Роторно-лопастной двигатель. Начало.

[Андрей Миллер]

Андрей, есть хороший и почти исчерпывающий тему замечательного "Элко" материал:http://www.zarulem.ws/forum/index.php?act=Attach&type=post&id=21451

Нашел время и внимательнее перечитал. Специально для "господ недвигателистов"  хочу еще поделиться некоторыми мыслями.
Двигатель Элко не поршневой двигатель,  а прежде всего турбопоршневой, но об этом почему то никто не говорит (кстати и Джигурда тоже на этом акцента не делает).
В связи с этим, особенно весело выглядит (если то что написано - правда) активность НАМИ и АЗЛК по поводу Элко.
А где они все собирались брать 120 000 турбин наддува в год для серийного производства? У нас до сих пор нет отечественных комплектов даже для грузовиков! А наддув - критическая технология для двигателей типа Элко.
Зарубежные же турбины  и сейчас даже  для грузовиков не по карману а уж в легковушках...

За экспертные отзывы о дуо-термальном РАБОЧЕМ процессе буду особо благодарен...Такое уж у меня хобби - дальше учиться, - для РЛД.

Я уже писал, что теплоизолировать КС при помощи  вихря воздуха неэкономично, так как КАЖДЫЙ РАЗ "ИЗОЛЯЦИЯ" ВЫБРАСЫВАЕТСЯ В ВЫХЛОПНУЮ ТРУБУ. А отвод тепла от стенок наоборот легко регулируется системой охлаждения.
Все специалисты знают, что чем выше Т стенок и ОГ, тем экономичнее двигатель. Предел здесь устанавливают только материалы.
Теперь о "вихрях".
Для того что бы размешать кусок сахара в стакане, его бросают в стакан и после растворения (или сразу) размешивают его ложкой. Можно не мешать и ждать пока растворится.
Теперь, если продолжить аналогию с ДВС, то там получается так - сначала размешивают воду в стакане, а потом бросают сахар и ждут.
Более того, реально "размешать воду" там можно только при наливании воды в стакан!
Поэтому исследованиями давно уже установлено, что турбулизация (вихрь) нужен ТОЛЬКО на второй стадии сгорания (развитое сгорание). А турбулизация ДО начала сгорания только вредит всему рабочему процессу.
Теперь по поводу сопоставлений Элко и тогдашних дизелей.
Смешно читать об экономичности вихрекамерных дизелей.
ТОПЛИВНОЙ экономичности у них никогда не было. Экономичность их эксплуатации определялась низкой ценой дизтоплива (в нашей стране - доступностью "левого" топлива) и относительно меньшей мощностью этих двигателей по сравнению со штатными бензиновыми. И все!
По настоящему экономичными дизели стали только при внедрении непосредственного  впрыска топлива в неразделенную КС.
На легковых автомобилях первым это сделал Ауди.
Поэтому, по сравнению с вихрекамерными дизелями Элко мог быть конкурентоспособен, по сравнению с дизелями Ауди - нет. Необходимость обязательного применения наддува делает применени Элко вообще нереальным...

 

[RVD]

...Смешно читать об экономичности вихрекамерных дизелей.

Если смешно, не читайте, гадайте по картинкам.

Вихрекамерный дизельный с турбонаддувом от Гольф 3, объемом 1.9 литра выдает 64 кВт. На холостом ходу часовой расход топлива составляет 600 грамм в час,тогда как любой бензиновый, не менее 1300 грамм в час. Расход топлива в городском цикле у этой машины на уровне 6.5 литров. Год начала реализации, примерно 1991. Хотелось бы поискать равных бензиновых моторов на эту дату. И сегодня бензинки в городском цикле не менее 10 литров кушают, это только в газетах пишут, что их расход 3,5 литра.

 

[МаГент]

Я уже писал, что теплоизолировать КС при помощи  вихря воздуха неэкономично, так как КАЖДЫЙ РАЗ "ИЗОЛЯЦИЯ" ВЫБРАСЫВАЕТСЯ В ВЫХЛОПНУЮ ТРУБУ.

Присоединюсь к мнению уже высказавшихся коллег, что это справедливо, если двиг не имеет ничего для рекуперации выбрасываемого с выхлопом тепла. Если же оно есть, то картина существенно улучшается.

