Для компрессора предлагаю такую компоновку:
1. На штоке два поршня разных диаметров, смотрят в разные стороны.
2. Четыре таких пар составляют один агрегат. Для удобства нумеруем 1,2,3,4,- М это соответствующие малые поршни соответствующего штока. 1,2,3,4,- Б, это соответствующие большие поршни соответствующего штока.
3. Цилиндры и в них поршни расположены горизонтально.
4. По моему примерному расчету диаметры М=110 мм, диаметры Б=1600 мм.
5. Две пары поршней смотрят малыми поршнями М влево, (допустим нечетные), а оставшиеся две пары поршней (четные) смотрят поршнями М вправо.
6. Штоки длинные (отдельно рассмотрим), посередине, все четверо жёстко соединены между собой одной перемычкой.
7. У каждого поршне имеется головка над цилиндром, в которой имеются впускные (2) и выпускные (2) клапана, которые управляются не механически, а управляются электрически отдельным блоком управления
8. Допустим в 1-М произошел впрыск солярки горение смеси расширяет камеру 1-М. Это приведет к тому, что все штоки с поршнями (жёстко скреплённые) двинутся вправо. К чему это приведет.
А. Поршни 1-Б, 3-Б начнут сжимать воздух, то есть как поршни компрессоров.
Б. Поршень (допустим) 2-М (справа находится) начнет сжимать воздух для следующего впрыска топлива.
В. Поршень 4-М (справа) начнет продувку цилиндра.
Г. Поршень 3-М (слева) набирает воздух в цилиндр.
Д. Поршни 2-Б и 4-Б (оба слева) начинают набор воздуха в цилиндры.
По достижении крайнего положения справа, идёт впрыск в цилиндр 2-М (справа) и теперь вся система идёт влево и соответственно поршни 2-Б и 4-Б, теперь сжимают воздух в цилиндрах, как компрессоры.
По достижении крайнего левого положения поршней, идёт впрыск в цилиндр 3-М (слева) и вся система идёт вправо.
По достижению крайнего правого положения, теперь впрыскивается топливо в цилиндр 4-М (справа) и вся система едет влево.
Мы пришли за четыре такта в начальное положение для впрыска в цилиндр 1-М. И все повторяется.
Все поршня ездят на тележках, которые центруют поршня строго по центру цилиндров. Фактически смазка не нужна, так как поршня не касаются (априори) стенок цилиндров. Соответственно нужны только компрессионные кольца
Отдельный вопрос по длине штоков. Их расчет выводится из хода малых поршней. Поскольку речь идёт о дизельном топливе, то смесь должна сжиматься до 25-30 атмосфер.
Для простоты посчитал, что мощность должна составлять 30 кВт. Значит сжигаем 3 кг солярки в час. Или 50 грамм в минуту. Теперь нам надо знать сколько тактов в минуту следует совершать. Делаем расчет.
Сжимаем до 30 атмосфер, а поршень имеет диаметр 110 мм. Упростим пусть ход поршня =3300 мм. Тогда объем воздуха в этой камере будет = 0.55*0.55*3.14*33 литра = 30 литров = значит для такого объема воздуха требуется примерно один грамм соляры.
Значит в минуту нам надо опрыскивать топливо в 50 цилиндров. И все будет работать как часы.
Теперь считаем сколько воздуха накачаем в компрессорной части. Объем воздуха в одном такте равен в двух поршнях = 2*0.8*0.8*3.14*3.3 = примерно 13 м³ (кубометров) сжатых до какого давления? Пусть 50% = 15 атмосфер. За одну минуту имеем 650 кубометров воздуха, всего за 50 грамм солярки = фактически бесплатно.
Этот расчет делался по упрощённой схеме. На самом деле нам, чтобы не было перекосов и все работало без трения, нужно иметь двенадцать пар поршней соединённых в центре штоков в единую систему. Тогда каждый такт будет поджигаться три цилиндра находящихся в равносторонним треугольнике одновременно и никаких перекосов в агрегате не будет происходить. А все остальное остаётся в силе.
Да конечно нет расчетов КПД, да и зачем, когда достаточен примерный расчет.
По факту получим компрессор, который качает воздух круглосуточно, годами, без обслуживания.
Да надо предусмотреть производство агрегатом электричества для управления и работы ТНВД и других насосов, но это делается на раз. Агрегат должен работать без потребления стороннего электричества, а он может.
