17Май

Шеститактный двигатель принцип работы: Шеститактный двигатель — это… Что такое Шеститактный двигатель?

Содержание

Способ работы шеститактного двигателя внутреннего сгорания и шеститактный двигатель внутреннего сгорания (его варианты)

Главная › Новости

Опубликовано: 22.12.2017

3D фильм. Бесшатунный Двигатель. The non-standard engine.

 


Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению. Способ включает впуск в цилиндр воздуха на первом такте, сжатие на втором, впрыск топлива в сжатый воздух, воспламенение и сжигание топлива, расширение продуктов сгорания на третьем такте, на четвертом такте дополнительное сжатие продуктов сгорания и частиц несгоревшего топлива, впрыск жидкости в надпоршневое пространство, на пятом такте парообразование жидкости и дожигание частиц топлива, на шестом также вытеснение в атмосферу продуктов сгорания с частицами пара, в надпоршневое пространство впрыскивают жидкость в конце четвертого такта, в качестве жидкости используют нейтрализующую жидкость или жидкость в смеси с малотоксичным топливом. Двигатель снабжен форсункой для впрыска нейтрализующей жидкости или жидкости в смеси с малотоксичным топливом. Форсунка выполнена комбинированной для совместного впрыска топлива и нейтрализующей жидкости или топлива и нейтрализующей жидкости в смеси с малотоксичным топливом. Изобретение позволяет повысить эффективный КПД двигателя, снизить шум при выхлопе продуктов сгорания, а также уменьшить их токсичность. 3 с.п.ф-лы, 2 ил.


Как звучит 2-тактный 8-цилиндровый двигатель?

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, в частности к конструкциям шеститактных двигателей внутреннего сгорания и способам их работы.

Известен способ работы шеститактного двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением путем впуска в цилиндр наддувочного воздуха на первом такте, его сжатия на втором такте в цилиндре и в дополнительной камере, впрыска топлива в сжатый воздух, воспламенения и сжигания топлива, расширения продуктов сгорания с совершением первого рабочего хода на третьем такте, выпуска отработавших газов на четвертом такте, впуска подогретого воздуха из дополнительной камеры в цилиндр, расширения и совершения второго рабочего хода на пятом такте, вытеснения отработавшего воздуха в теплообменник и далее — в форсажную камеру на шестом такте (см. авт. св. СССР N 1254185, кл. F 02 B 75/02).

Пятитактный двигатель работает и может пойти в производство – Обзор – Autoutro.ru

Двигатель с нечетным числом тактов — это, согласитесь, немного странно. На сегодняшний день у нас существуют двух-, четырех- и даже шеститактные двигатели (сразу после фазы «выпуска» в цилиндры впрыскивается вода для создания пара и получения двух дополнительных свободных тактов вследствие отходящего тепла). Теория пятитактного мотора была изобретена Герхардом Шмитцем довольно давно, и только сейчас британской компании Ilmor удалось создать полностью функциональный прототип.

Будучи разработчиком и поставщиком двигателей для Формулы-1 и Indycar, Ilmor построил то, что многие считали абсурдом, — пятитактный бензиновый мотор, который более эффективен, чем традиционные «четырехтактники». Если вы думаете, что это очень комплексное изобретение, то вы ошибаетесь: его принцип работы довольно прост.

Нормальный четырехтактный ДВС, который можно найти в любом автомобиле, работает в 4 этапа: впуск (поршень идет вниз, всасывая воздушно-топливную смесь), сжатие (поршень идет вверх, сжимая смесь), рабочий ход (искра свечи воспламеняет смесь и посылает поршень вниз), выпуск (поршень идет вверх, выпуская горячие отработавшие газы).

Для человека, имеющего поверхностные знания об автомобилях, все это выглядит, как очень эффективный способ, однако много энергии тратится впустую в фазах «рабочего хода» и «выпуска», поскольку процесс генерирует огромное количество тепла, которое в сущности нужно отводить во избежание проблем. Не говоря уже о том, что из четырех тактов только один рабочий, а остальные три осуществляются инерцией маховика или другими цилиндрами.

Пятитактный концепт использует два активных цилиндра (высокое давление), которые работают по классической 4-тактной схеме, и третий наращивающий центральный цилиндр (низкое давление).

Ключевой момент здесь — дополнительный цилиндр, который поочередно используется другими двумя, чтобы загрузить дополнительное давление сразу после окончания рабочего хода. Как только поршень достигает нижней части цилиндра, выпускной клапан открывается, позволяя горячему расширяющемуся газу выйти из цилиндра. Обычно он выходит через выхлопную трубу, но это ведь чистая потеря энергии.

Вместо этого все еще горячий газ сбрасывается в третий цилиндр, толкая его вниз и создавая дополнительный пятый такт, дающий коленвалу лишние 180 градусов вращения. Если это трудно понять на словах, просто посмотрите видео анимационного процесса (с 1:18).

В целом пятитактный двигатель обеспечивает расход топлива и уровень выбросов, сопоставимый с современными дизельными двигателями. 700-кубовый турбированный пятитактный мотор, собранный Ilmor, выдает 130 л. с. (более 185 л. с. на литр) и 166 Нм, что на 7 л. с. больше, чем у «фордовского» 1-литрового EcoBoost. Он потребляет 226 грамм бензина на 1 кВтч (измерения проходили на испытательном стенде при оптимальной работе двигателя, так что в реальности цифры будут немного другие).

Ilmor ищет потенциального инвестора, чтобы построить второй пятитактный прототип, который будет опробован на транспортном средстве. Давайте надеяться, что у них все получится, потому что эта технология может действительно повысить эффективность гибридных силовых агрегатов на 10 процентов. 

Исследование теоретического цикла шеститактного ДВС Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

СУДОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ, УСТРОЙСТВА И СИСТЕМЫ, ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА СУДОВОЖДЕНИЯ, ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ СУДОВ

УДК 621.43

Д.К. Глазюк1, А.Н. Соболенко2

1 Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет,

690087, г. Владивосток, ул. Луговая, 52б

2Морской государственный университет им. адм. Г.И. Невельского, 690003, г. Владивосток, ул. Верхнепортовая, 50а

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ЦИКЛА ШЕСТИТАКТНОГО ДВС

Для судовых дизелей, достигших определенного совершенства, шеститактный цикл работы обещает рост их экономичности и экологичности.

Проведение численного эксперимента с учетом сопутствующих теоретических исследований является попыткой оптимизировать параметры шеститактного цикла. Успешные направления исследований экономичности судовых двигателей внутреннего сгорания (СДВС) связаны с утилизацией энергии сжигаемого топлива. Между тем двухтактные и четырехтактные судовые ДВС достигли наивысших показателей эффективности сжигания топлива 54,5 % за счет использования схем глубокой утилизации теплоты. Следует заметить, что особенностью шеститактного цикла является весьма высокая температура выпускных газов после окончания цикла. Это позволяет получить большую мощность турбокомпрессора и высокое давление наддува.

Исследуемый шеститактный цикл состоит из политропного сжатия, подвода теплоты по изохоре в первом процессе сгорания, политропного расширения, второго политропно-го процесса сжатия, подвода теплоты во втором процессе сгорания, политропного расширения и смешанного отвода теплоты частью по изохоре, частью по изобаре.

Ключевые слова: 6 тактов, дизель, ДВС, индикаторные показатели, теоретический цикл.

D.K. Glazuk, A.N. Sobolenko RESEARCH OF THE SIX-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE

THEORETICAL CYCLE

For marine diesels that have reached a certain level of perfection, a six-cycle operation promises to increase their efficiency and environmental friendliness.

Conducting a numerical experiment, taking into account the accompanying theoretical studies, is an attempt to optimize the parameters of a six-stroke cycle. Successful areas of research on the efficiency of marine internal combustion engines (MICE) are associated with the utilization of energy from burned fuel. Meanwhile, two-stroke and four-stroke marine internal combustion engines achieved the highest fuel combustion efficiency of 54.5 % due to the use of deep heat recovery schemes. It should be noted that a feature of the six-stroke cycle is a very high temperature of the exhaust gases after the end of the cycle. This allows you to get more turbocharger power and get a high boost pressure. The six-stroke cycle under study consists of polytrophic compression, heat transfer by isochoric in the first combustion process, polytrophic expansion, second polytrophic compression process, heat transfer in the second combustion process, polytrophic expansion and mixed heat transfer part by isochoric, part by Isobar.

Key words: 6 cycles, diesel, internal combustion engine, indicator parameters, theoretical cycle.

Введение

Вопросу исследования как шеститактного двигателя, так и его рабочего процесса уделяется мало внимания. Авторы, как правило, рассматривают концепцию развития шеститактного ДВС с использованием второго рабочего такта для впрыска воды и использования энергии образующегося пара для совершения полезной работы [1, 2, 3]. В своей работе мы не пошли по такому пути, а используем дополнительный такт сгорания с подачей топлива. Это позволяет повысить эффективность рабочего цикла.

Почти все известные публикации направлены на патентование различных конструкций или способов работы шеститактного ДВС [4, 5, 6, 7]. Работ, посвящённых исследованию теоретических аспектов шеститактного ДВС, имеются единицы [8, 9, 10, 11, 12, 13]. Отсутствуют инженерные методики расчёта рабочего процесса шеститактного рабочего цикла. Теоретический шеститактный цикл не исследован.

Индикаторная диаграмма, поясняющая принцип работы шеститактного двигателя, приведена на рис. 1.

Рис. 1. Индикаторная диаграмма шеститактного цикла: 1-й такт fa — всасывание; 2-й такт ас — первое сжатие, 3-й такт cyzb — первое сгорание и расширение — 1-й рабочий ход; 4-й такт bc’ — второе сжатие; 5-й такт c’zb’ — второе сгорание и расширение — 2-й рабочий ход; 6-й такт b’f — выпуск Fig. 1. Six-cycle indicator diagram: 1st cycle fa — filling; 2st cycle ас — first compression, 3st cycle cyzb — first combustion and expansion — 1st working stroke; 4th cycle bc’ — second compression; 5th cycle c’zb’ -second combustion and expansion — 2nd working stroke; 6th cycle b’f — release

В основу нашего исследования было положено уточнение формул расчёта интегральных показателей двигателей, работающих по шеститактному циклу. Инженерная методика теплового расчёта четырёхтактного дизеля Гринивецкого-Мазинга была адаптирована для расчёта шеститактного дизеля. С этой целью были введены следующие дополнения.

Во-первых, коэффициент избытка воздуха для сгорания топлива при втором процессе сгорания определяется исходя из значения коэффициента избытка воздуха для первого сгорания за вычетом воздуха, затраченного на сгорание.

Во-вторых, коэффициент остаточных газов во втором процессе сжатия-сгорания определяется с учётом газов, полученных в первом процессе сгорания.0,23 МПа. Результаты расчётов представлены на рис. 2. Как видно из рисунка, существенное влияние изменения параметра рк оказало на максимальное давление сгорания третьего и пятого тактов (в среднем изменение давления составило до 53,3 %), на среднее индикаторное давление (изменение давления составило до 53,41 %), а также давление сжатия второго и четвёртого тактов (изменение давления второго такта в пределах до 54,17 %, а четвёртого — в пределах до 53,85 %). Все индикаторные показатели работы ДВС оставались в допустимых пределах.

Рис. 2. Влияние давления наддуваpk на давление газов в цилиндре p pZ3, Pz5, Pc2,Pc4) Fig. 2. Influence of supercharger pressure pk on gas pressure in the cylinder (pi, pzs, pz5, Pc2, Pc4)

При переходе к шеститактному циклу и условии повышения давления наддува от 0,15 до 0,23 МПа наблюдаются следующие изменения параметров:

— значение рz увеличивается линейно на 5,6 % на каждые 0,01 МПа увеличения рk.4,2) удалось получить параметрические данные. Влияние данного параметра было оказано на большое число индикаторных параметров работы дизеля (рис. 3-5). В частности, это среднее индикаторное давление (изменение давления составило до 23,51 %), удельный индикаторный расход топлива (изменение расхода топлива составило до 6,6 %), индикаторный КПД (изменение КПД до 6,6 %), максимальное давление сгорания пятого такта (в среднем изменение давления составило до 13,52 %), давление сжатия четвёртого такта (в среднем изменение давления составило до 13,46 %), максимальная температура сгорания топлива третьего и пятого тактов (изменение температуры в третьем такте составило до 10,21 %, а в пятом — до 14,4 %). Все индикаторные показатели работы ДВС оставались в допустимых пределах.

При переходе к шеститактному циклу и условии увеличения избытка воздуха для сгорания наблюдаются следующие изменения параметров:

— изменение fz составило в пределах 44,77-36,14 %;

— изменение рс составило в пределах 53,85-46,67 %;

— изменение Tz составило в пределах 33,76-30,52 %.

ПI

0,467

3

3,3

3,6

3,9

а

Рис. 3. Влияние коэффициента избытка воздуха a на индикаторный КПД шеститактного дизеля п Fig. 3. Influence of excess air factor a on the indicator efficiency of six-stroke diesel n

Рис. 4. Влияние коэффициента избытка воздуха a на давление

ГаЗОВ В цилиндре (pi, pz3, Pz5, Pc2, Pc4)

Fig. 4. Influence of excess air factor a on gases pressure in cylinder (Pi, Pz3, Pz5, Pc2, Pc4)

Рис. 5. Влияние коэффициента избытка воздуха a на максимальную температуру первого Tz3 и второго Tz5 сгорания Fig. 5. Influence of excess air factor a on the maximum temperature of the first TZ3 and second combustion Tzs

Наблюдая за изменением угла опережения закрытия до НМТ впускных клапанов, мы фактически исследовали применение цикла Миллера к шеститактному рабочему циклу. Были установлены зависимости, которые приведены в работе [8].

Также варьировались степень сжатия е в пределах (12,5-13,7) и степень повышения давления при сгорании X в пределах (1,2-1,6) (рис. 6-12).

12,5 12,8 13,1 13,4 е

Рис. 6. Влияние степени сжатия s на индикаторный КПД шеститактного дизеля Fig. 6. Influence of compression ratio s on indicator efficiency of the six-stroke diesel

Рис. 7. Влияние степени сжатия s на давление газов в цилиндре (p,,pz3, Pz5, Pc2, Pc4) Fig. 7. Influence of compression ratio s on gas pressure in the cylinder (p,, pzs,pz5, Pc2, Pc4)

Рис. 8. Влияние степени сжатия s на максимальную температуру Tz первого и второго сгорания Fig. 8. Influence of compression ratio £ on maximum temperature Tz of the first and second combustion

Влияние s было оказано на наибольшее число индикаторных параметров работы дизеля. В частности, это среднее индикаторное давление (изменение давления составило до 1,99 %), удельный индикаторный расход топлива (изменение расхода топлива составило до 2,55 %), индикаторный КПД (изменение КПД в среднем составило до 2,7 %), максимальное давление сгорания третьего и пятого тактов (изменение давления в третьем такте составило до 1,75 %, а в пятом — до 0,69 %), давление сжатия второго и четвёртого тактов (изменение давления во втором такте составило до 12,5 %, а в четвёртом — до 10,58 %), максимальная температура сгорания топлива третьего и пятого тактов (изменение температуры в третьем такте составило до 1,75 %, а в пятом — до 0,69 %). Все индикаторные показатели работы ДВС оставались в допустимых пределах.

При переходе к шеститактному циклу и условии увеличения степени сжатия наблюдаются следующие изменения параметров:

— изменениеpz составило в пределах 44,77-43,59 %;

— изменениерс составило в пределах 53,85-53 %;

— изменение Tz составило в пределах 33,76-33 %.

Влияние X было оказано на большое число индикаторных параметров работы дизеля. В частности, это среднее индикаторное давление (изменение давления составило до 2,4 %), удельный индикаторный расход топлива (изменение расхода топлива составило до 2,04 %), индикаторный КПД (изменение КПД составило до 2,51 %), максимальное давление сгорания третьего и пятого тактов (изменение давления в третьем такте составило до 33,3 %, а в пятом -до 1,73 %), давление сжатия четвёртого такта (изменение давления в среднем составило до 0,96 %), максимальная температура сгорания топлива третьего и пятого тактов (изменение температуры в третьем такте составило до 5,31 %, а в пятом — до 1,15 %).•чОддз

1,2 1,3 1,4 1,5 А.

Рис. 9. Влияние степени повышения давления X на удельный индикаторный расход топлива gi Fig. 9. Influence of pressure increase degree X on specific indicator fuel consumption gi

0,449

Ф JTTM4.S

jrfi,442

wo, 438

1,2 1,3 1,4 1,5 X

Рис. 10. Влияние степени повышения давления X на индикаторный КПД шеститактного дизеля Fig. 10. Influence of pressure increase degree X on indicator efficiency of six-stroke diesel engine

Рис. 11. Влияние степени повышения давления X на давление

газов в цилиндре (pi, Pz3, Pz5, Pc2, Pc4)

Fig. 11. Influence of pressure increase degree X on gases pressure

in cylinder (pi, Pz3, Pz5, Pc2, Pc4)

Рис. 12. Влияние степени повышения давления X на максимальную температуру первого Tz3 и второго Tz5 сгорания Fig. 12. Degree of pressure increase influence X on maximum temperature of the first Tz3 and the second combustion Tz5 during fuel combustion process

При переходе к шеститактному циклу и условии увеличения степени повышения давления при сгорании наблюдаются следующие изменения параметров:

— изменениерг составило в пределах 44,77-25,07 %;

— изменениерс составило в пределах 53,85-53,4 %;

— изменение Тг составило в пределах 33,76-29,44 %.

Оптимальные показатели шеститактного рабочего цикла

1. Эффективность шеститактного рабочего цикла увеличивается прямо пропорционально увеличению давления наддува. Среднее индикаторное давление р1 увеличивается прямо пропорционально давлению надувочного воздуха. Отношение рг/рг сохраняется неизменным и равным 9,39. Вместе с тем удельный индикаторный расход топлива не изменяется, т.е. экономичность цикла не меняется. Одновременно увеличивается максимальное давление сгорания первого и второго процессов. Отношение рг /рк сохраняется неизменным и равным 69,5. Известно, что то же самое имеет место и при обычном четырёхтактном рабочем цикле.

Таким образом, способ увеличения давления наддува не выявил каких-либо преимуществ шеститактного рабочего цикла перед обычным четырёхтактным циклом.

2. Повышение степени сжатия 8 является действенным способом повышения экономичности рабочего цикла. Это происходит потому, что термический КПД идеального цикла цг с ростом е увеличивается. Одновременно увеличивается незначительно среднее эффективное давление, при изменении е на 10 % р1 увеличивается на 2 %, а величина рг также увеличивается на 10 %.

Известно, что то же самое имеет место и при обычном четырёхтактном рабочем цикле.

Таким образом, способ увеличения повышения степени сжатия не выявил каких-либо преимуществ шеститактного рабочего цикла перед обычным четырёхтактным циклом.

Следует также обратить внимание на то, что Тг существенно превышает значение обычного четырёхтактного цикла и, на наш взгляд, становится неприемлемым.

3. Увеличение степени повышения давления при сгорании X способствует как увеличению среднего индикаторного давления, так и индикаторного КПД. Примечательно, что одновременно несколько снижается критичное для нас максимальное давление сгорания второго процесса. Как следует из расчётов, экономичность шеститактного цикла увеличивается на 2,6 % и прекращает свой рост при достижении X = 1,76 при его увеличении от X = 1,2, т.е. на 40 %. Одновременно увеличивается значение среднего индикаторного давления на 2,7 % Дальнейшее увеличение X свыше 2,1 можно считать нецелесообразным, поскольку величина рг первого процесса сгорания сравняется с величиной рг второго процесса сгорания. Всего за счёт увеличения X можно добиться прироста р1 на 3 %.

Следует заметить, что величина Тг существенно превышает значение обычного четырёхтактного цикла и, хотя при увеличении X несколько снижается (примерно на 30°), всё ещё остаётся неприемлемой.

4. Увеличение общего коэффициента избытка воздуха для сгорания а способствует росту экономичности рабочего цикла и снижению максимальной температуры цикла. Но одновременно снижается эффективность рабочего процесса, т.е. уменьшается среднее индикаторное давление. Приемлемой максимальной температурой для среднеоборотного двигателя можно принять Тг = 1900 К. Этому значению соответствует величина а = 4. При этом величина р1 = 1,046 МПа, удельный индикаторный расход топлива уменьшается на 9 %, величина максимального давления сгорания входит во вполне приемлемые пределы и равна рг = 8,45 МПа.

Принимая, что если наилучшее значение X = 2,1, то с учётом этого улучшение индикаторного расхода топлива будет порядка 11 %, а среднее индикаторное давление будет 1,046 МПа. При этом параметр величины рг первого процесса сгорания значительно превышает рг двигателя с обычным циклом.

Заключение

При выбранных оптимальных значениях X = 1,76 и a = 4 для шеститактного двигателя и X = 1,76 и a = 2 для базового получим таблицу.

Л. п-D2 И 3,14• 0,182 750 2 …

NUU =—S—z • P, = ——0,22——1046 = 48,8 кВт (1)

щ 4 60 1 4 60 3 w

Цилиндровая индикаторная мощность базового двигателя с теми же параметрами будет

Л7 п-D2 n 3,14• 0,182 __ 750 1 1Л„

N1U =—S—z • Pt = ——-0,22——1079 = 37,8 кВт (2)

щ 4 60 1 4 60 2 к J

Сравнение параметров нового и базового двигателей Comparison of parameters of new and basic engines

№ п/п Наименование параметра Единица измерения Значение

Базовый двигатель Шеститактный двигатель

1 Цилиндровая мощность кВт 37,8 48,8

2 Частота вращения мин-1 750 750

3 Удельный эффективный расход топлива г/(кВтч) 215 216

4 Степень сжатия — 12,5 12,5

5 Степень повышения давления при сгорании — 1,76 1,76 (3-й такт) 1 (5-й такт)

6 Максимальное давление сгорания МПа 8,5 8,5 (3-й такт) 8,3 (5-й такт)

7 Максимальная температура цикла К 1881 1489 (3-й такт) 1895 (5-й такт)

8 Коэффициент избытка воздуха для сгорания топлива — 2 4 (3-й такт) 3 (5-й такт)

9 Давление наддува МПа 0,15 0,15

Таким образом, при переходе с обычного цикла на шеститактный с оптимизированными параметрами, двигатель форсируется приблизительно на 30 % и все рабочие параметры остаются в допустимых пределах.

Список литературы

1. Соболенко А.Н. Обобщённый теоретический цикл шеститактного ДВС и частные случаи подвода теплоты // Науч. тр. Дальрыбвтуза. 2014. Т. 31. С . 45-54.

