель повышает мощность ДВС до 30%), четырехтактность (из 4
ходов поршня только один является «рабочим», остальные 3
«холостыми»), и многое другое. О достоинствах также хорошо известно
— поршневые двигатели внутреннего сгорания являются самыми
экономичными и простыми из всех типов двигателей. Разумеется, не
считая «экзотических» двигателей, конструкция которых либо слишком
сложна для производства (двигатель Стирлинга), либо которые из-за
низкого качества современных материалов обладают недопустимо
малым ресурсом (роторно-поршневые и некоторые другие).
Первый двигатель внутреннего сгорания
изобретен в 1765 году. Вначале без сжатия смеси перед зажиганием, потом с
сжатием, после чего конструкция ДВС практически не менялась. Причем КПД
тоже остался на почти таком же низком уровне (максимальный теоретический
уровень КПД 70%, реально же в четырехтактных не более 35%, а в дизелях
41%).
Прицип действия роторно-поршневого
двигателя Ванкеля
Схема роторно-поршневого двигателя
Ванкеля
Видимо не надо объяснять, насколько важен
двигатель
в авиации, особенно сверхлегкой. Авиастроение в России
(да и во всем мире) всегда, начиная еще с зари авиации,
тормозилось отсутствием легких мощных двигателей. В
качестве ориентира: для ультралегкого самолета
необходимая мощность не менее 10 л.с., для парамотора 15..20 л.с., для ранцевого вертолета — не менее 20 л.с., а
еще лучше 40 л.с., для более менее сносного самолетика с
закрытой кабиной — не менее 25..30 л.с., для одноместного
автожира — 30. .40 л.с., для двухместного — 50..60 л.с., для
дельталета 25..50 л.с. Ну и для двухместных самолетов,
смособных пролетать несколько тысяч км от одной
заправки — не менее 60..80 л.с. И еще несколько цифр:
мощность вертолета Ми-8, вмещающего более 30 человек
— 2000 л.с., Ан-2 на 10 человек — 750 (2х750?) л.с.
Автомобиль «Ока» обладает движком на 34 л.с., «Нива» — 70
л.с. (примерно).
Основным параметром любого двигателя
является удельная мощность, т.е. сколько килограмм
массы двигателя соответствует каждому киловатту
(кВт) выдаваемой им мощности. Например, для
четырехтактных (обычный автомобильный двигатель)
удельная мощность не более 1кВт/кг (1 л.с. равняется
736 Вт), т.е. для того чтобы получить мощность 20 л.с.,
сам двигатель будет весить не менее 20 кг. Поэтому
даже для самого легкого летательного аппарата парамотора, силовая установка весит не менее 15..25
кг, так что о постоянно носимом на себе ЛА не идет и
речи.
Наименьшей удельной мощностью
(т. е. для создания мощности 20 л.с. такие двигатели окажутся самыми
тяжелыми) обладают четырехтактные двигатели — около 1 кВт/кг,
двухтактные (двигатели мопедов, мотоциклов, парамоторов и т.д.) в 2
раза лучше — до 2 кВт/кг (т.к. каждый второй ход поршня является
«рабочим», в отличие от четырехтактных, где только каждый
четвертый), но из-за конструктивных особенностей (плохое сгорание
смеси, малая степень сжатия и т.д.) двухтактники потребляют больше
топлива. Т.е. двухтактный двигатель мощностью 20 л.с. в 2 раза легче
четырехтактного такой же мощности, но топлива потребляет немного
больше. Еще лучше по показателю масса/мощность роторнопоршневой двигатель, но у него ресурс довольно мал, топлива
потребляет больше четырехтактника (а вот меньше или больше
двухтактного, не знаю), да к тому же сам является четырехтактным с не
самой оптимальной камерой сгорания. Ну и самыми лучшими
являются газотурбинные двигатели (ГТД). На каждый килограмм массы
двигателя они выдают до 6 кВт, т. е. двигатель мощностью 20 л.с. будет
весить всего 3.3 кг (вместо 20 кг для четырехтактного!). Но зато эти
двигатели прожорливей всех остальных вместе взятых. И кроме того
требуют очень дорогой керамики для материала турбины.
Таким образом, самый экономичный двигатель
— это двигатель, использующий силу давления расширяющегося
газа до полного его расширения (при этом предварительно
топливная смесь сжимается перед зажиганием), а не тот что
использует давление струи газа на лопасти турбины. Платой за
этот принцип является большая масса машины (поршни,
массивный цилиндр и т.д.). Обычно для увеличения КПД ДВС
стараются лучше сжечь топливо. Для этого используют по две
свечи зажигания на цилиндр, компьютерное управление,
специальную поверхность поршня и т.д. Если бы бензин сгорал в
оптимальном режиме, то кол-во вредных выхлопов сократилось
в несколько тысяч. Вся гарь и копоть, вырывающаяся из
выхлопной трубы — это не сгоревшее топливо (это одна из
причин, почему двухтактные двигатели потребляют больше
бензина, обратите внимание как дымят мотоциклы), а,
следовательно, меньший КПД и меньшая мощность на выходе.
полное сгорание смеси
Это первый путь , остальные нацелены на изменение
самой конструкции ДВС, основные принципы:
большее сжатие, устранение кривошипно-шатунного
механизма, разработка однотактного двигателя,
простое вращательное движение, непрерывное
горение.
Наиболее известный альтернативный ДВС
это
роторно-поршневой
двигатель
Ванкеля,
изобретенный в 1957 году. Это четырехтактный двигатель
(только каждый четвертый ход «рабочий»), в котором
ротор, напоминающий треугольник, вращается через
планетарную передачу, попеременно увеличивающий и
уменьшающий объем камеры между ротором и стенками
(статором). Достоинства: более простая конструкция
(требует на 35..40% меньше деталей, чем обычный
двигатель), почти в 2 раза меньший вес при одинаковой
мощности, более компактный, практически без вибраций.
Недостатки: малый ресурс из-за плохих материалов
уплотнения, больше расход топлива, не простое
вращательное движение (сам Ванкель был недоволен
планетарной концепцией и до конца жизни искал более
простой вариант).
Принцип действия роторно-поршневого
двигателя
Ванкеля ясен из анимированного рисунка .gif (если
картинка не движется, проверьте настройки вашего
браузера).
За рубежом некоторые фирмы оснащали серийный
машины роторно-поршневым двигателем, у нас ВАЗ
выпускает двигатели Ванкеля мощностью 40 л.с. и
