Он сделан с помощью дешевой безусадочной керамики ЗАО "Научно-инженерный центр "Керамические Тепловые Двигатели" им. А.М. Бойко (НИЦ КТД) заканчивает подготовку к испытаниям демонстрационного блока первого в России стационарного керамического газотурбинного двигателя.
Двигатель мощностью 2,5 МВт предназначен для газовой промышленности. Предполагается, что двигатель будет иметь КПД 43-43,5%. До сих пор стационарные газотурбинные двигатели отечественного производства имели КПД не более 33,5%. Как сообщил генеральный директор, генеральный конструктор ЗАО "Научно-инженерный центр "Керамические Тепловые Двигатели" Анатолий Сударев, фирма ведет работу над керамическим двигателем с 1988 г. и планирует к 2006-му испытать головной образец двигателя и запустить его в серийное производство. Заказчиком работ выступает ОАО "Газпром".
Снизили выхлопы В создание керамического двигателя ОАО "Газпром" вложило за 14 лет $16 млн. На завершение работ требуется еще $4 млн. Керамический двигатель ценен тем, что дает значительно меньше (в 2 раза и более) вредных выхлопов и имеет более высокий КПД. Планируется, что серийным изготовлением будет заниматься ЗАО "Научно-инженерный центр "Керамические Тепловые Двигатели" им. А.М. Бойко".
Без усадки Созданием керамического двигателя занимаются специалисты во всем мире. Так, в США в 1999 г. создан двигатель "Центавр 50с" мощностью 5 МВт, который установлен на опытно-промышленные испытания. КПД двигателя -- 33,5%. Японцы тоже завершили опытно-промышленные испытания керамического двигателя мощностью 300 кВт с КПД 42,3% и уже в 1999 г. начали создание более мощного керамического двигателя мощностью 8 МВт, первые испытания которого проведены в начале 2003 г. По словам Анатолия Сударева, принципиальное отличие отечественной разработки заключается в использовании нового керамического материала на базе нитрида алюминия, который не дает усадки во время спекания керамики. "Мы создали и внедрили новый вид керамики, который не имеет аналогов в мире. После обжига в печи она не дает усадку, как керамика, которая используется в импортных двигателях, -- после обжига она "садится" на 8-18% и требует последующей обработки алмазным инструментом. Мы создали технологию, которая позволяет получить конечное изделие без финишной механической обработки алмазным инструментом. Это позволяет значительно, примерно в 2-3 раза, снизить стоимость конечного изделия", -- отмечает Анатолий Сударев. Стоимость керамического двигателя не превысит стоимости обычного металлического двигателя и будет составлять около $400 за 1 кВт мощности. Таким образом, двигатель мощностью 2,5 МВт будет стоить $1,1 млн.
www.dp.ru
Принципиальными недостатками керамики являются ее хрупкость и сложность обработки. Керамические материалы плохо работают в условиях механических или термических ударов, а также при циклических условиях нагружения. Им свойственна высокая чувствительность к надрезам. В то же время керамические материалы обладают высокой жаропрочностью, превосходной коррозионной стойкостью и малой теплопроводностью, что позволяет с успехом использовать их в качестве элементов тепловой защиты.
При температурах выше 1000°С керамика прочнее любых сплавов, в том числе и суперсплавов, а ее сопротивление ползучести и жаропрочность выше.
К основным областям применения керамических материалов относятся режущий инструмент, детали двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных двигателей и др.
Режущий керамический инструмент. Режущая керамика характеризуется высокой твердостью, в том числе при нагреве, износостойкостью, химической инертностью к большинству металлов в процессе резания. По комплексу этих свойств керамика существенно превосходит традиционные режущие материалы – быстрорежущие стали и твердые сплавы (таблица 14.2).
Высокие свойства режущей керамики позволили существенно повысить скорости механической обработки стали и чугуна (таблица 14.3).
Для изготовления режущего инструмента широко применяется керамика на основе оксида алюминия с добавками диоксида циркония, карбидов и нитридов титана, а также на основе бескислородных соединений – нитрида бора с кубической решеткой (
-BN), обычно называемого кубическим нитридом бора, и нитрида кремния Si3N4. Режущие элементы на основе кубического нитрида бора в зависимости от технологии получения, выпускаемые под названиями эльбор, боразон, композит 09 и др., имеют твердость, близкую к твердости алмазного инструмента, и сохраняют устойчивость к нагреву на воздухе до 1300 – 1400°С. В отличие от алмазного инструмента кубический нитрид бора химически инертен по отношению к сплавам на основе железа. Его можно использовать для чернового и чистового точения закаленных сталей и чугунов практически любой твердости.
Состав и свойства основных марок режущей керамики приведены в таблице 14.4.
Режущие керамические пластины используются для оснащения различных фрез, токарных резцов, расточных головок, специального инструмента.
