Однотактный двигатель

ОДНОТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С ВНЕШНЕЙ КАМЕРОЙ СГОРАНИЯ

Уважаемые Читатели ИР!

В минувшем году журналу "Изобретатель и рационализатор", в первом номере которого читателей приветствовал А.Эйнштейн, исполнилось 85 лет.

Немногочисленный коллектив Редакции продолжает издавать ИР, читателями которого вы имеете честь быть. Хотя делать это становится с каждым годом все труднее. Уже давно, в начале нового века, Редакции пришлось покинуть родное место жительства на Мясницкой улице. (Ну, в самом деле, это место для банков, а не для какого-то органа изобретателей). Нам помог однако Ю.Маслюков (в то время председатель Комитета ГД ФС РФ по промышленности) перебраться в НИИАА у метро "Калужской". Несмотря на точное соблюдение Редакцией условий договора и своевременную оплату аренды, и вдохновляющее провозглашение курса на инновации Президентом и Правительством РФ, новый директор в НИИАА сообщил нам о выселении Редакции "в связи с производственной необходимостью". Это при уменьшении численности работающих в НИИАА почти в 8 раз и соответствующем высвобождении площадей и, при том, что занимаемая редакцией площадь не составляла и одну сотую процентов необозримых площадей НИИАА.

Нас приютил МИРЭА, где мы располагаемся последние пять лет. Дважды переехать, что один раз погореть, гласит пословица. Но редакция держится и будет держаться, сколько сможет. А сможет она существовать до тех пор, пока журнал "Изобретатель и рационализатор" читают и выписывают.

Стараясь охватить информацией большее число заинтересованных людей мы обновили сайт журнала, сделав его, на наш взгляд, более информативным. Мы занимаемся оцифровкой изданий прошлых лет, начиная с 1929 года - времени основания журнала. Выпускаем электронную версию. Но главное - это бумажное издание ИР.

К сожалению, число подписчиков, единственной финансовой основы существования ИР, и организаций, и отдельных лиц уменьшается. А мои многочисленные письма о поддержке журнала к государственным руководителям разного ранга (обоим президентам РФ, премьер-министрам, обоим московским мэрам, обоим губернаторам Московской области, губернатору родной Кубани, руководителям крупнейших российских компаний) результата не дали.

В связи с вышеизложенным Редакция обращается с просьбой к вам, наши читатели: поддержите журнал, разумеется, по возможности. Квитанция, по которой можно перечислить деньги на уставную деятельность, то бишь издание журнала, опубликована ниже.

Главный редактор,
канд. техн. наук

В.Бородин

АНОНС НОВОГО ВЫПУСКА ЖУРНАЛА «ИЗОБРЕТАТЕЛЬ И РАЦИОНАЛИЗАТОР» - № 04/2020 г.

Читайте в выпуске ИР № 04/2020 г.:

ИЗОБРЕТЕНО

Автомат с барабанным затвором

Автомат Калашникова верой и правдой служит России, да и не только ей, уже более 60 лет. На сегодняшний день он — лидер в классе автоматического стрелкового оружия. Однако такое положение дел не может продолжаться вечно. Заморские конкуренты просто мечтают отобрать у нас «пальму первенства». Мелкая модернизация АКМ, даже с учетом новых технологий, не заменит уже давно назревшую необходимость в радикальном усовершенствовании автомата.

Танки грязи не боятся: и на пузе доползут

Среди удивительных парадоксов изобретательства и патентного права — факты патентования технических решений, которые «задним умом» воспринимаются сторонним наблюдателем (и прежде всего, матерым специалистом со стажем в соответствующей области техники) как известные еще до появления разумной жизни на Земле: «Ребята, это же и ежик знает…». А вот и не знает ваш ежик ничего! Заявляю с полной ответственностью как юрист.

Взгляд из укрытия

Каждый читатель с детства знает, что для наблюдения из-за укрытия без специальных средств нужно либо глядеть в дырку или щелку, либо высунуть наружу голову хотя бы по уши. Со спецсредствами «цивильнее»: зеркала, перископы, видеокамеры всякие. И это далеко не всегда праздное любопытство, когда связистки (объекты наблюдения) купаются в водоеме, а танкисты (субъекты наблюдения) замаскированы в прибрежных кустах… Зачастую наблюдение продиктовано жизненной необходимостью. Особенно на войне.

ИДЕИ И РЕШЕНИЯ

Однотактный двигатель с внешней камерой сгорания

Однотактный двигатель с внешней камерой сгорания и кривошипно-шатунным механизмом обладает рядом существенных преимуществ по сравнению с классическими четырехтактными двигателями внутреннего сгорания. К преимуществам относятся: высокая удельная мощность, высокая экологичность, экономичность, увеличенный ресурс, всетопливность и т.д. Эти качества достигаются организацией процесса сгорания топлива во внешней камере сгорания. Читайте публикацию о нюансах разработки.

Перспективы использования деревянных шпал

Автор статьи предлагает новый способ перевязки деревянных железнодорожных шпал. Приводятся примеры повышения их срока службы, а также примеры использования шпал за рубежом. Показана история применения шпал с самого начала развития железнодорожного транспорта и раскрыты перспективы их применения в ближайшем будущем.

ЖДЕТ ВНЕДРЕНИЯ

Массовые экопродукты – это реально?

Пока государство и Президент РФ ставят курс на экологизацию сельского хозяйства и органическое земледелие, ряд ученых, уже давно занимающихся данным направлением, показывают многообещающие результаты своей работы. В статье речь идет об одном из таких научных направлений - использовании симбиотических грибов в растениеводстве. Вряд ли рядовой гражданин имеет представление о том, что такое арбускулярная микориза и насколько она распространена в природе. Введем читателя в курс дела и откроем перед агропроизводителями новые горизонты применения биопрепаратов современного сельского хозяйства.

Повышение мощности и КПД солнечных батарей на приусадебном участке

В статье рассмотрен новый способ повышения мощности и КПД солнечной кремниевой батареи путем подключения к ней дополнительного источника, активизирующего процесс преобразования солнечной энергии в электрическую при пониженном солнечном излучении. Приведены результаты экспериментальных исследований и две схемы, позволяющие реализовать данный способ повышения мощности батарей.

СОБСТВЕННОЕ МНЕНИЕ

Технологические инновации в России: почему не внедряем масштабно, и что можно предложить?

Мы не первое десятилетие слышим о необходимости технологических прорывов для спасения российской экономики. И не в рамках госкорпораций, а повсеместно. Президентом провозглашен курс на инновационное развитие. Определены приоритетные направления развития науки и техники, есть национальные проекты, меры и средства поддержки предприятий в технологической сфере, акселераторы и программы грантов для молодых инноваторов, Национальная технологическая инициатива и т.д. СМИ и социальные сети рассказывают о перспективных разработках российских ученых, изобретателей и коллективов. Но не видно ни повсеместного технического перевооружения промышленности (акад. А. Г. Аганбегян, АиФ, 26, 2020, с.15), ни масштабного внедрения российских изобретений, ни массы успешных технологических стартапов. Получше ситуация в области создания автоматизированных информационных систем и программного обеспечения, особенно с учетом курса на импортозамещение. В промышленности дела хуже. В чем дело? Куда «исчезают» идеи? Что, возможно, стоит предпринимать, читайте в рассуждениях специалистов, представляющих компанию «СовЭлМаш».

ЭКОЛОГИЯ

Нулевые выбросы металлургии — фантастика или реальность?

Ведущие мировые сталепроизводители, включая ArcelorMittal, Blue Scope, Outokumpu, Voestalpine AG, известная строительная и девелоперская компания Lendlease вместе с крупными автопроизводителями Daimler и BMW в конце прошлого года объявили о запуске стандарта ResponsibleSteelтм. Это первый в мире международный многосторонний стандарт по ответственному производству, предназначенный для сталеплавильных и металлоперерабатывающих предприятий, который вводится с целью обеспечения устойчивого развития всей сталелитейной промышленности. Новый стандарт направлен на комплексное решение многих проблем в металлургической отрасли, среди которых необходимость значительного сокращения выбросов парниковых газов, внедрение устойчивых методов добычи полезных ископаемых, защита прав рабочих, качества воды, биоразнообразия и прав человека. Предприятия, производство которых не будет удовлетворять новому стандарту, могут реально столкнуться с потерей конкурентоспособности в течение ближайших 2 лет, утверждают аналитики Рейтингового агентства «Русмет».