оснащает им некоторые модели «девяток». Роторнопоршневые двигатели весьма перспективны для
малой авиации. Необходимые мощности — 20..40 л.с.
Другой вариант устранения кривошипношатунного механизма
предложен А.С. Абрамовым в статье «В поисках двигателя
идеальной схемы» в журнале «Моделист-Конструктор», №1,
1990 г. Здесь преобразование прямолинейного движения
поршня во вращательное движение вала осуществляется за счет
скольжения ролика, прикрепленного к поршню, по поверхности
вала, напонимающей синусоиду. Каковы перспективы создания
двигателя мощностью 20..40 л.с. на этом принципе, мне
неизвестно.
Схема пневматического двигателя конструкции А. С. Абрамова: 1
— основание. 2 — рабочий цилиндр, 3 — поршень, 4 — впускной
патрубок, 5 — шланг, 6 — ролик, 7 — цилиндрический кулачок, 8 вал двигателя, 9 — золотник, 10 — патрубок подачи сжатого
воздуха, 11 — маховик, 12 — кулачок привода золотника, 13 кронштейн крепления вала, 14 — кронштейны крепления
рабочего цилиндра, 15 — возвратная пружина.
Схема пневматического двигателя
конструкции А. С. Абрамова:
1 — основание. 2 — рабочий цилиндр, 3 — поршень, 4 — впускной патрубок, 5 шланг, 6 — ролик, 7 — цилиндрический кулачок, 8 — вал двигателя, 9 — золотник,
10 — патрубок подачи сжатого воздуха, 11 — маховик, 12 — кулачок привода
золотника, 13 — кронштейн крепления вала, 14 — кронштейны крепления
рабочего цилиндра, 15 — возвратная пружина.
Схема пневматического двигателя
конструкции А. С. Абрамова: 1 — основание.
2 — рабочий цилиндр, 3 — поршень, 4 впускной патрубок, 5 — шланг, 6 — ролик, 7 цилиндрический кулачок, 8 — вал двигателя,
9 — золотник, 10 — патрубок подачи сжатого
воздуха, 11 — маховик, 12 — кулачок привода
золотника, 13 — кронштейн крепления вала,
14 — кронштейны крепления рабочего
цилиндра, 15 — возвратная пружина.
Еще одну схему альтернативного двигателя
предложил Виктор Соколов
в статье «Тепловой двигатель с круговым поступательным движением
кольцевого поршня», размещенной в журнале «Двигатель». Принцип действия
двигателя ясен из иллюстрации. Предполагается, что такой двигатель будет в
полтора раза экономичней существующих, обладать малым весом и простотой
сборки (в 16 раз меньше деталей).
Пневматический вариант двигателя
Абрамова
Тепловой двигатель с круговым поступательным
движением кольцевого поршня
Фаза 1
Фаза 2
Кроме того, одновременно с Ванкелем
другой инженер, Баландин, предложил свою версию
«Бесшатунника», в котором улучшились условия работы поршня,
резко увеличился ресурс пары трения «поршневое кольцо гильза цилиндра», но при этом слабым местом с точки зрения
надежности оказался механизм преобразования линейного
движения во вращательное.
Весьма привлекательной кажется схема роторного двигателя
непрерывного горения, описание которого приводится в
журнале «Демиург» №1 за 1998 г. В этом двигателе ДВС камеры
сжатия, сгорания и расширения рабочей смеси разнесены в
пространстве, а процессы сжатия, сгорания и расширения
совмещены во времени, что по идее должно обеспечить
непрерывность сжигания рабочей смеси и, соответственно,
повысить удельную мощность ДВС. По расчетам автора, масса
двигателя мощностью 20 кВт не превысит 4 кг. Это на уровне
лучших ТРД, при этом расход топливной смеси ориентировочно
57 г/сек.
Роторный двигатель непрерывного горения
Если говорить о роторных двигателях
, то нельзя не упомянуть о «Винтовом двигателе внутреннего сгорания»,
опубликованном Е.Горловым, А.Коньшиновым и В.Спичкиным в журнале
«Двигатель». В предложенной конструкции процесс сжатия смеси (воздуха или
смеси воздуха и топлива) и сгорания происходит в подобии турбины,
выполненной из элементов со сложной вогнутой конической сферовинтовой
поверхностью. В такой турбине небольшие замкнутые объемы перемещаются
вдоль оси двигателя слева направо (см. рисунок). В левой части при
перемещении этих объемов они уменьшаются (происходит сжатие топливной
смеси), в центре топливо поджигается, и дальше движется направо по
расширяющимся объемам.
Общий вид винтового двигателя
внутреннего сгорания
Преимущество такого двигателя перед ТРД в
том
, что в сжимающихся/расширяющихся изолированных объема можно «снять»
больше энергии с топлива, чем в случае «удара» сильной струи раскаленного
газа в обычную турбину. Кроме того, доступна меньшая частота оборотов вала,
а следовательно, уменьшаются потери на редукторе (по сравнению с ТРД, где
турбина может вращаться с частотой вплоть до 100000 об/мин и более, а на
выходе необходимо 500…3000 об/мин).
Составные элементы…
В сборе
К достоинствам конструкции винтового ДВС
перед осепоршневым
следует отнести следующие: отсутствие трения скольжения;
теоретически неограниченную степень сжатия компрессора и,
соответственно, степень расширения турбины; широкий рабочий
диапазон оборотов двигателя, возможность работы при высокой
частоте
вращения;
простоту
конструкции;
отсутствие
несбалансированных масс, низкий уровень шума; небольшие массу и
габариты; возможность работы на любых видах жидких и
газообразных топлив; возможность введения в зону горения реагентов
для улучшения характеристик; высокую удельную мощность и
коэффициент полезного действия двигателя.
Проведенные расчеты показали, что шестикамерный ДВС со степенью
сжатия-расширения 20, при работе на смеси метан-воздух способен
развить мощность до 125 кВт при частоте вращения выходного вала
7000 об/мин. При этом его длина составит 460 мм, максимальный
диаметр по турбине — 199 мм, а к.п.д. будет в пределах 60…70 %.
Недостатком является сложность технологии изготовления элементов
(из-за материала и требуемой точности, см. рисунок)
Другая схема, немного похожая по принципу
действия на винтовой двигатель
внутреннего сгорания, описана в журнале «Моделист-Конструктор» в
статье «Маленький двигатель с большим будущим». Двигатель
Курочкина,
работавшего
на
известном
Рыбинском
авиамоторостроительном заводе, тоже представляет
собой
своеобразную сместь турбины и двигателя внутреннего сгорания, в
котором рабочий процесс аналогичен тому, что происходит в