 

[Андрей Миллер]

Хотелось бы поискать равных бензиновых моторов на эту дату

Да сколько угодно. Прибавьте 12% к 6,5 литров и можете загибать пальцы - ВАЗ 2108 у нас и куча машин у них...
У моего друга был дизельный Гольф, а у меня Таврия в 1996 году. У меня расход был 6 л в городе, у него 6,5.
Что касается расхода ХХ, то сравнение для двигателиста странное, в дизеле на ХХ альфа под 7, у бензинки в лучшем случае 0,9.
А моя 16 клапанная (98 лс) 2112 тратила те же 6,5 литров в городе и о 10 литрах и мечтала...

 

[Андрей Миллер]

это справедливо, если двиг не имеет ничего для рекуперации выбрасываемого с выхлопом тепла. Если же оно есть, то картина существенно улучшается.
           

То есть Вы предлагаете сначала тепло выбросить, а потом утилизировать?

 

[МаГент]

То есть Вы предлагаете сначала тепло выбросить, а потом утилизировать? 

Остроумное замечание . Давайте посмотрим какие варианты есть? "А отвод тепла от стенок наоборот легко регулируется системой охлаждения." - ваши слова? Не кажется ли вам, что это вы предлагаете тепло просто выбросить, без утилизации?
Может есть смысл разговаривать конструктивно?... пусть и на тему гипотетических моторов...

 

[RVD]

Простая арифметика для сравнения:



Таврия - мощность в л.с.: (53-58-63), расход топлива в городском цикле - (6.9-7.3-7.5), масса снаряженного автомобиля - 745 кг.

Фольцваген 1,9D: 64 л.с., расход топлива в городском цикле - 5.3-5.9, масса снаряженного автомобиля - 960-1380 (в зависимости от комплектации и типа кузова - хетчбэк, универсал... )

Сокращенно:

расход: 7.5  _  5.6 ( -40%)

масса:  745 _ 1100  ( + 47%)

мощность: 63  _  64  ( 1%)

Резюме, не смотря на то что вес Фольцвагена на 47% больше, его экономичность выше на 40%. Если бы Гольф весил бы 745 кг, то его расход топлива составил бы 3.36 литра !!! Импортная машина весит больше потому, что у нее есть масса опций, которые Таврии и не снились: гидроусилитель руля, подушки безопасности конденционер ..., усиленная рама... .

Комментарии, как говорится излишни (ссылки на источники: https://ru.wikipedia.org/wiki/Volkswagen_Golf_III   

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%90%D0%97-1102 )

Или: Приведенный расход топлива к весу автомобиля - у ВИХРЕКАМЕРНОГО Гольфа, при равной мощности, в 2,23 раза меньше !!!


Здесь же и вопрос к остальным ЧЛЕНАМ, где и в чем выигрыш двигателя Элко перед Гольфом ???

 

[Bиктор]

Я уже писал, что теплоизолировать КС при помощивихря воздуха неэкономично, так как КАЖДЫЙ РАЗ "ИЗОЛЯЦИЯ" ВЫБРАСЫВАЕТСЯ В ВЫХЛОПНУЮ ТРУБУ. 

Андрей, Ваше СУЖДЕНИЕ  игнорирует факты.  Я уже давал Вам ссылку на первоисточник, но Вы им не пользуетесь...
http://www.elsbett-museum.de/funktionsweise/funktion.html
Дизель Эльсбета ЕСТь до сих пор самый экономичный дизель для 1,45 литрового рабочего объема с тремя цилиндрами, 90л.с.

Он имеет турбо-механический нагнетатель. Новое для того времени было - прямое впрыскивание и двух-температурный вихрь, который почему-то не повторен до сих пор...

Окислы азота там не образовываются, потому что :
- там где горячо (в сердцевине вихря) - там недостаток кислорода,
- там где холодно в вихре и много кислорода - там нет температуры.

Выбрасывается НЕ   ТЕПЛО, - а переизбыток холодного воздуха (альфа доходит до 2,5), - с холодной периферии вихря.

