Частная российская компания из Уфы "Двигатели для авиации" (зарегистрирована в 2015 г.) впервые представит на выставке HeliRussia 2017 макет авиадвигателя малой мощности ДДА-120, выполненный на 3D-принтере. Силовая установка, аналогов которой, по словам разработчиков, пока в России нет, предназначена для легкой и сверхлегкой авиации, в том числе для БПЛА. Мощность двигателя составит 120 л. с., рабочий объем — 1200 см3. Масса мотора с навесными агрегатами — до 75 кг, максимальный расход топлива — до 28 л/ч, межремонтный ресурс — 1500–2000 ч.
Гендиректор компании Платон Маслов рассказал Show Observer, что в двигателе ДДА-120 будут реализованы новые процессы смесеобразования: "По своей сути двигатель с предлагаемыми процессами — это дизель, для воспламенения в котором дополнительно используется искровая свеча зажигания. Применение свечи зажигания решает проблему воспламенения при использовании топлив с низкими цетановыми числами (бензины, керосины), позволяет расширить верхний предел частот вращения вала двигателя, дает гибкость в выборе степеней сжатия (от 9 до 15)". По его словам, низкая степень сжатия позволяет уменьшить нагрузки на детали двигателя, а также сократить механические потери и массу самих деталей. Собеседник отметил, что снижение степени сжатия с 16 до 10 увеличивает расход топлива на 5–6%, но максимальное давление в камере сгорания снижается в полтора раза. Таким образом, снижение степени сжатия относительно значений, характерных для дизелей (16–18 и выше), дает возможность существенно сократить массу двигателя при весьма незначительном росте расхода топлива. "Возможность работы на более высоких, чем в дизелях, частотах вращения позволяет увеличить мощность двигателя", — прокомментировал Маслов.
Лабораторный образец
Разработчики отмечают, что в зависимости от назначения двигателя благодаря гибкости в выборе степеней сжатия и частот вращения можно получить характеристики (расход топлива, соотношение массы двигателя к его мощности), близкие либо к бензиновым двигателям, либо к дизелям — либо промежуточные варианты. Для реализации предлагаемых рабочих процессов сотрудникам компании "Двигатели для авиации" потребовалось создать уникальную систему непосредственного впрыска и оптимизировать процессы смесеобразования и горения в камере сгорания двигателя. Непосредственный впрыск топлива осуществляется пневматической насос-форсункой высокого давления (максимальное давление до 30 МПа). Предлагаемые процессы и заявленные характеристики были реализованы компанией и проверены на базе различных двигателей (двухтактных, четырехтактных, бензиновых двигателей и дизелей).
По мнению разработчиков, высокая эффективность и экономичность ДДА-120 станет ключевым отличием двигателя от западных аналогов. По предварительным расчетам, рыночная стоимость проектируемой силовой установки составит около 300–500 тыс. руб. Первый прототип двигателя ДДА-120, создание которого обойдется компании в 3 млн руб., уфимские инженеры планируют построить в конце 2017 г. либо в первой половине 2018 г. Сертифицировать двигатель как тип на серийное производство (100 шт./год)планируется в 2019–2020 гг. Для сбора необходимых средств разработчики запустили краудфандинговую площадку на Boomstarter.
Евгения Коляда
http://www.ato.ru/content/ufimskiy-universalnyy-motor?udser=...
aviator.guru
Использование: двигателестроение. Сущность изобретения: в двигателе на неподвижном пустотелом валу, в поперечном сечении, закреплены четыре полупальца с подшипниками качения по одной паре соосно через девяносто градусов по радиусу, между парами которых свободно на пустотелом валу расположен полый поршень с криволинейными торцевыми плоскостями с образованием посередине его двух прямоугольных осевых направлений каналов с находящимися в них свободно двух пар прямоугольных штокфиксаторов, жестко скрепленных в теле наружных радиальных поршней внутреннего с двумя щелями по центральному кругу цилиндра, по которым образовано свободное перемещение двух прямоугольных штокфиксаторов, внутренние торцы их с ползунками свободно вставлены в радиально-прямоугольные со скосом по оси каналы в середине полого поршня, а наружные концы штокфиксаторов жестко скреплены в радиальных поршнях наружного цилиндра, образуя ротор с двумя парами радиальных поршней с одной из сторон, закрепленных двух форсунок с золотниками с саморегулированием подачи топлива, поступающего по трубопроводам за счет центробежной силы из центрального подпружиненного трубопровода, установленного в неподвижном пустотелом воду; кроме того, полый поршень может иметь кососрезные торцевые плоскости. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к двигателестроению и может применяться в авиации, автомобильной промышленности, а также на всех видах транспортных средств.
