Аксијален мотор со внатрешно согорување Дјук Мотор

Ние сме навикнати на класичниот дизајн на мотори со внатрешно согорување, кој, всушност, постои веќе еден век. Брзото согорување на запаливата смеса во внатрешноста на цилиндерот доведува до зголемување на притисокот, што го турка клипот. Тоа, пак, го врти вратилото преку поврзувачката шипка и чудакот.

Класичен мотор со внатрешно согорување

Ако сакаме да го направиме моторот помоќен, пред сè треба да го зголемиме волуменот на комората за согорување. Со зголемување на дијаметарот, ја зголемуваме тежината на клиповите, што негативно влијае на резултатот. Со зголемување на должината, ја продолжуваме шипката за поврзување и ја зголемуваме големината на целиот мотор како целина. Или можете да додадете цилиндри - што, природно, исто така го зголемува добиениот волумен на моторот.

Инженерите на ICE за првиот авион наидоа на вакви проблеми. Тие на крајот дошле до прекрасен дизајн на моторот „ѕвезда“, каде што клиповите и цилиндрите се распоредени во круг во однос на вратилото под еднакви агли. Таквиот систем добро се лади со проток на воздух, но е многу голем. Затоа, потрагата по решенија продолжи.

Во 1911 година, компанијата за ротирачки мотори Макомбер од Лос Анџелес го претстави првиот од аксијалните (аксијални) мотори со внатрешно согорување. Тие се нарекуваат и мотори со „барел“, мотори со занишан (или кос) мијалник. Оригиналниот дизајн овозможува клиповите и цилиндрите да се постават околу и паралелно со главното вратило. Вртењето на вратилото се јавува поради занишан мијалник, кој наизменично се притиска со поврзувачките шипки на клипот.

Моторот Macomber имаше 7 цилиндри. Производителот тврдеше дека моторот е способен да работи со брзини од 150 до 1500 вртежи во минута. Во исто време, при 1000 вртежи во минута произведуваше 50 КС. Направен од материјали достапни во тоа време, тежел 100 kg и мери 710 x 480 mm. Таков мотор беше инсталиран во авионот на пионерскиот авијатичар Чарлс Френсис Волш, Walsh's Silver Dart.

Брилијантниот и малку луд инженер, пронаоѓач, дизајнер и бизнисмен Џон Захарија Делорин сонувал да изгради нова автомобилска империја за да се спротивстави на постојните и да направи сосема уникатен „автомобил од соништата“. Сите го знаеме DMC-12, кој едноставно се нарекува DeLorean. Не само што стана ѕвезда на екранот во филмот „Враќање во иднината“, туку се одликуваше и со уникатни решенија во сè, од алуминиумско тело на рамка од плексиглас до врати за галебирање. За жал, во позадина на економската криза, производството на автомобилот не се оправда. И тогаш Делорин имаше долго судење за случај на лажна дрога.

Но, малкумина знаат дека Делорен сакал да го надополни уникатниот изглед на автомобилот со уникатен мотор - меѓу цртежите пронајдени по неговата смрт имало и цртежи на мотор со внатрешно согорување аксијално. Судејќи според неговите писма, тој замислил таков мотор уште во 1954 година, а сериозно го започнал развојот во 1979 година. Моторот DeLorean имаше три клипа и тие беа распоредени во рамностран триаголник околу вратилото. Но, секој клип беше двостран - секој крај на клипот мораше да работи во свој цилиндар.

Цртеж од тетратката на Делореан

Поради некоја причина, раѓањето на моторот не се случи - можеби затоа што развојот на автомобил од нула се покажа како прилично комплициран потфат. DMC-12 беше опремен со 2,8-литарски V6 мотор Развојот на Peugeot, Рено и Волво со капацитет од 130 КС. Со. Истражувачкиот читател може да ги проучува скенирањата на цртежите и белешките на Делореан на оваа страница.

Егзотична опција аксијален мотор- „Требент мотор“

Сепак, таквите мотори не беа широко користени - во големата авијација постепено имаше транзиција кон турбомлазни мотори, а во автомобилите до денес се користи шема во која вратилото е нормално на цилиндрите. Единствено интересно е зошто таквата шема не се вкоренила кај мотоциклите, каде компактноста добро би дошла. Очигледно тие не успеаја да понудат некоја значајна корист во однос на дизајнот на кој сме навикнати. Сега постојат такви мотори, но тие се инсталирани главно во торпеда - поради тоа колку добро се вклопуваат во цилиндерот.

Варијанта наречена „Цилиндричен енергетски модул“ со двострани клипови. Перпендикуларните прачки во клиповите опишуваат синусоид, кој се движи по брановидна површина

Главната карактеристика на аксијалниот мотор со внатрешно согорување е неговата компактност. Покрај тоа, неговите способности вклучуваат промена на односот на компресија (волумен на комората за согорување) едноставно со менување на аголот на машината за перење. Машината се ниша на вратилото благодарение на сферичното лежиште.

Сепак, новозеландската компанија Duke Engines ја претстави својата модерна верзија на аксијален мотор со внатрешно согорување во 2013 година. Нивната единица има пет цилиндри, но само три млазници за вбризгување гориво и ниту еден вентил. Исто така интересна карактеристикамоторот е фактот дека вратилото и мијалникот ротираат во спротивни насоки.

Не само мијалникот и вратилото се вртат во внатрешноста на моторот, туку и сет цилиндри со клипови. Благодарение на ова, беше можно да се ослободи од системот на вентилите - во моментот на палење, цилиндерот што се движи едноставно поминува покрај дупката каде што се вбризгува гориво и каде што се наоѓа свеќичката. За време на фазата на издувни гасови, цилиндерот поминува покрај излезот за гас.

Благодарение на овој систем, бројот на потребни свеќички и инјектори е помал од бројот на цилиндри. И по вртење има вкупно ист број на удари на клипот како кај 6-цилиндричен мотор со конвенционален дизајн. Во исто време, тежината на аксијалниот мотор е 30% помала.

Покрај тоа, инженерите од Duke Engines тврдат дека односот на компресија на нивниот мотор е супериорен во однос на конвенционалните аналози и е 15:1 за бензин 91 (за стандарден автомобилски мотори со внатрешно согорувањеоваа бројка е обично 11:1). Сите овие индикатори може да доведат до намалување на потрошувачката на гориво и, како резултат на тоа, до намалување на штетните ефекти врз животната средина(или да ја зголемите моќноста на моторот - во зависност од вашите цели).

Компанијата сега ги носи моторите во комерцијална употреба. Во нашата ера на зрели технологии, диверзификација, економии на обем итн. Тешко е да се замисли како може сериозно да влијаете на индустријата. „Duke Engines“ очигледно го разбира и ова, и затоа има намера да ги понуди своите мотори за моторни чамци, генератори и мали авиони.

Демонстрација на ниски вибрации на моторот Дјук

Пронајдокот може да се користи во изградбата на мотори. Моторот со внатрешно согорување вклучува најмалку еден цилиндричен модул. Модулот вклучува вратило што има прва повеќеслојна камери аксијално монтирана на оската, втора соседна повеќеслојна камери и диференцијален погон на менувачот до првата камери со повеќе лобуси за ротација околу оската во спротивна насока околу вратилото. . Цилиндрите на секој пар се наоѓаат дијаметрално спротивно од вратилото со камери. Клиповите во пар цилиндри се цврсто меѓусебно поврзани. Камерите со повеќе лобуси имаат 3+n лобуси, каде што n е нула или парен цел број. Повратното движење на клиповите во цилиндрите му дава ротационо движење на вратилото преку врската помеѓу клиповите и површините на камерите со неколку работни лобуси. Техничкиот резултат е подобрување на вртежниот момент и контролните карактеристики на циклусот на моторот. 13 плата f-ly, 8 ill.