2. Соболенко А.Н. Расчёт давления и температуры начала сжатия в рабочем цикле при охлаждении наддувочного воздуха по способу Миллера // Науч. тр. Дальрыбвтуза. 2016. Т. 37. С. 79-82.

3. Быстров О.И. Повышение экономических и экологических показателей дизеля путём реализации комбинированного шеститактного цикла: автореф. дис. … канд. экон. наук. Челябинск, 2008. 24 с.

4. А.с. 1617169 А1 СССР: МКИ3 F 02 В 75/02. Способ работы шеститактного двигателя внутреннего сгорания / А.Ф. Косяк, В.И. Васильев и В.Н. Осипов (СССР). № 4380121/25-06; заявл. 18.02.88; опубл. 30.12.90, Бюл. № 48. 4 с.

5. Пат. 2119073 Российская Федерация, МПК7 F02B 75/00. Способ работы шеститактного двигателя внутреннего сгорания / Павлюк А.С., Цехмейструк Ю.А., Павлюк С.А.; заявитель и патентообладатель Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползу-нова. № 96106551/06; заявл. 01.04.1996; опубл. 20.09.1998. 3 с. [Электронный ресурс]. Режим доступа к патенту : http://www.freepatent.ru/patents/2119073.

6. Пат. 2169850 Российская Федерация, МПК7 F 02 B 75/02. Способ работы шеститактного ДВС / Стаценко П.Н.; заявитель и патентообладатель Стаценко Петр Николаевич. № 99117614/06; заявл. 08.10.1999; опубл. 27.06.2001 [Электронный ресурс]. Режим доступа к патенту: http://www.freepatent.ru/ patents/2169850.

7. Пат. 2220309 Российская Федерация, МПК7 F02G3/02 F02B75/38. Способ работы ше-ститактного двигателя внутреннего сгорания и шеститактный двигатель внутреннего сгорания / Попов В.В., Летова С.В.; заявитель и патентообладатель Попов Владимир Викторович, Летова Светлана Владимировна. № 2000125910/062000125910/06; заявл. 02.12.2001; опубл. 27.12.2003 [Электронный ресурс]. Режим доступа к патенту: http://www.freepatent.ru/ patents/2220309.

8. Соболенко А.Н., Глазюк Д.К., Корнейчук Ю.А. Улучшение характеристик рабочего цикла шеститактного дизеля посредством оптимизации угла закрытия впускного клапана до нижней мертвой точки на такте впуска // Вестн. Инженерной школы ДВФУ. 2019. № 2(39). С. 76-81.

9. Six Stroke Engine-Velozeta’s Model 2014-15 Department of Aeronautical Engineering, SCE. P. 21.

10. Соболенко А.Н. Термодинамический КПД обобщённого теоретического цикла шеститактного ДВС // Вестн. ТОГУ. Хабаровск, 2015. № 1(36). С. 141-149.

11. Соболенко А.Н., Писаренко И.В. Определение некоторых параметров шеститактного рабочего цикла при его расчёте по методу Гриневецкого-Мазинга // Вестн. ТОГУ. Хабаровск, 2016. № 4(43). С. 45-50.

12. Жуков В.А., Яманин А.И., Мельник О.В. Двигатели с шеститактным рабочим циклом: порядок работы и схемы коленчатых валов // Вестн. ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова. 2018. № 6. С. 1244-1254.

13. Соболенко А.Н. Повышение эффективности двигателей внутреннего сгорания посредством перехода от четырёхтактного к шеститактному рабочему циклу // Актуальные проблемы освоения биологических ресурсов Мирового океана: материалы IV Междунар. науч.-техн. конф. Владивосток, 2016. Ч. I. С. 291-293.

14. Ваншейдт В.А. Судовые двигатели внутреннего сгорания (теория). Л.: Судпромгиз, 1950. 391 с.

Сведения об авторах: Глазюк Дмитрий Константинович, кандидат технических наук, доцент, e-mail: [email protected];

Соболенко Анатолий Николаевич, доктор технических наук, профессор, e-mail: [email protected]

Шестицилиндровый двигатель

Период, термин шестицилиндровый двигатель был применен к ряду альтернативных двигатель внутреннего сгорания дизайны, которые пытаются улучшить традиционные двухтактный и четырехтактный двигатели. Заявленные преимущества могут включать повышенное эффективность топлива, уменьшенная механическая сложность и / или уменьшенная выбросы. Эти двигатели можно разделить на две группы в зависимости от количества поршней, участвующих в шести тактах.

В однопоршневых двигателях двигатель улавливает тепло, теряемое четырехтактным двигателем. Цикл Отто или же Дизельный цикл и использует его для приведения в действие дополнительной мощности и такта выпуска поршня в том же цилиндре в попытке улучшить топливную эффективность и / или способствовать охлаждению двигателя. Поршни в этом типе шестицилиндрового двигателя поднимаются и опускаются три раза при каждом впрыске топлива. В этих конструкциях в качестве рабочего тела для дополнительного рабочего хода используется пар или воздух.[1]

Конструкции, в которых шесть ходов определяются взаимодействием двух поршней, более разнообразны. Поршни могут быть противостоят в одном цилиндре или может находиться в отдельных цилиндрах. Обычно один цилиндр совершает два хода, а другой — четыре хода, что дает шесть движений поршня за цикл. Второй поршень может использоваться для замены клапанного механизма обычного двигателя, что может снизить механическую сложность и позволить увеличить коэффициент сжатия за счет устранения горячих точек, которые в противном случае ограничили бы сжатие. Второй поршень также может использоваться для увеличения степени расширения, отделяя его от степени сжатия. Увеличение степени расширения таким образом может повысить термодинамическую эффективность аналогично Миллер или же Аткинсон цикл.

Типы двигателей

Однопоршневые конструкции

В этих конструкциях используется один поршень на цилиндр, как в обычном двух- или четырехтактном двигателе. Вторичная недетонирующая жидкость впрыскивается в камеру, и оставшееся тепло от сгорания заставляет ее расширяться для второго рабочего такта, за которым следует второй такт выпуска.

Шестицилиндровый двигатель Griffin

В 1883 г. БаняИнженер Сэмюэл Гриффин был признанным производителем паровых и газовых двигателей. Он хотел создать двигатель внутреннего сгорания, но не заплатил лицензионных расходов на Отто патенты. Его решением было разработать «запатентованный золотниковый клапан» и шестицилиндровый двигатель одностороннего действия, используя его. К 1886 году шотландский производитель паровозов Дик, Керр и Ко. увидел будущее в больших нефтяных двигателях и получил лицензию на патенты Griffin. Это были тандемные двигатели двойного действия, которые продавались под названием «Килмарнок».[2] Основным рынком для двигателей Griffin была выработка электроэнергии, где они заработали репутацию тех, кто успешно работает на свету в течение долгих периодов времени, а затем внезапно получает возможность удовлетворить большой спрос на электроэнергию. Их большая и тяжелая конструкция не подходила для мобильного использования, но они были способны сжигать более тяжелые и дешевые сорта нефти. Ключевым принципом «Griffin Simplex» был внешний испаритель с обогреваемой выхлопной рубашкой, в который распылялось топливо. Температуру поддерживали около 550 ° F (288 ° C), что было достаточно для физического испарения масла, но не для его химического разложения. Эта фракционная перегонка способствовала использованию тяжелого нефтяного топлива, непригодных для использования гудронов и асфальтов, отделяемых в испарителе.Зажигание от горячей лампы была использована, которую Гриффин назвал «кататермический воспламенитель», небольшая изолированная полость, соединенная с камерой сгорания. Распылительный инжектор имел регулируемое внутреннее сопло для подачи воздуха, окруженное кольцевым кожухом для масла, причем как масло, так и воздух поступали под давлением 20 фунтов на квадратный дюйм (140 кПа), и регулировались регулятором.[3][4]Griffin обанкротился в 1923 году, сохранились только два известных экземпляра шестицилиндрового двигателя Griffin. Один находится в Музей двигателя Энсона. Другой был построен в 1885 году и несколько лет находился в Бирмингемский музей науки и технологий, но в 2007 году он вернулся в Бат и Музей бани за работой.[5]

Шеститактный двигатель Dyer

Леонард Дайер изобрел шестицилиндровый двигатель внутреннего сгорания с впрыском воды в 1915 году, очень похожий на конструкцию Кроуэра (см. ниже). С тех пор было выдано еще десяток аналогичных патентов.

Особенности шестицилиндрового двигателя Дайера:

  • Система охлаждения не требуется
  • Улучшает расход топлива типичного двигателя
  • Требуется подача чистой воды в качестве среды для второго рабочего хода.
  • Извлекает дополнительную мощность за счет расширения пара.
Шестицилиндровый двигатель Баюлаз

Шеститактный двигатель Баюлаз по конструкции аналогичен обычному двигателю внутреннего сгорания, но были внесены изменения в головку блока цилиндров с двумя дополнительными камерами фиксированного объема: камера сгорания и камеру предварительного нагрева воздуха над каждым цилиндром. В камеру сгорания поступает заряд нагретого воздуха от цилиндра; впрыск топлива начинается изохорный (постоянный объем) ожог, который увеличивает тепловая эффективность по сравнению с ожогом в цилиндре. Достигнутое высокое давление затем сбрасывается в цилиндр для выполнения рабочего хода или хода расширения. Между тем, во второй камере, которая покрывает камеру сгорания, воздух нагревается до высокой степени за счет тепла, проходящего через стенку цилиндра. Этот нагретый и сжатый воздух затем используется для дополнительного хода поршня.

Заявленные преимущества двигателя включают снижение расхода топлива не менее чем на 40%, два такта расширения за шесть тактов, возможность использования нескольких видов топлива и резкое снижение расхода топлива. загрязнение.[6]

Шеститактный двигатель Bajulaz был изобретен в 1989 году Роджером Баюлазом из компании Bajulaz S.A., расположенной в г. Женева, Швейцария; она имеет Патент США 4809511 и Патент США 4513568 .

Заявленные характеристики шестицилиндрового двигателя Баюлаз:

  • Снижение расхода топлива минимум на 40%
  • Два развертка (рабочих) за шесть ходов
  • Многотопливный, включая сжиженный углеводородный газ
  • Резкое сокращение загрязнения воздуха
  • Стоимость сопоставима со стоимостью четырехтактного двигателя.
Шеститактный двигатель Велозета

В двигателе Velozeta свежий воздух впрыскивается в цилиндр во время такта выпуска, который расширяется за счет тепла и, следовательно, вынуждает поршень опускаться для дополнительного хода. Перекрытия клапанов удалены, а два дополнительных хода с впрыском воздуха обеспечивают лучшее удаление газа. Двигатель, похоже, показывает снижение расхода топлива на 40% и резкое снижение загрязнения воздуха.[7] это удельная мощность немного меньше, чем у четырехтактного бензинового двигателя.[7] Двигатель может работать на различных видах топлива, начиная от бензин и дизельное топливо к LPG. Измененный двигатель показывает снижение загрязнения окиси углерода на 65% по сравнению с четырехтактным двигателем, из которого он был разработан.[7] Двигатель был разработан в 2005 году группой студентов-механиков У Кришнараджа, Боби Себастьяна, Аруна Наира и Аарона Джозефа Джорджа из Инженерный колледж, Тривандрам.

Шестицилиндровый двигатель НИЙКАДО

Этот двигатель был разработан Chanayil Cleetus Anil из Кочина, Индия, который запатентовал конструкцию в 2012 году.[8] Название двигателя взято из названия его компании NIYKADO Motors. Двигатель прошел предварительные испытания на полном газу в Индийской ассоциации автомобильных исследований, Пуне.[8] Изобретатель утверждает, что этот двигатель «на 23% более экономичен по сравнению с обычным четырехтактным двигателем».[8] и это «очень низкий уровень загрязнения».[8]

Анил, механик, разрабатывал двигатель NIYKADO более 15 лет. Двигатель был впервые испытан в 2004 году, и Анил подал заявку на патент в 2005 году. Он утверждает, что его конструкция значительно снижает загрязнение окружающей среды и что использование в автомобильной промышленности может привести к «мобильности без выбросов».

Функционал двигателя:

Различные штрихи:

  1. Впускной ход
  2. Ход сжатия
  3. Рабочий ход
  4. Выпускной ход
  5. Воздухозаборник
  6. Выпуск воздуха

Двигатель имеет четыре клапана:

  1. Впускной воздушно-топливный клапан
  2. Впускной клапан только для воздуха
  3. Выпускной клапан сгорания
  4. Выпускной клапан только для воздуха

Впускной ход: В этом ходе поршень перемещается из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю мертвую точку (НМТ). Впускной клапан открывается, и топливовоздушная смесь поступает в цилиндр.

Ход сжатия: Поршень перемещается из НМТ в ВМТ, и все клапаны закрываются.

Рабочий ход: Свеча зажигания воспламеняет топливовоздушную смесь. Поршень перемещается из ВМТ в НМТ, при этом все клапаны остаются закрытыми.

Выпускной ход: Поршень перемещается из НМТ в ВМТ при открытии выпускного клапана, позволяя выхлопным газам выходить из цилиндра.

Ход впуска воздуха: Впускной клапан только для воздуха открывается, когда поршень перемещается из ВМТ в НМТ, втягивая свежий воздух из атмосферы в цилиндр. Этот воздух смешивается с остатками выхлопных газов или несгоревшим топливом, охлаждая внутреннюю часть цилиндра.

Ход выпуска воздуха: Клапан выпуска воздуха открывается, когда поршень перемещается из НМТ в ВМТ. Свежий воздух и большая часть оставшегося топлива и выхлопных газов покидают цилиндр. Анил утверждает, что это создает более свежую атмосферу внутри цилиндра перед следующим тактом впуска воздуха и топлива, помогает двигателю сжигать почти 100% воздушно-топливной смеси и снижает вредные выбросы (включая 98% сокращение выбросов окиси углерода). .

Шеститактный двигатель Crower

В шестицилиндровом двигателе, прототипе которого был создан Брюсом Крауэром в Соединенных Штатах, вода впрыскивается в цилиндр после такта выпуска и мгновенно превращается в пар, который расширяется и заставляет поршень опускаться на дополнительный рабочий ход. Таким образом, отработанное тепло, для отвода которого требуется система воздушного или водяного охлаждения в большинстве двигателей, улавливается и используется для привода поршня.[1] Кроуэр подсчитал, что его конструкция снизит расход топлива на 40% за счет выработки такой же выходной мощности при более низкой скорости вращения. Вес, связанный с системой охлаждения, можно было бы устранить, но это было бы уравновешено необходимостью в резервуаре для воды в дополнение к обычному топливному баку.

Шестицилиндровый двигатель Crower был экспериментальной разработкой, которая привлекла внимание средств массовой информации в 2006 году из-за интервью, которое дал 75-летний мужчина. Американец изобретатель, который подал заявку на патент на свой дизайн.[1] Впоследствии эта заявка на патент была отклонена.[9]

Конструкции с оппозитными поршнями

В этих конструкциях используются два поршня на цилиндр, работающие с разной скоростью, причем сгорание происходит между поршнями.

Нести голову

Этот дизайн был разработан Малкольмом Беаром из Австралия. Эта технология сочетает в себе нижнюю часть четырехтактного двигателя с оппозитным поршнем в головке блока цилиндров, работающим с половиной циклической скорости нижнего поршня. Функционально второй поршень заменяет клапанный механизм обычного двигателя. Заявленные преимущества включают увеличение мощности на 9% и улучшенный термодинамический КПД за счет увеличения степени сжатия за счет исключения горячего выпускного клапана.[10]

M4 + 2
Анимация рабочего цикла двигателя М4 + 2

Идея была разработана в Силезский технологический университет, Польша, под руководством др. Инż. Адам Чесёлкевич. Патент № 195052 был выдан Патентным ведомством Польши.

Двигатели M4 + 2 имеют много общего с Двигатели с несущей головкой, объединяя два противоположных поршня в одном цилиндре. Один поршень работает с половиной циклической скорости другого, но в то время как основная функция второго поршня в двигателе с носовой головкой заключается в замене клапанного механизма обычного четырехтактного двигателя, M4 + 2 выполняет принцип на один шаг. дальше. Работа двухпоршневого двигателя внутреннего сгорания основана на взаимодействии обоих модулей. Изменение нагрузки по воздуху происходит в двухтактной части двигателя. Поршень четырехтактной секции представляет собой вспомогательную систему воздухообмена, работающую как систему клапанов. Цилиндр заполнен воздухом или топливовоздушной смесью. Процесс наполнения происходит под избыточным давлением системой впуска задвижек. Выхлопные газы удаляются, как в классическом двухтактном двигателе, через выхлопные окна в цилиндре. Подача топлива в цилиндр осуществляется системой впрыска топлива. Зажигание осуществляется двумя свечами зажигания. Эффективная мощность двухпоршневого двигателя передается двумя коленчатыми валами. Отличительной особенностью этого двигателя является возможность непрерывного изменения объема цилиндров и степени сжатия в процессе работы двигателя за счет изменения положения поршня. Механические и термодинамические модели предназначены для двухпоршневых двигателей, что позволяет составить новый теоретический термодинамический цикл для двухпоршневых двигателей внутреннего сгорания.[11]

Принцип работы двигателя объяснен в двух- и четырехтактные двигатели статья.

Другие двухпоршневые конструкции

Поршневой двигатель

В этом двигателе, аналогичном по конструкции головке Beare, «поршневой нагнетатель» заменяет клапанную систему. Поршневое зарядное устройство заряжает главный цилиндр и одновременно регулирует впускное и выпускное отверстия, что исключает потерю воздуха и топлива в выхлопе.[12] В главном цилиндре сгорание происходит каждый оборот, как в двухтактный двигателя, при этом смазка осуществляется так же, как и в четырехтактный. Впрыск топлива может происходить в поршневом нагнетателе, в газоотводном канале или в камере сгорания. Также возможно заряжать два рабочих цилиндра одним поршневым зарядным устройством. Комбинация компактной конструкции камеры сгорания с отсутствием потерь воздуха и топлива, как утверждается, дает двигателю больший крутящий момент, большую мощность и лучшую топливную экономичность. Утверждается, что преимущество меньшего количества движущихся частей и меньшего количества конструкции приводит к снижению производственных затрат. Двигатель заявлен как пригодный для использования на альтернативных видах топлива, поскольку на клапанах не остается коррозии или отложений. Шесть тактов:

  1. Стремление
  2. Предварительное сжатие
  3. Передача газа
  4. Сжатие
  5. Зажигание
  6. Выброс.

Это изобретение Гельмута Коттманна из Германии, проработавшего 25 лет в компании MAHLE GmbH по производству поршней и цилиндров. Патенты Коттмана 3921608 и 5755191 в США перечислены ниже.

Ilmor / Schmitz пятитактный

Эта конструкция была изобретена бельгийским инженером Герхардом Шмитцем, а прототип ее прототипа — Ilmor Engineering.[13]

Эти конструкции используют два (или четыре, шесть или восемь) цилиндров с обычным четырехтактным циклом Отто. Дополнительный поршень (в собственном цилиндре) используется двумя цилиндрами цикла Отто. Выхлоп из цилиндра цикла Отто направляется в общий цилиндр, где он расширяется, создавая дополнительную работу. В некоторых отношениях это похоже на работу составной паровой машины, где цилиндры цикла Отто являются ступенью высокого давления, а общий цилиндр — ступенью низкого давления. Работа двигателя:

HP1 (Отто)LP (общий)HP2 (Отто)
выхлопрасширение (мощность)сжатие
приемвыхлопмощность
сжатиерасширение (мощность)выхлоп
мощностьвыхлопприем

Конструкторы рассматривают это как пятитактную конструкцию, рассматривая одновременный ход выхлопа высокого давления и ход расширения низкого давления как один ход. Такая конструкция обеспечивает более высокую топливную экономичность за счет более высокой степени расширения комбинированных цилиндров. Степень расширения, сравнимая с дизельными двигателями, может быть достигнута при использовании бензина (бензина) топлива. Пятитактные двигатели якобы легче и имеют большую удельную мощность, чем дизельные.[нужна цитата]

Двигатели Revetec

В управляемые двигатели внутреннего сгорания, разработанные Брэдли Хауэлл-Смитом из австралийской фирмы Revetec Holdings Pty Ltd, используют встречные пары поршней для приведения в движение пары встречно вращающихся трехлопастных кулачков через подшипники. Эти элементы заменяют обычный коленчатый вал и шатуны, которые позволяют поршням двигаться чисто аксиально, так что большая часть мощности, которая в противном случае тратится на поперечное движение шатунов, эффективно передается на выходной вал. Это дает шесть рабочих ходов на один оборот вала (распределенных по паре поршней). Независимый тест измерял удельный расход топлива на тормоз прототипа бензинового двигателя Revetec X4v2 мощностью 212 г / кВт · ч[14] (что соответствует энергоэффективности 38,6%). Может использоваться любое четное количество поршней в конфигурации Boxer или X; три выступа кулачков могут быть заменены любым другим нечетным числом больше единицы; а геометрию кулачков можно изменять в соответствии с потребностями целевого топлива и применением двигателей. Такие варианты могут иметь 10 и более ударов за цикл.

Связанные патенты

Связанные патенты США

  • 1217788 Внутреннее сгорание и паровой двигатель 27 февраля 1917 года. Хьюго Ф. Лидтке, кажется, был одним из первых, кто задумал чередовать внутреннее сгорание и впрыск пара в камеру сгорания.
  • 1339176 Двигатель внутреннего сгорания 4 мая 1920 года. Леонард Х. Дайер изобрел первый 6-тактный двигатель внутреннего сгорания с впрыском воды в 1915 году.
  • 2209706 Двигатель внутреннего сгорания 30 июля 1940 г.
  • 3921608 Двухтактный двигатель внутреннего сгорания 25 ноября 1975 г.
  • 3964263 Шеститактный двигатель внутреннего сгорания и испарения жидкости 22 июня 1976 г.
  • 4143518 Внутреннее сгорание и паровой двигатель 13 марта 1979 г.
  • 4301655 Комбинация двигателя внутреннего сгорания и парового двигателя 24 ноября 1981 г.
  • 4433548 Комбинация двигателя внутреннего сгорания и парового двигателя 28 февраля 1984 г.
  • 4489558 Составной двигатель внутреннего сгорания и способ его использования 25 декабря 1984 г.
  • 4489560 Составной двигатель внутреннего сгорания и способ его использования 25 декабря 1984 г.
  • 4736715 Двигатель с шестицилиндровым циклом, переменной степенью сжатия и постоянным ходом 12 апреля 1988 г.
  • 4917054 Шеститактный двигатель внутреннего сгорания 17 апреля 1990 г.
  • 4924823 Шеститактный двигатель внутреннего сгорания 15 мая 1990 г.
  • 5755191 Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с зарядным цилиндром 26 мая 1998 г.
  • 6253745 Многотактный двигатель с топливно-паровым зарядом 3 июля 2001 г.
  • 6311651 Шеститактный двигатель внутреннего сгорания с компьютерным управлением и принцип его работы 6 ноября 2001 г.
  • 6571749 Шеститактный двигатель внутреннего сгорания с компьютерным управлением и принцип его работы 3 июня 2003 г.
  • 7021272 Электрогенерирующая установка с многоступенчатым циклом с компьютерным управлением и принцип работы 4 апреля 2006 г.