В настоящее время существует большая проблема создания простого, экономичного и не загрязняющего атмосферу двигателя внутреннего сгорания. Известны устройства роторных двигателей Изобретатель и рационализатор, 1961, N 7 к недостаткам которых относится сложная конструкция, сложность передаточного механизма между рабочим органом и рабочим валом, высокий коэффициент трения между уплотнительными пластинами ротора. Известен роторный двигатель (журнал Техника молодежи, авт. св. N 297830, 1973), состоящий из корпуса и ротора, выполненного в виде большого цилиндра с лопастями, в котором расположен малый цилиндр с лопастями; оба цилиндра имеют механизм связи, расположенный отдельно от ротора, имеющий два криволинейных рычага скользящих по элипссовидной поверхности внутри отдельного корпуса. Криволинейные рычаги, в свою очередь, связаны с двумя вращающимися валами и двумя роторами, которые во время вращения ротора с постоянной скоростью сообщают цилиндрам переменную угловую скорость. Таким образом, малый цилиндр совершает колебательное движение относительно большого цилиндра во время его вращения и этим достигается образование переменных объемов. Недостатками этих двигателей являются большие габариты, ненадежность механизма связи, расположенного отдельно от ротора. Наиболее близким к изобретению является роторный двигатель (авт. св. N 1778334), состоящий из ротора выполненного в виде большого цилиндра с лопастями с расположенным в нем малым цилиндром с лопастями; оба цилиндра имеют механизм связи, расположенный внутри ротора и имеющий вид четырехзвенника с роликовыми подшипниками, обкатываемыми по элипссовидной поверхности неподвижного вала, также имеющего конструктивные недостатки, а именно: четырехзвенник не имеет жесткой связи с элипссовидными направляющими, не достаточен объем сжатия в камерах сгорания между лопастями из-за элипсоовидных направляющих, большое количество трущихся деталей и механизмов. Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что на неподвижном пустотелом валу на подшипниках качения установлен ротор, а с внутренних сторон подшипников в поперечном сечении закреплены полупальцы с роликовыми подшипниками под девяносто градусов друг от друга по радиусу, между которыми свободно расположен полый поршень с криволинейными торцевыми плоскостями, в полом поршне имеются два радиальнопрямоугольных со сдвигом по оси канала и два прямоугольных осевых направлений канала на полом поршне снаружи установлен внутренний цилиндр с наружными по радиусу поршнями, в промежутках которых по радиусу цилиндра посередине имеются два радиальнопрямоугольных канала для свободного хода двух штокфиксаторов, жестко закрепленных в радиальных поршнях наружного цилиндра по центру вертикально относительно оси двигателя, а относительно внутреннего цилиндра в наружных радиальных поршнях тоже жестко закреплены два штокфиксатора, внутренние части которых могут свободно перемещаться по прямоугольным осевым направлениям каналов полого поршня. Ротор, состоящий из двух цилиндров и двух пар реконструированных лопастей-радиальных поршней, находящихся на наружном цилиндре, внутренняя одна пара радиальных поршней и на внутреннем цилиндре, наружная одна пара радиальных поршней, которые при угловом перемещении образуют полости рабочих камер переменного объема при содействии свободно установленного на неподвижном пустотелом валу с зазором осевого возвратнопоступательного перемещения полого поршня с криволинейными торцевыми плоскостями, по которым свободно обкатываются роликовые подшипники перепуская полый поршень между собой при вращении ротора. Применение вращающегося полого поршня и одновременного его перемещения вдоль оси пустотелого неподвижного вала свободно при помощи радиальных каналов и криволинейных плоскостей с обеих торцевых сторон полого поршня возможное сближение между собой радиальных поршней до минимума объема в камерах сгорания, чем и объясняется самовоспламенение горючих продуктов за счет сжатого воздуха по принципу Дизеля. Для подачи горючих продуктов внутри пустотелого вала установлен центральный подпружиненный трубопровод, по торцовому конусу которого топливо стремится по проходным каналам свободно при вращении ротора создавать давление за счет центробежной силы и через открытые отверстия золотников под давлением впрыскиваться в камеры сгорания, в которых происходит самовоспламенение. Предусмотрено для воспламенения горючих продуктов в камерах сгорания также и от высоковольтной искры через свечи. На фиг. 1 изображен двигатель общего вида; на фиг. 2 полый поршень в разрезе, в повернутом и развернутом виде; на фиг. 3 двигатель в продольном разрезе; на фиг. 4 двигатель в поперечном сечении; на фиг. 5 второй вариант полого поршня, в разрезе, в повернутом и развернутом виде; здесь отсутствуют одна пара роликовых подшипников с полупальцами; на фиг. 6 - расположение форсунок, золотники, свечи зажигания, трубопровод для подачи горючих продуктов. Роторно поршневой всеядный двигатель устроен следующим образом. В неподвижном пустотелом валу 1 закреплен четыре полупальца 2 с роликовыми подшипниками 3 между которыми свободно в горизонтальном положении расположен цилиндрический полый поршень 4 с торцевыми криволинейными направляющими 5. На неподвижном пустотелом валу на подшипниках 6 качения установлен наружный цилиндр с внутренними радиальными поршнями 7 скрепленные между собой крышкой 8, собственно ротор. Внутри наружного цилиндра размещен внутренний цилиндр с наружными радиальными поршнями 9. В радиальном поршнях цилиндров закреплены четыре прямоугольных штокфиксатора, два штокфиксатора 10 наружного цилиндра и два штокфиксатора 11 внутреннего цилиндра. Для штокфиксаторов 10 во внутреннем цилиндре имеются два продольных по радиусу канала 12 для свободного хода радиальных поршней по радиусу между собой, а на концах этих штокфиксаторов к центру двигатели размещены два ползунка 13 имеющих возможность перемещения по радиальным каналам 14 и два канала 15 по которым скользят штокфиксаторы 11 при перемещении цилиндрического полого поршня 4 по горизонту. В крышке 8 имеется два отверстия 16 