Бесшатунные двигатели
Перечень изобретений, представляющих коммерческий интерес .
I. Группа изобретений, относящихся к созданию и эксплуатации автомобильного транспорта.
(На их основе возможно создание концепт-каров 21 века как для условий движения в крупных городах, так и для внедорожного движения. Одновременное внедрение в одном автомобиле большей части изобретений группы позволит значительно повысить удобство управления, надёжность и экономичность).
1. Семейство бесшатунных поршневых двигателей внутреннего сгорания, отличающихся новой кинематической схемой механического привода (схема отличается от известных успешных “бесшатунников” Баландина и Штельцера, а также роторно-поршневых двигателей Фройде-Ванкеля). Двигатели полностью механически сбалансированы (т.е. векторное разложение сил поршней не имеет нескомпенсированных составляющих, перпендикулярных оси вала отбора мощности). Двигатели могут быть реализованы в карбюраторном и дизельном вариантах. Благодаря отсутствию кривошипно-шатунного механизма в них практически отсутствуют тангенциальные нагрузки на стенки цилиндров, что позволяет выполнить их более тонкими. Это даёт одновременно ряд эффектов – снижение затрат спецсплава, улучшение массо-габаритных показателей двигателя, улучшение охлаждения цилиндров, повышение удельной мощности. Благодаря механической сбалансированности двигатели практически исключают вибрации транспортного средства, в том числе и в переходных (старт-стопных) режимах.
2. Семейство бесшатунных поршневых двигателей внутреннего сгорания, отличающихся наличием гидравлического привода (с непосредственным преобразованием кинетической энергии поршня в энергию движущейся струи). Двигатели могут быть реализованы в карбюраторном и дизельном вариантах. Гидравлический привод упрощает передачу мощности к движителям, позволяет расширить пределы регулирования вращающего момента, осуществлять регулируемое торможение двигателем и разворот транспортного средства на месте, что особенно актуально для внедорожных конструкций и внутригородских микролитражек. Основные преимущества, описанные в п. 1, сохраняются.
3. Гидравлические приводы движителей транспортного средства, исключающие все виды механической передачи мощности от двигателя и обладающие широким диапазоном регулировок вращающего момента. Предназначены для совместной работы с двигателем по пункту 2. Позволяют осуществлять регулируемое торможение двигателем и разворот транспортного средства на месте.
4. Семейство бесшатунных поршневых двигателей внутреннего сгорания, отличающихся наличием электрического привода (с непосредственным преобразованием кинетической энергии поршня в электрическую энергию). Двигатели могут быть реализованы в карбюраторном и дизельном вариантах. Автомобиль на таких двигателях, по мере удешевления аккумуляторов большой ёмкости, может без доработок стать вначале “комби”, а затем электромобилем. Основные преимущества, описанные в п. 1, сохраняются.
5. Схема электронного управления приводами движителей транспортного средства, оптимизирующая соотношение скорости и вращающего момента. Предназначена для совместной работы с двигателем по предыдущему пункту (4).
6. Приводы движителей транспортного средства, исключающие все виды механической передачи мощности от двигателя к движителям и обладающие широким диапазоном регулировок вращающего момента. Предназначены для совместной работы с двигателем по пункту 4. Позволяют осуществлять регулируемое торможение двигателем и разворот транспортного средства на месте.
7. Карбюратор к двигателям внутреннего сгорания, повышающий эксплуатационные характеристики путём улучшения регуляции соотношения воздух/топливо в топливно-воздушной смеси и улучшения перемешивания компонентов в процессе подачи смеси в цилиндры.
8. Глушитель к двигателям внутреннего сгорания, уменьшающий потери энергии. Глушитель улучшает соотношение “габариты/эффективность”.
9. Привод клапанов двигателей внутреннего сгорания, упрощающий точную регулировку моментов открытия/закрытия клапанов, длительности открытого положения и скорости открытия/закрытия. Решение предусматривает индивидуальную замену (при необходимости) привода только одного из клапанов. Привод изменяет концепцию подачи топливно-воздушной смеси, делая её полностью динамически оптимизируемой.
10. Способы и устройства управления впрыском топливно-воздушной смеси в цилиндры ДВС, оптимизирующие расход топлива и степень его сгорания в широком диапазоне нагрузок двигателя (с использованием решений по пп. 7, 9).
11. Способы и устройства воспламенения топливно-воздушной смеси в карбюраторных ДВС, повышающие степень её сгорания в широком диапазоне нагрузок двигателя, а также надёжность его работы.
