1. Двигатель внутреннего сгорания – An internal combustion engine is a heat engine where the combustion of a fuel occurs with an oxidizer in a combustion chamber that is an integral part of the working fluid flow circuit. In an internal combustion engine the expansion of the high-temperature and high-pressure gases produced by combustion applies direct force to some component of the engine, the force is applied typically to pistons, turbine blades, rotor or a nozzle. This force moves the component over a distance, transforming chemical energy into mechanical energy. The first commercially successful internal combustion engine was created by Étienne Lenoir around 1859, firearms are also a form of internal combustion engine. Working fluids can be air, hot water, pressurized water or even liquid sodium, ICEs are usually powered by energy-dense fuels such as gasoline or diesel, liquids derived from fossil fuels. While there are many applications, most ICEs are used in mobile applications and are the dominant power supply for vehicles such as cars, aircraft. Typically an ICE is fed with fossil fuels like natural gas or petroleum products such as gasoline, there is a growing usage of renewable fuels like biodiesel for compression ignition engines and bioethanol or methanol for spark ignition engines. Hydrogen is sometimes used, and can be made from fossil fuels or renewable energy. Various scientists and engineers contributed to the development of internal combustion engines, in 1791, John Barber developed a turbine. In 1794 Thomas Mead patented a gas engine, also in 1794 Robert Street patented an internal combustion engine, which was also the first to use liquid fuel, and built an engine around that time. In 1798, John Stevens built the first American internal combustion engine, in 1807, Swiss engineer François Isaac de Rivaz built an internal combustion engine ignited by electric spark. In 1823, Samuel Brown patented the first internal combustion engine to be applied industrially, in 1860, Belgian Jean Joseph Etienne Lenoir produced a gas-fired internal combustion engine. In 1864, Nikolaus Otto patented the first atmospheric gas engine, in 1872, American George Brayton invented the first commercial liquid-fuelled internal combustion engine. In 1876, Nikolaus Otto, working with Gottlieb Daimler and Wilhelm Maybach, patented the compressed charge, in 1879, Karl Benz patented a reliable two-stroke gas engine. In 1892, Rudolf Diesel developed the first compressed charge, compression ignition engine, in 1926, Robert Goddard launched the first liquid-fueled rocket. In 1939, the Heinkel He 178 became the worlds first jet aircraft, at one time, the word engine meant any piece of machinery — a sense that persists in expressions such as siege engine. A motor is any machine that produces mechanical power, traditionally, electric motors are not referred to as Engines, however, combustion engines are often referred to as motors. In boating an internal combustion engine that is installed in the hull is referred to as an engine, reciprocating piston engines are by far the most common power source for land and water vehicles, including automobiles, motorcycles, ships and to a lesser extent, locomotives
2. Двухтактный двигатель – A two-stroke, or two-cycle, engine is a type of internal combustion engine which completes a power cycle with two strokes of the piston during only one crankshaft revolution. This is in contrast to an engine, which requires four strokes of the piston to complete a power cycle. In a two-stroke engine, the end of the combustion stroke, two-stroke engines often have a high power-to-weight ratio, power being available in a narrow range of rotational speeds called the power band. Compared to four-stroke engines, two-stroke engines have a reduced number of moving parts. The first commercial two-stroke engine involving in-cylinder compression is attributed to Scottish engineer Dugald Clerk, however, unlike most later two-stroke engines, his had a separate charging cylinder. The crankcase-scavenged engine, employing the area below the piston as a pump, is generally credited to Englishman Joseph Day. The first truly practical two-stroke engine is attributed to Yorkshireman Alfred Angas Scott, gasoline versions are particularly useful in lightweight or portable applications such as chainsaws and motorcycles. In a two-stroke engine, the transfer from the engine to the cooling system is less than in a four-stroke. Two-stroke petrol engines are preferred when mechanical simplicity, light weight, the Japanese manufacturer Suzuki did the same in the 1970s. Production of two-stroke cars ended in the 1980s in the West, eastern Bloc countries continued until around 1991, with the Trabant and Wartburg in East Germany. They are also common in power tools used outdoors, such as lawnmowers, chainsaws, with direct fuel injection and a sump-based lubrication system, a two-stroke engine produces air pollution no worse than a four-stroke, and it can achieve higher thermodynamic efficiency. Therefore, the cycle has also been used in large diesel engines, most notably large industrial and marine engines, as well as some trucks. Although the principles remain the same, the details of various two-stroke engines differ depending on the type. The design types vary according to the method of introducing the charge to the cylinder, the method of scavenging the cylinder, piston port is the simplest of the designs and the most common in small two-stroke engines. All functions are controlled solely by the covering and uncovering the ports as it moves up. In the 1970s, Yamaha worked out some principles for this system. They found that, in general, widening an exhaust port increases the power by the amount as raising the port. However, there is a limit to the width of a single exhaust port
3. Турбонаддув – Turbochargers were originally known as turbosuperchargers when all forced induction devices were classified as superchargers. Nowadays the term supercharger is usually applied only to mechanically driven forced induction devices, compared to a mechanically driven supercharger, turbochargers tend to be more efficient, but less responsive. Twincharger refers to an engine with both a supercharger and a turbocharger, turbochargers are commonly used on truck, car, train, aircraft, and construction equipment engines. They are most often used with Otto cycle and Diesel cycle internal combustion engines and they have also been found useful in automotive fuel cells. Forced induction dates from the late 19th century, when Gottlieb Daimler patented the technique of using a pump to force air into an internal combustion engine in 1885. During World War I French engineer Auguste Rateau fitted turbochargers to Renault engines powering various French fighters with some success, in 1918, General Electric engineer Sanford Alexander Moss attached a turbocharger to a V12 Liberty aircraft engine. Turbochargers were first used in aircraft engines such as the Napier Lioness in the 1920s. Ships and locomotives equipped with turbocharged diesel engines began appearing in the 1920s, turbochargers were also used in aviation, most widely used by the United States. During World War II, notable examples of U. S. aircraft with turbochargers include the B-17 Flying Fortress, B-24 Liberator, P-38 Lightning, and P-47 Thunderbolt. Turbochargers are widely used in car and commercial vehicles because they allow smaller-capacity engines to have improved fuel economy, reduced emissions, higher power, in contrast to turbochargers, superchargers are mechanically driven by the engine. Belts, chains, shafts, and gears are common methods of powering a supercharger, for example, on the single-stage single-speed supercharged Rolls-Royce Merlin engine, the supercharger uses about 150 horsepower. Yet the benefits outweigh the costs, for the 150 hp to drive the supercharger the engine generates an additional 400-horsepower, a net gain of 250 hp. This is where the principal disadvantage of a supercharger becomes apparent, another disadvantage of some superchargers is lower adiabatic efficiency as compared to turbochargers. Adiabatic efficiency is a measure of an ability to compress air without adding excess heat to that air. Even under ideal conditions, the compression process always results in elevated temperature, however. Roots superchargers impart significantly more heat to the air than turbochargers, thus, for a given volume and pressure of air, the turbocharged air is cooler, and as a result denser, containing more oxygen molecules, and therefore more potential power than the supercharged air. In practical application the disparity between the two can be dramatic, with turbochargers often producing 15% to 30% more power based solely on the differences in adiabatic efficiency. By comparison, a turbocharger does not place a direct mechanical load on the engine, although turbochargers place exhaust back pressure on engines, in contrast to supercharging, the primary disadvantage of turbocharging is what is referred to as lag or spool time