Пронајдокот се однесува на мотори со внатрешно согорување. Особено, пронајдокот се однесува на мотори со внатрешно согорување со подобрена контрола на различни циклуси за време на работата на моторот. Пронајдокот се однесува и на мотори со внатрешно согорување со повисок вртежен момент. Моторите со внатрешно согорување што се користат во автомобилите се генерално од типот на клип, во кој клипот што осцилира во цилиндерот го движи коленестото вратило низ поврзувачка прачка. Постојат бројни недостатоци во традиционалниот дизајн на клипниот мотор со механизам на чудак, недостатоците главно се должат на повратното движење на клипот и поврзувачката прачка. Развиени се бројни дизајни на мотори за да се надминат ограничувањата и недостатоците на традиционалните мотори со внатрешно согорување од типот на чудак. Овие случувања вклучуваат ротациони мотори, како што е моторот Ванкел и мотори во кои се користат камери или камери наместо барем коленесто вратилоа во некои случаи и поврзувачката прачка. Моторите со внатрешно согорување во кои камери или камери го заменуваат коленестото вратило се опишани, на пример, во Австралиската патентна пријава бр. 17897/76. Меѓутоа, иако напредокот во овој тип на мотори овозможи да се надминат некои од недостатоците на традиционалните клипни мотори со механизам за чуда, моторите што користат камери или камери наместо коленесто вратило не се користени во целост. Има и случаи на користење на мотори со внатрешно согорување со спротивно подвижни меѓусебно поврзани клипови. Опис на таков уред е даден во австралиската патентна пријава бр. 36206/84. Сепак, ниту ова обелоденување на темата, ниту слични документи не сугерираат дека концептот на клипови кои се испреплетуваат против движење може да се користи заедно со нешто друго освен коленестото вратило. Целта на пронајдокот е да се создаде камера со внатрешно согорување ротационен тип, што може да има подобрен вртежен момент и многу повеќе високи перформансиуправување со циклусот на моторот. Целта на пронајдокот е и создавање на мотор со внатрешно согорување, што овозможува да се надминат барем некои од недостатоците на постоечките мотори со внатрешно согорување. Во широка смисла, пронајдокот обезбедува мотор со внатрешно согорување кој вклучува најмалку еден цилиндричен модул, наведениот цилиндричен модул кој содржи: вратило кое има прва повеќеслојна камери аксијално поставена на вратилото и втора соседна повеќеслојна камера и a погон на диференцијален запченик до прва камери со повеќе лобуси за ротација околу оската во спротивна насока околу вратилото; - најмалку еден пар цилиндри, цилиндрите на секој пар се наоѓаат дијаметрално спротивно од вратилото со камери со неколку работни проекции кои се вметнуваат меѓу нив; - клипот во секој цилиндар, клиповите во пар цилиндри се цврсто меѓусебно поврзани; каде што камерите со повеќе лобуси содржат 3+n лобуси, каде што n е нула или парен цел број; и кај кои клипното движење на клиповите во цилиндрите му дава ротационо движење на вратилото преку врската помеѓу клиповите и површините на камерите со повеќе лобуси. Моторот може да содржи од 2 до 6 цилиндрични модули и два пара цилиндри по модул на цилиндрите. Паровите цилиндри можат да се наоѓаат под агол од 90 o еден до друг. Поволно, секоја камери има три лобуси, а секој лобус е асиметричен. Цврстата клипна спојка вклучува четири поврзувачки шипки кои се протегаат помеѓу пар клипови со поврзувачки шипки подеднакво распоредени околу периферијата на клипот, а поврзувачките шипки се обезбедени со водилки. Диференцијалната брзина може да се монтира внатре во моторот со ротирачки камери наназад, или на надворешната страна на моторот. Моторот може да биде двотактен мотор. Покрај тоа, врската помеѓу клиповите и површините на камерите со повеќе лобуси се врши преку валчести лежишта, што може да има заедничка оска, или нивните оски може да се поместат релативно едни на други и оската на клипот. Од горенаведеното, произлегува дека коленестото вратило и поврзувачките шипки на конвенционалниот мотор со внатрешно согорување се заменети со линеарно вратило и повеќеслојни камери во моторот според пронајдокот. Користењето на камери наместо распоред на поврзувачка прачка/ коленесто вратило овозможува поефикасна контрола на позиционирањето на клипот за време на работата на моторот. На пример, периодот во кој клипот е во горниот мртов центар (TDC) може да се продолжи. Следно од детален описСпоред пронајдокот, и покрај присуството на два цилиндри во најмалку еден пар цилиндри, во реалноста се создава уред со цилиндар-клип со двојно дејство со помош на спротивставени цилиндри со меѓусебно поврзани клипови. Цврстата интерконекција на клипот исто така го елиминира изобличувањето и го минимизира контактот помеѓу ѕидот на цилиндерот и клипот, а со тоа го намалува триењето. Употребата на две контра-ротирачки камери овозможува да се постигне поголем вртежен момент отколку кај традиционалните мотори со внатрешно согорување. Тоа е затоа што штом клипот го започнува својот моќен удар, тој има максимална механичка предност во однос на лобусот на камерите. Свртувајќи се сега на поспецифични детали за моторите со внатрешно согорување во согласност со пронајдокот, таквите мотори, како што е наведено погоре, вклучуваат најмалку еден цилиндричен модул. Се претпочита мотор со модул со еден цилиндар, иако моторите може да имаат од два до шест модули. Кај моторите со повеќе модули, едно вратило поминува низ сите модули или како еден елемент или како меѓусебно поврзани делови на вратилото. Исто така, цилиндричните блокови на мотори со повеќе модули можат да се формираат интегрално еден со друг или одделно. Модулот за цилиндри обично има еден пар цилиндри. Сепак, моторите според пронајдокот можат да имаат и два пара цилиндри по модул. Во цилиндричните модули кои имаат два пара цилиндри, паровите обично се наоѓаат под агол од 90° еден до друг. Во однос на камерите со повеќе лобуси кај моторите според пронајдокот, се претпочита камери со три лобуси. Ова овозможува шест циклуси на палење по вртење на камери во двотактен мотор. Сепак, моторите може да имаат и камери со пет, седум, девет или повеќе лобуси. Камерата може да биде асиметрична за да ја контролира брзината на клипот во одредена фаза од циклусот, на пример да го зголеми времето кога клипот останува во горниот мртов центар (TDC) или на дното мртвоточка (BDC). Оние кои се вешти во уметноста се проценува дека зголемувањето на времетраењето на горниот мртов центар (TDC) го подобрува согорувањето, додека зголемувањето на времетраењето на долниот мртов центар (BDC) го подобрува чистењето. Со прилагодување на брзината на клипот со помош на работниот профил, можно е и прилагодување на забрзувањето и примената на вртежниот момент на клипот. Особено, ова овозможува да се добие поголем вртежен момент веднаш по горниот мртов центар отколку кај традиционалниот клипен мотор со механизам за чудак. Друго карактеристики на дизајнот, обезбедени со променлива брзина на клипот, вклучуваат регулирање на брзината на отворање на отворот во однос на брзината на затворање и регулирање на брзината на компресија во однос на брзината на согорување. Првата камери со повеќе лобуси може да се монтира на вратилото со кој било метод познат во уметноста. Алтернативно, вратилото и првата камери со повеќе лобуси може да се произведуваат како еден елемент. Диференцијалната запчаница, која овозможува обратна ротација на првата и втората камери со повеќе лобуси, исто така ја синхронизира обратната ротација на камерите. Методот на диференцијален запченик на камери може да биде кој било метод познат во уметноста. На пример, косите запчаници може да се монтираат на спротивставените површини на првата и втората камери со повеќе навртки со најмалку еден запчаник помеѓу нив. Пожелно е да се инсталираат два дијаметрално спротивни запчаници. За потпорните запчаници е предвиден потпорен елемент во кој оската слободно се ротира, што дава одредени предности. Цврстата спојка на клиповите обично вклучува најмалку две поврзувачки прачки кои се монтирани меѓу нив и прицврстени на долната површина на клиповите во непосредна близина на периферијата. По можност, се користат четири поврзувачки прачки, подеднакво распоредени околу периферијата на клипот. Модулот на цилиндерот содржи водилки за поврзувачки шипки кои меѓусебно ги поврзуваат клиповите. Водечките чаури обично се конфигурирани да овозможат странично движење на поврзувачките шипки додека клипот се шири и се собира. Контактот помеѓу клиповите и површините на камерите помага да се намалат загубите од вибрации и триење. На долната страна на клипот има валчест лежиште за контакт со секоја површина на камерите. Треба да се забележи дека меѓусебното поврзување на клиповите, вклучително и пар клипови кои се спротивставуваат, овозможува клиренсот помеѓу површината за контакт на клипот (без разлика дали е валјак, носач или слично) и површината на камерите да биде прилагодени. Покрај тоа, овој метод на контакт не бара жлебови или слично на страничните површини на камерите за да се произведе традиционална спојна прачка, како што е случајот со некои мотори со сличен дизајн. Оваа карактеристикамотори со сличен дизајн кога преголемата брзина доведува до абење и прекумерна бучава, овие недостатоци во голема мера се елиминирани во овој изум. Моторите според пронајдокот можат да бидат двотактни или четиритактни. Во првиот случај, мешавината на гориво обично се снабдува со полнење. Сепак, секој тип на снабдување со гориво и воздух може да се користи заедно во четиритактен мотор. Модулите на цилиндрите според пронајдокот можат да служат и како компресори за воздух или гас. Другите аспекти на моторите на пронајдокот одговараат на она што е општо познато во уметноста. Сепак, треба да се забележи дека само снабдувањето со масло со многу низок притисок е потребно за диференцијалната опрема на камерите со повеќе лобуси, со што се намалува загубата на моќност за пумпа за масло. Покрај тоа, другите компоненти на моторот, вклучително и клиповите, може да примаат масло преку прскање. Во овој поглед, треба да се забележи дека прскањето масло на клиповите користејќи центрифугална силаслужи и за ладење на клиповите. Предностите на моторите според пронајдокот го вклучуваат следново: моторот има компактен дизајн со малку подвижни делови; - моторите можат да работат во која било насока кога се користат камери со неколку симетрични работни проекции; - моторите се полесни од традиционалните клипни моторисо механизам на чудак; - моторите полесно се произведуваат и склопуваат од традиционалните мотори;
- подолг прекин во работата на клипот, што е овозможен со дизајнот на моторот, овозможува да се користи помал однос на компресија од вообичаеното;