Связанные индийские патенты

  • В патенте 252642 Six Stroke Engine 25 мая 2012 г.

Связанные польские патенты

Рекомендации

внешняя ссылка

Не в такт — журнал За рулем

ТЕХНИКА

/ЭКЗОТИКА

НЕ В ТАКТ

ДВА ТАКТА, ЧЕТЫРЕ… КТО БОЛЬШЕ?

ТЕКСТ / АЛЕКСЕЙ ВОРОБЬЕВ-ОБУХОВ

Впуск-сжатие-рабочий ход-выпуск: по такому циклу работают сегодня большинство двигателей внутреннего сгорания, будь то бензиновые или дизельные. Кажется, процесс доведен уже до совершенства и конструкторы подбирают последние крохи, добиваясь максимально возможного КПД. А он не так велик, ведь из четырех ходов поршня (тактов) лишь один — рабочий. Остальные в большей или меньшей степени потребляют энергию. Мотоциклистам хорошо известен другой, двухтактный процесс; делаются попытки применить его и на автомобилях (ЗР, 1999, № 12). Тут эффективность повыше, но есть специфические проблемы с ресурсом, смазкой, наполнением цилиндров смесью.

А если… не уменьшать, а увеличивать количество тактов, причем не только «паразитных», но и рабочих? Существуют два совершенно независимых проекта — австралийский и швейцарский, в которых реализованы шеститактные циклы для бензинового и дизельного двигателей. Здесь на шесть ходов поршня — два рабочих, значит, можно ожидать большего КПД. Впрочем, почему ожидать? Построены прототипы, бегают по дорогам опытные мотоциклы — ожидания оправдались. Разработчики добились снижения удельного расхода топлива аж на 30%: завидуйте, изобретатели «коммон рейлов», «вэлвтроников», хитрых систем зажигания и прочей надстройки! Тут замахнулись на базис.

Пойдут ли шеститактные двигатели в серию? Пока не знаем. Но давайте познакомимся с ними поближе.

АВСТРАЛИЙСКИЙ ДВУХПОРШНЕВОЙ

Малколм Бер мог бы считаться типичным австралийским фермером, если бы кроме своего земельного надела в 1300 га не занимался одержимо мотоциклами и их моторами. Начав в 1981 году конструировать «заряженные» оппозитные двухтактники, через 17 лет он пришел к идее… двухпоршневого шеститактного двигателя (патент США № 5713314). Он представлен на рис. 1. 

Если вы внимательно считали ходы поршня, то, наверное, удивлены. Их четыре, где же здесь шесть тактов? Автор изобретения просто приплюсовал еще два хода второго поршня, всего, стало быть, шесть (интересно, сколько тактов он насчитал бы в моторе советского танка Т-64 со встречно-движущимися поршнями?).

Свою идею Малколм проверил на переделанном двигателе «Дукати» (суммарный объем двух цилиндров 616 смз, степень сжатия 10,6). Он выдал 64 кВт (87 л.с.) при 9000 об/мин и 55,6 Н.м при 6000 об/мин. 104 кВт, или 141 л.с. с литра — блестящий результат! Этот моторчик был установлен на мотоцикле «Ямаха-SR500» и протестирован известным мотожурналистом Аланом Катхартом. Заявленные преимущества подтвердились, более того, экономия топлива (по сравнению с исходным четырехтактным мотором) составила 35,8% при скорости 48 км/ч и 13% при 72 км/ч.

ШВЕЙЦАРСКИЙ ТРЕХКАМЕРНЫЙ

У этого дизеля, придуманного Роже Бажюлазом, поршень один, зато по три камеры на цилиндр: сгорания, нагревания и рабочая. Несмотря на кажущуюся сложность конструкции, принцип его работы достаточно прост (рис. 2).

В отличие от традиционных ДВС, этот мотор можно было бы назвать двигателем внешнего сгорания: ведь топливо горит не в цилиндре, а в отдельной камере при постоянном объеме. Выделяющаяся теплота не рассеивается без пользы в охлаждающей жидкости, а через тонкие стенки раскаляет закачанный в камеру нагрева чистый воздух, который, расширяясь, совершает полезную работу, толкая поршень в пятом такте. Горение топлива происходит неспешно на протяжении полного оборота коленчатого вала. Раскаленные докрасна стенки камеры способствуют полному сгоранию и доокисляют все частицы сажи без остатка. Холодный пуск, как обычно, обеспечивает свеча накаливания.

Степень сжатия в камере сгорания здесь значительно меньше, чем это принято для дизельных двигателей, на поршень также не воздействуют столь высокие температуры, как при непосредственном сжигании топлива в цилиндре. Значит, всю конструкцию можно облегчить!

Новый двигатель способен работать не только на дизельном топливе, но и на газе, бензине, метаноле или растительном масле. Тепловой КПД достигает 50% против средних 30% у ДВС, расход топлива снижается более чем на 40%, шумность и выбросы вредных веществ также значительно ниже, чем обычно. Мотор швейцарской фирмы Bajulaz Inc. запатентован в США (№ 4809511, № 4513568) и большинстве индустриально развитых стран.

Впрочем, патенты и успешная работа опытных образцов еще не гарантия больших перспектив. Вполне возможно, существуют проблемы, о которых разработчики умалчивают: иначе мы бы уже слушали необычный звук шеститактного выхлопа…

Рис. 1. БЕНЗИНОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ МАЛКОЛМА БЕРА

ВПУСК. Большой поршень 3 начинает движение от ВМТ (верхней мертвой точки) вниз. Второй поршень 7 приблизился к своей ВМТ. Выпускной канал быстро закрывается вращающимся клапаном 5. Клапан 8 пропускает смесь в цилиндры. Суммарный объем цилиндров сейчас максимален, и в них поместится больший заряд!

СЖАТИЕ. Большой поршень достиг НМТ (нижней мертвой точки), а второй находится на полпути и начинает перекрывать впускной и выпускной каналы. Поначалу небольшому давлению сжимаемой горючей смеси противостоят вращающийся 5 и лепестковый 8 клапаны. Затем опускающийся второй поршень надежно перекрывает впускной и выпускной каналы, и двигатель готов к полезной работе.

РАБОЧИЙ ХОД. Большой поршень находится в ВМТ, второй — вблизи НМТ; камера сгорания заполнена горючей смесью, которую поджигает искровая свеча 4. Давление нарастает, и оба поршня двигаются в разные стороны, вращая коленчатые валы 6 и 1. Обороты верхнего вдвое меньше — так подобраны диаметры звездочек, связанных цепью. Впускной и выпускной каналы пока перекрыты. Энергия не расходуется на преодоление кулачковым валом сопротивления пружин клапанов и давления газов в цилиндре; напротив, верхний поршень «подкручивает» основной коленчатый вал через цепную передачу (не показана).

ВЫПУСК. Большой поршень пришел в НМТ, его коленчатый вал повернулся на пол-оборота, а верхний вал — на 90°. Начинается выпуск отработавших газов. Впускной канал расположен чуть выше выпускного, так что он в этот момент еще не открывается.

Рис. 2. ДИЗЕЛЬНЫЙ МОТОР РОЖЕ БАЖЮЛАЗА

ВПУСК. Впускной клапан 1 открыт, поршень идет вниз, засасывая воздух. Тем временем в камере сгорания 6 горит рабочая смесь.

ВЫПУСК. Открыт выпускной клапан 4. Поршень идет вверх, выбрасывая в глушитель отработавшие газы. Воздух в камере нагрева продолжает разогреваться от стенок камеры.

СЖАТИЕ I. Открыт клапан 2 камеры нагрева 7. Поршень идет вверх, сжимая воздух и закачивая его в камеру нагрева. В камере сгорания продолжается горение топлива.

РАБОЧИЙ ХОД II. Вновь открылся клапан 2 камеры нагрева. Но теперь воздух под большим давлением поступает обратно в цилиндр, толкая поршень вниз.

РАБОЧИЙ ХОД I. Открылся клапан 3 камеры сгорания. Раскаленные газы поступают в рабочий цилиндр 5 и толкают поршень вниз. В камере нагрева растет давление воздуха.

СЖАТИЕ II. Поршень пошел вверх и через открывшийся клапан камеры сгорания закачивает в нее отработавший в предыдущем такте воздух. Он успел остыть, да и объем камеры сгорания больше, чем камеры нагрева. Поэтому степень сжатия здесь меньше. В конце такта произойдет впрыск и воспламенение топлива. Этот второй такт сжатия разработчики назвали рекомпрессией.

Что такое двигатель? | Как работает двигатель автомобиля?

Автор Почемучка На чтение 23 мин. Просмотров 459

Двигатели используются во всем мире для различных автомобилей, мотоциклов, автобусов, кораблей, самолетов, железнодорожных поездов и т. д. В этой статье мы подробно рассмотрим различные типы двигателей и их применение.

Что такое двигатель?

Двигатель — это механическая машина, которая преобразует энергию топлива в механическую энергию и приводит в движение транспортное средство. В термодинамике двигатель также известен как тепловой двигатель, который производит макроскопическое движение тепла.

Это сложная машина, которую очень трудно спроектировать. Простыми словами, двигатель — это машина, которая преобразует энергию топлива в механическую работу. Для разных двигателей могут использоваться различные виды топлива (например, природный газ, бензин, дизельное топливо и т.д.).

Это фундаментальная и самая важная часть всех транспортных средств. Без двигателя транспортные средства бесполезны. В настоящее время он используется во многих областях. Он используется во многих отраслях промышленности для перекачки воды и в турбинах для выработки электроэнергии.

В случае воздушной тяги он работает как двигатель с воздушным охлаждением, который использует воздух для перемещения топлива, а не для промывки окислителя, как в ракете.

Типы двигателей

Двигатель имеет следующие основные типы:

1) По расположению двигателя

Тепловые или тепловые двигатели

Тепловой двигатель включает в себя известные типы. В общем смысле, для работы этих двигателей требуется базовый нагреватель. В зависимости от способа производства тепла они могут быть непрерывными (не подключенными) или неподключенными.

Они работают путем непосредственного сжигания топлива или изменения жидкости для создания работы. В результате, большинство тепловых двигателей находят какую-то преимущественную химическую технологию приведения в движение.

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС).

Он относится к наиболее распространенным типам двигателей. В этом типе процесс сгорания топлива происходит внутри двигателя.

Они используются в грузовиках, газонокосилках, вертолетах и т.д. Самый большой двигатель I.C может производить до 109 000 лошадиных сил для перемещения судна, вмещающего 20 тыс. контейнеров. Они получают энергию от сгорания топлива в специальной зоне системы, которая называется камерой сгорания.

Этот тип двигателя содержит поршень, камеру сгорания, камеру сжатия, топливный насос/топливный инжектор и свечу зажигания. Они способны использовать различные виды топлива, такие как бензин, дизельное топливо и газ.

Двигатели внешнего сгорания

Двигатель внешнего сгорания (ДВС) относится к известным типам двигателей. В этих двигателях процесс сгорания топлива происходит вне двигателя. Топливо хранится в отдельном цилиндре. В некоторых случаях E.C. работает аналогично I.C., но оба требуют тепла от сжигания топлива.

В этом двигателе при сгорании топлива выделяется тепловая энергия. Это выделяемое тепло используется для нагрева воды и превращения ее в пар. Этот пар под высоким давлением воздействует на поршень, который начинает двигаться вверх и вниз внутри цилиндра сжатия. Движение поршня вращает коленчатый вал, который далее вращает турбину, колеса автомобиля или любой другой агрегат.

Большинство типов таких двигателей работают на паре. Двигатель Стирлинга является примером ЭСЭ, который работает на паре.

Электрические двигатели

В электрических двигателях используются три типа электромагнетизма: магнитный, пьезоэлектрический и электростатический. Магнитный, как и аккумуляторный, является наиболее широко используемым. Он основан на взаимодействии магнитных полей и электрического тока для получения функции.

Он работает по тому же принципу, что и динамо, используемое для производства электричества, но с другой стороны. Конечно, вы можете вырабатывать электричество, если запустите генератор вручную.

2) Типы по конструкции двигателя

Поршневой двигатель

Поршневой двигатель является наиболее распространенным типом двигателя. Он также известен как поршневой или «поршневой» двигатель. В нем используется поршень для сжатия воздушно-топливной смеси. Поршень совершает возвратно-поступательные движения вверх и вниз внутри камеры сжатия.

Движение поршня вверх и вниз помогает преобразовать энергию топлива в механическую работу. Когда поршень сжимает воздушно-топливную смесь, температура и давление смеси становятся очень высокими, и она воспламеняется. Полученная энергия используется для движения автомобиля.

Эти двигатели могут использовать различные виды топлива, такие как метан, пропан, бензин, природный газ и дизельное топливо. Они используются во многих жилых, морских, космических и промышленных приложениях, таких как мотоциклы, автомобили, корабли, автобусы, пиковые нагрузки и железные дороги.

Одним из основных недостатков поршневого двигателя является то, что он имеет меньшую тепловую эффективность, чем двигатель Ванкеля.

Преимущества и недостатки поршневого двигателя:

Преимущества Недостатки
У них есть возможность начать и остановить очень быстро. Они производят очень высокие выбросы.
Им требуется очень короткое время для первоначального запуска. Стоимость обслуживания этих двигателей очень высока.
Они имеют более низкую стоимость, чем реактивные двигатели. Они генерируют низкопотенциальное тепло.
У них есть движущиеся поршни внутри камеры сжатия. Эти двигатели имеют более низкий тепловой КПД по сравнению с роторными двигателями.
Роторный двигатель

В роторном двигателе вместо поршня используется ротор. Ни одна из его частей не имеет возвратно-поступательного движения. Он также известен как роторный двигатель Ванкеля. Ротор вращается внутри камеры сжатия. Этот ротор сжимает воздушно-топливную смесь и вырабатывает энергию. Полученная мощность используется для движения автомобиля. Он имеет очень высокий тепловой КПД.

Детали этих двигателей движутся с низкой скоростью. Поэтому они более надежны. Они также имеют меньшее количество движущихся компонентов, чем поршневые двигатели.

Они используются в различных областях, таких как вспомогательные силовые установки, бензопилы, снегоходы, гидроциклы, картинги, самолеты, гоночные автомобили, мотоциклы и автомобили.

Основные недостатки этих двигателей заключаются в том, что они имеют высокий уровень выбросов, производят меньшую мощность и потребляют больше топлива. Однако они легкие и небольшие по размеру.

Преимущества и недостатки роторных двигателей:

Преимущества Недостатки
Он имеет простой дизайн.   У них есть проблемы с утечкой, которые снижают их эффективность.
Этот тип двигателя имеет более низкие детали, чем поршневой двигатель. Имеют низкий жизненный цикл.
Обладает высокой тепловой эффективностью. Он нуждается в высоком обслуживании.
Имеет низкий уровень шума и вибрации при работе. У них высокая эмиссионная способность.

3) Типы двигателей в зависимости от используемого топлива

Бензиновый двигатель

В этих двигателях в качестве рабочей жидкости используется бензин. Бензиновый двигатель использует смесь воздуха и бензина для выработки энергии. Бензин также представляет собой смесь углерода и водорода.

В этом типе двигателя есть поршень, который движется вверх и вниз для всасывания и сжатия топлива. Сначала воздух поступает в карбюратор, а топливная форсунка впрыскивает бензин в карбюратор. Карбюратор производит смесь воздуха и бензина и направляет ее в камеру сгорания.

Когда воздушно-бензиновая смесь попадает в камеру сгорания, поршень сжимает ее до очень высокой температуры и давления. Но этой температуры недостаточно, чтобы воздушно-бензиновая смесь воспламенилась сама. Поэтому для воспламенения сжатой воздушно-бензиновой смеси используется свеча зажигания. Эта свеча зажигания устанавливается в верхней части камеры сгорания.

В конце такта сжатия свеча зажигания подает искру на смесь и воспламеняет ее. Вырабатываемая мощность используется для привода автомобиля или другого оборудования.

Скорость вращения этих двигателей выше, чем у дизелей, поскольку они имеют легкие распределительные валы, шатуны, поршни и коленчатые валы.

Ход поршня бензинового двигателя завершается быстрее, чем у дизельных двигателей. Они имеют меньшую эффективность, так как имеют меньшую степень сжатия.

Они используются во многих областях, таких как моторные лодки, самолеты, мотоциклы, бензопилы, портативные генераторы и газонокосилки.

Преимущества и недостатки бензиновых двигателей:

Преимущества Недостатки
Они имеют большую мощность в пересчете на лошадиные силы, чем дизель. Имеет низкую степень сжатия.
Бензиновое топливо имеет более низкую стоимость, чем дизельное топливо. Бензиновое топливо сгорает быстрее, чем дизельное топливо.
Он имеет низкую стоимость обслуживания. У них меньший жизненный цикл, чем у дизельных двигателей.
Он имеет более низкий уровень выбросов, чем дизель. Имеют меньший КПД.
Дизельный двигатель

Дизельный двигатель использует дизельное топливо в качестве рабочей жидкости. Они менее мощные по количеству лошадиных сил, чем бензиновые. Дизель — это легкое топливо. Это топливо имеет высокое цетановое число, более высокую степень сжатия и меньшую вязкость. В этом двигателе воздух и дизель сжимаются не одновременно.

Сначала воздух поступает в цилиндр сжатия во время такта всасывания. Во время такта сжатия воздух сжимается поршнем, движущимся вверх и вниз. В результате сжатия воздух превращается в сжатый воздух с очень высокой температурой.

В конце такта сжатия топливный насос впрыскивает дизельное топливо в камеру сжатия, где оно смешивается с воздухом. Соприкасаясь со сжатым воздухом, дизель воспламеняется и вырабатывает энергию.

Свеча зажигания или любой другой внешний источник зажигания не требуется, поскольку воздушно-дизельная смесь воспламеняется сама по себе благодаря высокой температуре воздуха. Конечная выходная мощность используется для работы различных типов машин.

Бензин сгорает быстрее по сравнению с дизельным топливом. У них очень высокий КПД, так как они имеют высокую степень сжатия. Они используются в автобусах, промышленном оборудовании, мотоциклах, кораблях и самолетах.

Преимущества и недостатки дизельного двигателя:

Преимущества Недостатки
Имеют высокий тепловой КПД. Они менее мощные с точки зрения лошадиных сил.
Имеют высокую степень сжатия. Они дорогие.
У них отличная топливная экономичность. Дизельное топливо дорогое.
Они надежнее. Они требуют дополнительных затрат на содержание.
Они лучше всего подходят для тяжелых транспортных средств и промышленного применения. Имеют сложную конструкцию.
Газовый двигатель

Газовый двигатель использует газ в качестве рабочего топлива. В наши дни эти типы двигателей используются в тяжелом промышленном оборудовании, поскольку они способны работать непрерывно в течение длительного времени. Они используют масло, керосин или бензин. Газовая турбина состоит из двух секций:

  • Секция газификатора: В этой секции сжигается газ, а затем полученный газ поступает в силовую секцию.
  • Силовая секция: Эта секция получает энергию от секции газификатора и вращает колеса автомобилей с помощью системы гидроусилителя руля.

Газификатор имеет компрессор с несколькими лопастями по краю ротора. Когда ротор начинает вращаться, возникает центробежная сила, которая удаляет воздух из пространства между лопастями и вводит его в камеру сгорания. Вследствие этого давление воздуха в камере сгорания увеличивается.

Топливный насос впрыскивает топливо в камеру сгорания и сжигает его, что еще больше увеличивает давление. Конечная выходная мощность используется для работы автомобиля.

Преимущества и недостатки газового двигателя:

Преимущества Недостатки
Имеет низкую стоимость ремонта. Имеют небольшой срок службы.
Он имеет низкую стоимость обслуживания. Имеют низкий тепловой КПД.
Этот тип двигателя отличается низкой жесткостью, вибрацией и шумом. У них проблемы с детонацией.
Они имеют легкий вес и небольшие размеры. Они имеют меньшую стоимость при перепродаже.
Реактивный двигатель

Реактивный двигатель использует силу тяги, создаваемую реактивной тягой, для движения самолета вперед и помогает ему лететь быстро.

Эти типы двигателей также известны как газовые турбины или газовые двигатели. Реактивный двигатель состоит из компрессора, вентилятора, турбины и сопла.

Сначала вентилятор всасывает воздух из атмосферы и направляет его в компрессор. Компрессор повышает давление и температуру воздуха в соответствии с требованиями и направляет сжатый воздух в камеру сгорания.

Топливный насос расположен в верхней части камеры сгорания. Этот насос впрыскивает топливо в камеру и смешивает его с воздухом. Из-за высокого сжатия воздуха, когда топливо соприкасается с воздухом, топливовоздушная смесь воспламеняется и образуются горячие газы.

Когда горячие газы ударяются о лопатки турбины, лопатки извлекают тепловую энергию горячих газов и преобразуют ее в механическую энергию. Часть этой энергии используется для работы компрессора, а оставшаяся часть направляется в сопло.

Сопло преобразует полученную часть энергии в высокую скорость и создает тягу, которая помогает самолету двигаться вперед. Турбовинтовые и турбовентиляторные двигатели являются примерами реактивных двигателей.

4) Типы в зависимости от рабочего цикла

Двигатель цикла Отто

В различных типах двигателей используется цикл Отто. Цикл Отто наиболее широко используется в бензиновых двигателях. В 1876 году немецкий ученый Николас Август Отто изобрел цикл Отто. Поэтому он известен как «цикл Отто» из-за имени его изобретателя.

Этот цикл завершает цикл мощности за четыре этапа (т.е. два изоэнтропийных и два изохорических процесса). На приведенной ниже диаграмме представлен цикл Отто.

Двигатели, работающие по циклу Отто, имеют коленчатый вал, распределительный вал, поршень и шатун. Поршень используется для сжатия воздушно-топливной смеси, а распределительный вал — для регулирования открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов в нужное время.

Цикл Отто работает в следующие четыре этапа:

  1. Адиабатическое сжатие
  2. Изохорное сжатие
  3. Адиабатическое расширение
  4. Изохорное расширение
Двигатель с циклом Дизеля

Цикл, в котором сжигается дизельное топливо и вырабатывается энергия за счет процесса сгорания дизельного топлива, известен как цикл Дизеля. В 1897 году доктор Рудольф Дизель изобрел цикл Дизеля. Дизельный двигатель работает по этому циклу.