12. Система управления транспортным средством (силовой установкой и положением колёс). Система повышает надёжность и существенно расширяет функциональные возможности управления (диапазоны скоростей и вращающих моментов, маневренность). Применяется совместно с двигателем по п. 4.
13. Устройства, повышающие безопасность движения автомобильного транспорта как в обычных условиях, так и (особенно!) при плохой видимости (тёмное время суток, туман).
14. Система, повышающая безопасность автодорожного движения. Система представляет собой новый дешёвый телекоммуникационный сервис, оптимизирующий работу служб, обеспечивающих безопасность дорожного движения.
15. Светофор, повышающий безопасность движения на перекрёстках.
I. Группа изобретений, относящихся к созданию и эксплуатации автомобильного транспорта.
(На их основе возможно создание концепт-каров 21 века как для условий движения в крупных городах, так и для внедорожного движения. Одновременное внедрение в одном автомобиле большей части изобретений группы позволит значительно повысить удобство управления, надёжность и экономичность).
1. Семейство бесшатунных поршневых двигателей внутреннего сгорания, отличающихся новой кинематической схемой механического привода (схема отличается от известных успешных “бесшатунников” Баландина и Штельцера, а также роторно-поршневых двигателей Фройде-Ванкеля). Двигатели полностью механически сбалансированы (т.е. векторное разложение сил поршней не имеет нескомпенсированных составляющих, перпендикулярных оси вала отбора мощности). Двигатели могут быть реализованы в карбюраторном и дизельном вариантах. Благодаря отсутствию кривошипно-шатунного механизма в них практически отсутствуют тангенциальные нагрузки на стенки цилиндров, что позволяет выполнить их более тонкими. Это даёт одновременно ряд эффектов – снижение затрат спецсплава, улучшение массо-габаритных показателей двигателя, улучшение охлаждения цилиндров, повышение удельной мощности. Благодаря механической сбалансированности двигатели практически исключают вибрации транспортного средства, в том числе и в переходных (старт-стопных) режимах.
2. Семейство бесшатунных поршневых двигателей внутреннего сгорания, отличающихся наличием гидравлического привода (с непосредственным преобразованием кинетической энергии поршня в энергию движущейся струи). Двигатели могут быть реализованы в карбюраторном и дизельном вариантах. Гидравлический привод упрощает передачу мощности к движителям, позволяет расширить пределы регулирования вращающего момента, осуществлять регулируемое торможение двигателем и разворот транспортного средства на месте, что особенно актуально для внедорожных конструкций и внутригородских микролитражек. Основные преимущества, описанные в п. 1, сохраняются.
3. Гидравлические приводы движителей транспортного средства, исключающие все виды механической передачи мощности от двигателя и обладающие широким диапазоном регулировок вращающего момента. Предназначены для совместной работы с двигателем по пункту 2. Позволяют осуществлять регулируемое торможение двигателем и разворот транспортного средства на месте.
4. Семейство бесшатунных поршневых двигателей внутреннего сгорания, отличающихся наличием электрического привода (с непосредственным преобразованием кинетической энергии поршня в электрическую энергию). Двигатели могут быть реализованы в карбюраторном и дизельном вариантах. Автомобиль на таких двигателях, по мере удешевления аккумуляторов большой ёмкости, может без доработок стать вначале “комби”, а затем электромобилем. Основные преимущества, описанные в п. 1, сохраняются.
5. Схема электронного управления приводами движителей транспортного средства, оптимизирующая соотношение скорости и вращающего момента. Предназначена для совместной работы с двигателем по предыдущему пункту (4).
6. Приводы движителей транспортного средства, исключающие все виды механической передачи мощности от двигателя к движителям и обладающие широким диапазоном регулировок вращающего момента. Предназначены для совместной работы с двигателем по пункту 4. Позволяют осуществлять регулируемое торможение двигателем и разворот транспортного средства на месте.
7. Карбюратор к двигателям внутреннего сгорания, повышающий эксплуатационные характеристики путём улучшения регуляции соотношения воздух/топливо в топливно-воздушной смеси и улучшения перемешивания компонентов в процессе подачи смеси в цилиндры.
8. Глушитель к двигателям внутреннего сгорания, уменьшающий потери энергии. Глушитель улучшает соотношение “габариты/эффективность”.
9. Привод клапанов двигателей внутреннего сгорания, упрощающий точную регулировку моментов открытия/закрытия клапанов, длительности открытого положения и скорости открытия/закрытия. Решение предусматривает индивидуальную замену (при необходимости) привода только одного из клапанов. Привод изменяет концепцию подачи топливно-воздушной смеси, делая её полностью динамически оптимизируемой.