газотурбинном двигателе (ГРД), но используется не кинетическая
энергия струи, а потенциальная энергия давления газа на рабочие
лопатки ротора (как в ДВС). Принцип действия: центробежный
вентилятор засасывает сквозь мелкоячеистую сетку воздух,
закручивает его и подает в зону сепарации. В этой зоне единый поток
воздуха разделяется: одна его часть вместе с отброшенной к
периферии пылью поступает в радиатор на охлаждение двигателя и
затем выходит наружу; другая же часть, очищенная, через впускное
окно направляется в рабочие полости (проточную зону), где
происходят процессы, типичные для двухтактных ДВС. Выпуск
происходит через специальное окно в глушитель, где отработанный газ
смешивается с охлаждающим воздухом из радиатора и выбрасывается
в атмосферу сквозь кольцевой диффузорный выхлопной аппарат.
Двигатель получается очень компактным
и с невероятной удельной мощностью: термос весом в 15
кг (включая электростартер, фильтр и глушитель!)
развивает мощность в 70 л.с. (!!!). При этом показатель
экономичности примерно равен соответствующему
показателю дизельного двигателя, что в 1,22 раза лучше
четырехтактного карбюраторного и роторного «ванкеля» и
в 1,9 раза — двухтактного поршневого. Кроме того, при
равной мощности габаритный объем двигателя в 70 раз
меньше дизельного, в 20 раз — четырехтактного и в 10—12
раз — роторного или двухтактного поршневого ДВС.
Меньше и его масса (металлоемкость): соответственно в
30, 10 и 4 раза. Т.е., например, при установке этого
двигателя на средний автомобиль, средний расход
топлива на 100 км будет меньше 3 литров.
Характеристики действующего макета
Характеристики действующего макета
Ничуть не умаляя потенциальных достоинств
двигателя Курочкина,
так и хочется задать всего один вопрос старого еврея: «Если ты такой
умный, то почему тогда такой бедный?». Обидно получится, если
действительно существует двигатель с такими потрясающими
характеристиками, а мы используем 15 килограммовые двигатели
для парамоторов мощностью всего 15 л.с., когда могли бы иметь 70
л.с.! Да и еще экономичней, чем современный 15 килограммовый!
Видимо, с этим двигателем есть какие-то трудности, о которых
совершенно не упомянуто в статье?
Еще существует схема компактного «аксиально-поршневого»
двигателя, в котором цилиндры расположены не в ряд и не
«звездой», а вокруг выходного вала так, чтобы оси вала и цилиндров
были
параллельны.
Здесь
тоже
существует
проблема
преобразования линейного движения во вращательное (или через
скольжение штока поршня по поверхности профилированной шайбы
как в плунжерном насосе, либо штоки опираются на жестко
связанные с качающейся шайбой коромысла, вращающие вал
двигателя).
Кроме того, известен т.н. «двигатель Стирлинга»
с двумя поршнями в одном цилиндре
(есть
также две разновидности с двумя цилиндрами). Этот двигатель
работает за счет разности температур в рабочем теле, причем
источник тепла может быть любым, вплоть до тепла рук. Двигатель
Стирлинга в 4..5 раз экономичней двигателей внутреннего сгорания на
мощностях до 1 кВт. Однако по общему удобству использования пока
уступает традиционным схемам (необходимо эффективно снимать
тепло в одном и не менее эффективно охлаждать в другом месте).
Предлагалось также подключить к штоку поршня дополнительно
колено для управления длиной штока и следовательно ходом поршня,
теоретически это могло бы дать лучшие условия для сгорания смеси.
Но еще интереснее варианты улучшения двухтактных двигателей,
чтобы устранить необходимость добавлять масло в бензин, которое
ухудшает условия горения, понижает мощность и т.д. В этой статье
предлагается использовать впрыск топлива в двухтактный двигатель,
что по идее может повысить экономичность двухтакстника до уровня
четырехтактника.
Внимание! Все анимированные модели взяты с сайта Animated
Engines, там же размещено подробное описание (на англ. языке) и
дополнительные иллюстрации
Двухтактный двигатель с впрыском топлива
Подвергнуть более радикальным изменениям
двухтактный двигатель
предлагает Скрипов. В его конструкции нет необходимости добавлять масло в
бензин, т.к. двигатель удачно сочетает достоинства двухтактника (2 такта,
высокая удельная мощность) и четырехтактника (экономичность, хорошее
сгорание топлива). Цилиндр делится на три зоны: камера сгорания (верхняя),
камера всасывания (средняя) и кривошипная камера, остальное должно быть
понятно из рисунка.
Двигатель Скрипова:
1.Цилиндр (рабочий) 2.Поршень (верхний) 3.Впускное
отверстие 4.Впускной клапан 5.Впускной коллектор
6.Верхняя камера сжатия 7.Картер 8.Камера сгорания
9.Перепускной коллектор 10.Перепускное отверстие
11.Перепускной клапан 12.Выпускной коллектор
13.Головка цилиндра 14.Свеча (форсунка) 15.Поршень
(нижний) 16.Шток соединительный 17.Нижняя камера
сжатия 18.Впускной клапан 19.Впускное отверстие
20.Корпус Г.Р.М. 21.Перепускной клапан
22.Перепускное отверстие 23.Впускной клапан
24.Впускное отверстие 51.Шатун 52.Поддон картера
53.Масло
конструктивные схемы классических
четырехтактных и двухтактных двигателей
Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания
Двуххтактный двигатель внутреннего сгорания
Двуххтактный двигатель внутреннего сгорания
Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания
Двигатель Аткинсона
Авиамодельный двигатель от баллончика с CO2
Вращающийся двухсторонний поршень
Замена кривошипа
Паровая машина с двойным ходом поршня
Первая паровая машина (вручную впрыскивается холодная вода, пар
конденсируется, образуется ваккум и поршень приходит в движение)
Паровая машина с
качающимся цилиндром
Двигатель с качающимся цилиндром
Двигатель Стирлинга с одним цилиндром, работающий на разности
температур
Двигатель Стирлинга с одним цилиндром, работающий на разности
температур
Двигатель Стирлинга с одним цилиндром, работающий на разности
температур
Двигатель Стирлинга, работающий на разности температур
Еще одна разновидность двигателя Стирлинга, с перпендикулярным
расположением цилиндров
Роторно-поршневой двигатель Ванкеля