Керамические двигатели. Из второго закона термодинамики следует, что для повышения КПД любого термодинамического процесса необходимо повышать температуру на входе в энергетическое преобразовательное устройство: КПД = 1 – T2/Т1, где Т1 и Т2 – температуры на входе и выходе энергетического преобразовательного устройства соответственно. Чем выше температура T1 тем больше КПД. Однако максимально допустимые температуры определяются теплостойкостью материала. Конструкционная керамика допускает применение более высоких температур по сравнению с металлом и поэтому является перспективным материалом для двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных двигателей. Помимо более высокого КПД двигателей за счет повышения рабочей температуры преимуществом керамики является низкая плотность и теплопроводность, повышенная термо- и износостойкость. Кроме того, при ее использовании снижаются или отпадают расходы на систему охлаждения.
Вместе с тем следует отметить, что в технологии изготовления керамических двигателей остается ряд нерешенных проблем. К ним прежде всего относятся проблемы обеспечения надежности, стойкости к термическим ударам, разработки методов соединения керамических деталей с металлическими и пластмассовыми. Наиболее эффективно применение керамики для изготовления дизельных адиабатных поршневых двигателей, имеющих керамическую изоляцию, и высокотемпературных газотурбинных двигателей.
Конструкционные материалы адиабатных двигателей должны быть устойчивы в области рабочих температур 1300 – 1500 К, иметь прочность при изгибе 
не менее 800 МПа и коэффициент интенсивности напряжений не менее 8 МПа•м1/2. Этим требованиям в наибольшей мере удовлетворяет керамика на основе диоксида циркония ZrO2 и нитрида кремния. Наиболее широко работы по керамическим двигателям проводятся в Японии и США. Японская фирма «Isuzu Motors Ltd» освоила изготовление форкамеры и клапанного механизма адиабатного двигателя, «Nissan Motors Ltd» – крыльчатки турбокомпрессора, фирма «Mazda Motors Ltd» – форкамеры и пальца толкателя.
Компания «Cammin Engine» (США) освоила альтернативный вариант двигателя грузовика с плазменными покрытиями из ZrO2, нанесенными на днище поршня, внутреннюю поверхность цилиндра, впускные и выпускные каналы. Экономия топлива на 100 км пути составила более 30 %.
Фирма «Isuzu» (Япония) сообщила об успешной разработке керамического двигателя, работающего на бензине и дизельном топливе. Двигатель развивает скорость до 150 км/ч, коэффициент полноты сгорания топлива на 30 – 50% выше, чем у обычных двигателей, а масса на 30 % меньше.
Конструкционной керамике для газотурбинных двигателей в отличие от адиабатного двигателя не требуется низкая теплопроводность. Учитывая, что керамические детали газотурбинных двигателей работают при более высоких температурах, они должны сохранять прочность на уровне 600 МПа при температурах до 1470 – 1670 К (в перспективе до 1770 – 1920 К) при пластической деформации не более 1 % за 500 ч работы. В качестве материала для таких ответственных деталей газотурбинных двигателей, как камера сгорания, детали клапанов, ротор турбокомпрессора, статор, используют нитриды и карбиды кремния, имеющие высокую теплостойкость.
Повышение тактико-технических характеристик авиационных двигателей невозможно без применения керамических материалов.
Керамика специального назначения. К керамике специального назначения относятся сверхпроводящая керамика, керамика для изготовления контейнеров с радиоактивными отходами, броневой защиты военной техники и тепловой защиты головных частей ракет и космических кораблей.
Контейнеры для хранения радиоактивных отходов. Одним из сдерживающих факторов развития ядерной энергетики является сложность захоронения радиоактивных отходов. Для изготовления контейнеров применяют керамику на основе оксида В2О3 и карбида бора В4С в смеси с оксидом свинца РbО или соединениями типа 2РbО•PbSO4. После спекания такие смеси образуют плотную керамику с малой пористостью. Она характеризуется сильной поглощающей способностью по отношению к ядерным частицам – нейтронам и 
-квантам.
Ударопрочная броневая керамика. По своей природе керамические материалы являются хрупкими. Однако при высокой скорости нагружения, например в случае взрывного удара, когда эта скорость превышает скорость движения дислокаций в металле, пластические свойства металлов не будут играть никакой роли и металл будет таким же хрупким, как и керамика. В этом конкретном случае керамика существенно прочнее металла.
Важными свойствами керамических материалов, обусловивших их применение в качестве брони, является высокие твердость, модуль упругости, температура плавления (разложения) при в 2 – 3 раза меньшей плотности. Сохранение прочности при нагреве позволяет использовать керамику для защиты от бронепрожигающих снарядов.
В качестве критерия пригодности материала для броневой защиты М может быть использовано следующее соотношение:
- (14.1)
где Е – модуль упругости, ГПа; Нк – твердость по Кнупу, ГПа; 
– предел прочности, МПа; Тпл – температура плавления, К; – плотность, г/см3.
В таблице 14.5 приведены основные свойства широко применяемых броневых керамических материалов в сравнении со свойствами броневой стали.
Наиболее высокие защитные свойства имеют материалы на основе карбида бора. Их массовое применение сдерживается высокой стоимостью метода прессования. Поэтому плитки из карбида бора используют при необходимости существенного снижения массы броневой защиты, например для защиты кресел и автоматических систем управления вертолетов, экипажа и десанта. Керамику из диборида титана, имеющую наибольшую твердость и модуль упругости, применяют для защиты от тяжелых бронебойных и бронепрожигающих танковых снарядов.
