Вовед
„Главната, можеби, или една од главните основи на целата наша економија“1 беше наречен транспорт од В.И. Ленин. На развојот на транспортот и прашањата за унапредување на работата на патниот транспорт особено им се посветува големо внимание во сите одлуки на партијата и на владата на нашата земја. Во десеттиот петгодишен план паркингисполнет со нови автомобили тешка должност. Во 1980 година ќе бидат произведени 2,1 - 2,2 милиони возила, вклучувајќи 800 - 825 илјади камиони. За нив ќе се зголеми производството на автобуси, тешки возила, приколки и полуприколки. Покрај тоа, посебно внимание се посветува на подобрување на техничките и економските карактеристики на возилата - нивната продуктивност, ефикасност во работењето, намалување на потрошувачката на материјали, доверливост.
Срцето на секоја транспортна единица е моторот и сите овие барања важат и за него. Подобрувањето на ефикасноста на горивото и доверливоста на моторите, намалувањето на нивната тежина, создавање едноставни и технолошки дизајни, намалување на токсичноста на издувните гасови и бучавата на моторот се главните задачи со кои се соочува современото градење на мотори.
Советските пронаоѓачи, рационализатори и производствени иноватори даваат голем придонес во исполнувањето на задачите со кои се соочува националната економија, во развојот на нови ефективни решенија. Нивната работа беше високо ценета на XXV конгрес на КПСС.
Генералниот секретар на Централниот комитет на КПСС, другарот Л. И. Брежњев, во својот извештај на XXV конгрес на партијата „Од-
1 V. I. Ленин. Поли. кол. цит., том 44, стр. 302.
Во извештајот на Централниот комитет на КПСС и непосредните задачи на партијата на полето на внатрешната и надворешната политика“ беше истакнато:
„...Постигнавме забележителен пораст на научниот и техничкиот потенцијал. Областа на научно истражување стана уште пошироко. Креативноста на стотици илјади пронаоѓачи и иноватори добива сè поголем обем.
Оваа брошура е посветена на можните типови на необични мотори во блиска иднина и главно на работата на нашите домашни пронаоѓачи.

