С. Митрофанов
А. Миллер оставил новый комментарий на статью и мой ответ.
Честно говоря, дискуссия мне не нравится, поскольку обсуждаются не сами принципы, а какие-то второстепенные и третьестепенные обстоятельства, а также общедоступная, но не известная А. Миллеру теоретическая информация, что делает обсуждение больше похожим на дрязги.
Но раз уж обещал ответить на вопросы - отвечаю. Однако выражаю сожаление, что пока не получил ни одного серьезного вопроса по сути обсуждаемой темы.
В ответах я придерживался следующей системы обозначений:
С.М. – выделенный А. Миллером комментируемый текст предыдущего моего ответа;
А.М. – комментарии А. Миллера;
Ответ – соответственно мой ответ на комментарий А. Миллера.
1)С.М.: "В статье обсуждается рабочий процесс с отделенным подводом тепла, а не камеры сгорания (далее КС) с клапанами, коих действительно в патентной литературе много. Задача их, как правило, либо очистка камеры, либо турбулизация заряда, либо ввод в КС топлива. Однако решения, где клапаны отделяют камеру сгорания (именно КС, а не бустерную, или продувочную, или воздушно-вспомогательную камеру) от полости цилиндра на период сгорания топлива я не нашел, хотя во время подачи заявки на изобретение провел глубокий патентный поиск, как и положено.
А.М.: Странно, что Вы, Сергей, разделяете процессы подвода тепла и собственно сгорания. В ДВС это одно и тоже. Нет никакой разницы, где сгорело топливо.Например, в двигателе В.М. Кушуля был двухступенчатый подвод тепла: в одной и той же КС свечного цилиндра сначала сгорает «богатая» смесь, затем, после поступления высокосжатого воздуха из второго цилиндра, сгорает (подводится вторая порция тепла) оставшийся заряд. На диаграмме этого двигателя была характерная «ступенька», свидетельствовавшая об этом.То же самое происходит при «многоточечном» впрыске и тд. Разница только в том, КАК сгорело топливо и с каким КПД тепло поступило в цикл двигателя. Вот здесь то и есть проблемы.
Ответ: При рассмотрении теоретических циклов не используется понятие сгорания, поскольку оно подразумевает, как минимум, изменение химического состава рабочего тела и, соответственно, его термодинамических свойств. При рассмотрении теоретического цикла пользуются понятием идеального газа, процесс сгорания заменяют подводом тепла, а газообмен – выпуск и впуск – отводом тепла. Я бы мог в анализе теоретического цикла использовать понятие «сгорание», но в этом случае меня бы упрекнули те, кто разбирается в циклах тепловых машин.Относительно характеристик двигателя Кушуля написал в статье «О ДВС, его резервах и перспективах развития глазами специалиста» и отметил бесспорные положительные качества его цикла, одновременно указав и на недостатки конструкции.Если А. Миллер хочет обсуждать конструкцию, то я готов. Прошу описать «КАК сгорело топливо и с каким КПД тепло поступило в цикл двигателя» Кушуля. Я, по аналогии с этим описанием, сделаю то же по отделенному процессу сгорания, раз мои расчеты и графики не убеждают.
2)С.М.: "Не исключаю, что такое решение в принципе могло существовать. Если уважаемому А. Миллеру оно известно, прошу его указать".
А.М.: А что необычного в этом решении? В.М. Кушуль, Двигатель нового типа, стр. 170.
Ответ: Необычно в нем то, что записано в формуле изобретения и защищено патентом.
3)С.М.: "… не вижу связи двигателя Меррита и обсуждаемого здесь процесса".
А.М.: Я увидел на Ваших фиг. 5 и фиг. 6 именно схему двигателя Меррита. Насколько я помню статью, то двигатель Меррита имел второй КВ, установленный в головке БЦ (!), там же был выполнен второй цилиндр с поршнем. Два цилиндра (и в БЦ и в ГБЦ) были соединены своими каналами со сферической («отделенной») КС, покрытой изнутри платиной. Особо подчеркивалось, что платины надо не больше, чем идет на катализатор обычного автомобиля. Уже не помню, были ли там клапаны. Двигатель Меррита имел очень близкие параметры к двигателю Кушуля, по возможности обеднения смеси (все те же альфа – 2,5) и др.Но кто захочет ставить второй КВ с шатунами и поршнями в ГБЦ? Пока, кроме Меррита, никто не захотел…Сергей, Вы обсуждаете более позднее творение Меррита (в патенте дата – 1997 год, а тот двигатель был в металле до этого), чем я. Честно скажу, за работой этого конструктора я не следил, после того, как, в середине 1990 х годов В.М. Кушуль «экспроприировал» у меня статью о его двигателе. А с множительной техникой тогда была «напряженка».Деятельность Меррита началась (это мое мнение) с появления книги В.М. Кушуля на Западе и испытаний опытных образцов построенных там же двигателей Кушуля в Англии (Кренфельдский технологический институт) и во Франции (Парижский университет). Мне тогда показалось, что Меррит хочет сделать тоже самое, что и Кушуль, но обойти его «патент», то есть сделать его же рабочий процесс, но по другому. Что и привело его к такой экзотичной конструкции. Мне это было неинтересно.Видимо, столкнувшись с проблемами, Меррит попытался решить (судя по приведенному Вами его патенту) весь процесс в рамках одного цилиндра. Что, опять же по моему личному мнению, является утопией.