Для массового производства керамики наиболее перспективен сравнительно дешевый оксид алюминия. Керамику на его основе используют для защиты живой силы, сухопутной и морской военной техники.
По данным фирмы «Morgan M. Ltd» (США), пластина из карбида бора толщиной 6,5 мм или из оксида алюминия толщиной 8 мм останавливает пулю калибром 7,62 мм, летящую со скоростью более 800 м/с при выстреле в упор. Для достижения того же эффекта стальная броня должна иметь толщину 10 мм, при этом масса ее будет в 4 раза больше, чем у керамической.
Наиболее эффективно применение композиционной брони, состоящей из нескольких разнородных слоев. Наружный керамический слой воспринимает основную ударную и тепловую нагрузку, дробится на мелкие частицы и рассеивает кинетическую энергию снаряда. Остаточная кинетическая энергия снаряда поглощается упругой деформацией подложки, в качестве которой может использоваться сталь, дюралюминий или кевларовая ткань в несколько слоев. Эффективно покрытие керамики легкоплавким инертным материалом, играющим роль своеобразной смазки и несколько изменяющим направление летящего снаряда, что обеспечивает рикошет.
Конструкция керамической брони показана на рисунке 14.2.
Рисунок 14.2 – Конструкция керамической бронепанели: а, б – составляющие элементы бронепанели для защиты от бронебойных пуль разного калибра; в – фрагмент бронепанели, собранный из элементов а и б; 1 – бронебойная пуля калибра 12,7 мм; 2 – пуля калибра 7,62 мм; 3 – защитное покрытие частично снято
Бронепанель состоит из отдельных последовательно соединенных керамических пластин размером 50 * 50 или 100 * 100 мм. Для защиты от бронебойных пуль калибром 12,6 мм используют пластины из Аl2О3 толщиной 15 мм и 35 слоев кевлара, а от пуль калибром 7,62 мм – пластины из Аl2О3 толщиной 6 мм и 12 слоев кевлара.
Во время войны в Персидском заливе широкое использование армией США керамической брони из Аl2О3, SiC и В4С показало ее высокую эффективность. Для броневой защиты также перспективно применение материалов на основе AlN, TiB2 и полиамидных смол, армированных керамическими волокнами.
Керамика в ракетно-космическом машиностроении. При полете в плотных слоях атмосферы головные части ракет, космических кораблей, кораблей многоразового использования, нагреваемые до высокой температуры, нуждаются в надежной теплозащите.
Материалы для тепловой защиты должны обладать высокой теплостойкостью и прочностью в сочетании с минимальными значениями коэффициента термического расширения, теплопроводности и плотности.
Исследовательский центр НАСА США (NASA Ames Research Centre) разработал составы теплозащитных волокнистых керамических плит, предназначенных для космических кораблей многоразового использования. Свойства плит ряда составов приведены в таблице 14.6. Средний диаметр волокон 3 – 11 мкм.
Для повышения прочности, отражательной способности и абляционных характеристик внешней поверхности теплозащитных материалов их покрывают слоем эмали толщиной около 300 мкм. Эмаль, содержащую SiC или 94 % SiO2 и 6 % В2О3, в виде шликера наносят на поверхность, а затем подвергают спеканию при 1470 К. Плиты с покрытиями используют в наиболее нагреваемых местах космических кораблей, баллистических ракет и гиперзвуковых самолетов. Они выдерживают до 500 десятиминутных нагревов в электродуговой плазме при температуре 1670 К. Варианты системы керамической теплозащиты лобовых поверхностей летательных аппаратов приведены на рисунке 14.3.
Рисунок 14.3 – Система керамической теплозащиты лобовых поверхностей летательных аппаратов для температур от 1250 до 1700оС: 1 – керамика на основе SiC или Si3N4; 2 – теплоизоляция; 3 – спеченная керамика
Высокопористый волокнистый слой теплоизоляции на основе FRCI, АЕТВ или HTR защищен облицовкой из слоя карбида кремния. Облицовочный слой предохраняет теплоизолирующий слой от абляционного и эрозионного разрушения и воспринимает основную тепловую нагрузку.
uas.su
Разработка двигателя проекта FATE ведется с 2011 года по заказу Армии США. Американским военным необходимы новые относительно дешевые и мощные силовые установки, которые можно будет устанавливать на разные типы вертолетной техники. Согласно требованию военных, новые двигатели должны иметь на 80 процентов больше удельной мощности, чем современные силовые установки.
Кроме того, удельное потребление топлива новыми двигателями должно быть меньше на 35 процентов, а расчетный ресурс — на 20 процентов больше. Наконец, расходы на производство и техническое обслуживание силовых установок проекта FATE должны быть меньше на 45 процентов. В GE Aviation полагают эти требования вполне выполнимыми.
Новый двигатель проекта FATE будет иметь лучшие характеристики по сравнению с обычными вертолетными двигателями благодаря использованию керамических матричных композитов. В частности, из керамики выполнены компрессор, камера сгорания и турбина новых газотурбинных двигателей. Такие материалы позволяют изготавливать детали меньших габаритов за счет отказа от части охлаждающих контуров.