Ако погледнете низ популарните списанија и најдете написи за мотори таму, тогаш неискусниот читател веројатно ќе добие впечаток дека деновите на конвенционалните мотори внатрешно согорување(ICE) се нумерирани - толку многу се пишуваше и зборуваше во последно време за електрични возила, турбо локомотиви, па дури и парни мотори. Овој впечаток е погрешен. Бројни прогнози предвидуваат дека во 2000 година ќе бидат произведени 60 - 75 милиони автомобили (сл. 1, крива 5), а бројот на автомобили ќе достигне 500 - 750 милиони единици. Речиси 95% од патничкиот и речиси 90% од товарниот сообраќај ќе се одвива по пат. А лавовскиот дел од нив ќе падне на рамениците на нестариот клипен мотор.
Нема сомнение дека ICE ќе претрпи значителни промени. Огромни тимови од научници и инженери бараат најефективни решенија и за конвенционалните мотори и за моторите од нови типови кои сè уште не се широко распространети.
Можните квантитативни контури на сферите на влијание на различни типови мотори во светската моќност до 2000 година се прикажани на сл. 1. Авторот верува дека скромната судбина на познатите „ванкели“ (крива 1) за многумина ќе биде неочекувана. Во догледна иднина, тие ќе поместат не повеќе од 5% од конвенционалните мотори со внатрешно согорување, а нивното производство до 1985 година нема да надмине 2 милиони единици. во годината. Дури и сега можеме со сигурност да кажеме дека мотоциклите, чамците, моторните санки и моторните санки ќе станат главно поле на примена на овие мотори. До 1985 година, 50% од флотата на такви машини ќе биде опремена со ранке-ла мотори. Сепак, многу помалку објавено
„Стирлинг“ заедно со гасна турбина покажуваат невидени стапки на раст (крива 3). Нивното масовно производство ќе започне уште во 1981 година и до 1985 година ќе претставува до 10% од вкупното производство на автомобилски мотори. Главната област на нивната примена на почетокот ќе бидат тешките камиони. Со развојот на компактни модели на мотори Стирлинг и мотор со гасна турбина(GTE) нивното учество во вкупниот биланс постојано ќе се зголемува.
Кривата 4, која го карактеризира производството на подобрени конвенционални мотори со внатрешно согорување, има најинтензивно полетување. Веќе до 1980 година, огромното мнозинство на мотори со внатрешно согорување ќе имаат предкоморно палење со слоевито распределување на полнежот на смесата, директно вбризгување гориво или други подобрувања во работниот процес, насочени првенствено кон намалување на токсичноста на издувните гасови. Што се однесува до кривата 2, таа ја илустрира можната динамика на производството на електрични возила. Веќе флотата на електрични возила има десетици илјади парчиња. Во голем број земји програмите за развој на електрични возила се субвенционирани од владите. Создадени се акумулатори и горивни ќелии со зголемен енергетски интензитет (над 200 Wh на 1 kg тежина). И во исто време, високата цена, и што е најважно
Ориз. 1. Прогноза за производство на автомобилски мотори:
1 - Ванкел мотори; 2 мотори за електрични возила; 3 - гасни турбини на моторите на Стирлинг; 4 - подобрени мотори со внатрешно согорување од вообичаената шема; 5 - динамиката на производство на автомобили, значително помалата километража на електричните возила со едно полнење (полнење гориво) ќе ја ограничи неговата широка дистрибуција уште долго време. Во 1990 година учеството на електричните возила ќе биде близу 10%, а во 2000 година ќе биде 20-35%.
Падот на ерата на клипните мотори во никој случај не е потврден со прогнозните податоци. Ова е попрво еден вид реклама за електрични возила, „ванкели“, мотори со гасна турбина.
Сите напади на постоечкиот автомобил првенствено се предизвикани од токсичност на издувните гасови. Патниот транспорт е одговорен за 35% од загадувањето на воздухот. Бројката е импресивна. Затоа, сите високо развиени земји издадоа и одобрија стандарди за токсичност во последниве години. издувните гасовиАвтомобили. Автомобилските компании кренаа врева нарекувајќи ги барањата на стандардите „невозможни“, „неразумни“, „супер тешки“. Сепак, сите автомобили од 1975 година ги исполнуваат овие барања. Дури и слабото намалување на токсичноста во споредба со барањата на стандардите се користи како светла рекламна мамка.
Возбудата од весниците и поплаките за крутите стандарди се користат од компаниите за да ги зголемат цените на автомобилите во просек за 20 до 25%, иако повеќето промени се сведуваат на развојот на подобрени карбуратори, употребата на системи за директно вбризгување гориво и горилници или катализатори. инсталиран во пригушувачи.
Сè уште се развиваат фундаментално нови системи, чија суштина е, на пример, претворање на бензинот во состојба на пареа со помош на разменувач на топлина или прелиминарно разделување на бензинот и негова трансформација во запалив гас. Но, дури и овие системи не се во состојба радикално да го решат проблемот на перспективен автомобил, кој е нераскинливо поврзан со изборот на типот на гориво за моторот.
Во последниве години, работата е значително интензивирана на возила со балон со гас кои користат мешавини на течни јаглеводородни гасови, како по правило, течен пропан и бутан, како гориво, што овозможува да се намали токсичноста. широко распространета ТНГ возилапопречено од сè уште ограничениот број на бензински станици
јони, како и намалување на моќноста на моторот за. 10 - 20%.
Повеќе ветувачки течен природен гас - метан. Употребата на течен природен гас овозможува не само драстично да се намали токсичноста на издувните гасови (поради хомогениот состав на горивото и едноставноста на хемиската структура), туку и значително да се зголеми ресурсот на моторот или моќноста на моторот. Сепак, ниската температура на течен природен гас (-160 ° C) бара производство резервоарот за горивоспоред принципот на термос, што, со оглед на моменталната состојба на криогената технологија, не е тешко.
Во САД е извршена обемна работа на префрлање на возниот парк на течен природен гас. Експериментални автомобили беа произведени и од европски компании, како што се Steyer-Puch (Австрија), Mercedes-Benz (Германија), Saviem (Франција). Возниот парк на овие возила веќе брои десетици илјади.
Кај нас, за да се подобри атмосферата во големите градови, донесена е резолуција за префрлање на значителен број камиони на течен јаглеводороден гас и се работи на користење на течен природен гас како гориво. Во 1975 година, на улиците на Москва веќе се појавија првите автомобили кои работат на течен гас. Тие се полнат на специјални бензински пумпи.
Со оглед на изгледите на возилата кои работат на течни гасови, не може да не се спомене течниот водород. Досега успешно се користи само во ракети. Сепак, ова е несомнено горивото на иднината за автомобилите, и поради неограниченото снабдување со водород и поради најголемата чистота на производите од согорувањето (теоретски, производите за согорување на водород се состојат од водена пареа).
Првото успешно искуство за користење на водород како гориво за дизел мотори со директно вбризгување беше спроведено на Универзитетот во Оклахома (САД) во 1968 - 1970 година, каде три експериментални мотори работеа на штандот две години, а нивните карактеристики на моќност останаа практично. непроменет. Единствениот недостаток на водородот е потребата да се складира во течна состојба на екстремно ниска температура - 250 ° C. Затоа, а исто така и поради
Поради фактот што водородот се смета за експлозивен (патем, неразумно), воведувањето на овој вид гориво може да се очекува не порано од широката употреба на автомобили на течен метан, односно некаде надвор од 1990 година.
Навистина, можно е неодамна пронајдениот метод за складирање на водород во составот на прав од некои метали (на пример, во хидридите на лантан-никел) донекаде да го приближи овој период. Суштината на методот лежи во огромниот капацитет на апсорпција на хидридите во однос на водородот. Во единица волумен на прашок при речиси атмосферски притисок, водородот се складира речиси исто колку и во цилиндар со притисок од 1000 kg/cm2!
Интересен принцип користеа специјалисти од Институтот за машински инженерски проблеми на Академијата на науките на Украинската ССР во соработка со колегите од Москва, Ленинград и голем број синдикални републики. Врз основа на Москвич, тие создадоа експериментален модел на автомобил во кој бензинот беше заменет во моторот. водород. Со автомобил, наместо резервоар бензин - минијатурен реактор. Металниот прав во него се комбинира со вода. Се случува хемиска реакција, што резултира со ослободување на водород. Измешан со воздух, се внесува во цилиндерот на моторот. Системот за гориво е отпорен на експлозија.
Изгледите на течните гасови и водородот се потврдени со фактот дека во моментов цената на течниот природен гас не ја надминува цената на бензинот, а цената на течниот водород е блиску до неа. Течен гас и течен водород може да се користат како гориво за сите типови мотори. Може да се претпостави дека позитивните квалитети на овие горива ќе обезбедат нивна етапна употреба кај сите нови и подобрени модели на мотори.
Но, „најчистото“ гориво е, се разбира, електричната енергија. Затоа, речиси без исклучок, написите за електричните возила започнуваат со тезата дека проблемот со загадувањето на животната средина може да се реши преку нивниот развој. Сепак, од 1900 година, специфичниот енергетски интензитет на батериите е зголемен само од 15 на 40 - 50 Wh / kg, а за да се обезбеди конкурентност на електрично возило, според експертите, енергетскиот интензитет од најмалку 220 Wh / kg е потребни, односно во 4 - 5 пати повисоки од постоечките типови.
Литиум, цинк-воздух и натриум-сулфур батерии и горивни ќелии со специфична потрошувачка на енергија до 200 Wh/kg, односно сè уште помалку од потребното, се очекува да станат широко распространети само во следните 10 години. Затоа, почетокот на широкото производство на електрични возила може да се очекува не порано од 1985 година, а потоа само под претпоставка за забрзан напредок во технологијата на батерии. Во блиска иднина, развојот на овој вид транспорт ќе биде ограничен поради малата потрошувачка на енергија, значителната тежина, ограниченото траење на батеријата и низа други причини.
Работата за зголемување на животниот век на батеријата до 400-500 циклуси на полнење, што е еквивалентно на само 2-3 години работа, сè уште е во тек, и во овој поглед, изгледите се многу помалку розови отколку во насока на зголемување на енергетскиот интензитет. Зголемената цена на електричните возила е исто така важна, што се одредува не само од високата цена на напојувањето *, туку и широка применаво изградбата на релативно скапи лесни метали и пластика. Последново е неопходно барем за да се приближи вкупната тежина на електричен автомобил до тежината на автомобил со мотор со внатрешно согорување од истата класа.
Веќе тестираните шеми на комбинирани електрани, во кои, заедно со електричните мотори, се користат и мотори со внатрешно согорување, не ја менуваат ситуацијата. Обично во такви ICE шемиработи во еден режим (со цел да се намали токсичноста на издувните гасови) само за полнење на батериите. Но, во исто време, загубите на енергија достигнуваат 40%. Така, шемата нема посебни изгледи.
Шемата на комбинирана електрана имплементирана од Bosch (Германија), каде што моторот со внатрешно согорување со помош на специјална спојка може да се поврзе со електричниот погон на тркалата во вистинско време, ја намали количината на загуба на енергија на 10%. . Сепак, тежината на таквата инсталација, дизајнирана за патнички автомобил, се зголеми за 400 кг, а цената - за 30% во споредба со погонот од конвенционален мотор со внатрешно согорување. „Студијата на Бош во областа на заштитата на животната средина“, го нарекоа овој дизајн конкурентите на компанијата.
1 Во СССР, цената на една батерија за патнички автомобил е околу 10% од цената на моторот/
Значи, и покрај изобилството на експериментални и дури сериски електрични возила, тие не можат да се сметаат за сериозен конкурент на автомобилите со клипен мотор.
Истото може да се каже досега за егзотичните жиромобили, во кои енергетскиот акумулатор е жироскоп (замаец). Истражувачка и развојна работа спроведена вклучувајќи. а кај нас дозволете овој вид транспорт да го сметаме за конкурент пред се на електричните возила. Навистина, со оглед на тоа што во однос на тежината и километражата се сразмерни на второто, жиромобилите можат да го надополнат недостатокот на енергија од речиси секој електричен штекер, што е нивна несомнена предност.
Треба да се напомене дека сите работи на електрични и жиро возила страдаат од еден вид едностраност. Рекламирање на „стерилноста“ на овој вид транспорт, авторите не ја земаат предвид потребата од сеопфатна научна студија за проблемот со нивната употреба. Навистина, во суштина, електричните возила го носат изворот на загадување само надвор од градовите, префрлајќи го на рамениците на електроенергетската индустрија. Пресметано е дека ако 14 милиони автомобилски мотори со внатрешно согорување (нивото од 1974 година во ФРГ) се заменат со електрични мотори, чии батерии се полнат дневно од 22 часот до 6 часот наутро, тогаш потрошувачката на електрична енергија ќе биде околу 100.000 MW. . На пример, 500 (!) нуклеарни термоелектрани со капацитет од 200 MW (!) секоја ќе може да обезбеди таква потрошувачка на енергија. Една дисипација на топлина на таков електроенергетски систем е колосална. Земајќи го предвид овој аспект, како и потенцијалниот биланс на електрична енергија за секоја поединечна земја (САД веќе се соочуваат со недостиг на електрична енергија), најверојатно ќе доведе до фактот дека по 2000 година електричните и жиромобилите во никој случај нема да да биде преовладувачкиот начин на транспорт.
Важен фактор, кој изгледа парадоксално, е ниската ефикасност на искористувањето на енергијата во системот „електрана – електричен автомобил“. Неговата ефикасност не надминува 15%. Работењето на системот на планетарна скала е еднакво на трошење енергија. Човештвото може да си дозволи таков луксуз само поради екстремни околности, со цел да се зачува одржливоста на големите градови, чија атмосфера се повеќе се труе со издувни гасови.
зааи ICE. И само како што се трошат минералните ресурси на планетата, методите за производство на електрична енергија и самите електрични возила се подобруваат, нивниот број може драстично да се зголеми. Можеби, бидејќи малкумина се осмелуваат да погледнат подалеку од границата на вториот милениум. И можно е до тоа време да се роди некој невиден тип на индивидуален транспорт.
Кај нас најголем потрошувач на електрични возила во догледна иднина ќе биде услужниот сектор. Работата во оваа насока ја вршат научници и инженери од Москва, Харков, Калининград, Ереван и Запорожје. Патничкиот електричен автомобил за индивидуална употреба ќе брза по патиштата не порано од 1990 година.
Во последниве години, можеше да се слушне мислењето дека сега е бесмислено да се развиваат нови типови мотори: доаѓа ерата на турбините и електричните мотори. Оваа теза е целосно побиена со податоците на сл. 1 дури и земајќи ја предвид несовршеноста на прогнозите: до 2000 година, барем половина од новопроизведените (!) мотори ќе останат верни на шемите измислени во минатиот век: Ото, Дизел, Стирлинг. Сепак, сегашното ниво на развој на општеството бара значителни подобрувања и во дизајнот на овие мотори и во работните процеси што тие ги спроведуваат со цел да се зголеми ефикасноста и економичноста, да се намали тежината и да се намалат штетното влијание врз животната средина. Изгледите за одредени работи за пребарување и развој, извршени и на национално ниво и од индивидуални ентузијасти, можат да бидат претставени во следнава низа:
1. Подобрувања на конвенционалните мотори со внатрешно согорување.
2. Развој на мотори со надворешно согорување и гасни турбини.
3. Подобрување на електричниот погон на возилата.
4. Создавање на ротирачки клипни мотори.
Се разбира, оваа дистрибуција е многу условена. Меѓутоа, во оваа брошура, која главно е посветена на мотори со клипни и ротирачки клипови, авторот претпочита да ја следи оваа низа. И да покаже колку историски
потребата да се направат промени во нивниот дизајн, како и континуитетот на многу решенија, го повикува читателот прво накратко да се запознае со историјата на моторот.
Малку историја
Пред три века, во 1680 година, холандскиот механичар Кристијан Хајгенс го измислил „моторот во прав“. Според идејата, под клипот, сместен во вертикален цилиндар, требаше да се постави полнење барут и да се запали низ мала дупка во ѕидот на цилиндерот. Производите од согорувањето би го туркале клипот до голема дупка што ја комуницира комората за согорување со атмосферата. Спуштајќи се, клипот мораше да го повлече товарот суспендиран на блоковите. За ерата на Хајгенс, ова беше супер-невообичаен „колос“ (термините „мотор“ или „машина“ сè уште не се појавија), бидејќи тогаш единствениот моќен мотор беше водено тркало.
Самиот Х. Хајгенс во тоа време се заинтересирал за мелење леќи за гигантски и според сегашните концепти, телескопи со фокусна должина до 60 m. Затоа, тој му ја доверил изградбата на небезбеден „колос“ на студент, Французинот физичарот Денис Папин, кој ја отелотвори идејата во метал. Неговото име ја отвора историјата на топлинските мотори. Вообичаеното тврдење дека парната машина прв се појавила не е точно. „Колосот со прав“ на Д.
Откако се занимаваше со „колосот“ неколку години, Папен сфати дека барутот не е најдоброто гориво. Судбината во тоа време му испрати нови извонредни учители. Во Англија го запознал Роберт Бојл, кој ја проучувал состојбата на гасовите, а подоцна, во Германија, со математичарот Готфрид Лајбниц. Можно е нивната работа да му помогнала на Д. Кога беше отстранет изворот на топлина (оган), пареата се „кондензираше назад во вода“, а клипот, под влијание на тежината и атмосферскиот притисок1 (!) се спушти.
1 Кога пареата се кондензира под клипот, се формира вакуум.
И иако овде веќе се користи пареа, новата машина на Папен не може да се нарече парна машина: работната течност во неа не го напушта цилиндерот и само изворот на топлина се наоѓа надвор. Затоа, можеме да кажеме дека по моторот со внатрешно согорување, Папин го измислил моторот со надворешно согорување. Првиот мотор со надворешно согорување во светот правеше само еден удар во минута, што дури и не ги задоволуваше непретенциозните барања од тоа време. И Папин, откако го одвои котелот од цилиндерот, ја измисли парната машина!
Првата машина со пареа-атмосфера во светот падна во „чирак“ на водното тркало. Во книгата на Д.
XVIII век. Не донесе ново Историја на ICE. Но, од друга страна, Томас Њукомен во Англија (во 1711 г.), Иван Ползунов (во 1763 г.) и Англичанецот Џејмс Ват (во 1784 г.) ги развиле идеите на Д. Папфш. Започна самостојниот живот на парната машина, неговиот победнички марш. Оживеаја и поддржувачите на внатрешното согорување. Зарем не е примамливо да се комбинираат и ложиштето и котелот на парната машина со неговиот цилиндар? Некогаш Папин го направи спротивното, а сега ...
Во 1801 година, Французинот Ф. Лебон предложил дека гасот за осветлување е добро гориво за моторите со внатрешно согорување. Беа потребни 60 години за да се реализира идејата. Неговиот сонародник, Жак Етјен Леноар, Белгиец по националност, го лансираше првиот мотор со внатрешно согорување во светот во 1861 година. Според уредот, тоа бил парен мотор со двојно дејство без котел, приспособен за согорување во него4 мешавина од воздух и гас за осветлување што се снабдува со атмосферски притисок.
Не може да се каже дека Леноар беше првиот. Веќе 60 години, патентните канцеларии добиваат многу барања за „привилегии“ за изградба на необични топлински мотори. На пример, во 1815 година беше пуштен во употреба „воздухот топлински мотор“ на Роберт Стирлинг, кој во 1862 година беше претворен во фрижидер. Имаше и други обиди да се изгради мотор со внатрешно согорување.
Но, само моторот Леноар стана широко распространет, и покрај фактот што беше гломазен, каприциозен, апсорбираше многу лубрикант и вода, за што дури го доби и непријатниот прекар „ротирачко парче маснотија“. Но, Жак Леноар ги триеше рацете - побарувачката за „парчиња маснотии“ растеше. Сепак, тој не триумфираше долго. На Светската изложба во 1867 година во Париз, спротивно на очекувањата, првата награда ја доби „гасниот атмосферски мотор“ донесен од Германија од Николаус Ото и Ајген Ланген. Ги запрепасти посетителите со неверојатна пукнатина, но трошеше многу помалку гориво од моторот Леноар, а имаше и 10% поголема ефикасност. Тајната на неговиот успех е преткомпресија на работната смеса, што не беше случај кај моторите на Леноар.
Уште во 1824 година, францускиот инженер Николас Леонард Сади Карно ја објавил книгата Рефлексии за движечката сила на огнот и за машините способни да ја развијат оваа сила. Огномет од идеи: принципите на пренос на топлина, критериумите за споредување на сите топлински циклуси, основите на термодинамиката на моторот, а меѓу нив и преткомпресија - беше расфрлан низ страниците на оваа мала книга. Десет години подоцна, овие идеи беа развиени од Б. Клапејрон, а малку подоцна - од В. Томсон. Сега овие имиња се познати на сите. Но, ниту Леноар, ниту Ото, ниту Ланген не знаеле ништо за нивната работа. Тие ја претпочитаа теоријата отколку експериментот. Тие не знаеле дека во 1862 година Французинот А. Бо де Роша веќе го патентирал циклусот со четири такт. И вториот циклус по ред е токму прелиминарната компресија на работната смеса.
Четиритактен мотор, практично не се разликува од модерни мотори со внатрешно согорување, Ото и Ланге беа донесени само на Светската изложба во 1873 година. Пред ова, пронаоѓачите не само што го користеа искуството во производството на парни мотори, туку го користеа истиот механизам за дистрибуција на гас како нивниот - калем. Новиот мотор наместо калем имаше вентили.
Непробојната положба на парната машина беше разнишана. ДВС тргна во офанзива. Откако кратко време работеше на гас за палење, тој почна да работи на покалоричен - генераторски гас. И тогаш, и на почетокот се чинеше неверојатно, тој дојде до „невообичаеното“ течно гориво.