Ответ: Действительно, у Меррита оказался более ранний патент, чем мы обсуждали в прошлом ответе. Я нашел полное описание патента и выложил отдельной статьей.На фиг. 4, 5 и 6 моего патента изображены КС, соединяющие соседние цилиндры. Общее со схемой Меррита здесь то, что соединение соседних цилиндров производится через КС, а отличие, о чем, собственно, и весь мой патент, в том, что КАМЕРЫ НА ПЕРИОД СГОРАНИЯ В НИХ ТОПЛИВА ОТДЕЛЯЮТСЯ ОТ ЦИЛИНДРОВ. Еще раз прошу внимательно прочитать формулы обоих изобретений.Прошу объяснить А. Миллера, ЧТО ИМЕННО он имел в виду, когда противопоставлял патент Меррита.
4)С.М.: "Указанный А. Миллером двигатель Меррита является вариацией вышеназванного авторского свидетельства, согласно формуле изобретения <отличающийся тем, что он снабжен управляемым средством перепуска воздуха из первого цилиндра во второй".
А.М.: Это сильно сказано! Так АС миллион, у тех же алтайцев. Двигателей, правда, нет ни одного. А у Меррита он был и работал!
Ответ: Работоспособную конструкцию малого двигателя ЛЮБОЙ профессиональный конструктор по ДВС, владеющий современными методами проектирования, вместе с деталировками, может нарисовать за неделю, занимаясь этим по вечерам после работы. Я ни в коей мере не хочу обидеть творческих людей, для кого это занятие является хобби. Просто для профессионала это рутинная работа, его этому учили. А основной проблемой является не изготовление двигателя, а испытания и доводка, поскольку этот процесс требуют очень специфичного, редкого и дорогого оборудования.Поэтому аргументы «он был и работал», по меньшей мере, кажутся наивными. Критерием работы ДВС является не то, что это устройство гремит и воняет, а то, что оно выдает определенные параметры.По логике же А. Миллера (относительно «был и работал» как доказательство состоятельности) К.Э. Циолковский должен считаться вовсе не основоположником современной космонавтики, а болтуном, который не смог запустить ни одной ракеты, а китайцы – первопроходцами космонавтики, поскольку еще в древние века запускали фейерверки (извиняюсь, прототипы космических ракет).
5)С.М.: "Малый цилиндр в этом патенте является по сути КС с элементами управления потоком".
А.М.: То есть является тем же, что и Ваша «отделенная» КС! А какая у них разница? Никакой, только у Вас клапан, у них роль клапана играет стенка поршня.
Ответ: Именно так. Поэтому я и взял за прототип аналогичное изобретение с выступом на поршне. А разница в том, что время, на которое отделяется КС от цилиндра, разное. И положение поршня, при котором подсоединяется КС, разное. Я могу управлять этим процессом и соединить КС с цилиндром в ВМТ, а также сместить соединение на любой угол, который будет оптимальным при требуемом уровне форсированности цикла по среднему индикаторному давлению. А вот в прототипе это сделать нельзя. Все это написано и в формуле изобретения и в статье.
6)С.М.: "При отделении процесса продолжительность его может составлять до 360 градусов поворота коленчатого вала (град. п.к.в.). При этом условия для сгорания топлива остаются лучшими по сравнению со сжиганием в цилиндре, так как объем камеры сгорания не изменяется".
А.М.: Сергей, мне ли Вам объяснять, что все определяется не только постоянным объемом КС и временем сгорания? Остальные то условия сгорания Вы ухудшили! Турбулизации нет, СС низкая, тепловые потери выше всякой критики!
Ответ: Прошу А. Миллера описать конструкцию двигателя, про который он все время говорит, присваивая авторство мне. Насколько я понял, этот двигатель – дизель, с низкой степенью сжатия, нижним расположением клапанов и квадратной камерой сгорания, охлаждаемой водой. Что это за двигатель, откуда о нем информация, и кто его автор? ПРОШУ А. МИЛЛЕРА ПРИВЕСТИ ХОТЬ КАКИЕ-НИБУДЬ АРГУМЕНТЫ, НА ОСНОВАНИИ КОТОРЫХ ОН СДЕЛАЛ ТАКИЕ ВЫВОДЫ‼!
7)А.М.: А дизелю 360 градусов ПКВ для сгорания совсем не нужны.
Ответ: Дизелю действительно 360 градусов п.к.в. не нужны, но в рассматриваемой схеме с двумя КС на один цилиндр камеру сгорания следует подсоединять к цилиндру примерно через 360 град. п.к.в. после отсоединения, то есть в начале следующего такта рабочего хода (расширения). Подсоединение ее к полости цилиндра в другое время, а именно в конце такта расширения или в течение такта сжатия неразумно, поскольку в первом случае нельзя будет эффективно использовать энергию сгоревшего топлива при расширении, а во втором случае работа вообще окажется отрицательной.