Цикл Дизеля также известен как цикл постоянного давления. Это связано с тем, что в этом цикле воздух сжимается при постоянном давлении.

Нет необходимости сжимать воздух и дизельное топливо, как в цикле Отто. Он также завершает цикл мощности за следующие четыре этапа:

  1. Адиабатическое сжатие
  2. Добавление тепла при постоянном давлении
  3. Изэнтропическое расширение
  4. Отвод тепла при постоянном объеме.

В этом цикле, во-первых, воздух поступает из окружающей среды в цилиндр сжатия. Этот цилиндр имеет поршень, который совершает возвратно-поступательное движение от TDC (верхнего) к BDC (нижнему) и наоборот. По мере поступления воздуха поршень движется вверх и адиабатически сжимает воздух. Линии 1 — 2 приведенной выше диаграммы представляют этот процесс.

Когда воздух сжат в соответствии с требованиями, топливный насос впрыскивает дизельное топливо, которое смешивается со сжатым воздухом. Смесь воздуха и дизельного топлива воспламеняется из-за очень высокой температуры сжатого воздуха (линия 2 — 3 представляет этот процесс). Во время этого процесса тепло добавляется при постоянном давлении.

После процесса добавления тепла начинается процесс изоэнтропического расширения (линия 3-4). В этом процессе воздушно-дизельная смесь расширяется в цилиндре.

Тепло воздушно-дизельной смеси совершает работу над поршнем и заставляет его двигаться вниз. Вращаясь, поршень вращает коленчатый вал, который далее вращает колеса автомобиля и приводит его в движение.

Двигатели двойного цикла

Двойной цикл сгорания представляет собой сгорание дизельного цикла и цикла Отто. Российско-немецкий инженер Густав Тринклер представил двойной комбинированный цикл.

Двигатель, работающий как по циклу Отто, так и по дизельному циклу, называется двухцикловым. Этим типам двигателей требуется больше времени для сжигания топлива. Однако они имеют меньшие размеры и шум, чем дизельные. Они также требуют малой площади по сравнению с дизельными двигателями.

Этот цикл также завершает цикл мощности за четыре этапа (т.е. два изохорических и два адиабатических). Двигатель Стирлинга является примером двигателя с двойным циклом.

В этом цикле происходят следующие процессы:

  • Изотермическое сжатие
  • Изохорное добавление тепла
  • Изотермическое расширение
  • Изохорный отвод тепла

5) Типы по количеству тактов

Четырехтактный двигатель

В четырехтактном двигателе рабочий ход завершается после двух оборотов коленчатого вала или четырех ходов поршня (т.е. всасывания, сжатия, расширения и выхлопа). Эти двигатели бывают бензиновыми и дизельными.

Одним из основных преимуществ 4-тактных двигателей является то, что они экологически чистые и выделяют меньше вредных газов. Они обладают высокой долговечностью и надежностью по сравнению с двухтактными. Однако они имеют сложную конструкцию и генерируют низкую мощность по сравнению с двухтактными.

Четырехтактные двигатели используются во многих областях, таких как поезда, грузовики, автобусы, мотороллеры и автомобили.

Преимущества и недостатки четырехтактных двигателей:

Преимущества Недостатки
Имеют высокую топливную экономичность. Они имеют меньшую мощность.
Они имеют более низкий уровень шума при работе по сравнению с двухтактными двигателями. У них больше деталей.
Четырехтактный двигатель имеет больший срок службы, чем двухтактный. Имеет сложную конструкцию.
Имеют высокую износостойкость. Это дороже, чем 2-тактный .
Двухтактный двигатель

Этот двигатель совершает рабочий ход после одного оборота коленчатого вала или двух ходов поршня. Проще говоря, когда коленчатый вал совершает один ход, завершается ход поршня и вырабатывается мощность, которая используется для движения автомобиля.

В этом двигателе такты всасывания и сжатия завершаются за один ход, а такты расширения и выхлопа — за второй ход. Таким образом, этот двигатель совершает рабочий ход всего за два хода поршня. Он также требует меньше времени для завершения хода поршня, чем 4-тактный.

Они генерируют большую мощность, чем четырехтактные двигатели. Они используются в автобусах, грузовиках и легковых автомобилях. Одним из главных преимуществ двухтактных двигателей является то, что они имеют небольшие размеры и требуют мало места для установки. Однако они производят больше шума и токсичных газов по сравнению с четырехтактными двигателями.

Преимущества и недостатки двухтактных двигателей:

Преимущества Недостатки
Имеют небольшой размер. Это не экологически чистые.
Они генерируют больше энергии. Имеет низкий объемный КПД.
Они имеют низкую стоимость. Имеют низкий КПД.
Имеют небольшой вес. Высокий уровень эмиссии.
Шеститактный двигатель

Он относится к наиболее распространенным типам двигателей. Шеститактный двигатель завершает цикл мощности с помощью шести ходов поршня. В результате коленчатый вал вращается три раза за время сгорания топлива.

6) Типы двигателей в зависимости от процесса зажигания

Двигатель с искровым зажиганием (S.I)

Двигатель, в котором для сгорания топливовоздушной смеси используется свеча зажигания, известен как двигатель с искровым зажиганием (SI). Он также известен как бензиновый двигатель.

Свеча зажигания расположена в верхней части камеры сгорания. Двигатели SI имеют свечу зажигания, поршень, камеру сгорания и коленчатый вал. Когда воздушно-бензиновая смесь поступает в камеру сгорания, поршень сжимает воздушно-бензиновую смесь до очень высокой температуры и давления.

Когда воздушно-бензиновая смесь сжимается в соответствии с требованиями, свеча зажигания подает искру и воспламеняет смесь. В результате этого процесса зажигания выделяется тепло, которое используется для движения автомобиля.

Двигатели с воспламенением от сжатия (ДВС)

В двигателе CI топливно-воздушная смесь воспламеняется благодаря высокому сжатию воздуха. В качестве рабочего топлива используется дизельное топливо. Для процесса сгорания не требуется свеча зажигания.

У этих типов двигателей степень сжатия больше, чем у двигателей SI. Они имеют топливный насос, коленчатый вал, поршень и цилиндр сжатия. Когда воздух поступает в цилиндр сжатия, поршень сильно сжимает его.

В конце такта сжатия топливный насос впрыскивает дизельное топливо в цилиндр сжатия. Соприкасаясь со сжатым воздухом, дизельное топливо воспламеняется и выделяет тепло, которое используется для движения автомобиля.

Одним из главных преимуществ является то, что они генерируют большую мощность и лучше всего подходят для тяжелых транспортных средств.

7) Типы по количеству цилиндров

Одноцилиндровые двигатели

Одноцилиндровый двигатель использует только один цилиндр для сжатия топливно-воздушной смеси.

Они обычно используются для легких транспортных средств, таких как мотоциклы и мотороллеры. Объем одноцилиндрового двигателя составляет от 250 до 300 куб. см.

Эти двигатели производят один такт мощности после двух оборотов коленчатого вала. Таким образом, три хода поршня используются для уничтожения сопротивления трения движущихся частей, а мощность оставшегося одного хода используется для движения транспортного средства. Неравномерное распределение крутящего момента внутри цикла приводит к вибрации и неровной работе.

Этот двигатель также имеет только один шатун и один поршень, который вращается вместе с неподвижными компонентами для уравновешивания их веса. Эти типы двигателей также не имеют механического баланса. Однако благодаря использованию противовеса, связанного с коленчатым валом и очень тяжелым маховиком, двигатель разумно уравновешивается, и его импульс создает относительно устойчивое движение.

Одно из главных преимуществ одноцилиндрового двигателя заключается в том, что он легкий и небольшой по размеру. Его можно легко переносить с места на место, но он не подходит для тяжелых транспортных средств.

Двухцилиндровый двигатель

Двухцилиндровый двигатель использует два цилиндра для сжатия воздуха. Чаще всего они используются в тракторах. Они также используются в голландских автомобилях DAF и небольших немецких автомобилях.

Они имеют большой вес и большие размеры. Однако они имеют большую степень сжатия по сравнению с одноцилиндровыми двигателями.

Эти типы двигателей имеют следующие три основных типа:

  • оппозитный тип
  • V-образный
  • Рядный вертикального типа
Трехцилиндровые двигатели

Эти типы двигателей имеют три цилиндра. Эти три цилиндра устанавливаются в ряд. Трехцилиндровый двигатель используется в переднеприводных автомобилях, в которых дифференциал установлен между трансмиссией и двигателем.

Это тип двухтактного двигателя. Это означает, что эти двигатели совершают рабочий ход после двух ударов поршня. Картер работает как цилиндр всасывания и предварительного сжатия. Все цилиндры имеют собственную герметичную секцию картера.

Четырехцилиндровые двигатели

Четырехцилиндровые двигатели в основном используются в обычных автомобилях. Эти типы двигателей обеспечивают более равномерный крутящий момент, чем двухцилиндровые двигатели.

Они более эффективны, чем двухцилиндровые и трехцилиндровые типы. Однако они имеют больше движущихся частей и веса, чем трехцилиндровые двигатели.

Шести- и восьмицилиндровые двигатели

Эти типы двигателей обеспечивают большую мощность и более плавный крутящий момент. Цилиндры этих двигателей располагаются следующим образом:

  • Рядный
  • оппозитный тип
  • V-образный

Рядные 6-цилиндровые двигатели и двигатели V8 используются во всем мире для различных транспортных средств. Двигатели V8 имеют угол 90° между рядами цилиндров.

На рынке также появились двигатели V8 с меньшим V-образным углом, но их клапаны имеют сложный рабочий механизм.

Двигатель V-6 содержит два ряда из трех цилиндров, расположенных под углом друг к другу. Однако коленчатый вал содержит три кривошипа, и шатуны двух противоположных рядов цилиндров соединены одним шатунным пальцем. Два шатуна соединяются с одним шатуном.

Двенадцатицилиндровые и шестнадцатицилиндровые двигатели

Цилиндры двенадцатицилиндровых и шестнадцатицилиндровых двигателей имеют следующее расположение:

  • Тип X имеет 4 ряда цилиндров.
  • Блинный или V-образный тип имеет два ряда цилиндров.
  • Тип W имеет 3 ряда цилиндров.

В легковых автомобилях, промышленном оборудовании, грузовиках и автобусах используются 12- и 16-цилиндровые двигатели. Ferrari — единственный легковой автомобиль, выпускаемый в настоящее время с 12-цилиндровым двигателем.

8) Типы двигателей Расположение цилиндров

В соответствии с расположением цилиндров, двигатели имеют следующие типы:

Вертикальные двигатели

Цилиндры вертикального двигателя установлены в вертикальном положении. Поэтому поршни также движутся вертикально вверх и вниз внутри цилиндров, как показано на приведенной ниже схеме. Они имеют небольшой вес и простую конструкцию.

Горизонтальные двигатели

Цилиндры горизонтального двигателя установлены в горизонтальном положении. Поэтому поршни также движутся горизонтально вверх и вниз внутри цилиндров, как показано на приведенной ниже схеме.

Радиальный двигатель

Это тип двигателя внутреннего сгорания. В этих типах двигателей цилиндры отходят от центрального картера подобно спицам колеса. Спереди двигатель этого типа выглядит как стилизованная звезда. Поэтому он также известен как «звездный» двигатель.

Они использовались в самолетах до развития и популярности газотурбинных двигателей. В радиальном двигателе цилиндры устанавливаются по кругу вокруг картера, как показано на рисунке ниже. Такое расположение цилиндров обеспечивает более эффективное охлаждение.

Двигатель V-образного типа

В V-образном двигателе цилиндры расположены под фиксированным углом в два ряда или банка. Эти два ряда имеют минимальный угол, насколько это возможно, чтобы избежать вибраций и проблем с балансировкой.

Двигатель типа W

В этих типах цилиндры устанавливаются таким образом, что образуют W-образное расположение. Все эти цилиндры установлены в трех банках.

Двигатель с оппозитными цилиндрами

В этих двигателях цилиндры установлены напротив друг друга. Шатуны и поршни совершают одинаковое движение. Эти типы работают более плавно по сравнению с другими типами. У них отличная балансировка. Однако они имеют большие размеры из-за противоположного расположения цилиндров.

9) Типы двигателей в зависимости от расположения клапанов

Двигатель с L-образной головкой

В этом L-образном двигателе выпускной и всасывающий клапаны расположены бок о бок, и их работа контролируется одним распределительным валом. Цилиндры и камеры сгорания имеют форму перевернутой буквы L. За исключением двигателя V8 с L-образной головкой, все остальные клапаны двигателя устанавливаются в один ряд.

В двигателях с L-образной головкой блока клапанные механизмы установлены внутри блока цилиндров, что позволяет легко снимать головку блока цилиндров при необходимости обслуживания двигателя. Эти двигатели очень прочны и надежны, но не очень подходят для применения с высокой степенью сжатия.

Двигатели с I-образной головкой блока цилиндров

В двигателях с I-образной головкой выпускной и впускной клапаны установлены в головке блока цилиндров. При таком расположении один клапан управляет всеми остальными клапанами. Двигатели с I-образной головкой чаще всего используются в автомобилях.

В случае рядного двигателя клапаны устанавливаются только в один ряд. Однако в двигателе V8 клапаны могут быть установлены в один или два ряда на каждый банк. Распределительный вал приводит в движение все клапаны, независимо от их расположения.

Двигатели с I-образной головкой лучше всего подходят для высоких степеней сжатия. Они могут значительно уменьшить люфт по сравнению с двигателями с L-образной головкой.

Двигатель с F-образной головкой

Этот тип представляет собой комбинацию двигателей с L-образной и I-образной головками. Выпускной клапан у него устанавливается в блоке, а впускной — в головке блока цилиндров. Один распределительный вал регулирует работу этих клапанов.

Двигатели с Т-образной головкой

В этих типах выпускной клапан устанавливается на одном конце, а впускной — на другом. Однако для управления этими клапанами используются два распредвала (т.е. по одному распредвалу на каждый клапан).

10) Типы в зависимости от процесса охлаждения двигателей

Двигатели с воздушным охлаждением

Этот тип использует воздух для охлаждения двигателя. В этих типах двигателей используются металлические ребра для обеспечения поверхности рассеивания тепла, что увеличивает процесс охлаждения.

Максимальные типы двигателей с воздушным охлаждением имеют металлические крышки, направляющие воздушный поток к цилиндру для улучшения охлаждения. Однако они не используют воду для охлаждения, что снимает проблемы, связанные с обслуживанием в холодную погоду. Они используются для скутеров и мотоциклов.

Двигатели с водяным охлаждением

В этом типе для охлаждения двигателя используется вода. Они используются в кранах, автобусах, грузовиках, легковых автомобилях, автомобилях и других четырехколесных и больших транспортных средствах. В холодную погоду в воду добавляется антифриз, чтобы остановить ее замерзание.

Применение двигателей

  • Используется в легковых автомобилях.
  • Используется в грузовиках.
  • Они также используются в самолетах.
  • Используются в поездах.
  • Он используется почти во всех дорожных транспортных средствах, таких как автобусы, мотоциклы, мотороллеры и т.д.
  • Двигатели используются на гидроэлектростанциях.
  • Он присоединяется к турбине для выработки электроэнергии.
  • Используются почти во всех отраслях промышленности для различных целей.
  • Они также используются в небольших машинах, таких как генераторы.
  • Используется с насосом для перекачки воды

FAQ

Какие бывают типы двигателей?

Существует множество типов двигателей, но наиболее распространенные типы приведены ниже:

  • Двигатели EC
  • Двигатели Барра
  • Двигатели Стирлинга
  • IC двигатели
  • Бензиновые двигатели
  • Дизельные двигатели
  • 2-тактные двигатели
  • Электрические двигатели
  • Паровые двигатели
  • 4-тактные двигатели

Для чего используется двигатель?

Двигатель используется для следующих целей:

  • Автомобили
  • Грузовые автомобили
  • Самолеты
  • Поезда
  • Скутеры и автобусы
  • Гидроэлектростанции

Кто изобрел первый двигатель?

Первый 4-тактный двигатель был разработан Николаусом Августом Отто в 1876 году.

Какие части двигателя?

Двигатель состоит из следующих основных частей:

  • Поршень
  • Цилиндр сжатия
  • Камера сгорания
  • Коленчатый вал
  • Шатун
  • Топливный насос
  • Корпус

Как изготовить двигатель?

Корпус двигателя изготавливается методом литья. В процессе литья расплавленный чугун заливается в форму из песка. Для изготовления остальных деталей используется процесс ковки. В процессе ковки кусок железа нагревается до тех пор, пока его цвет не станет раскаленным докрасна, а затем штамповочный станок преобразует это раскаленное железо в требуемую форму.

Кто изобрел первый паровой двигатель?

В 1698 году Томас Савери изобрел первый паровой двигатель.

Заключение

В этой статье мы глубоко изучили различные типы двигателей и их работу. Если вы считаете, что что-то упущено или неправильно, пожалуйста, дайте мне знать. Также, если у вас есть вопросы, вы можете поделиться со мной. Я постараюсь сделать все возможное, чтобы дать вам правильный ответ.

автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Повышение экономических и экологических показателей дизеля путем реализации комбинированного шеститактного цикла

Библиография Быстров, Олег Иванович, диссертация по теме Тепловые двигатели

1. Автомобильные двигатели / Под ред. М.С. Ховаха. М.: Машиностроение, 1977.-591 с.

2. Автотранспортные потоки и окружающая среда: Учеб. пособ. для вузов / Под ред. В.Н. Луканина. М.: ИНФРА — М, 1998. — 408 с.

3. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский М.: Наука, 1971. — 284 с.

4. Андреев Е.И. Расчет тепло- и массообмена в контактных аппаратах / Е.И. Андреев. — Л.: Энергоатомиздат, 1985. 192 с.

5. Арав Б.Л. Повышение эффективности колесных и гусеничных машин совершенствованием и стабилизацией характеристик моторно-трансмиссионных установок / Б.Л. Арав // Дис. . .докт. техн. наук —Челябинск: ЮУрГУ, 2005.-394с.

6. Арнольд Л.В. Техническая термодинамика и теплопередача: Учебник для вузов / Л.В. Арнольд, Г.А. Михайловский, В.М. Селиверстов. М.: Высш. шк., 1979.-С. 422-437.

7. Богданов А.И. Повышение мощностных. экономических и экологических показателей силовых установок за счет утилизации теплоты отработавших газов / А.И. Богданов // Дис. .канд. техн. наук-Челябинск, 1999. — 180 с.

8. Большее Л.Н. Теория вероятностей и математическая статистика / Л.Н. Болынев. М.: Наука, 1987. — 284 с.

9. Большев Л.Н. Таблицы математической статистики / Л.Н. Большее, Н.В. Смирнов. М.: Наука, 1965. — 474 с.

10. Боровских Ю.И. Устройство автомобилей / Ю.И. Боровских, Ю.В. Бу-ралев, К.А. Морозов. М.: Высш. шк., 1988. — 288 с.

11. П.Бояджиев Д. Комплексная термоэкологическая оценка теплотехнических систем и ее влияние на выбор оптимального варианта: Тр. IX Межд. конф. по пром. энергетике / Д. Бояджиев. Бухарест, 1978. С. 3-8.

12. Брякотин Э.И. Обработка результатов эксперимента при испытаниях дизелей внутреннего сгорания: Учеб. Пособие / Э.И. Брякотин, А.С. Лоскутов. Барнаул. АлтПИ, 1990. — 90 с.

13. Брянский Л.Н. Краткий справочник метролога / Л.Н.Брянский, А.С Дойников М.: Изд-во стандартов, 1991. — 79 с.

14. Быстров О.И. Проблемы и способы более полного использования термохимической энергии топлива ДВС (постановка проблемы) / О.И. Быстров // Повышение экологической безопасности автотракторной техники.- Барнаул: PAT, АГТУ,2007.-С. 103-107

15. Быстров О.И. Способ повышения экономичности и улучшения экологических свойств ДВС/ О.И. Быстров, B.C. Кукис // Транспорт Урала.-2007. -№3 .-С. 22-24

16. Быстров О.И. Один из способов повышения эффективности ДВС / О.И. Быстров // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего востока. №2. -Новосибирск, 2008. — С.- 112-119.

17. Быстров О.И. Один из способов повышения эффективности ДВС / О.И. Быстров //Повышение эффективности силовых установок колесных и гусеничных машин: Науч. вестник ЧВАИ. Вып. № 19. — Челябинск, 2007.-С. 12-16.

18. Вагнер В.А. Моделирование образования вредных веществ в цилиндре дизеля. / Математическое моделирование и исследование процессов в ДВС /

19. Под ред. В.А. Вагнера, Н.А. Иващенко, В.Ю. Русакова. Барнаул: АлтГТУ, 1997.-С. 84-100.

20. Валеев Д.Х. Двигатель КамАЗ 740.11-240 / Д.Х. Валеев // Грузовик. -1997. -№ 12.-С. 19-22.

21. Варшавский И.Л. Некоторые теоретические вопросы обеспечения малотоксичной работы автомобильных двигателей: Тр. Республиканской науч.-техн. конф. по проблемам развития автомобильного транспорта / И.Л. Варшавский. Ереван, 1966. — С. 166-192.

22. Варшавский И.Л. Как обезвредить отработавшие газы автомобиля / И.Л. Варшавский, Р.В. Малов. М.: Транспорт, 1968. — 127 с.

23. Васильев А.С. Основы метрологии и технические измерения / А.С. Васильев. М.: Машиностроение, 1988. — 240 с.

24. Вознесенский В.А. Статические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях / В.А. Вознесенский. -М.: Статистика, 1974.- 192 с.

25. Вукалович М.П. Термодинамика / М.П. Вукалович, И.И. Новиков. М.: Машиностроение, 1972. -267 с.

26. Гоннов И.В. Теплообменники с жидкокристаллическим теплоносителем в двигателях Стерлинга / И.В. Гоннов, Н.И. Логинов, Ю.В. Локтионов и др. М.: ЦНИИатоминформ, 1989. — 46 с.

27. Гоннов И.В. Двигатель Стерлинга: возможности и перспективы / Развитие нетрадиционных источников энергии: Сб. трудов ИАТЭ / И.В. Гоннов, Ю.В. Локтионов. Обнинск, 1990. — С. 156-165.

28. Горская Л.В. Математическая статистика с элементами теории планирования эксперимента / Л.В. Горская, В.Н. Пицнова. Саратов: СПИ, 1975. -103 с.

29. Горшков A.M., Нестратова З.Н., Подольский А.Г. Процессы в открытых термодинамических системах / A.M. Горшков, З.Н. Нестратова, А.Г. Подольский // Машиностроение. 1987. — № 9. — С. 45-51.