Ссылки по теме:
Принцип действия роторно-поршневого двигателя Ванкеля — подробное описание
конструкции, достоинств и недостатков.
В поисках двигателя идеальной схемы — Описание альтернативного преобразование
линейного движения поршня ДВС во вращетельное движение вала.
Тепловой двигатель с круговым поступательным движением кольцевого поршня альтернативный ДВС, имеющий много общего с роторно-поршневым двигателем Ванкеля.
Роторный двигатель непрерывного горения — альтернативный двигатель, «родственник»
ТРД.
Винтовой двигатель внутреннего сгорания — один из самых, если не самый перспективный
двигатель (на мой взгляд), простота конструкции, высокий КПД, огромные потенциальные
возможности.
Двухтактный двигатель с впрыском топлива — минимальная переделка, позволяющая
сделать двигатель более экономичным.
Двухтактный двигатель Скрипова — двухтактник с кривошипной камерой, не требующий
добавления масла в бензин.
Экзотические двигатели в авиации: перспектива или тупик? — обзор дизелей, роторнопоршневого Ванкеля, «бесшатунника» Баландина и «Аксиально-поршневого» двигателей.
Классификация основных типов авиационных двигателей — Описания и принцип действия
основных авиационных двигателей: винтомоторные, турбовинтовые, турбореактивные,
турборакетные, прямоточные реактивные, ракетно-прямоточные, ракетные на химическом
и ядерно-реактивном топливе. Есть схемы и описания конструкции.
Двигатели и движители (176 кб) — История создания тепловых двигателей и описание
двигателя Стирлинга.
Animated Engines — Здесь можно найти анимированные картинки и описания принципа
действия большинства известных двигателей (на англ. языке).