для закрепления свечей. Ротор 17 имеет винтовые направляющие ребра для наилучшего захвата воздуха, тем самым обеспечивается принудительное охлаждение двигателя. Камеры сгорания 18 устанавливаются любого объема за счет горизонтального полого поршня 4, а именно изменение формы криволинейных направляющих 5 и изменением каналов 12, 14 и 15, следовательно, в камерах сгорания может происходить самовоспламенение горючих продуктов при изготовлении двигателя. Угловое перемещение радиальных поршней образует рабочие камеры 19, в которые всасывается воздух через окна 20, а также и впуск отработанных газов через окна 21. Позицией 22 показаны уплотнительные пластины; позицией 23 рабочий вал. На фиг. 5 показано устройство второго варианта цилиндрического полого поршня 4 для обеспечения удвоенного количества оборотов вращения ротора, но с уменьшением рабочих ходов, за один оборот 4 рабочих хода. На фиг. 6 показано расположение форсунки 24, золотников 25, свечи 26 зажигания, трубопровод 27 для подачи горючих продуктов, изолятор 28 для высокого напряжения и центральный подпружиненный трубопровод 29 для подачи всеядных горючих продуктов. Роторно-поршневой всеядный двигатель работает следующим образом. Первый цикл вращения ротора. Происходит рабочий ход в камерах сгорания 18, естественно, радиальные поршни наружного и внутреннего цилиндра отталкиваются друг от друга. В это время одновременно штокфиксаторы 10 своими ползунками 13, двигаясь вниз (фиг. 2) по каналам 14, двигают полый поршень 4 по горизонту вправо, соответственно правые роликовые подшипники 3 вкатываются в углубленные плоскости 5 криволинейного полого поршня 4, в это же время левые роликовые подшипники 3 движутся на возвышенную торцевую 5 часть полого поршня 4, совместно движется штокфиксатор 10 по каналам 12 и 14 вниз и влево, штокфиксатор 11 пропускает полый поршень 4 по каналу 15 вправо. В рабочих камерах 19 произошел выпуск отработанных газов через окна 21 и впуск свежего воздуха через окна 20, а в камерах сгорания 18 опять произошло сжатие воздуха, только уже с противоположных сторон радиальных поршней 7 и 9. Ротор повернулся на одну четверть оборота вправо, произошло два рабочих хода. Сейчас горизонтальный полый поршень 4 находится в правом положении, правые роликовые подшипники 3 в углубленной плоскости полого поршня, а левые подшипники 3 в возвышенной части плоскости полого поршня 4, штокфиксатор 10 находится в нижней части каналов 12 и 14, соответственно штокфиксаторы 11 тоже образовались в левой части каналов 15 полого поршня. Лист фиг. 2 повернуть по плоскости на 180o)7 Второй цикл вращения ротора. Произошел рабочий ход, в камерах сгорания 18, следовательно, радиальные поршни наружного и внутреннего цилиндра отталкиваются друг от друга. В это время одновременно штокфиксаторы 10 своими ползунками 13 двигаясь вверх (фиг. 2) по каналам 14 двигают полый поршень 4 по горизонту влево, соответственно правые роликовые подшипники движутся на возвышенную торцевую часть полого поршня, а левые роликовые подшипники вкатываются в углубленные плоскости криволинейного полого поршня, совместно движется штокфиксатор 10 по каналам 12 и 14 вверх и вправо, штокфиксатор 11 пропускает полый поршень 4 по каналу 15 влево. Поршень, пройдя четверть радиуса, два рабочих хода. В рабочих камерах 19 произошел выпуск отработанных газов через окна 21 и впуск свежего воздуха через окна 20, а в камерах сгорания 18 снова произошло сжатие воздуха, полый поршень 4 находится в левом положении. Лист фиг. 2 повернуть в исходное положение). За два цикла, т.е. за полоборота вращения ротора, произошло 4 рабочих хода, в дальнейшем процесс повторения. За один оборот ротора произойдет 8 рабочих ходов. Двигатель работает как по дизельному принципу самовоспламенения от сжатия, так и от зажигания свечи, искрой высокого напряжения, зажигание от свечи, т. е. искрой, осуществляется за счет сближения радиальных поршней к электродам находящихся в изоляторах 28. Смазка движущихся частей через тавотницы в определенное время. Для наилучшего уплотнения рабочих камер в торцевых плоскостях радиальных поршней с той и с другой стороны установлены дополнительные уплотнительные пластины 22. Для скрепления ротора крышкой 8 свечами 26 резьбовым соединением осуществляется крепление всего ротора.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6www.findpatent.ru
Частная российская компания из Уфы «Двигатели для авиации» (зарегистрирована в 2015 г.) впервые представит на выставке HeliRussia 2017 макет авиадвигателя малой мощности ДДА-120, выполненный на 3D-принтере. Силовая установка, аналогов которой, по словам разработчиков, пока в России нет, предназначена для легкой и сверхлегкой авиации, в том числе для БПЛА. Мощность двигателя составит 120 л. с., рабочий объем — 1200 см3. Масса мотора с навесными агрегатами — до 75 кг, максимальный расход топлива — до 28 л/ч, межремонтный ресурс — 1500-2000 ч.
Гендиректор компании Платон Маслов рассказал Show Observer, что в двигателе ДДА-120 будут реализованы новые процессы смесеобразования:
«По своей сути двигатель с предлагаемыми процессами — это дизель, для воспламенения в котором дополнительно используется искровая свеча зажигания. Применение свечи зажигания решает проблему воспламенения при использовании топлив с низкими цетановыми числами (бензины, керосины), позволяет расширить верхний предел частот вращения вала двигателя, дает гибкость в выборе степеней сжатия (от 9 до 15)». По его словам, низкая степень сжатия позволяет уменьшить нагрузки на детали двигателя, а также сократить механические потери и массу самих деталей. Собеседник отметил, что снижение степени сжатия с 16 до 10 увеличивает расход топлива на 5-6%, но максимальное давление в камере сгорания снижается в полтора раза. Таким образом, снижение степени сжатия относительно значений, характерных для дизелей (16-18 и выше), дает возможность существенно сократить массу двигателя при весьма незначительном росте расхода топлива. «Возможность работы на более высоких, чем в дизелях, частотах вращения позволяет увеличить мощность двигателя», — прокомментировал Маслов.
