Двухтактный ПДП с газораспределением через поршни

Откуда
С-Пб
Перенос из "флудильни #1.699", тема кажется достойной обсуждения. Покритикуйте)
В этой теме было много обоснованной критики двухтактных ПДП, в частности от @Алексей Костенко (А.Г.К) .
Большая часть упомянутых проблем (закоксовка и залегание первого кольца выпускного поршня из-за омывания газами, повышенный износ колец при прохождения ими окон в цилиндре, накопление нагара на кромках окон и связанный с эти повышенный износ поршневой от локального перегрева цилиндра в зоне выпускных окон) - вызвана наличием окон в цилиндре.

Однако, т.к. ПДП схема терпима к увеличению массы поршня (т.к. силы инерции сбалансированы) - кажется неплохим решением разместить тарельчатые клапаны непосредственно на поршне, и производить продувку через них. В этом случае - компрессионные кольца не пересекают окна, т.е. большая часть описанных проблем снимается. Особенно хорошо это сочетается с различными БШМ (кривошипно-кулисный механизм, например) - т.к. в поршне появляется возможность использовать для размещения клапанов пространство, ранее занимаемое пальцем и шатуном.

Другой возможный вариант - гильзовое газораспределение - тоже может помочь, но только для первой проблемы.

Третий вариант - "...В начале 90-х мы получили авторское на золотниковую систему ГРМ для 2-х тактных ПДП-двигателей. Авторское есть в сети. Целью было избежать омывание колец горячими газами и уменьшить размеры и вес поршня. @Алексей Костенко (А.Г.К)"

Варианты компоновки к цитате выше:
1764791340347.png
Screenshot_20251204_011314_anupam.acrylic.jpg Screenshot_20251202_102607_anupam.acrylic.jpg
1764861996449.png



Ещё один вариант, ПДП с золотниковым газораспределением через поршень. Кажется самым лучшим с точки зрения минимального увеличения массы ПДЧ - не нужны клапанные пружины, привод дисковых золотников - осуществляется их поворотом вокруг оси. Хорошее уплотнение, так как во время рабочего цикла - золотник поджимает давлением газов к неподвижной ответной части на поршне.
Как и с другими вариантами клапанов в поршне - обеспечивает возможность реализовать 2Т цикл с продолженным расширением, когда ход расширения больше хода сжатия (соответственно, продувка начинается с момента прохождения НМТ или чуть ранее). Целесообразно применение вместе с БШМ (ККМ, например) - т.к. обеспечивается прямолинейное движение штока, что позволяет разместить вал привода золотника внутри штока. Также, через шток и коаксиальный ему вал - возможна подача и отвод масла для охлаждения поршня и золотника. Смазка поршневых колец в этом случае может осуществляться подачей небольшого кол-ва масла через поршень.
Вариант компоновки с дисковыми золотниками на поршнях, кажется наиболее оптимальным:
Screenshot_20251205_092238_anupam.acrylic.jpg

пример возможной схемы привода из патента на дисковый золотник в КС ДВС:
1764922459034.png
 
В ту же кассу, относительно выгод цикла с продолженным расширением, который в предлагаемой схеме реализуется без особых сложностей - просто за счёт сокращения такта сжатия:

1764924023541.png

Источник
 
"Сокращение ПДП может означать:

Прямой доступ к памяти — в компьютерной технике.
Продукты детского питания.
Проект детальной планировки — в градостроительстве.
Переправочно-десантный паром — современный российский самоходный паром военного назначения."

Или это что-то другое?
 
"Сокращение ПДП может означать:

Прямой доступ к памяти — в компьютерной технике.
Продукты детского питания.
Проект детальной планировки — в градостроительстве.
Переправочно-десантный паром — современный российский самоходный паром военного назначения."

Или это что-то другое?
Противоположно Движущиеся Поршни, очевидно. Одно из используемых сокращений в литературе про ДВС)
 
А предлагать и обсуждать в данной теме ДВС с вытеснительным поршнем, т.е. трёхтактный можно, или это уже является оффтопом?
 