4. Т-84 – The T-84 is a Ukrainian main battle tank, a development of the Soviet T-80 main battle tank. It was first built in 1994 and entered service in the Ukrainian Armed Forces in 1999, the T-84 is based on the diesel-engined T-80 version, the T-80UD. Its high-performance opposed-piston engine makes it one of the fastest MBTs in the world, the T-84 Oplot is an advanced version incorporating an armoured ammunition compartment in a new turret bustle, ten of these entered Ukrainian service in 2001. The T-84-120 Yatagan is a model intended for export, mounting a 120 mm gun capable of firing standard NATO ammunition. The T-84 is the latest Ukrainian development of the T-80 series, a main design objective was to make Ukraines arms industry independent of Russias, after resulting difficulties in fulfilling a contract to supply T-80UD tanks to Pakistan. An external difference from earlier models is the new Ukrainian welded turret, the T-84s outstanding feature is the 26 hp/t power-to-weight ratio. It has inherited the nickname Flying Tank from the T-80, the tank is also designed to perform well in hot climates, and even includes an air-conditioned crew compartment. Due to the collapse of Soviet Union, the Malyshev Factory was no able to obtain ceramic armour modules from Russia. Instead, later batches of T-84s composite armour is composed of special purpose rubber sandwiched between steel and alloy plates, the exact comparison of new and previous armor performance is not known and highly depend on performance of dynamic armor which continuously improved. Ukraine has demonstrated several upgraded prototypes of this tank, intended for domestic employment and international sale. T-84 Ukrainian Modernization of the T-80UD, new welded turret and Shtora-1 countermeasures suite, new electronics, new main gun, new armor, and 1,200 hp 6TD-2 diesel engine. T-84U Ukrainian upgrade of the T-84, T-84 Oplot T-84U with a new welded turret with separate crew and ammunition compartments with blowout panels on the ammunition compartment, a new bustle-mounted autoloader. T-84-120 Yatagan A prototype version of Oplot tailored for evaluation by the Turkish Army, mounts a 120 mm main gun which fires both NATO120 mm rounds and a special 120 mm version of the AT-11 Sniper ATGM. One visible feature is the new PNK-6 panoramic tank sight, Design The BM Oplot is a further development of the previous Oplot, which is based on the T-84 main battle tank. The tank has a layout with the drivers compartment at the front, fighting compartment in the middle and engine at the rear. The driver sitting in the centre is provided with a hatch cover that opens to the right. The commander on the right and the gunner on the left have single-piece hatches, Tank has a length of 9.7 m, a width of 3.4 m without removable side skirts, and a height of 2.8 m. The combat weight of the tank is 51 tons, armament The Oplot MBT is armed with a 125 mm smoothbore KBA-3 cannon, a KT-7.62 Coaxial machine gun and a KT-12.7 anti-aircraft machine gun
5. Тепловоз – A diesel locomotive is a type of railway locomotive in which the prime mover is a diesel engine. Several types of diesel locomotive have been developed, differing mainly in the means by which power is conveyed to the driving wheels. Early internal combustion engine-powered locomotives and railmotors used gasoline as their fuel, soon after Dr. Rudolf Diesel patented his first compression ignition engine in 1892, it was considered for railway propulsion. Progress was slow, however, as several problems had to be overcome, power transmission was a primary concern. As opposed to steam and electric engines, internal combustion engines work efficiently only within a range of turning frequencies. In light vehicles, this could be overcome by a clutch, in heavy railway vehicles, mechanical transmission never worked well or wore out too soon. Experience with early gasoline powered locomotives and railcars was valuable for the development of diesel traction, one step towards diesel-electric transmission was the petrol-electric vehicle, such as the Acsev Weitzer railmotor, which could operate from batteries and electric overhead wires too. Steady improvements in diesel design gradually reduced its size and improved its power-to-weight ratio to a point where one could be mounted in a locomotive. Once the concept of drive was accepted, the pace of development quickened. In 1930, Armstrong Whitworth of the United Kingdom delivered two 1,200 hp locomotives using engines of Sulzer design to Buenos Aires Great Southern Railway of Argentina, currently, almost all diesel locomotives are diesel-electric, although the diesel-hydraulic type was widely used between the 1950s and 1970s. The Soviet diesel locomotive TEP80-0002 lays claim to the speed record for a diesel railed vehicle. In 1894, a 20 h. p. two axle machine built by Priestman Brothers was used on the Hull Docks, in 1896 an oil-engined railway locomotive was built for the Royal Arsenal, Woolwich, England, in 1896, using an engine designed by Herbert Akroyd Stuart. It was not, strictly, a diesel because it used a hot bulb engine, following the expiration of Dr. Rudolf Diesels patent in 1912, his engine design was successfully applied to marine propulsion and stationary applications. However, the massiveness and poor power-to-weight ratio of early engines made them unsuitable for propelling land-based vehicles. Therefore, the potential as a railroad prime mover was not initially recognized. This changed as development reduced the size and weight of the engine, the worlds first diesel-powered locomotive was operated in the summer of 1912 on the Winterthur-Romanshorn Railroad in Switzerland, but was not a commercial success. In 1906, Rudolf Diesel, Adolf Klose and the steam, Sulzer had been manufacturing Diesel engines since 1898. During further test runs in 1913 several problems were found, after the First World War broke out in 1914, all further trials were stopped
6. Junkers Jumo 205 – The Junkers Jumo 205 aircraft engine was the most famous of a series of aircraft diesel engines that were the first, and for more than half a century the only successful aviation diesel powerplants. The Jumo 204 first entered service in 1932, later engines in the series were styled Jumo 206, Jumo 207 and Jumo 208, and differed in stroke and bore and supercharging arrangements. In all more than 900 of these engines were produced, in the 1930s and these engines all used a two-stroke cycle with twelve pistons sharing six cylinders, piston crown to piston crown in an opposed piston configuration. This unusual configuration required two crankshafts, one at the bottom of the block and the other at the top. The pistons moved towards each other during the operating cycle, intake and exhaust manifolds were duplicated on both sides of the block. There were two cam-operated injection pumps per cylinder, each feeding two nozzles, for 4 nozzles per cylinder in all, normally such designs have poor volumetric efficiency because both ports open and close at the same time and are generally located across from each other in the cylinder. This leads to poor scavenging of the burnt charge, which is why valve-less two-strokes generally produce smoke and are inefficient, the Jumo solved this problem to a very large degree through clever arrangement of the ports. The intake port was located under the piston, while the exhaust port was under the upper. The lower crankshaft ran eleven degrees behind the upper, meaning that the exhaust ports opened and, even more importantly, closed first and this system made the two-stroke Jumos run as cleanly and almost as efficiently as four-stroke engines using valves, but with considerably less complexity. There is some downside to this system as well, for one, since matching pistons were not closing at quite the same time, but one ran ahead of the other, the engine could not run as smoothly as a true opposed style engine. In addition, the power from the two opposing crankshafts had to be geared together, adding weight and complexity, a problem the design shared with H block engines. In the Jumo, these problems were avoided to some degree by taking power primarily from the upper shaft, somewhat offset upwards on the engines front end. All of the accessories, such as pumps, injectors. What was left over was then geared to the upper shaft, in all, about three-quarters of the power to the engines propeller came from the upper crankshaft. In theory, the layout of the engine could have allowed it to be installed inside the thick wings of larger aircraft. Details of the oil scavenging system suggest this was not possible, a twelve-cylinder version, the Jumo 218, was designed but never built, while a single 24-cylinder 4-crankshaft Junkers Jumo 223 was built and tested. The Jumo 204 and 205 were licensed to Napier, who built a number as the Napier Culverin just prior to the war. After the war, they mounted three Culverins in a layout to produce the Napier Deltic, which was for some time one of the most powerful