Лабораторный образец
Разработчики отмечают, что в зависимости от назначения двигателя благодаря гибкости в выборе степеней сжатия и частот вращения можно получить характеристики (расход топлива, соотношение массы двигателя к его мощности), близкие либо к бензиновым двигателям, либо к дизелям — либо промежуточные варианты. Для реализации предлагаемых рабочих процессов сотрудникам компании «Двигатели для авиации» потребовалось создать уникальную систему непосредственного впрыска и оптимизировать процессы смесеобразования и горения в камере сгорания двигателя. Непосредственный впрыск топлива осуществляется пневматической насос-форсункой высокого давления (максимальное давление до 30 МПа). Предлагаемые процессы и заявленные характеристики были реализованы компанией и проверены на базе различных двигателей (двухтактных, четырехтактных, бензиновых двигателей и дизелей).
По мнению разработчиков, высокая эффективность и экономичность ДДА-120 станет ключевым отличием двигателя от западных аналогов. По предварительным расчетам, рыночная стоимость проектируемой силовой установки составит около 300-500 тыс. руб. Первый прототип двигателя ДДА-120, создание которого обойдется компании в 3 млн руб., уфимские инженеры планируют построить в конце 2017 г. либо в первой половине 2018 г. Сертифицировать двигатель как тип на серийное производство (100 шт./год)планируется в 2019-2020 гг. Для сбора необходимых средств разработчики запустили краудфандинговую площадку на Boomstarter.
Евгения Коляда
sdelanounas.ru
В одной из недавнешних публикаций под заглавием «Запасное питание. Если в пути накрыл форс-мажор» речь шла о том, что в критичной ситуации можно залить в бак автомобиля. Как выяснилось, двигатель может работать на других видах горючего, правда не идиентично отлично. Одни горючие воды показали себя лучше, другие напротив. Кратко напомним. Идеальнее всего зарекомендовали себя скипидар, керосин, бытовой газ из баллонов с редуктором и газ в «китайских» баллончиках для походных горелок. Дизельное горючее, ацетон, растворители, этиловый спирт и еще какой-никакой алкоголь показали наименьшую преемственность, хотя на «последний случай» могут быть применены. Выходит, что бензиновый двигатель вещь достаточно капризная. Причина этому – сгорание топливной консистенции в ограниченном объеме при переменном давлении. Сам процесс сгорания больше припоминает взрыв, почему и существует такое понятие как «детонационная стойкость горючего». Если ваш двигатель рассчитан на 95-й бензин, а вы залили либо разбавили 80-м либо 76-м, то «эффект» ощутится сходу, в виде соответствующих звуков. Такая работа для мотора неблагоприятна.Но существует разновидность движков которым все равно на каком горючем работать. Это движки работающие по циклу Стирлинга. Более распространенное заглавие — «двигатель Стирлинга». Об этом движке уже не один раз писали. Вот некие ссылки по теме (если не активная — оригинал тут)
Что все-таки это за двигатель таковой диковинный? Как у него выходит работать на любом горючем? И если он таковой «всеядный», то почему обширно не употребляется до сего времени? Об этом пойдет речь далее.
От создателя: Может быть кто-то из читателей уже знаком с движками такового типа, кто-то слышал, но подробностей не знает, кто-то может не знать ничего и ему будет любопытно выяснить новое. Не буду очень перегружать читателей заумными научными формулировками и тонкостями, постараюсь выложить в доступной форме, так чтоб и знатокам было любопытно и тем кто еще не знает. Хотя где-то без формул и специфичных определений не обойтись. Чтоб лишне не раздувать содержание публикации в тексте будет много ссылок на другие источники (для чего «копипастить» все попорядку?) и литературу из которой взят данный материал.Заблаговременно извиняюсь за местами плохой графический материал.
С бензиновым двигателем (ДВС) мы сталкиваемся фактически раз в день. Авто легковые и грузовые, маршрутные такси и автобусы, дизельные поезда, корабли, также легкая и средняя винтообразная авиация. ДВС так всераспространен и привычен, что иногда кажется, что других типов движков и не существует. Еще в школе на уроках физики учителя показывали его модель. 
По сути это не так. Есть и другие типы движков внутреннего сгорания. В силу ряда обстоятельств они получили наименьшее распространение. В последующей публикации о их будет поведано подробнее.Сейчас пойдет речь о другом типе мотора – «движке наружного сгорания» либо «движке Стирлинга». Для работы мотора употребляется наружный подвод теплоты и в предстоящем (чтоб избежать неурядицы с определениями) введем формулировку «двигатель с Наружным Подводом Теплоты» либо сокращено ДВПТ. Откуда же взялся таковой двигатель? Кто его изобрел?
двигатель Стирлинга был в первый раз патентован шотландским священником Робертом Стирлингом в Эдинбурге, столице Шотландии 27 сентября 1816 года (британский патент № 4081 на «машину, которая производит движущую силу средством нагретого воздуха»). Но 1-ые простые «движки жаркого воздуха» были известны ещё в конце XVII века, за длительное время до Стирлинга.