- отстранети се деловите со клипно движење, како што се поврзувачките шипки на вратилото на клипот и коленестото. Дополнителни предности на моторите според пронајдокот поради употребата на камери со повеќе лобуси се следните: камерите може полесно да се произведуваат од коленестото вратило; камерите не бараат дополнителни противтежи; а камерите го удвојуваат дејството како замаец, со што се обезбедува повеќе движење. Откако го разгледавме пронајдокот во широка смисла, сега даваме конкретни примери на пронајдокот во врска со придружните цртежи, кои се накратко опишани подолу. Сл. 1. Пресек на двотактен мотор, вклучувајќи еден цилиндерски модул со пресек по оската на цилиндерот и пресек во однос на вратилото на моторот. Сл. 2. Дел од пресекот долж линијата А-А од Сл. 1. Сл. 3. Дел од пресекот долж линијата Б-Б од Сл. 1 покажува детали од долниот дел на клипот. Сл. 4. Графикон кој ја покажува положбата на одредена точка на клипот при вкрстување на еден асиметричен лобус на камерите. Сл. 5. Дел од пресекот на друг двотактен мотор, вклучително и еден цилиндричен модул со пресек во рамнината на централното вратило на моторот. Сл. 6. Краен поглед на еден од блоковите на менувачот на моторот прикажан на Сл. 5. Сл. 7. Шематски приказ на дел од моторот, покажувајќи го клипот во контакт со камерите со три лобуси, кои се вртат во обратна насока. Сл. 8. Дел од клипот има лежишта во контакт со офсет камери. Идентичните позиции на фигурите се нумерирани идентично. На сл. 1 покажува двотактен мотор 1 вклучувајќи еден цилиндричен модул кој има еден пар цилиндри кои се состојат од цилиндрите 2 и 3. Цилиндрите 2 и 3 имаат клипови 4 и 5 кои се меѓусебно поврзани со четири поврзувачки прачки, од кои две се видливи на позициите 6а и 6б. Моторот 1 вклучува и централна осовина 7, на која се поврзани камери со три работни проекции. Камерата 9 е всушност иста со камери 8 како што е прикажано на сликата поради тоа што клиповите се на горниот мртов центар или на дното на мртвата точка. Клипови 4 и 5 контактни камери 8 и 9 преку валчести лежишта, чија положба е генерално означена со позициите 10 и 11. Други дизајнерски карактеристики на моторот 1 вклучуваат јакна за вода 12, свеќички 13 и 14, картер за масло 15, сензор 16 пумпа за масло и шахти за рамнотежа 17 и 18. Локацијата на влезните порти е означена со позициите 19 и 20, што исто така одговара на положбата на издувните порти. На сл. 2 ги прикажува камерите 8 и 9 подетално, заедно со вратилото 7 и диференцијалниот запченик, кои ќе бидат накратко опишани. Пресекот прикажан на Сл. 2, ротирано 90 o во однос на Сл. 1 и камерите се во малку поинаква положба во споредба со позициите прикажани на Сл. 1. Диференцијалната или синхронизирачката опрема вклучува коси опрема 21 на првата камери 8, запчеста запченица 22 на втората камери 9 и погонските запчаници 23 и 24. Погонските запчаници 23 и 24 се поддржани од потпирачот за запченик 25, кој е прикачен на куќиштето на вратилото 26. Куќиштето на вратилото 26 е по можност дел од цилиндерски модул. На сл. 2 го прикажува и замаецот 27, макара 28 и лежиштата 29-35. Првата камери 8 е суштински интегрална со вратилото 7. Втората камери 9 може да ротира во спротивна насока од камерите 8, но е временски контролирана за ротацијата на камерите 8 со диференцијален запченик. На сл. 3 ја покажува долната страна на клипот 5 прикажана на Сл. 1 за воведување на детали за валчести лежишта. На сл. 3 покажува клип 5 и вратило 36 што се протегаат помеѓу газдите 37 и 38. Лежиштата 39 и 40 се монтирани на вратилото 36, кои одговараат на валчестите лежишта како што е означено со бројките 10 и 11 на Сл. 1. Меѓусебно поврзаните поврзувачки прачки може да се видат во пресек на Сл. 3, еден од нив е означен со позицијата 6а. Прикажани се спојките низ кои минуваат меѓусебно поврзаните сврзувачки шипки, од кои едната е означена на 41. Иако Сл. 3 е направен во поголем обем од Сл. 2, следува дека валчестите лежишта 39 и 40 можат да дојдат во контакт со површините 42 и 43 на камерите 8 и 9 (сл. 2) за време на работата на моторот. Работата на моторот 1 може да се процени од Сл. 1. Движењето на клипот 4 и 5 од лево кон десно за време на моќниот удар во цилиндерот 2 предизвикува ротација на камерите 8 и 9 преку нивниот контакт со валчестото лежиште 10. Како резултат на тоа, се јавува ефект на „ножици“. Вртењето на камерите 8 предизвикува ротација на оската 7, додека обратната ротација на камерите 9, исто така, предизвикува ротација на камерите 7 со помош на диференцијален менувач (види Сл. 2). Благодарение на дејството на ножиците, повеќе вртежен момент се постигнува за време на моќниот удар отколку кај традиционалниот мотор. Навистина, соодносот дијаметар на клипот / удар на клипот прикажан на Сл. 1 може да се стреми кон значително поголема површина на конфигурација додека одржува соодветен вртежен момент. Друга дизајнерска карактеристика на моторите во согласност со пронајдокот, прикажана на Сл. 1, е дека еквивалентот на картерот е запечатен на цилиндрите, за разлика од традиционалните двотактни мотори. Ова овозможува да се користи гориво без масло, со што се намалуваат компонентите што се ослободуваат во воздухот од моторот. Контролата на брзината на клипот и времетраењето во горниот мртов центар (TDC) и долниот мртов центар (BDC) кога се користи асиметричен лобус на камери се прикажани на Сл. 4. Сл. 4 е график на одредена точка на клипот додека осцилира помеѓу средната точка 45, горниот мртов центар (TDC) 46 и долниот мртов центар (BDC) 47. Благодарение на лобусот на асиметричната камери, брзината на клипот може да да се прилагоди. Прво, клипот останува на горниот мртов центар 46 подолг временски период. Брзото забрзување на клипот на позиција 48 овозможува поголем вртежен момент за време на ударот на согорувањето, додека повеќе мала брзинаКлипот во положба 49 на крајот на ударот на согорувањето овозможува поефикасно прилагодување на отворот. Од друга страна, повеќе голема брзинаклипот на почетокот на ударот на компресија 50 овозможува побрзо затворање за подобрена економичност на горивото, додека ниската брзина на клипот на крајот 51 од овој удар обезбедува поголеми механички придобивки. На сл. 5 покажува друг двотактен мотор со едноцилиндричен модул. Моторот е прикажан во делумен пресек. Всушност, половина од блокот на моторот е отстранет за да се покаже внатрешен дел моторот. Напречниот пресек е рамнина што се совпаѓа со оската на централното вратило на моторот (види подолу). Така, блокот на моторот е поделен по централната линија. Сепак, одредени компоненти на моторот се исто така прикажани во пресек, како што се клиповите 62 и 63, главите на лежиштата 66 и 70, камерите со троен лобус 60 и 61 и черупката 83 поврзана со камери 61. Сите овие ставки ќе бидат разгледани подолу. Моторот 52 (слика 5) вклучува блок 53, глави на цилиндрите 54 и 55 и цилиндри 56 и 57. Свеќичката е вклучена во секоја глава на цилиндерот, но не е прикажана на цртежот за јасност. Оската 58 може да се ротира во блок 53 и е поддржана од валчести лежишта, од кои едниот е означен на 59. Оската 58 има прва камери со три лобуси 60 прикачена на неа, а камери се наоѓа во непосредна близина на камери со три лобуси 61 што ротира во спротивна насока. Моторот 52 вклучува пар цврсто меѓусебно поврзани клипови 62 во цилиндерот 56 и 63 во цилиндерот 57. Клиповите 62 и 63 се поврзани со четири поврзувачки прачки, од кои две се означени на 64 и 65. (Поврзувачките прачки 64 и 65 се во различни рамнина од останатите делови на пресекот на цртежот Исто така, контактните точки на поврзувачките шипки и клиповите 62 и 63 не се во иста рамнина на остатокот од пресекот во суштина исто како и за моторот прикажан на сл. 1. -3). Мостот 53а се протега во рамките на блокот 53 и вклучува дупки низ кои минуваат поврзувачките прачки. Овој мост ги држи поврзувачките шипки и, според тоа, клиповите во линија со оската на цилиндерскиот модул. Помеѓу долните страни на клиповите и површините на трите камери со лобуси се вметнуваат валчести лежишта. Во однос на клипот 62, на долната страна на клипот е поставена потпорна газа 66, која поддржува вратило 67 за валчести лежишта 68 и 69. Лежиштето 68 контактира со камери 60, додека лежиштето 69 контактира со камери 61. По можност , клипот 63 се вклучува идентично на потпорната газда 70 со вратило и лежишта. Исто така, треба да се забележи, со оглед на газдата за поддршка 70, дека мостот 53б има соодветен отвор за да се овозможи премин на газдата за поддршка. Мостот 53а има сличен отвор, но делот од мостот прикажан на цртежот е во иста рамнина како и поврзувачките шипки 64 и 65. Обратна ротација на камерите 61 во однос на камерите 60 се врши со диференцијален запченик 71 монтиран на надворешната страна на блокот на цилиндерот . Куќиштето 72 е предвидено за држење и покривање на компонентите на запчаникот. На сл. 5, куќиштето 72 е прикажано во пресек, додека запчаникот 71 и вратилото 58 не се прикажани во пресекот. Запчаникот 71 вклучува запчаник за сончање 73 на вратило 58. Запчаникот за сончање 73 е во контакт со погонските запчаници 74 и 75, кои пак се во контакт со запчаниците 76 и 77 на планетата. поврзани преку шахтите 78 и 79 со втор сет на планетарни запчаници 80 и 81, кои се монтирани со запчаник за сончање 73 на черупката 83. Бушот 83 е коаксијален во однос на вратилото 58, а дисталниот крај на черупката е прикачен на камерите 61. Погонските запчаници 74 и 75 се монтирани на шахтите 84 и 85, шахтите се потпираат со лежишта во куќиштето 72. Дел од запчаникот 71 е прикажан на Сл. 6. Сл. 6 е краен поглед на вратилото 58 како што се гледа од дното на Сл. 5. На Сл. 6, запчаникот за сончање 73 е видлив во близина на вратилото 57. Погонската опрема 74 е прикажана во контакт со планетата запчаник 76 на вратилото 78. Сликата, исто така, покажува втор планетарен запчаник 76 на вратилото 78. Сликата исто така покажува втор планетарен запчаник 80 во контакт со запчаник за сончање 32 на черупка 83. Од Сл. 6 следува дека ротацијата во насока на стрелките на часовникот на, на пример, вратилото 58 и сончевиот запчаник 73 има динамичен ефект врз ротацијата спротивно од стрелките на часовникот на запчаникот за сончање 82 и ракавот 83 преку запчаникот 74 и планетарните запчаници 76 и 80. Затоа, камерите 60 и 61 можат да ротираат во спротивна насока. Други дизајнерски карактеристики на моторот прикажани на Сл. 5 и принципот на работа на моторот се исти како и моторот прикажан на Сл. 1 и 2. Конкретно, надолниот потисок на клипот им дава дејство слично на ножицата на камерите, што може да резултира со обратна ротација преку диференцијалниот запченик. Треба да се нагласи дека додека во моторот прикажан на Сл. 5, обичните запчаници се користат во диференцијалната опрема, може да се користи и заоблената опрема. Исто така, обичните запчаници може да се користат во диференцијалната опрема прикажана на Сл. 1 и 2, мотори. Во моторите наведени на Сл. 1-3 и 5, оските на валчестите лежишта се порамнети, кои се во контакт со површините на камерите со три работни проекции. За понатамошно подобрување на карактеристиките на вртежниот момент, оските на валчестите лежишта може да се поместат. Мотор со офсет камери кој е во контакт со лежиштата е прикажан шематски на Сл. 7. Оваа слика, која е поглед долж централното вратило на моторот, покажува камери 86, спротивна ротирачка камера 87 и клип 88. Клипот 88 вклучува потпорни шипки 89 и 90 кои носат валчести лежишта 91 и 92 , лежиштата се прикажани во контакт со работните лобуси 93 и 99, соодветно, на камерите со три работни лобуси 86 и 87. Од Сл. 7 следува дека оските 95 и 96 на лежиштата 91 и 92 се поместени релативно едни на други и во однос на оската на клипот. Кога лежиштата се наоѓаат на одредено растојание од оската на клипот, вртежниот момент се зголемува со зголемување механичка предност. Детал за друг клип со поместени лежишта на долната страна на клипот е прикажан на Сл. 8. Клипот 97 е прикажан со лежиштата 98 и 99 сместени во куќиштата 100 и 101 на долната страна на клипот. Следи дека оските 102 и 103 на лежиштата 98 и 99 се поместени, но не во иста мера како лежиштата на Сл. 7. Следи дека поголемо одвојување на лежиштата, како што е прикажано на Сл. 7, го зголемува вртежниот момент. Горенаведените специфични отелотворувања на пронајдокот се однесуваат на двотактни мотори, треба да се забележи дека општи принциписе однесуваат на двотактните и четиритактните мотори. Подолу е забележано дека може да се направат многу промени и модификации на моторите како што е прикажано во горните примери без отстапување од опсегот и опсегот на пронајдокот.