Парната машина не се откажа веднаш. Во 1880 година, М. Д. Можајски нарачал два парни мотори за неговиот авион. За „специфичната“ тежина, еднаква на 5 kg / l. со., дизајнерите на моторот со внатрешно согорување во тоа време само сонуваа, а М. Можајски го постигна тоа без многу тешкотии. Но, по осум години „Партнерството за градежништвото воздушен брод„Русија“ на својот воздушен брод требаше да вгради еден од првите бензински мотори во светот, изграден од Огнеслав Костович. Постигна извонредна леснотија на градба: 1 литар. Со. моќноста во неговиот мотор изнесуваше само 3 килограми тежина. Оригинален беше и распоредот на моторот. Парови спротивставени клипови се ротираа низ рокерските краци лоцирани на страните коленесто вратилопоставени над цилиндрите (сл. 2). Моторот е зачуван, а со него можете да се запознаете во Московската куќа на авијацијата. М.В.Фрунзе.
На крајот на XX век. последниот камен беше поставен во изградбата на зградата ICE. Во 1893 година, германскиот инженер Рудолф Дизел излезе со амбициозна идеја за „рационален топлински мотор дизајниран да го замени парниот мотор и другите моментално постоечки мотори“. Првиот примерок од неговиот мотор беше лансиран во 1897 година. Многу недостатоци беа целосно компензирани со невидена висока ефикасност од 26%. За првиот примерок ова е повеќе од доволно. Интересно, подобрувањето на дизел моторите, нивното префинетост беше извршено од руски инженери во фабриката за Нобел во Санкт Петербург во 1899 - 1902 година. Само после тоа дизел моторот стана достоен конкурент на моторот со внатрешно согорување со карбура.
Масовната дистрибуција на мотори со внатрешно согорување драматично го промени човечкиот живот. Од сите страни почна да се слуша татнежот на моторите. Ги тераше пешаците да се собираат од страв до ѕидовите на куќите, да ги креваат главите со љубопитност, да зјапаат со часови во манипулациите на разни машини.
Таму можеше да заврши екскурзија во историјата на моторот. Развојот продолжува.Во автомобилската индустрија, од тогаш до денес, главно се користат мотори со цилиндри распоредени во еден или два реда, за возврат поставени под агол (шема во облик на V) или еден наспроти друг (спротивна шема). Моторите изградени според необични шеми најчесто го должат своето раѓање на авијацијата. -Почнувајќи со едноцилиндричен мотор со воздушно ладење на авионите на браќата Рајт, производителите на авиони брзо се префрлија на повеќецилиндрични радијални и во линија дизајни.
Ѕвездите беа добри за секого, но со брзината на првиот авион од 40 - 60 км на час, тие сè уште не го обезбедија потребното ладење на цилиндрите. Пронаоѓачите ја заобиколија оваа пречка со тоа што го натераа блокот на цилиндрите да ротира околу фиксна оска, истовремено давајќи му го на светот терминот „ротирачки мотор“ (сл. 3).
Пречка за широката употреба на мотори од овој тип беше наглото зголемување на оптоварувањата на главните мотори предизвикани од центрифугалните сили.
Нашиот сонародник А. Г. Уфимцев се обиде да го намали влијанието на центрифугалните сили со изградба на биротационен мотор. Оската и блокот на цилиндрите почнаа да ротираат во различни насоки со половина од брзината. Но, наскоро таквата одлука стана непотребна - брзината на авионот ја надмина бројката 100. Цилиндрите што се држат на страните беа совршено разнесени од протокот на воздух од пропелерот, но ... (ова „но“ секогаш скита од еден дизајн на друг и тешко дека некогаш ќе се смири) создаде значителен аеродинамичен отпор.
Тежина 80 кг. Стрелките ја покажуваат насоката на протокот на запалива смеса
Ориз. 4. Шема на двотактен авионски мотор од A. A. Mikulin и B. S. Stechkin (1916). Моќност 300 l. Со. 1 - директно вбризгување на лесно гориво понудено за прв пат во светот!
За притискање на цилиндрите до вратилото! Направете ги помали! Ова беше спречено првенствено со поврзувачката прачка. Неговата должина е поврзана со ударот на клипот и дијаметарот со цврст сооднос. Излезот набрзо беше пронајден. Цилиндрите беа поставени паралелно со вратилото, а нивните прачки (не поврзувачките шипки!) беа поврзани со мијалник што беше поставен косо на вратилото. Резултатот беше компактен блок, наречен swashplate engine (слика 4). Во Русија се користеше од 1916 година (дизајниран од А. А. Микулин и Б. С. Стечкин) до 1924 година (мотор Старостин). Деталните тестови извршени во 1924 година открија зголемени загуби при триење и големи оптоварувања на поединечни елементи, што ги прави моторите со коси мијалник релативно несигурни и неефикасни.
Внимателен читател, точно, забележал дека во текстот е истакнат зборот сврзувачка прачка. Тој веднаш не стана незаменлив дел од клипните мотори.
Сè уште немаше поврзувачка прачка во парната машина Newcomen, таа веќе верно му служеше на Иван Ползунов, а Ват дури патентираше неколку механизми за истата цел, бидејќи поврзувачката шипка до тоа време беше веќе патентирана.
Како најпрогресивното решение во своето време, откако редовно им служеше на луѓето два века, поврзувачката шипка почна да предизвикува поплаки кај производителите на мотори веќе во 20-тите години на нашиот век. Кажи, и како се вика: "прачка". Се ниша, се ниша, се крши. и габа-
rit не се намалува. И клиповите се притиснати на едната или на другата страна на цилиндерот, а инертното оптоварување се зголемува. Со еден збор, шипката стана лоша за сите. Да, но не беше лесно да се справиш со него.
Производителите на авионски мотори неуморно ги усовршуваа своите дизајни. До 1940 година, сите ситници беа земени предвид, сите вишок килограми беа отстранети, беа искористени илјадници трикови, беа користени најегзотичните материјали. И само главната шема - чудак- механизам за поврзување на прачкане претрпе никакви промени. Во тоа време, можеби никој не можеше да го предвиди претстојниот триумф на млазните мотори. Затоа, во сите земји беше извршена голема работа за создавање моќни клипни авионски мотори со мала големина. Но, и покрај интензивната работа, клипен авионски мотор со капацитет од повеќе од 4000 литри. Со. не е создаден во ниту една странска земја.
Во Англија, компанијата „Хипл“ создаде мотор со спротивставени клипови и коленесто вратило сместено над нив. Рокерските краци беа лоцирани на страните. Односно, Британците ја оживеаја шемата на Костович. И ако свртиш уште неколку страници од историјата, ќе испадне дека и ова е шема на Њукомен. Само што тој воопшто немаше коленесто вратило. Јаже врзано за рокер го влечеше клипот на пумпата нагоре и надолу. Не е далеку швајцарската компанија „Сулцер“. Неговиот мотор се разликуваше од Heeple само по обликот на рокерската рака. Дури и Новозеланѓаните дадоа свој придонес: во нивните мотори. телото на рокерот е поставено во внатрешноста на клиповите. Но, истата поврзувачка прачка е поврзана со рокерите.
На сите им требаше достоен наследник на механизмот на чудак, кој е потребен до ден-денес. Затоа, неговата потрага не запре. Не можејќи да се ослободат од поврзувачката шипка, целосно единечни пронаоѓачи и цели тимови почнаа да ја менуваат нејзината локација (сл. 5). Ваквите мотори се произведуваат во мали серии од голем број компании и се нарекуваат „мотори со сложени кинематички шеми“. Имаше и повеќе егзотични дизајни. Така, Австријците поставија шест клипови на страните на триаголникот, поставувајќи го коленестото вратило во центарот. Нивниот мотор „Фиа ла Фернбраг“ се истакна меѓу другите само со звучно име. Неговите карактеристики оставија многу да се посакуваат.
Во слична шема што ја користат Американците, во аглите на плоштадот се поставени двојни цилиндри, а во центарот има многу спојни шипки и две коленесто вратило. Дизајнерите на „Дина-Стар“ го нарекоа своето замисла. Но и во него само името е сосема оригинално.
Не се занемарува и коси мијалник. Сега е широко користен во различни хидраулични мотори. И на крајот на 50-тите години, англискиот пронаоѓач Хугенс им го покажа на панелот експерти на водечките фирми за производство на мотори „најновиот“ ротационен мотор со дванаесет цилиндри. Изгледаше како буре. И внатре се криеше истиот коси пак. И иако Хугенс тврдеше дека „моторот ја комбинира термодинамичката моќ на мотор со внатрешно согорување со предностите на турбината“ и дека „загубите од триење поради отсуството на поврзувачки прачки се за 60% помали“ отколку кај моторот со внатрешно согорување, експертите се зачуди, внимателно го испита моторот и ... повеќе за nm не се слуша. Сепак, и осамените пронаоѓачи, па дури и фирмите сè уште се обидуваат да создадат функционален коси мотор за перење. Има извештаи за парни машини, „Стирлингс“ и конвенционалните мотори со внатрешно согорување кои ја користат оваа шема. Ваква работа се врши и кај нас, но, очигледно, немаат некоја посебна перспектива. Причината за ова се загубите од триење против кои Хугенс толку силно се бореше. Кај моторите со внатрешно согорување со голема брзина за поврзување и моторите со коси мијалник, на нив се троши 15 - 25% од корисната моќност. А необичните „Хипла“, „Фиалс“, „Дина“ имаат уште повеќе.
Друг „непријател“ на моторите, кој подмолно се појавува со зголемување на брзината, се инерцијалните сили. Тие не само што им помагаат на силите на триење, туку едноставно неприфатливо преоптоваруваат многу делови.
Постои и трета - термичка напнатост на цилиндерот. Со зголемување на брзината, а со тоа и бројот на трепкања, ѕидовите на цилиндерот немаат време да ја отстранат топлината. А потоа, тука е зголеменото триење „додава масло“ на веќе загреаниот цилиндар.
Токму овие „непријатели“, најблиските роднини на поврзувачката прачка, што пронаоѓачите на целиот свет не можеа да ги надминат до ден-денес. Се разбира, не треба да се мисли дека развојот на мотори со намалени загуби при триење и намален број вртежи ќе ги реши сите проблеми со кои се соочува моторната индустрија. Една од главните задачи - намалување на токсичноста на издувните гасови сега се решава и како резултат на подобрување на работниот процес и употребата на други видови гориво, и како резултат на дефорсирање на моторот.
Странските дизајнери, поради појавата на строги еколошки барања, беа принудени во последниве години да ја намалат брзината и односот на компресија мотори со карбуратор. И тоа неизбежно влијаеше на нивните технички и економски показатели. Значи, просечната литарска моќност на американските автомобилски мотори сега е на ниво од 30 - 40 КС. s./l. Зголемена е и специфичната потрошувачка на гориво. И така, автомобилите се опремени со пообемни и помалку ефикасни мотори. Затоа, развојот на дизајни кои овозможуваат одржување на карактеристиките на ефикасноста и тежината на моторите барем на сегашното ниво може да се смета за една од главните задачи. Како што ќе биде прикажано подолу, овој проблем може успешно да се реши со создавање на поврзувачки мотори без прачка, во кои загубите од триење се нагло намалени. Индиректно, ваквата одлука влијае на подобро и на показателите за економичност, сигурност, тежина.
Друг начин е да се развијат мотори со фундаментално различен дизајн - ротациони мотори и мотори засновани на различен термички циклус. Кај моторите од овие типови, многу решенија за подобрување на конвенционалните мотори со внатрешно согорување можат ефективно да се користат.
Клипни мотори
Мотори Баландин. Работата на овие мотори започна по Големата патриотска војна. Во тие години, Сергеј Степанович Баландин работеше на уникатни клипни мотори, супериорни во перформансите на клипните мотори на авионите од тоа време. Овие мотори беа полесни, помоќни, поекономични, поедноставни, посигурни и поевтини од сите познати во тоа време. До 1948 година беа развиени и тестирани седум типа мотори со моќност од 100 до 3200 КС. с., а во 1948 - 1951 година. се појави тежок клипен мотор со капацитет од 10.000 КС. Со., специфични индикаторикои се речиси еднакви со оние на турбомлазни мотори.
Моќта на потрошената основна фаза, составена од четири крстовидни цилиндри, беше толку голема што се постави прашањето за нејзино намалување, бидејќи немаше авиони на кои им беа потребни толку моќни мотори.
Веќе првиот модел на моторот на S. S. Balandin покажа огромни предности. Тој беше 1,5 пати помоќен и 6 (!) пати поиздржлив од радијалниот мотор на авионот М-11, земен за споредба. Покрај тоа, тој го надмина и во други показатели. Во книгата „Поврзување мотори со внатрешно согорување без прачка“ од S. G. Balandin, се концентрирани сите најважни работи за овие извонредни мотори. Тешко е накратко да се прераскаже содржината на оваа мала книга. Секоја страница е откритие. Дадените бројки изгледаат неверојатни. Но, зад нив стојат вистински, прецизно тестирани примероци.
Во 1968 година, списанието „Инвентор и рационализатор“ бр. 4 објави статија под наслов „Значајно нов мотор“, каде што станува збор за „механизам за поврзување без прачка за претворање на повратното движење во ротационо движење“ (AS бр. 164756). Нејзиниот автор е младиот пронаоѓач од Севастопол, Е. И. Лев. Написот заврши со зборовите: „... Сакам моторот да биде изграден, тестиран на дело“. И шест месеци подоцна, се дозна за постоењето на сертификат за авторски права бр. 118471, издаден во 1957 година на С. Баландин за „мотор со внатрешно согорување со механизам за поврзување без прачка“.
Во двете формулации, зборот „без поврзување“ е присутен. Но, што се крие зад овој збор? Тешко е да се одговори без внимателно експериментирање. Моторот (слика 6), кој беше дизајниран од Е. И. Лев, сè уште не е изграден - технолошката база не успеа. Но, делата на С. Баландин ни дозволуваат смело да кажеме: зад клучниот збор „без поврзувачка прачка“ во двата сертификати за авторски права, се криеја необични мотори од блиската иднина. Ќе поминат неколку години и само безнадежните конзервативци ќе дизајнираат мотори со традиционален механизам за поврзување и рачка.
Како функционира механизмот за поврзување без прачка на S. Balandin? Неговото „нагласување“ е коленестото вратило, како да е исечено на три дела (слика 7, а). Централното коленесто вратило 1 со половина од нормалниот радиус на вратовите се ротира слободно во обични лежишта, две коленестости 2 со ист радиус. Централниот дел е покриен со лежиште со прачка. Два клипа се фиксирани на шипката 3 (предностите на шемата најцелосно се реализираат кога спротивни клипови). Така што силите од вратот на централниот дел на вратилото не се пренесуваат на клиповите, шипката во центарот има специјален водич 4, сличен на вкрстената глава на компресорите и парните мотори. Само овој вкрстувач се наоѓа во самиот центар на моторот. Синхронизацијата на ротацијата на рачките е обезбедена од оската 5, поврзана со нив со запчаници 6. Тоа е исто така вратило за полетување на моќноста за погонски вентили и други единици.
Лежиштето за шипки се движи во права линија. Околу неговиот центар, движејќи се клипно, опишете ги нивните траектории (обеми) на дневникот на коленестото вратило. И бидејќи траекторијата на вратовите е круг, тогаш рачките непречено ги следат вратовите. Значи, нема поврзувачка прачка во моторот. Затоа, преку широките канали во вкрстената глава долж шипката, може да се донесе моќен проток на масло до клиповите, што ќе обезбеди совршено ладење на клиповите, што, пак, ви овозможува нагло да го зајакнете моторот. Загреаното масло се враќа и низ стеблото. За да го направите ова, тој е поделен со цевка на два дела. Благодарение на вкрстената глава што се лизга на маслената фолија, клиповите на моторите на S. Balandin практично не се истрошуваат. Абењето на дневниците на коленестото вратило се намалува за 3-4 пати. Објаснето е едноставно. Кај конвенционалните мотори со внатрешно согорување, целата сила на притисок на гасовите на клиповите се пренесува на вратовите, додека кај моторите на S. Balandin, само корисна разлика во силите на спротивните цилиндри.
Намалените оптоварувања на ротирачките делови доведуваат до три до четири пати (!) намалување на загубите од триење. Механичката ефикасност на моторите на S. Balandin е 94%! Само 6% наместо 15 - 25% се трошат за надминување на триењето! Димензиите на првите мотори Баландин беа помали од оние на моторот М-11, барем според должината на поврзувачката шипка, а нивната литарска моќност (максималната моќност поделена со работниот волумен на цилиндрите во литри) - најважната карактеристика на моторот, 1,5 пати надмината и сега негуваната пресвртница за сите производители на мотори е 100 КС. s./l. На пример, можеме да потсетиме дека литарската моќност на моторот на автомобилот Жигули е точно половина од тоа.
Според S. S. Balandin, од приклучните мотори без прачка земени досега „само од површината“. На пример, само овие мотори овозможуваат конструктивно едноставно спроведување на двонасочен работен процес во цилиндрите, зголемувајќи ја моќноста на моторот за точно 2 пати.
Двојно дејство е древен термин. Од припаѓаше на првиот ICE Lenoir. И подоцна речиси исчезна од техничката литература. Не само затоа што има многу конструктивни тешкотии во начинот на неговото спроведување. Неколку постоечки мотори со двојно дејство немаат двојно поголема моќност, а во однос на специфичните карактеристики се многу полоши од конвенционалните мотори со внатрешно согорување. Обвинете ја прачката. Неопходно е да се бара вкрстување инсталирано зад него. И ова доведува до зголемување на големината, зголемување на тежината и, соодветно, инерцијални оптоварувања. Резултатот е гломазен дизајн со мала брзина, поради што оваа шема сега се користи само кај моќните морски дизел мотори. Моторот Balandin воопшто не бара зголемување на масата на подвижните делови. Во него, за да ги сместите вторите цилиндри, треба само малку да го издолжите
ки. Опасноста од прегревање на клиповите се елиминира со брилијантно дизајнираното ладење на клипот со моќен проток на масло.
Сите тешки мотори на S. Balandin, меѓу кои има и мотор со капацитет од 14 илјади литри. Со. со тежина од 3,5 тони (0,25 кг / КС), тие беа мотори со двојно дејство, вклучително и оние со тајминг на вентилите на калем, што овозможи дополнително да се намали големината. Калемот, позајмен од парната машина, беше напуштен веќе на почетокот ICE развој. Сега калемите повторно се користат. Само наместо позлата да се движат клипно, тие користат ротирачки, но нивната суштина е иста.
Но, зошто златна? Со зголемување на брзината, и колку се повисоки, толку е помала големината на моторот со иста моќност, инерцијалните оптоварувања на групата за поврзување и клипот и делови од механизмот на вентилот нагло се зголемуваат. Во второто, зголемените оптоварувања го нарушуваат тајмингот на вентилот. Ова не го загрозува ротирачкиот калем. Не без причина, моторите со тајминг на вентилите на макарата беа тие што не толку одамна го воодушевија светот со рекордите на литарската моќност. Од 200 л. s./l (GDR, 1960) до 300 l. s./l (Јапонија, 1970) ја зголеми литарската моќност на моторите со калеми за тркачки мотоцикли за една деценија.
S. S. Balandin беше пред „рекордерите“ за најмалку 20 години со создавање на големи мотори со огромна моќ. Да потсетиме дека никој во светот, иако специјалисти од најпознатите фирми ја презедоа работата, не успеа да свика клипен мотор на авион со капацитет од повеќе од 4.000 илјади литри. Со. А потоа веднаш 10 - 14 илјади, а по желба и сите 20 илјади. И само 24 цилиндри. Просечната брзина на клипот во моторите на Баландин достигна невидена вредност - 80 m / s! (кај конвенционалните мотори оваа брзина е 10 - 15 m/s, кај тркачките мотори - до 30 m/s). И високата механичка ефикасност не пречи да се подигне уште повисоко.
Ефективната моќност на најдобрите примери на мотори за поврзување прачка веќе со просечна брзина на клипот што надминува 30 m/s. неконтролирано се упатува кон нула. Механизмот без врска практично не реагира на зголемување на просечната брзина. Ефективната моќност на моторите на S. Balandin е 5-6 пати, а со двојно дејство, 10 пати (!) поголема од онаа на поврзувачките шипки. Мали
За тоа непристрасно сведочи графикот даден во книгата на S. Balandin. Графикот е ограничен со опсегот на просечни брзини на клипот до 100 m/s, но кривите имаат тенденција да се избиваат од него, како да ги нагласуваат скриените можности на оваа извонредна шема.
Просечната брзина е вртежи во минута, моќност. Но, на крајот на краиштата, поголеми брзини, поголеми инерцијални оптоварувања, вибрации. И тука моторите на Баландин се надвор од конкуренција. Вибрационите осцилограми (амплитуди 0,05 - 01 mm) на најмоќните примероци, земени во три рамнини, изгледаат неверојатно. Дури и турбините имаат тенденција да вибрираат не помалку. Совршена рамнотежа се одржува кај кој било множител од 4 број на цилиндри. Иако, во принцип, можни се мотори со еден и два цилиндри. Од основните блокови од четири цилиндри, како од коцки, можете да составите какви било композиции, без да се сомневате во нивните одлични карактеристики.
Да не зборуваме за економијата. Специфичната потрошувачка на гориво на моторот Balandin е во просек 10% помала од онаа на прототипите за поврзувачка прачка. Но, тоа не е се! Со прекинување на снабдувањето со гориво на еден или повеќе реда цилиндри (и тоа е направено!) Можно е да се натераат моторите да работат со висока и речиси постојана ефикасност при режими од 0,25 до горната граница на номиналната моќност. Режимот на делумно оптоварување, кој е главниот и, чудно е доволно, најмалку проучен режим на работа на повеќето мотори, неодамна доби максимално внимание. На крајот на краиштата, ефикасноста на конвенционалните мотори е оптимална во тесни опсези на моќност и брзина.
Мултицилиндричните мотори без шипки практично немаат промена во ефикасноста при кое било делумно оптоварување. Неверојатен, но повторно експериментално потврден факт дека нивната специфична потрошувачка на гориво може да се намали за уште најмалку 10%. Ова се постигнува со користење на таканаречениот продолжен циклус на проширување, односно со подолг удар на клипот. Овој циклус не наоѓа примена на конвенционалните мотори, бидејќи е неопходно нагло да се зголеми нивната големина. Кај моторите без чуда, потребното зголемување на големината е точно половина, а земајќи ја предвид нивната мала големина, генерално, таквиот чекор нема речиси никакво влијание врз тежинските карактеристики на моторот.
И последното. Трошоците за производство дури и на прототипови на мотори S. Balandin се во просек 1,6 пати пониски од сериските со слична моќност. Истото ќе се случи и во новите случувања. Клучот за ова е помал број на делови и изработка на дизајни.
Мотор на Шнајдер. Помеѓу необичните мотори има уште еден на кој исто така му недостига спојна прачка. Таа беше развиена од шефот на групата на фабриката за дизел во Рига, L. I. Schneider.