КОНКУРС

Золотой сезон METAL CUP–2020

Международный чемпионат по технологической стратегии Metal Cup — практико-ориентированный проект для студентов профессиональных образовательных учреждений и высших учебных заведений по решению актуальных отраслевых задач и разработке проектных решений в промышленности. В 2020 г. в нем приняло участие 35 субъектов РФ, около 50 образовательных учреждений России — от Комсомольска-на-Амуре до Санкт-Петербурга, 30 новых компаний стали партнерами чемпионата, было разработано более 500 технологических проектов в области металлургии за время проведения 1/4 финалов. Май был посвящен проведению онлайн-полуфиналов в четырех кластерах России, в которых приняли участие более 200 победителей отборочных этапов. Финал состоялся в сентябре. Какие команды и проекты претендовали на победу, кто вышел в лидеры — читайте в статье.

ИСТОРИЯ ИЗОБРЕТЕНИЙ

Как рождаются и умирают изобретения

В начале 70-х гг. прошлого века было принято решение о строительстве Рижского радиуса московского метро. Метрогипротранс, как и положено, уже провел гидрогеологические исследования и выдал «на-гора» проект. Учитывая исключительно сложные грунтовые условия (обводненный песок-плывун), естественно, обделку тоннеля запроектировали из чугунных тюбингов (у тоннельщиков тюбингами называют отдельные элементы обделки; на самом деле тюбинг — кольцо, т.е. все семь блоков). Все шло по плану, как вдруг Метрострою стало известно, что чугунные тюбинги, предназначенные для запроектированного и включенного в план строительства радиуса, подарены чехословацкому метро. Решение генсека, естественно, не обсуждается…

__________

Оформите подписку на I-е полугодие 2021 г.!

Ознакомьтесь с ценами и условиями на сайте журнала здесь.

Не получали коллекцию номеров ИР за 2018 - 2020 гг.?

Вы можете приобрести все выпуски через редакцию. Позвоните по тел. +7 (916) 227-5379 или напишите на электронный адрес [email protected]. Вам вышлют очет на оплату и доставят журналы на указанный вами адрес!

Двигатель 4-MIX® — лёгкий и мощный

Лёгкий и мощный

Получивший приз четырёхтактный двигатель STIHL работает на маслобензиновой смеси. Двигатель STIHL 4-MIX® объединяет в себе преимущества 2- и 4-тактного двигателя. Помимо огромной силы тяги и заметно более высокого крутящего момента двигатель 4-MIX® поражает также уменьшенным объёмом отработанных газов, низкими расходами на техническое обслуживание и мягким звуком.

Явные преимущества

Снижение объема выхлопа: Благодаря почти полному сгоранию топлива обеспечивается соблюдение жестких европейских норм токсичности выхлопных газов, ступень II.
Без обслуживания смазочной системы: Простое обслуживание, так как используется обычная топливная смесь.
Небольшой вес: Благодаря системе смазывания рабочей смесью стало возможным отказаться от таких традиционных компонентов четырехтактных двигателей, как масляный насос, масляный бачок и масляный поддон.
Более низкий уровень шума: Приятное звучание даже при максимальной мощности.
Хорошее тяговое усилие и высокий крутящий момент: Хорошее ускорение обеспечивает высокую мощность.

Вот как это работает

В отличие от других четырёхтактных двигателей 4-MIX® работает на привычной маслобензиновой смеси (1:50). Благодаря абсолютно новому принципу, маслобензиновая смесь распределяется по всему двигателю через обводной канал в головке цилиндров и обеспечивает полное смазывание.

Простой запуск
Для обеспечения простого запуска двигателя STIHL 4-MIX® в него встроена система декомпрессии, которая при запуске увеличивает время открытия клапана. Благодаря этому значительно снижаются прилагаемые усилия для запуска агрегата

Чемпион по удобству обслуживания в легком весе

Двигатель STIHL 4-MIX® с системой смазывания рабочей смесью - настоящий чемпион по удобству обслуживания в легком весе: У двигателя 4-MIX® отсутствуют все традиционные для 4-тактных двигателей компоненты, такие как масляный насос, масляный бачок и масляный поддон. Таким образом, многие дорогостоящие операции по сервисному обслуживанию, например, регулярная регулировка зазора клапанов, проверка уровня масла, замена масла и утилизация отработанного масла уходят в далекое прошлое.

Изучаем странные двигатели, застрявшие на обочине прогресса — ДРАЙВ

Двигатели Ванкеля, Стирлинга, разного рода газотурбинные установки так и не стали автомобильным мейнстримом. Ряд известных компаний (от Мазды до GM, от Мерседеса до Volvo) работали над ними десятки лет, упорствовали маленькие фирмы и отдельные изобретатели. Увы, в конце концов выяснялось, что подводных камней в той или иной конструкции намного больше, чем казалось вначале. Но это не значит, что развитие альтернативных агрегатов невозможно. Энтузиасты перебирают идею за идеей, и мне как инженеру-двигателисту интересно поделиться с вами рядом экзотических схем.

Некоторые создатели перспективных двигателей решили, что комбинация из цилиндра, поршня, шатуна и коленвала отлично себя зарекомендовала более чем за столетие и, чтобы улучшить параметры ДВС, не надо изобретать её заново — достаточно лишь подправить кое-какие аспекты. Поэтому первый в нашем обзоре — мотор американской компании Scuderi Group, который имеет классические такты впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска, но происходят они не в одном и том же цилиндре, а в разных. Так называемый холодный цилиндр отвечает за впуск и сжатие, а второй, горячий — за рабочий ход и выпуск.

В простейшем моторе Scuderi цилиндров два: поршень в холодном цилиндре отстаёт на 30 градусов поворота коленвала от собрата в горячем.

Пока в рабочем цилиндре идёт расширение газов, в холодном, компрессорном, — такт впуска. В рабочем — выпуск, в холодном — сжатие. В конце такта сжатия поршни приближаются к своим верхним мёртвым точкам, смесь через перепускной канал перебрасывается из холодного цилиндра в горячий и поджигается. Такой разделённый цикл (в принципе — тот же цикл Отто, пусть и модифицированный) американцы придумали в 2006 году, а в 2009-м построили опытный Scuderi Split Cycle Engine. У компрессорного и рабочего цилиндров могут быть разные диаметры и ходы поршней, что даёт гибко настраивать параметры — получается аналог цикла Миллера с дополнительным расширением газов.

Экспериментальный литровый мотор Scuderi на стенде работает плавно и относительно тихо — даже без глушителя!

По расчётам мотор Scuderi на 25% экономичнее обычного, а с турбонаддувом и теплообменником, передающим энергию выхлопных газов воздуху в перепускном канале, и того выше. В четырёхцилиндровом варианте один компрессорный цилиндр может загонять смесь в три рабочих.

Если к каналу между цилиндрами добавить ответвление с клапанами и баллоном высокого давления, можно заставить такой мотор собирать энергию при торможении и использовать её при разгоне (этот режим показан на последней минуте первого ролика). Однако на протяжении уже ряда лет деятельность компании Scuderi Group ограничивается лишь опытными образцами и участием в выставках. Похоже, реальная экономичность тут всё же не может перебить высокую сложность конструкции.

Двухтактный агрегат Paut Motor использует принцип, подобный применённому в моторах Scuderi Group, — сжатие и рабочий ход тут происходят в разных цилиндрах, между которыми устроены перепускные каналы.

К разделённому рабочему циклу обратились было и разработчики хорватской фирмы Paut Motor. Их «разнесённая» конструкция привлекла меньшим числом деталей, низким трением и сниженным шумом. А необходимость внешнего бака для системы смазки, вызванная тем, что в картере масла не предусмотрено, не испугала. Изобретатели построили несколько опытных образцов. Для рабочего объёма в семь литров их габариты (500×440×440 мм) и вес (135 кг) оказались чуть ли не вдвое ниже, чем у традиционных ДВС. А отдачу так и не выяснили. Последний прототип был собран в 2011 году, а затем проект заглох.

В агрегате Paut Motor — четыре рабочих камеры с поршнями диаметром 100 мм и четыре компрессионных (120 мм). Двухсторонние поршни передают усилия на коленвал, который, благодаря паре шестерён с внутренним зацеплением, совершает планетарное движение.