Сите дијаграми се отвораат внатре целосна големинана кликнување.

СООБРАЌАЈ НА ДИНЕ

Особеноста двотактен дизелПрофесорот Петер Хофбауер, кој посвети 20 години од својот живот на работа во концернот Фолксваген, е два клипа во еден цилиндар кои се движат еден кон друг. И името го потврдува ова: Спротивни клипни цилиндри (OPOC) - спротивставени клипови, спротивставени цилиндри.

Слична шема беше користена во авијацијата и изградбата на тенкови уште во средината на минатиот век, на пример, на германскиот Јункер или советскиот тенк Т-64. Факт е дека во традиционалниот двотактен мотор, двата прозорци за размена на гас се блокирани со еден клип, а кај моторите со спротивставени клипови, влезниот прозорец се наоѓа во зоната на удар на еден клип, а прозорецот за издувни гасови во ударот. зона на вториот. Овој дизајн ви овозможува да го отворите прозорецот за издувни гасови порано и со тоа подобро да ја исчистите комората за согорување од издувните гасови. И затворете го однапред за да заштедите некои работна смеса, кој кај двотактен мотор обично се испушта во издувната цевка.

Кој е белегот на дизајнот на професорот? Во централната (помеѓу цилиндрите) локација на коленестото вратило, опслужувајќи ги сите клипови одеднаш. Оваа одлука доведе до прилично сложен дизајн на поврзувачката прачка. Има по еден пар од нив на секој дневник на коленестото вратило, а надворешните клипови имаат пар поврзувачки прачки лоцирани на двете страни на цилиндерот. Оваа шема овозможи да се помине со едно коленесто вратило (претходните мотори имаа два од нив, сместени на рабовите на моторот) и да се направи компактна, лесна единица. Кај четиритактните мотори, циркулацијата на воздухот во цилиндерот е обезбедена од самиот клип, во мотор OPOC - турбо полнење. За подобра ефикасност, електричниот мотор помага брзо да се забрза турбината, која во одредени режими станува генератор и ја враќа енергијата.

Прототипот, направен за армијата без еколошки стандарди, со маса од 134 кг развива 325 КС. Подготвена е и цивилна верзија - со околу стотина помалку моќност. Според креаторот, во зависност од верзијата, моторот ОРОС е 30–50% полесен од другите дизел мотори со споредлива моќност и два до четири пати покомпактен. Дури и во ширина (ова е најимпресивното димензионално мерење) ОРОС е само двојно поголем од еден од најкомпактните автомобилски единициво светот - двоцилиндричен Fiat Twinair.