10. Способы и устройства управления впрыском топливно-воздушной смеси в цилиндры ДВС, оптимизирующие расход топлива и степень его сгорания в широком диапазоне нагрузок двигателя (с использованием решений по пп. 7, 9).
11. Способы и устройства воспламенения топливно-воздушной смеси в карбюраторных ДВС, повышающие степень её сгорания в широком диапазоне нагрузок двигателя, а также надёжность его работы.
12. Система управления транспортным средством (силовой установкой и положением колёс). Система повышает надёжность и существенно расширяет функциональные возможности управления (диапазоны скоростей и вращающих моментов, маневренность). Применяется совместно с двигателем по п. 4.
13. Устройства, повышающие безопасность движения автомобильного транспорта как в обычных условиях, так и (особенно!) при плохой видимости (тёмное время суток, туман).
14. Система, повышающая безопасность автодорожного движения. Система представляет собой новый дешёвый телекоммуникационный сервис, оптимизирующий работу служб, обеспечивающих безопасность дорожного движения.
15. Светофор, повышающий безопасность движения на перекрёстках.
К реальным инвестициям подошло близко,но я оказался не совсем прытким. Да и занят был больше зарабатыванием на жизнь по заграницам.
Думаю мне повезёт больше
По крайней мере на это надеюсь...
Хочется сделать по-настоящему большое дело
Чтобы не думать о ....
Если не повезетс инвестициями в "двигун"- просить буду на бизнес
Чтоб непросить потом на "двигуны" и прочие изобретения- а самому инвестировать в них. Ценить людей нужно по целям которые они себе ставят- Великие люди ставят великие цели, а остальные живут согласно своих желаний.
Рекомендую книгу про изобретателей. Игоря Акимова и Виктора Клименко.
"О природе таланта" "О мальчике который умел летать или путь к свободе "
http://ksebe.hut.ru/libr/index.htm
кстати настольная книга- миллионов
По крайней мере на это надеюсь...
Хочется сделать по-настоящему большое дело
Чтобы не думать о ....
Если не повезетс инвестициями в "двигун"- просить буду на бизнес
Чтоб непросить потом на "двигуны" и прочие изобретения- а самому инвестировать в них. Ценить людей нужно по целям которые они себе ставят- Великие люди ставят великие цели, а остальные живут согласно своих желаний.
Рекомендую книгу про изобретателей. Игоря Акимова и Виктора Клименко.
"О природе таланта" "О мальчике который умел летать или путь к свободе "
http://ksebe.hut.ru/libr/index.htm
кстати настольная книга- миллионов
V
vladimir55
В сети книга есть, я скачал , но не помню адрес. Адрес давали на Форуме сверхлегкой авиации-поищите если надо.
Научится кататься на велосипеде – дело нехитрое, но часто довольно болезненное. Чтобы решить проблему, нужно только заставить ваш двухколёсный велосипед не падать. И вдруг оказалось, что это не только сказать, но и сделать можно довольно просто. И, главное, дёшево.
Чего только не делали с велосипедами: снабжали солнечными батареями, отправляли плавать под водой, разрешили на нём кататься лёжа, ездить боком, заниматься спортом и даже использовать в качестве оружия политической борьбы!
По поводу очередного "изобретения велосипеда" можно думать долго, но точку в размышлениях быстро ставит окружающая действительность. Что уж тут поделаешь, но какими бы замечательными приспособлениями разные выдумщики ни снабжали своих двухколёсных "братьев", а по-настоящему на них прижились разве что клаксон, катафоты да переключатель скоростей. Вот такие дела. Ведь велосипед — не самое высокотехнологичное достижение цивилизации, поэтому модернизация этого устройства проходит с большим трудом.
И, тем не менее, перед нами GyroBike, и это изобретение – опять велосипед.
Кажется, GyroBike не имеет значительных особенностей, кроме, разве что, переднего колеса, которое по виду кажется сплошным, как у трековых велосипедов. Но в этом колесе как раз и заключается всё ноу-хау.
Раскроем сразу карты GyroBike: особенность устройства в том, что велосипед не падает. Внутри переднего колеса, между спицами, находится другое "колесо", свободно вращающееся и, таким образом, являющееся гироскопом.
При разгоне велосипеда оно также разгоняется, а вот при замедлении хода – этот тяжёлый гироскоп не спешит снижать скорость, как колесо внешнее, а по инерции вращается ещё долго.