7. Ленд-лиз – This included warships and warplanes, along with other weaponry. It was signed into law on March 11,1941 and ended in September 1945, in general the aid was free, although some hardware were returned after the war. In return, the U. S. was given leases on army, Canada operated a similar smaller program under a different name. A total of $50.1 billion worth of supplies was shipped, or 17% of the total war expenditures of the U. S. In all, $31.4 billion went to Britain, $11.3 billion to the Soviet Union, $3.2 billion to France, $1.6 billion to China, and the remaining $2.6 billion to the other Allies. Reverse Lend-Lease policies comprised services such as rent on air bases that went to the U. S. and totaled $7.8 billion, of this, $6.8 billion came from the British and the Commonwealth. The terms of the agreement provided that the materiel was to be used until returned or destroyed, in practice very little equipment was returned. Supplies that arrived after the date were sold to Britain at a large discount for £1.075 billion. Canada operated a program called Mutual Aid that sent a loan of $1 billion and $3.4 billion in supplies and services to Britain. This program effectively ended the United States pretense of neutrality and was a step away from non-interventionist policy. Following the Fall of France in June 1940, the British Commonwealth and Empire were the forces engaged in war against Germany and Italy. During this same period, the U. S. government began to mobilize for war, instituting the first-ever peacetime draft. In the meantime, as the British began running short of money, arms, as one Roosevelt biographer has characterized it, If there was no practical alternative, there was certainly no moral one either. Britain and the Commonwealth were carrying the battle for all civilization, as the President himself put it, There can be no reasoning with incendiary bombs. In September 1940, during the Battle of Britain the British government sent the Tizard Mission to the United States, in December 1940, President Roosevelt proclaimed the U. S. would be the Arsenal of Democracy and proposed selling munitions to Britain and Canada. Isolationists were strongly opposed, warning it would lead to American involvement in what was seen by most Americans as an essentially European conflict. In time, opinion shifted as increasing numbers of Americans began to see the advantage of funding the British war against Germany, while staying out of the hostilities themselves. After a decade of neutrality, Roosevelt knew that the change to Allied support must be gradual, originally, the American position was to help the British but not enter the war
8. Шеститактный двигатель – The term six-stroke engine has been applied to a number of alternative internal combustion engine designs that attempt to improve on traditional two-stroke and four-stroke engines. Claimed advantages may include increased fuel-efficiency, reduced mechanical complexity and/or reduced emissions and these engines can be divided into two groups based on the number of pistons that contribute to the six strokes. The pistons in this type of six-stroke engine go up and down three times for each injection of fuel and these designs use either steam or air as the working fluid for the additional power stroke. The designs in which the six strokes are determined by the interactions between two pistons are more diverse, the pistons may be opposed in a single cylinder or may reside in separate cylinders. Usually one cylinder makes two strokes while the other makes four strokes giving six piston movements per cycle, the second piston may also be used to increase the expansion ratio, decoupling it from the compression ratio. Increasing the expansion ratio in this way can increase efficiency in a similar manner to the Miller or Atkinson cycle. These designs use a single piston per cylinder, like a conventional two- or four-stroke engine, a secondary, non-detonating fluid is injected into the chamber, and the leftover heat from combustion causes it to expand for a second power stroke followed by a second exhaust stroke. In 1883, the Bath-based engineer Samuel Griffin was a maker of steam. He wished to produce an internal engine, but without paying the licensing costs of the Otto patents. His solution was to develop a patent slide valve and a single-acting six-stroke engine using it, by 1886, Scottish steam locomotive maker Dick, Kerr & Co. saw a future in large oil engines and licensed the Griffin patents. These were double-acting, tandem engines and sold under the name Kilmarnock and their large heavy construction didnt suit them to mobile use, but they were capable of burning heavier and cheaper grades of oil. The key principle of the Griffin Simplex was a heated exhaust-jacketed external vapouriser, the temperature was held around 550 °F, sufficient to physically vapourise the oil but not to break it down chemically. This fractional distillation supported the use of heavy oil fuels, the unusable tars, hot-bulb ignition was used, which Griffin termed the catathermic igniter, a small isolated cavity connected to the combustion chamber. The spray injector had an adjustable inner nozzle for the air supply, surrounded by a casing for the oil. Griffin went out of business in 1923, only two known examples of a Griffin six-stroke engine survive. One is in the Anson Engine Museum, the other was built in 1885 and for some years was in the Birmingham Museum of Science and Technology, but in 2007 it returned to Bath and the Museum of Bath at Work. Leonard Dyer invented a six-stroke internal combustion engine in 1915. A dozen more similar patents have issued since
9. Двигатель – An engine or motor is a machine designed to convert one form of energy into mechanical energy. Heat engines burn a fuel to heat, which is then used to create a force. Electric motors convert electrical energy into motion, pneumatic motors use compressed air. In biological systems, molecular motors, like myosins in muscles, use energy to create forces. The word engine derives from Old French engin, from the Latin ingenium–the root of the word ingenious. Pre-industrial weapons of war, such as catapults, trebuchets and battering rams, were called siege engines, the word gin, as in cotton gin, is short for engine. Most mechanical devices invented during the revolution were described as engines—the steam engine being a notable example. However, the steam engines, such as those by Thomas Savery, were not mechanical engines. In this manner, an engine in its original form was merely a water pump. Devices converting heat energy into motion are commonly referred to simply as engines, examples of engines which exert a torque include the familiar automobile gasoline and diesel engines, as well as turboshafts. Examples of engines which produce thrust include turbofans and rockets, the term motor derives from the Latin verb moto which means to set in motion, or maintain motion. Thus a motor is a device that imparts motion, motor and engine later came to be used largely interchangeably in casual discourse. However, technically, the two words have different meanings, however, rocketry uses the term rocket motor, even though they consume fuel. A heat engine may also serve as a prime mover—a component that transforms the flow or changes in pressure of a fluid into mechanical energy. An automobile powered by a combustion engine may make use of various motors and pumps. Another way of looking at it is that a motor receives power from an external source, simple machines, such as the club and oar, are prehistoric. More complex engines using human power, animal power, water power, wind power and these were used in cranes and aboard ships in Ancient Greece, as well as in mines, water pumps and siege engines in Ancient Rome. The writers of those times, including Vitruvius, Frontinus and Pliny the Elder, treat these engines as commonplace, by the 1st century AD, cattle and horses were used in mills, driving machines similar to those powered by humans in earlier times