Моторот OPOC е пример за модуларен дизајн: двоцилиндричните блокови можат да се состават во повеќецилиндрични единици со нивно поврзување електромагнетни спојки. Кога целосна моќне е потребно за да се заштеди гориво, може да се исклучат еден или повеќе модули. За разлика од конвенционалните мотори со преклопни цилиндри, каде што коленестото вратило ги придвижува дури и клиповите „одморени“, може да се избегнат механички загуби. Се прашувам како одат работите ефикасност на горивотои штетни емисии? Инвеститорот претпочита да го избегне ова прашање во тишина. Јасно е дека позициите на двотактните велосипеди се традиционално слаби овде.

ПОСЕБНИ ОБРОЦИ

Уште еден пример за оддалечување од традиционалната догма. Кармело Скудери навлегува во светото правило на четиритактните мотори: целиот работен процес мора да се одвива строго во еден цилиндар. Пронаоѓачот го подели циклусот помеѓу два цилиндри: едниот е одговорен за внесот на смесата и нејзината компресија, вториот за моќниот удар и издувните гасови. Во исто време, традиционалниот четиритактен мотор, наречен мотор со поделен циклус (SCC - Split Cycle Combustion), работи со само едно вртење на коленестото вратило, односно двојно побрзо.

Вака работи овој мотор. Во првиот цилиндар, клипот го компресира воздухот и го снабдува со поврзувачкиот канал. Вентилот се отвора, инјекторот вбризгува гориво, а смесата под притисок се влева во вториот цилиндар. Согорувањето во него започнува кога клипот се движи надолу, за разлика од моторот Ото, каде што смесата се запали малку порано отколку што клипот ќе го достигне горниот мртов центар. Така, запалената смеса не го попречува клипот што се движи кон него во почетната фаза на согорување, туку, напротив, го турка. Креаторот на моторот ветува специфична моќност од 135 КС. на литар работен волумен. Покрај тоа, со значително намалување на штетните емисии поради поефикасно согорување на смесата - на пример, со намалување на излезот на NOx за 80% во споредба со истиот индикатор за традиционален мотор со внатрешно согорување. Во исто време, тие тврдат дека SCC е 25% поекономичен од атмосферските мотори со еднаква моќност. Сепак, дополнителен цилиндар значи дополнителна маса, зголемени димензии и зголемени загуби при триење. Не можам да поверувам... Особено ако ја земеме како пример новата генерација на мотори со суперполнење направени под мотото намалување на големината.

Патем, за овој мотор беше измислена оригинална шема за обновување и полнење „во едно шише“ наречена Air-Hybrid. За време на сопирањето на моторот, цилиндерот со удар е исклучен (вентилите се затворени), а цилиндерот за компресија полни посебен резервоар со компримиран воздух. За време на забрзувањето, се случува спротивното: цилиндерот за компресија не работи, а складираниот воздух се пумпа во работниот - еден вид надополнување. Всушност, со оваа шема, не е исклучен целосниот пневматски режим, кога воздухот сам ги турка клиповите.

МОЌТА ОД ВОЗДУХ

Идејата за акумулација ја искористи и професорот Лино Гуцела компримиран воздухво посебен резервоар: еден од вентилите го отвора патот од цилиндерот до комората за согорување. Инаку е конвенционален моторсо турбо полнење. Прототипот е направен врз основа на 0,75-литарски мотор, нудејќи го како замена за... 2-литарски атмосферски мотор.

За да ја оцени ефективноста на неговото создавање, инвеститорот претпочита да го споредува со хибридни енергетски единици. Покрај тоа, со слични заштеди на гориво (околу 33%), дизајнот на Guzzella ја зголемува цената на моторот за само 20% - сложената гасно-електрична инсталација чини речиси десет пати повеќе. Меѓутоа, во примерокот за тестирање, горивото се заштедува не толку поради преполнување од цилиндерот, туку поради малото поместување на самиот мотор. Но, компримираниот воздух сè уште има перспективи во работата на конвенционален мотор со внатрешно согорување: може да се користи за палење на моторот во режимот „старт-стоп“ или за возење на автомобилот со мали брзини.

ТОПКАТА СЕ ВРТИ, СЕ врти...

Меѓу невообичаените ICE моторХерберт Хутлин има највпечатлив дизајн: традиционалните клипови и коморите за согорување се поставени во топката. Клиповите се движат во неколку насоки. Прво, едни кон други, формирајќи комори за согорување меѓу нив. Покрај тоа, тие се поврзани во парови во блокови, монтирани на една оска и ротираат по незгодна траекторија одредена со мијалник во облик на прстен. Куќиштето на блокот на клипот е комбинирано со запчаник кој го пренесува вртежниот момент до излезната осовина.

Поради цврстата врска помеѓу блоковите, кога едната комора за согорување се полни со смесата, издувните гасови истовремено се ослободуваат во другата. Така, за вртење на клипните блокови за 180 степени, се јавува 4-тактен циклус, а за целосна револуција се случуваат два работни циклуси.

Прва демонстрација на сферичен мотор кај Саемот за автомобили во Женеваго привлече вниманието на сите. Концептот е секако интересен - можете да ја гледате работата на 3D модел со часови, обидувајќи се да откриете како функционира овој или оној систем. Сепак, убава идеја мора да биде проследена со олицетворение во метал. И инвеститорот сè уште не кажал збор дури и за приближните вредности на главните показатели на единицата - моќност, ефикасност, еколошка пријатност. И, што е најважно, за производството и доверливоста.

МОДНА ТЕМА

Моторот со ротирачки лопатки бил измислен пред нешто помалку од еден век. И, веројатно, немаше долго да се сеќаваат на тоа да не се појави амбициозниот проект на руски народен автомобил. Под хаубата на „e-mobile“, иако не веднаш, треба да се појави мотор со ротирачко сечило, па дури и поврзан со електричен мотор.

Накратко за неговата структура. Оската содржи два ротори со пар сечила на секој, формирајќи комори за согорување со променлива големина. Роторите се вртат во иста насока, но со со различни брзини- едното се фаќа со другото, смесата меѓу сечилата се компресира, искра скока. Вториот почнува да се движи во круг за да го „турне“ соседот на следниот круг. Погледнете ја сликата: во долниот десен квартал има внес, во горната десна четвртина има компресија, потоа спротивно од стрелките на часовникот има удар и издувни гасови. Смесата се запали на горната точка на кругот. Така, при една ротација на роторот има четири потези на моќност.

Очигледните предности на дизајнот се компактноста, леснотијата и добрата ефикасност. Сепак, има и проблеми. Главната е прецизната синхронизација на работата на двата ротори. Оваа задача не е лесна, а решението мора да биде евтино, инаку „е-мобилниот“ никогаш нема да стане популарен.

Не е претерување да се каже дека повеќето самоодни уреди денес се опремени со мотори со внатрешно согорување со различен дизајн, користејќи различни оперативни концепти. Во секој случај, ако зборуваме за патниот транспорт. Во оваа статија подетално ќе го разгледаме моторот со внатрешно согорување. Што е тоа, како функционира оваа единица, кои се нејзините добрите и лошите страни, ќе дознаете со читање.

Принцип на работа на мотори со внатрешно согорување

Главниот принцип на работа на мотор со внатрешно согорување се заснова на фактот дека горивото (цврсто, течно или гасовито) гори во специјално доделен работен волумен во самата единица, претворајќи ја топлинската енергија во механичка енергија.

Работната мешавина што влегува во цилиндрите на таков мотор е компресирана. По неговото палење со помош на специјални уреди, a прекумерен притисокгасови кои ги принудуваат клиповите на цилиндерот да се вратат почетна позиција. Ова создава постојан работен циклус кој ја претвора кинетичката енергија во вртежен момент користејќи специјални механизми.

До денес уред за мотор со внатрешно согорувањеможе да има три главни типа:

• често се нарекува бели дробови;
• четиритактна енергетска единица, овозможувајќи да се постигнат повисоки вредности на моќност и ефикасност;
• со зголемени карактеристики на моќност.

Покрај тоа, постојат и други модификации на основните кола кои овозможуваат подобрување на одредени својства на електраните од овој тип.

Предности на моторите со внатрешно согорување

За разлика од енергетски единици, обезбедувајќи присуство на надворешни комори, моторот со внатрешно согорување има значителни предности. Главните се:

• многу покомпактни димензии;
• повеќе високи перформансимоќ;
• оптимални вредности на ефикасност.

Треба да се забележи, зборувајќи за моторот со внатрешно согорување, дека ова е уред кој во огромното мнозинство на случаи дозволува употреба на различни видови гориво. Може да биде бензин дизел гориво, природно или керозин, па дури и обично дрво.