Двухтактный двигатель Bonner (по имени спонсора, фирмы Bonner Motor), изобретённый в 2006 году в США Вальтером Шмидом, устроен ещё сложнее. Как и в проекте Paut Motor, цилиндры тут расположены буквой X, а коленвал тоже совершает планетарное движение за счёт системы шестерён.

Ключевое отличие от схемы фирмы Paut Motor — роль рабочих поршней играют подвижные цилиндры, соединённые с коленвалом (показаны красным). А с внешней стороны их закрывают неподвижные поршни (отмечены серым).

За газораспределение в Боннере отвечают клапаны в донышках цилиндров и вращающиеся золотники в корпусе мотора. При этом внешние поршни могут немного смещаться под давлением масла, обеспечивая переменную степень сжатия. Запутанная схема! А всё — ради высокой мощности на единицу веса. В теории Bonner выглядит интересно, но на практике о нём уже давно нет никаких новостей — судя по всему, надежд он не оправдал.

Некий мистер Смоллбон получил американский патент на аксиальный мотор ещё в 1906 году. Но если бы такой агрегат был идеалом, через 110 лет все автомобили использовали бы его.

Другие изобретатели не меняли рабочие циклы ДВС, а сосредотачивались на расположении его частей. Таковы, например, аксиальные моторы, которым уже больше ста лет (один из ранних патентов — на рисунке выше). Все они отличаются деталями, но объединены общим принципом — цилиндры располагаются, как патроны в барабане револьвера, с соосным выходным валом. За преобразование возвратно-поступательных движений поршней во вращение вала отвечают разные системы вроде наклонённых к продольной оси двигателя штифтов, косых шайб и тому подобного.

По такому принципу сегодня работают некоторые компрессоры. Добавив продуманное газораспределение и зажигание, можно превратить подобный блок в мотор...

...такой, как американский Dina-Cam 1960-х с полувековыми корнями. Благодаря хорошему соотношению веса и мощности аксиальные агрегаты прочили на роль моторов для лёгких самолётов.

Разновидностью аксиальных агрегатов является новозеландский проект фирмы Duke Engines — пятицилиндровый четырёхтактник рабочим объёмом три литра. По сравнению с классическим ДВС того же литража этот был, по расчётам авторов, на 19% легче и на 36% компактнее. Ему сулили применение в самых разных областях, но мечты о завоевании целого мира остались мечтами.

Опытный образец мотора Duke был построен в 2012 году. Потом он мелькал на выставках, собирал призы, но вот уже несколько лет новостей о нём нет.

Ещё более сложный аксиальный пример — двигатель RadMax канадской фирмы Reg Technologies. Здесь вместо цилиндров в общем барабане с помощью тонких лопастей организована дюжина отсеков. В прорезях ротора установлены пластины, которые сдвигаются вдоль них по мере его вращения. С торцов полученные переменные объёмы ограничивают изогнутые поверхности: они задают траекторию движения лопастей и заведуют газообменом.

Основные части мотора RadMax. За один оборот вала тут происходит 24 полных рабочих цикла.

Схема RadMax позволяет создавать двигатели под разные виды топлива, хотя изначально изобретатели выбрали дизельное. В 2003 году был построен образец диаметром и длиной всего 152 мм. Он развивал 42 силы — в разы больше, чем схожий по габаритам ДВС. Позже фирма отчиталась о создании более крупных прототипов на 127 и 380 сил. Но, судя по релизам, вся её деятельность по-прежнему не выходит за рамки экспериментов.

Ещё один пример превосходства теории над практикой — тороидальный мотор Round Engine (или VGT Engine) уже исчезнувшей канадской компании VGT Technologies. Первые прототипы двигателя с тором переменной геометрии (отсюда и буквы VGT — Variable Geometry Toroidal Engine) инженеры испытывали ещё в 2005 году.

Авторы кругового двигателя избавились от возвратно-поступательных движений. Отсюда — радикальное снижение вибраций. Плюсом можно назвать минимальное число деталей и хорошую расчётную экономичность.

Тор здесь играет роль цилиндра, внутри которого вращается ротор с парой закреплённых на нём поршней. Необходимые для обеспечения рабочих тактов переменные объёмы образуются между поршнями с помощью тонкого распределительного диска с вырезом под поршни, который ремённым или иным приводом вращается поперёк тора. Этот диск ограничивает топливно-воздушную смесь в процессе сжатия и рабочего хода.

Система фирмы Garric Engines похожа на VGT, однако вместо поперечного распреддиска использовано шесть поворотных золотников.

В 2009 году свой тороидальный мотор, принципиально повторяющий канадский, разработали американцы Гарри Келли и Рик Айвас (видео выше). По их оценке, тор полуметрового диаметра обеспечивал бы 230 л.с. и около 1000 Н•м всего при 1050 об/мин. Но… На сайте их фирмы Garric Engines сейчас висит заглушка «Спасибо за интерес. В будущем страница может быть обновлена». Возможно, чуть лучшая судьба ждёт так называемый нутационный двигатель, придуманный американцем Леонардом Мейером в 2006 году — его хотя бы построили в нескольких экземплярах.

Главный принцип нутационного диска: в процессе работы он не вращается вокруг вала, а качается из стороны в сторону. Добавив перегородки, получаем отсеки, в которых газ может сжиматься и расширяться.

Нутация по-латински означает «кивать». Мейер сформировал четыре рабочие камеры переменного объёма между корпусом мотора и «кивающим» по сторонам диском, который играет роль поршня. Диск разрезан пополам вдоль своего диаметра и нанизан на Z-образный вал, с которого и снимается мощность. За газообмен отвечают каналы и клапаны в корпусе.

Рабочий диск показан в разрезе. Минимализму, уравновешенности и лёгкости нутационной конструкции позавидует даже двигатель Ванкеля.

Прототипы мотора Мейера построила компания Baker Engineering и родственная ей Kinetic BEI. С единственным диском диаметром 102 мм агрегат развивает семь сил, а с парой дисков по 203 мм — уже 120! Длина двухдискового двигателя — 500 мм, диаметр — 300, а рабочий объём — 3,8 л. На килограмм веса — 2,5−3 «лошади» против одной-двух у массовых атмосферных ДВС (из немассовых некоторые моторы Ferrari выдают больше трёх сил на килограмм, но при высоченных 9000 об/мин). Литровая мощность, правда, не впечатляет. Ныне Baker и Kinetic вроде как доводят проекты до ума, хотя особой активности на их сайтах не видно.

За один оборот вала в двухдисковом нутационном агрегате происходят те же четыре рабочих хода, что и в восьмицилиндровом поршневом «четырёхтактнике». На фото — одно- и двухдисковые рабочие прототипы. (Кстати, из двух дисков в принципе можно создать и машину с разделённым циклом, одному отдать сжатие смеси, другому рабочий ход.)

В 2010 году нутационный мотор попал в зону интереса исследовательского центра ВВС США. Гарри Смит, менеджер лаборатории, демонстрирует внутренности мотора и объясняет, что особую ценность конструкция представляет для лёгкой авиации.

Идея роторных агрегатов различного типа так часто привлекает новаторов, будто один лишь отход от знакомой схемы даёт существенное повышение характеристик. Так, Николай Школьник, выходец из СССР, давно перебравшийся в США, с сыном Александром разработал мотор, напоминающий двигатель Ванкеля, вывернутый наизнанку. Ротор арахисовой формы также вращается в треугольной камере, но в отличие от агрегата Ванкеля уплотнители закреплены не на поршне, а на стенках камеры.

В роторе LiquidPiston есть полость, играющая свою роль в газообмене. Процесс сгорания проходит при постоянном объёме, а затем идёт расширение — это один из факторов, повышающих КПД.

Для развития конструкции Школьники основали фирму LiquidPiston, которой заинтересовалось оборонное агентство DARPA — теперь оно софинансирует эксперименты в расчёте на перспективы работы «арахисовых» агрегатов в лёгких летательных аппаратах, включая беспилотники, и в переносных генераторах. Опытный моторчик рабочим объёмом 23 см³ обладает неплохим для таких габаритов КПД в 20%. Теперь авторы нацелены на дизельный прототип весом около 13 кг и мощностью 40 л.с. для установки на гибридный автомобиль. Его КПД якобы вырастет уже до 45%.