Ниже я привожу цитату из материалов музея Эльсбета. В 1993 году, на момент организации специальных - ЭКОНОМИЧНЫХ гонок среди ходовых авто.
Там участвовал Мерседес 190 с мотором Элко, выпуска 1984г. Мотор прошел к тому моменту УЖЕ 335 тыс.км и был в хорошей форме.
Именно этот Мерседес показал расход (растительного масла) 3,76 литра на 100км.  Пересчет на солярку гарантировал бы 3,5 литра на 100км.
Такого же расхода по солярке (как масла) не мог достичь никакой автомобиль в тех гонках.  Ранжирование в таблице интересное. Данные официальные.

На Мерседесе  с этим мотором до сих пор ездит Denis, внук инженера , наездив уже более 605 тыс.км.  Все в машине уже заменялось... КРОМЕ  МОТОРА!  Денис ведет и поныне музей дедушки.  Наверное стоит посетить музей или Дениса?

На следующие такие же гонки, Мерседес не допустили:  спонсор гонок был ... производитель нефтепродуктов.  Отговорка простая - не серийный моторчиг-с.

А какой из тех серийных соперников имел такой большой пробег мотора?
Элко, тем не менее, участвовал в повторных гонках на экономию. Но его результат просто не пустили в публикацию.  Низзя-с себя позорить!

Тестовый Москвич с мотором Элко показал расход... 2,9 литра на 100км. В зачет не пошел - не серийный... зачем зачет нужен был бы организаторам гонки Рига-Москва?  Волновать широкие массы потребителей?  Лучше все замять и распространять ложь - так больше прибыли...

 

[Bиктор]

Фольксцваген 1,9D: 64 л.с.

Сравните сами:
Мотор ТDI Элко, прямой впрыск, на Mersedes 190, весом 1160кг, начиная с 1973г. прошлого века:
3,5 литра на 100км при рабочем объеме всего 1,45 и выдавая на пользу 90 л.с при 4100об/мин в трех цилиндрах .

Мотор ТDI, непрямой впрыск, на Folkswagen Гольф (с весом на 150кг легче Мерседеса 190), начиная с начала нашего века, с опозданием на четверь века:
3,36 литра на 100км от рабочего объема 1,9 литра, в 4-х цилиндрах и всего-то 64 лошадиные силы.


Андрей, где ЖЕ   ТЕ   ПОТЕРИ тепла от дуо-термического рабочего процесса Элко, о которых Вы так горько сожалеете?
Там НЕЧЕГО уже больше утилизировать... все - в работе

 

[МаГент]

Выбрасывается НЕ   ТЕПЛО, - а переизбыток холодного воздуха (альфа доходит до 2,5), - с холодной периферии вихря.

Ваши данные интересны, но я все же не уверен, что данное утверждение справедливо. Вероятнее, что высокая экономичность Эльсбета достигалась за счет более полного сгорания топлива.
Думаю применять здесь термин "холодный воздух" не совсем точно. Во первых он был сжат в фазе сжатия. Во-вторых он подвергся сжатию при сгорании топлива и образовании выхлопных газов. На это ушла не малая доля энергии. Он поэтому на самом деле весьма и весьма горяч, но конечно существенно холоднее продуктов горения. Кроме того, при фазе РХ форма КС существенно изменяется, при этом бОльшая часть вихря (более 90%) выходит из ВК поршня в цилиндр, при этом очевидно слои горячий и "прохладный" должны в значительной мере перемешаться. Другое дело, что параметры движка были рассчитаны так, что возможно обеспечивали нечто вроде режима "продолженной фазы расширения", и тем самым обеспечивали более высокий КПД и без турбонаддува. Ну и конечно потери тепла в стенки снижались. И то и другое теоретически возможно организовать и в РЛД.

 

[Андрей Миллер]

Давайте посмотрим какие варианты есть? "А отвод тепла от стенок наоборот легко регулируется системой охлаждения." - ваши слова? Не кажется ли вам, что это вы предлагаете тепло просто выбросить, без утилизации?

Я предлагаю отвод тепла регулировать в интересах экономичности двигателя, так как избежать его невозможно. Делать это в Элко не получается так как там стенки отделены от зоны сгорания вихрем воздуха, который нагревшись, выбрасывается из цилиндра.
В нормальном двигателе греется стенка и отвод тепла от нее легко регулируется системой охлаждения.

 

[RVD]

...Сравните сами:
 

Сравнивать нечего, и тот и тот дизель, только один вихрекамерный (с разделенной камерой сгорания), а второй прямого впрыска (с неразделенной камерой сгорания), разумеется второй всегда будет экономичнее первого по причине того, что однополостные камеры сгорания всегда экономичнее двухполостных.