Поттик за создавање на моторот беше успехот на моторите Ванкел. Како инженер за мотори, L. I. Schneider добро ги знаел предностите и недостатоците на овој дизајн, а во сопствениот развој се обидел да ја комбинира ротацијата на клипот со неговата традиционална форма. Се покажа дека моторот е биротациски. Меѓутоа, тој се разликуваше од моторот на А.Г.
Структурниот дијаграм на моторот е прикажан на сл. 8. Во фиксирана тенкоѕидна обвивка, формирајќи обвивка за ладење на воздухот, блок со четири вкрстено распоредени цилиндри се ротира на лежиштата. Цилиндрите содржат двострани клипови со рамни сечила за чистење 5 (слика 8) на страните. Клиповите се сместени директно на жлебовите на рачката на вратилото. Оската се ротира во лежишта ексцентрични на лежиштата на блоковите на цилиндрите. Клиповите ја синхронизираат ротацијата на блокот на цилиндерот и коленестото вратило, а блокот се ротира во иста насока со половина од брзината.
Сечилата за прочистување се движат во шуплините на блокот на цилиндерот и обезбедуваат вшмукување на работната смеса од комората на чудакот и карбураторот 4, нејзина прелиминарна компресија (волуменот на комората на чудакот е константен) и заобиколува во работните комори. Распределбата на гасот е обезбедена со рационално уредување на бајпас / и издувни 2 прозорци и лопатки за прочистување. За едно вртење на блокот на цилиндрите, во секоја се одвива работен удар, а коленестото вратило прави два вртежи.
Вртењето на блокот на цилиндрите обезбедува збогатување на смесата на периферијата на цилиндерот во близина на свеќичката, што е карактеристично за сите ротирачки мотори, и побрзо и поцелосно согорување на горивото. Согорувањето овде е исто како и во цилиндрите со слоевито распределување на полнежот. Затоа, моторот на L. Schneider ги исполнува современите барања за „чистота“ на издувните гасови.
Карактеристиките на моторот вклучуваат одлична рамнотежа, можност за поставување на коленестото вратило на компресорот 3 на замаецот, чија ефикасност е доста висока поради двојно зголемената брзина на ротација и ефектот на вшмукување на наклонетите ребра на главите на блоковите, кои, за време на ротацијата, вшмукувајте го воздухот за ладење низ прозорците во краевите на куќиштето и насочете го кон лоцираниот во центарот на куќиштето е волута каде што воздухот се меша со издувните гасови.
Моторот е подмачкан со работна смеса, како кај сите мотори на мотоцикли. Карбураторот се наоѓа на крајот од куќиштето спроти компресорот. Палење - електроискра. Дистрибутер на палење - самите свеќи.
Макетниот примерок на моторот, тестиран во фабриката за дизел во Рига, тежеше 31 кг со работен волумен од 0,9 литри. Проценетата специфична тежина на моторот во верзијата на карбураторот е 0,6 - 1 kg / l. с., во дизел - од 1 до 2 кг / л. Со. Во споредба со конвенционалните
мотори со слични параметри, моторот L. Schneider е многу покомпактен.
Мотор кашуб - Корабела. Друг мотор без прачка беше предложен од двајца пронаоѓачи од севастополското здружение „Југрибхолодфлот“ - Н.К.Кашуба и И.А.Кораблев. Тие дизајнираа мотор (слика 9), во кој фиксните клипови се монтирани на рамката /, а блокот на цилиндрите се движи 2. Неговото движење се претвора во ротација со механизам за запчаници 3 со полузапчаници во интеракција со лавици за менувач. Единствената шипка 4 се користи за синхронизација и стартување. Бидејќи загубите во менувачот се мали, механичката ефикасност на моторот мора да биде повисока од конвенционалните дизајни со повеќе прачки. Моделот на моторот, кој работеше на компримиран воздух, покажа дека усвоената шема е доста ефикасна. И инспирираните пронаоѓачи дизајнираа морски дизел мотор со мала брзина врз основа на него. Испадна дека е многу покомпактен од вообичаеното. И бројните пресметки на структурните елементи и работниот циклус, извршени со помош на дипломирани студенти на Одделот за ICE на Институтот за бродоградба, потврдија дека надежите на авторите за предностите на моторот се сосема оправдани. Тие не покренаа сомнежи кај организациите кои дадоа повратни информации за проектот за моторот.
Дури и во верзијата со четири цилиндри, моторот мора да има зголемени литри и ефективна моќност и намалена специфична потрошувачка на гориво. Со поголем број цилиндри, засилувањето се зголемува. Во просек, подобрувањето на главните параметри, според конзервативните проценки, е околу 10%. Непотребно е да се каже колку е ова важно за бродовите кои патуваат на долги растојанија! Ги радува бродоградителите и зголемувањето на моторните ресурси. Клиповите од овој необичен дизајн се целосно растоварени од страничните сили. Имено, нивното носење често ја одредува судбината на машината. Страничните сили во моторот се создаваат само од синхронизираната поврзувачка прачка. Тие се мали и, покрај тоа, се перцепираат од рамката на која се монтирани клиповите.
Воздухот и горивото се снабдуваат преку клипови, дистрибуцијата на гас се врши со систем на прозорци и бајпас канали, бидејќи моторот е двотактен надополнет, како и кај повеќето дизајни на бродови. Ладењето на блокот на цилиндрите со вода може да се врши преку два дополнителни клипа. Неговото движење не го попречува функционирањето на системот за ладење. За да се намалат инерцијалните оптоварувања, блокот е направен од лесни легури. Излегува дека неговата маса е малку поголема од масата на подвижните делови во конвенционалните дизајни. Пресметките и тестовите на моделот покажаа дека тоа не се заканува со компликации.
Оригинален во моторот и механизмот за конверзија на движење. Пронаоѓачите се ослободија од ударните оптоварувања на забите на полутркалата кога се зафатија со решетката со користење на автоматски запци на менувачот што се извлекуваат. Вртењето на нивните вратила е синхронизирано со специјален пар запчаник (не е прикажан на слика 9). Генерално, моторот е уште еден интересен пример за изнаоѓање начини за подобрување на класичното коло.
Мотор Гушков - Улибин. Пронаоѓачите на механизмите за поврзување без прачка првенствено имаат за цел да се ослободат од триењето на клипот на ѕидот на цилиндерот, што претставува половина (!) од сите загуби при триење. Истото може да се постигне и на друг начин. Моторот со внатрешно согорување, во кој е исклучено триењето на клипот на цилиндерот, е развиен од Воронеж-
од страна на пронаоѓачите G. G. Guskov и N. N. Ulybin (A. C. No. 323562). Во овој мотор, традиционалниот механизам за поврзување прачка е заменет со еден од механизмите на P. L. Chebyshev.
И сега механизмот создаден пред 100 години отвора нови можности за клипните мотори. Според авторите, отсуството на главниот извор на загуби од триење ќе овозможи нагло да се зголеми брзината и животниот век на моторот, 1,5 пати поголема од ефикасноста, па дури и да се поедностави дизајнот. Може да се посомневаме кај авторите на недоволно критички пристап кон нивното потомство, особено затоа што при првото запознавање со проектот зборовите „приближно јасни“ се алармантни. Сепак, претпазливите термини зборуваат само за скрупулозноста на П. Л. Чебишев во механизмите за оценување. Отстапувањето од права линија за специфичен дизајн на моторот (слика 10) е многу помало од општоприфатените празнини во парот „клип-цилиндар“. Покрај исправноста на траекторијата, механизмот има уште една предност - отсуство на сили на притискање на клиповите.
Овие сили - главниот извор на триење - се перцепираат со дополнителна поврзувачка прачка. Во исто време, загубите од триење во дополнителната поврзувачка прачка се само 5-6%, што овозможува зголемување на вртежите до 10 илјади во минута или повеќе.
Големата брзина ви овозможува да... клипни прстении префрлете се на заптивка од лавиринт (види Сл. 10). Никој нема да преземе обврска да стартува конвенционален мотор со внатрешно согорување во отсуство на прстени - нема да има компресија. Но, ако некако прстените се отстранат од моторот што работи, на сл. 10.
Лавиринтскиот печат најдобро функционира кога е сув. Затоа, подмачкувањето или ќе отсуствува целосно, или ќе биде минимално, и можен лошспречи скалирање на водечките ленти на клипот. Недостатокот на масло во комората за согорување ќе го намали чадот. Непотребно е да се каже дека во моментов, кога веќе се подготвуваат закони за целосна забрана на пушењето мотори, овој конкретен факт е многу важен.
И, конечно, уште една интересна карактеристика на моторот, која може да се реализира со механизмот Чебишев. Ова е палење со компресија. Со зголемување на брзината, палењето со свеќа со една електрода често не го обезбедува посакуваниот квалитет на согорување на смесата. Две свеќички, свеќички со повеќе електроди, електронско палење или палење пред факелот - сето тоа дава поприфатливи резултати.
Палењето со компресија е уште поефикасно: висок сооднос на компресија од околу 30 обезбедува на крајот од ударот на компресија температура доволна за брзо самозапалување на многу слаба смеса во целиот волумен, што гарантира целосно согорување и зголемена ефикасност на моторот. Употребата на палење со компресија вклучува променлив сооднос на компресија: како што комората за согорување се загрева, потребно е намалување на односот на компресија. Многу инвентивни потфати пропаднаа на патот: сите видови „еластични“ елементи во дизајнот не можеа да ги издржат температурата и оптоварувањата од „тврдото“ согорување (детонација на дизел). И само кај моторите за компресија на моделите на авиони овој метод успешно се користи, но таму односот на компресија го прилагодува самиот моделар веднаш по стартувањето на моторот.
Пресметките на авторите покажаа дека механизмот Чебишев има одлична флексибилност, што овозможува да не се воведат никакви дополнителни „елементи“ во дизајнот.
1 Мешавина со вишок воздух.
статични“ елементи и во исто време добиваат сосема прифатлив псевдопроменлив однос на компресија. Поради меѓусебното распоредување на деловите од механизмот, моторот автоматски ќе се приспособи на променливи работни услови.
Комплетноста на согорувањето на чистата смеса, заедно со отсуството на подмачкување на цилиндрите, ќе ја намали концентрацијата на штетни материи во издувните гасови (со исклучок на азотен оксид). Моторот заинтересирани специјалисти. Во 1975 година, НАМИ го заврши производството на прототип.
Мотор Кузмин. Моторот со механизмот Чебишев, кој е опишан погоре, е наменет за мотоцикли. И ова не е единствената новина во свинчевата банка на пронаоѓачи. Во неодамна објавената книга „Мотоцикл“ (SV Ivanitsky et al., 1971), напишана од група водечки вработени во VNIIImotoprom, се посочува дека „ниската ефикасност на подмачкување почна да го попречува напредокот на двотактните мотори“. од начините за решавање на проблемот е да се воведат различни промени во дизајнот на класичната шема за подмачкување.
Предности на посебни системи за подмачкување за двотактни мотори со пумпи за масло - подобро подмачкување на деловите од механизмот на чудакот; намалување на формирањето на јаглерод, коксирање на прстените и чад од моторот; одделно полнење гориво на нафта и гориво - го апсорбира системот за подмачкување создаден од пронаоѓачот од Севастопол. В. И. Кузмин (А. Ц. бр. 339633). Таа има уште најмалку две позитивни квалитети: отсуство на комплексна пумпа за снабдување со масло, која ја одредува едноставноста и зголемената доверливост на системот и делумната циркулација на маслото долж колото цилиндар-резервоар за масло, што го подобрува ладењето и го намалува термичкиот стрес на моторот.
Главните елементи на системот за подмачкување (слика 11, а) се резервоар од два литри /, кој се вклопува во страничната кутија на мотоциклот, линиите за масло 2 и заоблените жлебови 6 на огледалото на цилиндерот, поврзани со водовите за масло со дупки. Маслото се вшмукува во цилиндерот поради вакуум (не е потребна пумпа!). Маслото влегува во долниот жлеб низ три дупки со дијаметар од 7! mm (слика 11, б) кога клипот се движи нагоре од дното мртвоточка (BDC) до отворањето на вшмукувањето
прозорец, односно само во моментот на најголемиот вакуум во картерот. Маслото се вовлекува во горниот жлеб од долниот жлеб со дејството на триење на Лоршн. Кога смесата ќе се запали, дел од гасовите што се пробиле низ бравите на прстените на клипот во јазот помеѓу цилиндерот и клипот ќе го истиснат маслото од горниот жлеб назад во резервоарот. Во исто време, притисокот во резервоарот ќе се зголеми и нов дел од маслото ќе влезе во долниот жлеб.
За време на ударот на клипот до BDC, вискозното масло се носи по наклонетите делови на долниот жлеб, поради што се создава изобилство масло во пределот на иглата на клипот. Преку жлебовите направени во шипките на клипот (под прстот), дел од маслото тече кон горниот дел, а под дејство на гравитационите сили до долната глава на поврзувачката прачка. Другиот дел е однесен со здолништето на клипот до пределот на маслениот измет на лежиштата на коленестото вратило. Протокот на маслото се случува додека не се зголеми притисокот во картерот. Така, на сите најважните јазлимеханизам на чудак циклично добиваат делови од свежо масло.
Количината на маслото што доаѓа автоматски (!) се поврзува со бројот на вртежи и оптоварувањето на моторот: колку е поголем вакуумот во картерот, толку повеќе масло се вшмукува во долниот жлеб. За дополнително прилагодување, игла вентил 3 е инсталиран на линијата за снабдување со масло, контролиран со вртливо копче за гас (гас). Друга линија за масло 4, со која резервоарот за масло е поврзан со всисната цевка зад карбураторот, служи за изедначување на притисокот во резервоарот. Во оваа линија е инсталирана мала завртка за гас. Со менување на неговата положба, можно е да се промени снабдувањето со масло во цилиндерот во широк опсег.
Многу мотори на мотоцикли доста чадат. Ова делумно се должи на особеностите на класичниот систем за подмачкување, каде што маслото се додава во сооднос од 1 до 20 - 25 делови бензин, а делумно и на неписменоста на возачите кои, верувајќи дека „не може да се расипе каша со масло “, зголемете го процентот на нафта. Малкумина возачи знаат дека од празен од до средна брзина (гасот е полуотворен), соодносот од 1:200 до 1:60 е доволен за подмачкување на моторот. И само при целосно оптоварување потребен е сооднос 1:20. Природно е тоа класичен системлубрикантите не ги исполнуваат овие барања. Вишокот масло при мали оптоварувања само доведува до чад.
За неколку години, зголемените барања за чистота на издувните гасови ќе стават непремостлива бариера пред оваа шема. Сообраќајната полиција веќе почнува да ги отстранува бројките од особено чадните мотоцикли, а имајќи ги предвид тврдењата за класичната шема за квалитет на подмачкување, во наредните години треба да очекуваме широка дистрибуција на двотактни мотори со посебни системи за подмачкување.
Затоа, работата на Кузмин може да биде од интерес за нашата мото индустрија. Оригиналниот систем за подмачкување може да обезбеди непречена продажба на ИЖ и Ковровцев во странство. Можеби треба да размислите само за зголемување на ефективноста на подмачкувањето на главното лежиште на поврзувачката шипка. Изобилството на масло што влегува во лежиштата на коленестото вратило укажува на можноста за користење на уред сличен на оној опишан во книгата „Моторцикл“, во кој успешно се користат центрифугалните сили. Во сите други аспекти, системот на советскиот пронаоѓач е супериорен во однос на странските.
Кузмин инсталираше сопствен систем за подмачкување на Ков-ровец. И сега веќе заостануваме 50 илјади километри, а клипот и цилиндерот имаат апсолутно чиста површина, без ни најмала трага од гребење. Мотоциклот не пуши, подобро влече (гори само чист бензин и сите делови се совршено подмачкани). Нема значително абење ниту на иглата на клипот ниту на лежиштата за поврзување и на коленестото вратило, иако обично со такво движење, поврзувачката шипка и групата на клипот веќе треба да се заменат.
Сигурниот систем за подмачкување ја зголеми моќноста на моторот. А за ова, В.Кузмин заедно со Г.Иванов примениле оригинално решение, што ги поттикнало написот за торнада што се појавил во едно популарно списание. Торнадото се врти, го меша воздухот. Кај моторите, поцелосното ребалансирање на смесата ја зголемува комплетноста на согорувањето на горивото, што доведува до зголемување на моќноста. Со менување на обликот на комората за согорување со заварување и вртење на две вдлабнатини што формираат вител во неа, Кузмин и Иванов се обидоа да ја зголемат моќноста на моторот. По неколку неуспешни обиди, беше пронајдена рационална форма на вдлабнатини што формираат вител и моќта на моторот Ковровец стана блиску до 20 КС. Со.!
Ефикасноста на моторот се одредува со многу индикатори, меѓу кои загубите на топлина во комората за согорување не се на последно место. Тие се минимални за шаторските (сферични) комори за согорување и нивната површина е границата кон која се стремат дизајнерите. Секое отстапување од сферата ја зголемува површината и доведува до зголемување на загубите на топлина. Во нашиот случај, користа од зголемената ефикасност на согорувањето се чини дека е многу поголема од штетата предизвикана од одредено зголемување на површината.
Круната на клипот е најтермички оптоварена. Со нагло зголемување на моќноста и, следствено, термичка напнатост, круната на клипот може да изгори. За да се спречи тоа да се случи, на картерот на опишаниот мотор (во комората за предкомпресија) има дел од сложена конфигурација - поместувач на клипот што ја отстранува загреаната смеса од под клипот. Со ова, пронаоѓачите постигнаа интензивно ладење на дното на клипот; ја турбулизираше смесата во комората на чудакот и го намалија волуменот на комората со чудак, со што се зголеми односот на предкомпресија. И сега на „Ковровец“ можете безбедно да тргнете на секое патување.
Независен систем за подмачкување гарантира сигурна и долгорочна работа на најслабата алка - механизмот на чудак / Комората и поместувачот го подобруваат формирањето на смесата и ефикасноста на согорувањето, ја намалуваат специфичната потрошувачка на гориво и обезбедуваат висока моќност - гаранција за одлични возни перформанси на мотоциклот. И тие се навистина високи. Судбината на обичниот „Ковровцев“ е 70 - 90 км на час, подобрен автомобил лесно развива 100 - 110 км на час. Морав дури и да ги балансирам тркалата, бидејќи при голема просечна брзина, тресењето од нерамнотежа, обично незабележливо, стана досадно. Со одлични резултати во споредба со едноставни средства, пронаоѓачите од Севастопол сонуваат да го спроведат својот изум. Подготвени се да дадат какви било информации, вклучително и самиот мотоцикл, на заинтересираните организации.
Со развивање и рафинирање на нивните идеи, можно е да се дизајнираат машини кои ги надминуваат мотоциклите на најдобрите странски фирми. И, се разбира, одлуките на жителите на Севастопол може да се користат не само на мотоцикли, туку и на кој било друг мотор. Така, на пример, неодамна се покажа дека максималниот сооднос на компресија на бензинските мотори можеби не е 12, како што беше вообичаено, туку 14,5 - 17,5. Во овој случај, термичката ефикасност на моторот се зголемува за речиси 15%, но за да се реализира ова засилување без да се зголеми октанскиот број на горивото над 100, пред сè, треба да се користат преместувачи кои силно ја турбулизираат смесата. Поместувачот и комората Ковровец се само примери за таков уред.
Флексибилна прачка. Нашите идеи за голем број детали се еден вид стереотип. Кажи, што е прачка? Ова е фигурирана плоча со две дупки. В последно средствоедната или двете дупки се заменуваат со топчести глави. Овие два дизајни шетаат од автомобил до автомобил. И нацртајте и ставете ги без двоумење. И што друго би можело да има?
Ајде да погледнеме на чудак од страна. Мора да биде строго нормално на надолжната оска на моторот. Но, замислете дека дневникот на поврзувачката шипка на коленестото вратило е малку непаралелен со оската. Главата на поврзувачката шипка е поместена на страна. Сега замислете дека дупките на долните и горните глави на поврзувачката шипка се малку искривени. Ова се случува постојано, дури и ако е во рамките на толеранциите. Како резултат на тоа, оската на иглата на клипот, која мора да биде паралелна со оската на моторот, речиси никогаш не зазема таква идеална положба.
Земајќи ја во предвид грешката при дупчење на дупката за прстот и неточноста при инсталирање на блокот на цилиндерот на картерот, откриваме дека дури и со многу висока производна точност, речиси е невозможно да се обезбеди паралелизам на ѕидовите на цилиндерот и клипот!
Но, милиони мотори со внатрешно согорување работат! „Можевме да работиме подобро“, вели пронаоѓачот од градот Комсомолск-на-Днепр, В.С.Саленко. За да го направите ова, поврзувачката шипка мора да биде направена со три врски (слика 12), така што клипот се самопорамнува по должината на цилиндерот, а долната глава - по должината на дневникот на поврзувачката шипка. Вртливите зглобови на прстите се додаваат во близина на горните и долните глави на поврзувачката прачка нормално на нивните дупки.
Тешко е да се поверува во потребата од таква компликација на едноставен детал. Но, на пример, ако по неколку часа работа, кој било мотор се расклопи, станува јасно дека „неопходноста“ често не е теоретска. Клиповите на речиси сите мотори со внатрешно согорување се направени малку елипсовидни: во насока на иглата на клипот, нивната големина е помала. По неколку часа работа, теоретски не треба да има абење на страните. Всушност, тој е најчесто присутен и укажува на неусогласеност на клипот во цилиндерот. Неусогласеноста ќе предизвика не само абење на клипот, туку и стеснување на лежиштата на иглата и поврзувачката шипка, нивно нерамномерно носењепо должина. Во основа, овие процеси се одвиваат за време на залетот. Тогаш сите „излишни“ ќе бидат избришани и деталите ќе најдат позиција во која ќе работат долго и ќе работат како што треба. Но, празнините за време на трчањето неизбежно ќе се зголемат.
Групата за поврзување прачка и клип го одредува ресурсот на моторот. Со користење на поврзувачка прачка со три врски, сите „дополнителни“ избришани за време на пробивањето може да бидат корисни за користење - за зголемување на ресурсот на моторот. В.С.Саленко направи неколку спојни шипки со три врски за мотоцикли и моторот на автомобилот Москвич. Моторот Moskvich, склопен во занаетчиски услови (!), И покрај фактот што празнините во сите зглобови со шарки беа со дијаметри од 0,005, тој лесно се вклучуваше при пробивање и работеше јасно и стабилно при најниски брзини.