Достижением Стирлинга является добавление очистителя, который он именовал «эконом». В современной научной литературе этот очиститель именуется «регенератор» (теплообменник). Он наращивает производительность мотора, удерживая тепло в тёплой части мотора, в то время как рабочее тело охлаждается. Этот процесс намного увеличивает эффективность системы. В 1843 году Джеймс Стирлинг использовал этот двигатель на заводе, где он в то время работал инженером. двигатель Стирлинга был придуман примерно за 80 лет до дизеля, и потому воспользовался значимой популярностью до начала ХХ века.
В 1827 и 1840 годах Стирлинг получает еще два патента на улучшенные варианты собственной машины. А в 1845 году на литейном заводе в Дании была пущена машина Стирлинга мощностью 50 индикаторных лошадиных сил, проработавшая в течение 3-х лет.В XIX веке инженеры желали сделать неопасную кандидатуру паровым движкам тех пор, котлы которых нередко взрывались из-за больших давлений пара и неподходящих материалов для их постройки. Отменная кандидатура паровым машинам появилась с созданием движков Стирлинга, который мог преобразовывать в работу всякую разницу температур. Основной механизм работы мотора Стирлинга заключается в повсевременно чередуемых нагревании и охлаждении рабочего тела в закрытом цилиндре. Обычно в роли рабочего тела выступает газ — воздух, гелий, водород и другие.Более подробную информация для ознакомления с данным типом мотора можно отыскать тут
Движки Стирлинга разделяются на последующие главные типы:
Альфа-Стирлинг — содержит два раздельных силовых поршня в раздельных цилиндрах. Один поршень — жаркий, другой — прохладный. Цилиндр с жарким поршнем находится в теплообменнике с более высочайшей температурой, в то время как цилиндр с прохладным поршнем находится в более прохладном теплообменнике. У данного типа мотора отношение мощности к объёму довольно велико, но, к огорчению, высочайшая температура «жаркого» поршня создаёт определённые технические трудности.
Бета-Стирлинг — цилиндр всего один, жаркий с 1-го конца и прохладный с другого. Снутри цилиндра движутся поршень (с которого снимается мощность) и «вытеснитель», изменяющий объем жаркой полости. Газ перекачивается из прохладной части цилиндра в жаркую через регенератор. Регенератор может быть наружным, частью теплообменника, либо совмещённым с поршнем-вытеснителем.
Гамма-Стирлинг — тоже есть поршень и «вытеснитель», но при всем этом два цилиндра — один прохладный (там движется поршень, с которого снимается мощность), а 2-ой жаркий с 1-го конца и прохладный с другого (там движется «вытеснитель»). Регенератор соединяет жаркую часть второго цилиндра с прохладной и сразу с первым (прохладным) цилиндром.
Есть также другие разновидности, роторные, роторно-лопастные, свободнопоршневые обычного и двойного деяния.——————————————————————-
Роторный двигатель Цвауэра-Ванкеля. Пока ни одна из попыток не привела к коммерческому воплощению системы (Может у кого-либо из читателей в дальнейшем получится)——————————————————————-
двигатель Рини с «косой шайбой». Достаточно успешная малогабаритная схема.——————————————————————-
Роторно-лопастный двигатель. Удачные работы по данному типу мотора ведутся в Псковском госудраственном политехническом институте, что не может веселить. Подробнее тут ——————————————————————-
Бесшатунные движки разрабатывались в СССР Баландиным Сергеем Степановичем. Он является конструктором поршневых авиационных движков необыкновенной бесшатунной схемы. Эта схема незаслуженно позабыта. Подробнее тут——————————————————————-Вообщем движки Стирлинга имеют много схематических аналогов посреди ДВС. Это и не умопомрачительно, ведь их рабочие циклы похожи
А сейчас разглядим главные достоинства и недочеты данного типа движков.
Достоинства мотора Стирлинга.* «Всеядность» мотора — как все движки наружного сгорания (точнее — наружного подвода тепла), двигатель Стирлинга может работать от практически хоть какого перепада температур: к примеру, меж различными слоями в океане, от солнца, от ядерного либо изотопного нагревателя, угольной либо дровяной печи и т. д.* Простота конструкции — конструкция мотора очень ординарна, он не просит дополнительных систем, таких как газораспределительный механизм. Он запускается без помощи других и не нуждается в стартере. Его свойства позволяют избавиться от коробки. Но, как ранее говорилось выше, он обладает большей материалоёмкостью.* Увеличенный ресурс — простота конструкции, отсутствие многих «ласковых» агрегатов позволяет стирлингу обеспечить необычный для других движков ресурс в 10-ки и сотки тыщ часов непрерывной работы.* Экономичность — в случае преобразования в электричество солнечной энергии стирлинги время от времени дают больший КПД (более 30 %), чем паровые машины. По сопоставлению с ДВС городских автомобилей двгатели Стирлинга расходуют на 15-20% меньше горючего и этот показатель будет улучшаться* Бесшумность (поточнее — малошумность) мотора — стирлинг не имеет выхлопа, а означает — меньше шумит. Шумы при работе мотора делают передвигающиеся части. Бета-стирлинг с ромбическим механизмом является совершенно равновесным устройством и, при довольно высочайшем качестве производства, практически не имеет вибраций (амплитуда вибрации меньше 0,0038 мм). (Вспомните какие неудобства делает та же стротельная техника назойливым гудением компрессоров и генераторов. Вот было бы отлично если заместо ДВС стали использовать «стирлинги»)* Экологичность — сам по для себя стирлинг не имеет каких-либо частей либо процессов, которые могут содействовать загрязнению среды. Он не расходует рабочее тело. Экологичность мотора обоснована сначала экологичностью источника тепла. Стоит также отметить, что обеспечить полноту сгорания горючего в движке наружного сгорания проще, чем в бензиновом двигателе. Поэтому, что в «стирлингах» процесс горения горючего происходит при неизменном давлении и достаточном количестве воздуха.