30. ГОСТ 17.2.2.02-98 Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы определения дымности отработавших газов дизелей, тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин.

31. Груданов В.Я. Глушитель с утилизацией теплоты отработавших газов / В .Я. Груданов, В.Н. Цап, JI.T. Ткачев // Автомобильная промышленность — 1987.- №5.-С. 11-12.

32. Гультяев А. Визуальное моделирование в среде MATLAB: учебный курс /. С-Пб.: Питер, 2000. — 432 с.

33. Даниличев В. И. Расчетное определение характеристик двигателя Стерлинга / В. И. Даниличев и др. // Двигателестроение. -1984. № 6. — С. 5-7.

34. Данилов B.C. Оценка эффективности различных схем утилизации тепла в судовых дизельных установках / B.C. Данилов // Двигателестроение. -1984. -№9.-С. 12-15.

35. Двигатели внутреннего сгорания Кн. 3: Компьютерный практикум / Под ред. В.Н. Луканина. — М.: Высш. шк., 1995. — 256 с.

36. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей / Под ред. Орлина А.С„ Круглова М.Г. 4-е изд. перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1983. — 372 с.

37. Двигатели внутреннего сгорания. Кн.1. — Теория рабочих процессов / Под ред. В.Н.Луканина. — М.: Высш.шк., 1995. — 368 с.

38. Двигатели Стирлинга // Пер. с англ. Б.В. Сутугина / Под ред. В.М. Бро-дянского. М.: Мир, 1975. — 448 с.

39. Двигатели Стирлинга / Под ред. М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1977.- 150 с.

40. Двухтактные карбюраторные двигатели внутреннего сгорания / Под ред. В.М. Кондрашова-М.: Машиностроение, 1990-272 с.

41. Дмитриенко В.Д. Пути снижения расхода топлива и токсичности автомобильных двигателей / В.Д. Дмитриенко, Г.М. Савельев. М.: ИППК АП, 1981.-91 с.

42. Дубовкин Н.Ф. Справочник по углеводородным топливам и их продуктам сгорания / Н.Ф. Дубовкин. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962. — 288 с.

43. Евдокимов Ю.А Планирование и анализ экспериментов при решении задач трения и износа / Ю.А. Евдокимов, В.И. Колеников, А.И. Тетерин. М.: Наука, 1980.-228 с.

44. Зажигаев JI.C. Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента / Л.С. Зажигаев, А.А. Кишьян, Ю.И. Романников. М.: Атомиздат, 1978. — 232 с.

45. Зайдель А.И. Элементарные оценки ошибок измерений / А.И. Зайдель. -Л: Наука, 1967.-217 с.

46. Зайцев А.П. Определение оптимальных условий работы термоэлектрических модулей / А.П. Зайцев, С.В. Зайцев, А.В. Махов // Повышение эффективности судовых энергетических установок: Сб. науч. трудов НИИВТ. — Новосибирск, 1989. С. 36-44.

47. Зайцев С.В. Оценка эффективности утилизационной установки / С.В.Зайцев // Исследование и методы повышения эффективности технической эксплуатации судовых энергетических установок: Сб. науч. трудов НИЖВТ. -Новосибирск, 1984.-174 с.

48. Зайцев С.В. Перспективная схема утилизации теплоты в энергетических установках речных судов / С.В. Зайцев // Дис. .канд. техн. наук. — JL, 1987 173 с.

49. Звонов В.А. Проблемы оценки дизеля как источника загрязнения окружающей среды дисперсным материалом / В.А. Звонов, Е.А. Симонова // Автостроение за рубежом 2002. — № 2. — С. 4-8.

50. Звонов В.А. Применение метода математического планирования эксперимента для оценки токсичности двигателя / В.А. Звонов, В.В. Фурса // Сб. «Двигатели внутреннего сгорания». Харьков: ХГУ, 1973. — Вып. 17. — С. 99-105.

51. Зедгинидзе И.Г. Планирование эксперимента для исследования многокомпонентных систем / И.Г. Зедгинидзе. М.: Наука, 1976. — 390 с.

52. Земельман М.А. Метрологические основы технических измерений / М.А. Земельман. -М.: Изд-во стандартов, 1991. 228 с.

53. Исерлис Ю.Э., Мирошников В.В. Системное проектирование двигателей внутреннего сгорания / Ю.Э. Исерлис, В.В. Мирошников. —Л.: Машиностроение, 1981. 255 с.

54. Коган А.Я., Петров Ю.В. Термодинамический анализ цикла двигателя Стирлинга / А.Я. Коган, Ю.В. Петров // Двигателестроение. -1985. № 2. — С. 36.

55. Козьминых В.А. Исследование элементов системы утилизации теплоты на базе двигателя Стирлинга для автомобильной техники / В.А. Козьминых // Дис. .канд. техн. наук. Челябинск, 1994. — 122 с.

56. Кондратов В.М Тепловой расчет двухтактного карбюраторного ДВС / В.М. Кондратов, С.В. Андреев. Владимир, 1990. — 32 с.

57. Коссов М.А Современное состояние автомобильных газотурбинных двигателей за рубежом / М.А. Коссов, Г.А. Аверин, А.И. Перетурин // Автомобильные двигатели: Обзорная информация. НИИавтопром. -1984. №12. — 45 с.

58. Котенко Э.В. разработка математической модели и методики расчета аккумуляторов теплоты на фазовом переходе / Э.В. Котенко // Дис. .канд.техн. наук. Воронеж, 1996. — 125 с.

59. Кузнецов Е.С Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для ВУЗов / Е.С. Кузнецов, В.П. Воронов, А.П. Болдин. М.: Транспорт, 1991. — 413 с.

60. Кукис B.C. Двигатель Стирлинга как утилизатор теплоты отработавших газов / B.C. Кукис // Автомобильная промышленность. 1988. — № 9. -С. 19-20.

61. Кукис В.С Некоторые результаты испытаний двигателя Стирлинга размерностью 3,0/6,5 / B.C. Кукис, В.И. Вольных // Двигателестроение. 1984. -№10.-С. 12-15.

62. Кукис В.С ДВПТ размерностью 2,1/5,5 с электрическим выходом мощности / B.C. Кукис, В.А. Гусятников, Н.М. Шарипов // Тез. всесоюзной науч,-техн. конф. «Перспективы развития комбинированных двигателей .» (23-25 сентября 1987 г.). -М, 1987. С. 115.

63. Кукис B.C. Системно-термодинамические основы применения двигателей Стерлинга для повышения эффективности силовых и теплоиспользующих установок мобильной техники / B.C. Кукис // Дис. . д-ра техн. наук. — Челябинск, 1989,-461 с.

64. Кукис B.C. Свидетельство на полезную модель / B.C. Кукис, К.Г. Черных, Д.В. Стрельчик и др. // RU 17946 U1 F 02 G 5/02. Опуб. 10.05.2001, бюл. №13.

65. Кукис B.C. Энергетические установки с двигателем Стерлинга в качестве утилизатора тепловых потерь / B.C. Кукис Челябинск: ЧВВАИУ, 1997. -122 с.

66. Кукис B.C. Паровой двигатель для утилизации теплоты отработавших газов ДВС / B.C. Кукис, P.P. Гизатулин, Минкович Е.А. и др. // Свидетельство на полезную модель. RU 21070, U1, 7 F 01 G 5/02. Опуб. 20.12.2001, бюл. №35.

67. Кукис B.C. Свидетельство на полезную модель / B.C. Кукис, Д.С. Не-знаев, А.В. Ивойлов и др. // RU 21219 U1, 7 F 01 G 5/02. Опубл. 27.12.2001, бюл. №36.

68. Кукис B.C. Термодинамический цикл ДВПТ на базе двигателя ММВЗ-31121 / B.C. Кукис, Д.С. Незнаев, А.В. Ивойлов и др. // Повышение эффективности силовых установок колесных и гусеничных машин: Науч. вестник ЧВАИ, Челябинск, 2000 Вып. 9. — С. 103-106.

69. Кукис B.C. Стабилизация теплового режима работы каталитического нейтрализатора / B.C. Кукис, Д.В. Нефедов // Повышение эффективности силовых установок колесных и гусеничных машин: Науч. вестник ЧВАИ. — Вып. 12. Челябинск, 2001. — С. 37-45.

70. Кукис B.C. Утилизационный двигатель с внешним подводом теплоты / B.C. Кукис, В.В. Руднев, M.JI. Хасанова и др. // Свидетельство на полезную модель. RU 21068 U1 7F 01 К 7/00. Опубл. 20.12.2001. Бюл. №35.

71. Кукис B.C. Двигатель для утилизации теплоты отработавших газов / B.C. Кукис, А.Б. Смолин, А.И. Богданов // Труды международного форума по проблемам науки, техники и образования. Т. 1. — Москва, 2000. — С. 56-57.

72. Кукис B.C. Утилизационный двигатель с внешним подводом теплоты / B.C. Кукис, А.Б. Смолин, Ю.Ф. Коваленко // «Повышение эффективности силовых установок колесных и гусеничных машин»: Науч. вестник ЧВАИ. Вып. № 9. — Челябинск, 2000. — С. 6-9.

73. Кукис B.C. Повышение экологической безопасности двигателей мобильной техники / B.C. Кукис, M.JI. Хасанова. // Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог: Сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ). М.,-2001. С. 130-132.

74. Кукис B.C. Свободнопоршневой паровой термоэлектрогенератор для утилизации теплоты отработавших газов ДВС / B.C. Кукис, M.JI. Хасанова, В.А. Дерябин и др. // Свидетельство на полезную модель. RU 26600 U1, 7 F 01 G 5/02. Опубл. 10.12.2002. Бюл. №34.

75. Куколев М.И. Проектный анализ тепловых аккумуляторов / М.И. Ку-колев // Дис. .канд.техн. наук. — Киев, 1996. 113 с.

76. Куртанзон А.Г. Судовые комбинированные энергетические установки /

77. A.Г. Куртанзон, Б.С. Юдовин. Л.: Судостроение, 1981. — 216 с.

78. Лев Ю.Е. Исследование поршневого регенеративного двигателя / Ю.Е. Лев // Дис. .канд. техн. наук. — Барнаул, 1971. 163 с.

79. Лев Ю.Е. Эксендер / Ю.Е.Лев, Ю.Д. Юнда // Исследование поршневых двигателей. Ангарск: АФ ИЛИ, 1971. — С. 7-10.

80. Левенберг В.Д. Аккумулирование тепла / В.Д. Левенберг. М.: Наука, 1991.-83 с.

81. Луканин В.Н. Промышленно-транспортная экология: Учеб. Для вузов /

82. B.Н. Луканин, Ю.В. Трофименко. — М.: Высш. шк., 2001. -273 с.

83. Лушпа А.И. Автомобильные газотурбинные двигатели: Учебное пособие / А.И. Лушпа. М.: МАДИ, 1986. — 85 с.

84. Лыков А.В. Теория теплопередачи / А.В. Лыков. М.: Высш. шк., 1967. -600 с.

85. Лыков А.В. Теория тепло- и массопереноса / А.В. Лыков, Ю.А. Михайлов. -Л.: Наука, 1963. 535 с.

86. Марков В.А. Экологические показатели ДВС / В.А. Марков, С.А. Аникин, Е.А. Сиротин // Автомобильная промышленность. -2002. № 2. — С. 13-15.

87. Марченко А.П. Выбор определяющих параметров комбинированного дизеля с системой вторичного использования теплоты / А.П. Марченко // Дис. . канд. техн. наук. Харьков, 1984. — 258 с.

88. Математическое моделирование и исследование процессов в ДВС / Под ред. В.А. Вагнера, Н.А. Иващенко, В.Ю. Русакова. Барнаул: АлтГТУ, 1997. -198 с.

89. Медведков В.И. Автомобили КамАЭ-5320, КамАЭ-4310, Урал-4320: Учеб. Пособие / В.И. Медведков, С.Т. Билык, Г.А. Гришин. М.: ДОСААФ, 1987.-372 с.

90. Методика выбора и оптимизации контролируемых параметров технологических процессов // Методические указания. РДМУ 109-77. — М.: Изд-во стандартов, 1978. 47 с.

91. Михеев М.А. Основы теплопередачи / М.А. Михеев, И.М. Михеева. — М.: Энергия, 1977. 344 с.

92. Надежность и эффективность: Справочник. Т.1. — М.: Машиностроение, 1988.-224 с

93. Налимов В.В. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов /В.В. Налимов, Н.А. Чернова. М.: Наука, 1965, — 340 с.

94. Нефедов Д.В. Методика расчета двухфазных тепловых аккумуляторов для системы выпуска поршневого двигателя / Д.В. Нефедов // Воен. автомоб. ит. Рязань, 2001. — 15 с.:Деп. В РГАНТИ 25.06.01, №В4721.

95. Николаев JI.A. Системы подогрева тракторных дизелей при пуске / JI.A. Николаев, А.П. Сташкевич, И.А. Захаров. М.: Машиностроение, 1977. -191 с.

96. Николаенко А.В. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей / А.В. Николаенко. М.: Колос, 1984. — 335 с.

97. Новоселов A.JI. Основы инженерной экологии в двигателестроении: Учеб. пособ. / A.JI. Новоселов, А.А. Мельберт, C.JI. Беседин Барнаул: АлтГ-ТУ, 1993.-99 с.

98. Новоселов A.JI. Снижение токсичности автотракторных дизелей: Учеб. пособ. по целевой подготовке специалистов ДВС / A.JI. Новоселов, С.В. Новоселов, A.JI. Мельберт, А.В. Унгефук. Барнаул: Алт. ГТУ, 1996. — 122 с.

99. Огородников Б.Б. Тепловой баланс малоразмерного дизеля с частичной теплоизоляцией внутрицилиндровых процессов /Б.Б. Огородников и др. // Двигателестроение. 1986. — № 8. — С. 3-5.

100. Озимов П.Л. О проблемах и перспективах создания адиабатных дизелей / П.Л. Озимов, В.К. Ванин // Автомобильная промышленность. — 1984. № 3. — С. 3-5.

101. Орехов В.А. Разработка и исследование аккумулятора теплоты фазовых переходов для речных судов / В.А. Орехов // Дис. .канд.техн. наук. -Владимир, 1994. 123 с.

102. Орлин А. С., Круглов М.Г. Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей: Учебник для ВУЗов / А. С. Орлин, М.Г. Круглов. М.: Машиностроение, 1990. — 288 с.

103. Орунов Б.Р. Разработка комбинированного двигателя Стирлинга с рабочим поршнем двойного действия и оптимизация его теплообменников и привода / Б. Р. Орунов // Дис. . .канд. техн. наук. М., 1985. — 143 с.

104. Основные математические формулы: Справочник / Под общ. ред. Ю.С. Богданова Минск: Выща шк., 1988. — 269 с.

105. Панталоне И.Н. Аккумулирование энергии за счет теплоты плавления солей: изучение компактного теплообменника с кристаллизацией соли / И.Н. Панталоне // Пер. с итал. М.: Мир, 1979. — 113 с.

106. Пат. 4219075 США,МКИ С 09 К 5/00. Теплоаккумулирующее устройство. Т. 997. — №4. Опубл. 26.08.80 ; НКИ 70-134. — 3 с.

107. Пат. 4249592 США,МКИ С 09 К 5/00. Высокотемпературное хранение тепла и система восстановления. Т. 1003. — №2. Опубл. 10.02.81; НКИ 13-56. — 6 с.

108. Петриченко P.M. Элементы системы автоматизированного проектирования ДВС / P.M. Петриченко, С.А. Батурин, Ю.Н. Исаков и др. Л.: Машиностроение, 1990. -328 с.

109. Петриченко P.M. Рабочие процессы поршневых машин / P.M. Петриченко, В.В. Оносовский. Л.: Машиностроение, 1972. — 168 с.153

110. Петухов В.А., Данилов B.C. Термодинамическая оценка систем утилизации теплоты отработавших газов в судовых дизельных установках / В.А. Петухов, B.C. Данилов // Двигателестроение. 1987. — № 5. — С. 7-11.

111. Пластинин П.И. Поршневые компрессоры — Т. 1. Теория и расчет / П.И. Пластинин.-М.: Колос, 2000. — 456 с.

112. Пластинин П.И. Теория и расчет поршневых компрессоров / П.И. Пластинин.- ВО «Агропромиздат», 1987. — 271 с.

113. Поликер Б.Е. О повышении экономичности и снижении токсичности отработавших газов дизелей / Б.Е. Поликер, JI.JI. Михальский // Грузовик. -1997.- № 10.-С. 29-31.

114. Попырин J1.C. Математическое моделирование и оптимизация теплоэнергетических установок / J1.C. Попырин. М.: Энергия, 1978. — 416 с.

115. Приходько М.С. Температура выхлопных газов адиабатизированного двигателя / М.С. Приходько, В.В. Староверов, О.В. Дрижеев. // Волгоградский политехи, ин-т. Волгоград, 1986. — 8 с. — Деп. в ЦНИИТЭИтяжмаш 18.09.86., № 1742-ТМ.

116. Пьезоэлектрический двухлучевой индикатор давления типа 2780-S: Руководство по эксплуатации. — Будапешт: Орион-КТС, 1978. — 88 с.

117. Разоренов Г. И. Выбор масштабов при моделировании / Г. И. Разоренов. -М.: Советское радио, 1973. 160 с.

118. Ридер Г. Двигатели Стирлинга / Г. Ридер, Ч. Хупер // Пер. с англ. М.: Мир, 1986.-464 с.

119. Руднев В.В. Утилизации теплоты отработавших газов автомобильных двигателей /В.В. Руднев, M.JI. Хасанова, А.Б. Смолин // Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог: Сб. науч. тр. МА-ДИ (ГТУ). М.,-2001. С. 168-173.

120. Селиверстов P.M. Утилизация тепла в судовых дизельных установках / P.M. Селиверстов. Л.: Судостроение, 1973. — 256 с.

121. Семенов Н.Н. Развитие теории цепных реакций и теплового воспламенения / Н.Н. Семенов. -М.: Знание, 1969. 126 с.154

122. Смолин А.Б. Система утилизации теплоты автомобильных двигателей / А.Б. Смолин, В.В. Руднев, M.JI. Хасанова // Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог: Сб. науч. тр. / МАДИ (ГТУ). М.,-2001. — С. 165-167.

123. Современные дизели: повышение топливной экономичности и длительной прочности: Под ред. А.Ф. Шеховцева / Ф.И. Абрамчук, А.П. Марченко и др. Киев: Техника, 1992 — 27 с.

124. Теплотехника / Под ред. В.Н. Луканина . 2-е изд. перераб. — М.: Высш. шк., 2000. — 671 с.

125. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента / В.Б. Тихомиров. -М.: Легкая индустрия, 1974, 264 с.

126. Транспортные машины с газотурбинными двигателями / Под ред. Н.С Попова. — Л.: Машиностроение, 1987. — 259 с.

127. Уокер Г. Двигатели Стирлинга / Г. Уокер // Пер. с англ. Б.В. Сутугина, Н.В. Сутугина. — М.: Машиностроение, 1985. — 408 с.

128. Химический энцеклопедический словарь /Под ред. И.Л. Киунянца. -М.: Сов. энциклопедия, 1983. 103 с.

129. Химия нефти и газа: Учебное пособие для вузов / Под ред. В.А. Проскурякова, А.Е. Драбкина. Л.: Химия, 1989. — 301 с.

130. Хортов В.П. Новый взгляд на токсичность автомобильных двигателей в условиях городского движения / В.П. Хортов // Грузовик. 2000. — № 5. — С. 8-11.

131. Хортов В.П. Новый взгляд на экологическую опасность АТС / В.П. Хортов // Автомобильная промышленность. — 2000. № 6. — С. 22-24.

132. Храпченков А.С. Судовые вспомогательные и утилизационные парогенераторы / А.С. Храпченков. Л.: Судостроение, 1979. — 280 с.

133. Цветкова Н.И. Об использовании энергии отработавших газов после газовой турбины в силовых установках / Н.И. Цветкова // Энергомашиностроение. — 1964.-№6.-С. 41-45.

134. Шахидулла С.А. Оценка уменьшения расхода топлива в карбюраторном двигателе при использовании бензоэтановой смеси и системы утилизации теплоты / С. А. Шахидулла // Дис. .канд. техн. наук. Харьков, 1985. — 209 с.

135. Шейпак А.А. Характеристика утилизационных паровых турбин двигателей внутреннего сгорания / А.А. Шейпак // Повышение эффективности силовых установок колесных и гусеничных машин: Тез. межвузовской науч.- техн. конф. Челябинск, 1991. С. 72-73.

136. Шокотов Н.К. Основы термодинамической оптимизации транспортных дизелей / Н.К. Шокотов. Харьков: Висща шк., 1980. — 119 с.

137. Элементы системы автоматизированного проектирования ДВС / Под общ. ред. P.M. Петриченко. — JL: Машиностроение, 1990. — 328 с.

138. Эффект теплового взрыва в сверхкритической воде / А.А. Востриков, Д.Ю. Дубов, С.А. Псаров // Информационный материал НИР (грант № ЗН—119— 01) Новосибирск: Институт теплофизики СО РАН, 2001.

139. El Masri М.А. Energy Analyses of Combined Cycles: Part 1 — Air — Coled Brayton — Cycled Gas Turbines / M. A. El — Masri // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. — 1987. — № 2. — P. 228-238.

140. Kittelson D.B. Formation of nanoparticles during exhaust dilution / D.B. Kittelson Abdul-Khalek I // EFI Members conference » Fuels, Lubricants, Engines & Emissions’ 1999. — January 18-20. — 13 p.

141. James C. A comparison of the Bader-Deuflhard and the Cash-Karp Runge-Kutta integrators for the GRI-MECH 3.0 model based on the chemical kinetics code Kintecus. / C. James. T. Ianni // Vast Technologies Development, Inc., US, 1999. -P.84-91.

142. Jennifer C. Reitz MODELING SPRAY Atomization With The Kelvin-Helmholtz/Rayleigh-Taylor Hybrid Model / C. Jennifer, R. Beale // Engine Research Center, University of Wisconsin-Madison, Madison, Wisconsin, USA, 2001. P. 98105.

143. Performance simulation and gas dynamics. // WAVE. Product description. Ricardo Software, 2004. 94 p.

144. Meijer R.J. The Philips Stirling engine / R.J. Meijer // De ingenieur. 1969. -№ 19.-P. 81-93.

145. Willard W. Pulkrabek Engineering Fundamentals of the Internal Combustion Engine // Prentice Hall, Upper Saddle River. New Jersey, 2003. P. 111-119.157

Принцип работы 6-тактного двигателя

6-тактный двигатель

Современные автомобили оснащены четырехтактными двигателями внутреннего сгорания. С развитием автомобильной промышленности также появилась шеститактная конструкция. Этот двигатель добавляет второй рабочий такт и более эффективен, а также приводит к меньшему загрязнению.