Напомним, что особенность гироскопа заключается в способности сохранять направление оси вращения в пространстве, если внешние силы отсутствуют. Если внешняя сила будет действовать на гироскоп, то ось гироскопа будет стремиться отклониться не в том направлении, в котором действует сила, а в перпендикулярном. Таким образом, выходит, что гироскоп сопротивляется изменениям.
А когда происходят самые заметные изменения в положении колеса? Разумеется, при падении. Но если гироскоп расположить, как в нашем случае, внутри спиц на оси колеса, то получается, что он будет препятствовать падению велосипеда.
[size=12]Всё очень просто. Было бы удивительно, если бы никто не догадался до такой простой находки. Разумеется, догадались – в этой идее нет ничего нового, но инженеры говорили о том, что применить такое для велосипеда было бы слишком сложно.
Однако студенты Дартмутского колледжа (Dartmouth College) как-то не очень прислушивались к советам маститых специалистов, да потихоньку занимались разработкой гироскопа, который можно было как-нибудь приладить к велосипеду.
И вот, прошло всего каких-то 10 недель, как появилось то самое гироскопическое колесо, что должно было урезонить падающий велосипед. Недолгое тестирование показало, что велосипед действительно стал намного устойчивее, и это было ощутимо даже начинающим велосипедистам, что как раз и нужно молодым изобретателям.
Следующий шаг – уже вне рамок изобретательства – попытка получить патент на изобретение. Но главная трудность состоит в том, что, как мы уже сказали выше, идея не нова, и процесс рассмотрения патента сильно затянулся. Выдумщики было опечалились, но вдруг появился юрист Уильям Логинов (William A. Loginov), выпускник того же Дартмута, и предложил свою безвозмездную помощь.
Пока неизвестно, как продвигается экспертиза заявки на патент, но дартмутский велосипед приобретает всё большую популярность. Причин тому множество. [/size]Во-первых, с него действительно трудно упасть. Всякий раз, когда велосипед начинает падать, гироскоп создаёт момент, приложенный к колесу, заставляющий его ось вернуться в прежнее горизонтальное положение. И, что интереснее всего – упасть трудно почти любому испытателю, а ведь среди них были и дети 4-5 лет!
Во-вторых, GyroBike оставляет неограниченный простор для развлечений. Ещё во время испытания разработки дети придумали эдакий способ тестирования, которому дали название "призрак-наездник": они разгоняли велосипед без ездока и толкали вперёд, в результате чего "непадающий" GyroBike продолжал некоторое время ровно ехать, как если бы на нём кто-то сидел.
В-третьих, кататься на велосипеде могут не только дети, но и взрослые; особенно он может пригодиться людям с ослабленным здоровьем, с дисфункциями опорно-двигательного аппарата и другими нарушениями.
В-четвёртых, это гироскопическое удовольствие обойдётся в каких-то $39...
Иногда создаётся впечатление, будто среди велотранспортных средств действует какой-то естественный отбор, в котором выживают наименее вычурные модели, поэтому к GyroBike судьба должна быть благосклонна. По крайней мере, этого очень бы хотелось.
Чего только не делали с велосипедами: снабжали солнечными батареями, отправляли плавать под водой, разрешили на нём кататься лёжа, ездить боком, заниматься спортом и даже использовать в качестве оружия политической борьбы!
По поводу очередного "изобретения велосипеда" можно думать долго, но точку в размышлениях быстро ставит окружающая действительность. Что уж тут поделаешь, но какими бы замечательными приспособлениями разные выдумщики ни снабжали своих двухколёсных "братьев", а по-настоящему на них прижились разве что клаксон, катафоты да переключатель скоростей. Вот такие дела. Ведь велосипед — не самое высокотехнологичное достижение цивилизации, поэтому модернизация этого устройства проходит с большим трудом.
И, тем не менее, перед нами GyroBike, и это изобретение – опять велосипед.
Кажется, GyroBike не имеет значительных особенностей, кроме, разве что, переднего колеса, которое по виду кажется сплошным, как у трековых велосипедов. Но в этом колесе как раз и заключается всё ноу-хау.
Раскроем сразу карты GyroBike: особенность устройства в том, что велосипед не падает. Внутри переднего колеса, между спицами, находится другое "колесо", свободно вращающееся и, таким образом, являющееся гироскопом.
При разгоне велосипеда оно также разгоняется, а вот при замедлении хода – этот тяжёлый гироскоп не спешит снижать скорость, как колесо внешнее, а по инерции вращается ещё долго.