Мотори со надворешно согорување
Вниманието на моторите со надворешно согорување главно се должи на две причини: фактот што согорувањето на горивото надвор од комората за согорување може драматично да ја намали количината на штетни нечистотии во издувните гасови и фактот дека ефикасноста на таквите мотори може да биде значително повисока од онаа на другите .
Пред сè, тоа се клипни мотори кои ги имплементираат циклусите Стирлинг и Ериксон и ... парни мотори. Сега најпознат е циклусот Стирлинг, кој се разликува од циклусот Ериксон по тоа што гасот се загрева и лади со постојан волумен долж изохората, а не со постојан притисок - по изобарот (сл. 13). При еднакви горни и пониски температурни нивоа, моторите Стирлинг и Ериксон со регенератори имаат иста ефикасност, но ефикасноста на Стирлингот е поголема, бидејќи потребната потрошувачка на топлина е помала за загревање на гасот долж изохората. Од сл. 13 следува дека. корисна работа, карактеризиран во дијаграмот T - S според областа на циклусот, за моторите Стирлинг е исто така повисока.
Интересно е да се забележи дека и двата мотори се појавија во најславниот период на парните машини и се произведуваа во значителни количини до почетокот на нашиот век. Сепак, никој не успеа да ги реализира нивните предности во тоа време, а првенствено поради нивната екстремна гломазност, тие беа целосно заменети со мотори со внатрешно согорување.
Повторното раѓање на моторот Стирлинг се случи во 50-тите години. И веќе првиот прототип ги запрепасти креаторите со невидено висока ефикасност еднаква на 39% (теоретски до 70%). Размислете за принципот на неговото функционирање (сл. 14).
Моторот има два клипа и две комори: компресија (помеѓу клиповите) и греење (над горниот клип). Низ центарот на главниот работен клип 1 поминува прачка, на која е монтиран вториот клип 2, наречен клип за поместување.
Поради дизајнот на механизмот на паралелограм, движењето на клипот за поместување заостанува зад движењето на главниот клип во фаза. Потоа клиповите се движат што е можно поблиску, а потоа се оддалечуваат еден од друг. Промената на волуменот на гасот помеѓу клиповите на сликата е прикажана со две кривини со точки. Областа меѓу нив одговара на промената на волуменот на приклештениот простор, а долната крива ја карактеризира промената на волуменот над работниот клип. Кога клиповите се движат еден кон друг, работниот гас во комората за компресија се компресира (само поради движењето на клипот / нагоре) и истовремено се поместува во фрижидерот 3 и понатаму преку регенераторот 4 во комората за греење. Да се ​​регенерира значи да се врати. Во регенераторот, гасот ја перцепира топлината што регенераторот ја примил од дел од гасот што претходно поминал низ него во спротивна насока. После тоа, гасот влегува во главата на машината (комората за греење), која постојано се загрева со надворешен извор на топлина. Овде, гасот брзо се загрева до температура од 600 - 800 ° C и почнува да се шири. Гасот што се шири ќе помине низ регенераторот и ладилникот, каде што неговата температура сепак ќе опаѓа, во комората за компресија, каде што ќе врши механичка работа.
Клипот за поместување, движејќи се нагоре, ќе го турка целиот гас од грејната комора во комората за компресија. После тоа, циклусот се повторува. Значи, машината пумпа
топлина од грејната комора на висока температура до комората за компресија на амбиентална температура. Енергијата добиена од гасот во грејната комора се претвора во механичка работа отстранета од вратилото на моторот.
Кон предностите на „стирлинг“, покрај висока ефикасности стерилитет, неопходно е да се додаде уште една работа - способност за работа на секаков вид гориво или топлинска енергија, како и бесшумност и непречено работење. Овие квалитети на постоечките „стирлинг“ не се должат најмалку на погонот.
Првиот Stirlings ставен на пазарот имаше едноставен погон на чудак со вратило со две колена со вратови поместени за околу 70 °. Ова обезбеди добар тек на работа, но машините вибрираа - сосема е невозможно да се балансира таков погон. Во следните модификации, се појави паралелен грам погон. Вибрациите речиси исчезнаа (ретка среќа!), но работниот тек е малку полош. Од две зла, изберете го помалото: без вибрации - поголема доверливост.
Влошувањето на процесот се објаснува со фактот дека реалниот циклус значително се разликува од теоретскиот. На сл. 13 (во координати T - S) во идеален паралелограм кој го карактеризира Стирлинг циклусот, прикажан е овал - тоа е тоа што прикажува реални процеси. Сликата (шема IV) го прикажува истиот циклус во координатите P - V, кои им се попознати на инженерите на моторот.
Ориз. 14. Шемата на моторот Стирлинг:
1 работен клип; 2 - клип-поместувач; 3 - фрижидер; 4 - регенератор
погон - да се доближи овалот што е можно поблиску до идеалната форма, без да се загрозат механичките квалитети на моторот.
Паралелограмскиот погон што го користеа холандските инженери за подобрениот модел само делумно го исполни овој услов. Многу подобро решение (сл. 15) беше предложено од узбекистанските научници и инженери Т. Ја. Умаров, В. С. Трухов, Ју. Академија на науките на Узбекистанската ССР.
Во стариот погон (слика 15, а), траекторијата на точките на чудакот што го одредуваат движењето на клиповите е круг. Во новиот погон (слика 15, б) за клипот-поместувач - круг, за работникот - елипса. Ова овозможува, додека ги задржува сите предности на погонот на паралелограм, да се постигне подобра координација на движењето на клиповите и да се доближи вистинскиот циклус до идеалниот. Решението е заштитено со авторски права бр. 273583.
Главниот недостаток на Стирлинг е нивната гломазна. За 1 литар Со. моќноста во изградените структури изнесува 4-5 kg ​​наспроти 0,5-1,5 kg кај конвенционалните мотори. Неколку изуми на Т.Ја.Умаров, В.С.Трухов и Ју.Е.Кључевски можат да помогнат во намалувањето на тежината. Во моторот според а. Со. 261028, клипот за поместување во одредени фази од неговото движење ги извршува функциите на работен клип, односно се користи поефикасно. Погледнете ја сл. 15, в. Кога двата клипа се движат нагоре, и двата се вклучени во компресија. Ова се постигнува поради фактот што работниот клип е поставен во внатрешноста на клипот за поместување. Истото се случува и во моментот на проширување - работниот удар. Како резултат на тоа, погонот се вчитува порамномерно, уделот на работниот удар во вкупниот циклус се зголемува, димензиите и, следствено, тежината на машината се намалуваат.
Уште помала големина има мотор долж a. Со. бр.385065 од истите автори (сл. 15г). Покрај поставувањето на работниот клип во внатрешноста на клипот за поместување, вториот е направен со затворена внатрешна шуплина, во која е поставен погон, кој се состои од коленесто вратило и пар запци за запци. - Интересот на научниците од Ташкент за мотори со надворешно согорување не е само лудост за модерна тема. Тие им се неопходни како еден од елементите на едноставни, сигурни и ефикасни соларни системи. Собрани во сноп, сончевите зраци ќе го активираат „мешањето“ на секој можен дизајн, а ефикасноста на таквиот систем значително ќе ја надмине ефикасноста на соларните батерии или складирањето на топлина.
Моторите со циклуси на надворешно согорување нудат неверојатни можности. И можеме со сигурност да кажеме дека вниманието на инвентивните и инженерските кругови кон нив очигледно не е доволно. Пример за ова е авторското уверение бр.376590 на инженер В.И.Андреев и доктор по технички науки А.П.Меркулов. Во нивниот мотор (слика 16), беше користен механизам за поврзување без прачка 6 S. S. Balandin. „Стирлинг“ со механизмот на S. S. Balandin стана многу покомпактен. Но, суштината на пронајдокот не е ова: грејните комори 7 на новиот мотор се поврзани со топлински цевки 5 - топлински суперпроводници. Испарувањето и кондензацијата на супстанциите сместени во нив обезбедуваат речиси моментален пренос на огромен топлински флукс во однос на димензиите од едниот до другиот крај на цевката.
Цевките им овозможија на пронаоѓачите да го најдат вистинското решение за еден од проблемите на моторите со надворешно согорување - нерамномерно извлекување на топлина. Во термичките циклуси на конвенционалните мотори со внатрешно согорување, топлината се снабдува во строго дефинирано време. И кај моторите со надворешно согорување, главата постојано се загрева. Како резултат на тоа, во моменти кога нема екстракција на топлина, главите се прегреваат. Неопходно е да се намали температурата на греењето, а тоа директно влијае на ефикасноста: колку е помала температурата, толку е помала. Штета е, но ништо не може да се направи: употребата на материјали отпорни на топлина го намалува коефициентот на пренос на топлина, употребата на материјали што спроведуваат топлина бара намалување на дозволената температура на загревање на главата.
Андреев и Меркулов мотор со двојно дејство. Кога ќе заврши ударот на едната страна од клипот, топлинските цевки ја „пумпаат“ вишокот топлина во спротивната грејна комора. Ова ја изедначува температурата на грејната зона и може значително да ја зголеми. Новата „стерлинг“ го должи своето билатерално дејство на механизмот на S. Balandin. Од сите познати, само механизмот на S. Balandin дозволува двонасочно дејство со максимална користсо минимално зголемување на димензиите и најголема можна механичка ефикасност.
Во моторот Андреев-Меркулов, клиповите за поместување 2 и главните работни клипови 1 се инсталирани во посебни цилиндри, а независна комора се наоѓа на секоја страна од клипот. Коморите се меѓусебно поврзани во парови со цевководи, на кои се фиксираат перките на фрижидерите. Во секој пар комори, се спроведува циклус на „стирлинг“ со еден цилиндар.
На дијаграмот што го илустрира принципот на работа на едноцилиндричен Стирлинг (види слика 14), јасно е видливо асинхроното движење на клиповите обезбедени од механизмот за паралелограм. Истиот ефект се постигнува во механизмот за поврзување без шипки на S. Balandin и во кој било друг механизам со повеќе прачки, ако жлебовите на коленестото вратило се поместени за одреден агол.
Ефикасноста на веќе изградените мотори со надворешно согорување достигнува 40%. Според пресметките на В. Андреев и А. Меркулов, можно е да се зголеми за најмалку 15% само со употреба на топлински цевки. Механизмот на S. Balandin ќе даде не помалку. Дали вистинската ефикасност на машината ќе се приближи до теоретската - 70%? Ова е речиси двојно повисоко од најдобрите мотори со внатрешно согорувањенашето време. Додадете ја тука „стерилноста“ на моторот Стирлинг.
Во странство е тестиран мотор со надворешно согорување за патнички автомобил. Се покажа дека концентрацијата на CO во издувните гасови се намалила за 17 - 25 пати, азотни оксиди - за речиси 200 (!), Јаглеводороди - за 100 пати.
„Стирлинг“, дизајниран од В. Андреев и А. Меркулов, со моќност од 50 литри. Со. тежи 70 кг или 1,4 кг/л. Со. - на ниво на најдобри примери на мотори со карбуратори на автомобили. И ова не е претерување. Како резултат на користење на механизмот на SS Balandin, вкупната големина беше намалена, а авторите се ослободија од притисокот во картерот со инсталирање на тркалачка гумена мембрана на шипката, која е способна да издржи притисоци до 60 kg / cm2 (обично во просторот на клипот на овие мотори околу 40 kg / cm2). Топлинските цевки имаат зголемена моќност со исти димензии. Набргу по добивањето на сертификатот за авторски права, пронаоѓачите открија американски патент издаден малку подоцна на General Motors, кој предвидува употреба на топлински цевки за снабдување со топлина во внатрешноста на мотор со надворешно согорување. Значењето е едно, суштината е нешто поинаква.
Моторите со надворешно согорување се познати повеќе од 150 години. Ефикасноста на првиот од нив беше еднаква на 0,14%! Можеме да кажеме дека се родени пред време. Значајните недостатоци долго време ги држеа во „двор“. Изливите на техничка мисла, слични на идејата на В. Андреев и А. Меркулов, отвораат зелено светло за нив.
Постои уште еден интересен начин да се пријде на ефикасноста на „Стирлингс“ до теоретската, исто така пронајдена од советски научници - вработени во Институтот за нуклеарна енергија на Академијата на науките на БССР. Во голем број сертификати за авторски права бр.166202, 213039, 213042, 201434, чии автори се И.М.Ковтун, Б.С.Онкин, А.Н.Наумов, С.Л. термални машинисо ефикасност поголема од онаа на циклусот Карно. Оваа изјава, која ги побива елементарните вистини познати на сите топлински инженери, звучи парадоксално на прв поглед. А сепак такви машини се можни. Во сите, без исклучок, основни работи посветени на топлинските мотори, се претпоставува дека својствата на работните тела - гасовите не се менуваат за време на работата. Суштината на патот предложен од белоруските научници е промената на овие својства. Последново е можно ако се појават реверзибилни хемиски реакции во работните гасови или нивните мешавини во текот на циклусот. На пример, термичката ефикасност на турбината може да се зголеми тројно ако работната течност се дисоцира кога се загрева и се рекомбинира кога се лади. Таквите тела можат да бидат гасовити сулфур, јод, азотни оксиди, кобалт, алуминиум трихлорид.
Конкретно, алуминиум трихлорид веќе се смета како ветувачка работна течност за „хелиостирлинг“ кои ќе работат во вселената. Главниот проблем со ова е отстранувањето на топлината од фрижидерот. Нема друг начин освен зрачењето на топлина во вселената. За овој процес да биде ефективен, температурата на ладилникот-радијаторот мора да биде доволно висока, најмалку 300 ° C. Горната граница на температурата е иста како на Земјата: од 600 до 800 ° C. Ограничена е со отпорноста на топлина на постоечки материјали. Под овие услови, ефикасноста на конвенционалниот „Стирлинг“ е значително намалена, а употребата на дисоцијативен гас ќе овозможи не само зголемување на моќноста за фактор 2 - 3, туку и приближно двојно зголемување на ефикасноста.
Несомнено, грев е да се одбие таквите предности на Земјата. Затоа, на оние чии активности се поврзани со термички мотори може да им се препорача внимателно да ги проучуваат делата на белоруските научници. Тие исто така содржат можност за создавање на големи
термални мотори со ефикасност близу 100%, и основа за изградба на автомобилски мотори со надворешно согорување со невидена ефикасност.
Првите позитивни резултати се веќе достапни. Холандските инженери го принудија работното тело на машината за ладење што работи на циклусот Стирлинг да претрпи фазни трансформации и двојно го зголемија неговиот капацитет за ладење. Сега е до моторите!
Парни мотори. Зборувајќи за мотори со надворешно согорување, не може да не се спомене и парните мотори. Овој тип на возење, кој беше најчест пред 100 години, денес се смета за егзотичен. И ова се објаснува само со фактот дека моторите со внатрешно согорување практично ги замениле парните мотори од автомобилите, иако малото производство на парни автомобили постоело до ... 1927 година.
Вљубениците во Steam даваат многу аргументи во корист на воскреснувањето на моторот на нашите дедовци. И пред сè, размислувања за високата „стерилност“ на моторот. Во овој поглед, парниот мотор ги има истите предности како и моторот Стирлинг: теоретски, само јаглерод диоксид и водена пареа се присутни во производите на согорување, а количината на азотен оксид може да биде уште помала, бидејќи потребната температура е многу помала. Дополнително, како резултат на поцелосно согорување, вкупната количина на „издувни гасови“ е приближно 1% помала од онаа на моторот со внатрешно согорување.
Ниту, пак, ефикасноста на модерните парни мотори е ниска. Може да се зголеми до 28% и, на тој начин, да биде пропорционален на ефикасноста на моторите со внатрешно согорување со карбура. Во исто време, треба да се забележи дека, на пример, вкупната ефикасност на електричните возила (земајќи го предвид процесот на добивање електрична енергија) не надминува 15%, односно, на глобално ниво, флота од Stirlings и парни возила би ја загадил атмосферата речиси половина повеќе од слична флота на електрични возила. И ако ги земеме предвид исклучителните перформанси на парните мотори, тогаш обновениот интерес за нив веќе не изгледа неразумен. За обновувањето на интересот сведочат не само написите во списанија и „свежи“ патенти, туку и трговијата со патенти за парни машини.
Шематски дијаграм на верзија со едно коло на автомобилска парна машина е прикажана на сл. 17. Изворот на топлина / ја доведува до вриење работната течност во котелот 2. Имено, „работната течност“, бидејќи може да биде не само вода, туку и други средства со прифатливи температури на вриење (кондензација) и термотехнички параметри. Еден ветувачки агенс е, на пример, фреон-113, чија точка на вриење (48°C) е половина од онаа на водата.
Преку механизмот за дистрибуција 3, пареата влегува во вистинскиот парен мотор 4. Издувната пареа се кондензира со протокот на воздух од вентилаторот 5 во кондензаторот 6, откако претходно се откажал дел од топлината на течноста во рекуперативниот разменувач на топлина 7 Течноста се доставува до разменувачот на топлина, а потоа до котелот од пумпата 8. Елементите на колото како што се моторот 4, кондензаторот € (радијатор) и пумпата 8 се дел од секој автомобил. Се додаваат само котелот 2 со грејач 1 и разменувач на топлина 7.
Како мотор 4 може да се користи речиси секој клип или ротациони машини или дури и турбини. Затоа, речиси сите технички решенијаопишани во оваа брошура.
Предностите на опишаните механизми, во комбинација со карактеристиките на парните мотори, ќе овозможат создавање на високо ефикасни погони на возила. На крајот на краиштата, елементарните предности на модерните автомобили - бесшумност, забрзување, мазност - се релативни. Вистинското значење на овие зборови е целосно конзистентно со само парни коли. Тие немаат остра промена на притисокот за време на издувните гасови, и затоа, нема главен извор на бучава, а во исто време нема систем за придушување на издувниот звук. Малкумина можеа да го видат парниот автомобил во последно време. Но, локомотивите се сеќаваат, веројатно, сè. Потсетиме дека дури и со тежок воз, тие тргнаа апсолутно тивко и исклучително непречено.
Мазноста на возењето и извонредната реакција на гасот на парните возила се објаснуваат со фактот што карактеристиките на парниот мотор се квалитативно различни од оние на моторот со внатрешно согорување. Дури и при најниски вртежи во минута, неговиот вртежен момент е најмалку 3 до 5 пати поголем од оној на ICE со споредлива моќност при оптимални вртежи во минута. Високиот вртежен момент обезбедува одлична динамика на забрзување на автомобилот со пареа. Ако карбуратори мотори со внатрешно согорувањесо капацитет од 50 l. Со. обезбедете забрзување на автомобилот до брзина од 100 км на час за околу 20 секунди, тогаш на парната машина му треба половина од времето за ова.
Исто така, важно е да не е потребно менување на брзината за време на забрзувањето, високиот вртежен момент на парната машина се одржува во текот на целиот опсег на вртежи - од нула до максимум. Овде едноставно не се потребни менувачи. Запомнете: истите локомотиви никогаш не ги имале. Предноста на парниот мотор е релативно мал број вртежи, што, пак, доведува до зголемена издржливост. Дури и со однос на менувачот од тркалата до моторот, еднакво на еден, вртежите нема да надминат 2000 - 3000 во минута при брзина на екипажот до 200 км на час (!), А вообичаениот интервал на ICE револуција е 3000 - 6000 вртежи во минута.
Но, и покрај малиот број на вртежи, индикаторите за специфична моќност на парниот мотор се супериорни во однос на оние на моторот со внатрешно согорување. На пример, да се добие специфична моќност од 400 - 600 литри од парна машина. s. / l (на 2500 - 3000 вртежи во минута) не е воопшто тешко. Судбината на конвенционалните мотори со внатрешно согорување е само 50 - 100 литри. s./l и само поединечни мотори со механизмот на S. Balandin имаат слични показатели.
И, конечно, доверливоста на парните мотори во никој случај не е последното место меѓу нивните предности. Tsche и сега можете да најдете работни парни локомотиви изградени на почетокот на векот на обвивките. И нивните парни мотори се во совршена работна состојба. Причините за ова се малиот број вртежи, постојаноста на температурниот режим (температура на пареа), ниското ниво на максимални температури - 5-6 пати помалку отколку кај моторот со внатрешно согорување, целосно отсуство на такви непријатни процеси како јаглерод формирање и коксирање и апсолутната чистота на работниот агенс, циркулирајќи во затворено коло (целосно прочистување на воздухот не може да се изврши во моторот со внатрешно согорување).
Секако, се поставува прашањето, кои причини ја спречуваат парната машина повторно да го заземе заслуженото место меѓу современите мотори?
Како прво, ова е ниска ефикасност и, како резултат на тоа, зголемена потрошувачка на гориво за 1,5 - 3 пати. Ефикасноста на клипни парни мотори може да се зголеми само на 28%, додека кај вградените примероци е значително помала. На крајот на краиштата, ефикасноста на парните локомотиви, на кои парната машина постоеше најдолго, веќе беше синоним за ниска ефикасност: едвај достигна 10% за најдобри моделисо делумна обратна кондензација на пареата. Точно, циклусот на парни мотори беше отворен. Употребата на затворени циклуси со ефикасни регенеративни разменувачи на топлина значително ќе ги надмине достигнувањата од 10 проценти. И во една од пораките на „новата“ парна машина, беше посочено дека ефикасноста на генераторот на пареа (бојлерот) е 90%. Приближно истата вредност ја карактеризира ефикасноста на процесот на согорување ICE. Но, дури и со повеќе висок протокгориво, оперативните трошоци на парниот автомобил може да бидат блиски до оние на неговиот конкурент со бензин, бидејќи може да се согорува најевтиното гориво.
Втората причина е високата цена на електраната. Третата причина е големата тежина на па-
1 Парните турбини со затворена јамка постигнуваат ефикасност од 29%.
ред машина. Сепак, од претходното веќе произлегува дека вкупната тежина на споредените екипи ќе биде речиси иста. Така, во моментов нема сериозни причини што ја спречуваат парната машина повторно да го заземе заслуженото место во голем број необични мотори.