А предлагать и обсуждать в данной теме ДВС с вытеснительным поршнем, т.е. трёхтактный можно, или это уже является оффтопом?
Если у него газораспределение сквозь поршни, и он с ПДП - то не оффтоп)
Вообще, тема о том, как устранить врожденные недостатки 2Т ПДП - проход колец через кромки окон (особенно - выпускных, впуск менее критичен), и вызванные этим проблемы.
А в чём особенная ценность таких двигателей? Если она есть?
2Т цикл - вдвое больше рабочих ходов при тех же оборотах
минимальная поверхность камеры сгорания (одна стенка общая для по-сути двух цилиндров)
эффективная прямоточная продувка
возможность реализовать цикл с перерасширением - это напрямую поднимает КПД.
может еще что-то есть, но вспомнилось только это
 
Есть ещё одна идейка - поворотная гильза, почти по заветам сэра Рикардо 🙄 ,
с выпуском по центру, а впуском с обоих концов (через окна в гильзе, для впуска это не так критично). Тогда и с КШМ / балансирным КШМ сочетается.

В этом случае - кольца границы выпускных окон гильзы не пересекают. Две свечи в "карманах" за гильзой, карманы открываются в противофазе с выпускными окнами. Если нужно уменьшить объём КС - на поршнях вытеснители.

1764938252147.png
1764938702167.png
 
Более реалистично выглядит использование одной подвижной гильзы с открытым концом (описано у Рикардо как вполне успешная конструкция) для управления выпуском. У Рикардо описано использование стальных гильз в цилиндре из алюминиево-кремниевого сплава. Для второго поршня - гильзу можно оставить неподвижной.
А вот впуск - кажется, можно организовать и через поршни, обеспечив заодно их эффективное охлаждение, причём - автоматический (без механического привода - т.к. в 2Т по определению есть наддув, клапан открывается при давлении в цилиндре, меньшем чем на подаче - т.е. после открытия выпускных окон).

Подвижная гильза 2Т ДВС:
1765018014104.png
1765017915486.png



Подвижная гильза управления выпуском в 2Т ПДП, впуск через тарельчатые клапаны в дне поршня:
1765019115291.png
 
Ээ! зачем тебе гильза-мильза? Оно что, так не работало, что-ли? Вах! Жалко сантиметра хода поршней? Её же чем-то тоже приводить в движение придётся.
 
Ээ! зачем тебе гильза-мильза? Оно что, так не работало, что-ли? Вах! Жалко сантиметра хода поршней? Её же чем-то тоже приводить в движение придётся.
Ви таки Рикардо читали? Там привод вообще элементарный. Ну и на здоровье, но много не пейте)
ПыСы - так "не работало" - это как? Как в 5ТДФ, елозить кольцами по окнами? Работало. Но херовенько. Ресурс - пичалько.
 
Ви таки Рикардо читали? Там привод вообще элементарный. Ну и на здоровье, но много не пейте)
ПыСы - так "не работало" - это как? Как в 5ТДФ, елозить кольцами по окнами? Работало. Но херовенько. Ресурс - пичалько.
Если это ресурс колец, то не страшно, я думаю. Они не дорогие. У Баландина на эскизе, там где двухтактный с петлевой продувкой, окна нарезаны узкие и под углом. Наверное в целях равномерного износа колец..
 
Если это ресурс колец, то не страшно, я думаю. Они не дорогие. У Баландина на эскизе, там где двухтактный с петлевой продувкой, окна нарезаны узкие и под углом. Наверное в целях равномерного износа колец..
Проблема не в ресурсе колец, как таковых.
А в том что, когда в цилиндре есть окна (особенно - выпускные) - кольца омывает поток еще весьма горячих газов, масло в на кольцах, их канавках, и кромках окон - коксуется и превращается в абразив. Поэтому ресурс классических 2Т с окнами, неважно ПДП или иных - низкий. Более менее приличный ресурс имеют только 2Т в впуском через окна и выпуском через клапан, но и на них есть повышенная склонность к закосовке колец (впускных).