Керамические матричные композиты имеют широкий диапазон рабочих температур, причем детали, выполненные из таких материалов, могут нормально эксплуатироваться при гораздо больших температурах, чем обычные элементы из металлических сплавов. В двигателях FATE керамические детали изготавливаются с помощью технологии трехмерной печати.
Новая силовая установка будет выпускаться в нескольких вариантах, отличающихся размерами и мощностью. Двигатели семейства в зависимости от версии смогут развивать мощность от 5 до 10 тысяч лошадиных сил (3,7–7,4 тысячи киловатт). В первую очередь силовые установки проекта FATE рассматриваются в качестве замены двигателей T700 вертолетов AH-64 Apache и UH-60 Black Hawk.
Двигатели T700 в нескольких десятках версий выпускаются с 1973 года. Их масса варьируется от 180 до 244 килограммов. Удельное потребление топлива установками T700 составляет от 196 до 210 граммов на лошадиную силу в час. Двигатели имеют удельную мощность от 6,1 до 7,4 киловатт на килограмм.
defence.ru
РЕФЕРАТ
(57) Полезная модель относится к двигателестроению, а в частности к поршням двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с керамическими покрытиями. На поверхности днища и юбки поршня ДВС, методом микродугового (плазменного электролитического) оксидирования, формируется двуслойное каталитически-активное термобарьерное керамическое покрытие, толщиной 15-150 мкм. Первый (внутренний) слой покрытия, толщиной 5-100 мкм., состоит в основном из алюминия (не менее 90 мол. %) и контактирует непосредственно с металлом из которого изготовлен поршень и головка сферы камеры ДВС. Первый слой имеет высокую твердость и износостойкость. Второй (внешний) пористый слой, толщиной 10-100 мкм., состоит из оксида алюминия, оксида кремния и оксида церия в мольной доле от 1 до 50%. Второй слой имеет высокую адгезионную прочность, стойкость к термоударам и термоциклированию, также обладает термобарьерным и каталитическим эффектом. Дополнительно покрытие может содержать оксиды меди и магния.
Поршень двигателя внутреннего сгорания с каталитически-активным термобарьерным керамическим покрытием.
Полезная модель относится к двигателестроению, а в частности к поршням двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с каталитически-активным термобарьерным керамическим покрытием.
Известен патент (US4245611 (A) 
1981-01-20 F02B23/06), керамическая изоляция поршня в двигателе. В нем предлагается термоизолировать центральную часть днища поршня керамической накладкой, которая изготовлена в виде перевернутого конуса. При этом избыточное напряжение, действующие на керамический вкладыш поглощается слоем волокнистого металла, находящегося между вкладышем и поршнем.
Известна также заявка на патент (JP47-168729, F 02F 3/10, 1982) способ изготовления поршня с керамической изоляцией. На днище поршня наклеивается слой композита из неорганических металлических волокон и легкого сплава. Затем на слой композита наносится слой термостойкого сплава, а на него слой керамического материала.
Существует патент (US4735128 (A) 1988-04-05 F 02F 3/06). В нем предлагают теплоизоляцию днища поршня, осуществлять методом механического соединения между керамическим вкладышем и поршнем. Механическое соединение осуществляется заполнением пор, имеющихся в керамической части, материалом поршня, происходящим в процессе формовки с подпрессовкой.
Предлагаемые авторами способы теплоизоляции с применением промежуточного слоя между металлом и керамикой, а также механического соединения осуществляется за счет заполнения металлом в поры керамического материала. В приведенных примерах, различия коэффициентов линейного расширения двух материалов, алюминия и керамики, приводит при нагреве и охлаждении к неизбежному разрушению керамической накладки. Кроме того, эти способы довольно трудоемки.
Ближайшим аналогом является патент на полезную модель (RU 56483 F02B77/02 10.09.2006) поршень двигателя внутреннего сгорания. Выполненный из легкого сплава, содержащего алюминий, выполнен из сплава с рабочей температурой не менее 300°С и снабжен по наружной поверхности теплозащитным, износостойким покрытием, выполненным в электролите в режиме микроплазменного оксидирования. При этом покрытие выполнено из корунда.
Недостатком ближайшего аналога является то, что покрытие поршня выполнено из оксида алюминия, без добавления оксида церия, в отличие от заявляемого поршня, в состав покрытия которого помимо оксида алюминия добавлен оксид церия, который является эффективным катализатором ускоряющим процесс и полноту сгорания топлива, что необходимо при работе ДВС.
Оксидные слои, получаемые методом микродугового оксидирования, характеризуются высокой адгезией, стойкостью к термоударам и термоциклированию.
Оксид церия, а также его бинарные и тройные оксиды (в том числе с алюминием) являются эффективными катализаторами конверсии углеводородов и угарного газа (СО) при достаточно низких температурах (порядка 500°С, что соответствует условиям камеры двигателя внутреннего сгорания), ускоряющими процесс и полноту горения топлива.
Задачей стоящей перед авторами является повышение надежности и эффективности в работе поршней ДВС, увеличение коэффициента полезного действия (КПД) ДВС, снижение уровня выбросов угарного газа (СО), углекислого газа (СО2) и углеводородов в окружающую среду.