Напомним, что особенность гироскопа заключается в способности сохранять направление оси вращения в пространстве, если внешние силы отсутствуют. Если внешняя сила будет действовать на гироскоп, то ось гироскопа будет стремиться отклониться не в том направлении, в котором действует сила, а в перпендикулярном. Таким образом, выходит, что гироскоп сопротивляется изменениям.
А когда происходят самые заметные изменения в положении колеса? Разумеется, при падении. Но если гироскоп расположить, как в нашем случае, внутри спиц на оси колеса, то получается, что он будет препятствовать падению велосипеда.
[size=12]Всё очень просто. Было бы удивительно, если бы никто не догадался до такой простой находки. Разумеется, догадались – в этой идее нет ничего нового, но инженеры говорили о том, что применить такое для велосипеда было бы слишком сложно.
Однако студенты Дартмутского колледжа (Dartmouth College) как-то не очень прислушивались к советам маститых специалистов, да потихоньку занимались разработкой гироскопа, который можно было как-нибудь приладить к велосипеду.
И вот, прошло всего каких-то 10 недель, как появилось то самое гироскопическое колесо, что должно было урезонить падающий велосипед. Недолгое тестирование показало, что велосипед действительно стал намного устойчивее, и это было ощутимо даже начинающим велосипедистам, что как раз и нужно молодым изобретателям.
Следующий шаг – уже вне рамок изобретательства – попытка получить патент на изобретение. Но главная трудность состоит в том, что, как мы уже сказали выше, идея не нова, и процесс рассмотрения патента сильно затянулся. Выдумщики было опечалились, но вдруг появился юрист Уильям Логинов (William A. Loginov), выпускник того же Дартмута, и предложил свою безвозмездную помощь.
Пока неизвестно, как продвигается экспертиза заявки на патент, но дартмутский велосипед приобретает всё большую популярность. Причин тому множество. [/size]Во-первых, с него действительно трудно упасть. Всякий раз, когда велосипед начинает падать, гироскоп создаёт момент, приложенный к колесу, заставляющий его ось вернуться в прежнее горизонтальное положение. И, что интереснее всего – упасть трудно почти любому испытателю, а ведь среди них были и дети 4-5 лет!
Во-вторых, GyroBike оставляет неограниченный простор для развлечений. Ещё во время испытания разработки дети придумали эдакий способ тестирования, которому дали название "призрак-наездник": они разгоняли велосипед без ездока и толкали вперёд, в результате чего "непадающий" GyroBike продолжал некоторое время ровно ехать, как если бы на нём кто-то сидел.
В-третьих, кататься на велосипеде могут не только дети, но и взрослые; особенно он может пригодиться людям с ослабленным здоровьем, с дисфункциями опорно-двигательного аппарата и другими нарушениями.
В-четвёртых, это гироскопическое удовольствие обойдётся в каких-то $39...
Иногда создаётся впечатление, будто среди велотранспортных средств действует какой-то естественный отбор, в котором выживают наименее вычурные модели, поэтому к GyroBike судьба должна быть благосклонна. По крайней мере, этого очень бы хотелось.
КАКОВО : прогресс не остановишь- мозги новые приходят и нате ВАМ !!![highlight][/highlight]
Однако студенты Дартмутского колледжа (Dartmouth College) как-то не очень прислушивались к советам маститых специалистов, да потихоньку занимались разработкой гироскопа, который можно было как-нибудь приладить к велосипеду.
Однако студенты Дартмутского колледжа (Dartmouth College) как-то не очень прислушивались к советам маститых специалистов, да потихоньку занимались разработкой гироскопа, который можно было как-нибудь приладить к велосипеду.
ЧТО ЗАВТРА?
История развития двигателей внутреннего сгорания близится к своему логическому завершению – до серийных наддувных моторов, работающих на сверхбедных бензиновых смесях, остается всего несколько лет. Их экономические показатели практически сравняются с дизелями. Дальше все станет гораздо интереснее – в зависимости от экономической ситуации и цен на топливо верх возьмут или тенденции экономии, или еще большего ужесточения экологических стандартов, что приведет к невероятному разнообразию конструкций. ДВС будет биться до последнего, и альтернативные виды топлива ему не помеха. Впрочем, это всего лишь прогноз автора.