8)С.М.: "В принципе, это похоже на сжигание топлива в цикле Отто, то есть обыкновенного карбюраторного ДВС (подвод тепла при постоянном объеме), происходящее в надпоршневой полости при положении поршня в ВМТ, но более эффективно, так как сгорание производится в КС, имеющей гораздо меньшие поверхности теплообмена, чем надпоршневое простванство (поршень, огневая поверхность головки цилиндра, стенки цилиндра)".
А.М.: Совсем непохоже! Сгорание дизеля и так происходит практически при постоянном объеме (все диаграммы дизеля с «верхней полкой»!), как раз из за за практически «мгновенного» сгорания! Объем просто не успевает измениться! Это позиция официального дизелестроения, как науки, и я с этим полностью согласен.
Ответ: То, что А. Миллер называет «сгоранием дизеля при постоянном объеме с верхней полкой» на самом деле является сгоранием при постоянном давлении, но с изменяющимся объемом. И это позиция ОФИЦИАЛЬНОГО ДИЗЕЛЕСТРОЕНИЯ как науки, а цикл носит имя Дизеля. Привожу его диаграмму.
А вот ниже цикл Отто с подводом тепла при постоянном объеме. Почувствуйте разницу.
Но в природе нет ничего идеального, и поэтому все двигатели работают по смешанному циклу (его еще называют циклом Тринклера - Сабатэ), только со смещением при искровом зажигании топлива в сторону цикла Отто, а при самовоспламенении топлива от сжатия в сторону цикла Дизеля. Ниже привожу диаграмму смешанного цикла.
Предложенный же мной способ позволяет осуществить оба цикла независимо от способа воспламенения. При экономичных режимах и «крейсерской» мощности – цикл Отто, который дает максимальный термический КПД, при форсированных режимах – смешанный цикл с большой долей подвода тепла при постоянном давлении, поскольку это позволяет ограничить максимальное давление газа в цилиндре. В любом случае отделение процесса сгорания от полости цилиндра позволяет произвести полное сжигание топлива с минимальным количеством вредных компонентов за счет управления наполнением камеры сгорания и лучших условий сгорания.
9)А.М.: А времени дизелю не хватает только на полноценное смесеобразование и подготовку к сгоранию.
Ответ: Обеспечение этого времени и есть одна из целей отделения КС от цилиндра.
10)А.М.: Собственно сгорание носит взрывообразный, многоочаговый характер и времени занимает очень мало. Возьмем, МТЗ – 80, известный тракторный ДВС. Его СС – 16, камера сгорания в поршне (ее туда упрятали помимо всего прочего и для того, что бы снизить тепловые потери!). Дизель работает на 2200 об/мин и при D цилиндра 110 мм его скорости сгорания топлива вполне хватает что бы тратить всего 185 гр/кВт ч солярки.
Ответ: В природе не существует двигателя МТЗ-80. На тракторе МТЗ-80 устанавливается двигатель Д-240. Камеры сгорания никуда не «прячут». Обеспечение оптимального теплового состояния КС, как и ее формы, а также создание вихрей осевого в цилиндре и тороидального в камере и многого другого являются составной частью организации рабочего процесса. Кроме того, если бы производителям этого двигателя с его топливной аппаратурой удалось бы получить удельный эксплуатационный расход даже на 30 грамм больше того, что указал А. Миллер, батька Лукашенко бы им всем присвоил звания Героя Беларуси, и совершенно заслуженно. Пока, к сожалению, только 240 г/кВт/ч по паспорту. Для двигателя такой размерности этот расход плохим не считается.Высокохудожественное описание процесса сгорания комментировать не буду.
11)А.М.: А вот как раз у бензинового двигателя сгорание идет при изменении объема…
Ответ: Я не знаю, как это комментировать. В вопросе № 8 это обсуждали.
12)С.М.: "В принципе, это похоже на сжигание топлива в цикле Отто, то есть обыкновенного карбюраторного ДВС (подвод тепла при постоянном объеме), происходящее в надпоршневой полости при положении поршня в ВМТ, но более эффективно, так как сгорание производится в КС, имеющей гораздо меньшие поверхности теплообмена, чем надпоршневое простванство (поршень, огневая поверхность головки цилиндра, стенки цилиндра).
А.М.: Но потом то рабочее тело расширяется (кстати, и сжимается оно там же!) именно в цилиндре и поверхность Вашей КС увеличивается в разы за счет камеры расширения! А ведь, как сказал Ваш друг - Алексей Костенко: «Рабочий процесс заканчивается на срезе выхлопного патрубка»!
Ответ: Судя по всему, это утверждение, а не вопрос. Извиняюсь, осмыслить не удалось.
13)С.М.: "Кроме того, сжигание топлива в замкнутом пространстве с ограниченным количеством кислорода имеет экологические преимущества, в идеале позволяющие избавиться от нейтрализаторов".