(Коментарии, как говорится, излишни.)
Недочеты:* Материалоёмкость — основной недочет мотора. У движков наружного сгорания вообщем, и мотора Стирлинга а именно, рабочее тело нужно охлаждать, и это приводит к существенному повышению массо-габаритных характеристик силовой установки за счёт увеличенных радиаторов.* Для получения черт, сравнимых с чертами ДВС, приходится использовать высочайшие давления (выше 100 атм) и особые виды рабочего тела — водород, гелий. Эти газы владеют завышенной текучестью, что вызывает значительные препядствия с уплотнением передвигающихся частей мотора в рабочем объеме.* Тепло не подводится к рабочему телу конкретно, а только через стены теплообменников. Стены имеют ограниченную теплопроводимость, из-за чего КПД оказывается ниже, чем можно было ждать. Жаркий теплобменник работает в очень напряжённых критериях теплопередачи, и при очень больших давлениях, что просит внедрения качественных и дорогих материалов. Создание теплообменника, который удовлетворял бы противоречивым требованиям, очень тяжело. Чем выше площадь термообмена, тем меньше утраты тепла. При всем этом растёт размер теплообменника и объём рабочего тела, не участвующий в работе. Так как источник тепла размещен снаружи, двигатель медлительно реагирует на изменение термического потока, подводимого к цилиндру, и не сходу может выдать подходящую мощность при запуске.* Для резвого конфигурации мощности мотора употребляются способы, хорошие от тех, которые применялись в движках внутреннего сгорания: буферная ёмкость изменяемого объёма, изменение среднего давления рабочего тела в камерах, изменение фазного угла меж рабочим поршнем и вытеснителем. В последнем случае реакция мотора на управляющее действие водителя является фактически моментальной.
Недочеты естественно вещь противная, но у более всераспространенного ДВС тоже есть много недочетов, все же он обширно употребляется. В отличии от ДВС действующую модель мотора Стирлинга нетрудно сделать без помощи других. Очень рекомендую материал который находится тут. Даже продаются наборы для сборки. Более продвинутый нужный материал можно поглядеть тут. Также много увлекательных примеров можно поглядеть тут и тут и еще бессчетное количество примеров которые можно отыскать через поисковые машины.О движке Стирлинга писали технические и научно-популярные журнальчики. «Техника молодежи» №1 за 1996 год и №10 за 1979 год, «Молодой техник» №9 за 1984 год, «Изобретатель и рационализатор» №5 за 1980 год, «Катера и яхты» №3 за 1986 год и ряде других.
Материал из журнальчика «Молодой техник» о самостоятельном изготовлении модели мотора Стирлинга доступен тут и тут и еще ряде других источников.
Маленькое отступление.От создателя:В первый раз работающую модель мотора Стирлинга мне довелось узреть еще в школьной мастерской. Когда обучался в школе, нередко туда входил и не из праздного любопытства, а поэтому, что занимался в кружке, как и многие ребята в то время. Это было осенью 1984 года (как раз вышел сентябрьский номер «ЮТ»). Зашел я на перемене и увидел, что на раковине для мытья рук стоит некоторый агрегат цилиндрической формы из жести и на нем вертятся колесики, а под ним пылает спиртовка. Я поначалу поразмыслил, что это паровая машина, но обычного «чух-чух» не было как и выбросов пара. Я спросил у трудовика: «Что же все-таки это такое?». В ответ я услышал слово, которое сходу ассоциировалось с британской валютой (фунтом стерлинга). Позже, позднее я разобрался, в чем разница. Оказывается старшеклассники-кружковцы собрали модель по описанию из «ЮТ» который не так давно вышел из печати. Исключительно в отличие от описанного в журнальчике эта модель была большего размера и заместо наружного резервуара с водой использовала проточную систему прямо из водопроводного крана, почему и была установлена на раковине. Свою модель я собрал вкупе с другом по другой схеме, которая была размещена в зарубежном журнальчике (заглавие не помню, издавна было). Журнальчик этот попал к нам от двоюродного брата моего друга-моряка загранплавания. Там была размещена увлекательная модель мотора Стирлинга собранная из жестяных банок, схожая на нижеприведенной иллюстрации.
Исключительно в нашем случае мы сделали по другому шатунный механизм. Использовали банки из под «Пепси-Колы» которая в то время, как экзотика появилась на русских прилавках, банок из под кофе, велосипедных спиц и пары дощечек. двигатель работал от зажженного кусочка «сухого горючего». Мы даже прицепили на вал маленький пропеллер, надеясь таким макаром получить вентилятор. Но вентилятор из него вышел, прямо скажем, никакой. Модель все же.
Но все это игрушки. Как обстоит дело с практическим применением мотора Стирлинга? Длительное время движки Стирлинга не строились. И исключительно в 1890 году было выпущено несколько образцов таких машин малой мощности. С конца XIX века, в связи с фуррорами в развитии движков внутреннего сгорания и отсутствия подходящих конструкционных материалов в значимой степени сделало труднее его предстоящее улучшение, энтузиазм к движку Стирлинга утратился совсем, и только с 1938 года началось ее возрождение. В 50-е годы ХХ века резвое развитие технологии производства разных материалов вновь открыло перед движком Стирлинга некие перспективы, но реальный энтузиазм к нему возродился только во времена так именуемого «энергетического кризиса». Вот тогда в особенности симпатичными показались потенциальные способности этого мотора в отношении экономического употребления обыденного водянистого горючего, что представлялось в особенности принципиальным в период роста цен на горючее в геометрической прогрессии.Этапы разработки движков Стирлинга можно проследить начиная с 1818г., но наибольшее внимание уделяется совершенствованию движков Стирлинга начиная с 1938г. Разработка конструкций движков Стирлинга с сих пор прошла через определенные этапы. Одной из компаний, проводивших исследования в области совершенствования движков была компания «Филипс».