Но вот если сравнить двигатель Элко с Фольцем (Ауди) 1.9 TDi, тоже однополостным (камера в поршне), то разница в расходе топлива  падает практически до нуля. Справедливости ради надо сказать, что у Фольца такие движки появились значительно позже.

Что касается мощности двигателя Элко, она высокая только потому, что в этом двигателе применен сверхвысокий наддув, наддуй так Фольцвагеновский мотор, он будет еще мощнее, чем двигатель Элко, так как предел дымления у двигателей с камерой в поршне начинается с альфа 1.5-1.7, а у вихрекамерных дизелей с отметки 1.2-1.3.

Следующий немаловажный момент - топливная аппаратура. Все Фольцвагеновские моторы оборудуются в основном насосами высокого давления распределительного типа (VE), тогда как Элко использовал топливные насосы рядного типа, в том числе с сервоприводами (по типу электронного управления). Так вот, только специалистам известны подробности такого шага - правильно подобранная и хорошо отрегулированная топливная аппаратура может увеличить мощность двигателя в среднем на 25-30%, без увеличения расхода топлива, в чем я лично неоднократно убеждался, перерегулируя все теже распределительные насосы Бош. Для примера, совсем недавно настраивал топливную аппаратуру двигателя ЗМЗ (на цикловую "точность" и синхронность впрыска), мощность мотора вырасла с 96 до 120 л.с. ТОЛЬКО НАСТРОЙКА, и ничего более. Это говорит о том, что ширпотребовские Бошевские насосы типа VE, это полный  отстой, тиражируемый миллионами. А фирма Элко производит штучный товар, и настройкам топливной аппаратуре придает особое внимание, но такой подход годится только для мелких серий, запусти их такими же тиражами как Фольцы, качество очень сильно упадет, и как следствие, вырастет расход топлива.

Следующий момент: тут кто-то писал кипятком, говоря о том, что у Элко отверстие в форсунке равно миллиметру. Так вот, у любой штифтовой форсунки это отверстие точно такого же диаметра, потому как речь идет о штифтовой форсунке, у которой игла распылителя располагается в отверстии 1 мм. тогда как подьем иглы составляет 0.05 - 0.1 мм.  Без запорной иглы в распылителе расход топлива будет измеряться не в литрах, а в тоннах.

 

[Андрей Миллер]

Тестовый Москвич с мотором Элко показал расход... 2,9 литра на 100км. В зачет не пошел - не серийный... зачем зачет нужен был бы организаторам гонки Рига-Москва? 

Я тоже не понимаю. Реалии тестовых машин и эко - ралли далеки от жизни, как Марс от Земли.
А вот серийная дизельная Ауди прошла на одной заправке от Москвы до Вены. Это хороший и о чем то говорящий показатель.
Вся эта реклама в то время служила для оправдания затрат на Элко со строны СССР. И все...

И то и другое теоретически возможно организовать и в РЛД.
           

Если сделать высокий наддув, то конечно. 
И так двигатель (РЛД) сложный, а с наддувом он будет совсем "простым"! ;D
Как и у НАМИ с Элко - простой двигатель - 3 чугунные детали!
Только вот еще наддув нужен с Пк 1,45, но это к двигателю не относится! ;D

 

[А.Г.К]

Игорь Петрович, не сможещь подсказать, на каких иномарочных дизелях диаметры цилиндра находятся в пределах 112....115 мм? Я свой каталог задарил, а теперь вот потребовался. Нашёл Hino, а пока больше ничего.

 

[Андрей Миллер]

Сравните сами:Мотор ТDI Элко, прямой впрыск, на Mersedes 190, начиная с восьмидесятых годов прошлого века:3,5 литра на 100км при рабочем объеме всего 1,45 и выдавая на пользу 90 л.с.Мотор ТDI, непрямой впрыск, на Folkswagen Гольф3, начиная с начала нашего века:3,36 литра на 100км от рабочего объема 1,9 литра, и всего-то 64 лошадиные силы.

Виктор, это РЕКЛАМНЫЕ  данные транспортных средств.
Данные по двигателям выглядят иначе.
Нужно знать минимальный удельный расход топлива и расход топлива по внешней скоростной характеристике.