А.М.: В КС обычного ДВС происходит такое же сгорание «в замкнутом пространстве» с заданным конструктором количеством кислорода. В отличии от него, в Вашей камере сжатия остается «недоиспользованная» ТВС (или воздух) с низкой (для дизеля) СС – 14,5. Она, конечно, потом частично сгорает при открытии клапана, но уже совсем в других условиях. Общий результат будет совсем не таким, о каком Вы говорите. Вот если бы Вы впрыскивали топливо в цилиндр на такте сжатия и тем самым обеспечивали хорошее смешение топлива с воздухом (как в бензиновых двигателях), а потом всю ТВС сжимали в КС с высокой СС, то это было бы другое дело. Правда, тут появляются уже другие проблемы.
Ответ: Если я правильно понял А. Миллера, его предложение заключается в подаче топлива в цилиндр на такте сжатия. Правда, он сам далее делает два вывода о неэффективности этого предложения в данной конструкции. Первый – не вся смесь попадет в отделяемую КС и эффективно сгорит, часть останется в цилиндре. Второй – при сжатии, не доходя до ВМТ, произойдет самовоспламенение топлива, ну и все закончится плохо.Как видим, спор с самим собой иногда бывает очень продуктивным. С выводами Миллера я согласен, так делать нельзя. Топливо нужно подавать в КС после ее закрытия, причем, как я уже писал, не сразу, а, в зависимости от частотного и мощностного режима, за угол до открытия КС, достаточный для полного сгорания топлива. Это может быть и 90 град. п.к.в. Камера сгорания до момента подачи топлива работает как рекуператор, передавая тепло от стенок свежему заряду, одновременно охлаждаясь.
14)С.М.: "Чтобы не утомлять читателей, предлагаю А. Миллеру самостоятельно познакомиться с исследованиями по сжиганию топлива в замкнутом объеме, так называемой «бомбе», которая в нашем случае является аналогом предложенных мной КС. Из современных материалов могу порекомендовать работы ученых Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова".
А.М.: Про исследования сгорания в «бомбах» я читал еще в книге Брозе «Сгорание в поршневых двигателях» в 1990 х годах. Эта книга – букварь для специалистов, и мне она нравится больше, чем известная книга Риккардо.
Ответ: Согласен, книга Брозе «Сгорание в поршневых двигателях» - очень хорошая книга. Почитайте в ней об опытах по изучению сгорания в бомбе Лонгвелла, особенно про скорость сгорания и теплообмен.
15)С.М.: "Я не слышал о попытках Заяца (пусть будет Заяц, если его так привык называть А. Миллер) сделать циклический процесс сгорания. Да и базу он взял такую, при которой это просто не возможно. В то же время и Заяц, и Скудери использовали схему соединения КС, указанную в моем патенте, который имеет существенный временной приоритет перед их разработками".
А.М.: Сергей, соединение каналом КС с цилиндром вряд ли моложе колеса. Прототипы есть у всего, и у двигателя Кушуля и у Баландина и тд. Уверен, они есть у Вас. У Заяца тепловые потери будут выше, чем у Вас, а Тz ниже, чем у любого поршневого двигателя. Металл постоянно высокую Т не держит.Что касается Скудери, то тут все прозрачно: В.М. Кушуль ушел из жизни в 1999 году. В 2001 году Скудери на логарифмической линейке рождает свой двигатель…
Ответ: Колесо постарше будет чем «соединение каналом КС с цилиндром», тут я с А. Миллером согласен.Дальше мне больше всего понравилось вот это место: «Металл постоянно высокую Т не держит». Не поспоришь.
16)С.М.: "По поводу нижнеклапанных двигателей. В статье речь идет преимущественно о двигателе с противоположно движущимися поршнями (ПДП)".
А.М.: Нижнеклапанные двигатели были приведены мною в качестве доказательства невозможности получения высокой геометрической СС в Вашем двигателе без ПДП. Там конструктивные проблемы аналогичны Вашим. Без ПДП геометрическая СС Вашего двигателя будет не больше 6,5. Да и с ПДП большой СС Вам получить не удалось. При этом, как я понимаю, лишнюю единицу Вы получили за счет турбонаддува? Не зря же Вы так за него ратуете! СС = 14,5 для дизеля мала… Бензиновый двигатель со СС – 6,5 никому не нужен…
Ответ: По поводу конструкции двигателя уже было сказано в № 6. Насчет степени сжатия двигателя все просто. Привожу формулу геометрической степени сжатия.
где Vh – рабочий объем цилиндра, равный произведению площади внутреннего сечения цилиндра на ход поршня;Vc – объем камеры сгорания.Как видим, чистая геометрия. Турбонаддув здесь ни при чем.
17)С.М.: "Насчет степени сжатия А. Миллер не прав в силу, очевидно, слабой теоретической подготовки. Рассмотрим классический цикл…"
А.М.: Сергей, я не ученый и это знаю. Вы уводите вопрос в сторону. Геометрия камер сгорания и сжатия ГБЦ Вашего двигателя не позволяет получать необходимые геометрические СС даже при использовании ПДП! И классический цикл здесь совершенно не причем!
Ответ: ГБЦ – это головка блока цилиндров. В ПДП этого элемента конструкции нет. По поводу степени сжатия см. выше. По поводу геометрии КС рекомендую познакомиться с конструкцией ЛЮБОГО вихрекамерного ДВС.