Поставленная задача решается благодаря формированию на поршне ДВС
каталитически-активного керамического термобарьерного покрытия, на основе оксида алюминия и оксида церия, методом микродугового (плазменного электролитического) оксидирования.
Сущностью полезной модели является возможность увеличеняе полноты сгорания топлива, что приводит к снижению уровня выбросов угарного газа (СО), углекислого газа (СО2) и углеводородов в окружающую среду и как следствие увеличение КПД ДВС, благодаря формированию на поршне ДВС
каталитически-активного керамического термобарьерного покрытия, на основе оксида алюминия и оксида церия, методом микродугового (плазменного электролитического) оксидирования.
На фиг. 1 изображен поршень ДВС 1 с каталитически-активным термобарьерным керамическим покрытием 2.
Реализация полезной модели:
На поверхности днища и юбки поршня ДВС 1, методом микродугового (плазменного электролитического) оксидирования, формируется двуслойное каталитически-активное термобарьерное керамическое покрытие 2, толщиной 15-150 мкм. Первый (внутренний) слой покрытия, толщиной 5-100 мкм., состоит в основном из алюминия (не менее 90 мол. %) и контактирует непосредственно с металлом из которого изготовлен поршень и головка сферы камеры ДВС. Первый слой имеет высокую твердость и износостойкость. Второй (внешний) пористый слой, толщиной 10-100 мкм., состоит из оксида алюминия, оксида кремния и оксида церия в мольной доле от 1 до 50%. Второй слой имеет высокую адгезионную прочность, стойкость к термоударам и термоциклированию, также обладает термобарьерным и каталитическим эффектом. Дополнительно покрытие может содержать оксиды меди и магния.
Техническим эффектом от использования поршня двигателя внутреннего сгорания с каталитически-активным термобарьерным керамическим покрытием, является:
- повышения температуры в камере сгорания;
- увеличение полноты сгорания топлива;
- снижение уровня выбросов угарного газа (СО), углекислого газа (СО2) и углеводородов в окружающую среду;
- уменьшение тепловой нагрузки на систему охлаждения и другие детали двигателя;
- увеличение КПД ДВС.
Таким образом задача стоящая перед авторами по повышению надежности и эффективности в работе поршней ДВС, увеличение коэффициента полезного действия (КПД) ДВС, снижение уровня выбросов угарного газа (СО), углекислого газа (СО2) и углеводородов в окружающую среду, выполнена.
Поршень двигателя внутреннего сгорания с каталитически-активным термобарьерным керамическим покрытием. содержащим в своем составе оксид алюминия, отличающийся тем, что в состав покрытия дополнительно входит оксид церия. 
РИСУНКИ
poleznayamodel.ru
Роторный двигатель внутреннего сгорания предназначен для транспортных средств. Двигатель имеет спаренные и развернутые на 180° корпусы, в которых роторы с рабочим и продувочным поршнями совершают возвратно-качательное движение. В двигателе применен бесшатунный механизм синхронизации движения ротора с поршнями и вращения эксцентрикового вала. Для повышения экономичности двигателя его корпусы выполнены составными, включающими полуцилиндрический керамический корпус двигателя в металлическом обрамлении и металлический корпус компрессора, выполненный заодно с выступами, в которых находятся камеры сгорания, а торцовые крышки выполнены в металлическом обрамлении. В двигателе обеспечены качественная продувка рабочих камер и их внутреннее охлаждение за счет увеличения лобовых размеров продувочного поршня по сравнению с рабочим и увеличения в результате этого объема и количества продувочного воздуха по сравнению с его наличием в рабочих камерах при их максимальном объеме, что улучшает эффективность охлаждения и повышает экономичность двигателя. В двигателе радиальные зазоры рабочих поршней устраняются установкой радиальных уплотнительных пластин не на этих поршнях, а в корпусе двигателя. Кроме того, выполнено лабиринтовым уплотнение компрессорного поршня, что способствует заметному повышению экономичности двигателя. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к двигателестроению и предназначено для использования в транспортной технике.