Фактически, механическая конструкция 6-тактного двигателя аналогична двигателю внутреннего сгорания. Единственное отличие состоит в его термодинамическом цикле и головке блока цилиндров, которая содержит две дополнительные камеры.На самом деле преимущество использования этого двигателя в том, что он снижает расход топлива на 40%. Существует шесть тактов, включая всасывание, сжатие, воспламенение, выпуск, всасывание воздуха и выпуск воздуха. В дополнение к этому, есть четыре клапана всасывания, впуска воздуха, выпуска воздуха и выпускных клапанов воздуха.

Работа 6-тактного двигателя

В ходе такта всасывания поршень будет находиться вверху и двигаться к низу цилиндра. Собственно, разрежение здесь будет создаваться при движении поршня вниз.За счет этого топливовоздушная смесь будет засасываться в цилиндр, так как всасывающий клапан в этот момент открыт.

Следующий такт сжатия, когда поршень будет двигаться от нижнего цилиндра к верхнему. По сути, здесь закрыты все четыре клапана, что приводит к сжатию топливовоздушной смеси.

В такте зажигания 6-тактного двигателя , топливная смесь полностью сжата, и все клапаны находятся в закрытом положении. Здесь поршень находится в верхней части цилиндра, а свеча зажигания находится в центре.Эта свеча зажигания создаст горение воздушно-топливной смеси, находящейся внутри цилиндра. Это сжатие создает давление на верхнюю часть поршня, которое толкает поршень вниз. Теперь поршень будет находиться в нижней части цилиндра в такте выпуска и двигаться вверх. Здесь в открытом положении остается только выпускной клапан, который выбрасывает дым наружу в атмосферу после воспламенения.

Пятый такт — это всасывание воздуха, и здесь поршень будет находиться в верхней части цилиндра и двигаться вниз.На самом деле, в этом 6-тактном двигателе , клапан всасывания воздуха является единственным открытым клапаном. А чистый воздух будет подсасываться к цилиндру из атмосферы.

Заключительный и последний такт — это такт выпуска воздуха. При этом поршень вначале будет внизу и движется вверх. Здесь клапан выпуска воздуха открыт, и когда поршень движется вверх, воздух выкачивается.

 

 

Шеститактный двигатель — IJERT

.

Поиск двигателя такой же или большей мощности с более высокой топливной экономичностью, чем у существующих, начался уже много лет назад. В результате всех этих исследований формируется новая концепция двигателя, представляющая собой шеститактный двигатель. На эту тему в настоящее время ведутся многочисленные исследования и уже открыто шесть типов шеститактных двигателей. Из них в настоящее время разработаны три шеститактных двигателя, то есть Beare Head, Bruce Crowers и Velozetas, в настоящее время ведутся огромные исследовательские работы.

Во время каждого цикла в типичном четырехтактном двигателе поршень дважды перемещается вверх и вниз в камере, что приводит к четырем общим тактам, один из которых является рабочим тактом, обеспечивающим крутящий момент для движения транспортного средства. Но в шеститактном двигателе шесть тактов, из них два рабочих такта. В автомобильной промышленности произойдут большие перемены благодаря внедрению шеститактных двигателей со вторым рабочим тактом, что приведет к гораздо большей эффективности при меньшем расходе топлива и меньшем загрязнении окружающей среды

  • ВВЕДЕНИЕ

    Большинство реальных двигателей внутреннего сгорания, работающих по разным циклам, имеют одну общую черту, сгорание происходит в цилиндре после каждого сжатия, в результате чего происходит расширение газа, воздействующее непосредственно на поршень (рабочий) и ограниченное 180 градусами угла поворота коленчатого вала.

    По своей механической конструкции шеститактный двигатель с внешним и внутренним сгоранием и двухконтурным потоком аналогичен реальному поршневому двигателю внутреннего сгорания. Шеститактный двигатель отличается своим термодинамическим циклом и модифицированным цилиндром, имеющим одну камеру сгорания и одну камеру нагрева воздуха, обе независимые от цилиндра. Сгорание происходит не внутри цилиндра, а в дополнительной камере сгорания, не воздействует непосредственно на поршень, а его продолжительность не зависит от угла поворота 180 градусов

    вращения коленчатого вала, происходящего при расширении дымовых газов (работе).

    Камера сгорания находится внутри воздушно-отопительной камеры. Давление воздуха в камере нагрева увеличивается и вырабатывает энергию для дополнительного рабочего хода за счет теплообмена через раскаленные стенки камеры сгорания. Отсюда вытекает несколько преимуществ, одним из очень важных является повышение теплового КПД. В настоящее время в двигателе внутреннего сгорания возникают значительные тепловые потери из-за необходимого охлаждения стенок камеры сгорания.

    Шеститактный двигатель имеет следующие преимущества:

    1. Тепловой КПД достигает 50%.(30% для реальных двигателей внутреннего сгорания)

    2. Расход топлива снижен более чем на 40%.

    3. Снижение химического, шумового и теплового загрязнения.

    4. Два расширения (работа) через шесть ударов.

    5. Непосредственный впрыск и оптимальное сгорание топлива при любых оборотах двигателя.

      В шеститактном цикле две параллельные функции выполняются в двух камерах, что приводит к восьми циклам событий: четыре цикла внутреннего сгорания и четыре цикла внешнего сгорания.

      Первый цикл из четырех событий – это внешнее горение.

      Событие 1: впуск чистого воздуха в цилиндр. Событие 2: сжатие чистого воздуха в нагревательной камере.

      Событие 3: поддержание давления чистого воздуха в закрытой камере, при котором происходит максимальный теплообмен со стенками камеры сгорания, без непосредственного воздействия на коленчатый вал.

      Событие 4: расширение перегретого воздуха в цилиндре, работа.

      Во время цикла из четырех событий чистый воздух никогда не вступает в прямой контакт с источником тепла.

      Второй цикл из четырех событий внутреннего сгорания.

      Включает в себя событие 5: повторное сжатие чистого нагретого воздуха в камере сгорания.

      События 6: впрыск и сгорание топлива в закрытой камере сгорания, без прямого воздействия на коленчатый вал.

      Событие 7: Дымовые газы расширяются в цилиндре, работа.

      Событие 8: выпуск продуктов сгорания.

      Во время этих четырех событий воздух вступает в непосредственный контакт с источником тепла.

  • ТИПЫ ШЕСТИТАКТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

    A Однопоршневые конструкции

    В этих конструкциях используется один поршень на цилиндр, как в обычном двух- или четырехтактном двигателе. Вторичная недетонирующая жидкость впрыскивается в камеру, а остаточное тепло от сгорания заставляет ее расширяться для второго рабочего такта, за которым следует второй такт выпуска.

      1. Шеститактный двигатель Griffin

        Обогреваемый внешний испаритель с рубашкой выхлопа, в который распылялось топливо, был основным принципом работы шеститактных двигателей Griffin.Температуру поддерживали около 550 °F, что было достаточно для испарения масла, но не для его химического разложения. Эта фракционная перегонка поддерживала использование тяжелого нефтяного топлива, непригодные для использования смолы и асфальты отделялись в испарителе.

      2. Баюлаз шеститактный двигатель

        Шеститактный двигатель «Баюлаз» по конструкции аналогичен обычному двигателю внутреннего сгорания. Однако существуют модификации головки блока цилиндров с двумя дополнительными камерами фиксированной производительности: камерой сгорания и камерой предварительного подогрева воздуха над каждым цилиндром.Камера сгорания получает заряд нагретого воздуха от цилиндра;

        при впрыске топлива начинается изохорное (постоянного объема) горение, которое увеличивает тепловой КПД по сравнению с горением в цилиндре.

      3. Шеститактный двигатель Velozeta

        В двигателе Velozeta свежий воздух впрыскивается в цилиндр во время такта выпуска, который расширяется под действием тепла и, следовательно, толкает поршень вниз для дополнительного хода. Перекрытия клапанов были удалены, а два дополнительных хода с использованием впрыска воздуха обеспечивают лучшую продувку газа.

      4. Шеститактный двигатель NIYKADO

        Это единственный двигатель, относящийся к категории полностью работающих прототипов. Первый прототип был разработан в 2004 году, в нем использовалось всего два клапана. Второй прототип, разработанный в 2007 году, представлял собой улучшенную конструкцию с использованием четырех клапанов.

      5. Шеститактный двигатель Crower

    В шеститактном двигателе, созданном Брюсом Кроуэром в Соединенных Штатах, вода впрыскивается в цилиндр после такта выпуска и мгновенно превращается в пар, который расширяется и толкает поршень вниз для дополнительного рабочего хода.Таким образом, отработанное тепло, для сброса которого в большинстве двигателей требуется система воздушного или водяного охлаждения, улавливается и используется для приведения в движение поршня

    .

    B Конструкции с противоположными поршнями

    В этих конструкциях используются два поршня на цилиндр, работающие с разной скоростью, при этом между поршнями возникает детонация.

      1. Голова медведя

        Термин «Шесть ударов» был придуман изобретателем Медвежьей головы Малкольмом Биром. Эта технология сочетает в себе нижнюю часть четырехтактного двигателя с оппозитным поршнем в головке блока цилиндров, работающим с половинной циклической скоростью нижнего поршня.Функционально второй поршень заменяет клапанный механизм обычного двигателя.

      2. М4+2

        Двигатели M4+2 имеют много общего с двигателями Beare Head, объединяя два противоположных поршня в одном цилиндре. Один поршень работает с вдвое меньшей циклической скоростью, чем другой, но в то время как основная функция второго поршня в двигателе Beare Head состоит в том, чтобы заменить клапанный механизм обычного четырехтактного двигателя, M4 + 2 продвигает этот принцип еще на один шаг вперед.

      3. Нагнетатель поршня двигателя

    В этом двигателе, похожем по конструкции на головку Beare, система клапанов заменена на «поршневой нагнетатель». Поршневой нагнетатель выполняет работу по наддуву главного цилиндра и одновременно контролирует впускное и выпускное отверстия, что приводит к отсутствию потерь воздуха и топлива в выхлопе. В главном цилиндре при каждом обороте происходит сгорание, как в двухтактном двигателе, и смазка, как в четырехтактном двигателе. Впрыск топлива может происходить в поршневой нагнетатель, в газоперекачивающий канал или в камеру сгорания.

  • ПРИНЦИП ШЕСТИТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

    Шеститактный двигатель описывает ряд различных подходов в двигателе внутреннего сгорания для улавливания отходящего тепла от четырехтактного цикла Отто и использования его для приведения в действие дополнительной мощности и такта выпуска поршня. В конструкции в качестве рабочей жидкости для дополнительного рабочего хода используется пар или воздух. Помимо извлечения мощности, дополнительный ход охлаждает двигатель и устраняет необходимость в системе охлаждения, что делает двигатель легче и повышает эффективность на 40% по сравнению с циклом Отто.Поршни в шеститактном двигателе поднимаются и опускаются шесть раз при каждом впрыске топлива. Шеститактный двигатель имеет 2 рабочих хода: один топливный, один паровой или воздушный. Известные в настоящее время конструкции шеститактных двигателей включают шеститактный двигатель Crower, двигатель Bajulaz и шеститактный двигатель. Двигатель Beare Head назван его разработчиком шеститактным, но стоит особняком от других. Он использует второй противоположный поршень в каждом цилиндре, который движется с половиной циклической скорости основного поршня, что дает шесть движений поршня за цикл.При этом не используется дополнительная рабочая жидкость. После такта выпуска вместо воздушно-топливной смеси (как в бензиновых двигателях) в цилиндр всасывается свежий воздух из воздушного фильтра, который удаляется на шестом такте. Перекрытия клапанов были удалены, а для лучшей продувки были предусмотрены два дополнительных хода с использованием нагнетания воздуха. Двигатель показывает снижение расхода топлива на 40% и резкое снижение уровня загрязнения. Его удельная мощность не меньше, чем у четырехтактного бензинового двигателя.Двигатель может работать на различных видах топлива, от бензина и дизельного топлива до сжиженного нефтяного газа. Измененный двигатель показывает снижение выбросов CO на 65% по сравнению с четырехтактным двигателем, на основе которого он был разработан

    .
  • МОДИФИКАЦИЯ В ШЕСТИТАКТНОМ ДВИГАТЕЛЕ

    В определенные части обычного четырехтактного двигателя вносятся изменения, чтобы новый шеститактный двигатель работал успешно. Эти модификации:

    1. Модификация передаточного отношения коленчатого вала к распределительному валу

      В обычном четырехтактном двигателе шестерня на коленчатом валу должна поворачиваться на 720°, а распредвал поворачивается на 360° для завершения одного цикла.Для шеститактного двигателя шестерня на коленчатом валу должна повернуться на 1080, чтобы повернуть распределительный вал на 360 и завершить один цикл.

      Следовательно, их соответствующее передаточное отношение равно 3:1.

    2. Модификация распределительного вала

      В шеститактном двигателе 360 градусов кулачка были разделены на 60 градусов среди шеститактных двигателей. Выпускной кулачок имеет 2 лепестка для открытия выпускного клапана на четвертом такте (первый такт выпуска) и на шестом такте для выталкивания пара.

    3. Модификация кулачкового толкателя

    Нижняя форма обычного толкателя имеет плоскую форму, которая подходит для обычного распределительного вала четырехтактного двигателя.При уменьшении продолжительности открытия клапана с 9000 до 6000 необходимо изменить форму толкателя с плоской на роликовую или сферическую.

  • РАБОТА ШЕСТИТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

    Различные рабочие такты шеститактного двигателя: 1-й такт (такт всасывания)

    Впускной клапан остается открытым. За счет проворачивания поршень движется вниз, в результате чего образуется разность давлений, из-за которой в цилиндр поступает чистый воздух.

    2-й такт (такт сжатия)

    Впускной клапан закрывается, а клапан нагревательной камеры открывается.Поршень движется вверх за счет проворачивания коленчатого вала, нагнетая воздух в камеру нагрева. Воздух на этом этапе преобразуется в высокое давление.

    3-й такт (1-й рабочий такт)

    Клапан камеры сгорания открывается и газы сгорания поступают в цилиндр.

    4-й такт (такт выпуска)

    Выпускной клапан открывается. Поршень движется вверх, и выхлопные газы удаляются через этот клапан.

    5-й такт (2-й рабочий такт)

    Клапан камеры открывается, и чистый воздух теперь под высоким давлением и высокой температурой поступает в цилиндр, который воздействует на поршень и, следовательно, движется вниз

    , что приводит к 2-му рабочему такту.

    6-й такт (2-й такт выпуска)

    Наконец открывается клапан камеры сгорания. Поршень движется вверх, нагнетая чистый воздух в камеру сгорания.

  • ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ТЕПЛОВОЙ КПД И РАСХОД ТОПЛИВА

    1. Тепло, отводимое при охлаждении головки блока цилиндров обычных двигателей, регенерируется в шеститактном двигателе воздушной камерой нагрева, окружающей камеру сгорания.

    2. После впуска воздух сжимается в камере нагрева и нагревается на 720 градусов угла поворота коленчатого вала,

      360 градусов из которых в закрытой камере (внешнее сгорание).

    3. Перенос тепла от очень тонких стенок камеры сгорания к камерам нагрева воздуха снижает температуру и давление газов при расширении и выхлопе (внутреннее сгорание).

    4. Лучшее сгорание и расширение газов при повороте коленчатого вала на 540 градусов, из которых 360° приходится на закрытую камеру сгорания, а 180° на расширение.

    5. Тлеющая камера сгорания позволяет оптимально сжигать любое топливо и прокаливать остатки.

    6. Распределение работы: два расширения (рабочих такта) на шесть тактов или на треть больше, чем в четырехтактном двигателе.

    7. Лучшее наполнение цилиндра на впуске за счет более низкой температуры стенок цилиндра и головки поршня.

    8. Устранение пересечения выхлопных газов со свежим воздухом на впуске. В шеститактных двигателях впуск происходит на первом такте, а выпуск на четвертом такте.

    9. Значительное снижение мощности охлаждения.Мощность водяного насоса и вентилятора снижена. Возможность подавить охладитель воды.

    10. Меньшая инерция благодаря легкости движущихся частей.

    11. Низкая температура масла. При сгорании в закрытой камере высокие температуры меньше воздействуют на масло, а риск разбавления снижается даже при холодном пуске. Так как у шеститактного двигателя впуск и выпуск на треть меньше, чем у четырехтактного двигателя, разрежение на поршне при впуске и заднем

    12. Давление при выхлопе снижено на треть.Прирост КПД компенсирует потери на прохождение воздуха через клапаны камеры сгорания и камеры нагрева, при сжатии свежего

      и перегретый воздух. Потери на трение в шеститактном двигателе компенсируются за счет лучшего распределения давления на детали и устранения прямого сгорания.

  • ПРЕИМУЩЕСТВА ШЕСТИТАКТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПЕРЕД ЧЕТЫРЕХТАКТНЫМИ

    Основные преимущества шеститактного двигателя

      1. Снижение расхода топлива не менее чем на 40%:

        Операционный КПД около 50 %, отсюда значительное снижение удельного потребления.КПД современного бензинового двигателя составляет порядка 30%. Удельная мощность шеститактного двигателя будет не меньше, чем у четырехтактного бензинового двигателя, при этом увеличение теплового КПД компенсирует проблему за счет двух дополнительных тактов.

      2. Два расширения (работа) в шесть тактов:

        Поскольку рабочие циклы происходят в два такта (3600 из 10800) или на 8% больше, чем в четырехтактном двигателе (1800 из 720), крутящий момент гораздо более равномерный.Это приводит к очень плавной работе на низких оборотах без какого-либо существенного влияния на потребление и выбросы загрязняющих веществ, а на сгорание не влияет частота вращения двигателя. Эти преимущества очень важны для улучшения характеристик автомобиля в условиях городского движения.

      3. Значительное сокращение загрязнения:

        Химическое, шумовое и термическое загрязнение снижаются, с одной стороны, пропорционально снижению удельного расхода топлива, а с другой, за счет собственных характеристик двигателей, которые позволяют значительно снизить выбросы НС, СО и NOx.Кроме того, его способность работать на топливе растительного происхождения и слабо загрязняющих газах при оптимальных условиях придает ему качества, которые позволяют ему соответствовать самым строгим стандартам.

      4. Многотопливный:

  • ГРАФИК ДЛЯ ШЕСТИТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

    Диаграмма объем-угол для шеститактного двигателя.

    Сравнение P-V диаграмм 4-тактного и 6-тактного двигателя.

    Многотопливный по преимуществу, он может использовать самые разные виды топлива любого происхождения (ископаемое или растительное), от дизельного топлива до

    л.П.Г. или животный жир. В шеститактном двигателе не возникает проблем при сгорании из-за разницы в воспламеняемости. Его легкая, стандартная конструкция бензинового двигателя и низкая степень сжатия в камере сгорания; не исключайте использование дизельного топлива. Также рекомендуется смесь метанол-бензин.

    Диаграмма момент-угол для 6-тактного двигателя.

  • ЗАКЛЮЧЕНИЕ

  • 11. ССЫЛКА

    В настоящее время по всему миру работают миллиарды взрывных двигателей, и эта эра не подходит к концу.Коммерчески очевидно, что большой рынок для автомобилей, тяжелых грузов, строительных и сельскохозяйственных машин. Это приоритет для шеститактного двигателя. Снижение расхода топлива и загрязнения окружающей среды без какого-либо влияния на производительность приведет к переоценке концепции автомобиля.

    На сегодняшний день нет ничего удивительного в решении проблемы замены двигателя внутреннего сгорания. Только усовершенствование существующей технологии может помочь ей развиваться в разумных временных и финансовых рамках. Шеститактный двигатель идеально вписывается в этот образ.Его внедрение в автомобильной промышленности окажет огромное влияние на окружающую среду и мировую экономику, предполагая снижение расхода топлива до 40% и выбросов загрязняющих веществ на 60-90%, в зависимости от типа используемого топлива. Расход топлива для среднеразмерных автомобилей должен быть в пределах 4-5 литров на 100км. и от 3 до 4 литров для малолитражных автомобилей

    10. БЛАГОДАРНОСТЬ

    Выражаю искреннюю благодарность проф. D.V. Bhise (заведующий кафедрой машиностроения) за их любезное сотрудничество в представлении этой статьи.

    Я также выражаю искреннюю благодарность всем остальным членам факультета машиностроения и моим друзьям за их сотрудничество и поддержку.

    (PDF) Концепция шеститактного двигателя. 1,2, П. Нареш, доцент кафедры ME DEPT, Колледж инженеров и технологий AVR и SVR, Нандьял.

    * Автор, ответственный за переписку: П. Нареш, E.mail: [email protected]

    Получено: 27 ноября 2015 г., принято: 18 декабря 2015 г., опубликовано: 18 декабря 2015 г.

    РЕЗЮМЕ

    сложной задачей двигателестроения сегодня является острая необходимость повышения теплового КПД двигателя. Более высокая эффективность

    означает меньший расход топлива и более низкие выбросы в атмосферу на единицу работы, производимой двигателем.В 1862 году

    француз Альпхаус Бо де Роша представил свою теорию идеального цикла двигателя внутреннего сгорания. Эта теория была применена немецким инженером по имени Николаус А. Отто, который впервые построил успешный четырехтактный двигатель SI в 1876 году. Четырехтактный цикл сгорания

    позже стал известен как «цикл Отто». В четырехтактном двигателе поршень совершает четыре полных

    хода внутри цилиндра, а коленчатый вал совершает два оборота за каждый термодинамический цикл.Недостатком четырехтактного цикла

    является то, что за один оборот коленчатого вала выполняется только половина рабочего такта 2. Объем четырехтактного двигателя

    составляет всего 340 куб.см. В процессе создается меньший крутящий момент. Загрязнение больше в четырехтактном двигателе. За шесть тактов двигатель

    улавливает выхлопное тепло четырехтактного цикла и использует его для получения дополнительной мощности и хода выхлопа поршня

    в том же цилиндре.Это тепло используется для получения пара из воды, которая далее используется в качестве рабочей жидкости для

    дополнительного рабочего хода. Этот пар толкает поршень вниз. Помимо извлечения мощности, дополнительный ход охлаждает двигатель

    водой и устраняет необходимость в системе охлаждения, что делает двигатель легче и повышает эффективность на 40% по сравнению с обычным циклом

    Отто. Поршни в этом шеститактном двигателе поднимаются и опускаются шесть раз при каждом впрыске топлива.Эти шеститактные двигатели имеют

    2 рабочих такта: один на топливе, один на паре.

    Ключевое слово: шеститактный двигатель, впрыск воды, поршневой кулачковый ролик, обратный цикл, цилиндр и коленчатый вал.