18)С.М.: "В связи с этим ждем от А. Миллера указания на источник в реальном машиностроении, подтверждающий его слова о 50% росте КПД при переходе от степени сжатия 6:1 к 12:1"
А.М.: Я говорил об экономичности, а не о КПД. Давайте оставим наукообразную тему. Мой дед ездил на Москвиче 401. Масса – 900 кг; мощность двигателя 35 лс; степень сжатия 6,5; разгон до 100 км/час – 30 сек; скорость на шоссе – 90 км/час; расход бензина А – 66 – 9 на 100 км. Я учился вождению в 1995 году на Москвиче 2140. Масса – 1000 кг; мощность двигателя 70 лс; степень сжатия 7,8; разгон до 100 км/час – 15 сек; скорость на шоссе – 100 км/час; расход бензина А – 76 – 8 на 100 км. 10 лет ездил на ВАЗ 2112 (16 клапанов, передний привод). Масса – 1200 кг; мощность двигателя 98 лс; степень сжатия 10,5; разгон до 100 км/час – 12 сек; скорость на шоссе – 140 км/час; расход бензина А – 92/95 – 7,5 на 100 км. В последнем случае вклад в экономичность внесли также еще и хорошая аэродинамика и меньший момент инерции деталей переднего привода. Но хорошо заметно, что ведущую роль играет именно СС! При СС 12 экономичность будет…
Ответ: Поскольку мы говорим о влиянии на экономичность степени сжатия, а не о различных конструкциях двигателей, машин и мастерстве водителей, то другого ответа быть не может – КПД двигателя, при переходе от степени сжатия 6:1 к 12:1 УВЕЛИЧИТСЯ не более чем на 20%. Удельный расход топлива двигателем УМЕНЬШИТСЯ в той же абсолютно пропорции с точностью до последнего знака, поскольку КПД и удельный расход (экономичность) связаны между собой обратной зависимостью. Привожу ее.
где3600 – термический эквивалент работы;Hu- низшая теплота сгорания топлива;ge– удельный расход топлива (экономичность).
19)С.М.: "Кроме того, камера сгорания, примененная Заяцем, имеет на порядки (то есть в десятки раз) большие поверхности теплообмена, чем две КС на цилиндр, посмотрите хотя бы на фотографию его двигателя".
А.М.: Тут все понятно. Во сколько раз будут больше поверхности теплообмена у Вас?
Ответ: У нас две камеры сгорания на цилиндр, и если у КС Заяца поверхности теплообмена БОЛЬШЕ на порядки, то у нас, соответственно, МЕНЬШЕ на те же порядки.
20)С.М.: "Из формулы видно, что термический КПД цикла Отто не зависит ни от количества подведенного тепла, ни от давления и температуры газа, а зависит только от степени сжатия. При степени сжатия 6:1 он равен величине 0,51. При степени сжатия 12:1 он равен величине 0,63"
А.М.: Конечно, но у Вас то СС ниже!
Ответ: Как я уже писал, в представленных графиках «у нас степень сжатия 14,5:1». Однако это ни о чем не говорит и теории не опровергает. Смысл реплики А. Миллера?
21)С.М.: "Возможно создание двигателя со степенью сжатия и до 20:1, как в вихрекамерных конструкциях. Да это и так понятно, поскольку рассматриваемый двигатель является аналогом вихрекамерного с той лишь разницей, что камер – две, и они отделяются от полости цилиндра клапаном".
А.М.: Возможно и со СС = 50. Делают и работает (говорят). Только вот схемы, способной эту СС обеспечить, я у Вас не увидел.
Ответ: Бредовость подобных утверждений (СС=50) доказывается математикой. Следите.Предположим, для простоты счета, что мы имеем двигатель с ходом поршня в 100 мм. При этом сделаем несколько допущений:- огневая поверхность головки цилиндра представляет из себя идеальную плоскость, без углублений для клапанов, свечей и форсунок;- огневая поверхность поршня также представляет собой идеальную плоскость, без камеры сгорания и выточек под поршни;- кольцевой зазор между поршнем и цилиндром над верхним компрессионным кольцом также отсутствует, поршень герметизирует цилиндр по огневой плоскости.
Степень сжатия для «круглости» цифр возьмем 51:1. Тогда при степени сжатия 51:1 расстояние между поршнем и ГЦ составит ровно 2 мм.
Изменение этого расстояния на 0,1 мм за счет тепловых деформаций и зазоров в подшипниках приведет к изменению степени сжатия на 2,5 единицы в каждую сторону. Уже из-за этого, не говоря еще о точности изготовления и сборки, следовало бы говорить о двигателе со степенью сжатия ПРИМЕРНО 47-53, а не 50:1.
Но названные выше допущения ТАКЖЕ НЕРЕАЛИЗУЕМЫ.
Кроме того, при такой степени сжатия в двигателе без наддува, давление в конце такта сжатия, ДО НАЧАЛА ПРОЦЕССА СГОРАНИЯ, было бы более 200 бар, а температура более 1000 градусов Цельсия.
Поэтому либо А. Миллер назовет того, кто «делает» и у кого это «работает», либо его следует считать лжецом.