Известен роторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, торцовые крышки, ротор с рабочим и продувочным поршнями и выемками в теле ротора для перепуска рабочей среды (Патент Франции N 2004816, кл. F 02 B 53/00, 1969). В таком двигателе для повышения компактности можно установить бесшатунный механизм синхронизации движения поршней и вращения эксцентрикового вала. Однако этот двигатель имеет существенные недостатки, из-за которых не обеспечивается его удовлетворительная экономичность. В нем происходят большие потери тепла из-за его отвода в охлаждающую среду при политропном сжатии и расширении рабочего заряда. Вследствие того, что объем продувочной камеры равен объему рабочей камеры, не происходят качественная продувка последней и ее внутреннее охлаждение из-за малого количества продувочного воздуха. Кроме того, в двигателе происходят большие потери работы на преодоление трения в элементах уплотнения. Целью предлагаемого изобретения является осуществление сжатия и расширения рабочего заряда в процессах, приближающихся к адиабатным, и уменьшение из-за этого отвода тепла в охлаждающуюся среду, а также повышение качества продувки рабочих камер и осуществление их внутреннего охлаждения путем подачи продувочными поршнями большего объема и количества продувочного воздуха, чем его имеет максимальный объем рабочих камер, кроме того, уменьшение потери работы на преодоление трения элементов уплотнения ротора и поршней. Цель достигается тем, что корпусы двигателя и торцовые крышки выполнены керамическими в металлическом обрамлении, а лобовые камеры продувочных поршней приняты большими по сравнению с рабочими поршнями, и торцовые уплотнительные уплотнения имеют только ротор и рабочий поршень, при этом радиальный зазор последнего устраняется с помощью радиальных уплотнительных пластин, устанавливаемых в корпусе двигателя для каждой рабочей камеры рядом с выпускным окном, а продувочный поршень выполнен с лабиринтовым уплотнением. На фиг. 1 показан двигатель, поперечный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. Роторный двигатель внутреннего сгорания содержит два корпуса, включающих полуцилиндрические керамические корпусы 1 и 2 двигателя, встроенные в металлические обрамления 3 и 4, к каждому из которых жестко присоединяются металлические дуговые корпусы компрессоров 5, выполненные заодно с двумя выступами 6, образующими в каждом корпусе две компрессорные камеры 7 и 8, и две рабочих камеры 9 и 10, разделенных соответственно компрессорным 11 и рабочим 12 поршнями, выполненными заодно с роторами 13, раз- мещающихся в корпусах, закрытых с торцов керамическими крышками 15 и 14, выполненными в металлических обрамлениях 16 и 17. При этом металлические обрамления 16 торцовых крышек 14 выполнены заодно с консолями 18, на которых свободно сидят роторы 13, и со смещением от центров 01 и 01' этих роторов на величину Н и Н', в консолях 18 выполнены отверстия с центром 02, в которые устанавливаются подшипники 19, на которые опирается эксцентриковый вал 20, имеющий общий для обоих корпусов эксцентрик 21, на котором свободно сидит промежуточное звено 22 с двумя эксцентриками 23 и 24, развернутыми на 180о, на которые посажены свободно распорные эксцентрики 25 и 26 с возможностью совершать возвратно-качательное движение в выемках роторов, выполненных со смещением на величину Н в обращенных друг к другу торцах роторов 13. По периферии рабочего поршня 12 и ротора 13 выполнены боковые проточки, суживающиеся к периферии, в которые устанавливаются сопряженные с ними дуговые 27 и прямые 28 уплотнительные пластины рабочего поршня 12 и дуговые уплотнительные пластины 29 ротора 13, поджимаемые к периферии гофрированными пружинами 30. Уплотнение компрессорного поршня 11 выполняется лабиринтовым, а снизу от отделен от ротора 13 боковой уплотнительной пластиной 31, на торцах роторов 13 установлены торцовые маслосъемные кольца 32, а радиальное уплотнение рабочего поршня обеспечивается с помощью радиальных уплотнительных пластин 33, устанавливаемых в каждой рабочей камере в полуцилиндрических керамических корпусах 1 и 2 двигателя на гофрированных пружинах 34 по обеим сторонам выпускного окна 35, сообщающегося с выпускным патрубком 36. Радиальное уплотнение роторов 13 осуществляется при помощи радиальных уплотнительных пластин 37, устанавливаемых на гофрированных пружинах 38 в выступах 6, в которых выполнены камеры 39 сгорания, в которые заходят форсунки 40. На радиальной поверхности ротора 13 рядом с концами продувочного поршня 11 выполнены каналы 41, а корпус компрессора 5 имеет выпускной патрубок 42 и выпускное окно 43, для облегчения в продувочном 11 и рабочем 12 поршнях выполнены пустоты 44 и 45. Дуговые корпусы компрессоров 5 и металлические обрамления 3 и 4 корпусов двигателя 1 и 2 имеют буртики 46 и 47 для крепления к ним торцовых крышек 14 и 15 с обрамлениями 16 и 17. На радиальной поверхности рабочих поршней 12 с выходом на их лобовую поверхность выполнены продувочные каналы 48, являющиеся продолжением камер 39 сгорания в момент сжатия заряда. На заднем конце эксцентрикового вала 20 устанавливается маховик 49 с шестерней 50 маховика. Впуск свежего заряда показан стрелкой 51, движение продувочного воздуха стрелкой 52, а выпуск отработанных газов стрелкой 53. На фиг. 1 видно, что эксцентрик 21 эксцентрикового вала 20 имеет центр 03, эксцентрик 23 промежуточного звена 22 имеет центр 04 и их эксцентриситеты 02-03 и 03-04, имеющие соответственно обозначения Е1 и Е2, должны быть равны между собой, а эксцентриситет 04-05 Э распорного эксцентрика 25 может быть принят произвольной величины, но предпочтительнее равнен смещению Н эксцентрикового вала 20 относительно центра 01 качания ротора 13. Эксцентрик 21 эксцентрикового вала 20 имеет центр 03, эксцентрик 23 промежуточного звена 22 имеет центр 04, и при работе