Первый образец мотора Школьников можно положить на ладонь. Он весит 1,8 кг и может заменить вдесятеро более тяжёлый поршневой ДВС карта (показан слева). Мощность всего 3 л.с., но классический двигатель такого размера был бы ещё слабее.

Последний рассмотренный нами мотор демонстрирует, что идея плоского агрегата (ротор ведь можно сделать очень узким) заманчива. Вместе с тем для её реализации сами роторы не так обязательны — достаточно «оквадратить» традиционный поршень и, соответственно, сделать прямоугольным на виде сверху цилиндр.

Этой странной разработке фирмы Pivotal Engineering уже несколько лет, в течение которых создан ряд образцов, приводивших в движение мотоциклы и самолёты. Авторы адресуют так называемый качающийся поршень в первую очередь авиации. Помимо высоких выходных характеристик по отношению к весу и габаритам, такой двухтактный агрегат отлично поддаётся форсировке за счёт прохождения сквозь неподвижную ось поршня (рисунок ниже) жидкостного канала охлаждения. С иной схемой такой трюк затруднителен.

Задумка компании Pivotal Engineering из Новой Зеландии представляет собой мотор с качающимися прямоугольными (в плане) поршнями. Один их край закреплён на неподвижной оси, второй — связан с шатуном. Справа — четырёхцилиндровый образец на 2,1 л.

За пределами нашего обзора осталось ещё много экзотических разработок вроде 12-роторного мотора Ванкеля, двигателя Найта или агрегатов со встречными поршнями, ДВС с изменяемой степенью сжатия или с пятью тактами (есть и такие!), а ещё роторно-лопастные агрегаты, в которых составные части ротора совершают движения, будто сходящиеся и расходящиеся лезвия ножниц.

Ещё пример чудачеств — H-образный двигатель, объединяющий в себе две рядные «пятёрки». Автор патента Луи Хернс полагает, что одну половину агрегата можно адаптировать под бензин, а другую — под метан и активировать их как врозь, так и вместе.

Даже беглый экскурс за пределы классических ДВС показал, сколь большое количество идей не находит массового воплощения. Роторы часто губит проблема износа уплотнений. Роторно-лопастные варианты вдобавок страдают от высоких знакопеременных нагрузок, разрушающих механизм связи лопастей и вала. Это только одна из причин, почему мы не встречаем такие «чудеса» на серийных автомобилях.

Вторая — в том, что и традиционные ДВС не стоят на месте. У последних бензиновых образцов с циклом Миллера термический КПД доходит до 40% даже без турбонаддува. Это много. У большинства бензиновых агрегатов — 20−30%. У дизелей — 30−40% (на крупных судах — до 50). А главное — глобальная альтернатива ДВС уже найдена. Это электромоторы и силовые установки на топливных элементах. Поэтому если изобретатели диковинок не решат все технические проблемы в самое ближайшее время, вырулить с обочины прогресса перед электричками они попросту не успеют.

Ампер - двигатели, которые изменят мир

Войцех Гай Яблонски — польский изобретатель, который работает над сенсационными однотактными двигателями (в которых каждый такт является рабочим ходом), способными получать очень большую мощность от небольших агрегатов и позволяющих постоянно впрыскивать пар в камеру сгорания, благодаря чему большая мощность и сниженный расход топлива. Компания Ampere является инновационным предприятием - польским инженерным островком в канадской индустриальной мозаике.Изобретения и патенты Войцеха Яблонского позволяют нам думать о многих революционных приложениях.

БИШОП: Откуда вы взялись, господа, в Канаду.

Томаш Дудек: Я приехал сюда более 30 лет назад, будучи маленьким ребенком, еще учась в начальной школе.

- Какое у вас было образование?

- Я закончил Университет Ватерлоо, имею инженерное образование инженера-электронщика.

- А Господь?

Люк Вольф (главный операционный директор): Моя история сложнее; Я из Польши, но прилетел из Великобритании, до этого был в Канаде в 2015 году, до этого 7 лет в США и еще немного в Польше. Я с юга Польши, родился в Силезии, имею образование в области международного развития бизнеса. Я закончил учебу в Англии и начал в Польше.

Наша подготовка к открытию этой компании началась в 2015 году. Мы уже подготовились к переезду нашей компании из Европы; Мы разговаривали с представителями разных стран – целью была Канада.

- А откуда вы перевели эту компанию? Из Польши?

- Первоначально у Ампера было другое имя; был передан как из Германии, так и из Польши. В этих двух странах исследования проводились более 20 лет.

- Исследование чего? Над однотактными двигателями?

- Были проведены исследования двигателей. Основная техническая мысль и главный человек, много лет занимающийся исследованием двигателей, это человек, имеющий большой опыт не только в двигателях внутреннего сгорания, но и в сверхлегкой авиации, потому что эти двигатели применялись для сверхлегкой авиации.

Это началось с двухтактных двигателей, но претерпело различные модификации, и в какой-то момент была внедрена технология однотактных двигателей, что означает, что каждый ход поршня является рабочим ходом.

- Кто изобрел этот двигатель?

- Концепция довольно старая, в 1930 году Рассел Бурк построил паровую машину с раздельной камерой.

Концепция однотактного двигателя возникла давно и так и не была завершена; человеком, который построил работающий однотактный двигатель в 2014 году, является г-н Войцех Гай Яблонски.

- И это не паровая машина, а двигатель внутреннего сгорания, да?

- Интересный факт, потому что да, у нас есть двигатель внутреннего сгорания, хотя у нас также есть гибридная версия этого двигателя внутреннего сгорания в одном.

- В чем основная трудность проектирования, развития этой идеи, однотактного двигателя, который намного эффективнее двигателей, имеющих еще и нерабочие такты? В чем техническая сложность сделать такой двигатель?

- Интересный вопрос, потому что техническая сложность очень низкая. Многие представители отрасли, которым мы показываем этот движок, недоумевают — вау, как это просто, почему его не изобрели раньше?

- Точно!

- Четырехтактный двигатель, изобретенный в 1898 году Дизелем и Отто, используется до сих пор; более 120 лет мы разрабатываем эту технологию, усложняя ее, решая различные проблемы, которые у нас были с этим двигателем.Это сделало его больше и сильнее, но на самом деле принцип был один и тот же на протяжении 100 лет.

В 1935 году Генри Форд изобрел двухтактный двигатель; была детонация и вместо четырех тактов было всего два такта, в то время как в однотактном двигателе мы детонируем после каждого хода поршня, имеем детонацию вверху, смещение поршня и детонацию внизу.

- Концепция проста, как заставить этот поршень двигаться через камеру сгорания, как он герметизирован?

- Начнем с того, что камера коленвала, картер, была отделена от цилиндра линейным подшипником, благодаря чему мы можем позволить себе детонацию топливно-воздушной смеси в нижней и верхней части камеры.

- Что, двигатель работает?

- Вы можете это услышать и увидеть. Если представить наш двухцилиндровый оппозитник, а у нас детонация в цилиндре после каждого хода поршня. Вспомните мотор восьмерки в системе V - его 8000 оборотов - а это наши 2000 оборотов - у нас такой звук от двигателя.

- Потому что он удвоился?

- Это в два раза больше двухтактного, но четырехтактный двигатель в четыре раза больше.Достаточно посчитать количество детонаций по отношению к положению коленчатого вала, т.е. при двух цилиндрах имеем по два взрыва через каждые 90 градусов.

- Как выглядит смазка и охлаждение? Двухтактный двигатель не смазывается для окружающей среды; масло смешивается с топливом, и поэтому четырехтактные двигатели победили.

- надо еще сказать, что у нас не только однотактный двигатель, но и двухтактный; у нас чистый двухтактный двигатель без топливно-масляной смеси.Мы тоже работали над чем-то подобным.

Начинаем с двухтактного двигателя и переводим на однотактный; у нас есть версия, где у нас есть отдельные системы смазки на коленчатый вал и отдельная система смазки для системы поршень-цилиндр. Мы используем растительные масла, которые являются биоразлагаемыми, даже полезными для окружающей среды.

У нас есть возможность производить однотактные двигатели, которые являются чистыми и обладают всеми преимуществами двойной работы.