    ВВЕДЕНИЕ

    Сначала в четырехтактном двигателе открывается впускной клапан [I.V.O] и

    свежий заряд топливно-воздушной смеси всасывается в цилиндр

    .Затем впускной и выпускной клапаны закрываются, а поршень в

    самое низкое положение [B.D.C]. Во время такта сжатия поршень

    движется вверх, сжимая топливовоздушную смесь. Но прежде чем

    поршень достигает своего верхнего положения [ВМТ], свеча зажигания

    впрыскивает топливовоздушную смесь, и смесь воспламеняется, повышая

    давление и температуру в цилиндре.

    Газы под высоким давлением толкают поршень вниз, что, в свою очередь,

    заставляет коленчатый вал вращаться, производя полезную работу

    во время расширения или рабочего такта.В конце этого такта поршень

    находится в крайнем нижнем положении, а цилиндр заполнен продуктами сгорания

    .

    Затем поршень снова движется вверх, продувая выхлопные газы

    через выпускной клапан, и второй раз вниз, втягивая

    свежую воздушно-топливную смесь через впускной клапан. Таким образом, поршень

    совершает четыре такта, что дает два полных оборота коленчатому валу

    .

    Но в шеститактном двигателе в дальнейшем используются выхлопные газы, оставшиеся после

    сгорания.Затем в перегретый цилиндр

    впрыскивается вода. Через горячие газы вода меняет свою фазу на пар

    , так как температура горячих газов высока. Этот пар будет работать

    как рабочая жидкость, которая будет толкать поршень вниз. Этот механизм

    даст два дополнительных хода за тот же цикл. В этом цикле

    нет необходимости во внешней системе охлаждения, так как вода

    будет охлаждать систему.

    Требуется меньше топлива, а также увеличивается мощность.Это уменьшает вес

    и сложность головки двигателя на целых 50%.

    Крутящий момент увеличивается на 35%, а также повышается его эффективность.

    Четырехтактный блок, поршни и коленчатый вал остались прежними. Эта комбинация двухтактной и четырехтактной технологии

    называется

    «шеститактный двигатель» (2 + 4 = 6). Функционально второй поршень

    заменяет клапанный механизм обычного двигателя.

    Среднее эффективное давление из-за второго расширения водой

    впрыск

    2.МОДИФИКАЦИЯ ДВИГАТЕЛЯ

    Чтобы сделать обычный шеститактный двигатель, можно внести несколько модификаций

    , чтобы его можно было легко запустить. Под прокладкой ГБЦ

    все стандартно, поэтому одно преимущество в том, что эту модификацию

    можно перенести в существующие двигатели без замены

    нижней части.

    ЖУРНАЛ РАЗВИТИЯ

    МАШИНОСТРОЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИИ

    Домашняя страница журнала: http://scienceq.org/Journals/JAET.php

    (PDF) ШЕСТИТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

    177

    MP

    Труды 15

    th

    Int. Конференция AMME, 29-31 мая 2012 г.

    Конклин и Шибист [3] провели теоретический термодинамический анализ этого шеститактного двигателя

    вторым методом, чтобы рассчитать влияние этой новой схемы на

    среднее эффективное давление. Результат их анализа показан на рисунке 3.

    Рис. 3. Среднее эффективное давление вторичного расширения с закачкой воды [3].

    На рис. 3 показано увеличение среднего эффективного давления с увеличением количества

    впрыскиваемой воды, а также с большей задержкой закрытия кулачка выпускного клапана.

    Запуск шеститактного двигателя был проблемой, как сообщил Эндрю Де Йонг и др.

    и др. [4], вместо обычного стартера для запуска двигателя использовался двигатель постоянного тока. В

    на этом этапе проекта будут проведены экспериментальные испытания одноцилиндрового четырехтактного двигателя внутреннего сгорания

    для преобразования его в шеститактный двигатель только для того, чтобы

    убедиться, что двигатель может работать с шеститактным циклом плавно.

    МОДИФИКАЦИЯ ДВИГАТЕЛЯ

    Чтобы сделать шеститактный двигатель из обычного четырехтактного двигателя, необходимо внести несколько модификаций

    в определенные детали обычного двигателя, чтобы гарантировать, что новый

    шеститактный двигатель будет успешно работать . Для применения на нем этих модификаций использовался одноцилиндровый двигатель Mitsubishi

    с искровым зажиганием. К этим модификациям относятся:

    Изменение соотношения коленчатого вала к распределительному валу

    В обычном четырехтактном двигателе шестерня коленчатого вала должна вращаться 720

    ο

    , в то время как

    распределительный вал поворачивается на 360

    0 ο за один полный цикл.Для шеститактного двигателя шестерня коленчатого вала

    должна провернуться на 1080

    ο

    , чтобы провернуть распределительный вал 360

    ο

    и совершить один цикл.

    Следовательно, их соответствующее передаточное отношение равно 3:1.

    На рис. 4 показана предыдущая передача при обычном двигателе, работающем на четырехтактном

    передаточном числе 2:1, и новые передачи для работы с шеститактным двигателем. Новая шестерня на

    Шеститактный двигатель | Тракторно-строительный завод Wiki

    Термин шеститактный двигатель описывает два разных подхода к двигателю внутреннего сгорания, который с 1990-х годов претерпел некоторые изменения, направленные на повышение его эффективности и снижение выбросов:

    При первом подходе двигатель улавливает отработанное тепло четырехтактного цикла Отто или цикла Дизеля и использует его для обеспечения дополнительной мощности и такта выпуска поршня в том же цилиндре.В конструкции в качестве рабочей жидкости для дополнительного рабочего хода используется пар или воздух. Помимо извлечения мощности, дополнительный ход охлаждает двигатель и устраняет необходимость в системе охлаждения, что делает двигатель легче и повышает эффективность на 40% по сравнению с обычным циклом Отто или циклом Дизеля. [1] Поршни в этом шеститактном двигателе поднимаются и опускаются шесть раз при каждом впрыске топлива. Эти шеститактные двигатели имеют 2 рабочих такта: один на топливе, один на паре или на воздухе. В настоящее время известными конструкциями шеститактных двигателей в этом классе являются шеститактные двигатели Crower, изобретенные Брюсом Кроуэром из U.С.; двигатель Bajulaz фирмы Bajulaz S A, Швейцария; и шеститактный двигатель Velozeta, построенный Инженерным колледжем в Тривандраме в Индии.

    Второй подход к шеститактному двигателю использует второй оппозитный поршень в каждом цилиндре, который движется с половиной циклической скорости основного поршня, что дает шесть движений поршня за цикл. Функционально второй поршень заменяет клапанный механизм обычного двигателя, но также увеличивает степень сжатия. Известные в настоящее время конструкции шеститактных двигателей этого класса включают две конструкции, разработанные независимо: двигатель Beare Head, изобретенный австралийцем Малкольмом Беаром, и немецкий зарядный насос, изобретенный Гельмутом Коттманном.

    Типы двигателей

    Основная статья: Википедия: Шеститактный двигатель для полной статьи

    Шеститактный двигатель Griffin

    В 1883 году инженер из Бата Сэмюэл Гриффин был признанным производителем паровых и газовых двигателей. Он хотел произвести двигатель внутреннего сгорания, но без оплаты лицензионных расходов на патенты Отто. Его решение заключалось в разработке «патентного золотника» и шеститактного двигателя одностороннего действия с его использованием.

    К 1886 году шотландский производитель паровозов Dick, Kerr & Co.увидел будущее в больших нефтяных двигателях и лицензировал патенты Гриффина. Это были тандемные двигатели двойного действия, которые продавались под названием «Килмарнок». [2] Основным рынком сбыта двигателя Griffin было производство электроэнергии, где они заработали репутацию счастливо работающего налегке в течение длительного времени, а затем внезапно смогли удовлетворить большой спрос на электроэнергию. Их большая тяжелая конструкция не подходила для мобильного использования, но они были способны сжигать более тяжелые и дешевые сорта нефти.

    Ключевым принципом «Griffin Simplex» был внешний испаритель с обогреваемой выхлопной рубашкой, в который распылялось топливо. Температуру поддерживали около 550 °F (288 °C), что было достаточно для физического испарения масла, но не для его химического разрушения. Эта фракционная перегонка поддерживала использование тяжелого нефтяного топлива, непригодные для использования смолы и асфальты отделялись в испарителе.

    Использовался зажигатель горячей лампы, который Гриффин назвал «Кататермический воспламенитель» , небольшая изолированная полость, соединенная с камерой сгорания.Распылительный инжектор имел регулируемое внутреннее сопло для подачи воздуха, окруженное кольцевым кожухом для масла, причем масло и воздух поступали под давлением 20 фунтов на квадратный дюйм и регулировались регулятором. [3] [4]

    Гриффин прекратил свою деятельность в 1923 году.

    Сохранились только два известных экземпляра шеститактного двигателя Griffin. Один находится в музее двигателей Anson. Другой был построен в 1885 году и несколько лет находился в Бирмингемском музее науки и техники, но в 2007 году вернулся в Бат и в Музей Бата за работой. [5]

    Шесть тактов: всасывание, предварительное сжатие, перенос газа, сжатие, воспламенение и выброс.

    Связанные патенты США

    • 1217788 Внутреннее сгорание и паровой двигатель 27 февраля 1917 г. Хьюго Ф. Лидтке, кажется, был одним из первых, кто задумал чередование внутреннего сгорания и впрыска пара в камеру сгорания.
    • 1339176 Двигатель внутреннего сгорания 4 мая 1920 г. Леонард Х. Дайер изобрел первый 6-тактный двигатель внутреннего сгорания с впрыском воды в 1915 г.
    • 3964263 Шеститактный двигатель внутреннего сгорания и парообразования 22 июня 1976 г.
    • 4143518 Двигатель внутреннего сгорания и паровой двигатель 13 марта 1979 г.
    • 4301655 Комбинированный двигатель внутреннего сгорания и паровой двигатель 24 ноября 1981 г.
    • 4433548 Комбинированный двигатель внутреннего сгорания и паровой двигатель 28 февраля 1984 г.
    • 4489558 Составной двигатель внутреннего сгорания и способ его использования 25 декабря 1984 г.
    • 4489560 Составной двигатель внутреннего сгорания и способ его использования 25 декабря 1984 г.
    • 4736715 Двигатель с шеститактным циклом, переменной степенью сжатия и постоянным ходом 12 апреля 1988 г.
    • 44 Шеститактный двигатель внутреннего сгорания 17 апреля 1990 г.
    • 4924823 Шеститактный двигатель внутреннего сгорания 15 мая 1990 г.
    • 6253745 Многотактный двигатель с топливным и паровым наддувом 3 июля 2001 г.
    • 6311651 Шеститактный двигатель внутреннего сгорания с компьютерным управлением и принцип его работы 6 ноября 2001 г.
    • 6571749 Шеститактный двигатель внутреннего сгорания с компьютерным управлением и принцип его работы 3 июня 2003 г.
    • 7021272 Электрогенераторная установка с многотактным циклом, управляемая компьютером, и метод работы 4 апреля 2006 г.

    Ссылки

    См. также

    Внешние ссылки

    Внутри шеститактного двигателя Брюса Кроуэра

    Брюс Кроуэр жил, дышал и строил горячие двигатели всю свою жизнь.Теперь он работает над более крутым — таким, который использует обычно теряемую впустую тепловую энергию, создавая пар внутри камеры сгорания и используя его для увеличения выходной мощности двигателя, а также для контроля его температуры.

    «Более 30 лет я пытался придумать, как уловить потери в радиаторе, — объясняет опытный шлифовщик распределительных валов и производитель гоночных двигателей. «Однажды утром около 18 месяцев назад я проснулся, как во сне, и сразу понял, что у меня есть ответ».

    Поспешив в свою полностью оборудованную домашнюю мастерскую в сельской местности за пределами Сан-Диего, он начал чертить и обрабатывать детали, а также устанавливать их в сильно модифицированную одноцилиндровую промышленную силовую установку, 12-сильный дизель, который он переоборудовал для работы на бензине.Он прикрутил его к тестовой раме, залил равное количество топлива и воды в двойные баки и потянул за пусковой трос.

    «Моей первой реакцией было: «Глоток! Он работает!», — вспоминает 75-летний изобретатель. «И тут на меня начал падать этот «снег». Я подумал: «Что сотворил Бог…»

    «Снег» представлял собой хлопья белой краски, слетавшие с потолка мощными импульсами выхлопных газов и пара, выбрасываемых из открытой выхлопной трубы, направленной прямо вверх.

    В течение следующего года Кроуэр предпринял методическую программу разработки, в частности опробовав многочисленные варианты профилей распределительных валов и времени, когда он сузил рабочие параметры своего запатентованного шеститактного цикла.

    В последнее время он пробовал варианты двухлепестковых выпускных кулачков, чтобы задержать и даже исключить открытие выпускного клапана после первого рабочего такта, чтобы «повторно сжать» дымовые газы и, таким образом, увеличить силу парового удара.

    Двигатель еще не работал с нагрузкой на динамометрическом стенде, но проведенные на сегодняшний день испытания позволяют Кроуэру ожидать, что, как только он получит точные цифры, двигатель будет показывать нормальный уровень мощности при значительно меньшем количестве топлива и без перегрева.

    «Он будет работать в течение часа, и вы можете буквально положить на него руку. Тепло, да, но не обжигающе. С любым обычным двигателем, работающим без водяной рубашки или ребер, вы бы не смогли этого сделать».

    Действительно, у тестового образца нет внешней системы охлаждения — ни водяной рубашки, ни водяного насоса, ни радиатора; ничего. У него сохранились плавники, потому что они поставлялись с ними, но Кроуэр указывает, что двигатель был бы более эффективным, если бы он взял на себя труд их стачивать. Он отказался от оригинального охлаждающего вентилятора.

    До сих пор он использовал только бензин, но Брюс считает, что тестовый двигатель на дизельном топливе, который он сейчас конструирует, с самодельной головкой заготовки, включающей распределительный вал третьей скорости, позволит реализовать истинный потенциал его концепции.

    Кроуэр предлагает нам представить легковой или грузовой автомобиль (он также говорит об обтекаемом автомобиле Bonneville) без радиатора и связанных с ним воздуховодов, вентилятора, водопровода, веса охлаждающей жидкости и т. д.

    «Особенно 18-колесный автомобиль, они у меня есть этот массивный радиатор, который весит 800, 1000 фунтов.Не обязательно», — утверждает он. «В этих больших грузовиках они рассматривают полезную нагрузку как свой хлеб с маслом. Если вы получите 1000 фунтов или больше с грузовика…»

    Компенсацией этого, конечно же, будет необходимость перевозить большое количество воды, а вода тяжелее бензина или дизельного топлива. По предварительным оценкам, двигатель, работающий по циклу Кроуэра, будет потреблять примерно столько же галлонов воды, сколько топлива.

    Кроуэр считает, что вода должна быть дистиллированной, чтобы предотвратить образование отложений внутри системы, поэтому необходимо создать инфраструктуру снабжения.(В своих испытаниях он использует дождевую воду.) Еще одной проблемой будет удержание воды от замерзания.

    Но изобретатель видит важнейшие преимущества. «Вы представляете, сколько топлива ежедневно уходит на потери в радиаторах в Америке? Хороший двигатель с искровым зажиганием имеет КПД около 24%; т. е. около 24 центов вашего бензинового доллара в итоге оказывается во власти. Остальное уходит на потери тепла через выхлоп или радиатор, а также на привод водяного насоса и вентилятора и другие потери на трение.

    «Хороший дизель имеет КПД около 30 процентов, хороший турбодизель — около 33 процентов.Но у вас все еще есть радиаторы и тяжелые компоненты, а потери в вентиляторах большого дизельного грузовика чрезвычайно высоки».

    Подводя итоги, Брюс считает, что его новый рабочий цикл может сократить потребление топлива типичным двигателем на 40 процентов. Он также ожидает, что выбросы выхлопных газов могут быть значительно снижены. Все благодаря пару.

    «Многие не знают, что вода при переходе из жидкости в пар расширяется в 1600 раз. Тысяча шестьсот! Вот почему мощность пара так хороша. Но это опасно…»

    Опасность взрыва котла долгое время была фактором в проектировании и эксплуатации паровых электростанций всех видов, и Кроуэр с должным вниманием относится к миниатюрному котлу, который он создал внутри своей тестовой машины.Это одна из причин, по которой он решил использовать тот, который изначально производился как дизель, из-за присущей ему прочности, хотя он установил карбюратор и систему зажигания, чтобы сначала он мог сжигать бензин.

    Оригинальная система инжектора дизельного топлива теперь подает водяной спрей для создания парового удара.

    В дополнение к дополнительной мощности впрыскиваемая вода охлаждает поршень и выпускной клапан, что говорит Кроуэру о том, что он мог бы повысить степень сжатия. «Я делал это много раз на обычных двигателях: 15 к 1 на бензине в течение первых пяти секунд работает довольно хорошо, пока вы не получите немного тепла в камере, а затем внезапно он начинает гудеть.Но с охлаждением камеры держу пари, что 12-, 13-к-1 не будет проблемой на дешевом топливе.

    «Итак, что мы можем сделать, так это использовать топливо, которое не так хорошо… Это сэкономит никель на галлон, не имея необходимости поддерживать три сорта».

    Что касается его надежды на снижение выбросов, Брюс предполагает, что пар может выдувать «прилипшие углеводороды» из камеры сгорания. «Эта штука может оказаться настолько чистой, что вам не понадобится каталитический нейтрализатор.

    Но он признает, что это неизвестно, говоря, что «предстоит еще много экспериментов.Какая перспектива вызывает у него улыбку. Он преуспевает в такого рода вызовах.

    «Вы должны быть в кулачковом бизнесе и знать динамику двигателей», — говорит Брюс Кроуэр о том, как ему пришла в голову эта идея. И у него определенно есть такой бэкграунд.

    Он строил и участвовал в гонках на хот-родах (и хот-байках), производил скоростное оборудование и управлял собственным скоростным магазином в своем родном городе Феникс, когда был еще подростком.

    Переехав в Сан-Диего в 1950-х годах, среди других подвигов он бросил Hemi в Hudson и разогнал его до рекордной скорости 157 миль в час в Бонневилле.

    Неизбежно изобретательный и неутомимый Кроуэр создал крупный бизнес по производству оборудования для нагнетателей, впускных коллекторов, сцеплений и, особенно, распределительных валов. Ему также приписывают первое предложение заднего антикрыла Дону Гарлитсу — в 1963 году, за три года до крылатого Chaparral Джима Холла. Брюс Кроуэр теперь в Зале славы дрэг-рейсинга Флориды.

    На самом деле Кроуэр представил крыло двумя годами ранее, во время практики на автомобиле Джима Ратманна в Индианаполисе 1961 года — за пять лет до крылатого Chaparral Джима Холла.Брюс был в команде на Спидвее с 1954 года (Джимми Брайан, второе место) и был частью победы Ратманна в 1960 году. Он также был в командах-победителях в 1966 году (Грэм Хилл) и 1967 году (Эй Джей Фойт). Три десятилетия спустя, в 1998 году, Эдди Чивер победил с камерами Crower.

    Брюс даже изготовил свой собственный полноценный двигатель Indy, плоский восьмицилиндровый двигатель, который в 1977 году так и не появился на рынке, а затем устарел (из-за своей ширины) с появлением туннелей с эффектом земли. Но Crower 8 и его автоматическое сцепление получили награду SAE за инновации.

    Сегодня в Crower Cams and Equipment Company работает около 160 человек на пяти предприятиях, и она производит не только распредвалы, но и коленчатые валы и шатуны, в том числе титановые шатуны для (неназванных) клиентов Формулы-1.

    Брюса Кроуэра сейчас нельзя назвать пенсионером, но он счастлив, что основанная им компания «прокручивается», пока он «играет с машинами». Вот как он смотрит на интенсивную работу по исследованиям и разработкам, которую он проводит в уединении своего 13-акрового владения лошадьми недалеко от сельской общины Джамул.

    Одним из нескольких проектов является сборка двигателей Honda S2000 для автомобиля Midget, на котором гоняет его внучка Эшли Суонсон. («Я думаю, что она на одном уровне с Даникой Патрик», — говорит гордый дедушка.)

    Но его главная цель — доказать, что его шеститактный двигатель настолько революционен, насколько он сам в это верит. «Я пытался найти что-то неправильное во всей основной идее почти год, — говорит он, — но я думаю, что у нас будет очень востребованный продукт».

    Затем он философски добавляет: «Если получится здорово, хорошо.Если нет, то это просто еще один год из моей жизни, когда мне было очень весело делать что-то».

    Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

    London Journals Press — Проектирование шеститактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием

    A.B. Хассана и М.A. Olabiyiσ

    __________________________________________

    РЕЗЮМЕ

    Скорость потери энергии в результате деятельности человека огромна. Необходимо работать над тем, как генерировать больше энергии и минимизировать использование генерируемой энергии. В двигателе внутреннего сгорания необходимо сосредоточиться на получении энергии за счет использования тепла, генерируемого в процессе сгорания. Чтобы снизить энергопотребление, уровень выбросов и повысить эффективность четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием, четырехтактный двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием был преобразован в шеститактный двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием.Тепло, выделяемое в четырехтактном цикле, используется в шеститактном цикле для дополнительного рабочего хода и такта выпуска поршня в том же цилиндре. Существует впрыск воды, которая образует пар с помощью тепла, выделяемого в четырехтактном цикле, который толкает поршень вниз для дополнительного рабочего хода, а поршень поднимается, чтобы вытеснить выхлопные газы из цилиндра. При впрыске воды в цилиндр отпадает необходимость в системе охлаждения, как в четырехтактном цикле Отто, благодаря которому двигатель становится легче, а эффективность использования топлива и мощности составляет 25% по сравнению с обычным циклом Отто.

    Ключевые слова: шеститактный двигатель, искровое зажигание, внутреннее сгорание, кулачковый вал, коленчатый вал, звездочка.

    Автор α σ: Факультет машиностроения, Федеральный технологический университет, P.M.B.65, Минна, штат Нигер, Нигерия.

    1. ВВЕДЕНИЕ

    Принцип шеститактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием основан на обычном четырехтактном двигателе внутреннего сгорания с искровым зажиганием, но с дополнительными функциями для экономии энергии (расход топлива), максимальной оптимизации мощности и скорости охлаждения e .т.к. Дополнительные функции включают добавление двух других тактов, в которых двигатель использует отработанное тепло четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием (цикл Отто или цикл Дизеля) для дополнительного рабочего такта и такта выпуска поршня в цилиндре. В конструкции в качестве рабочей жидкости для дополнительного рабочего хода используется пар.