двигателя осуществляется их вращение с одинаковым числом оборотов в противоположных направлениях. Двигатель работает следующим образом. В отраженный на фиг. 1 момент в рабочей камере 10 осуществлено сжатие рабочего заряда и в него форсункой 40 впрыскивается топливо, при сгорании которого газы расширяются и давят на лобовую поверхность рабочего поршня 12, заставляя его отклоняться вправо и этим вызывать вращение эксцентрикового вала 20 в любом заданном направлении благодаря четырехзвенному механизму, отраженному эксцентриситетами 02-03, 03-04, 04-05 и 05-01, обеспечивающему синхронизацию движения поршней 11 и 12 и вращения эксцентрикового вала 20. Если звено 02-03 вращается по часовой стрелке вокруг точки 02, то звено 03-04 вращается против часовой стрелки вокруг точки 03 с такой же угловой скоростью, а звено 04-05 совершает колебательное движение относительно точки 04, вызывая вращательно-возвратное движене звена 05-01, принадлежащего ротору 13, относительно точки 01, обеспечивая такое же движение поршней 11 и 12 ротора 13. В момент наложения друг на друга звеньев 02-03 и 03-04 затрудняется согласованное движение всех звеньев, а выход их из этого положения, которое является промежуточным, обеспечивается работой таких же звеньев в переднем корпусе, как в бесшатунном двигателе внутреннего сгорания. В отраженный на фиг. 1 момент из другой рабочей камеры 9 происходит выпуск отработанных газов и в нее поступает продувочный воздух по каналу 41 ротора 13 из компрессорной камеры 7, а в другую компрессорную камеру 8 в это время производится впуск свежего заряда, когда продувочный 11 и рабочий 12 поршни начинают двигаться из указанных положений, то они сначала перекрывают впускное 43 и выпускное 35 окна, после этого происходит снижение заряда в рабочей камере 8, в нее подается топливо и происходит продувка рабочей камеры 10. После этого эти поршни начинают двигаться в первоначальное положение, и дальше работа двигателя происходит в описанной последовательности. При таком выполнении двигателя ход поршней меньше 90о, на чертеже он принят равным 75о. Это меньше, чем при уплотнении радиального зазора рабочих поршней установкой на них радиальных уплотнительных пластин, но вполне достаточно для хорошей работы двигателя. Роторный двигатель внутреннего сгорания имеет хорошие технико-экономические показатели. Выполнение корпусов двигателя керамическими позволяет снизить отвод тепла в охлаждающую среду из-за осуществления в этом случае практически адиабатного сжатия и расширения рабочего заряда, что приводит к повышению экономичности. В двигателе улучшена продувка рабочих камер за счет увеличения подачи воздуха из компрессорных камер, и это позволяет охладить последние изнутри и снизить температуру заряда и способствует повышению экономичности. Выполнение корпусов двигателя и торцовых крышек в металлическом обрамлении обеспечивает лучший отвод необходимого количества тепла от первых к обрамлению и от последнего в окружающую среду, что упрощает систему охлаждения двигателя, одновременно металлическое обрамление защищает хрупкие металлические детали от непосредственных случайных ударов. В двигателе уменьшено трение уплотнения поршней из-за того, что для уплотнения рабочего поршня радиальные уплотнительные пластины устанавливаются в корпусе двигателя и поэтому от движения рабочего поршня исключается действие на них центробежной силы и увеличение нагрузки, а уплотнение компрессорного поршня выполняется лабиринтовым и вследствие этого практически не создающим трения, что приводит к снижению потери работы на преодоление трения и к повышению экономичности двигателя.Формула изобретения
1. РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий два спаренных корпуса, установленные развернутыми на 90o, торцевые крышки, роторы с продувочными и рабочими поршнями, выемки в теле ротора для перепуска рабочей среды и механизм синхронизации движения поршней, включающий эксцентриковый вал, отличающийся тем, что спаренные корпуса состоят из керамических полуцилиндрических корпусов двигателя в металлических обрамлениях и жестко соединенных с ними металлических дуговых корпусов компрессоров, выполненных заодно с выступами, а торцевые крышки выполнены керамическими с металлическими обрамлениями, при этом металлические обрамления торцевых крышек выполнены заодно с консолями, на которых свободно насажены роторы с рабочим и продувочными поршнями, причем лобовые размеры продувочных поршней больше, чем у рабочих поршней. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что торцевое уплотнение ротора и рабочего поршня выполнено в виде расточек, суживающихся к периферии и сопряженных с ними, установленных на гофрированных пружинах двух дуговых пластин ротора, дуговой пластины рабочего поршня и двух прямых пластин рабочего поршня трапецеидального сечения, имеющих сопряженные косые срезы, при этом уплотнение радиального зазора рабочего поршня выполнено в виде радиальных уплотнительных пластин, установленных в корпусе двигателя с двух сторон выпускного окна, уплотнение продувочного поршня выполнено лабиринтовым.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2www.findpatent.ru
Прошерстив инет вот что нашел... Сейчас для автомобилей существует несколько видов подобных присадок и добавок, к примеру КераТек от Ликви Молли или наш русский Форсан. Форсан это добавка - добавляется в масло и использует его чтобы попасть к трущимся деталям и там вплавляется в железо. А Кератек это присадка, создает тончайшую пленку, которая с заменой масла постепенно вымывается. Но суть у них одна - создание защитного слоя для уменьшения трения и повышения КПД.
Множество форумов с различными отзывами как положительными так и отрицательными по этой теме, но в основном там пишут ерунду, и кто юморней ответит, а хотелось бы нормальные адекватные отзывы узнать.