Однотактные двигатели | AMPERe Inc.

Наша технология способна снизить выбросы парниковых газов (CO2) на треть, используя сегодняшнюю глобально доступную встроенную инфраструктуру, при этом стоимость составляет менее половины существующих сопоставимых двигателей (4-тактных)

Характеристики однотактного двигателя :

По сравнению с современными автомобильными бензиновыми двигателями внутреннего сгорания.

Анимация работы однотактного двигателя

Инновационный подход к внутреннему сгоранию с несколькими революционными решениями

Эффективность

— на 70% более эффективно
— снижение использования топлива

Свет и мощный

Той же мощность при 80% меньше веса — 500% улучшение

Эмиссии

Производительные производители 80%

. На 33 % меньше парниковых газов
– чистый двигатель

Простой

Содержит на 90 % меньше деталей
– меньшая сложность и повышенная надежность

Стоимость

На 50 % меньше затрат на сборку,
и на 33 % меньше эксплуатационных расходов
– по конкурентоспособной цене

Альтернативные виды топлива

Разработаны для работы на водороде и другом биотопливе
– переходная технология

ДВОЙНАЯ КАМЕРА

1 работа на каждом такте

3 90 рабочий ход

БЕСШУМНАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

2-цилиндровый Boxer
– очень хороший NVH

ПРОСТО АТМОСФЕРНЫЙ

Прямой впрыск
– без клапанов и без распредвала

восстановленного тепла

Генерируемое тепло собирается и превращается в движение движения

Осевое действие

Нет эксцентричной нагрузки на бокоре

Наши прототипы однотактных двигателей

SS-GEN1 Mk3

AMP SS-2B 200 куб.

другие более мелкие суда специального назначения.

Двигатель входит в стадию оптимизации.

SS-GEN1 Mk2 DCRC

AMP SS-2B 560 CC A DCRC

Эта версия однотактного двигателя имеет уникальную конструкцию с двумя коленчатыми валами двойного встречного вращения (DRDC) на противоположных сторонах и установленными цилиндрами. в центре двигателя.
Специальная конструкция для использования в БПЛА и вертикальном взлете и посадке.

SS-GEN1 Mk2

AMP SS-2B 460 CC A

Наш однотактный двигатель Mk2 GEN1 с модернизированным коленчатым валом, оснащенным внутренними и внешними шарикоподшипниками, позволяющими работать на гораздо более высоких оборотах (до 16000 об/мин).

Двигатель входит в стадию оптимизации.

SS-GEN2 Mk2

AMP SS-2B 3600 куб. см W

Наш самый большой из когда-либо созданных однотактных двигателей с гораздо большим рабочим объемом и увеличенным ходом, оптимизированной конструкцией и структурой материалов. Двойные форсунки и двойные искры. Этот двигатель также был разработан со сверхлегким картером, изготовленным из углеродного волокна.

SS-GEN1 Mk1

AMP SS-2B 500 куб.см A

Наш первый однотактный двигатель (GEN1) с воздушным охлаждением весит всего 12 кг и имеет мощность 56 л.с. По прозвищу «Злой двигатель» (ty MV). Звучит как драгстер на 8000 об/мин. Работает на бензине и теперь будет оптимизирован для работы с непосредственным впрыском.