22)С.М.: "Заяц и Скудери имеют также в своих двигателях клапаны КС, требующие динамичного управления, и, по-видимому, с этой задачей справились, также как и DIRO".
А.М.: Клапаны, есть почти в любом поршневом двигателе. Только вот работают и применяются они по разному. Например, DIRO «об успехах пока не сообщает»…
Ответ: Клапаны есть далеко не в любом поршневом двигателе. А отсутствие сообщений не говорит об отсутствии работ и успехов. Много мы знаем о результатах испытаний ведущих автомобильных фирм? Рынок, однако.
23)С.М.: "Не сомневаюсь, что есть более эффективные решения клапанного узла, чем найденные мною. ПОЭТОМУ И ПРЕДЛАГАЮ НАШИМ ИЗОБРЕТАТЕЛЯМ И КОНСТРУКТОРАМ ПРОЯВИТЬ СВОИ СПОСОБНОСТИ В ПОИСКЕ ЭТИХ РЕШЕНИЙ".
А.М.: Решение есть и вообще без клапана. Причем исследованное нами вдоль и поперек.
Ответ: Нам без клапана нельзя. Но если у А. Миллера есть более эффективное решение, то прошу его озвучить. Ведь именно поиск эффективных решений в области рабочего процесса ДВС и есть цель настоящей дискуссии.
rtc-ec.ru
S S поршней равна (0,05 . . . 0,09) S, а балансиры установлены с возможностью движения в противофазе. Направляющие корпуса выполнены в виде цилиндра. Центр тяжести каждого балансира смещен от оси колена вала, на котором установлен балансир, на расстояние a, равное (0,3 . . . 0,4) L, в сторону от продольной оси двигателя, где L - длина балансира. 2 з. п. ф-лы, 2 ил. Изобретение относится к поршневым машинам, в частности к двигателям внутреннего сгорания с бесшатунным механизмом преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное рабочего вала, преимущественно с двухрядным расположением цилиндров. Известен двигатель внутреннего сгорания с бесшатунным механизмом преобразования движения и двухрядным наклонным расположением цилиндров, содержащий корпус, два кривошипа, штоки, соединенные с поршнями и коленчатым валом, соединительный вал, синхронизирующий вращение кривошипов. Недостатком этого двигателя являются повышенные габариты из-за наклонного и смещенного вдоль продольной оси корпуса расположения пар соосных цилиндров и неудовлетворительная экономичность, свойственная рабочему процессу с принудительным зажиганием рабочей смеси. Достоинством его являются высокий механический КПД и в 1,5 раза меньшие габариты по сравнению с аналогичными двигателями с кривошипно-шатунным механизмом. Известен также двухрядный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, наклонно расположенные цилиндры, привод двух групп поршней со сдвигом по фазе с помощью коленчатых валов двух кривошипно-шатунных механизмов, общую для пары цилиндров камеру сгорания и принудительное зажигание рабочей смеси. Недостатком этого двигателя являются неудовлетворительные габариты и низкий механический КПД, достоинством - хорошая топливная экономичность (на уровне дизелей с камерой сгорания в поршне) и развиваемая высокая литровая мощность. Цель изобретения - уменьшение габаритов и повышение экономичности двигателя внутреннего сгорания. Указанная цель достигается тем, что в двигателе, содержащем корпус, по меньшей мере два цилиндра с размещенными в них с образованием надпоршневых камер поршнями, механизм преобразования движения, выполненный в виде двух параллельно расположенных валов с цапфами, коленами и щеками, синхронизированных между собой при помощи шестерен, причем каждый из валов связан с одним из поршней, надпоршневые камеры сообщены между собой перепускным каналом, поршни смещены по ходу их движения один относительно другого, а в одной из камер установлено средство воспламенения заряда, согласно изобретению механизм преобразования движения выполнен бесшатунным в виде установленных в корпусе опорных шеек со щеками, в которых эксцентрично оси шейки выполнены отверстия, в последних свободно установлены цапфы валов, а каждый вал снабжен балансиром, установленным на его колене с возможностью возвратно-поступательного движения в направляющих корпуса, расположенных в плоскости осей валов и выполненных в виде цилиндра. Величина хода поршней, величина смещения поршней и величина смещения центра тяжести каждого балансира от оси колена вала, на котором установлен балансир, выбраны с учетом имеющихся ограничений в размещении балансиров и в получении устойчивого и эффективного процесса сгорания топлива. Эффект уменьшения габаритов и улучшения экономичности достигается за счет применения компактного механизма преобразования движения и обеспечения эффективного сгорания топлива. На фиг. 1 схематично изображен поперечный разрез четырехцилиндрового двигателя внутреннего сгорания предлагаемой конструкции; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Двигатель содержит две пары цилиндров, расположенных вертикально двумя параллельными рядами 1 и 2 вдоль продольной оси корпуса. Два цилиндра, оси которых расположены в плоскости, перпендикулярной продольной оси корпуса, имеют общую камеру сгорания в виде двух цилиндров большого и минимального объемов, соединенных тангенциально направленным каналом 3. Камера сгорания большого объема содержит свечу 4 зажигания с форсункой (не показана). При необходимости форсунка может быть установлена и в камере сгорания