Мотори со внатрешно согорување со ротирачки клип
Во овој дел, зборуваме за мотори, за кои авторите на бројните публикации понекогаш ветуваат светла иднина. И, се разбира, на прво место е моторот Wankel.
Но, дали неговите изгледи се толку розови? Економистите од сите земји се едногласни во нивното мислење дека само најмалку 25% од предностите во однос на главните показатели ѝ даваат на „новата технологија“ право безусловно да ја замени „старата“.
Поминаа повеќе од 15 години од појавувањето на првиот индустриски дизајн на моторот Ванкел. Терминот е значаен. И излегува дека придобивките од „Ванкел“ во тежина се само 12 - 15%; нема предности во трошоците и издржливоста, а само волуменот што го зафаќа моторот под хаубата на автомобилот е намален за 30%. Во исто време, големината на автомобилите практично не се намалува.
Реалноста ги побива и сè уште постоечките изјави за „малиот детал“ на овој мотор. Еден од неговите ротори има 42 - 58 елементи за запечатување, додека споредливиот мотор со внатрешно согорување има околу 25, вклучувајќи вентили.
Работите се уште полоши со моторите со повеќе ротори. Тие бараат сложени картерови, скап систем за ладење и погон од повеќе делови. Веќе само „ванкел“ со два ротори содржи шест волуметриски одлеаноци со сложена конфигурација и еквивалентен клипен мотор - само 2-3 многу поедноставни и технолошки понапредни.
Комплексната технологија на производство на епитрохоиди - внатрешниот профил на секој картер, облогата на статорите и бројните елементи за заптивање со скапи материјали, комплицираното склопување ги негира сите потенцијални предности на „ванкелите“.
И иако веќе на моторот во 1973 година беше претставен мотор со четири ротори со капацитет од 280 КС. Со. (волумен 6,8 l; 6300 вртежи во минута), опсегот на "ванкел" ќе остане дизајни со еден-два ротор. Примерокот со четири ротори е изграден од General Motors (САД) за спортскиот модел Chevrolet Corvette, чие производство се планира да започне во мали серии од 1976 година. Во залиха во. компанијата има и примерок со два ротори (4,4 l; 180 КС при 6000 вртежи во минута). Сепак, овие мотори ќе се вградуваат само по барање на купувачот. Во 1974 година започна малото производство на француската верзија на моторот со два ротори (1,2 l; 107 КС) за спортскиот модел Citroen-Birotor.
Треба да се напомене дека овие практично единствени примероци во светот беа произведени од компании кои инвестираа многу во стекнување лиценци и развој на технологија за дизајн и производство. Трошоците, се разбира, бараат враќање, но објавувањето на модели најверојатно следи престижни цели. Според експертите, секој ротационен мотор може да стане конкурентен само ако нивната цена и потрошувачката на гориво се значително намалени (!). И овде кај „Ванкел“ работите едноставно не се многу добри.
Но, дури и ако овие барања се исполнети, за масовно производство на ротациони мотори, на пример, на американската индустрија ќе и требаат најмалку 12 години. Прогнозите за изгледите за други типови мотори покажуваат дека оваа транзиција нема да се изврши. , поради овие причини, таквите автомобилски гиганти, како Форд и Крајслер, потрошени значителни средства за развој на Ванкел, целосно ја скратија оваа тема.
Во последните години имаше многу интригантни извештаи во печатот за ротационен мотор што го развива пронаоѓачот Ралф Сарих во Австралија. Новинарите, и, веројатно, не без помош на авторот, успеаја толку многу да ги заматат извештаите, споредувајќи го моторот „со турбини, и со Wankel и со други мотори, што едноставно е неопходно да се задржиме на неговиот дизајн.
Моторот се заснова на принципот на работа на лобус пумпа, чии плочи ги ограничуваат коморите со променлив волумен. Конструираните примероци на моторот имаат седум работни комори (слика 18, а), секоја со свеќички и вентили за довод и издувни гасови (сл. 18, б). Роторот е направен септаедрален и врши ексцентрични осцилации под влијание на централното вратило на коленестото. Сечилата на моторот се во форма на буквата У (Слика 18, в). Во радијална насока, тие осцилираат во жлебовите на куќиштето, а роторот во однос на сечилата истовремено се движи тангенцијално на кругот. За да се обезбеди движење на сечилата и цврст контакт на долниот раб на сечилото со роторот, на нивните летви се инсталираат ролери, поставени во посебен жлеб на куќиштето.
Просечните брзини на меѓусебното движење на деловите се релативно мали и теоретски брзината на моторот може да достигне 10 илјади во минута. Ако го споредиме овој мотор со Wankel, тогаш максималната патека помината во едно вртење од елементот за заптивање ќе биде 685 и 165 mm, соодветно. Системот за заптивање содржи околу 40 делови, што е споредливо со Wankel.
Вградените примероци со 4000 вртежи во минута и тежина од 64 кг развиваат 130 - 140 литри. Со. Зафатнина на моторот
3,5 литри, односно литарска моќност - на ниво на конвенционални мотори и е околу 40 литри. s./l. Со присилување, оваа бројка може приближно да се удвои.
Ориз. 18. Шема на моторот Р. Сарич:
а - попречен засек; б - удар на компресија во една од коморите; в - сечилото на моторот
Недостатоците на моторот вклучуваат многу висок термички стрес, кој бара употреба на многу помоќна вода и системи за масло. За време на тестовите, се покажа дека најоптоварената и слаба единица се ролерите на плочите. Затоа, перформансите на моторот веројатно нема значително да се подобрат во блиска иднина.
Во принцип, шемата на моторот не може да се препознае како оригинална, бидејќи многу слични на неа се патентирани, кои се разликуваат само во мали детали. Затоа, главната заслуга на Р.Сарич е што ја презеде на себе работата за нејзино дотерување и постигна одредени резултати. Неговиот мотор нема да направи никаква револуција и, можеби, најважното нешто во работата на Р.
Во нашата земја има ентузијасти на оваа шема. Значи, жител на селото Сари-Озек, регионот Талди-Курган, Г. И. Дјаков, дури изградил прототип на таков мотор со ротирачки ротор, односно според шема каде што условите за работа на плочите се полоши. Моторот се уште не е тестиран.
Сфероидни мотори. Во 1971 година, во списанието „Инвентор и рационализатор“ се појави напис за сфероидниот мотор на пронаоѓачот на Воронеж.
Ориз. 19. Шема на трансформација на шарката на Хук во сфероиден мотор:
1 - крст; 2 - дијафрагма; 3 - вилушки; 4 - сегменти; 5 - сферична обвивка
Г.А. Соколова. Моторот се заснова на способноста на зглобниот зглоб на Хук да се трансформира во механизам кој има четири шуплини, чиј волумен се менува од минимум до максимум за време на ротацијата. Во една или две шуплини, може да се организира циклус на мотор со внатрешно согорување. Пример за трансформација е прикажан на сл. 19. Ако вкрстениот дел 1 од шарката се претвори во тркалезна дијафрагма 2 со сферична надворешна површина, а вилушките 3 на шарката се заменат со рамни сегменти 4 и овие три елементи се стават во сферична обвивка 5, тогаш механизам ќе се добијат способни за извршување на функциите на мотор. За да го направите ова, на соодветните места на сферичната обвивка, потребно е само да се направат влезни и излезни прозорци и ... SHDD е подготвен.
По една статија за овој необичен мотор, дојдоа повеќе од 300 букви. Добрите и лошите страни изразија професори, студенти, инженери, директори на претпријатија, пензионери, механичари и други.Десет фабрики известија дека можат да го произведуваат моторот. Многу писма беа испратени од клубови на спортисти на вода. Имаше предлози да се користи SSHDD како хидрауличен мотор или пумпа за дизел локомотиви, надворешен мотор, пневматски мотор за рачен алат, компресор, електрана на експерименталниот штанд. Затоа, редакцијата на списанието испрати околу 40 покани до институти, проектантски бироа, фабрики и редакции на списанија со предлог да се соберат на „тркалезна маса“.
На состанокот, извршниот секретар на редакцијата го привлече вниманието на публиката на два парадокси: фактот дека VNIIGPE, спротивставувајќи се само на патентите издадени во минатиот век, отфрли барање за пронајдок главно поради „некорисност“. и дека инженерската заедница не знае за постоењето на такви мотори.
Пред состанокот, многумина се сомневаа во работата на вртливите вилушки, можноста за нивно подмачкување, високата вкупна моќност (поради неповолната форма на дупчиња на комората за согорување и лошото полнење поради контактот на свежата смеса со топла дијафрагма) и затегнатоста на коморите за согорување.
1 Пронаоѓачот V. A. Kogut предложи да се наречат мотори од овој тип мотори со сфероидна шарки-дијафрагма (SSHDD).
Демонстрација на работен модел на мотор со сфера со дијаметар од 150 мм, кој со притисокот што му се доставува компресиран воздух 14 kg / cm2 разви 4500 вртежи во минута, убедливо сведочеше за можноста за создавање на работен дизајн од овој тип. Дијаметарот на иглата за вртење на моторот може да биде до 60 mm. Со такви димензии, специфичните притисоци на контактните површини лесно може да се намалат до која било посакувана граница. Работливоста на дијафрагмата заптивка на примерокот на моделот не предизвика сомнежи кај мнозинството од присутните.
Воведен е и друг мотор со дијаметар на сфера од 102,8 mm. Го изградил пронаоѓачот А. Г. Заболоцки, кој не знаел ништо за работата на Г. А. Соколов. Во режим на пневматски мотор, неговиот дизајн работеше околу 40 часа, развивајќи до 7000 вртежи во минута. Не беа пронајдени зголемени вибрации или абење во ова време. И празнините помеѓу сферата и дијафрагмата во овој модел беа дури и премногу мали, бидејќи моторот се заглави за време на „жешките“ тестови.
Во текот на дискусијата за веродостојноста на заптивањето на SSHDD, се покажа дека, на пример, кај моторите Ванкел, брзините на лизгање на заптивните плочи се многу поголеми во споредба со прстените на конвенционалните клипни мотори, а кај во исто време, овие мотори работат доста успешно. Во SSHDD, брзината на лизгање може да биде уште помала. Значи, за модерна индустрија способна да создава мотори од кој било дизајн, проблемот со сигурноста на заптивките најверојатно не е проблем. Веродостојноста на заптивката во голема мера ќе зависи од точноста на обработката на внатрешната површина на сферичната обвивка. Искуството на А. Леснотијата на обработка на сферата беше потврдена и со производството на друг сфероидален мотор во фабриката за машински алати Средневолжски. Таму работниците користеле внатрешна машина за брусење со ротациона маса.
Аголот помеѓу оските на шарките кај сфероидните мотори достигнува 35 - 45 °. Во овој случај, нееднаквоста на аголните брзини требаше да доведе до појава на големи инерцијални моменти наизменични знаци и, како последица на тоа, до огромна вибрација. Работење во прототипови во компримиран воздух опасни вибрациине откри. Дури и завртките М3 ги издржаа оптоварувањата, кои беа користени за затегнување на хемисферите во моторот на Г. А. Соколов. В. И. Кузмин, кој живее во Керсон, не ги смета за опасни големите агли, чија професионална активност е поврзана со шарките на Хук веќе 15 години. „Го одобрувам дизајнот на моторот на Соколов“, телеграфираше тој на „тркалезната маса“.
Отсуството на вибрации во SShDD со голем агол помеѓу оските (под агли од повеќе од 10 °, зглобовите на Хук обично не се користат) може да се објасни со ефектот на амортизација на работниот медиум. И бидејќи товарот се нанесува само на едната страна од шарката, нерамномерното вртење на оската без оптоварување не доведува до појава на значајни инерцијални моменти.
Собраните на „тркалезната маса“ дојдоа до заклучок дека предностите и недостатоците на SSHDD може да се откријат само со експериментална верификација. Истата мисла е содржана во писмото на професорот на Катедрата за внатрешни авиони на Московскиот државен технички универзитет именуван по В.И. Бауман А.С. Орлин. Тој му посака на авторот „најбрза имплементација на неговите идеи во метал и тестови“, бидејќи само тестовите „ќе овозможат да се решат сите контроверзни прашања“. Тестовите, а уште повеќе изградбата на прототипови на мотори, е далеку од едноставна работа: само дотерувањето на конвенционалниот мотор, дури и во фабрички услови, трае 4 до 5 години.
На тркалезната маса беше претставен избор на патенти за сфероидни мотори. Иако научната и техничката литература не содржи информации за нив, архивите за патенти укажуваат на тоа дека Г.А. Првиот сличен англиски патент датира од 1879 година, последниот - веќе од наше време. Оваа шема не е заобиколена од вниманието во табелата за класификација на сите замисливи шеми на мотори со ротирачки клип, која е дадена во книгата на Ванкел за ротациони мотори.
Така, сфероидните мотори базирани на зглобот на Хук едноставно немаа среќа.
Не постоеше човек во историјата на изградбата на мотори кој ќе ја преземе работата за нивно дотерување.
Г. Соколов (Политехничкиот институт Воронеж) и голем број други ентузијасти во моментов детално се подготвуваат за оваа работа. Соколов ги рафинира фазите на дистрибуција на гас, хемисферите беа излеани од специјална легура против триење (легура Баклан), беа извршени бројни пресметки, кои не открија неприфатливи оптоварувања.
Вториот центар за изградба на SSHDD беше Керсон „Теоретичар на Карданс“, како што го нарекоа на состанокот на „тркалезната маса“, Виктор Иванович Кузмин толку се заинтересира за оваа необична шема што ја презеде изградбата. Тој привлече група работници, студенти, дипломирани студенти на работа. Моторот е направен од метал, а сега останува на тестирање.
Во 1974 година, стана познато за уште еден сфероидален мотор. Млад кој живее во Целиноград
Ориз. 20. Мотор V. A. Kogut. Работен волумен 1600 cm®; дијаметар на сфера 210 mm; брзина 2500 вртежи во минута; моќност 65 l. Со.; тежина 45 - 65 kg; навалување на оската 30 секунди:
1 - дијафрагма; 2 и 3 - сегменти; 4 и 5 - О-прстени; € « запечатувачки плочи; 7 - прсти; 8 - далечински чаури; 9 - замаец; 10 - бајпас цевковод; 11 - прачки за отстранување на топлина
Валери Алвијанович Когут, дизајнер на земјоделски машини, долго време ја разгледуваше идејата за таков мотор и, откако дозна за работата на Соколов, изгради работен модел (слика 20). Моторот беше направен без систем за ладење и при фино нагодување работеше неколку минути до моментот на вкупно прегревање.Комплексноста беше повеќе од 2 часа. Треба да се напомене дека ваквото времетраење на работа е еден вид рекорд. Сфероидните мотори на други автори работеа помалку континуирано.
Моторот се состои од дијафрагма 1 и два сегменти 2, 3 вртежни поврзани со дијафрагмата. Осовините на сегментот се ротираат во склоповите на лежиштата. Запечатувањето на сегментите и дијафрагмата се врши со прстени 4, 5, запечатувањето помеѓу сегментите и дијафрагмата - со пружински плочи 6. Четири прсти 7 се поставени во телото на дијафрагмата, на кои сегментите 2, 3 се навртуваат со помош на разделувачи 8 (види дел 1-1).
Циклусот на моторот е двотактен. Во левата половина на сферата (од страната на замаецот 9), смесата што доаѓа од карбураторот е претходно компресирана. Преку бајпас цевководот 10, смесата се насочува кон десната половина од сферата. Во положбата прикажана на сликата, прочистувањето се случува во горниот дел, а работниот удар започнува во долниот дел.
Подмачкувањето и ладењето на десниот сегмент 3 и дијафрагмата / мора да се врши со масло што се снабдува преку десниот склоп на лежиштето. Дополнително, неколку шипки за отстранување на топлина со оптоварување со пружини 11 се во контакт со крајната површина на десниот сегмент, низ кој протокот на топлина „тече“ до куќиштето со ребра на склопот на лежиштето. На левата страна, дијафрагмата се лади со свежа работна смеса.
Тестовите на моторот V. Kogut, при кои беа модернизирани многу од неговите компоненти, ја докажуваат основната изведба на оваа шема. Структурно и технолошки, SSHDD е многу поедноставен од моторот Wankel. Вистинските предности ќе станат јасни во блиска иднина по тестирањето на моторите на Соколов, Кузмин, Когут.
1 Локација на портите за прочистување и издувни гасови на сл. 20 е прикажан условно.
На „тркалезната маса“ на списанието „Инвентор и рационализатор“, пронаоѓачот на Куибишев В.И. Андреев извести за сфероиден мотор *, во развојот на работните цртежи на две верзии од кои, како и во пресметките и производството на лиени делови, ВАЗ учество земаа вработените. Особеноста на моторот (слика 21) е тоа што се состои од два ротори, надворешен / и внатрешен 3, кои ротираат во иста насока. Оските на роторите се наклонети, нивната конјугација се врши на сфера. Во центарот на сферата има дијафрагма - клип 2, кој го дели работниот волумен во четири независни комори за согорување.
Завртете ги роторите ментално барем едно вртење, а јачината на звукот во близина на горната свеќа постепено ќе се зголемува до максимум, што може да одговара на моќен удар или бајпас (двотактен циклус на моторот), а потоа повторно ќе се намали на минимум , односно ќе дојде до издувни гасови или компресија. Пред-компресија на воздухот се врши со центрифугален вентилатор 4.
Од компресорот, воздухот тече во карбураторот, а потоа низ шупливото вратило 6 во комората за согорување. Издувните гасови се јавуваат преку прозорците 7 во надворешниот ротор, а енергијата на издувните гасови се реализира на турбината 5. Надворешниот ротор ротира во волут со два рога 8. Затоа, лопатките наизменично ги извршуваат функциите на полнач и турбина . Издувните гасови се појавуваат во едната рога (не е прикажана на сликата), другата се користи за компресорот. Поради ова безделничењемоторот е релативно висок - најмалку 1500 вртежи во минута.
Со двотактен циклус на работа, истите процеси се случуваат истовремено во дијаметрално спротивни комори. На сл. 21 го прикажува моментот кога работниот удар започнува во / и /// коморите, а прочистувањето се случува во // и IV коморите (цврсти линии на стрели - работна смеса, точки линии - производи за согорување).
Ако го погледнете моторот десно, тогаш кога роторот се ротира спротивно од стрелките на часовникот во / и /// коморите, ќе се појави проширување (удар) од 110 ° долж аголот на ротација, тогаш издувните прозорци ќе се отворат и по уште 8 ° - влезни прозорци. По вртење за 180°, волуменот / и III на коморите ќе биде еднаков на волуменот на почетната положба на коморите II и IV, што одговара на средината на прочистувањето. Под агол на ротација од 240 °, издувните прозорци ќе се затворат, а по уште 8 ° - доводните прозорци. Од овој момент, ќе започне ударот на компресија (асиметричен циклус). Во текот на работниот циклус, перките на надворешниот ротор се мијат со чист воздух (стрелки од точки), кој го лади роторот, а потоа овој воздух се користи за притисок. Кога се исцрпени, перките работат како сечила на турбината.
Проценета моќност на моторот - 45 литри. Со. На првото запознавање со него впечатлива е несразмерно големата големина на карбураторот. Но, излегува дека карбураторот е уште помал од конвенционалните мотоцикли, а самиот мотор е мал. Уште повеќе сте изненадени кога ќе дознаете дека работните цртежи на сите детали, без исклучок, се вклопуваат во тенка папка. Таа убедливо зборува за едноставноста на дизајнот, минималниот број на делови. И по запознавањето со компаративните карактеристики, потврдено од бројни
пресметани пресметки - едноставно е невозможно да не се верува во иднината на овој дизајн. Проценете сами.
Двата ротори ротираат во иста насока. Така, брзината на меѓусебното движење на деловите е остро намалена, а конвенционалните прстени совршено ќе ги извршуваат своите функции.
Токму поради големите брзини на заптивање, Ванкел мораше да ја намали брзината на моторот од 10.000 на 12.000 вртежи во минута на вообичаените 6.000 вртежи во минута. Авторите на сфероидниот мотор не ни мораа да бркаат голема брзина. Веќе на 4 - 5 илјади вртежи во минута, нивниот мотор го надминува ванкелот. Доволно е да се каже дека овој мотор има поголем литарски капацитет - 97 КС. с. / l при 4000 вртежи во минута, 2 - 3 пати поголем вртежен момент (25 kgm!), И специфична тежина - 0,5 kg / l. Со. се натпреварува со мотори на авиони. И сето ова се однесува на прототипот! Поради фактот што роторите се симетрични во однос на оските на ротација, моторот е совршено избалансиран. За ова придонесува и протокот на идентични процеси во дијаметрално спротивни комори. Пресметаната неуниформност на работата на моторот е 2 ° 16 ", што е многу пониско од онаа на моторот со внатрешно согорување "ванкел" или клип. Симетријата на процесите, дополнително, ја одредува работата на дијафрагмата, бидејќи беа, во суспендирана состојба, нагло го намалуваа оптоварувањето на паровите за триење.
Ако го споредиме оптоварувањето на прстите на дијафрагмата со оптоварувањето на иглата на клипот и оптоварувањето „на лежиштата на надворешниот ротор со оптоварувањето на карлестите на конвенционален мотор со внатрешно согорување со иста моќност, тогаш тие ќе бидат 2 пати помала.Силата на лежиштата на внатрешниот ротор е исто така половина намалена кај сфероидниот мотор (споредбата е направена со главниот журнал на двоцилиндричен клип ICE).
Намалувањето на бројот на парови на триење и малата магнитуда на оптоварувањата доведуваат до невидено висока механичка ефикасност. Според пресметките, може да достигне 92%! Ниту еден мотор, со исклучок на моторите со механизмот S. Balandin, нема ефикасност дури блиску до оваа вредност.
Моторот на В. И. Андреев е интересен и по тоа што сечилата на надворешниот ротор ги извршуваат функциите на компресор за засилување и вентилатор за ладење, како и придушувач (промена на брзината и волуменот на гасовите) и турбина. Кај конвенционалните мотори, помеѓу 5 и 15% од моќта се троши во пригушувачот. Овде, најмалку 5% од турбината се враќа назад. Идејата за користење на издувни гасови не е нова. Но, неговата имплементација е комплицирана: се додаваат турбина, компресор, гасоводи (слика 22). Во моторот на В. И. Андреев и Л. Ја. Ушеренко, ова не бара ниту еден дополнителен детал.
Работата на турбината е веќе тестирана под малку невообичаени околности. За ладно работење со помош на електричен мотор, моторот беше инсталиран на држач во продавницата за алати на фабриката за машински алати Средневолжски, каде што се произведуваа и склопуваа неговите делови. Вртењето траеше 6 часа.Нема вибрации, нема загревање на моторот, нема гребење на елементите за триење, трчањето не открива.
Сепак, при „жешките“ тестови се случи инцидент. Од цевката за празнење на турбината како од млазницата на млазен авион избегна сноп пламен, а моторот не ја даде очекуваната моќност. Кога беше демонтиран, коморите за согорување беа апсолутно чисти. Причината е што главите на свеќите се наоѓаат премногу блиску до телото и искрата скокнала, но не онаму каде што треба. Така првите тестови индиректно ги потврдија само перформансите на турбината. Реконструкцијата на системот за палење и целата мака за дотерување ја презеде механичарот В.А. Артемиев.