SS-GEN2 Mk1

AMP SS-2B 2600 куб. см W

Прототип полноразмерного однотактного двигателя, разработанный и построенный в Канаде в 2018-2019 гг. Двигатель имеет воздушное и водяное охлаждение. Эта модель представляет собой приспособленную конструкцию, которая работает на дизельном топливе, однако после модификаций она также была адаптирована для сжигания бензина. Уникальная двухкамерная система зажигания в одноцилиндровом двигателе с непосредственным впрыском и уникальным газообменом.

SS-GEN2 Mk0. 5

AMP SS-1 800 см3, Вт

Наш первый однотактный двигатель GEN2, построенный только с одним цилиндром и меньшим рабочим объемом для первых испытаний прототипа и проверки концепции (TRL-4) в конце 2014 года. Успешные испытания с оптимизацией позволили увеличить выходную мощность и будущее улучшение модели (Mk1).

Четырехтактные двигатели — детали, работа, применение

Четырехтактные двигатели описаны вместе с их различными частями, принципами работы, преимуществами, недостатками и т. д. для общего понимания. Для визуализации этого двигателя сделано множество изображений, диаграмм. Давайте познакомимся с четырехтактными двигателями!

Что такое четырехтактные двигатели?

Основные сведения о четырехтактных двигателях

Четырехтактные двигатели являются частью двигателя внутреннего сгорания. Четырехтактный двигатель является одним из наиболее используемых типов двигателей внутреннего сгорания. Название четырехтактный происходит от его рабочего механизма.

• В этом цикле поршень совершает четыре полных отдельных хода. Если вы не знаете о ходах, ход означает, что поршень движется вместе с цилиндром.
• Эти 4-тактные двигатели используются почти во всех коммерческих транспортных средствах. Как правило, бензиновые четырехтактные двигатели более популярны во многих легковых и грузовых автомобилях и т. д.  
• Рабочий процесс требует двух оборотов (720°) коленчатого вала. Таким образом, четырехтактный цикл завершает 180° за один ход, завершая 4 такта за 720°.

Четыре 4-тактных двигателя

Принцип четырехтактного двигателя

Четырехтактные двигатели имеют четыре такта, а именно такты впуска, сжатия, рабочего хода и такта выпуска.

• Все 4 такта имеют разные функции и обязанности.
• Чтобы внести свой вклад в эту операцию, задействовано множество деталей двигателя.
• Будет легко понять работу 4-тактных двигателей после знакомства с деталями, участвующими в работе.

Итак, давайте узнаем больше о деталях 4-тактного двигателя и их работе. Эти детали такие же, как и для любых двигателей с небольшими изменениями.

Компоненты четырехтактных двигателей

Четырехтактный двигатель состоит из следующих частей:

• Блок двигателя
• Поршень
• Соединительные стержни
• Коленчатый вал
• Головка блока цилиндров
• Клапаны
• Распределительный вал
• Подъемники
• Цепь ГРМ/ремень/шестерни
• Клапанный механизм

Детали четырехтактных двигателей

Блок двигателя

Это центр, или можно назвать его основой двигателя. Блок двигателя удерживает другие части двигателя. Вы можете понять это как большой блок, содержащий внутри различные маленькие блоки.

• Этот блок удерживает детали двигателя, такие как цилиндры, коленчатые валы, поршни, шатуны.
• Блок имеет большие круглые отверстия, известные как цилиндры.
• В этих отверстиях поршни скользят вверх и вниз для четырехтактных операций.
• В конструкции блока цилиндров имеются каналы для охлаждающей жидкости, масляные каналы и трещина картера.

Блоки цилиндров изготовлены из чугуна или алюминиевого сплава. Алюминиевые блоки легче, имеют лучшую теплопередачу, а железные блоки имеют такие преимущества, как долговечность и зазоры.

Поршень

Поршень, который мы уже обсуждали, отвечает за такты и работу 4-х тактных двигателей.

• Поршень скользит вверх и вниз от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке, совершая 720 градусов хода за один полный ход.
• Поршень имеет соединение с трещиной вала через шатуны.
• Поршень используется практически во всех типах двигателей и является очень важной частью всех двигателей.
• Поршень имеет поршневые кольца, которые герметизируют камеру сгорания так, чтобы были минимальные потери газов в картер.

Поршень для четырехтактных двигателей

Также улучшает теплопередачу и поддерживает количество масла между поршнем и стенкой цилиндра.

Определение Характеристики и использование…

Пожалуйста, включите JavaScript

Определение Характеристики и использование прилагательных

Шатуны

Они соединены с поршнем, а также с коленчатыми валами. Они имеют двутавровую конструкцию для получения прочности.

• Его основная и важная функция заключается в преобразовании возвратно-поступательного движения поршня во вращение коленчатого вала.
• Большой конец шатуна соединяется с кривошипом с помощью шатунной шейки.

Кроме того, в подшипнике на большом конце шатуна имеется отверстие, в которое подается смазочное масло для смазки поршня и поршневых колец.

Головка блока цилиндров

Как и в названии, головка блока цилиндров представляет собой верхнюю часть блока цилиндров. Он действует как крышка для цилиндров и поршней.