10. Газотурбинный двигатель – A turboshaft engine is a form of gas turbine which is optimized to produce shaft power rather than jet thrust. In concept, turboshaft engines are similar to turbojets, with additional turbine expansion to extract heat energy from the exhaust. They are even similar to turboprops, with only minor differences. Turboshaft engines are used in applications that require a sustained high power output, high reliability, small size. These include helicopters, auxiliary units, boats and ships, tanks, hovercraft. A turboshaft engine may be made up of two major parts assemblies, the gas generator and the power section, the gas generator consists of the compressor, combustion chambers with ignitors and fuel nozzles, and one or more stages of turbine. The power section consists of stages of turbines, a gear reduction system. The gas generator creates the hot expanding gases to drive the power section, depending on the design, the engine accessories may be driven either by the gas generator or by the power section. In most designs, the gas generator and power section are mechanically separate so they can rotate at different speeds appropriate for the conditions. A free power turbine can be a useful design feature for vehicles, as it allows the design to forgo the weight and cost of complex multiple-ratio transmissions. The general layout of a turboshaft is similar to that of a turboprop, the main difference is a turboprop is structurally designed to support the loads created by a rotating propeller, as the propeller is not attached to anything but the engine itself. In contrast, turboshaft engines usually drive a transmission which is not structurally attached to the engine, the transmission is attached to the vehicle structure and supports the loads created instead of the engine. In practice, though, many of the engines are built in both turboprop and turboshaft versions, with only minor differences. Large helicopters use two or three engines for redundancy. The Mil Mi-26 uses two Lotarev D-136 at 11,400 hp each, while the Sikorsky CH-53E Super Stallion uses three General Electric T64 at 4,380 hp each. Early turboshaft engines were adaptations of turboprop engines, delivering power through a shaft driven directly from the gas generator shafts, examples of direct-drive turboshafts include marinised or industrial Rolls-Royce Dart engines. The first examples of a gas engine design ever considered for armoured fighting vehicles. The first true turboshaft engine for helicopters was built by the French engine firm Turbomeca, led by the founder, in 1948, they built the first French-designed turbine engine, the 100-shp 782
wikivisually.com
За последнее десятилетие изобретатели в разных странах выдали кучу самых экзотических схем ДВС, некоторые даже удалось воплотить в металле. Но массовая индустрия продолжает выпускать моторы классического вида. Проблема в конструкторских просчётах новичков или в отсутствии у них финансирования?Недавнее известие о том, что миллиардер Билл Гейтс и инвестиционная фирма Khosla Ventures решили вложить миллионы в компанию EcoMotors, проектирующую двигатели со встречным движением поршней, заставило нас детально рассмотреть заокеанскую разработку. У подобных моторов давняя история, но широкого распространения они не получили, во всяком случае на автомобильном транспорте. EcoMotors придала, казалось бы, известному блюду новый вкус. Свой двигатель с двумя оппозитными цилиндрами, в каждом из которых работает по два встречных поршня, EcoMotors назвала незамысловато — OPOC, что значит Opposed Piston Opposed Cylinder — «оппозитные поршни, оппозитные цилиндры». В принципе, по такой схеме может работать как бензиновый мотор (или ДВС, потребляющий спирт), так и дизельный, но пока компания сосредоточила усилия на втором варианте. Двигатель OPOC — двухтактный, так что за один оборот коленчатого вала встречные поршни каждого из цилиндров совершают рабочий ход. При движении к своим мёртвым точкам они открывают окна в стенках цилиндров. Причём один из поршней заведует впуском, второй — выпуском. На рисунке ниже их легко распознать по цветам — синему и красному соответственно. При этом окна расположены так, что выпускное открывается чуть раньше впускного и закрывается также раньше. Это важно для хорошего газообмена. Устранение головок цилиндров, клапанов и механизма их привода упростило мотор, сделало его легче, снизило потери на трение и даже расход масла (по оценке компании, вдвое против обычного дизеля). Но ведь такими преимуществами вроде бы могут похвастать и другие двухтактные моторы со встречными поршнями? Изюминка новинки в том, что все поршни в ней соединены с единственным центральным коленвалом, в то время как раньше схожие конструкции требовали двух коленчатых валов по краям движка. Соответственно, они были заметно крупнее и тяжелее, и неудивительно, что применение нашли в основном на тепловозах и судах. Ну а OPOC, схема работы которого представлена в ролике ниже, нацелен на куда более широкий спектр машин. Как любой двухтактник, OPOC нуждается во внешнем устройстве, которое продувало бы цилиндры в момент открытия окон. В рассматриваемом случае конструкторы решили возложить эту обязанность на турбонаддув. Но очевидно, он не поможет при запуске мотора, а сами цилиндры «вдохнуть» и «выдохнуть» не способны. Решение опять же нашлось в давней идее, которую ряд компаний обкатывал, но до ума никто так и не довёл. На вал классической турбинки инженеры поставили электродвигатель. При запуске и до тех пор, пока ДВС не набрал обороты, этот моторчик получает энергию от батарей, обеспечивая «дыхание» OPOC. А далее мотор отключается, и турбонаддув превращается в самый обычный. Более того, на высоких оборотах, когда поток выхлопных газов велик, электромотор в турбине может превращаться в генератор, подпитывающий батареи машины. Новая схема, по утверждению её создателей, отличается очень хорошей продувкой цилиндров, а потому позволяет извлечь наибольшую выгоду из самого двухтактного цикла, теоретически позволяющего достичь вдвое большей литровой мощности двигателя, по сравнению с четырёхтактным. Хотя на практике такого показателя ещё не достигалось. Система OPOC обладает рядом иных любопытных особенностей. Так, расширяясь, газы в цилиндре давят сразу на два поршня, и это усилие передаётся на вал, повышая эффективность ДВС в сравнении со схемой, в которой часть давления приходится на неподвижную камеру сгорания. При новой конфигурации для того, чтобы обеспечить заданный рабочий объём, каждому из поршней за один ход требуется пройти вдвое меньшее расстояние. Это означает и меньшую скорость движения при фиксированных оборотах, следовательно, и меньшие потери на трение. Всеми этими особенностями двигатель OPOC обязан в первую очередь Петеру Хофбауэру. Основатель, председатель и технический директор EcoMotors ранее много лет возглавлял разработку перспективных двигателей в компании Volkswagen. К примеру, на его счету смещённо-рядный мотор VR6 с малым (15 градусов) углом развала цилиндров. И хотя фирма EcoMotors была основана в 2008 году, сам Хофбауэр начал размышлять над OPOC на несколько лет раньше. Компания сообщает, что OPOC в дизельном варианте на 30–50% легче, чем обычный турбодизель той же мощности, содержит на 50% меньше деталей, занимает в два-четыре раза меньше места под капотом и при этом может быть (при определённых условиях) на 45–50% экономичнее. Последняя цифра вызывает у специалистов самые большие сомнения, однако, даже если выигрыш в расходе преувеличен, основания для оптимистичных заявлений у EcoMotors имеются. Первый образец ДВС OPOC, по утверждению фирмы, провёл на динамометрическом стенде свыше 500 часов. Можно констатировать, что схема работает. С характеристиками дело обстоит не так однозначно. Модель EM100, которую ныне испытывают инженеры, выдаёт заявленные параметры по мощности и крутящему моменту только при настройках, не учитывающих токсичность выхлопа. Такую версию OPOC компания предлагает ставить на военную технику, для которой отношение отдачи к весу важнее прочего. Для обычного транспорта EcoMotors предлагает настраивать те же движки несколько иначе: на 300 л.с. и 746 Н•м. Улучшение экономичности против обычных дизелей в таком случае обещано «всего» 15-процентное, но и оно выглядит огромным шагом вперёд, так как обычно компании борются за каждый процент. Дальнейшая экономия возможна при объединении пары таких моторов в четырёхцилиндровый агрегат. То, что раньше было самостоятельным мотором, превращается в модуль. Между ними EcoMotors намерена ставить управляемую электроникой муфту. При малой нагрузке, мол, будет работать только один модуль, при большой — подключится второй. А так как OPOC хорошо уравновешен, все действующие силы тут компенсируют друг друга и мотор отличается минимумом вибраций, то и активация «спящей» половинки в любой момент пройдёт гладко. Замысел этот похож на известное отключение цилиндров в больших V-образных двигателях. Вот только там «холостые» поршни всё равно продолжают движение вверх-вниз, здесь же половина мотора останавливается полностью, а вторая продолжает трудиться в выгодном режиме. Кроме того, в такой бинарной схеме инженеры предлагают ещё немного снизить предельную отдачу каждого модуля — до 240 «лошадок» (480 будет развивать весь агрегат). По соотношению мощности и веса это всё ещё будет очень достойный мотор, причём, мол, удастся добиться максимальной экономии горючего (тех самых 45%) и соответствия самым строгим нормам по токсичности выхлопа, уверяют разработчики. Пока OPOC — система сырая, а её конструкторы больше раздают обещания. Но они оптимисты и приступили к расширению линейки. На чертежах уже вырисовывается 75-сильный двухцилиндровый мотор EM65 чуть меньшего размера и массы, чем EM100. Его, кстати, хотят перевести на бензин. Сферы же применения EM65 вполне очевидны: лёгкие грузовики и легковушки, в том числе гибриды. Определённым залогом, но не стопроцентной гарантией успеха экзотического ДВС является репутация его главного конструктора: Петер отдал Фольксвагену 20 лет жизни. И удивительно ли, к слову, что его нынешняя работа перекликается с проектами Порше, стоявшего у истоков знаменитой немецкой марки?
