Двотактний двох вальний поршневий двигун внутрішнього згоряння зі зміненою прямоточною продувкою той мотор, який в повній мірі розкрив потенціал поршневого ДВС. Так, схема не нова, але тільки подібна схема дозволяє вирішити весь комплекс проблем відразу! На прикладах недоліків існуючих поршневих моторів, і того, як це усунуто в новому двотактному двигуні зі зміненою схемою продувки, спробую пояснити суть винаходу.
Чотиритактні ДВС неефективне використовують енергію газів в фазі робочого ходу
Під час робочого ходу, тобто згоряння і розширення газів в камері згоряння їх тиск діє з однаковою силою не тільки на поршень, а й на головку циліндрів, що ставати причиною вібрацій будь-якого працюючого мотора. Опозитний мотор частково решіт цю проблему, але не є панацея! Він звичайно краще збалансований, але гази як і раніше тиснуть на головку циліндрів, не приносячи двигуну корисної роботи.
Мотори із зустрічними поршнями в циліндрі вирішують цю проблему, але існуючі сьогодні зразки мають свої складності і недоліки.
У двигуні нової двохвальною конструкції застосували схему зі зміненою прямоточною продувкою, зменшили вдвічі хід поршня, в порівнянні зі значеннями ходу в звичайному чотиритактний моторі. Наприклад з 80 мм хід зменшується до 40 мм, але в підсумку з двох валів виходить та, сама сума ходів 80 мм і величина крутного моменту на валу зберігається незмінною. В результаті розкладання робочого ходу, конструктори отримали ефект збільшення потужності в 42%, при тому самому тиску газів в фазі розширення, у порівнюваних моторів. Для скептиків уточнимо, що втрати на тертя у нового мотора двухтактного, в розрахунку на один циліндр, такі ж, як і у чотиритактного мотора.
Не буду вдаватися в подробиці, боячись запитати. Хочете переконатися? Візьміть пружину прикріпіть до неї два однакових вантажу. У перший раз, розтягнувши пружину, відпустіть вантаж тільки з одного боку і зафіксуйте час, за яке пружина стиснеться, вдруге, розтягнувши пружину, до таких же розмірів відпустіть два вантажу з двох сторін одночасно і також зафіксуйте час. Порівнявши, побачите, що в другому випадку така ж по величині робота, буде виконана на 29% швидше. ось вам і збільшення до потужності, адже потужність це робота в одиницю часу. Пружина з точки зір фізики порівнянна зі стисненим газом, який ми маємо в процесі робочого ходу в камерах згоряння порівнюваних моторів. При однакових значеннях тиску в фазі розширення робочий хід у нового мотора виконається швидше.
Слід врахувати, що в схемі із зустрічними поршнями віддача теплової енергії палива в енергію розширюються газів більше, ніж у одновального мотора (немає головки циліндрів). Тому при однакових кількостях згорілого палива в камері згоряння, тиск газів у нового мотора буде значно вище, тому і розраховувати «ефект коротких ходів» (збільшення потужності в 42%). необхідно з поправкою на це. Результат - одна і та ж порція палива видасть потужність в два рази більше ніж в звичайному чотиритактний мотор!
Чому настільки вагома частина вкладу в ККД нового мотора до сих пір ні як не застосовувалася !?
Зі збільшенням ходу поршнів у двох вального мотора, втрачається ефект збільшення потужності. Збільшення крутного моменту в моторі не компенсує втрат на тертя, що збільшуються через підвищення лінійної швидкості поршнів і зниження теплового ККД, через неповне згоряння палива в результаті поганої продувки. Саме тому існуючі мотори із зустрічними поршнями не отримали такого широкого застосування, як чотиритактні поршневі мотори!
Процес згоряння палива у сучасного мотора далекий від ідеалу. Паливо як і раніше не згорає повністю.
Основна причина цього: мало часу в процесі згоряння суміш перебуває в стислому вигляді, особливо на високих оборотах. Після проходження В.М.Т. поршень віддаляючись від головки циліндрів, збільшує обсяг циліндра, в якому в даний момент часу відбувається згорання суміші, що стає причиною повільного і не повного згоряння палива. У різних моторів показник різний (залежить від оборотів) 5 - 15% втраченого (недогоревшей) з вихлопом палива, найбільші втрати у двотактних моторів і дизельних моторів.
Відчутний доважок, щоб поборотися за нього.
Сучасні системи безпосереднього розподіленого уприскування, частково вирішують цю проблему, але, на жаль, тільки цього не достатньо для повного згоряння палива на високих оборотах двигуна. Єдиний мотор, в якому можна комплексно вирішити проблему - це новий двигун із зустрічними поршнями. Механізм синхронізації обертання валів, дозволяє регулювати час, протягом якого поршні будуть зберігати незмінним відстань між собою при зустрічі в В.М.Т. зберігаючи тим самим незмінним обсяг камери згоряння стільки, скільки це необхідно!
Низький тепловий ККД
Як вирішують цю проблему сьогодні: - підвищують робочу температуру охолоджуючої рідини, а найпростішим і ефективним способом вирішення даної проблеми, є зменшення площі контакту палаючої суміші з системою охолодження двигуна. У двох вального двигуна камера згоряння утворюється між поршнями, тому енергія переходить в розширюються гази, а не в головку циліндра. У двигуні зі зміненою схемою продувки, площа циліндра в два раз менше, площі циліндра звичайного двигуна із зустрічними поршнями, тому втрати тепла в систему охолодження у нього найменші з усіх поршневих моторів і відповідно найвищий теплової ККД!