• Дыхание двигателя осуществляется от головки блока цилиндров.
• Впускает топливно-воздушную смесь в двигатель и выбрасывает из двигателя.
• Оснащен клапанами, управляющими впуском и выпуском двигателя.
• Это похоже на обычную дыхательную операцию.

Мы увидим это более подробно в работе четырехтактных двигателей.

Комплект для сборки модели двигателя автомобиля DjuiinoStar (более 300 компонентов, время сборки 5 часов), рабочая модель четырехтактного рядного четырехцилиндрового газового двигателя, комплект 4-цилиндрового двигателя DM13-1

• ★ Семейное время: более 300 компонентов (большинство из которых изготовлены из высококачественного алюминия)! Этот комплект будет стоить вам около 5 часов, чтобы собрать. Купите один комплект, чтобы разделить часы радости со своими семьями.
• ★Обучающий: этот сборочный комплект прекрасно показывает, как каждая часть современного двигателя внутреннего сгорания v4 соединена вместе и как они взаимодействуют друг с другом. Отображает основной принцип работы газового двигателя v4. Отлично подходит для научного проекта вашего ребенка.
• ★Замечательные леденцы: это произведение искусства, созданное вами с нуля. Поставьте его в своем офисе, и он станет отличным началом разговора. Уникальный дизайн и хорошее качество изготовления делают эту модель прекрасным украшением вашего стола или полки.
• ★Другой тип двигателя Стирлинга?: Нет. Это модель 4-цилиндрового 4-тактного газового автомобильного двигателя, работающего от двух электродвигателей, питаемых от перезаряжаемой литиевой батареи емкостью 500 мАч. Вы можете найти на YouTube видео о сборке одного из них на канале «NDA Hack» под названием «Как собрать комплект для сборки автомобильного двигателя — цельнометаллический 4 цилиндра», если вам интересно.

Клапаны

Выше мы немного говорили о клапанах. Предусмотрены два типа клапанов;

• один впускной, а
• другой выхлоп.

Впускной клапан пропускает топливовоздушную смесь внутрь. В то время как выпускные клапаны выпускают выхлоп из цилиндра. Во время других операций один из клапанов закрыт.

Коленчатый вал

Первым идет поршень, затем идет шатун, соединенный с поршнем, а с другой стороны он соединен с коленчатым валом. Его также называют кривошипом.

• Вертикальное движение, происходящее от поршней с помощью шатунов трещины вала, преобразует его во вращательное движение.
• Коленчатый вал соединен с маховиком с помощью подшипников и шеек.

Маховик передает мощность двигателя на колеса через трансмиссию. Маховик помогает уменьшить пульсацию, которая возникает в случае 4-тактного цикла.

Распределительный вал

Мы видели функции клапанов, но открытие и закрытие клапанов контролируется распределительным валом. По сути, это вал, как показано на изображении ниже.

Четырехтактный коленчатый вал распределительного вала двигателя

Существует лепестковая структура распределительного вала для каждого клапана. Он расположен либо в блоке двигателя, либо над головой, либо над головой.

Подъемники

Подъемники служат связующим звеном между кулачком и клапанами. Как видно из названия, они поднимаются при вращении кулачка распределительного вала. Существует два типа подъемников:

• Гидравлический спасательный и
• Цельный подъемник,

Цепь/ремень/шестерни ГРМ

Используются в различных комбинациях для соединения коленчатого вала с распределительным валом. Они регулируют время открытия и закрытия клапана с движением поршня.

Клапанный механизм

Так же, как блок цилиндров содержит все детали, необходимые для работы в своем блоке.

• То же, клапанный механизм имеет детали, необходимые для открывания и закрывания клапанов.
• Включает описанные выше подъемники. А также пружины, фиксаторы и т. д.

Чтобы понять работу четырехтактных двигателей, необходимо знать некоторые термины. Вот некоторые термины, которые мы будем использовать для понимания рабочего процесса четырехтактного двигателя.

Основная терминология 4-тактных двигателей

Основные термины:

• Диаметр цилиндра
• ВМТ
• БДК
• Сжатие
• Кубический по рабочему объему

Попробуем разобраться вкратце,

1. Отверстие — Расстояние поперек цилиндра, или его можно назвать диаметром.
2. Верхняя мертвая точка (ВМТ) — когда поршень достигает своей высшей точки в цилиндре, положение или точка называется верхней мертвой точкой.
3. Нижняя мертвая точка (НМТ) — когда поршень достигает своей нижней точки в цилиндре, положение или точка называется нижней мертвой точкой.
4. Сжатие — имеет то же значение, что и само слово — сжатие топливовоздушной смеси при перемещении поршня из НМТ в ВМТ, известное как сжатие.
5. Кубический по объему – Обозначает объем двигателя. Вы, должно быть, слышали в технических характеристиках транспортных средств, что объем двигателя составляет 350 куб. см или 1800 куб. См и т. Д. Он показывает объем двигателя в кубических сантиметрах. Проще говоря, он показывает, какой объем или воздух цилиндр может вытеснить из НМТ в ВМТ.