Первый двигатель типа OPOC — дизельную модель EM100 (число означает диаметр цилиндров в миллиметрах) американская компания впервые показала общественности весной 2010 года. По информации EcoMotors, весит агрегат 134 кг, размеры его составляют 58 (длина) х 105 (ширина) х 47 (высота) см, развивает он мощность 325 лошадиных сил и выдаёт крутящий момент 900 Н•м. fishki.net
Двигатели этой схемы двухтактные с турбонаддувом или с воздуходувкой. Применяются в авиации, на танках (5ТДФ — Т-64; Т-80УД; 6ТД-2 — Т-84; Chieftain), на тепловозах (ТЭ3 — 2Д100, 2ТЭ10 — 10Д100 — самые массовые серии в СССР) и как судовые двигатели средней мощности и вспомогательные. Встречается и другое название этого типа двигателей — двигатель с противоположно-движущимися поршнями (двигатель с ПДП).
Первый карбюраторный ПДП-двигатель с одним коленвалом и штанговым приводом поршней верхнего ряда был серийно выпущен французской компанией Gobron-Brillié в 1900 году. В 1903 году автомобиль Gobron Brillié с этим двигателем впервые достиг скорости 100 миль в час. Такая конструкция не позволяла обеспечить разность углов открытия впускных и выхлопных окон, кроме того, конкретная конструкция ввиду особенностей компоновки не позволяла построить, допустим, шестицилиндровый двигатель. Однако, именно эта конструкция была принята за основу Юнкерсом при построении двигателей ЮМО-201 (копия Gobron-Brillié) и ЮМО-203. В последнем Юнкерс помимо поршней верхнего ряда приводил от штанги ещё дополнительные квадратные продувочные поршни в дополнительном верхнем ряду цилиндров.
Gobron-Brillié opposed-piston engine, with overhung yoke, from 1900Дизель с противоположно-движущимися поршнями с двумя коленвалами впервые был построен на Коломенском заводе. Конструктор, главный инженер Коломенского завода Раймонд Александрович Корейво, 6 ноября 1907 года запатентовал двигатель во Франции, потом демонстрировал его на международных выставках. После этих демонстраций аналогичные двигатели начал выпускать Юнкерс и, по чертежам Юнкерса, завод Нобеля. Поданная Корейво претензия даже не рассматривалась, так как этому помешал директор-распорядитель Коломенского завода А. Мещерский, не пожелавший ссориться с влиятельными иностранцами. В Советском Союзе такую схему стали использовать только после знакомства с немецкими авиационными дизелями Junkers Jumo 205. Как тепловозные адаптировались дизели Фербенкс-Морзе, попавшие в СССР на военных катерах, поставленных по ленд-лизу.
Двигатели M4+2 реализованы в двигателях Beare Head, содержащих два противоположно расположенных поршня в одном цилиндре. Один из поршней движется с частотой, равной половине частоты другого поршня. Основной функцией второго поршня является замена клапанного механизма обычного четырёхтактного двигателя.
Двигатели внутреннего сгорания (кроме турбинных)
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| См. также: Вечный двигатель • Мотор-редуктор • Резиномотор | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Двигатель со встречным движением поршней Информация Видео
Двигатель со встречным движением поршней Просмотр темы.Двигатель со встречным движением поршней что, Двигатель со встречным движением поршней кто, Двигатель со встречным движением поршней объяснение
There are excerpts from wikipedia on this article and video
www.turkaramamotoru.com
Двигатель со встречным движением поршней — конфигурация двигателя внутреннего сгорания с расположением цилиндров в два ряда один напротив другого (обычно один над другим) таким образом, что поршни расположенные друг напротив друга в цилиндре движутся навстречу друг другу и образуют общую камеру сгорания. Коленвалы механически синхронизированы, причем выхлопной вал вращается с опережением относительно впускного на 15-22°, мощность отбирается либо с одного из них, либо с обоих (например, при приводе двух гребных винтов или двух фрикционов).
Двигатели этой схемы двухтактные с турбонаддувом или с воздуходувкой. Применяются в авиации, на танках (Т-64, Т-80УД, Т-84, Chieftain), на тепловозах (ТЭ3 - 2Д100, 2ТЭ10 - 10Д100 - самые массовые серии в СССР) и как судовые двигатели средней мощности. Встречается и другое название этого типа двигателей — двигатель с противоположно-движущимися поршнями (двигатель с ПДП).
Первый карбюраторный ПДП-двигатель с одним коленвалом и штанговым приводом поршней верхнего ряда был серийно выпущен французской компанией Gobron-Brillié в 1900 году. В 1903 году автомобиль Gobron Brillié с этим двигателем впервые достиг скорости 100 миль в час. Такая конструкция не позволяла обеспечить разность углов открытия впускных и выхлопных окон, кроме того, конкретная конструкция ввиду особенностей компоновки не позволяла построить, допустим, шестицилиндровый двигатель. Однако, эта конструкция была принята за основу Юнкерсом при построении двигателя ЮМО-203. Юнкерс помимо поршней верхнего ряда приводил от штанги еще дополнительные квадратные продувочные поршни в дополнительном верхнем ряду цилиндров.
Дизель с противоположно-движущимися поршнями с двумя коленвалами впервые был построен на Коломенском заводе. Конструктор и главный инженер Коломенского завода Раймонд Александрович Корейво, 6 ноября 1907 года запатентовал двигатель во Франции, потом демонстрировал его на международных выставках. После этих демонстраций аналогичные двигатели начал выпускать Юнкерс и, по чертежам Юнкерса, завод Нобеля. Поданная Корейво претензия даже не рассматривалась, так как этому помешал директор-распорядитель Коломенского завода А. Мещерский, не пожелавший ссориться с влиятельными иностранцами. В Советском Союзе такую схему стали использовать только после знакомства с немецкими авиационными дизелями Junkers Jumo 205. Как тепловозные адаптировались дизели Фербенкс-Морзе, попавшие в СССР на военных катерах, поставленных по ленд-лизу.
unspeople.ru
« -Д сц
kgacc. 4б а4, б;
27b, 2 № 44203
TE т HA иЗОБРЕтяниК
ОПИСАНИЕ двигателя внутреннего горения-компрессора со встречнодвижущимися диференциальнь1ми поршнями.
К патенту ин-ной фирмы „Варшавское акц. о-во паровозостроения", в г. Варшаве, Польша (Warszawska Spolka Akcyjna Budowy Parowosow), заявленному
22 декабря 1932 года (спр. о перв. № 120724).
Действительные изобретатели ин-цы R. Вичикский (А. Wicinckr) и Р. Виткевич (R. Witkiewicz).
0 выдаче патента опубликовано 31 августа 1935 года.
Действие патента распространяется на 15 лет от 31 августа 1935 года, (224) Двигатели внутреннего горения-компрессоры со встречно-движущимися диференциальными поршнями известны, однако применяемые до сих пор типы бескривошипных моторных компрессоров обладают недостатком в том отношенчи, что объем хода компрессора не может быть полностью использован, так как. наружу подается (определенным эффектом) только часть воздуха, заключающегося в компрессоре. Остаток расширяющегося воздуха служит для производства работы, идущей на образование в моторе сжатия. В результате получается на стороне мотора уменьшение давления сжатия, зависящее от нагрузки компрессора. Получаются неудобства из-за необходимости автоматического изменения точки впрыска в зaBèñèìoñòè от нагрузки, а также в зависимости от слабой стабильности процесса автоматической регулировки, каковая слабость выражается в том, что при переходах из одного состояния равновесия в другое все время могут происходить нарушения работы.
Этот недостаток предполагается устранить, согласно настоящему изобретению, достижением постоянного или приблизительно постоянного давления сжатия с помощью работы расширения газов, не ушедших из компрессора, и вместе с тем в соединении с работой расширения воздуха в специальном воздушном буфере. Последний служит для аккумулирования энергии в течение периода сжатия на стороне компррссора и притом в таком количестве, что сумма энергии, сообщенной поршнем воздушному буферу, и энергии расширения газа в компрессоре в течение движения поршня к моторной сторэие дает постоянную или приблизительно постоянную величину, независимую от нагрузки. В то же время потери воздуха, могущие произойти вследствие не плотности в буфере, покрываются тем, что воздух извне или из сосуда с повышенным давлением поступает при обнажении окон, сделанных в цилиндре, при помощи кромок поршня, и именно в начале движения последнего.