минимального объема. Параллельно продольной оси корпуса располагается бесшатунный механизм преобразования движения, содержащий четыре поршня 5, четыре штока 6 с подшипниковыми головками 7, два вала 8 с цапфами, коленами и щеками, два балансира 9, четыре опорные шейки 10 и 11 со щеками и шестерни 12, 13, 14 и 15 для синхронизации вращения опорных шеек с помощью одного соединительного вала 16. На каждой опорной шейке смонтированы противовесы 17. Два балансира 9 совершают возвратно-поступательное движение в плоскости расположения осей валов в направляющих 18, выполненных в виде цилиндра. Поршни цилиндров ряда 2 смещены по ходу их движения относительно поршней ряда 1 на определенную величину для осуществления перетекания в необходимом количестве воздуха во время процесса сгорания в камеру сгорания большого объема. Изменением величины и эффективность процесса сгорания топлива. Двигатель работает следующим образом. Рабочий процесс осуществляется в двух парах цилиндров по четырехтактному циклу. Воспламенение топлива в соседних парах цилиндров чередуется через 360о поворота опорных шеек. Впрыск топлива форсункой в камеру сгорания большого объема осуществляется из расчета для двух цилиндров в начале сжатия воздуха. Зажигание топлива осуществляется свечой 4 до прихода поршня ряда 1 в верхнюю мертвую точку. После прохождения поршнем мертвой точки начинается перетекание воздуха по каналу 3 из цилиндра ряда 2, который интенсивно турбулизирует переобогащенную горящую смесь в камере сгорания большого объема, обеспечивая ее быстрое и полное сгорание. Процесс сгорания топлива заканчивается, когда поршень цилиндра ряда 2 придет в верхнюю мертвую точку. Образующиеся при сгорании газы создают давление на поршни двух рядов цилиндров и через штоки 6 и их подшипниковые головки 7 передают усилие на шейки колен двух валов 8 и далее на опорные шейки 10 и 11 со щеками, заставляя их вращаться. Отбор мощности осуществляется с одной из опорных шеек. В механизме преобразования движения каждый балансир 9 имеет массу, равную массе двух поршней 5 и штоков 6, а массы противовесов 17 двух опорных шеек со щеками уравновешивают массы двух поршней со штоками, одного балансира и одного вала, своими цапфами свободно установленного в отверстиях опорных шеек валов. Благодаря этому в двигателе полностью уравновешены действующие силы инерции и моменты. Величина хода каждого поршня в двигателе выбирается из соотношения S = (0,6. . . 2,5) A, где A - расстояние между осями цилиндров, имеющих общую камеру сгорания. При S 2,5A - балансиры не размещаются в направляющих корпуса. Для размещения двух балансиров также необходимо сместить от оси колена вала, на котором установлен балансир, их центр тяжести на расстояние a = (0,3. . . 0,4)L в сторону от продольной оси двигателя, где L - длина балансира. Для получения наиболее экономичной работы двигателя необходимо, чтобы величина смещения S поршней была равна (0,05. . . 0,09)S. При применении в двигателе внутреннего сгорания компактного механизма преобразования движения и при обеспечении эффективного процесса сгорания топлива уменьшаются габариты в 1,3. . . 1,5 раза и повышается экономичность на 6. . . 12% . (56) Кушуль В. М. Новый тип двигателя внутpеннего сгорания. Л. : Машиностроение, 1965, с. 169, рис. 44. SS поршней равна (0,05 - 0,09) S, а балансиры установлены с возможностью движения в противофазе. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что направляющие корпуса выполнены в виде цилиндра. 3. Двигатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что центр тяжести каждого балансира смещен от оси колена вала, на котором установлен балансир, на расстоянии a, равное (0,3 - 0,4) L, в сторону от продольной оси двигателя, где L - длина балансира. www.freepatent.ru
между собой, на которые установлены 2 пары шатунов причем поршни смещены по углу поворота относительно друг друга, а камера сгорания является общей для обоих цилиндров (см. патент Франции N 676076, кл. F 02 B 75/18, кл. 46 а 43, 1930). Общими признаками известного решения с предлагаемым изобретением является двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере одну пару цилиндров с одной камерой сгорания, поршни, установленные в каждом цилиндре и смещенные относительно друг друга, кинематически связанные с коленчатым валом. Недостатком вышеуказанной конструкции двигателя является низкий общий КПД, присущий всем двигателям внутреннего сгорания, в которых не используется как в предлагаемом изобретении бесшатунная схема силового механизма, позволяющая устранить боковые усилия поршня о стенку цилиндра, что приводит к утяжелению конструкции при попытке повышения термического КПД, а также к потери тепла в стенке цилиндров, что повышает шумность и снижает его топливную экономичность. Наиболее близким к предлагаемому изобретению прототипом является двигатель внутреннего сгорания (ДВС) Кушуля, содержащий по меньшей мере одну пару цилиндров с одной камерой сгорания и установленной в ней свечой, сообщенных между собой при помощи соединительного канала, поршни, кинематически связанные посредством шатунов с коленчатым валом (см. Журнал "Катера и Яхты". N 5. 