Развојот на моторот во наредните децении е сложен и повеќеслоен проблем. Невозможно е целосно да се покрие во границите на мала брошура. Неопходно е да се зборува за обиди за подобрување на работниот процес на конвенционалните мотори со внатрешно согорување, за начините за неутрализирање на издувните гасови, за обезбедување еднаква јачина на компонентите на моторот, елиминирање на потребата за одржување и прилагодување на дизајнот на дијагностика. Секој од овие проблеми заслужува посебна детална приказна.
Целта на оваа брошура е да му помогне на читателот да се движи низ протокот на информации за покренатата проблематика и да му го привлече вниманието на дизајните на пронаоѓачите, кои секако ќе го заземат своето место во семејството на првите помошници на човекот - моторите.

|||||||||||||||||||||||||||||||||
Препознавање на текст на книги од слики (OCR) - креативно студио BK-MTGC.

Автомобилската парна машина и моторот со внатрешно согорување се речиси на иста возраст. Ефикасноста на парната машина со тој дизајн во тие години беше околу 10%. Ефикасноста на моторот Леноар беше само 4%. Само 22 години подоцна, до 1882 година, Август Ото го подобри толку многу што ефикасноста на сега бензинскиот мотор достигна ... дури 15%.

Почнувајќи од 1801 година, историјата на транспортот на пареа продолжи активно речиси 159 години. Во 1960 година (!) во САД сè уште се градеа автобуси и камиони со парни мотори. Парните мотори значително се подобрија во ова време. Во 1900 година во САД, 50% од возниот парк бил „попарен“. Веќе во тие години се појави конкуренција помеѓу пареа, бензин и - внимание! - електрични вагони. По пазарниот успех на Ford's Model-T и, се чини, поразот на парната машина, во 20-тите години на минатиот век дојде нов пораст на популарноста на парните автомобили: цената на горивото за нив (мазут, керозин) беше значително пониска од цената на бензинот.

„Класичниот“ парен мотор, кој испушти издувна пареа во атмосферата, има ефикасност не повеќе од 8%. Сепак, парната машина со кондензатор и профилиран дел за проток има ефикасност до 25-30%. Парната турбина обезбедува 30–42%. Постројките со комбиниран циклус, каде што гасните и парните турбини се користат „заедно“, имаат ефикасност до 55-65%. Последната околност ги поттикна инженерите на BMW да почнат да работат на опции за користење на оваа шема во автомобилите. Патем, ефикасноста на современите бензински мотори е 34%.

Трошоците за производство на парна машина во секое време беа пониски од трошоците за карбуратори и дизел мотори со иста моќност. Потрошувачка на течно гориво кај новите парни мотори кои работат во затворен циклус на прегреана (сува) пареа и опремени со модерни системиподмачкување, квалитетни лежишта и електронски системи за контрола на работниот циклус, е само 40% од претходното.

Парната машина се вклучува бавно. А некогаш беше... Дури и сериските автомобили на Стенли „одгледуваа парови“ од 10 до 20 минути. Подобрувањето на дизајнот на котелот и воведувањето на каскаден режим на греење овозможија да се намали времето на подготвеност на 40-60 секунди.

Парната кола е премногу бавна. Ова не е вистина. Рекордот за брзина од 1906 година - 205,44 км на час - припаѓа на автомобил со пареа. Во тие години, автомобилите со бензински мотори не знаеја да возат толку брзо. Во 1985 година, парен автомобил патувал со брзина од 234,33 км на час. И во 2009 година, група британски инженери дизајнираа парна турбина „болид“ со погон на пареа со капацитет од 360 КС. со., кој можеше да се движи со рекорд просечна брзинаво трката - 241,7 km/h.

Интересно е што современите истражувања на полето на водородното гориво за автомобилски мотори доведоа до појава на голем број „странични гранки“: водородот како гориво за класичните двопечни парни мотори и особено за моторите со парни турбини обезбедува апсолутна еколошка пријатност. „Чадот“ од таков мотор е ... водена пареа.

Парната машина е каприциозна. Тоа не е вистина. Структурно е многу поедноставен од мотор со внатрешно согорување, што само по себе значи поголема доверливост и непретенциозност. Ресурсот на парните мотори е многу десетици илјади часови континуирана работа, што не е типично за други типови мотори. Сепак, работата не е ограничена на ова. Врз основа на принципите на работа, парната машина не ја губи ефикасноста кога атмосферскиот притисок се намалува. Токму поради оваа причина возилаПарниот погон се исклучително добро прилагодени за употреба во висорамнините, на тешки планински премини.

Интересно е да се забележи уште едно корисно својство на парниот мотор, кое, патем, е слично на електричен мотор. еднонасочна струја. Намалувањето на брзината на вратилото (на пример, со зголемување на оптоварувањето) предизвикува зголемување на вртежниот момент. Врз основа на ова својство, на автомобилите со парни мотори фундаментално не им требаат менувачи - тие самите се многу сложени, а понекогаш и каприциозни механизми.

Повеќето модерни мотори на автомобили се многу слични едни на други. Дури и оние кои на прв поглед изгледаат посебни, како шестцилиндричното Porsche или новиот двоцилиндричен Fiat, се изградени на истата добро истрошена технологија која се користи во дизајнот на моторот повеќе од 50 години. Сепак, не сите производители го следат овој тренд. Некои мотори се навистина уникатни, а некои се едноставно шокантни. Некој бркаше ефикасност, други - оригиналност. Во секој случај, нивните дизајни се неверојатни.

Денес ќе ви кажам за десетте најнеобични мотори во историјата на автомобилската индустрија, но сепак постојат некои правила. Оваа листа има право да биде само мотори на сериски патнички автомобили, без сопствени проекти. Па ајде да започнеме!

Bugatti Veyron W16

Се разбира, каде без него, големиот и моќен Veyron W16. Само бројките се неверојатни: 8 литри, над 1000 коњски сили, 16 цилиндри - овој мотор е најмоќниот и најкомплексниот меѓу сите сериски автомобили. Има 64 вентили, четири турбо, W-конфигурација каква што досега не сме виделе. И да, има гаранција.

Ваквите мотори се изненадувачки ретки, па затоа треба да го цениме фактот дека успеавме да фатиме такви уникатни технолошки откритија.

Витез ракав вентил

На почетокот на минатиот век, Чарлс Јеил Најт одлучи дека е време да донесе нешто ново во дизајнот на моторите и излезе со мотор без вентили со дистрибуција на ракавите. На изненадување на сите, се покажа дека технологијата функционира. Овие мотори беа многу ефикасни, тивки и сигурни. Меѓу минусите може да се забележи потрошувачката на масло. Моторот беше патентиран во 1908 година и подоцна се појави во многу автомобили, вклучувајќи ги Мерцедес-Бенц, Панхард и Пежо. Технологијата застана на задното седиште бидејќи моторите почнаа да вртат побрзо, што традиционалниот систем на вентили го направи многу подобро.

Mazda Wankel Rotary

Еден човек дојде во канцеларијата на Мазда и предложи да се направи мотор во кој клипот со три краци треба да се ротира во овален простор. Во суштина, тоа беше како фудбалска топка. машина за перење, но всушност се покажа дека моторот е извонредно избалансиран.

Како што роторот се ротира, тој создава три мали шуплини кои се одговорни за четирите фази од циклусот на напојување: вбризгување, компресија, моќност и издувни гасови. Звучи ефикасно, и тоа е. Односот на моќност и волумен е доста висок, но самиот мотор не блика, бидејќи неговата комора за согорување е многу издолжена.

Чудно, нели? А знаете што е уште почудно? Сè уште е во производство. Купете Mazda RX-8 и добијте луд мотор кој врти до 9000 вртежи во минута. Што чекаш? Повеќе во салонот!

Соединение Ајзенхут

Џон Ајзенхут е познат по измислувањето на интересен трицилиндричен мотор во кој двата најоддалечени цилиндри го напојувале средниот, „мртов“ неосветлен цилиндар со нивните издувни гасови, кој пак бил одговорен за излезната енергија. Ајзенхут предвиде 47 проценти економичност на горивото за неговиот мотор. Неколку години подоцна, компанијата пропадна и отиде во стечај. Извлечете свои заклучоци.

Панхард Рамен Близнак

Француската компанија Panhard стана позната по интересните мотори со алуминиумски блокови. Нивниот врв е дизајнот. Во крајна линија е дека блокот и главата на цилиндерот се заварени во една единица. Зафатнината на моторот се движеше од 0,61 до 0,85 литри, моќност - од 42 до 60 КС, во зависност од моделот. Изненадувачки факт: овој мотор е најчудниот учесник и победник (!!!) на трките на Ле Ман.

Commer Rootes TS3

Чуден мотор со чудно име. Трилитарскиот боксерски мотор Commer TS3 беше опремен со компресор и едно коленесто вратило (повеќето боксерски мотори имаат два). Многу интересен колос во секоја смисла на зборот.

Ланчестер Твин-Кранк Близнак

Ланчестер е основан во 1899 година, а една година подоцна го објавија својот прв автомобил Ланчестер Тен, опремен со четирилитарски атмосферски мотор со две коленесто вратило. Тој исцеди 10,5 коњски сили при 1250 вртежи во минута. Ако сè уште не сте виделе елегантно парче од инженерството, еве го.

Cizeta-Moroder Cizeta V16T

Како и Veyron, суперавтомобилот Cizeta беше произведен во ограничено издание, а неговиот мотор беше клучен дел. 560 коњи, 6 литри, распоред V-16. Всушност, ова се два V8 мотори кои користат заеднички блок. Да се ​​најде овој автомобил сега е потешко од чесен службеник. Бројот на произведени автомобили се чува во тајност.

Гоброн Брили се спротивстави на Пистон

Моторот Commer TS3 е направен со инспирација од ова француско инженерско чудо. Клиповите се наоѓаа еден спроти друг. Првиот пар беше одговорен за коленестото вратило, вториот - за поврзувачките шипки поврзани со коленестото вратило под агол од 180 °.

Компанијата произведе широк спектар на мотори, од 2,3-литарски двоцилиндрични до 11,4-литарски шестцилиндри. Имаше и огромен четирицилиндарец од 13,5 литри тркачки мотор, благодарение на што ознаката за брзина од 100 милји на час за прв пат беше помината во 1904 година.

Адамс Фарвел

Самата идеја да имате мотор кој се врти зад вас во автомобил е доста интересна, па затоа овој мотор се најде на нашата листа. Во принцип, не се ротираше целиот мотор, туку само цилиндрите и клиповите, бидејќи коленестото вратило беа цврсто фиксирани. Поставени во круг, цилиндрите се ладеа со воздух и личеа на тркало што се врти.

Самиот мотор беше поставен зад возачкото седиште, кое беше турнато што е можно повеќе напред. Идеално коло за смртоносен исход за време на несреќа.

Бонус! Луди автомобилски мотори кои не се берзански

Крајслер А57 Мултибанк

30 цилиндри, пет карбуратори, пет дистрибутери - тоа се случува кога Америка тргнува на војна. Ова чудовиште ги напојуваше познатите тенкови како М3А4 Ли и М4А4 Шерман со своите 425 сили.