- А может вес меньше?

Конечно, это одно из преимуществ в зависимости от версии двигателя, но, прежде всего, снижение выхлопных газов на 80%.

Мы можем уменьшить количество выхлопных газов. Я уже упоминал, что у нас есть гибридный вариант нашего двигателя - внутреннего сгорания с паровым двигателем.

- Именно так, потому что добавление воды в смесь уже имело место во время Второй мировой войны.

- Точно, Юнкерс сделал.

- Я знаю здесь одного энтузиаста, который доливает воду в двигатель своей машины, доливает воду в систему всасывания двигателя и говорит, что двигатель работает тихо и работает хорошо.

- У нас действительно есть впрыск воды в виде сухого пара в камеру сгорания после точки сгорания. После этого момента мы непосредственно впрыскиваем водяной пар, который расширяется; так мало того, что вода расширяется, что вызывает дополнительный наддув, как будто эта смесь расширяется быстрее, но второе дело в том, что если впрыск водяного пара происходит после момента сгорания, то в этой воде мы способны поймать все вредные вещества, выходящие через выхлопную трубу в сжиженном, а не в газообразном виде.

- Значит, его очень легко чистить?

- Конечно, но мы уже упоминали этот двигатель Юнкерса; затем они хотели охладить свои двигатели. Немцы впрыскивали воду непосредственно в камеру сгорания для охлаждения двигателей и обнаружили, что они имеют прирост около 500 л.с.; от 1700 до 2200 лошадиных сил.

Однако у них была комбинация вода, масло, бензин - в их 4-х тактных двигателях, которые были очень неэкономичны, двигатель подвергался коррозии после 2-3 полетов.

- Точно, почему не используется в больших масштабах? Потому что это плохо для двигателя?

- Для четырехтактного двигателя. Это не вредно для однотактного двигателя, потому что у нас картер от цилиндрового отсека отделен линейным подшипником, а у нас внутри, в нашей камере сгорания, есть специальная нержавеющая втулка, которая позволяет нам впрыскивать пар или воду.

- Все это звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой.

- Слышал это много раз, почему никто раньше не понял?

- Эти вопросы касаются каждого изобретателя; как случилось это "ага" момент.

- Мы должны вернуться к господину Войцеху Гаю-Яблонскому. Потому что это был не я, у которого был тот "момент ага". Г-н Войцех работал в Германии над сверхлегкой авиацией, и во время его работы - Войцех Гай Яблонски - он был аккредитованным изобретателем - мы говорим о 1980-х годах.- он знал, что ему не хватает двигателя для этого вида спорта, который сегодня очень развит в Европе. Г-н Войцех работал над двухтактными двигателями, у него уже тогда была концепция однотактного двигателя, и в течение многих лет он использовал элементы, которые он использует сегодня в однотактном двигателе. В отдельных поколениях двухтактных двигателей он тестировал и проверял возможности их функционирования.

Эти различные компоненты однотактного двигателя уже прошли испытания на двухтактных двигателях в различных модулях и теперь собраны в однотактный двигатель и полностью работоспособны.

Что здесь важно добавить, ведь вы спрашивали, почему до этого никто не додумался...

- Сегодня все работают над четырехтактными двигателями, чтобы сделать их более эффективными и подключить к компьютеру...

- Конечно, и это продолжается годами; в крупных организациях на это уходят долгие-долгие годы. Приведу такой пример в 2020 году две автомобильные компании будут внедрять впрыск водяного пара в камеру сгорания в серийных двигателях, т.е. BMW и Subaru.Будет иметь впрыск пара через рециркуляцию выхлопных газов; система выхлопных газов. Они будут впрыскивать выхлопные газы в камеру сгорания во второй раз с добавлением пара, а это значит, что мы приближаемся к моменту, когда другие компании также пробуют подобные системы, но они все еще основаны на четырехтактном двигателе.

- Считаете ли вы, что этот двигатель, если бы он стал широко использоваться, составил бы конкуренцию все более и более распространенным электродвигателям, которые имеют большую мощность, очень быстро доступны, а также имеют «хорошую репутацию», потому что двигатели внутреннего сгорания, использующие ископаемое топливо считается грязным; есть ли возможность конкуренции с этими двигателями?

Томаш Дудек: Электродвигатели имеют более длительный срок службы, чем современные системы, но проблема в том, что эта энергия должна поступать откуда-то еще, и сегодня это не чистая энергия.Таким образом, со всей системой, необходимой для запуска этих двигателей, они не являются чистыми двигателями. Да, они имеют более длительный срок службы по сравнению с моторами, которые существуют сегодня, но по сравнению с моторами, которые есть у нас, срок службы аналогичен.

- Максимум традиционные двигатели внутреннего сгорания имеют КПД 30%, а эти однотактные двигатели сколько у них?

Luk Wolf - Это сложный вопрос, надо еще определить о какой отрасли идет речь? Потому что двигатели внутреннего сгорания, применяемые в автомобиле, несмотря на то, что это тот же двигатель, что и на корабле, по принципу работы двигатели на корабле работают на совершенно разных оборотах, что приводит к гораздо большему КПД. .Двигатели внутреннего сгорания используемые в автомобилях сегодня имеют максимальный КПД до 32%, если взять топливо и передать это топливо в работу двигателя, то кинетическая энергия на коленчатом валу, которая потом через трансмиссию будет передаваться на колеса - падает на целых 25%. И речь идет о самом экономичном двигателе.

Электродвигатель имеет КПД 95-97%, поэтому мы никогда не сможем конкурировать один на один.

- Но, как сказал здесь г-н Томаш, электродвигатель использует энергию, которая обычно поступает от газовой электростанции, которая также удалена от того места, где заряжаются батареи, поэтому есть потери при передаче, и этот двигатель внутреннего сгорания получает энергию немедленно. , потому что энергоноситель находится в баке.

- Конечно, напомню, что если взять самый популярный сегодня электромобиль, у которого 450 кг аккумуляторов, то собранная и сконденсированная в этом аккумуляторе энергия равна одному галлону высокооктанового бензина. Что отличает этот электромобиль, так это его очень высокий КПД, обусловленный очень высоким КПД электродвигателей.

Мы считаем, что мы не будем конкурировать с электродвигателями, но наши двигатели могут быть применены в гибридной системе, где мы можем использовать топливо, которое все еще существует сегодня, которое можно подавать в двигатель внутреннего сгорания, который будет генерировать электричество, и это электричество будет подаваться непосредственно на электродвигатели.

Наш двигатель очень эффективен; в нашем двигателе очень мало деталей — на 90% меньше деталей, чем в четырехтактном двигателе, а это означает, что у нас гораздо лучшее соотношение мощности и веса.

Эффективность нашего двигателя также обусловлена очень длинным ходом; если говорить о том, что мы можем детонировать с обеих сторон поршня, то можем позволить себе очень длинный ход.

Судовые двигатели внутреннего сгорания имеют КПД до 55%, поскольку имеют очень длинный ход поршня при 200 оборотах в минуту; мы можем позволить себе очень похожий эффект, очень похожую цифру, около 55% КПД нашего двигателя, в результате длинного хода и малого количества деталей.

А если речь идет о малом количестве деталей, то сразу можно сказать, что двигатель будет стоить вдвое меньше, чем сегодняшние двигатели.

- Вернемся к тому факту, что это звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой, где сейчас прототип? Где лучше всего подходит этот двигатель?

- Мы здесь постоянно говорим о том, как выглядит автомобильный рынок сегодня. Так что мы определенно не следим за автомобильными компаниями.Внедрение новых технологий в автомобильной промышленности занимает очень много времени, а в автомобильную промышленность вложены большие деньги на очень долгие годы, поэтому это очень застойный рынок.

Использование нашего двигателя в первую очередь в том, что мы будем называть когенерацией или генераторами электроэнергии. Наши предыдущие 20 лет исследований привели нас сегодня к рабочему прототипу, которому требуется около 14 месяцев, чтобы войти в фазу коммерциализации.У нас уже есть контракты, подписанные с учреждениями, которые будут проводить внешнюю оценку, у нас уже есть контракты, подписанные с учреждениями, которые хотят как можно скорее забрать у нас этот движок, чтобы они могли протестировать его в своей демо-версии. Так что у нас уже есть большой интерес среди получателей, заказчиков этого двигателя при его использовании в качестве стационарных электрогенераторов.