1937-1938 гг.Компания «Филипс» проявляет энтузиазм к движкам с замкнутым циклом, работающим на нагретом воздухе и созданным для электрогенераторов малой мощности.
1938-1947 гг.Сотворено несколько опытнейших образцов движков с наилучшими чертами по сопоставлению с движками 30-х годов.
1948-1953 гг.Внимание переключается на холодильные машины. Выясняется, что применение газов с малыми молекулярными массами улучшает рабочие свойства. Все же длится исследование и разработка Движков – источников механической энергии как обычного, так и двойного деяния, Энтузиазм к ним проявляют компании «Форд» (США) и «Дженерал моторс». Резкий скачок в разработке мотора Стирлинга был изготовлен в 1953 г., когда Мейер изобрел ромбический привод, что позволило использовать более высочайшие рабочие давления. Развитие конструкций двигателей- источников механической энергии и холодильных машин пошло разными способами.
1954-1958 гг.В течение этого периода было выстроено и испытано много движков с ромбическим приводом, при всем этом в движке 1-365 с водородом в качестве рабочего тела среднее давление цикла достигнуло 14 МПа. С внедрением газа при больших давлениях появилась неувязка надежности уплотнений. Чугунные поршневые кольца не подходили из-за значимой утечки масла. Уплотнения сальникового типа для картера также оказались неподходящими. Было создано уплотнение поршня с плотной посадкой. Поршень изготавливался с нанесенными на нем кольцевыми слоями сплава олова, свинца и сернистого молибдена. Потом поршень при сильном охлаждении вставлялся в цилиндр. В 1957 году «Дженерал моторс» вновь проявляет энтузиазм к Движку Стирлинга и работам конторы «Филипс». И в ноябре 1958 года меж ними заключается соглашение по предоставлению лицензии сроком на 10 лет.
1958-1962 гг.» Филипс» продолжает работу над движком 1-98 с ромбическим приводом. Было выстроено выше 30 вариантов этого мотора.В этот период времени были намечены три главных области внедрения движков Стирлинга, в каких компания «Дженерал моторс» намеревалась проводить последующую работу: навесной мотор для судов, генератор для спутников, работающий на солнечной энергии, и малогабаритный генератор ГПУ (англ). GPU-Ground Power Unit) для работы в полевых критериях для армии США. Другие вероятные области внедрения включали силовые установки для речных и каботажных морских судов, подводных лодок и жд транспорта.Первым движком, который испытывался компанией «Дженерал моторс», был одноцилиндровый двигатель мощностью 23 кВт с плотной посадкой поршня в цилиндре.
1963-1968 гг.Изобретение ромбического привода и уплотнения типа «скатывающийся чулок», также усовершенствования процесса сгорания, теплообменников и систем регулирования позволили приступить к созданию более массивных движков. Длилась насыщенная работа с движком ГПУ, и его мощность была доведена до 9 кВт. Не считая того, и «Филипс», и «Дженерал моторс» провели исследования и выстроили движки мощностью 200 кВт. Использовались они на морских судах, на автобусах, в военно-морских силах США.Длилось работы и над движком обычного деяния, которые активно вела компания «Дженерал моторс». Они выстроили и провели тесты мотора PD67 для спутника. В 1964 г. на автомобиле марки «Кал вер» был испытан двигатель Стирлинга мощностью 23 кВт, термическая энергия, для которого поступала от термического аккума энергии на базе окиси алюминия. В тот же период были начаты исследования свободнопоршневых движков и движков с водянистыми поршнями. Были сделаны и испытаны с разной степенью фуррора бывалые эталоны таких движков. Работы по свободнопоршневым движкам проводились в разных институтах США.
1968-1978 гг.Это был период насыщенных исследовательских работ, но, без больших достижений. Работа над авто движком Стирлинга не закончилась, и ее продолжали компании «Форд» и «Филипс» в согласовании с соглашением, подписанным в 1972г. Шведская компания «Юнайтед Стирлинг» также улучшала свои авто движки, созданные для томных грузовиков и автобусов. Объединение MAN-MWM не раскрыло предполагаемую область внедрения собственных движков, но, предполагалось, что эти движки созданы для военно-морских судов.К концу рассматриваемого периода были достигнуты значимые успехи в разработке мотора Стирлинга, работающего на водянистом природном горючем и созданного для использования на легковых и грузовых автомобилях.Удачные тесты движков серии Р компании «Юнайтед Стирлинг», в каких употреблялся U-образный кривошипный привод Рикардо, вызвали энтузиазм многих компаний. Кроме авто транспорта подверглись рассмотрению другие области внедрения, такие, как электронные генераторы, использующие солнечную энергию, установки для подводных лодок и дистанционного управляемые стационарные электрогенераторы, работающие не на водянистом горючем. Работы над свободнопоршневым движком в этот период достигнули такового уровня развития, что стало вероятным приступить к коммерческому выпуску движков. Были предприняты работы по совершенствованию мотора с целью использования его на Индийском субконтиненте. Изучались также способности использования «сухой» модификации этого мотора, работающего на угле.