Кто что думает по этому поводу и есть ли у кого-то опыт???
21 Март 2012 в 12:27
9517
Последний раз отредактировал BRN-LeONidos, 27 Март 2012 в 16:49smotra.ru
Рынок заполнен всевозможными «лекарствами», «препаратами» и чудо-присадками, обещающими излечить, восстановить и улучшить свойства двигателя. Во многих случаях в описании технологии используется слово «нано». Но на деле нанотехнологии используются далеко не во всех «продуктах», да и положительный эффект окажут лишь некоторые. Сегодня говорим о проверенном продукте от надежного производителя и на его примере объясняем, что такое наномерамика.
Далее под кат. Речь пойдет об известном продукте FORSAN Pro.(Известном!? Вы о нём часто слышали? Я - впервые!) И это нанокерамика. Говоря научным языком, FORSAN Pro — это уникальная российская разработка в области триботехники, не имеющая мировых аналогов. Технология позволяет продлить ресурс деталей автомобиля и максимально долго удерживать их в номинальных рабочих показателях. Происходит это за счет формирования керамического покрытия на трущихся поверхностях двигателя, КПП и мостов. Чтобы технология стала более понятной, расскажем, как происходит обработка двигателя, и что она дает.
Для того, чтобы понять принцип работы FORSAN Pro, стоит запомнить утверждение – FORSAN Pro не является присадкой т.к. не меняет свойства масла, а использует его лишь как проводник.FORSAN Pro смешивают с маслом двигателя вне зависимости от того, новое оно или нет. Затем в течение определенного времени мотор должен поработать на холостых оборотах. Циркулирующее по двигателю масло донесет FORSAN Pro до всех трущихся деталей. Масло выступает лишь в роли транспортной среды. За время обработки на всех поверхностях пар трения формируется тончайший защитный металлокерамический слой. Этот слой создается на молекулярном уровне, образуя с металлическим деталями монолит. Не стоит представлять себе его толщину как явную величину, способную существенно изменить рабочую величину технологических зазоров. Дело не в толщине, а функциональных изменениях, произошедших с трущимися парами.
Поверхности двигателя, обработанные FORSAN Pro изменяют свои свойства – за счет устранения микротрещин и царапин, детали становятся существенно прочней, плюс к тому, фрикционные свойства защитного металлокерамического слоя в десятки раз увеличивают характеристики скольжения соприкасающихся элементов.
Для того чтобы наглядно представить себе итоговый результат обработки двигателя нанокерамикой, стоит рассказать об эксперименте, вошедшем в «Книгу рекордов России». В 2000 году компания «Нанопром» решила проверить рабочие характеристики FORSAN Pro в действии, устроив необычный автопробег. Вроде бы, что тут необычного, проехать на легковом автомобиле 900 километров по хорошей асфальтовой трассе Москва – Петербург? Но «соль» путешествия заключалась в том, что с двигателя тестируемого автомобиля был снят масляный поддон. Фактически машина прошла это расстояние с совершенно сухим двигателем, без единой капли масла. Самое интересное, что после такой издевательской поездки, двигатель не нуждался в ремонте и не изменил рабочих показателей.Но по большому счету, обработка автомобильных моторов не является основным направлением компании «Нанопром». Нанокерамика FORSAN Pro изначально разрабатывалась и в основном применяется совсем на других моторах. Не случайно главными клиентами «Нанопрома» являются такие компании как СУЭК, «Навоинский ГОК», «Московское речное пароходство», «Адмиралтейские верфи», «Балтийский флот», «Росводоканал», «Мострансавто», «Мосгортранс», «Тутаевский Моторный завод» и многие другие. Нагрузки на детали тепловоза или речного траулера не сопоставимы с нагрузками, которые испытывает мотор автомобиля.
Рассказ об эксперименте или промышленных мощностях увел нас от главного – как в итоге будет работать мотор легковой машины после обработки, и как это нужно делать?
Все предельно просто, FORSAN Pro заливается в двигатель раз в 50000 километров. И все. FORSAN Pro подходит любой тип масла и совершенно безразлично, в какой мотор его льют. Важно понимать, что это не присадка. Антифрикционный слой, созданный на молекулярном уровне «Форсаном», работает и после того, как вы неоднократно поменяли масло.
Нанокерамикой можно обрабатывать любые трущиеся металлические элементы, будь то подшипники велосипеда или мотор бензопилы. Физические законы работают вне зависимости от марки или типа механизма, Forsan Pro помогает везде, где металл трется о металл. На практике, обработка двигателя нанокерамикой в 3-5 раз отодвигает срок капитального ремонта двигателя, уменьшает расход топлива от 10 до 17 процентов, выравнивает компрессию в цилиндрах и существенно (до 40%) снижает вибрацию мотора. Это не голословная рекламная риторика. Изменение характеристик очевидно, проверяемо и стабильно. Делайте выводы сами. В свою очередь можем сказать, что даже, если помимо обработки вы из любопытства заплатите за предварительную и контрольную диагностику двигателя, все равно это будет дешевле, чем ездить на необработанном нанокерамикой моторе.
smotra.ru