Мы упомянули ископаемое топливо, этот двигатель может работать на ископаемом топливе, но был сконструирован для работы на водороде и различных газах.До 24 месяцев у нас будет уже готовый работающий на природном газе двигатель, который после подачи природного газа будет преобразовывать этот газ в электроэнергию.

Мы сегодня живем в Онтарио, цена кВт/ч сегодня 0,24$. а газ стоит 0,08$. если бы мы могли заправлять такой двигатель природным газом, который стоит 0,08 доллара. и произвести киловатт энергии за 0,08$... Поверьте, это многих интересует.

- Конечно, все это защищено патентами?

- Верно.

- Кто работает у мужчин, мы говорим по-польски, компания - как мы говорим - "из Европы", а как там с польскостью, ведь получается, что у нас есть компания за границей, но компания, в которой он говорит все время на польском.

- Действительно, все рабочие - поляки, а у нас есть научно-исследовательский отдел и у нас есть люди, которые занимаются техническими вещами, мы все делаем сами. У нас также есть много людей, которые уже слышали о нас и хотят принять активное участие в работе.Сегодня утром у нас была встреча с очень важным человеком, который отдал бы все, чтобы работать на нас. Готовы ли мы к этому? Я еще не знаю. Мы медленно развиваемся и достигаем точки, когда можем сделать немного больше.

Любопытно, что когда мы искали одного из инженеров для работы здесь, я позволил себе разместить объявление на известных полякам сайтах в Торонто, Чикаго, Нью-Йорке и разместил объявление о вакансии на хорошо известный общий профиль.Мы получили около 60 ответов, 35 из которых были из Индии, и я четко написал на польском языке; «Если вы не можете прочитать этот текст, пожалуйста, не присылайте мне свое резюме». Мы получили тридцать с чем-то из Индии, где эти люди объявили, что выучат язык только для того, чтобы работать здесь. Мы наняли поляка...

•••

Работа с нами начинается практически каждый день с того, что г-н Войцех вихрем падает сюда в компанию и быстро излагает свои мысли на доске, а г-н Марек здесь, отвечающий за перевод с доски в 3D, начинает какое-то прототипирование в солидворкс, затем отправляем с компьютера на 3D-принтер и печатаем отдельные элементы.

Что интересно, в этом двигателе на данный момент он 500 сс, потому что по 250 сс на сторону, мы можем себе позволить удлинить этот сегмент цилиндра и путем копирования и добавления, оставив тот же картер, мы можем сделать из него сразу 1000 сс и мы можно удлинить.

Почему это интересно? Потому что это двигатель, который в дальнейшем можно полностью скрыть в крыле самолета и не торчать гондола, имеющая дополнительное 40% сопротивление воздуха.Это также двигатель, в котором коленчатый вал вращается в противоположных направлениях. Это очень важно в авиации, особенно сверхлегкой, потому что в самом двигателе устранен гироскопический эффект. Любой, кто летает на пропеллере, знает, что ему нужно компенсировать вращение; Либо элероны постоянно крутятся, либо пропеллеры антиторсионные.

Этот двигатель был подготовлен для природного газа, этот двигатель весит 55 кг и здесь мы имеем мощность 360 л.с.

- Ну, я могу только сказать, что это увлекательная история, и для меня тем более приятно, что компания польская, к сожалению, польская за пределами Польши.

Будем надеяться, что через какое-то время Польша дорастет до того, что позволит таким компаниям работать в стране.

- Я так думаю, я думаю, что мы не единственная польская компания, у которой есть такая замечательная техническая мысль - двигатели - это только мы, но действительно поляков хвалят во всем мире за то, что они очень новаторские и способны делать великие вещи при очень бюджетный.

- Наша история научила нас импровизировать.

- Или комбинировать, но делаем правильно. Действительно, пока за пределами Польши, но мы думаем, что если доведем эту технологию до окончательной коммерциализации, то сможем лицензировать ее по всему миру, в том числе и в Польше.

- Большое спасибо.

Опрошен Анджей Кумор

Польский метод для двигателя

Поршневой двигатель внутреннего сгорания с типичной кривошипно-шатунной системой считается замкнутой и усовершенствованной конструкцией, по крайней мере, с точки зрения основного принципа работы и хода последующих этапов работы. Конструкторы осознают существенные недостатки этого решения, считая их очевидными, что их невозможно устранить.

Одним из таких недостатков является невыгодная последовательность движения поршня и кривошипа в сборе против нарастания и падения давления над поршнем.Кажется нормальным, что воспламенение происходит непосредственно перед верхней точкой поворота поршня, а максимальное давление в камере сгорания приходится на дюжину или около того градусов вращения коленчатого вала сразу после верхней точки поворота поршня.

Следствием этого является возникновение самых высоких газовых сил в положении кривошипно-шатунной системы, при котором они создают минимальный крутящий момент, измеренный на коленчатом валу (большое усилие, малый рычаг).Это вызывает значительные механические потери из-за трения поршня о цилиндр, трения в подшипниках и изгиба деталей кривошипно-шатунной системы. Эта энергия не может быть восстановлена в следующих фазах работы двигателя, в результате чего средний крутящий момент, получаемый на валу, относительно невелик, а КПД двигателя очень ограничен.

В настоящее время усилия большинства конструкторов сосредоточены на повышении полноты сгорания и снижении явных потерь на трение в механизме двигателя.В результате КПД традиционных поршневых двигателей с искровым зажиганием уже превышает 30%, а с воспламенением от сжатия достигает свыше 40%.

Специалисты такую возможность не рассматривают, резюмируя одним словом: невозможно! Потому что что такое поршневой двигатель, все видят...

Между тем, однако, есть изобретатели, назовем их провидцами, которые не принимают нынешние решения как неизменные и пытаются как-то сместить это максимальное давление на поршень.Интересной идеей является строительство Збигнева Станца. Этот двигатель, именуемый агрегатом с подвижной камерой сгорания, особенный в наших польских условиях тем, что его предпрототип был создан (изобретателем) в металле и работает, а также запатентован. Однако нужны серьезные исследования и тут все усложняется...

Обычный двигатель, необычная камера

Пожарная машинаВ основе Stańca лежит самый обычный поршневой агрегат с традиционным кривошипно-шатунным механизмом. Рабочая модель построена на базе 125-кубового двигателя WSK. Особенность конструкции заключается в том, что в то время как традиционная неподвижная головка с камерой сгорания расположена над поршнем, здесь размещен второй поршень того же диаметра, совершающий специфические движения, отличные от основного поршня. Пространство между головками обоих поршней и есть эта подвижная камера сгорания.

Тут нетрудно догадаться, каков был замысел конструктора: кратчайшее расстояние между поршнями должно находиться в определенном месте (измеряемом в градусах поворота вала), а не в верхней точке поворота основного рабочего поршня, но при отклонении главного кривошипа позволяет получить высокий мгновенный крутящий момент.

Серьезной проблемой было получение управляемого движения второго поршня, который фактически является стенкой головки. Это было достигнуто за счет системы двух кулачков, приводимых в движение коленчатым валом, определяющих движение соответствующего рычага.Этот рычаг имеет дополнительное плечо, смещающее толкатель, который, в свою очередь, через другой двухсторонний рычаг осуществляет движение упомянутого «головного» поршня. Его ход намного меньше, чем у основного поршня, а его движение определяется профилями вышеупомянутых кулачков. Разумеется, температура вспышки должна быть адаптирована к фактическому времени, в течение которого смесь должна эффективно гореть.

На практике устройство не очень сложное.Подбирая профиль кулачков и геометрию рычага, которым они двигаются, можно довольно свободно формировать движение «головного» поршня. Таким образом, можно перемещать точку, в которой на поршень оказывается наибольшее давление, а также изменять кривую нарастания давления. Более того, если ось второго (на наших чертежах и фотографиях верхнего двухрычажного) рычага установить, например, на регулируемом эксцентриковом устройстве, можно добиться динамического изменения степени сжатия, что могло бы еще больше повысить экономичность двигателя. .