За різними відомостями подібним чином можна на 10 - 15% збільшити ефективний ККД поршневого двигуна, що, погодьтеся багато!
Неякісна продування циліндра існуючих двотактних моторів, в тому числі і з прямоточною продувкою.
Необхідність стиснення повітря для такту продувки у старих моторів із зустрічними поршнями додатковим пристроєм, найчастіше відцентровим або осьовим компресорів. Для якісної продувки цього не достатньо, та й на приведення їх у дію потрібно окремо і пристойно віддати механічної енергії. Якщо почати використовувати кінетичну енергію вихлопних газів для приводу турбокомпресора (як це в основному і роблять), вийде мультик «про Мюнхгаузена», коли він сам себе витягнув за перуку з болота. Проштовхувати гази в вихлопну трубу, використовуючи їх же кінетичну енергію. Реальність не мультик, тому і продування циліндра погана, і результат: паливо не догорає до кінця. Крім цього, подібна продування швидко «вбиває» ресурс таких моторів. В результаті теплового перевантаження коксуються кільця в поршнях, різко знижується компресії в циліндрах і далі за списком! Навіть «свіженький» американський ОПОС не уникнув цих проблем. Продування в новому моторі виконується повітрям, стисненим поршнями в продувних камерах до значно більшого тиску, ніж в осьових компресорах старих моторів, поршні охолоджуються повітрям під час впуску та продувки, що знімає з них теплову перевантаження, підвищуючи моторесурс і надійність мотора в цілому.
Існуючі бензинові поршневі мотор не економні навіть при використанні упорскування палива
Для нормального займання і горіння, суміш у бензинових моторів повинна складатися з певних пропорцій бензину і повітря. Фактична кількість повітря і відповідно палива, що потрапляє в циліндр у більшості моторів, залежить від ступеня відкриття дросельної заслінки. У деяких моторах цю функцію виконують величиною підйому впускного клапана. На маленьких оборотах в циліндри бензинового мотора, надходить не велика кількість повітря, отже, ступінь його стиснення буде значно менше величини зазначеної в паспорті до мотору, з витікаючими поганими наслідками. Відповідати номіналу ступінь стиснення бензинового мотора може тільки при максимальному натисканні на педаль газу. Відомо, чим вище ступінь стиснення в циліндрах поршневого двигуна (до розумних меж), тим вище ефективність його робочого ходу і ККД в цілому. Приклад: той же дизельний мотор, в якому ступінь стиснення залишається незмінно високою. Можна звичайно полікувати і бензиновий ДВС, якщо зберігати необхідну розрахункову ступенем стиснення на всіх режимах роботи двигуна. Змінюючи дистанцію зустрічі поршнів у В.М.Т. в новому моторі, вибираємо необхідне, для певних умов, оптимальне значення ступеня стиснення робочої суміші, а це позитивно відбивається на паливній ефективності бензинових ДВС. Конструкція двотактного ДВС зі зміненою схемою продувки дозволяє змінювати ступінь стиснення, завдяки своїм механізмом синхронізації обертання колінчастих валів в залежності від режиму роботи мотора.
Модуль двотактного ДВС зі зміненою схемою продувки, має два циліндра, колінчаті вали нової конструкції, що дозволяє робити його особливо компактним і легким, а також добре збалансованим. Потужності такого модуля при обсязі 1,5 - 2,0 літра, вистачить для більшості транспортних засобів. Мотори підвищеної потужності переважно збирати з двоциліндрових модулів, що дозволить навіть дуже великим і потужним автомобілям бути економними, адже висока потужність використовується рідко і не дуже довго. Ось і виходить, що маючи стару двох вальний схему, двотактний мотор зі зміненою схемою продувки має абсолютно інші результати по паливним і потужносним показниками. Не буду приводити «карколомні» значення ККД, і так ясно, що він буде значно вище ККД будь-якого з теперішніх поршневих і газотурбінних двигунів.
З пристрою нового мотора зник непотрібний тепер компресор, коленвали виконані не традиційно, що в кілька разів знизило їх масу і масу двигуна в цілому. Немає газорозподільного механізму і зайвих циліндрів. Механізм синхронізація обертання колінчастих валів, дозволяє управляти ступенем стиснення суміші і вибирати необхідне оптимальне час стиснення паливної суміші для її повного та ефективного згоряння.
І зауважте, мова зовсім не йшлося про супер матеріалах і нікому невідомих, а тому спірних, способах поліпшення роботи поршневого двигуна!
Скажіть кому вигідно, що таких моторів досі немає в ваших автомобілях. Напевно, тільки тим, у кого паливний бак з чарівною функцією: - регенерація палива і своя нафтова вишка! Запасів палива на планеті Земля за прогнозами залишилося років на 50-60, завдяки такому мотору ці запаси можна розтягнути на 100 -120 років!
Конструктори LEGO Technic дозволяють створити автомобілі, може навіть краще ніж справжні. Гоночні автомобілі, рятувальна автотехніка, величезні суду ... І всі вони будуть функціонувати, відкривати кришки і піднімати крани. До багатьох з них ще й можна вставити двигуни на радіоуправлінні.
У статті розповідається про те, як самому добитися того, щоб автомобіль працював, як новий, зберігаючи прийомистість і низьку витрату палива; як почистити інжектор за допомогою присадок в паливо і як можна зберігати паливну систему автомобіля і інжектор в чистоті.
Питання що взяти з собою в дорогу хвилює кожного автомандрівника. У пропонованому матеріалі ми розповімо про автомобільну косметичку, а саме: які кошти автохімії та інструменти потрібно покласти в багажник, і коли вони можуть стати в нагоді.