 

[Андрей Миллер]

Андрей, где ЖЕ ТЕ ПОТЕРИ тепла от дуо-термического рабочего процесса Элко, о которых Вы так горько сожалеете?Там НЕЧЕГО уже больше утилизировать... все - в работе 

Как где, а на чем тогда работает турбонаддув у Элко?

 

[Андрей Миллер]

Выбрасывается НЕ ТЕПЛО, - а переизбыток холодного воздуха (альфа доходит до 2,5), - с холодной периферии вихря.Ваши данные интересны, но я все же не уверен, что данное утверждение справедливо. Вероятнее, что высокая экономичность Эльсбета достигалась за счет более полного сгорания топлива.  [/quot
И утверждение неверное и полного сгорания там не было. При альфа 2,5 "полное сгорание" может быть у кого угодно.
Вы попробуйте при альфа 1 (на полной мощности) полное сгорание обеспечьте...

 

[МаГент]

предлагаю отвод тепла регулировать в интересах экономичности двигателя, так как избежать его невозможно. Делать это в Элко не получается так как там стенки отделены от зоны сгорания вихрем воздуха, который нагревшись, выбрасывается из цилиндра.
В нормальном двигателе греется стенка и отвод тепла от нее легко регулируется системой охлаждения.

То, что вы предлагаете вполне понятно. Вы сам говорите "отвод тепла в стенку". Это означает, что тепло от газа уходит в стенку, затем в систему охлаждения, и затем через радиатор в атмосферу. Безвозвратно и бесполезно.
Это же самое тепло в Элко частично отбирается разделительным воздухом, выполняет работу в цилиндре, и то, что еще осталось может быть утилизировано например турбиной. Препятствий этому нет. 
В вашем варианте по вашим же словам тепло просто выбрасывается без пользы, хоть его регулируй, хоть нет. Вроде бы это очевидно... ;D

 

[Андрей Миллер]

через радиатор в атмосферу. Безвозвратно и бесполезно.

Вот и похоже, что Вы считаете, что можно обойтись без теплоотвода в цикле. А без него обойтись нельзя, его можно только уменьшить.

Это же самое тепло в Элко частично отбирается разделительным воздухом, выполняет работу в цилиндре, и то, что еще осталось может быть утилизировано например турбиной.

В Элко - альфа - 2,5, в нормальном дизеле до 1,5. Гда тепла уйдет на полезную работу больше?

В вашем варианте по вашим же словам тепло просто выбрасывается без пользы, хоть его регулируй, хоть нет. Вроде бы это очевидно...

В "нашем варианте" (тоесть в обычных двигателях) тепло выполняет работу и часть его уходит через  стенки в систему охлаждения, часть остается там и обеспечивает нормальные условия для протекания РП.
Если стенки "холодные", то РП протекает плохо и с большими тепловыми потерями.
В Элко стенки холодные всегда, а бесполезно нагретый воздух выходит из цилиндра и, возможно, отрабатывает часть  теплоты в турбонаддуве. Но, Наддув в Элко нерегулируемый, сам турбонаддув - дорогая вещь и в массовом автомобилестроении не применяется. Пока...
Это очевидно...

 

[МаГент]

В Элко - альфа - 2,5, в нормальном дизеле до 1,5. Гда тепла уйдет на полезную работу больше?

И где же по-вашему? :

Если стенки "холодные", то РП протекает плохо и с большими тепловыми потерями.
В Элко стенки холодные всегда, а бесполезно нагретый воздух выходит из цилиндра и, возможно, отрабатывает часть  теплоты в турбонаддуве. Но, Наддув в Элко нерегулируемый, сам турбонаддув - дорогая вещь и в массовом автомобилестроении не применяется. Пока... 

В элко топливо не касается холодных стенок, и поэтому сгорает полностью. Это очевидно. А как вы и сам подтверждаете в обычных движках у стенки топливо сгорает плохо всегда.  Независимо холодные они или только охлаждены системой охлаждения.
Нужно понимать, что тепло, переданное в систему охлаждения теряется безвозвратно. А тепло оставшееся в выпускаемых газах в принципе можно утилизировать. Поэтому чем меньше тепла отбирается системой охлаждения, тем лучше, при прочих равных.Только это я и хотел сказать