Не только преимущества

Ожидаемым преимуществом двигателя с подвижной камерой сгорания является, прежде всего, более высокий КПД благодаря более эффективному созданию крутящего момента за счет давления газа над поршнем.Изобретатель также надеется продлить процесс образования и сжигания смеси, что должно повысить полноту сгорания на более высоких оборотах, особенно если двигатель работает с воспламенением от сжатия. Другими потенциальными преимуществами являются возможность динамического управления степенью сжатия - можно добиться большей эффективности или спроектировать настоящий многотопливный двигатель.

Есть и видимые недостатки - прежде всего большее усложнение конструкции.Также представляется затруднительным разработать такой двигатель с управлением съемом заряда, отличным от кромки поршня (отсутствие свободной площади камеры сгорания), в связи с чем могут возникнуть проблемы с чистотой отработавших газов.

Существующий двигатель испытан лишь частично - произведены замеры индуктивного давления на холостом ходу, подтвердившие первоначальные предположения.Однако, несмотря на то, что идея витала в воздухе уже несколько лет, так и не удалось никого убедить испытать двигатель на динамометре, поэтому неизвестно, слишком ли велики потери в приводе второго поршня и эффективно ли он участвует в создании крутящего момента, потому что это занимает, очевидно.

На самом деле ничего не известно о том, как должна обеспечиваться мощность в таком двигателе, и какой должна быть форма камеры сгорания.Сферическая форма днища поршня, предложенная изобретателем, вызывает большие сомнения.

Конечно, еще одним вопросом будет технология изготовления, выбор материала, прочностные расчеты и т.д.Иными словами - есть идея, возможно, реальная, нет желающих ее проверить. Найдется ли кто-то, кто заинтересован не только в надежной и быстрой прибыли?

Equipmake Ampere - что это за двигатель, как работает, производительность

Как доказали семейные обгоны суперкаров Tesla и бушующий на улицах Варшавы BMW i3, электродвигатели позволили автомобилям вывести автомобили на совершенно новый уровень производительности. Благодаря своему характеру работы они обладают преимуществом огромной гибкости по сравнению с традиционными двигателями внутреннего сгорания (максимальный — и к тому же высокий — крутящий момент доступен с самого момента запуска) при сохранении гораздо более компактных размеров.

Equipmake утверждает, что текущее состояние развития электродвигателей не конец, а отправная точка для дальнейших, еще более эффективных решений. Заявления британских инженеров звучат правдоподобно по двум причинам. Сначала она создала аккумулятор кинетической энергии для системы KERS, используемой командой Williams в Формуле-1.

Штаб (фото Equipmake)

Во-вторых, она только что представила чрезвычайно интересный двигатель под названием Ampere, который выполняет эти обещания.Он обещает плотность мощности, ранее неизвестную не только в мире двигателей внутреннего сгорания, но даже в электроприводах. Очень компактный агрегат весом всего 10 килограммов выдает целых 300 л.с. Это означает, что на каждый килограмм двигателя способен проехать целых 30 км . Для сравнения, современный электродвигатель, используемый в Jaguar I-Pace, который высоко ценится за соотношение мощности и веса, развивает мощность 200 л.с. при весе 40 кг.

Equipmake Ampere: чем он отличается от обычного электродвигателя

Электродвигатели, используемые в настоящее время в автомобилях, имеют мощность около 10 000 тонн.об/мин Теоретически им не нужно переходить на более высокие обороты. Максимальный крутящий момент доступен с момента начала движения, а максимальная мощность достигает примерно 5000 об/мин.

На практике двигатели, подобные этому , не могут увеличить скорость из-за ограничений охлаждения . Практика показывает, что наиболее распространенные до сих пор электроприводы плохо работают при длительной скоростной езде, например, по автомагистрали.

Здесь начинается «волшебство» Equipmake. Его инженерам совместно со специалистами по охлаждению из британской компании HiETA удалось создать компактный агрегат, достигающий в несколько раз более высокого уровня эффективности охлаждения по сравнению с ранее известными решениями. Это было сделано с использованием технологий аддитивного производства . В настоящее время это самый быстроразвивающийся метод 3D-печати, который завоевывает, в том числе, мир медицины.

Equipmake также работает над электродвигателями для автобусов (фотоОборудование)

Его уникальность заключается в том, что нужные формы получаются не вычитающими методами (такими как фрезерование), а нанесением материала послойно путем расплавления металлического порошка лазерным лучом . Этот метод позволяет создавать детали практически любой геометрии, которые могли быть обработаны только путем соединения нескольких более мелких компонентов или вообще не могли быть достигнуты. Более того, отдельные части не обязательно должны быть изготовлены из цельных кусков пластика, потому что их можно использовать для удаления ненужного материала.

Проще говоря: благодаря аддитивному производству электродвигатель можно собрать из одного блока оптимальной формы, внутри которого можно использовать гораздо более эффективную систему охлаждающих каналов. В результате получается конструкция , которая проще, прочнее, легче, охлаждается намного эффективнее и имеет гораздо меньшее внутреннее сопротивление . По сравнению с электродвигателями, использовавшимися до сих пор в автомобильной промышленности, он достигает скорости вращения в несколько раз выше (30 000 об/мин).об/мин) и могут поддерживать их без перегрева в течение гораздо более длительного времени.

Так мотор Ампера выглядит снаружи. Дизайн салона производителем пока не разглашается (фото Equipmake)

Кроме того, британские дизайнеры пошли еще на одну инновацию. Все чаще в электромобилях вместо асинхронных двигателей используется альтернатива с постоянными магнитами. Такое решение используется, например, в Tesla Model 3. Электродвигатели с магнитами, встроенными в ротор, до их дебюта в автомобилях ценились за высокий КПД на всей частоте вращения и широкий диапазон доступных оборотов.Еще одно преимущество такого решения было замечено в двигателе Ampere: охлаждающая жидкость может находиться ближе к магнитам, таким образом охлаждая их эффективнее.

Если достоинств оказалось недостаточно, авторы данного проекта указывают низкие затраты на строительство . Новая технология печати позволяет собрать двигатель из меньшего количества компонентов, а более эффективное охлаждение позволяет использовать более дешевые и доступные материалы.

Единственное препятствие, которое я вижу, это возможность применения аддитивного производства к крупносерийному скоростному серийному производству двигателей, что было бы необходимо для того, чтобы двигатель Ampere стал настоящим прорывом для автомобильной промышленности.У Equipmake, вероятно, есть решение этой проблемы, и мы должны узнать об этом в ближайшие месяцы. Сообщается, что этот агрегат будет запущен в производство весной 2021 года. .

Следуйте за нами в Новостях Google:

Различия между двухтактными и четырехтактными двигателями

Четверг, 10 октября 2019 г.

В описании двигателей внутреннего сгорания часто встречается термин: двухтактный или четырехтактный. Что это значит? Чем отличается один тип двигателя от другого? Для того, чтобы ответить на этот вопрос, необходимо более подробно ознакомиться с конструкцией и принципами работы обоих устройств – ведь именно они являются основным отличием типов этих моторов.

Двухтактный двигатель

Вообще говоря, разница между двухтактным и четырехтактным двигателем заключается в количестве совершаемых им тактов.Что такое инсульт? Это возвратно-поступательное движение поршней в двигателе. Другими словами, это движение поршня и возврат его в прежнее положение. В двухтактных двигателях поршень совершает всего два таких движения, отсюда и его название. Двухтактный аппарат намного проще по конструкции, так как не имеет отдельной маслосистемы или клапанов. Вся система смазывается смесью топлива и масла. Когда поршень двигателя находится в положении верхней мертвой точки, горючая смесь воспламеняется и взрывается.Взрыв толкает поршень вниз. По мере движения поршня он проталкивает топливную смесь, находящуюся в картере, через канал в камеру сгорания. Смесь, нагнетаемая в камеру, выталкивает выхлопные газы из камеры через выхлопной канал. Затем поршень совершает второй обратный ход. В этот момент впускной канал открывается и топливно-масляная смесь поступает в картер, смазывая его детали, а поршень возвращается в верхнее мертвое положение. Теперь весь цикл может начаться заново.