Таквиот универзализам му донесе на овој концепт на мотор заслужена популарност, широка дистрибуција и вистинско светско лидерство.

Кратка историска екскурзија

Општо е прифатено дека моторот со внатрешно согорување датира од создавањето на клипната единица од Французинот де Ривас во 1807 година, која користела водород во гасовита агрегатна состојба како гориво. И иако оттогаш уредот со мотор со внатрешно согорување претрпе значителни промени и модификации, основните идеи на овој изум продолжуваат да се користат и денес.

Првиот четиритактен мотор со внатрешно согорување беше пуштен во продажба во 1876 година во Германија. Во средината на 80-тите години на 19 век, во Русија беше развиен карбуратор, што овозможи да се дозира снабдувањето со бензин до цилиндрите на моторот.

И на самиот крај на пред минатиот век, познатиот германски инженер ја предложи идејата за запалување на запалива смеса под притисок, што значително ја зголеми моќноста Карактеристики на ICEи индикаторите за ефикасност на единиците од овој тип, кои претходно оставија многу да се посакуваат. Оттогаш, развојот на мотори со внатрешно согорување продолжи главно по патот на подобрување, модернизација и воведување на различни подобрувања.

Главни типови и типови на мотори со внатрешно согорување

Сепак, повеќе од 100-годишната историја на единици од овој тип овозможи да се развијат неколку главни типови електрани со внатрешно согорување на гориво. Тие се разликуваат едни од други не само во составот на употребената работна смеса, туку и во дизајнерските карактеристики.

Бензински мотори

Како што имплицира името, единиците во оваа група користат различни видови бензин како гориво.

За возврат, таквите електрани обично се поделени во две големи групи:

• Карбуратор. Во такви уреди, мешавината на горивото се збогатува со воздушни маси во посебен уред (карбуратор) пред да влезе во цилиндрите. По што се запали со помош на електрична искра. Меѓу најистакнатите претставници од овој тип се моделите ВАЗ, чиј мотор со внатрешно согорување долго време беше исклучиво од типот карбуратор.
• Инјекција. Ова е покомплексен систем во кој горивото се вбризгува во цилиндрите преку специјален колектор и инјектори. Може да се појави или механички или преку специјален електронски уред. Системите за директно вбризгување Common Rail се сметаат за најпродуктивни. Инсталиран на скоро сите модерни автомобили.

Инјекција бензински моторигенерално се сметаат за поекономични и обезбедуваат повеќе висока ефикасност. Сепак, цената на таквите единици е многу повисока, а одржувањето и работењето се многу потешки.

Дизел мотори

Во зората на постоењето на единици од овој тип, многу често можеше да се слушне шега за моторот со внатрешно согорување, дека се работи за уред кој јаде бензин како коњ, но се движи многу побавно. Со пронаоѓањето на дизел моторот, оваа шега делумно ја изгуби својата важност. Главно затоа што дизелот може многу повеќе да работи на гориво низок квалитет. Ова значи дека ќе биде многу поевтин од бензинот.

Главната фундаментална разлика помеѓу внатрешното согорување е отсуството на присилно палење на мешавината на горивото. Дизел горивото се вбризгува во цилиндрите со помош на специјални млазници, а поединечни капки гориво се палат поради притисокот на клипот. Заедно со неговите предности, дизел моторот има и голем број на недостатоци. Меѓу нив се следниве:

• многу помала моќноство споредба со бензинските електрани;
• големи димензии и карактеристики на тежина;
• тешкотии при стартување при екстремни временски и климатски услови;
• недоволен вртежен момент и склоност кон неоправдани загуби на моќност, особено при релативно големи брзини.

Освен тоа, поправка на моторот тип на дизел, како по правило, е многу посложено и поскапо од прилагодувањето или враќањето на функционалноста на единицата за бензин.

Мотори на гас

И покрај евтиноста на природниот гас што се користи како гориво, дизајнот на моторите со внатрешно согорување што работат на гас е несразмерно покомплексен, што доведува до значително зголемување на цената на единицата како целина, особено на нејзината инсталација и работа.

Вклучено електранисличен тип течен или природен гасвлегува во цилиндрите преку систем на специјални менувачи, колектори и инјектори. Палењето на мешавината на горивото се случува на ист начин како и кај бензинските единици на карбураторот - со помош на електрична искра што произлегува од свеќичката.

Комбинирани типови на мотори со внатрешно согорување

Малкумина знаат за комбинирано ICE системи. Што е тоа и каде се користи?

Ние, се разбира, не зборуваме за модерно хибридни автомобили, способен да работи и на гориво и на електричен мотор. Комбинирани моторивнатрешното согорување обично се нарекува такви единици кои комбинираат елементи различни принципи системи за гориво. Повеќето истакнат претставниксемејствата на таквите мотори се единици на гас-дизел. Во нив, мешавината на гориво влегува во блокот на моторот со внатрешно согорување на речиси ист начин како и во единиците за гас. Но, горивото се запали не со помош на електрично празнење од свеќа, туку со дел за палење на дизел гориво, како што се случува во конвенционалниот дизел мотор.

Одржување и поправка на мотори со внатрешно согорување

И покрај прилично широк спектар на модификации, сите мотори со внатрешно согорување имаат слични основни дизајни и кола. Меѓутоа, за да се изврши висококвалитетно одржување и поправка на мотор со внатрешно согорување, неопходно е темелно да се знае неговата структура, да се разберат принципите на работа и да се идентификуваат проблемите. За да го направите ова, се разбира, неопходно е внимателно да се проучи дизајнот на мотори со внатрешно согорување од различни типови, да се разбере целта на одредени делови, склопови, механизми и системи. Ова не е лесна задача, но многу возбудлива! И што е најважно, тоа е неопходно.

Особено за испитувачките умови кои сакаат самостојно да ги сфатат сите мистерии и тајни на речиси секое возило, приближна фундаментална дијаграм на мотор со внатрешно согорувањее прикажано на фотографијата погоре.

Значи, дознавме што е оваа енергетска единица.

Корисниот модел се однесува на полето на изградба на мотори. Предложен е дизајн за мотор кој работи на двотактен циклус со надополнување и комбинирана шема за размена на гасови, во која во текот на првата фаза цилиндерот се прочистува и се полни со еден воздух според вообичаената шема за размена на гасови во комората на колекторот. за време на втората фаза, цилиндерот е под притисок, прекумерно збогатен во карбураторот, компресиран во мешавината на горивото на компресорот преку влезните порти во цилиндерот со фази на довод што ги надминуваат издувните фази. За да се спречат производите од согорувањето да влезат во цилиндерот во ресиверот за време на експанзиониот удар, прозорците се затвораат со специјален прстен кој делува како калем, контролиран од камери или ексцентрик на дневникот на коленестото вратило, или кое било друго вратило кое синхроно ротира со тоа.

Моторот е направен со два спротивставени цилиндри монтирани на еден заеднички картер и три коленесто вратило, од кои едната има две рачки лоцирани под агол од 180° во однос на едни со други. Цилиндрите содржат клипови со два клипни иглички поврзани со поврзувачки шипки со коленестото вратило, симетрично лоцирани во однос на оската на цилиндерот. Клиповите се состојат од глава со прстени за компресија и двострано здолниште. Долниот дел од здолништето е направен во форма на престилка што ги покрива издувните порти кога клипот е во горниот мртов центар (TDC). Кога клипот е на дното на мртвата точка (BDC), престилка се наоѓа во областа што ја зафаќаат коленестото вратило. Горниот дел од здолништето, кога клипот е на TDC, влегува во прстенестиот простор што се наоѓа околу комората за согорување. Секој цилиндар на моторот е опремен со индивидуален компресор, чии клипови се поврзани со помош на прачка со клиповите на моторот на спротивставените цилиндри.

Економскиот ефект на намалување на потрошувачката на гориво по цена на бензин од 35 рубли/л. ќе биде околу 7 рубли / kWh, т.е. мотор од 20 kW ќе заштеди околу 70.000 рубли или 2.000 литри бензин во работен век од 500 часа.

Имајќи го предвид присуството на високи енергетско-економски показатели во однос на моќноста, тежината и димензиите, обезбедени со употреба на 2-тактен циклус, преполнување, намалување на потрошувачката на гориво за 25-30%, додека траењето на моторот се одржува во истите граници од 5.001.000 работни часови поради намалувањето на оптоварувањата на лежиштата на поврзувачката прачка на коленестото вратило при удвојување, предложениот дизајн на моторот во верзија со 2 или 4 цилиндри со моќност до 2060 kW може да најде примена во електрани на авиони , планирање на мали садови со мотори во форма на воздух или пропелери, преносни моторизирани производи што ги користи населението, во одделенијата на Министерството за вонредни ситуации, Армијата и Воената морнарица, како и во други инсталации каде што е потребна мала специфична тежина и димензии.