Кроме того возможно пополнение потерь воздуха в буфере посредством автоматического всасывающего клапана, устроенного в пространстве сжатия буфера (например, в крышке буфера).
Предлагаемый моторный компрессор имеет еще то преимущество, что не прбизводится дроссели рова нйя воздуха, засосанного компрессором, так какуменьшение нагнетаемого количества воздуха достигается путем уменьшения поданного топлива, в результате чего ход поршня автоматически уменьшается в отношении пространства сжатия компрессора.
На прилагаемом чертеже показан прибор выполнения двухтактного моторного компрессора, Фиг. 1 является вертикальным продольным разрезом, а фиг. 2 — частично план, частично горизонтальный продольный разрез по моторному компрессору.
Моторный компрессор состоит из цилиндра 7 с полостью 2, где происходит цикл работы двигателя внутреннего горения, например, по принципу Дизеля.
Окна 3 служат для выпуска, а окна 4— для продувки полости 2, причем воздух для продувки берется из резервуара 5.
Расположенные по концам цилиндры 6 и I имеют полости 8 и 9, где происходит компрессия. В расширенной части цилиндров б и 7 движутся буферные поршни 72 и 13 возвратно-поступательно, каковые поршни с внешними компрессорными поршнями и с внутренними моторными поршнями составляют одно целое. Поршни 12 и 13 связаны между собою посредством тяг 74, 15, а также коромыслом 16 благодаря чему обеспечивается синхронность взаимных движений обоих поршней, Сделанные в цилиндрах 6, 7, окна 17, 18 служат для засасывания воздуха к воздушному насосу по кольцевому пространству 19, находящемуся между поршнями 12, 13 и окружающему пространство 2 среднего цилиндра. Окна 17, 18 служат также для пополнения потерь воздуха в результате неизбежных неплотностей пространств 10, 11.
Клапаны 20, 21 служат для засасывания сжатого воздуха обоими компрессорами, а клапаны 22, 23 являются нагнетательными клапанами компрессора, для пополнения рабочим веществом компрессора и пространства 10 служат окна 26, равно как трубы 27, 28.
При ходе поршней 12, 13 из изображенного наружного положения внутрь, освобождается оставшийся в пространствах 8, 9 воздух, после чего засасывается свежий воздух. В то же время расширяетсл воздух, заключающийсй в буферны. .; пространствах 10, 11, причем сумма обеих одновременно произведенных работ переводится в кинетическую энергию поршней 12, 13. Эта кинетическая энергия в дальнейшем превращается в работу, необходимую для сжатия воздуха в моторном пространстве 2, и в работу воздушного насоса.
Незадолго перед достижением внутренней мертвой точки кромка 24 поршня 13 открывает окна 4 в стороне воздушного насоса, благодаря чему получается нагрузка резервуара 5 воздухом продувания. Буферные поршни 12, 13 открывают окна 17, 18, в течение какового времени получается пополнение потерь от неллотности в полостях буфера.
Непосредственно перед достижением внутренней мертвой точки поршнями 12, 13 получается впрыск горючего в полость 2 при помощи топливного клапана 25.
После впрыска в этой же полости получается сжигание, причем поршни меняют направление своего движения, и продукты горения расширяются в пространстве 2.
В момент открывания окон 3 вну. тренним поршнем продукты горения уходят, и поршень 13 открывает после наступления атмосферного давления в цилиндре 1 продувочные окна 4. При этом продувочный воздух поступает из резервуара 5 в цилиндр 2 и выталкивает через окна 3 продукты горения.
При этом обратном ходе воздух в воздушном насосе расширяется, и в момент открывания окон 17, 78 воздушным насосом засасывается такое количество воздуха, которое, необходимо для дальнейшей загрузки резервуара 5. Одновременно производится сжатие воздуха в бу. ферных пространствах И, 11, каковой процесс начинается тотчас же после закрытия окон 17, 18 поршнями 12, 73.
В это время, после достижения рабочего давления, воздух выталкивается через нагнетательные клапаны 22, 23.
В конце хода всасывания компрессорные поршни открывают окна 26, которые сообщаются при помощи трубопроводов 27, 28 с пространством 19 продувочного насоса, вследствие чего компрессоры дополнительно загружаются этим продувочным насосо ч. Последний во время только что упомянутой дополнительной загрузки имеет несколько повышенное давление по сравнению с продувочным воздухом. Можно устроить также сообщение этих окон 26 для дополнительной загрузки с резервуаром 5 для продувочного воздуха. В этом случае, однако, загрузка компрессора происходила бы при несколько пониженном давлении по сравнению с продувочным воздухом.
Во время движения поршня, при котором происходит расширение газов в моторе, кинетическая энергия поршней 12, 13 тем больше, чем больше впрыскиваемое количество горючего.
В результате и ход поршня, и нагнетаемое количество воздуха в пространстве сжатия компрессора тем больше, чем больше впрыснутое количество горючего. Энергия, отданная газами, расширяющимися в компрессоре, правда, в этом случае несколько уменьшается, но одновременно возрастает энергия, отданная поршню в буферном пространстве в виду увеличения хода и связанного с этим увеличения давления в буферном пространстве. Нетрудно величину буферного пространства по отношению к размерам компрессора рассчитать таким образом, чтобы сумма энергии, полученной компрессором и буфером от поршней, оставалась постоянной или же чтобы она менялась весьма незначительно в зависимости от нагрузки.
Если пополнение потерь воздуха или газа из-за неплотности в буфере производится воздухом с пониженным давлением, меньшим 0,8 атм. избыточного давления (воздух атмосферного давления или же давления продувочного насоса), то осуществление примерно постоянного давления сжатия в моторе только в том случае возможно, если эффективная буферная поверхность больше поперечных сечений моторного цилиндра. Если, наоборот, применять в буфере давление выше 0,8 атм, избыточного давления, то эффективная буферная поверхность может быть сделана меньше поперечного сечения моторного цилиндра. Однако, учитывая опасность вспышки смазки, а также тепловые потери в буфере, соотношение окончательного давления сжатия и начального давления, при максимальной возможной нагрузке, не должно превышать 10.
Из вышесказанного следует, что характерные признаки моторного компрессора заключаются в следующем: а) отношение давлений в буфере ниже 10 и б) эффективная поверхность буфера больше поперечного сечения моторного цилиндра, если начальное давление в буфере меньше 0,8 атм. избыточного давления, Вышеописанный бескривошипный моторный компрессор не нуждается в регуляторе для пригонки моторной мощности к нагрузке компрессора. Дозировка топлива, обусловленная нагрузкой, может происходить автоматически в зависимости от избыточного давления в резервуаре для уводимого воздуха.
Отсутствие дросселирования засосанного воздуха при переменной нагрузке не влечет за собой дополнительных потерь. Топливный насос может быть приведен в движение, например, с помощью криволинейной шайбы, находящейся в связи с коромыслом 16, или же уже известным образом пневматическим путем.
Предмет патента.
1. Двигатель внутреннего горениякомпрессор со встречно-движущимися диференциальными поршнями, отличающийся тем, что пространство сжатия 19 продувочного насоса окружает со всех сторон рабочий цилиндр 2 двигателя и соединяется с резервуаром 5 для продувочного воздуха через окна 4, открываемые рабочим поршнем при его внутреннем положении.
2. Форма выполнения двигателя по и. 1, отлпчающаяся тем, что пространство 10, 11 с нерабочей стороны иродувочных поршней служит буферами и воздух в них впускается через окна 17 и 18, при открытии их нерабочей стороной продувочных поршней.