Четырехтактные двигатели

Четырехтактные двигатели имеют более сложную конструкцию. В этом типе устройства к камере сгорания подключены два клапана: впускной и выпускной. С другой стороны, корпус коленчатого вала изолирован от топливной системы, но содержит отдельную масляную систему. Работа такого двигателя основана на четырех трубчатых поршнях. На первом такте открывается впускной клапан и в камеру сгорания поступает смесь топлива и воздуха. Второй такт сжимает эту смесь.Поршень возвращается в исходное положение, верхнюю мертвую точку, на втором такте. Затем свеча зажигания вызывает взрыв, который заставляет поршень совершить еще один рабочий ход. Четвертый такт - это движение поршня вверх, это движение выталкивает выхлопные газы из камеры сгорания через клапан и канал.

Четырехтактные двигатели благодаря своей конструкции отличаются низким расходом топлива и большей долговечностью, чем двухтактные двигатели. Мы приглашаем вас воспользоваться нашим предложением для четырехтактных двигателей.

Музей сельскохозяйственной техники - Старосельский

Ханомаг 1956

Производитель: Hanomag
Модель/тип: R12 KB (короткая версия)
Год выпуска: 1956
Двигатель: одноцилиндровый, двухтактный дизель, жидкостное охлаждение, объем 511 см ³ 12 л.с. длина мм / ширина 1480 мм
Вес: 890 кг
Общий вес: 1250 кг

Диринг 1929

Производитель: DEERING FARMALL
Модель/тип: F12
Год выпуска: 1935
Двигатель: однотактный, среднего давления, четырехцилиндровый, жидкостного охлаждения, рабочий объем 8500 куб.см ³, 28 л.с.; Размеры
длина 3150 мм / ширина 1590 мм
Вес: 1800 кг
Общий вес: 2150 кг

Урсус 1949

Производитель: Ursus
Модель/тип: C45
Год выпуска: 1949
Двигатель: двухтактный, среднего давления, одноцилиндровый, с жидкостным охлаждением, 10300 куб. см ³, 45 л.с. Размеры; длина 3430 мм / ширина 1800 мм
Вес: 3380 кг
Общий вес: 3680 кг

Ланц Бульдог 1941

Производитель: LANZ BULLDOG
Модель/тип: D7506
Год выпуска: 1941
Двигатель: 2-тактный, среднего давления, одноцилиндровый, с жидкостным охлаждением, объемом 4705 см3 ³, 25 л.с.
Коробка передач: 6-ступенчатая + 2 передачи заднего хода; Размеры; Размеры длина 3150 мм / ширина 1790 мм
Вес: 2890 кг
Общий вес: 3240 кг

Разница между гибридным автомобилем и обычным автомобилем | Сравните различия между похожими терминами - Технология

Гибридный автомобиль и обычный автомобиль

Обычный автомобиль и гибридный автомобиль принадлежат к двум разным поколениям в автомобильной промышленности. Обычный автомобиль постепенно развивался вместе с технологическими изобретениями и различными требованиями клиентов. Несмотря на то, что гибрид является новейшей технологией, большинство людей по-прежнему используют обычные автомобили из-за некоторых неблагоприятных факторов, связанных с гибридными автомобилями.Однако гибридные автомобили уже признаны оптимальным решением большинства текущих проблем. Основное различие между обычными и гибридными автомобилями заключается в характере двух двигателей. Обычный автомобиль имеет бензиновый (бензиновый) или дизельный двигатель, а гибридный автомобиль имеет как бензиновый двигатель, так и электрический аккумулятор.

Обычные автомобили

Обычные автомобили, обычно называемые обычными бензиновыми или дизельными автомобилями, изменились за прошедшие годы, появилось много новых материалов от разных производителей.Например, в 19 веке не было машин с электростартером. В те времена водители должны были сами раскручивать маховик и заводить машину. Позже были введены электростартеры и все стало проще.

Обычный автомобиль имеет двигатель внутреннего сгорания, и благодаря сгоранию энергия преобразуется для поддержания движения автомобиля. Обычный автомобиль совместим с этой базовой технологией. Обычные автомобили можно разделить на категории в зависимости от используемого двигателя внутреннего сгорания.Существует несколько типов двигателей внутреннего сгорания, например, 4-тактные, 2-тактные, однотактные, многотактные и т. д. Производители используют разные двигатели внутреннего сгорания в разных моделях автомобилей в зависимости от различных целей. Обычные автомобили различаются по характеристикам топлива на разных видах топлива, потому что производительность бензинового двигателя отличается от производительности дизельного двигателя. Наиболее часто проблемы с двигателем возникают на обычном автомобиле из-за некачественной топливной смеси, дефектов искрообразования, отсутствия компрессии. Однако у дизелей нет свечи зажигания, поэтому на дизелях не наблюдается повреждения искры.

Гибридные автомобили

Сегодня гибридная технология является лучшим решением проблемы парникового эффекта, создаваемого транспортными средствами. Бензиновые автомобили выбрасывают в окружающую среду большое количество углекислого газа в результате сжигания топлива. Гибридные автомобили имеют бензиновый двигатель, а также электродвигатель и аккумуляторную батарею. Здесь бензиновый двигатель относительно меньше, чем обычный бензиновый двигатель. Кроме того, он использует передовые технологии для снижения выбросов и повышения эффективности.Ключевой особенностью гибридного автомобиля является электродвигатель. Когда автомобиль разгоняется, электродвигатель получает необходимую ему энергию от аккумуляторов. В то же время, когда автомобиль замедляется, он действует как генератор и возвращает энергию аккумулятору. Батареи также играют здесь роль, помогая как поставлять, так и хранить энергию.

В гибридных автомобилях используются две разные технологии. Одна из них известна как параллельная гибридная система. Здесь и бензиновый двигатель, и электродвигатель могут вращать коробку передач (система, передающая мощность от двигателя к колесам), а затем трансмиссия поворачивает колеса.Вторая технология известна как последовательная гибридная система. Здесь бензиновый двигатель не приводит двигатель в действие напрямую. Вместо этого у него есть генератор, который представляет собой тип электродвигателя, отличный от основного электродвигателя. Этот генератор может заряжать аккумуляторы или питать главный электродвигатель, приводящий в движение трансмиссию. Honda Insight — пример параллельной гибридной системы.

Чем гибридные автомобили отличаются от обычных?

• Гибридные автомобили имеют больший пробег, чем обычные автомобили.Как правило, гибридные автомобили имеют пробег 35 км на литр, в то время как у обычных автомобилей всего около 15 км на литр. (прибл.)

• Гибридные автомобили дороже обычных бензиновых автомобилей.

• Гибридный бензиновый двигатель относительно меньше обычного бензинового двигателя.

• Гибридные автомобили намного эффективнее обычных автомобилей. Потому что когда двигатель маленький, крутящий момент явно меньше.

• Гибридные автомобили более экологичны, чем обычные автомобили.Потому что выбросы углекислого газа ниже, чем в обычных автомобилях.

Китай Изготовители и фабрики пожарных насосов с дизельным двигателем на заказ - Насос внутреннего сгорания оптом для выхлопных газов

Многопозиционный дизельный насос внутреннего сгорания

Эта серия насосов является подуровневой, многоступенчатой, всасывающей и центробежной, с использованием рекомендованных состояние водяного модуля. Насос эффективен, надежен и долговечен, имеет низкий уровень шума

, прост в обслуживании и имеет широкий спектр применения.

Корпус насоса

Корпус / рабочее колесо: чугун, нержавеющая сталь, медь, бронза,

Вал: 45 # углеродистая сталь, нержавеющая сталь

Техническое уплотнение: графит / карбид кремния / tung

Преимущества

1. Прямое соединение, виброустойчивость и низкий уровень шума.

2. Средний диаметр входа и выхода.

3.C & U подшипник, который является самым известным брендом в Китае.

4. Охлаждение циркуляционным потоком обеспечивает длительный срок службы механического уплотнения.

5. Требуется минимальный фундамент, что позволит сэкономить 40-60% инвестиций в строительство.

6. Идеальное уплотнение, отсутствие утечек

Наши услуги

Предпродажа:

1. Наша служба поддержки ответит в течение нескольких секунд.

2. Босс и техническая команда составят для вас наиболее подходящий план.

Производство:

Вся компания сделает производство и упаковку по вашему желанию

После продажи:

1. Торговая гарантия - мы компенсируем потери, которые мы взвесили.

2. Бесплатный ремонт в течение одного года

Hot Tags: дизельный насос внутреннего сгорания, Китай, производители, завод, оптовая торговля, индивидуальные, низкая цена, купить со скидкой, сделано в Китае

Однотактный двигатель