Предложениот корисен модел се однесува на полето на изградбата на моторот, особено на двотактните мотори со внатрешно согорување на карбураторот (ICE), кои ги пренесуваат силите од притисокот на гасот до клипот преку коленестото вратило симетрично лоцирано во однос на оската на цилиндерот и ротирачки во спротивни насоки.

Овие мотори имаат голем број на предности, од кои главни се можноста за балансирање на силите на инерција на клипни подвижни маси поради противтежите на коленестото вратило, отсуството на сили што предизвикуваат зголемено триење на клипот на ѕидовите на цилиндерот, отсуството на реактивен вртежен момент, високи специфични енергетско-економски параметри во однос на моќноста и тежината и димензиите, намалени оптоварувања на лежиштата на поврзувачката прачка на коленестото вратило, кои главно го ограничуваат животниот век на моторот.

Познат е двотактен карбураторски мотор со коло за размена на гасови со коленесто-комора, кој содржи цилиндар, клип сместен во него со два клипни иглички, две коленесто вратило симетрично лоцирани во однос на оската на цилиндерот, секоја од нив поврзана со поврзувачка прачка со еден од игличките на клипот. ( Двотактен моторвнатрешно согорување. Патент RU 116906 U1. Бедњагин Л.В., Лебединскаја О.Л. Бик. 16. 2012).

Моторот се разликува по тоа што клипот е направен во форма на глава со двострано здолниште, долниот дел од здолништето, кога клипот е во долниот мртов центар (BDC), се наоѓа во областа окупирана од коленестото вратило, горниот дел од здолништето, кога клипот е на горниот мртов центар (TDC), делумно влегува во прстенестиот простор лоциран околу комората за согорување, при што влезните и издувните порти се наоѓаат на две нивоа: влезните порти се наоѓаат над главата на клипот кога е на BDC, издувните порти се наоѓаат над горниот раб на здолништето.

Познат е дизајнот на моторот, направен според шемата еден цилиндар - две коленесто вратило, обезбедувајќи зголемена моќност преку употреба на полнење (двотактен мотор со внатрешно согорување со полнење. Апликација 2012132748/06 (051906). 31.07.12), каде што коаксијално со цилиндерот на моторот е поставен цилиндар на компресорот (суперполнач), чиј клип е поврзан со клипот на моторот со помош на прачка, надворешната празнина за празнење на пумпата е поврзана со канали до просторот на картерот, од кој неговата внатрешна празнина е изолирана со помош на заптивната чаура поставена на шипката и фиксирана помеѓу двете половини на картерот. Надворешната празнина на компресорот обезбедува дополнително снабдување со мешавината на горивото до картерот на моторот. За да се обезбеди дополнително полнење, цилиндерот на моторот е опремен со дополнителни влезни (чистење) прозорци лоцирани над главните, со фази на довод што ги надминуваат издувните фази, додека вентилите за проверка се поставени меѓу нив во рамнината на конекторот на цилиндерот и картерот, спречувајќи изгореници горивните производи од влегување во цилиндерот во картерот кога притисокот во него го надминува притисокот внатре во картерот. Наведениот мотор е прототип на предложениот PM дизајн.

Сите двотактни мотори со карбуратор со шема за размена на гасови во комората со чуда (прочистување и полнење на цилиндерот со смеса од свежо гориво), вклучувајќи го и прототипот, имаат заеднички значителен недостаток - зголемена потрошувачкагориво поврзано со губење на дел од горивото за време на прочистувањето, извршено директно од мешавината на горивото.

Работата за отстранување на овој недостаток практично се изведува во една насока - чистење со чист воздух и користење директно вбризгување гориво во цилиндерот. Главната тешкотија да се спречи воведувањето системи за директно вбризгување гориво кај двотактните мотори е висока ценаопрема за снабдување со гориво, која на мали мотори или мотори кои работат повремено (на пример, пумпа за противпожарна машина), по тековни цени, не се исплати за целиот период на нивното работење.

Втората причина е проблемот со обезбедување на оперативност опрема за горивои квалитетот на формирањето на смесата поради потребата да се удвои фреквенцијата на снабдување со гориво во цилиндерот при користење на двотактен циклус и дополнително да се зголеми, земајќи ги предвид растечките трендови во режимите на брзина на моторите со внатрешно согорување, а особено на малите кои работат на двотактен циклус.

Сепак, не треба да се очекува дека создавањето на нова, понапредна опрема за „двотактни“ мотори ќе ја зголеми економската изводливост на неговата употреба на горенаведените мотори, бидејќи ќе биде уште поскапо.

Техничкиот резултат од предложениот дизајн на моторот е намалување специфична потрошувачкагориво до вредност од 380410 g/kWh, што е за 2530% пониско од она на комерцијално произведените двотактни карбураторски мотори со шема за размена на гасови во комората со чудак (Изгледи двотактни мотори со внатрешно согорувањена авиони за општа авијација. В. Новоселцев (http://www.aviajournal.com/arhiv/2004/06/02.html), притоа одржувајќи висока енергија и други индикатори кои ја обезбедуваат нејзината конкурентност.

За да се постигне овој резултат, користен е сет на решенија за дизајн:

1. Се користи двотактен мотор со внатрешно согорување, со два спротивставени цилиндри инсталирани на еден заеднички картер, кој обезбедува пренос на силите од притисокот на гасот до рачките на коленестото вратило, симетрично лоцирани во однос на оската на цилиндерот. Употребата на оваа шема ви овозможува да ги искористите нивните предности наведени погоре и рационално да ги поставите клипните компресори со нивниот погон за надополнување.

2. За да се имплементира двотактен циклус на работа на моторот со прочистување на комората на чудакот и да се подобрат неговите параметри, волуменот на комората на чудакот се намалува, за што се користи клип во форма на глава со двострано здолниште, обезбедување на поставување на долната обвивка во областа на коленестото вратило, а горната во прстенестата област, која се наоѓа околу комората за согорување.

3. Цилиндрите на моторот се опремени со три групи прозорци лоцирани на различни нивоа: прочистување на прозорците над дното на главата на клипот, кога е на BDC, издувни прозорци над горниот раб на здолништето на клипот. Во исто време, „временскиот пресек“ на прозорците се зголемува, феноменот на „краток спој“ - се елиминира директната емисија на мешавината (горивото) од издувните прозорци во издувните прозорци, нивото на преостанати гасови се намалува, целиот периметар на издувните прозорци станува достапен за одлив на издувни гасови и речиси е преполовен нивниот пат; што помага при одржување на параметрите за размена на гасови со зголемување ограничување на брзинатамоторот. Исто така, треба да се забележи дека уредот што обезбедува асиметрија на времето на вентилот се наоѓа во зона со термички ниско оптоварување, што поволно го разликува од слични уреди кои работат во каналите на издувните гасови на моторите на спортските автомобили.

4. Влезните прозорци сместени над отворите за прочистување, со фази на внесување што ги надминуваат издувните фази, за да се спречат производите од согорувањето да влезат во цилиндерот во приемникот 10 за време на експанзиониот удар, за разлика од прототипот, се затвораат со прстенот 11, кој делува како контролирана макара со камери или ексцентрик на коленестото вратило (или кое било друго вратило кое синхроно ротира со него).

5. За да се заштеди гориво, предложен е дизајн кој обезбедува употреба на комбинирана шема за размена на гасови со тоа што прво ќе се исчистат цилиндрите со чист воздух од комората на рачката, а потоа ќе се наполнат (дополнителни) со повторно збогатена мешавина на гориво преку употреба на посебни компресори за секој цилиндар.

6. Влезниот тракт на мешавината на горивото, кој ги содржи карбураторот(ите), вентилите за проверка на плочата (VVVs), вшмукувачките и празнените шуплини на компресорот, приемникот и влезните прозорци на цилиндерот, е одвоен од просторот на картерот, кој е опремен со сопствен индивидуален систем за довод на воздух кој се користи за прочистување на цилиндрите

7. Секој цилиндар на моторот и компресорот е направен во еден блок, а синхроното движење на нивните клипови во спротивни насоки се постигнува со поврзување на клипот на компресорот со клипот на моторот од спротивниот цилиндар.

8. Потребните насоки на вртење на коленестото вратило и протокот на воздух за прочистување се обезбедуваат со употреба на три коленесто вратило, од кои едното е направено со две коленестости лоцирани под агол од 180° меѓу себе, со што се обезбедува движење на клиповите во спротивни насоки.

9. За да се намалат димензиите на моторот, долната обвивка на клипот е направена во форма на еднострана „престилка“, која обезбедува покривање на издувните порти кога е поставен на TDC.