Очевидно одно – время простых решений проходит. Битва за динамику, экономичность и эффективное использование энергии в современном автомобиле будет выиграна не одним изобретением, а сложным комплексом технических решений…
История развития двигателей внутреннего сгорания близится к своему логическому завершению – до серийных наддувных моторов, работающих на сверхбедных бензиновых смесях, остается всего несколько лет. Их экономические показатели практически сравняются с дизелями. Дальше все станет гораздо интереснее – в зависимости от экономической ситуации и цен на топливо верх возьмут или тенденции экономии, или еще большего ужесточения экологических стандартов, что приведет к невероятному разнообразию конструкций. ДВС будет биться до последнего, и альтернативные виды топлива ему не помеха. Впрочем, это всего лишь прогноз автора.
Очевидно одно – время простых решений проходит. Битва за динамику, экономичность и эффективное использование энергии в современном автомобиле будет выиграна не одним изобретением, а сложным комплексом технических решений…
На чем будем ездить и летать в XXI веке.
Последнее изменение [ 18.09.02 г.]
О двигателях внутреннего сгорания нового поколения. Чоповский Б. П.
По вопросу, на чем будем ездить, ответ содержится в нескольких последних публикациях, среди которых представляют интерес, помещенные в интернете статьи: Cергея Жукова "Симфония в два такта", Александра Воронцова "Полный вперед: Разделяй и властвуй", Александра Варапова "Феникс, XXI", Алексея Воробъева-Обухова "Двухтактный….Форд", также статья в журнале "Судоходство" №4/99 "ЗУЛЬЦЕР"- век надежной работы".
В этих публикациях отражается перспективность поршневых двухтактных двигателей нового поколения, которые по экономичности, экологической чистоте и надежности отвечают всем современным требованиям. Появившиеся за последние годы только в РФ принципиально новые, защищенные патентами технические решения различных авторов по двигателям внутреннего сгорания (авторы: Осиповский Ф.Н., Скрипов Ю.Н., Лужков Ю.М., Колесов В.А., Харченко В. С., Курочкин А.Г., Чоповский Б.П. и другие) показывают, что попытки создания перспективных силовых установок продолжаются и при этом разработки ведутся в различных направлениях. Все новые технические решения нуждаются в дальнейшей проработке и оценке авторитетных исследовательских центров типа НАМИ, ЦИАМ и МОТОПРОМ, которые призваны определять наиболее перспективные направления дальнейших исследований с учетом уже имеющегося опыта в зарубежном двигателестроении. В частности требует подтверждения со стороны исследовательских центров в РФ перспективы развития двигателестроения в ХХI веке в направлении широкого использования двухтактных двигателей для авто и мото транспорта, определенные по материалам зарубежной печати и сформулированные в вышеназванной статье "Симфония в два такта".
На основании опубликованных материалов можно сделать вывод, что наиболее перспективным направлением в двигателестроении для авто и мото транспорта считается развитие поршневых экологически чистых, экономичных, простых, дешевых в изготовлении и надежных, двухтактных двигателей внутреннего сгорания нового поколения, имеющих большую удельную мощность, малую удельную массу, внешний источник продувки цилиндров и условия смазки механизма движения, аналогичные четырехтактным двигателям. Большим преимуществом поршневых двухтактных двигателей является то, что они относятся к разряду традиционных двигателей, которые не требуют освоения новых технологий изготовления и использования новых материалов.
Разработанные концерном "Даймлер Крайслер" двухтактные двигатели нового поколения для легковых машин имеют технико-экономические показатели выше, чем у четырехтактных двигателей. Серийный выпуск легковых автомобилей с двухтактным двигателем в настоящее время производится Австралийской фирмой "Орбиталь". Легковые автомобили с двухтактным двигателем планирует выпускать Московский завод ЗИЛ. Имеются большие перспективы использования двухтактных двигателей для большегрузных машин, тракторов и в судостроении, т.к. такие двигатели могут быть любой мощности. Танковые двухтактные двигатели выпускает завод имени Малышева на Украине.