1986, с. 30). Общими признаками вышеуказанного двигателя с предполагаемым изобретением являются: двигатель внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере одну пару цилиндров, сообщенных между собой при помощи соединительного канала и снабженных поршнями, кинематически связанными с коленчатым валом и расположенными с угловым смещением один относительно другого на 22 - 24o, и камеру сгорания со свечой, установленной над первым цилиндром. Основными недостатками данной конструкции является то, что за счет применения кривошипно-шатунного механизма возникают дополнительные нагрузки на стенки цилиндров и поршней и это приводит к большой теплонапряженности данных деталей, что в свою очередь не позволяет повысить степень сжатия воздушно-горючей смеси, температуру и полноту сгорания топлива, в связи с возникновением детонации, а следовательно выполняемую работу и КПД двигателя. Была поставлена задача повысить общий КПД путем создания такого двигателя, который объединял бы преимущества двигателя внутреннего сгорания с высоким термическим КПД (двигатель Кушуля) и двигателя с бесшатунным силовым механизмом, имеющим высокий механический КПД (95). Предлагаемый двигатель внутреннего сгорания содержит по крайней мере одну пару цилиндров, сообщенных между собой при помощи соединительного канала и снабженных поршнями, кинематически связанными с двумя коленвалами, опорные шейки которых расположены в кривошипах и центральной опоре. Кривошипы и центральная опора для синхронизации вращения связаны соединительным валом посредством шестерен. Поставленная задача технически достигается тем, что поршни соединены через крейцкопфы, выполненные с возможностью движения по направляющим посредством двух коленвалов с кривошипами, смещенными между собой на 22 - 24o, причем оси вращения коленвалов установлены в кривошипы и центральную опору и соответственно смещены на 22 24 o. Приведенные отличительные признаки, характеризующие изобретение, достаточные для получения технического результата поставленной задачи, выраженного в переносе полусухого трения поршня о стенки цилиндров из горячей зоны в холодную зону картера за счет применения жидкостного трения крейцкопфа по направляющим. В результате этого, т. е. замены кривошипно-шатунного механизма в прототипе на бесшатунный механизм, повысился как механический КПД, так и термический КПД. Уменьшение трения, то есть меньшая теплонапряженность деталей (поршней и цилиндров) позволяет повысить степень сжатия без возникновения детонации, температуру и полноту сгорания топлива, а следовательно выполняемую работу и общий КПД. Кроме основных отличительных признаков двигатель внутреннего сгорания имеет признаки, характеризующие изобретен в частных случаях. Для установки осей двух коленвалов центральная опора может быть выполнена с двумя отверстиями, смещенными между собой на угол 22 24o. Изобретение поясняется чертежом, на котором показан предлагаемый двигатель внутреннего сгорания. Двигатель содержит по крайней мере два цилиндра I и II, одну камеру сгорания 11 в цилиндре I с установленной в ней свечой зажигания V и сообщены между собой соединительными каналами IV, два коленвала 1 2, опорные шейки которых о и е расположены в кривошипах 4 и 5 и центральной опоре 3. Кривошипы 4 и 5 и центральная опора 3 для синхронизации вращения связаны соединительным валом 7 посредством шестерен 6. На штоковых шейках Дв и Ев коленвалов 1 и 2 установлены крейцкопфы 8 и 9 с поршнями 10 и 11, на шейках Дг и Ег коленвалов 1 и 2 установлены крейцкопфы 12 и 13. Крейцкопфы 12 и 13 установлены в горизонтальных направляющих 15. Кроме того, гнездо подшипника в центральной опоре 3 под опорную шейку коленвала 2 выполнено со смещением на 22 24o по отношению к гнезду опорной шейки коленвала 1. Бесшатунный силовой механизм заявляемого двигателя работает следующим образом. При синхронном вращении кривошипов 4 и 5 и центральной опоры 3 вокруг оси О-О опорные шейки коленвала 1 и опорные шейки с коленвала 2 также будут вращаться вокруг оси О-О. Штоковая шейка Дв коленвала 1 будет перемещаться вместе с крейцкопфом 8 и поршнем 10 в вертикальных направляющих 15. Штоковая шейка Ев коленвала 2 будет перемещаться вместе с крейцкопфом 9 и поршнем 11 в вертикальных направляющих 14, вторая шейка Ег коленвала 2 будет перемещаться вместе с крейцкопфом 13 в горизонтальных направляющих 15. За счет смещения опорных шеек 0 коленвала 1 относительно опорных шеек с коленвала 2 на 22 24o поворота кривошипов, штоковые шейки Дв и Ев коленвалов 2 и 1, а также поршни 10 и 11 движутся со смещением 22 24o в вертикальных направляющих 14 друг относительно друга. В цилиндрах происходит процесс сгорания топлива по принципу, предложенному в двигателе Кушуля, как это было описано выше. Изобретение является промышленно применимым и может быть использовано в двигателестроении. Дополнительным эффектом данной конструкции двигателя является снижение шума по сравнению с аналогичными конструкциями двигателей, что повышает экологические и эксплуатационные характеристики. Данная конструкция двигателя является промышленно применимой. www.freepatent.ru
shaman777-clubbest.blogspot.ru