10. За да се одржи притисокот во ресиверот кога клипот на моторот се движи во насока TDC, шуплината за празнење на компресорот е одвоена од него со вентил за проверка.

Дизајнерски решенија кои имаат карактеристики што ја карактеризираат новината на предложениот модел:

1. Дизајн со притискање мотор со карбураторво спротивен дизајн со два спротивставени цилиндри монтирани на едно картерско куќиште и три коленесто вратило, обезбедувајќи пренос на силите од клипот до коленестото вратило, симетрично лоцирани во однос на оската на цилиндерот (точки 1 и 2; во понатамошниот текст, видете погоре);

2. Комбинирана шема за размена на гасови, во која во текот на првата фаза цилиндерот се прочистува и се полни само со воздух, а во втората фаза цилиндерот е под притисок со прекумерно збогатена мешавина на гориво (види погоре, точка 5).

3. Посебен влезен тракт на смесата за гориво, вклучувајќи ги и влезните прозорци на цилиндарот, одвоен од просторот на картерот (точка 6).

4. Погон на клиповите на компресорот поради нивното поврзување со клиповите на моторот од спротивни цилиндри (точка 7), обезбедувајќи движење на моторот и клиповите на компресорот во спротивни насоки.

5. Клипот со пониско здолниште направен во форма на еднострана „престилка“ (точка 9).

6. Уред кој обезбедува асиметрично време на вентилот (клаузула 4).

7. Поставување на цилиндрите на моторот и компресорот во еден блок (точка 7).

Распоредот на предложениот модел на мотор е прикажан на цртежите: Сл. 1 покажува хоризонтален пресек по должината на оските на цилиндерот. Слика 2 - вертикална дел А-Апо должината на оските на коленестото вратило, што исто така покажува менувач што обезбедува кинематска врскаколенестото вратило меѓусебно и видлива е можноста за создавање модификација со четири цилиндри со инсталирање на сличен двоцилиндричен мотор на долната страна на менувачот.

Цилиндрите 1 содржат клипови 2 поставени во нив со два клипни иглички, од кои секоја е поврзана со поврзувачка шипка 3 со рачките на коленестото вратило 4, симетрично лоцирани во однос на оската на цилиндрите. Клипот се состои од глава со прстени за компресија и двострано здолниште. Долниот дел од здолништето е направен во форма на еднострана престилка што ги покрива издувните порти кога клипот е на TDC. Кога клипот е на BDC, престилка се наоѓа во областа што ја зафаќаат коленестото вратило. Горниот дел на здолништето, кога клипот е во положбата (TDC), влегува во прстенестиот простор 5 кој се наоѓа околу комората за согорување, кој е поврзан со него со тангенцијални канали. Секој цилиндар на моторот е опремен со индивидуален компресор 6, изработен во истиот блок, од кои клиповите 7 се поврзани со помош на шипки 8 со клиповите на моторот од спротивните цилиндри 2.

Цилиндрите на моторот се опремени со влезни порти 9 лоцирани над отворите за прочистување, со фази на довод што ги надминуваат издувните фази. За да се спречат производите од согорувањето да влезат во цилиндерот во приемникот 10 за време на експанзиониот удар, прозорците се затвораат со прстен 11, кој делува како калем, контролиран од камери или ексцентрик на дневникот на коленестото вратило 4 (или кое било друго вратило ротирајќи синхроно со него). Контролниот механизам е прикажан на сл.3.

Празнената шуплина на компресорот е поврзана со канали не со просторот на картерот, туку со ресиверот, од каде мешавината на горивото, претходно прекумерно збогатена во карбураторот, влегува во цилиндерот преку доводните прозорци, каде што се меша со воздухот што доаѓа од картерот за време на прочистувањето и преостанатите гасови, формира работна мешавина на гориво. Помеѓу всисната шуплина на компресорот, изолирана од просторот на картерот, и карбураторот, се инсталирани вентили за проверка (не прикажани на сликата), обезбедувајќи проток на мешавината на гориво во компресорот. За снабдување со воздух што се користи за прочистување, слични вентили се инсталирани на картерот на страната на цилиндерот на моторот. Вентилите 12 инсталирани на излезот од смесата од компресорот се дизајнирани да одржуваат притисок во ресиверот кога клипот на моторот се движи во насока TDC.

Усвоениот распоред со три коленесто вратило обезбедува рационално распоредување на моторот и цилиндрите на компресорот за организирање на протокот на мешавината на горивото од компресорот до моторот, го намалува отпорот на протокот на воздухот што чисти кога се заобиколува од картерот до цилиндерот. , ја зголемува производственоста поради производството на цилиндри во еден блок и овозможува ниска цена да се создаде модификација со четири цилиндри или менувач со вратила што се вртат во спротивни насоки.

Така, намалување на специфичната потрошувачка на гориво се постигнува со користење наместо мешавина воздух-горивосамо еден воздух во кој се снабдува гориво за работниот процес, главно по завршувањето на процесот на прочистување во форма на повторно збогатена мешавина на гориво од компресорот, што се врши со преполнување, преку влезните прозорци, кога излезните прозорци се затворени. до горниот раб на здолништето на клипот.

Бидејќи интензитетот на трудот за производство на мотор со предложената шема за комбинирана размена на гасови во споредба со интензитетот на трудот при производство на сличен мотор направен со чистење на цилиндрите во комората на коленестото со мешавина гориво-воздух практично нема да се промени, економскиот ефект на неговата употребата ќе се определи само со намалувањето на загубите на гориво при размена на гасови, кои при прочистување со мешавина на гориво сочинуваат околу 35% од неговата вкупна потрошувачка (G.R. Ricardo. Мотори со внатрешно согорување со голема брзина. Државна научно-техничка издавачка куќа на механички инженерска литература М. 180. Систем за директно вбризгување на гориво во двотактни мотори со внатрешно согорување. 1997. (стр. 215).

Економскиот ефект од користењето на предложениот дизајн на моторот со комбиниран системразмена на гасови, обезбедувајќи намалување на специфичната потрошувачка на гориво во споредба со претходната шема на комората со чудак со употреба на мешавина на гориво за прочистување, по цена на бензин од 35 рубли/л. ќе биде околу 7 рубли / kWh, т.е. мотор од 20 kW ќе заштеди околу 70.000 рубли или 2.000 литри бензин во работен век од 500 часа. Во пресметките се претпоставуваше дека загубите на гориво за време на прочистувањето ќе се намалат за 80%, бидејќи можност за навлегување на мешавината на горивото издувен системнамалено само во времетраењето на истовремено отворање на доводните и издувните прозорци од 125° ротација на коленестото вратило на 15°. Поставување на влезните и излезните прозорци на различни нивоадава причина да се верува дека загубите на гориво ќе се намалат уште повеќе или целосно ќе запрат.

Имајќи го предвид присуството на високи енергетско-економски показатели обезбедени со употреба на двотактен циклус, полнење, 25-30% намалување на потрошувачката на гориво, додека траењето на моторот се одржува во истите граници од 5.001.000 работни часови со намалување на оптоварувањето на лежиштата за поврзување на коленестото вратило при нивно удвојување, предложениот дизајн на моторот во 2 или 4-цилиндричен дизајн со моќност до 2060 kW може да се применат во електрани на авиони, планирање мали садови со погон во форма на воздух или пропелери, преносни моторни производи што ги користи населението, во одделенијата на Министерството за вонредни ситуации, Армијата и морнарицата, како и во други инсталации каде што е потребна мала специфична тежина и димензии.

1. Двотактен мотор со внатрешно согорување со полнење и комбинирана шема за размена на гас, пренесувајќи ја силата од притисокот на гасот на клипот истовремено на две коленесто вратило симетрично лоцирани во однос на оската на цилиндерот, кои содржат вградени компресори коаксијално со оската на цилиндерот, чии клипови се поврзани со помош на шипка за клиповите на моторот, цилиндри опремени со доводни прозорци сместени над отворите за прочистување, со фази на довод што ги надминуваат издувните фази, со еден заеднички картер, кој се карактеризира со тоа што е направен во двоцилиндричен спротивен дизајн, со спротивно подвижни клипови, со три коленесто вратило, од кои едното има две коленестости вратила, содржи посебен влезен тракт на мешавината на горивото, изолиран од комората на рачката, вклучувајќи карбуратор, вентили за проверка, компресор со вшмукување и празнење шуплини и ресивер поврзан со влезните прозорци на цилиндерот, преку кој прекумерно збогатената смеса на гориво влегува во цилиндрите на моторот, додека клиповите на компресорот се кинематски поврзани со клипови на спротивставените цилиндри на моторот.