Период, начиная с 1978г.Основное направление работ переключилось с мотора с качающей шайбой на энергосиловую установку Р-40 с U-образным кривошипным приводом. Интенсивность исследовательских работ, связанных с движком Стирлинга, с 1978 г. возросла приблизительно в 10 раз, но все усилия были ориентированы в главном на доводку имеющихся конструкций, а не на разработку новых. Нельзя, естественно, утверждать, что работа над новыми конструкциями вообщем не велась. Но направление работ во всех областях в основном ориентировалось на создание промышленных образцов движков, так как практически все программки нацелены на определенную область внедрения мотора Стирлинга.
Как говорилось выше, в в Псковском госудраственном политехническом институте ведуться работы над роторно-лопастным движком Стирлинга. Достигнуты достойные внимания результаты. Смотрите нижеприведенную таблицу:
Красноватым цветом выделены характеристики имеющие достоинства перед движками других схем.К примеру применяемый газ СО2, а не водород либо гелий, да еще при более низком давлении, что значительно упрощает создание уплотнений. Температура нагрева ниже, а остывания выше, другими словами наименее требовательный. Удельная и большая мощность выше, а удельная масса приблизилась к бензиновым ДВС. Правда КПД ниже. Если выставленные данные верны (не торопитесь записывать изобретателей в «Петрики», лучше постарайтесь детальнее разобраться), то у данного типа мотора есть большой потенциал для совершенствования. Может быть это связано с особенностями схемы самого мотора. Может быть кто-то из читателей сумеет в дальнейшем сделать более совершенный двигатель.На этой жизнеутверждающей нотке рассказ о движках Стирлинга не завершается. Во 2-ой части о применении данного типа движков.————————————————————P.S. Убедительная просьба не сорить в коментах и не использовать непреличные выражения. Если материал вам не по нраву, лучше молчком покиньте страничку. Коменты злобных нарушителей буду удалять без предупреждения.Создатель не является огромным знатоком в данной области, потому, любые замечания и дополнения к материалу будут пристально рассмотрены. Если есть значительные предложения, пишите в личную почту, пообщаемся.От плюсов в карму и статью не откажусь 🙂
ctirling.ru
www.freepatent.ru
Как оказалось, на сегодняшний день в России уже давным-давно не производятся двигатели для малой авиации. На большинстве сверхлегких летательных аппаратов, бороздящих наши бескрайние просторы, установлены в основном дорогие движки Rotax или Subaru, на которые приходится до 80 % стоимости самолета или вертолета.
Среди тех, кто откликнулся на потребность российской малой авиации в двигателях – ученые и инженеры из Уфы, разработавшие 120-сильный двигатель ДДА-120. Главное его достоинство – уникальная топливная «всеядность». В его «меню» помимо традиционного авиационного керосина вполне «земные» бензин и дизтопливо.
В настоящее время лабораторный образец с одним цилиндром уже прошел испытания, а до конца 2017 года уфимцы построят полноценный опытный образец двигателя.
Движок будет стоить в пределах от 300 до 500 тыс. рублей, что примерно в 3-5 раз дешевле зарубежных аналогов, к тому же он значительно легче и экономичнее их. Создатели двигателя надеются, что их детище будет востребовано компаниями-производителями российской малой авиации.
Для обеспечения финансирования проекта разработчики решили обратиться к помощи краудфандинга и создали кампанию на одной из площадок коллективного сбора средств.
nig.mirtesen.ru
 | Роберт Есенов, 27 февраля 2009. Фото: Lotus |
| В одноцилиндровом двигателе Lotus Omnivore клапан удержания топливно-воздушной смеси обеспечивает не только смещение фаз газораспределения, но и их плавную регулировку. |
Давно известно: инжиниринговый корпус Лотуса — прибежище гениев. В прошлом году они совместно с компанией Jaguar, Королевским университетом Белфаста и министерством охраны окружающей среды Великобритании направили свои мысли в экорусло, взявшись за создание мотора Omnivore (лат. omnivorus — всеядный). И вот двигатель, работающий на смесях бензина и различных спиртов, готов.
Британцы проявили недюжинную фантазию и сделали двухтактный одноцилиндровый мотор, оснащённый системой непосредственного впрыска и механизмом регулировки степени сжатия. А на выпуске поставили клапан удержания топливно-воздушной смеси (charge trapping valve), смещающий фазы газораспределения по два раза за полный цикл работы. Таким образом, выпускное окно в стенке цилиндра открывается раньше в конце рабочего хода и раньше закрывается в начале такта сжатия.
В марте 2008 года британцы показали в Женеве купе Lotus Exige 270E Tri-fuel. Автомобиль получил тойотовскую «четвёрку» 1.8, оснащённую приводным нагнетателем Eaton. Двигатель, способный работать на трёх видах топлива, выдавал 270 сил и 260 Н•м, позволяя машине разгоняться до сотни за 3,88 с. Максимальная скорость — 255 км/ч.
К сожалению, конкретных цифр британские инженеры пока не дают, но сулят нам завидную экономичность и низкий уровень выбросов СО2. Попутно лотусовцы собираются поставить на поток другое порождение своей «зелёной» программы Omnivore — купе Lotus Exige 270E Tri-fuel, чей компрессорный мотор 1.8 способен работать на этаноле, метаноле или бензине. Экспериментальный образец англичане показывали год назад в Женеве.
Поделиться
Поделиться
Лайкнуть
Твитнуть
Отправить
www.drive.ru