Если от выпускных окон, пересекаемых кольцами, избавиться конструктивно - ресурс такого 2Т ДВС будет не меньше, чем у 4Т, при , как минимум, в полтора раза большей удельной мощности.
А если ликвидировать ещё и впускные окна - то ещё лучше.

Впуск через поршни - был реализован в древнем ротативном 4Т моторе "Гном", но показал себя паршиво - привод был инерционным (открытие клапана противовесами от инерционных сил), от него тогда отказались по причине малой надежности. В предлагаемой конструкции - клапан открывается благодаря перепаду давления, противовесы отсутствуют, ломаться - нечему.

Инерционный впускной клапан "Гном":
1765056614684.png
1765056621960.png

 
Последнее редактирование:
Если от выпускных окон, пересекаемых кольцами, избавиться конструктивно - ресурс такого 2Т ДВС будет не меньше, чем у 4Т, при , как минимум, в полтора раза большей удельной мощности.
А если ликвидировать ещё и впускные окна - то ещё лучше.
Помню рёв МАЗ-200 , это незабываемо ! 🙂 Там двухтактник был .......
 
Мне кажется, что гильза там тонкая, а значит склонная к перегреву, возможно, заклиниванию. Вы уж лучше тогда сделайте форкамеру в стороне от цилиндра и в ней разместите клапан.
Помню рёв МАЗ-200 , это незабываемо ! 🙂 Там двухтактник был .......
Если бы там турбонаддув был, он бы таким шумным не был.
 
Помню рёв МАЗ-200 , это незабываемо ! 🙂 Там двухтактник был .......
ЯАЗ-204, производная от GMC 71, пиндосы их называли "кричащий джимми")
Мне кажется, что гильза там тонкая, а значит склонная к перегреву, возможно, заклиниванию. Вы уж лучше тогда сделайте форкамеру в стороне от цилиндра и в ней разместите клапан.

Если бы там турбонаддув был, он бы таким шумным не был.
Как раз тонкая гильза - это и хорошо. Теплопередача через неё лучше, а значит - температуру внутренней стенки - легче поддерживать на необходимом уровне.
У Рикардо именно такие гильзы с открытым концом - неплохо работали в 2Т.

Клапаны в карманах сбоку от КС - это L-камера, она не эффективна термодинамически (большие поверхности = большие потери тепла).
В ПДП схеме главный плюс - именно её лучшая тепловая эффективность, жертвовать ей глупо.

Имхо, в современных условиях лучшая схема наддув для 2Т - это ТКР со встроенным мотор/генератором, и использование избытка выработанной им электроэнергии на "подкрутку" выходного вала стартером. Турбокомпаунд с электрической передачей, короче. Заодно решается и вопрос создания начального наддув при запуске двухтактника. Zoche - такое уже для своего 2Т дизеля реализовали на практике.
 
Screenshot_20251207_112758_anupam.acrylic.jpg
Возможная конструкция впускного клапана с минимальными габаритами. Две детали, резьбовое соединение, пружины Бельвиля.

Очевидная проблема с впуском через цилиндры - большие потери масла с продувочных воздухом. Путей решения я вижу два -
1. использование БШМ или крейцкопфа с КШМ, изолирующего полость цилиндра от картера с маслом.
2. Использование закрытых подшипников качения с КШМ, с циркуляцией масла без выхода на наружные поверхности, или капельной подачей масла.
Для смазки ЦПГ, очевидно, в обоих случаях нужен лубрикатор с капельной подачей.

Если использовать КШМ, самым интересным, с компоновочной точки зрения, выглядит применение КШМ с относительно большим дезаксиалом (снижает боковую силу и обеспечивает больший ход поршня при том же радиусе кривошипа) и одинаковым направлением вращения валов (тогда можно реализовать синхросвязь валов зубчатым ремнем). Если такой ДВС использовать для привода электрогенераторов в гибридах - целесообразно снимать мощность непосредственно с двух валов, т. е на каждый вал - свой генератор.
Screenshot_20251206_212646_anupam.acrylic.jpg
 
Последнее редактирование:
Назад
Вверх