Все двухтактные двигатели нового поколения имеют прямой впрыск топлива в цилиндр после закрытия выпускных окон цилиндра. Также актуальным вопросом на рубеже XXI века можно считать по какому пути пойдет развитие двигателестроения для легкомоторной авиации, для которой определяющими показателями являются надежность и долговечность, малая удельная масса, простота и легкость ремонта, экономичность и небольшая стоимость. В настоящее время отечественные заводы не выпускают двигатели, отвечающие перечисленным требованиям, кроме того, нет двигателей, которые бы заполнили требуемый диапазон по мощности. В результате легкомоторные самолеты, выпускаемые промышленностью в РФ, комплектуются в основном дорогими двигателями зарубежного производства, такими как "Rotax" и "Hirth". В РФ в перспективе для легкомоторной авиации планируется выпускать роторно-поршневые двигатели "Ванкеля", освоение производства которых ведется на АВТОВАЗЕ. Но АВТОВАЗ занимается доводкой таких двигателей уже 25 лет и не сможет их сделать дешевыми. Кроме того, применение для авиации роторно-поршневых двигателей является спорным из-за их недостаточной надежности и сложности ремонта. Существует также объективное мнение, подтверждаемое неудачными попытками освоения их производства многими зарубежными фирмами, что роторный двигатель имеет порочные конструктивные недостатки, в том числе повышенный расход масла, тяжелые условия работы узлов уплотнений, подшипников качения и зубчатых пар. Такой двигатель не может быть рекомендован для любительской авиации, где ремонт двигателя в лучшем случае производится в условиях авторемонтной мастерской. Осваиваемые АВТОВАЗОМ роторно-поршневые двигатели не обеспечивают весь необходимый диапазон по мощности, т.к. разработанный ряд мощности является кратным по условиям уравновешенности двигателя и начинается с 70-ти л.с. Роторно-поршневые двигатели имеют ограниченную по условиям надежности скорость вращения и не дают значительного выигрыша по удельной массе на единицу мощности. Очень частым видом поломки является заклинивание двигателя и как следствие его полное разрушение. В части стоимости изготовления и ремонта роторных двигателей нет преимуществ перед традиционными авиационными двигателями зарубежного производства. Более того, их ремонт и обслуживание допускаются только в сервисном центре АВТОВАЗА в городе Тольятти и его филиале в г.Москве. Зарубежные фирмы после неудачных попыток устранить принципиальные недостатки роторно-поршневых двигателей отказались от их производства, в том числе из-за невозможности достичь современных высоких требований по экономичности и экологической чистоте выхлопных газов. Перечисленные факты ставят под сомнение перспективность и целесообразность использования роторно-поршневых двигателей для авиации, где основным требованием является надежность и возможность ремонта в различных условиях.
Если в РФ нет перспективных двигателей для легкомоторной авиации и не принято основное направление для их развития, то напротив, интенсивные разработки в выбранном направлении ведутся за рубежом. Известно, что фирма "РЕНО" разрабатывает новое поколение двигателей для легкомоторной авиации, которые смогут обеспечить весь необходимый ряд мощности для СЛА. В перспективном направлении работает украинская фирма НПФ "АВИаМотоР", которая предлагает для установки на СЛА, а также на различные наземные альтернативные транспортные средства свой оппозитный двухцилиндровый двухтактный двигатель с воздушным охлаждением, мощностью 68 л.с. "Вулкан" МР-70, отвечающий по утверждению фирмы современным требованиям двигателя для СЛА. Однако недостатком многих существующих отечественных и зарубежных двухтактных двигателей для СЛА является то, что у них используется кривошипно-камерная продувка цилиндров топливо воздушной смесью или чистым воздухом. В последнем случае используется раздельная смазка, при которой чистое масло малыми порциями поступает для смазки поршней и подшипников, а затем смешивается с топливом. Такая схема смазки дает эффект по сравнению с использованием для смазки топливо воздушной смеси, но значительно хуже, чем у четырехтактных двигателей, т.к. создает только голодную смазку поверхностей трения. Другим недостатком, снижающим надежность двигателя, является использование самодействующих лепестковых клапанов во всасывающем тракте, что является препятствием для увеличения оборотов двигателя, а, следовательно, для увеличения его удельной мощности и снижения удельной массы. В результате все отечественные и зарубежные двухтактные двигатели имеют малую долговечность и низкую надежность, которые часто являются причиной отказов двигателя и создания экстремальных ситуаций во время полетов. Подтверждением сказанного являются по данным авиационных клубов участившиеся случаи отказов наиболее отработанных зарубежных двигателей Rotax, которыми комплектуются большинство отечественных СЛА.
Учитывая изложенное, можно сформулировать основные технические требования при проектировании современных поршневых двухтактных двигателей для СЛА.
1.Смазка всех трущихся частей должна производиться, как и у четырехтактных двигателей, чистым маслом под давлением. Двигатель может быть с мокрым или сухим картером. При такой смазке становится возможным отказаться от подшипников качения, что позволяет упростить конструкцию двигателя и повысить его надежность.
2.Для повышения надежности целесообразно отказаться от использования в двигателе любых самодействующих или приводных клапанов подъемного типа.
3.Для повышения экономичности и чистоты выхлопных газов можно использовать уже отработанные системы для непосредственного впрыска топлива в цилиндр после закрытия впускных и выпускных окон.