    1.1 Предпосылки исследования

    В двигателе внутреннего сгорания большая часть энергии топлива теряется в виде тепла и загрязняющих веществ.Тепло выводится радиатором. Необходимо сосредоточиться на скорости потери энергии, поскольку мир работает над тем, как генерировать больше энергии и минимизировать использование уже выработанной энергии. Последствия энергии невозможно переоценить с точки зрения человеческой технологии; каждый аспект человеческой деятельности требует стабильного и жизнеспособного источника энергии и способов его поддержания. Необходимо сосредоточиться на получении энергии за счет использования этого тепла, вырабатываемого в двигателе внутреннего сгорания.Шеститактный двигатель разрабатывался с 1990-х годов, описывает два разных подхода в двигателе внутреннего сгорания, направленных на повышение его эффективности и снижение выбросов. Двигатель получает отработанное тепло от четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, работающего по циклу Отто или по циклу Дизеля, и использует его для получения дополнительной мощности и такта выхлопа поршня в том же цилиндре. В конструкции в качестве рабочей жидкости для дополнительного рабочего хода используется пар или воздух. Дополнительный ход охлаждает двигатель и устраняет необходимость в системе охлаждения, что делает двигатель легче и повышает эффективность на 40% по сравнению с обычным циклом Отто или циклом Дизеля (Ахмад, 2012).Поршни в этом шеститактном двигателе поднимаются и опускаются шесть раз при каждом впрыске топлива. Эти шеститактные двигатели имеют два рабочих такта: один на топливе, один на паре или на воздухе. В настоящее время известными конструкциями шеститактных двигателей в этом классе являются шеститактный двигатель Кроуэра, изобретенный Брюсом Кроуэром из США; двигатель Bajulaz производства Bajulaz SA Company, Швейцария; и шеститактный двигатель с искровым зажиганием Velozeta, построенный Инженерным колледжем в Тривандраме в Индии.

    Второй подход к шеститактному двигателю внутреннего сгорания с искровым зажиганием использует второй оппозитный поршень в каждом цилиндре, который движется с половиной циклической скорости основного поршня, что дает шесть движений поршня за цикл.Функционально второй поршень заменяет клапанный механизм обычного двигателя, а также увеличивает степень сжатия. Известные в настоящее время конструкции шеститактных двигателей с искровым зажиганием в этом классе включают две конструкции, разработанные независимо: двигатель Beare Head, изобретенный австралийским фермером Малкольмом Беаром, и немецкий зарядный насос, изобретенный Гельмутом Коттманном.

    1.2 Такты четырехтактного двигателя с искровым зажиганием цилиндр через впускной коллектор.

  • Второй такт: Второй такт двигателя внутреннего сгорания, который является тактом сжатия, поршень перемещается от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ) для сжатия воздушно-топливной смеси, в которой как впускной, так и выпускной клапан был закрыт.
  • Третий такт: это рабочий такт двигателя внутреннего сгорания, в котором сжатая воздушно-топливная смесь воспламеняется свечой зажигания. Два клапана остаются закрытыми, а поршень перемещается из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю мертвую точку (НМТ).
  • Четвертый такт: четвертый такт двигателя внутреннего сгорания — это такт выпуска, при котором выпускной (выпускной) клапан открывается, чтобы выпустить выхлопные газы (сгоревшие газы) из цилиндра двигателя. Здесь поршень перемещается из нижней мертвой точки (НМТ) в верхнюю мертвую точку (ВМТ), а впускной клапан остается закрытым. 1.3 Такты шеститактного двигателя с искровым зажиганием под давлением и температурой через форсунки впрыска воды в цилиндр.Поршень перемещается из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю мертвую точку (НМТ) для второго рабочего такта.
  • Шестой такт: это второй цикл выпуска, при котором поршень перемещается из нижней мертвой точки (НМТ) в верхнюю мертвую точку (ВМТ). Выпускной клапан открывается для выхода газов из цилиндра.
    1. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ 

    2.1 Шеститактный двигатель

    В этой конструкции пар используется в качестве рабочей жидкости для дополнительного рабочего хода, а также для извлечения мощности; дополнительный ход охлаждает двигатель и удаляет систему охлаждения двигателя, что делает двигатель легче и повышает эффективность по сравнению с циклом Отто.

    2.2  Дополнительные такты Ввести

    • Пятый такт: при пятом такте, который является первым дополнительным тактом из двух, добавленных к четырехтактному двигателю внутреннего сгорания, тепло, выделяющееся при выхлопе четвертого такта, было использовать напрямую. В перегретый цилиндр поступает вода путем впрыска воды, вода взрывается, превращаясь в пар, а затем толкает поршень вниз для второго рабочего такта. Это также охлаждает двигатель. Закачка воды состоит из трех основных компонентов; инжектор, система нагнетания воды и электронная система управления.
    • Шестой такт: все пары в верхней части поршня внутри цилиндра и газы выбрасываются из камеры сгорания через выпускной клапан, а водяной пар может собираться конденсатором, который прикреплен к выпускному отверстию, так что вода можно использовать повторно. Процессы поясняются на рисунке 2.1 ниже:

    Рисунок 2.1: Анализ тактов в шеститактном двигателе внутреннего сгорания

    2.3 Модификация двигателя четырехтактного двигателя с искровым зажиганием: 

    Обычный четырехтактный двигатель был модифицирован работа над какой-то конкретной деталью для добавления еще двух тактов для дополнительной мощности четырехтактного двигателя.Эти модификации:

    2.3.1 Звездочка распределительного вала/коленчатого вала

    Распределительный вал представляет собой стержень или вал, к которому прикреплены кулачки. Кулачки представляют собой некруглые колеса, которые управляют клапанами цилиндров двигателя внутреннего сгорания, а также используются для управления другими компонентами двигателя с зубчатым приводом. Конструкция распределительного вала может определить, может ли распределительный вал помочь двигателю создавать большой крутящий момент. Кулачки распределительного вала управляют впускными и выпускными клапанами двигателя. Первоначальная угловая скорость распределительного вала составляет половину скорости коленчатого вала, так что распределительный вал вращается один раз за каждые два оборота (четырехтактный) коленчатого вала.Шеститактный распределительный вал рассчитан на один оборот каждые три оборота (шеститактный) коленчатого вала.

    В двигателе внутреннего сгорания распределительный вал представляет собой цилиндрический стержень, проходящий по длине ряда цилиндров с несколькими выступающими из него длинными выступами, по одному на каждый клапан. Кулачки кулачка заставляют клапан открываться, нажимая на клапан при вращении. Основной функцией распределительного вала является управление тарельчатым клапаном

    В двухтактном двигателе,

    Если имеется два хода поршня и один оборот (3600) распределительного вала, оборот коленчатого вала соответствует двухтактному поршню. в градусах будет:

    360° оборот коленчатого вала

    Для 2-тактного двигателя рабочий ход происходит один раз за каждые 360° оборота коленчатого вала

    Для 4-тактного двигателя,

    Если зажигание происходит один раз после каждого 4-тактного двигателя

    720° оборот коленчатого вала

    Для 6-тактного двигателя,

    Если мощность будет возникать один раз за каждые

    1080° оборота коленчатого вала

    Следовательно, соответствующая звездочка четырехтактной шеститактной с соотношением зубьев 720°: 1080°

    дает передаточное отношение 1:3

    Это делает необходимым, чтобы шкив распределительного вала был в три раза больше, чем шкив коленчатого вала для 6-тактного двигателя.

    Рисунок 2.2: Немодифицированные и модифицированные зубья шестерни кривошипного и распределительного вала (Shubham, 2016)

    2.3.2 Модификация распределительного вала

    два (2) лепестка, один для открытия выпускного клапана при четвертом такте и при шестом такте для выталкивания пара.

    2.3.3  ГРМ

    Зубчатая передача (звездочка) с редуктором два к одному, через которую коленчатый вал приводит в движение распределительный вал и управляет фазами газораспределения в двигателе внутреннего сгорания с искровым зажиганием.Распределительный механизм четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием состоит из 32 зубьев с передаточным числом оборотов кулачка 1:2.

    Если на каждые два оборота кривошипа зубчатое колесо делает один оборот. Зубчатая передача шеститактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием будет состоять из

    = 16

    16 × 3 = 48

    0,48 зубьев при передаточном числе оборотов кулачка 1:3. Здесь на каждые три оборота кривошипа зубчатое колесо делает один оборот.

    Рисунок 2.3: Звездочка четырехтактного двигателя. (Arul, 2017)

    Рисунок 2.4: Звездочка шеститактного двигателя.

    2.3.4 Конструкция профиля кулачка

    2.3.5 Конструкция профиля кулачка очень важна, и она будет разработана на основе следующих параметров:

    • Расстояние, на которое клапан будет перемещаться по направлению к поршню чтобы клапан оставался открытым для выхлопных газов
    • Время, необходимое для закрытия клапана, равное времени открытия

    Профиль четырехтактного распределительного вала: четырехтактный распределительный вал имеет 900 дизайн в углу; круг был разделен на четыре.

    Распределительный вал имеет два выступа, один для впускного клапана и один для выпускного клапана

    -профиль рабочего распредвала имеет конструкцию угла 600; круг был разделен на шесть. Распределительный вал имеет четыре кулачка, два для впускного клапана (для впуска топливовоздушной смеси), два для впрыска воды на пятом такте и два для выпускного клапана (для первого выпуска после сгорания и для второго). выпуск пара после пятого такта)

    Рисунок 2.5: Форма кулачка шеститактного двигателя

    Рисунок 2.6: Шеститактный плоский и сферический толкатель распределительного вала (Saurabh, 2015) быть разделенным на две части для шеститактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием, так как одна сторона предназначена для топлива, а другая будет для воды, а вода должна быть дистиллированной и чистой.

    2.5 Модификация толкателя кулачка

    Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием имеет нижний толкатель плоской формы.Для шеститактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием толкатель должен иметь форму ролика или шара с меньшей площадью контакта.

    Рисунок 2.7: Насос-дозатор воды

    2.6 Нагнетание воды в систему

    Нагнетание воды в систему осуществляется с помощью водного инжектора, приводимого в действие кулачком. Этого можно добиться с помощью насоса-дозатора воды. Водомерный насос представляет собой объемный насос прямого вытеснения, способный подавать фиксированное количество воды в цилиндр через равные промежутки времени независимо от приложенного противодавления.

    2.7 Анализ двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием

    2.7.1 Указанная мощность

    Указанная мощность может быть определена как мощность, оставшаяся для привода поршня после некоторых потерь на охлаждающую жидкость, излучение и выхлоп

    Для четырехтактных двигателей номер двигателя: указанная мощность такая.

    IP = (2.1)

    , где:

    IP = Указанная мощность (кВт)

    = Указанное среднее эффективное давление

    N = — количество хода мощности

    N = и N = скорость двигателя (R .p.m)

              L = длина хода (м)

              A = площадь поперечного сечения поршня (м2)

    Для четырехтактного двигателя, поскольку N = N/2

    Следовательно, замените значение n

    IP = (2.2)

    = 8,333 × 10-6 (2.3)

    Для шестиводного двигателя N: Указанная мощность выглядит следующим образом:

    IP = (2.4)

    , где n =

    IP =

    = 1,111 × 10-5 (2,5)

    (2.5)

    2.7.2 процентное отличие в указанном мощности

    Процентная разница в указанной мощности четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. а для шеститактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием можно рассчитать как:

    % =  ×          (2.6)                              

    Из уравнения (3.3) и уравнение (3.5)

    % = ×

    = 25%

    = 25%

    2.7.3 Break Power

    — это полезная мощность Trans, подпуганная поршенью на коленчатый вал

    b.p = (2.7)

    , где BP = Разрывная мощность

    T = крутящий момент (Нм)

    N =  для 4-тактного двигателя

    N = частота вращения двигателя (об/мин)

    Предположим, что крутящий момент равен 58 Нм, N равно 900 об/мин двигатель с искровым зажиганием внутреннего сгорания

                     B.P4 =

    b.p4 = 2,73 w

    b.p4 = 2,73 w

    для шестисущной внутренней сгорания зажигания зажигания зажигания, где n =

    b.p6 = (2.9)

    b.p6 = 3,64 w

    2,4,4 процентной разности в перерыве Мощность

    Процентная разница в мощности торможения четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием и шеститактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием может быть рассчитана как:

    % =  ×          (2.10)                              

    Из результатов уравнений 3.7 и 3.8 можно рассчитать разницу в процентах как:

    % =  ×     = 25% термический КПД торможения до указанного КПД.

                          (2.11)                                      

    Это может быть выражено следующим образом:

    (2.12)

    (2.12)

    где = топливный массовый расход

    = калорийность топлива

    и =

    , где P может быть либо нарушением питания или указывающей мощность, поэтому

    ; (2.13)

    Расход топлива

    (2.14)

    = объем топлива (M3)

    = время расхода топлива (сек)

    = Плотность топлива кг / м3

    . Пусть на бензин = 46400 кг / кг

    бензина = 737 кг/м3 и

     примите Крутящий момент равным 58 Нм

    = Разрывная тепловая эффективность

    2.8  Процент полезного рабочего хода

    В четырехтактном двигателе внутреннего сгорания с искровым зажиганием имеется только один полезный рабочий такт и три других такта холостого хода,  процент полезного рабочего хода может быть рассчитан как

    % полезного рабочего хода =

    Где количество полезный рабочий ход = 2

    Количество тактов = 4

      = 0,25  100

      = 25%

    Пока:

    полезный процент может быть рассчитан как % полезного рабочего хода =

    , где количество полезных рабочих ходов = 2

    Количество ходов = 6

      =

      = 0.333  100

          = 33,3%

    2.8.1 Процентная разница полезного рабочего хода

    Можно рассчитать процентную разницу полезного рабочего хода четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием и шеститактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием. Как:

    % = × (2.15)

    из результата уравнения 3.7 и уравнения 3.8, процентное отличие может быть рассчитано как:

    % = ×

    = 24.9%

                  25%

    2.9 Движение поршня шеститактного двигателя

    Для шеститактного двигателя движение поршня продолжается на четвертой ступени четырехтактного двигателя. Поршень перемещается из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку для другого расширения, которое происходит между верхней и нижней мертвой точкой на 4500 распредвала 9000 коленчатого вала.

    Последнее движение поршня для шеститактного двигателя из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку для второго выпуска газа на 5400 распределительного вала 10800 коленчатого вала.

    Рисунок 2.8: Угол поворота коленчатого вала шеститактного двигателя

    1. РЕЗУЛЬТАТЫ

    3.1 Тепловой КПД власть. С помощью уравнения (2.13) и (2.14) результат термической эффективности торможения для четырехтактного двигателя и шеститактного двигателя показан в таблицах 3.1 и 3.2

    Таблица 3.1: Результат исходных данных для термической эффективности торможения четырехтактного Расчет двигателя

    912 912

    2

    912

    3

    5

    912

    0

    9

    2

    4

    9

    42

    9

    737

    S / NO / NO

    4

    5

    1

    нагрузки w (кг)

    0

    0

    0

    Speed ​​N (R).ст.

    0.00001

    0,00001

    34

    30

    261112

    26

    24

    N для 4 ударов

    0.5

    0,5

    0,5

    0,5

    0,5

    Крутящий момент = 58Nm

    58

    58

    58

    58

    58

    калорийность топлива = 46400kJ / кг

    46400

    46400

    46400

    46400

    46400

    737

    737

    737

    737

     

    Разрывная сила

    2.73354

    3,64472

    4,5559

    5,46708

    6,074533

    Расход топлива по массе

    0,000175

    0,000217

    0,000246

    0,000283

    0,000307

    Разрушить тепловую эффективность%

    33.57293

    36,23745

    39,96777

    41,56649

    42,63229

    Таблица 3.2: Результат необработанных данных для обкатки термический КПД Шесть Stroke Расчет двигателя

    4

    0

    0

    9002

    2000

    9

    3

    4

    9

    42

    + 91 137

    9

    737

    9

    Таблица 3.3: Шеститактные и четырехтактные данные для эффективности разрыва

    S / NO

    912

    1

    2

    4

    5

    1

    Нагрузка W (KG)

    0

    0

    0

    2

    Speed ​​N (R),P.M)

    900

    1200

    1500

    9112

    1500

    Объем топлива (M3)

    0,00001

    0.00001

    0,00001

    34

    30

    26

    24

    n для 6-х ход

    0.666667

    0,666667

    0,666667

    0,666667

    0,666667

    Крутящий момент = 58Nm

    58

    58

    58

    58

    58

    калорийность топлива = 46400kJ / кг

    46400

    46400

    46400

    46400

    46400

    737

    737

    737

    737

     

    Разрывная мощность

    3.64472

    4,859627

    6.074533

    7,28944

    8,099378

    Расход топлива по массе

    0,000175

    0,000217

    0,000246

    0,000283

    0,000307

    Разрушить тепловой Эффективность%

    44.76391

    48.3166

    5542198

    56.84306

    56.84306

    9112

    9

    900

    Рисунок 3.1: Эффективность (%) четырехтактного и шеститактного двигателя

    3.2 Давление – объем шеститактного двигателя

    Объем цикла постоянного объема (цикл Отто) шеститактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием продолжается с четвертого этап нормальной условности четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием. Результирующая диаграмма давление-объем для шеститактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием показана на рисунке 3.2.

    Рисунок 3.2: Диаграмма P-V шеститактного двигателя

    3.3 Различия в мощности в процентах

    Различия в процентах выходной мощности четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием и шеститактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием с использованием уравнения показаны в таблице 3.4 ниже. :

    Таблица 3.4: Шестьтактные и четырехтактные выходные разницы

    Тормозная эффективность

    Скорость N (R.P.M)

    4-х ход%

    6-ход%

    33.57

    44,76

    1200

    36,24

    48,32

    1500

    39,97

    53,29

    1800

    41.57

    55.42

    42.63

    56.84

    56.84

    процентные различия (%)

    9112

    912

    912

    912

    25%

    25%

    3

    полезной мощности 200003

    S / NO

    Power

    1

    Указанная мощность

    25%

    25%

    3.4 Обсуждение анализа двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием

    Из уравнений (2.3) и (2.5) видно, что часть мощности, производимой в цилиндре для приведения в движение поршня после сгорания, представляет собой потери на излучение и выхлоп шеститактного двигателя. двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием больше, чем у четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием, поскольку шеститактный двигатель не требует системы охлаждения. Кроме того, результаты уравнений (2.8) и (2.9) означают, что мощность, передаваемая от поршня на привод коленчатого вала, больше, чем у четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием, что дает шеститактному двигателю внутреннего сгорания с искровым зажиганием большую мощность (скорость) при той же энергии (топливе), что приводит к снижению расхода топлива при том же пройденном расстоянии примерно на 25%.

    Таблица 3.4 показывает, что шеститактный двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием имеет энергоэффективность на 25% выше, чем у четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием.

    1.    ЗАКЛЮЧЕНИЕ И РЕКОМЕНДАЦИЯ

    4.1 Заключение

    Внедрение шеститактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием оказывает положительное влияние на мировую экономику, поскольку снижает уровень потребления энергии и снижает уровень загрязнения окружающей среды выхлопными газами. пламя.Температура двигателя ниже за счет впрыска воды, что улучшило систему охлаждения и повысило ее общую эффективность. При всех желаемых качествах и модификации шеститактный двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием лучше, чем четырехтактный двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием.

    4.2  Рекомендация

    Данный проект следует рекомендовать для дальнейших исследований на основании свойств материала из жаропрочных сплавов, так как детали будут подвергаться термическим напряжениям, которые будут возникать из-за впрыска воды в перегретый цилиндр, в котором быстрые изменения температуры могут вызвать разрушение или микротрещины при низких затратах.

    ССЫЛКИ

    1. Ахмад, А.А. (2012). Термодинамический анализ шеститактного двигателя для улучшения тепловыделения. Факультет машиностроения Университета Паханг Малайзия.
    2. Арул, Дж., Джорджен, Дж., Ранган, Р., Сундар, С., и Тамиларасан, В. (2017). Проектирование и экспериментальное исследование модифицированного профиля кулачка с четырехтактного на шеститактный. Департамент механики, Vel Tech, Ченнаи, Тамилнаду, Индия.
    3. Баюлаз Р.А. (1985). Способ преобразования тепловой энергии в механическую с помощью двигателя внутреннего сгорания, а также этот новый двигатель.825 Las Palmas Dr., ранчо Хоуп, Санта-Барбара, Калифорния, Швейцария.
    4. Чинмайи, К., и Вивек, Р. (2014). Анализ реализации шеститактного двигателя в гибридном автомобиле. Международный журнал машиностроения и приложений. Том. 2, № 1, с. 1-4. doi: 10.11648/j.ijmea. 20140201.11.
    5. Дхирендра П., Абхишек С., Чираг С. и Риту Р. (2017). Обзор шеститактного двигателя. Механика и автоматизация, Университет Амити, Большая Нойда, Индия.
    6. Гасым М.М., Чуй, Л. Г., и Бин, К. А. (2012). Схема шеститактного двигателя. Военно-технический колледж Кобри Эль-Кобба, Каир, Египет.
    7. Джастин, Л. Х. (2004). Основанная на термодинамике модель для прогнозирования характеристик поршневых двигателей для использования в конструкции авиационных транспортных средств.
    8. Йован Д., Иван К., Марк Д. (2011). Цикл сгорания постоянного объема для двигателя внутреннего сгорания. Механический факультет: Факультет технических наук Трг. Доситега Обрадовица 6, 21000 Нови-Сад, Сербия.
    9. Лукамн, Н.М. (2012). Экспериментальное исследование шеститактного двигателя для рекуперации тепла. Факультет машиностроения Университета Паханг, Малайзия.
    10. Мохад Н.А. (2012). Конструкция распределительного вала для шеститактного двигателя. Факультет машиностроения Университета Паханг, Малайзия.
    11. Раджпут, Р.К. (2007). Инженерная термодинамика: Пенджабский колледж информационных технологий, Патиак, Пенджаб. Индия 3-е издание. Публикация Лакшми, Нью-Дели, США, стр. 633.
    12. Рохит, Р. (2016). Обзор шеститактного двигателя внутреннего сгорания Брауна Кроуэра для студентов.Кафедра машиностроения JSS Academy of Technical Education, Noida UP, Индия.
    13. Саурабх, А. (2015). Семинар по шеститактному двигателю: машиностроение (сэндвич) Савитрибай Пхуле, Университет Пуны
    14. Шубхам, С., Шивендер, П., Шивам, К., Гурав, Д. (2016). Концепция шеститактного двигателя Международный журнал научных и инженерных исследований, том 7, выпуск 5, ISSN 2229-5518.