Британски тркачки моторс H-16

Да не зборуваме дека тоа би било кривично дело. Трилитарскиот мотор имаше 32 вентили H-16, во суштина два мотори со осум цилиндри, составени од инженер по име Тони Руд. Издаваше над 400 КС, но беше несигурен и ужасно висок. Во 1966 година, овој мотор победи на трката за ГН на САД во Формула 1, управувана од Џим Кларк.

Повеќе од 100 години, моторите со внатрешно согорување се користат во индустријата за патнички автомобили и за сето ова време не револуционерни промениво нивната работа или индустриска структура не била измислена. Сепак, овие мотори имаат многу недостатоци. Инженерите секогаш се бореле против нив, како и до денес. Се случува некои идеи да прераснат во прилично оригинални и импресивни технички решенија. Некои од нив остануваат во фаза на развој, додека други се имплементираат на некои серии на автомобили.

Ајде да зборуваме за најинтересните инженерски случувања во областа на „автомобили“

Забележителни факти од историјата

Класичниот четиритактен мотор бил измислен уште во 1876 година од германски инженер по име Николаус Ото, циклусот на работа на таков мотор со внатрешно согорување (ICE) е едноставен: внес, компресија, удар, издувни гасови. Но, 10 години по верзијата на Ото, британскиот пронаоѓач Џејмс Аткинсон предложи да се подобри оваа шема. На прв поглед, циклусот Аткинсон, неговиот редослед на циклус и принципот на работа се исти како и моторот што го измислил Германецот. Сепак, всушност тоа е сосема поинаков и многу оригинален систем.

Пред да зборуваме за промените во класичната структура на моторот со внатрешно согорување, да го погледнеме принципот на работа на таков мотор, за сите да разберат за што зборуваме.

3-Д модел на мотор со внатрешно согорување:

Коментари и наједноставната шема ICE:

Аткинсоновиот циклус

Прво, моторот Аткинсон има уникатно коленесто вратило со офсет точки за монтирање.

Оваа иновација овозможи да се намали количината на загуби од триење и да се зголеми нивото на компресија на моторот.

Второ, моторот Аткинсон има различни фази на дистрибуција на гас. За разлика од моторот Otto, каде што вентилот за довод се затвора речиси веднаш штом клипот ќе помине до дното, моторот на британскиот пронаоѓач има многу подолг удар на доводот, што предизвикува затворање на вентилот кога клипот е веќе на половина пат до мртвата точка на горниот дел на цилиндарот. Во теорија, таквиот систем требаше да го подобри процесот на полнење на цилиндрите, што пак ќе доведе до заштеда на гориво и зголемување на моќноста на моторот.

Генерално, циклусот Аткинсон е 10% поефикасен од циклусот Ото. Но, сепак, автомобилите со таков мотор со внатрешно согорување не се масовно произведени и не се произведуваат.

Аткинсоновиот циклус во пракса

И работата е во тоа што таков мотор може да го обезбеди неговото нормално функционирање само при големи брзини, во празен òд - има тенденција да заглави. За да се спречи тоа да се случи, програмерите и инженерите се обидоа да воведат компресор со механика во системот, но неговата инсталација, како што се испостави, ги намалува речиси на нула сите предности и предности на моторот Аткинсон. Со оглед на ова, автомобилите со таков мотор практично не се произведуваа во серија. Еден од најпознатите е Mazda Xedos 9 / Eunos 800, произведен во 1993-2002 година. Автомобилот беше опремен со 2,3-литарски V6 мотор, со моќност од 210 КС.

Mazda Xedos 9/Eunos 800:

Но, производителите хибридни автомобилисо задоволство почна да го применува овој циклус на мотори со внатрешно согорување во развојот. Бидејќи при мала брзина таков автомобил се движи со помош на својот електричен мотор, а за забрзување и брзо возење му треба бензинец, тука можете максимално да ги оживеете сите предности на циклусот Аткинсон.

Вентил за калем

Главниот извор на бучава во моторот на автомобилот е механизмот за дистрибуција на гас, бидејќи има доста подвижни делови - разни вентили, туркачи, брегасти вратилаитн. Многу пронаоѓачи се обидоа да го „смират“ таков тежок механизам. Можеби најуспешен беше американскиот инженер Чарлс Најт. Тој измислил сопствен мотор.

Нема ниту стандардни вентили ниту погон за нив. Овие делови се заменуваат со калеми, во форма на два ракави кои се поставени помеѓу клипот и цилиндерот. Уникатниот погон ги натера калемите да се движат кон горните и долните позиции, тие, пак, ги отворија прозорците во цилиндерот во вистинско време, каде што влезе горивото, а издувните гасови беа испуштени во атмосферата.

За почетокот на 20 век, таков систем беше прилично тивок. Не е ни чудо што сè повеќе производители на автомобили се заинтересираа за неа.

Само сега таквиот мотор беше далеку од евтин, поради што се вкорени само кај престижните марки, како што се Mercedes-Benz, Daimler или Panhard Levassor, чии купувачи бркаа максимална удобност, а не евтина цена.

Но, староста на моторот, измислена од Најт, беше краткотрајна. И веќе во 30-тите години на минатиот век, производителите на автомобили сфатија дека моторите од овој тип се прилично непрактични, бидејќи нивниот дизајн не е целосно сигурен, а високиот степен на триење помеѓу калеми ја зголемува потрошувачката на гориво и масло. Затоа беше можно да се препознае автомобил со мотор со внатрешно согорување од овој тип по синкавата магла од издувната цевка на автомобилот од запалената маст.

Во светската практика постоеја многу различни решенија на полето на модернизацијата класичен моторвнатрешно согорување, сепак, неговата оригинална шема преживеала до ден-денес. Некои производители на автомобили, се разбира, ги применуваат откритијата на успешните научници и занаетчии, но во суштина, моторот со внатрешно согорување остана ист.

Написот користи слики од сајтовите www.park5.ru, www.autogurnal.ru

Концептот на моторот, измислен од Кармело Скудери, американски самоук автомеханичар, се заснова на принципот на одвојување на цилиндрите на работни и помошни. За разлика од Ото шемата, кај моторот SCC (согорување со поделен циклус), има еден работен циклус за секое вртење на вратилото. Помошните цилиндри, во кои клипот го компресира воздухот, се поврзани со главните преку бајпас канали. Во секој од каналите има два вентили - компресија и проширување. Во просторот меѓу нив, воздухот го достигнува максималното ниво на компресија. Вбризгувањето на горивото во комората за согорување на работниот цилиндар се случува истовремено со отворањето на експанзиониот вентил, а палењето се случува откако клипот ќе го помине горниот мртов центар. Бран гасови, како што беше, го допира, исклучувајќи ја детонацијата на смесата. За време на виртуелните тестови на линискиот прототип на моторот Scuderi, беше откриено дека е многу стабилен. Коефициентот на отстапување на параметрите на работните циклуси од просечната вредност во најпроблематичната зона на брзина - од празен до илјада и пол - за SCC е речиси двојно помал отколку кај моторот со внатрешно согорување Otto: 1,4% наспроти 2.5. На прв поглед, ова не е многу, но за професионалците разликата е огромна. Овој индикатор укажува на многу висок квалитет на смесата и нејзината најпрецизна доза. Природно аспирираниот четирицилиндричен линиски Scuderi мотор е 25% поекономичен од конвенционалните колеги во однос на моќноста, а неговата оригинална хибридизирана верзија на Scuderi Air-Hybrid е 30-36%. Во Air-Hybrid, воздухот во воздушниот акумулатор е претходно компримиран кога возилото забавува. Потоа, воздухот се доставува до бајпасот, со што се намалува оптоварувањето на помошниот клип на цилиндрите.

Мотор Скундери. Производството на мотори на системот Carmelo Scuderi може лесно да се организира во секое претпријатие за изградба на мотори користејќи традиционални склопови. Но, дали им треба на производителите? ..

Во 2011 година, компанијата ќе воведе мотор од втора генерација со архитектура во форма на V, во кој каналите за бајпас ќе бидат направени во форма на посебни модули. Во првата верзија - со цврста глава - тие беа во ѕидот помеѓу парови цилиндри. Шемата во форма на V овозможува подобар пристап до нив од ресиверот и обезбедува поефикасно ладење на единицата. Според прогнозите на научниците од Југозападниот истражувачки институт, кои се тесно ангажирани во фино подесување на виртуелен модел на линиски мотор, разликата во ефикасноста помеѓу таквите „четири“ и еквивалентен мотор Ото ќе достигне 50%. Малата тежина, одличната густина на моќност (135 КС на литар) и технолошката едноставност на SCC го прават многу ветувачки за имплементација. Познато е дека неколку играчи од големата лига на глобалната автомобилска индустрија, како и производители на компоненти, покажуваат близок интерес за тоа одеднаш. Особено, позната компанијаРоберт Бош. Претседателот на Групацијата Скудери, Сал Скудери, е сигурен дека за три години замислата на неговиот татко ќе оди во серија.

Малку е веројатно дека Lotus Omnivore некогаш ќе стане главна единица за напојување на автомобилот. Но, како помошен - на пример, генератор - тоа е сосема погодно.

Лотус сештојад

Кој рече дека два локали се минато? Инженерите на Lotus Engineering веруваат дека потенцијалот на двотактните мотори е сериозно потценет од производителите на автомобили, а ненаситноста е само мит. Тие го предвидуваат своето триумфално враќање во 2013 година под капите на сериските автомобили. Во 2009 година, во Женева, компанијата го претстави концептниот мотор Omnivore од 500 кубици, кој работи на секаков вид течно гориво. Моторот сјае одеднаш со неколку иновативни технологии, од кои главната е променлив сооднос на компресија со помош на подвижен горен ѕид на комората за согорување. Во зависност од видот на горивото и оптоварувањето, компресијата во Omnivore може да варира од 10 до 40 до еден. Подготовката на избалансирана мешавина воздух-гориво е обезбедена од системот за директно вбризгување Orbital FlexDI со два инјектори, а параметрите на издувните гасови се контролираат со патентираниот вентил за фаќање CTV (Charge Trapping Valve). Се чини дека Британците успеаја во она кон што се стремат сите развивачи на иновативни мотори со внатрешно согорување: во циклусот на тестови на клупата, Omnivore самоуверено го одржуваше режимот на согорување HCCI дури и во мирување и во „црвената зона“. Дизајнот Omnivore е исто така извонреден по тоа што неговиот блок и глава се обликувани во едно парче.

Екомоторс OPOC. Една од главните предности на дизајнот на професорот Хофбауер е способноста да „стави“ сè повеќе парови цилиндри на коленестото вратило, добивајќи нешто како модуларен мотор.

Според спецификацијата, концептот е за 10% поекономичен од атмосферските бензински мотори со еднаква моќност, а во однос на чистотата на издувните гасови лесно ги достигнува стандардите Еуро-6. Ако Lotus може да ги заинтересира производителите на автомобили, тогаш потомците на концептот Omnivore ќе бидат првите кандидати за улогата на генератори на одборот за електрични хибриди. За ова, тие имаат сè: непретенциозност, максимална компактност и висок енергетски интензитет.

Екомоторс OPOC

Меѓу компаниите кои се обидуваат да го испратат класичниот мотор со внатрешно согорување на депонија, американските Ecomotors се издвојуваат не само поради екстравагантноста на нивните идеи. Тешкиот боксерски мотор на OPOC беше благословен од титанот на ризичен капитал Винод Косла и милијардерот Бил Гејтс. Одборот на директори на малата компанија вклучува неколку луѓе чии имиња служат како пропусница за затворениот клуб на автопроизводители, а штандовите на Ecomotors станаа познати во најелитните светски салони за автомобили.

Спротивниот двотактен двоцилиндричен модуларен мотор со внатрешно согорување наречен OPOC беше измислен уште во доцните 1990-ти од страна на професорот Питер Хофбауер, кој долго време работеше како главен чувар во Фолксваген. Супер-компактниот дизел мотор Hoffbauer покажува невидена висока специфична моќност од околу 3 КС. по килограм тежина. На пример, „цевка“ од сто килограми произведува 325 КС. и вртежен момент од 900 Nm. Во исто време, ефикасноста на OPOC е многу блиску до 60%, двапати надминувајќи ги модерните дизел моторисо комплексен поттик. Еден од главните „чипови“ на овој противник е способноста да се состави од посебни модули, од кои секој е полноправен мотор, електрани со линиски 4-, 6- и 8-цилиндрични конфигурации. Парадоксално, и покрај целото полнење, OPOC работи со прилично скромни соодноси на компресија во рамките на 15-16 спрема еден и не бара посебна подготовка на горивото.

Во принцип, OPOC е цевка со два пара клипови кои прават истовремени повеќенасочни движења. Просторот помеѓу парот е комората за согорување. Поврзувачките шипки со невообичаено долго стебло ги поврзуваат клиповите со централно коленесто вратило. Млазницата за инјектирање е инсталирана во центарот на комората, а влезните и излезните порти се наоѓаат во областа на долниот мртов центар на централните клипови. Пристаништата заменуваат сложени вентили и брегаста осовина. Важен дизајнерски елемент е електричен турбополнач со претходно загревање на воздухот, кој ги заменува, особено, вообичаените приклучоци за сјај. Во моментот на стартување, турбината испорачува полнење на компримиран воздух загреан до 100 °C до комората за согорување.

ИРИС. Главната „карактеристика“ на дизајнот на моторот ирис е високата корисна површина на ливчињата „клипни“. Фиксираните ѕидови зафаќаат само 30% од вкупната површина на комората за согорување, што може значително да ја зголеми ефикасноста на моторот.

Тестовите на клупата на шестата генерација на моторот моментално се во тек во сопствениот технички центар на Екомоторс, а ќе бидат завршени на почетокот на 2012 година, според претседателот на компанијата Доналд Ранкл, поранешен потпретседател на Џенерал Моторс. И тоа повеќе нема да биде уште еден работен прототип, туку единица дизајнирана за транспортерот. Сепак, интересот за развојот не е само кај возачите, туку и кај војската, производителите на авиони, градежниците и рударите. Планирано е да се произведат четири типа OPOC модули одеднаш со дијаметар на клипот од 30, 65, 75 и 100 mm.

ИРИС

За многу луѓе, гледањето на бизарно движење, вртење и пулсирање машини е успешна замена за апчиња за стрес.

Впечатливата идеја на научникот, пронаоѓачот и претприемач од Денвер, Тимбер Дик, кој трагично загина во сообраќајна несреќа во 2008 година, може да се припише на хомеопатски лекови од оваа категорија. Но, моторот со внатрешно согорување IRIS (Internally Radiating Impulse Structure), и покрај сета своја оригиналност, воопшто не е празна школка. Заштитен од сите страни со патенти, тој доби награди за иновации од НАСА, нафтената корпорација ConocoPhillips и хемискиот гигант Dow Chemical. Двотактен мотор со внатрешно согорување со променлива геометрија и површина на клипот, според пресметките, има ефикасност од 45%, компактни димензии и мала тежина. Дополнително, ако го усвојат производителите на автомобили, купувачот нема да мора да плаќа премногу - цената на единицата нема да биде повисока од онаа на конвенционалните бензински мотори.

RLDVS. Разликата помеѓу моторот со ротирачки лопатки и сите други споменати во материјалот е тоа што тој е на неколку милиметри од масовното производство. Во 2011 година се закажани тестови на рускиот Yo-mobile со сличен мотор, а од 2012 година - серија.

Според Дик, во стандардниот пар најмногу „комора за согорување - работна површина на клипот“. слаба точкае постојан контакт област. Главата сочинува само 25% од вкупната површина на камерата. Во концептот IRIS, шест клипови, кои се челични, брановидни ливчиња, имаат корисна површина од речиси три пати поголема - фиксните ѕидови на комората заземаат само 30% од површината.

Воздухот влегува во комората за согорување преку доводните вентили кога ливчињата се на максимално растојание од центарот. Во исто време, издувните гасови се отстрануваат преку отворените издувни вентили. Потоа ливчињата, осцилирајќи се на шахтите, блиску до средината на комората, го компресираат воздухот. Во моментот на максимален пристап со целосно затворени вентили, горивото се вбризгува и се запали. Како што топлите гасови се шират, тие ги раздвојуваат ливчињата од клипот, што, пак, предизвикува ротација на вратилата. Издувните вентили се отвораат на горниот мртов центар. Потоа сè се повторува одново и одново. Прилично едноставен менувач ја претвора осцилацијата на шест вратила во ротација на главното вратило.

Руско ротирачко крило

Моторот со ротирачки лопатки (RLDVS) воопшто не е развој на 21 век. Неговиот дизајн беше измислен уште во 1930-тите, и оттогаш не помина ниту една деценија без појава на друг патент за нов RLD. Најпознат беше, можеби, моторот Вигријанов, создаден во 1973 година. Но, тие не сакаа да влезат во серијата RLD. Главниот проблем беше тешкотијата да се синхронизираат оските на роторите, а уште повеќе да се отстрани моментот од нив - во време на слаб развој на електрониката, синхронизаторот ја окупираше речиси целата просторија; RLD може да се користи само како стационарна електрана. Ова негираше една од неговите главни предности - компактноста и малата тежина.

RLD е цилиндар, внатре во кој се инсталирани два ротори на иста оска, секој со пар сечила. Сечилата го делат просторот на цилиндерот во работни комори; во секој се изведуваат четири работни циклуси по вртење на вратилото. Комплексноста на синхронизацијата првенствено се должи на нерамномерното движење на роторите релативно едни на други, нивната „пулсација“.

Но, штом се појави компактен и удобен механизам за синхронизација, RLD веднаш доби сериозна сериска перспектива. Најинтересно и најпријатно е што таков механизам беше развиен во Русија, во рамките на сензационалниот проект „yo-mobile“. Електраната yo-mobile тежи само 55 kg (35 е синхронизиран мотор, 20 е електричен генератор), а моќноста може да произведе околу 100 kW, иако за модели на производствоќе биде ограничен на 45 kW (60 КС). Покрај компактноста, RLD се карактеризира и со можност за скалирање. Може лесно да се зголеми до мала големина. морски моторсо моќност од 1000 kW. Односот моќ-тежина на електраната yo-mobile е сличен на дволитарски 150 коњски сили ICE традиционаленраспоред.