3. Форма выполнения двигателя по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что пространство 19 продувочного насоса соединяется трубами 27, 28 с цилиндрами компрессоров через окна 26, открываемыми поршнями компрессоров при их внутреннем положении.
Б патенту ин-ной фириы „Варшавское акц. о-во паровозостроения" Л!: 44203 жиг. (Тип. „Пенатннй Труд . Зак. 4486 — 4
www.findpatent.ru
 Опубликовать | скачать Реферат на тему: Дизель 2Д100 со встречным движением поршней, использовался на тепловозах ТЭ3. Двигатель со встречным движением поршней — конфигурация двигателя внутреннего сгорания с расположением цилиндров в два ряда один напротив другого (обычно один над другим) таким образом, что поршни расположенных друг напротив друга цилиндров движутся навстречу друг другу и имеют общую камеру сгорания. Коленвалы механически соединены, мощность отбирается с одного из них, или с обоих (например, при приводе двух гребных винтов). Двигатели этой схемы в основном двухтактные с турбонаддувом. Эта схема применяется на авиадвигателях, танковых двигателях (Т-64, Т-80УД, Т-84, Chieftain), двигателях тепловозов (ТЭ3, 2ТЭ10) и больших морских судовых дизелях. Встречается и другое название этого типа двигателей - двигатель с противоположно-движущимися поршнями (двигатель с ПДП). Первый дизель с противоположно-движущимися поршнями был построен на Коломенском заводе в 1907г. Конструктор - главный инженер Коломзавода Раймонд Александрович Корейво. В том же году двигатель был запатентован во Франции. Однако в Советском Союзе такую схему стали использовать только после знакомства с немецкими авиационными дизелями http://en.wikipedia.org/wiki/Junkers_Jumo_205 Принцип действия:1 впуск2 приводной нагнетатель3 воздухопровод4 предохранительный клапан5 выпускной КШМ6 впускной КШМ (запаздывает на ~20° относительно выпускного)7 цилиндр со впускными и выпускными окнами8 выпуск9 рубашка водяного охлаждения10 свеча зажиганияАнимация здесь (587 kB), в изометрии здесь. Схема M4+2Анимация рабочего цикла двигателя M4+2 Двигатели M4+2 реализованы в двигателях Бир Хэд, содержащих два противоположно расположенных поршня в одном цилиндре. Один из поршней движется с частотой, равной половине частоты другого поршня. Основной функцией второго поршня является замена клапанного механизма обычного четырёхтактного двигателя. скачатьДанный реферат составлен на основе статьи из русской Википедии. Синхронизация выполнена 13.07.11 06:46:55Похожие рефераты: Управление воздушным движением, Комплекс управления воздушным движением, Система управления воздушным движением, АЛ-7 (двигатель), М-5 (двигатель), М-11 (двигатель), М-17 (двигатель), Д-30 (двигатель), М-22 (двигатель).Категории: Двигатель внутреннего сгорания. Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike. |
wreferat.baza-referat.ru
Изобретение относится к машиностроению, касается усовершенствования поршневых двигателей внутреннего сгорания и может найти применение при разработке конструкций двигателей со встречно-движущимися поршнями. Технический результат заключается в возможности значительного повышения КПД двигателя при его минимальной себестоимости в серийном производстве. Согласно изобретению бесшатунный двухтактный двигатель внутреннего сгорания имеет встречно-движущиеся поршни, помещенные в, по меньшей мере, две рабочие камеры прямоугольной формы, которые установлены между двумя картерами. В каждом картере помещены три коленчатых вала, совмещенные с шестернями синхронного вращения. Причем средние коленчатые валы в каждом картере совмещены шестернями, составляющими редуктор для передачи вращения рабочему валу. Шейки кривошипов коленчатых валов попарно помещены в криволинейные пазы коромысел, на которых установлены штоки с поршнями, помещенными в рабочие камеры. По торцам рабочих камер установлены клапанные коробки, всасывающие клапаны которых соединены с турбокомпрессором, и нагнетательные клапаны с ресивером подачи воздуха в рабочие камеры. В ресивере установлены трубы выхлопного коллектора, соединенные с выхлопными окнами рабочих камер, и на выходе из ресивера соединены с турбовентилятором. В центре рабочих камер установлены дроссельные клапаны, соединенные коллектором с ресивером, которые снабжены электромагнитными регуляторами величины открытия проходного сечения клапана. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.
Настоящее изобретение относится к машиностроению, касается усовершенствования поршневых двигателей внутреннего сгорания и может найти применение при разработке конструкций двигателей со встречно-движущимися поршнями в рабочих камерах.
Известен двухтактный двигатель (см. патент СССР №3092, МПК F 02 B 33/14, опублик. 30.06.1927), состоящий из двух цилиндров с двумя встречно-движущимися поршнями в каждом цилиндре. Цилиндры имеют рабочую часть в центре и две компрессионные части по торцам, при этом компрессионные части имеют больший диаметр. Поршни также имеют рабочую часть и компрессионную часть большего диаметра. Компрессионные части цилиндров имеют окна для всасывания и нагнетания воздуха. Рабочие части цилиндров имеют окна для нагнетания воздуха и отвода отработанных газов. Окна для нагнетания воздуха в рабочую часть цилиндров соединены коллектором с компрессионной частью. Окна для отвода газов объединены коллектором с выхлопной трубой. В двигателе установлена форсунка.
Использование комбинированных поршней с целью нагнетания воздуха в рабочую часть цилиндров усложняет конструкцию двигателя, что ведет к его удорожанию. Односторонняя продувка рабочей части цилиндров не обеспечивает дополнительной подачи воздуха в рабочую часть цилиндров, следовательно, не обеспечивается дополнительная мощность, которую мог бы дать компрессионный ход поршней. Следовательно, конструкция двигателя экономически нецелесообразна, что подтверждается отсутствием двигателя по патенту СССР №3092 в серийном производстве.
В основу настоящего изобретения положена задача разработки конструкции поршневого двигателя со встречно-движущимися поршнями в рабочих камерах прямоугольной формы, в котором при минимальной себестоимости двигателя в серийном производстве возможно значительное повышение КПД.
Согласно изобретению бесшатунный двухтактный двигатель внутреннего сгорания со встречно-движущимися поршнями в рабочих камерах прямоугольной формы имеет, по меньшей мере, две рабочие камеры, которые установлены между двумя картерами. В картерах помещены по 3 коленчатых вала, совмещенные с шестернями синхронного вращения. Причем средние коленчатые валы в каждом картере совмещены шестернями, составляющими редуктор для передачи вращения рабочему валу. Шейки кривошипов коленчатых валов попарно помещены в криволинейные пазы коромысел, на которых установлены штоки с поршнями, помещенными в рабочие камеры. По торцам рабочих камер установлены клапанные коробки, всасывающие клапаны которых соединены с турбокомпрессором, и нагнетательные клапаны с ресивером подачи воздуха в рабочие камеры. В ресивере установлены трубы выхлопного коллектора, соединенные с выхлопными окнами рабочих камер, и на выходе из ресивера соединены с турбовентилятором. В центре рабочих камер установлены дроссельные клапаны, соединенные коллектором с ресивером, которые снабжены электромагнитными регуляторами величины открытия проходного сечения клапана.
Поставленная задача решается тем, что рабочие камеры цилиндрической формы сложной конфигурации (см. патент СССР №3092) заменены рабочими камерами прямоугольной формы, по торцам которых установлены клапанные коробки, а поршни, помещенные в рабочие камеры, установлены на штоки бесшатунных механизмов, помещенных в картеры, между которыми установлены, по меньшей мере, две рабочие камеры с клапанными коробками.
В каждом из двух картеров установлено перпендикулярно к продольной оси рабочих камер по три коленчатых вала, шейки кривошипов которых помещены в криволинейные пазы коромысел. Причем средние коленчатые валы в каждом картере соединены между собой шестернями синхронного вращения, средняя из которых служит для передачи рабочего момента потребителю.