Итак, теперь вы знаете основные термины, используемые в двигателях. Теперь работу 4-тактных двигателей было бы довольно легко понять, давайте узнаем, как они работают сейчас.

Работа 4-тактных двигателей

Итак, перед тем, как перейти к рабочему процессу, 4-тактный двигатель имеет разные циклы. Он называется циклом Отто (довольно популярен в бензиновых двигателях), дизельным циклом и циклом Аткинсона. Одним из самых популярных является цикл Отто. Он назван в честь ученого Николая Августа Отто. Принцип работы четырехтактного двигателя объясняется в несколько шагов,

• Такт впуска
• Такт сжатия
• Рабочий ход
• Такт выпуска

Четыре четырехтактных двигателя в рабочем состоянии

Такт впуска

Первый такт в четырехтактном двигателе — это такт впуска. Поршень находится в верхней мертвой точке (ВМТ), а затем движется вниз к нижней мертвой точке (НМТ).

• Впускной клапан открывается, что позволяет топливно-воздушной смеси всасываться в цилиндр.
• Поскольку впускной клапан открыт, выпускной клапан остается закрытым.
• Поворот поршня на 180 градусов завершен.

Такт сжатия

Второй такт — такт сжатия. Поршень находится в нижней мертвой точке (НМТ) после такта впуска.

• Теперь поршень перемещается вверх к верхней мертвой точке (ВМТ), вызывая выдавливание и сжатие топливовоздушной смеси.
• В этом такте впускной и выпускной клапаны закрыты.
• Значит топливовоздушная смесь не всасывается и не выводится.
• Еще 180 градусов, то есть 360 градусов поршня, пройденного до сих пор.
• Непосредственно перед переходом в рабочий ход начинается событие зажигания.
• Топливо воспламеняется от искры.
• Непосредственно перед тем, как завершить поворот поршня на 360 градусов, пройдите обычно 20 градусов, прежде чем топливо воспламенится от свечи зажигания.

Рабочий ход

Это рабочие ходы. Этим ходом вырабатывается мощность, и воспламеняющееся топливо расширяется.

• Поршень быстро перемещается из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю мертвую точку (НМТ).
• Создаваемая сила и движение затем передаются на коленчатый вал через шатун.
• Во время этого хода оба клапана закрыты, и теперь поршень перемещается на 540 градусов.

Такт выпуска

Это последний такт, при котором расширенные газы выбрасываются из цилиндра. Поршень находится в нижней мертвой точке (НМТ) в конце рабочего такта.

• В такте выпуска поршень движется вверх, а вместе с ним и газы.
• Выпускной клапан открывается, а впускной клапан закрывается.
• Газы выбрасываются из выпускных клапанов.
• Поршень совершает 720-градусный ход.

Снова открываются впускные клапаны, и в цилиндр поступает новое топливо. Цикл повторяется снова и снова в секундах. Цикл продолжает повторяться. Порядок не меняется. Несколько замечаний по работе четырехтактных двигателей.

• Направление поршня имеет четкую схему, впускной клапан открывается только в такте впуска и, наконец, выпускные клапаны открываются только в такте выпуска.
• В четырехтактных двигателях больше усовершенствований. Работа, которую мы видели выше, является идеальной работой четырехтактных двигателей.

Изменения в четырехтактном двигателе

Внесены различные изменения в соответствии с требованиями эффективности и стабильности. Нравится,

• Поджигание топлива до 20 градусов завершения такта сжатия и открытие впускного клапана непосредственно перед 10-15 градусами завершения такта выпуска и удержание выпускного клапана открытым до 10-15 градусов после начала такта впуска.
• Эти регулировки сделаны для обеспечения стабильной, безопасной и эффективной работы четырехтактных двигателей.

Теперь давайте рассмотрим некоторые преимущества и недостатки четырехтактных двигателей.

Преимущества четырехтактных двигателей

Больше крутящего момента

Это основная причина, по которой люди выбирают 4-тактные двигатели. При низких оборотах крутящий момент четырехтактных двигателей выше, чем у двухтактных. Он надежнее и тише в работе, чем двухтактный двигатель.

Лучшая топливная экономичность

В четырехтактных двигателях топливо расходуется только один раз, что обеспечивает лучшую топливную экономичность, чем в двухтактных двигателях.

Более чистая работа

Четырехтактные двигатели меньше загрязняют окружающую среду благодаря отсутствию сжигания масла. По сравнению с двухтактным, который производит много выхлопного дыма из-за сжигания масла и топлива. В четырехтактных двигателях масло хранится отдельно от камеры сгорания, что гарантирует, что во время сгорания сгорает только бензин.

Увеличенный срок службы

Двухтактные двигатели рассчитаны на высокие обороты и быстро изнашиваются. Чем больше работает двигатель, тем быстрее он изнашивается.