С целью активизации продувки и заполнения рабочих камер воздухом с давлением выше атмосферного всасывающие клапаны коробок подсоединены к турбокомпрессору, а нагнетательные клапаны подсоединены к ресиверу, в котором установлен выхлопной коллектор, работающий как глушитель. Коллектор с одной стороны соединен с продувочными окнами рабочих камер, а с другой стороны - с турбовентилятором, также заглушающим звук.
Для продувки и заполнения воздухом рабочих камер в ресивере установлены дроссельные клапаны с соленоидными регуляторами, что сделано с целью дозированной подачи воздуха в рабочие камеры в соответствии с задаваемой мощностью двигателя. Топливная форсунка также должна быть оборудована сигнальным устройством, дозирующим подачу топлива по норме поданного в рабочую камеру воздуха.
Кинематическая схема двигателя предопределяет позднее зажигание топливной смеси, что может быть обеспечено форсункой, описанной в патенте СССР №3092.
Использование в двигателе бесшатунных механизмов сократит габарит двигателя. Прямоугольная форма рабочих камер определяет механический способ их изготовления, что намного снизит себестоимость двигателя. Прямоугольная форма рабочих камер принята с целью применения пружинного поджатия уплотнительных пластин, что исключит потерю мощности двигателя в процессе эксплуатации, а значит, перерасход топлива, также исключит выброс СО (экономика с экологией).
Применение турбокомпрессора для подачи воздуха под поршни создает избыточный объем воздуха в ресивере, что обеспечивает полную продувку рабочих камер и достаточное количество воздуха для наполнения рабочей камеры при резком увеличении мощности двигателя.
Выхлопной коллектор, помещенный в ресивер, повышает температуру воздуха, дросселируемого в рабочую камеру, и работает как глушитель, не уменьшая мощности двигателя. Турбовентилятор, подключенный к выхлопному коллектору, также заглушает звук. В центре рабочих камер устанавливаются форсунки прерывистой подачи топлива в момент сжатия воздуха, описанные патентом СССР №3092, что позволяет увеличить время реакции топливной смеси, что увеличивает время активизации механической энергии, воздействующей на поршни.
Отработавшие газы, проходя через коллектор, установленный в ресивере, передают тепловую энергию нагнетаемому в ресивер воздуху, тем самым активизируя процесс воспламенения топливной смеси, что способствует увеличению мощности двигателя.
Перечисленные преимущества обеспечивают конкурентоспособность заявляемого к экспертизе двигателя.
Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:
фиг.1 - сечение двигателя по поперечной оси картеров;
фиг.2 - сечение двигателя по продольным осям коленчатых валов;
фиг.3 - кинематическая схема двигателя;
фиг.4, 5, 6, 7 - полезный момент работы шеек кривошипов коленчатых валов;
фиг.8 - сечение двигателя по клапанным коробкам;
фиг.9 - сечение двигателя по выхлопным окнам;
фиг.10 - сечение двигателя по дроссельным клапанам.
На чертежах применены следующие обозначения: 11 и 12 - рабочие камеры; 21, 22 и 23, 24 - клапанные коробки; 31 , 32 и 33, 34 - поршни; 4 1, 42 и 43, 44- штоки; 51, 52 и 53, 54 - коромысла; 61, 62, 63 и 6 4, 65, 66 - коленчатые валы; 7 1 и 72 - картеры; 81, 82 и 83, 84 - всасывающие клапаны; 9 - коллектор; 101, 102 и 103, 104 - нагнетательные клапаны; 11 - ресивер, 12 - выхлопной коллектор; 13 - продувочные окна; 141, 142 - дроссельный клапан; 151, 152 - соленоид; 161 и 162 - форсунки; 171, 172, 173 и 174, 175, 176 - шестерни синхронного вращения валов; 181, 18 2 - промежуточные шестерни; 19 - шестерня рабочего вала; 20 - рабочий вал; 21 - редуктор; 22 - турбокомпрессор; 23 - турбовентилятор.
Предлагаемый к экспертизе двигатель работает следующим образом. Для двигателя применены форсунки 161 и 16 2 (фиг.10), состоящие из калоризатора и диффузора с целью двукратной дозировки топлива, подающегося в рабочие камеры. При нахождении поршней 31 и 32 в верхних мертвых точках в рабочую камеру 11 впрыскивается топливо, что задает движение рабочего хода поршням 31 и 3 2, а через штоки 41 и 42 задает движение коромыслам 51 и 52. Коромысла приводят в движение шейки кривошипов коленчатых валов 61, 6 2 и 64, 65. Вращение коленчатых валов 61 и 62 через шейку второго кривошипа передается коромыслам 52 и 54, движение которых задает вращение коленчатым валам 63 и 6 6 и через штоки 42 и 44 движение компрессионного хода поршням 32 и 34 рабочей камеры 12 (фиг.2). Работа поршней потребителю передается через систему шестерней.
При подходе поршней 31 и 32 к нижним кромкам продувочных окон 13 открывается клапан 141 и в рабочую камеру поступает воздух. Отработанный газ через окна 13 поступает в коллектор 12 (фиг.1 и фиг.9) и, проходя по трубам, установленным в ресивере 11, нагревая воздух, находящийся в ресивере 11, выводится турбовентилятором 23 в атмосферу.
Термодинамический цикл двигателя определяется возможностями форсунки, описанной в патенте СССР №3092, в которой дозируется подача топлива в рабочую камеру.
В верхнем положении поршней 31 и 32 турбокомпрессором 22 (фиг.8) через коллектор 9, клапаны 81 и 82 в объем рабочей камеры под поршнем нагнетается воздух. При рабочем ходе поршней 31 и 32 клапаны 81 и 82 закрываются, и при сжатии воздуха до давления выше давления в ресивере 11 открываются клапаны 101 и 102 и воздух нагнетается в ресивер 11. При достижении верхней частью поршней 31 и 32 верхней кромки продувочных окон 13 начинается активный отсос газов турбовентилятором 23 через коллектор 12. При достижении верхней частью поршней 3 1 и 32 нижней кромки продувочных окон 13 открывается клапан 141 и в рабочую камеру подается воздух. При прикрытии продувочных окон 13 поршнями 31 и 3 2 клапаны 141 закрывается и начинается процесс сжатия воздуха. При ходе поршней 31 и 32 к верхним мертвым точкам открываются клапаны 81 и 82 и в рабочую камеру 11 под поршни нагнетается воздух. Газ, проходящий по трубам коллектора 12, расположенного в объеме ресивера 11, отдает тепловую энергию воздуху. Описанная схема отвода газа не снижает мощности двигателя.
1. Бесшатунный двухтактный двигатель внутреннего сгорания со встречно-движущимися поршнями в рабочих камерах прямоугольной формы, по меньшей мере, с двумя рабочими камерами, установленными между двух картеров, в которых помещены 3 коленчатых вала, совмещенных с шестернями синхронного вращения, причем средние коленчатые валы в каждом картере совмещены шестернями, составляющими редуктор для передачи вращения рабочему валу, шейки кривошипов коленчатых валов попарно помещены в криволинейные пазы коромысел, на которых установлены штоки с поршнями, помещенными в рабочие камеры, отличающийся тем, что по торцам рабочих камер установлены клапанные коробки, всасывающие клапаны которых соединены с турбокомпрессором, и нагнетательные клапаны с ресивером подачи воздуха в рабочие камеры.
2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что в ресивере установлены трубы выхлопного коллектора, соединенные с выхлопными окнами рабочих камер, и на выходе из ресивера соединены с турбовентилятором.
3. Двигатель по п.2, отличающийся тем, что дроссельные клапаны, установленные в центре рабочих камер и соединенные коллектором с ресивером, снабжены электромагнитными регуляторами величины открытия проходного сечения клапана.
www.freepatent.ru