4.Вместо кривошипно-камерной продувки использовать продувку цилиндров от внешнего источника, создающего давление выше атмосферного.
5.Предусмотреть возможность повышения коэффициента наполнения цилиндров за счет наддува, для чего может быть использована схема опережения открытия и закрытия выпускных окон по отношению к впускным окнам. Примером может служить схема прямоточной продувки двигателя Цоллера, который имеет два цилиндра и общую на два цилиндра камеру сгорания. При этом впускные окна расположены в одном цилиндре, а выпускные окна в другом цилиндре. Такая схема продувки позволяет наиболее эффективно осуществить наддув двухтактного двигателя до давления выше атмосферного.
6.Охлаждение цилиндров желательно использовать воздушное.
7.Для подачи в цилиндры оптимального состава топливо воздушной смеси можно использовать отработанные системы электронного контроля.
Последнее изменение [ 18.09.02 г.]
О двигателях внутреннего сгорания нового поколения. Чоповский Б. П.
По вопросу, на чем будем ездить, ответ содержится в нескольких последних публикациях, среди которых представляют интерес, помещенные в интернете статьи: Cергея Жукова "Симфония в два такта", Александра Воронцова "Полный вперед: Разделяй и властвуй", Александра Варапова "Феникс, XXI", Алексея Воробъева-Обухова "Двухтактный….Форд", также статья в журнале "Судоходство" №4/99 "ЗУЛЬЦЕР"- век надежной работы".
В этих публикациях отражается перспективность поршневых двухтактных двигателей нового поколения, которые по экономичности, экологической чистоте и надежности отвечают всем современным требованиям. Появившиеся за последние годы только в РФ принципиально новые, защищенные патентами технические решения различных авторов по двигателям внутреннего сгорания (авторы: Осиповский Ф.Н., Скрипов Ю.Н., Лужков Ю.М., Колесов В.А., Харченко В. С., Курочкин А.Г., Чоповский Б.П. и другие) показывают, что попытки создания перспективных силовых установок продолжаются и при этом разработки ведутся в различных направлениях. Все новые технические решения нуждаются в дальнейшей проработке и оценке авторитетных исследовательских центров типа НАМИ, ЦИАМ и МОТОПРОМ, которые призваны определять наиболее перспективные направления дальнейших исследований с учетом уже имеющегося опыта в зарубежном двигателестроении. В частности требует подтверждения со стороны исследовательских центров в РФ перспективы развития двигателестроения в ХХI веке в направлении широкого использования двухтактных двигателей для авто и мото транспорта, определенные по материалам зарубежной печати и сформулированные в вышеназванной статье "Симфония в два такта".
На основании опубликованных материалов можно сделать вывод, что наиболее перспективным направлением в двигателестроении для авто и мото транспорта считается развитие поршневых экологически чистых, экономичных, простых, дешевых в изготовлении и надежных, двухтактных двигателей внутреннего сгорания нового поколения, имеющих большую удельную мощность, малую удельную массу, внешний источник продувки цилиндров и условия смазки механизма движения, аналогичные четырехтактным двигателям. Большим преимуществом поршневых двухтактных двигателей является то, что они относятся к разряду традиционных двигателей, которые не требуют освоения новых технологий изготовления и использования новых материалов.
Разработанные концерном "Даймлер Крайслер" двухтактные двигатели нового поколения для легковых машин имеют технико-экономические показатели выше, чем у четырехтактных двигателей. Серийный выпуск легковых автомобилей с двухтактным двигателем в настоящее время производится Австралийской фирмой "Орбиталь". Легковые автомобили с двухтактным двигателем планирует выпускать Московский завод ЗИЛ. Имеются большие перспективы использования двухтактных двигателей для большегрузных машин, тракторов и в судостроении, т.к. такие двигатели могут быть любой мощности. Танковые двухтактные двигатели выпускает завод имени Малышева на Украине.
Все двухтактные двигатели нового поколения имеют прямой впрыск топлива в цилиндр после закрытия выпускных окон цилиндра. Также актуальным вопросом на рубеже XXI века можно считать по какому пути пойдет развитие двигателестроения для легкомоторной авиации, для которой определяющими показателями являются надежность и долговечность, малая удельная масса, простота и легкость ремонта, экономичность и небольшая стоимость. В настоящее время отечественные заводы не выпускают двигатели, отвечающие перечисленным требованиям, кроме того, нет двигателей, которые бы заполнили требуемый диапазон по мощности. В результате легкомоторные самолеты, выпускаемые промышленностью в РФ, комплектуются в основном дорогими двигателями зарубежного производства, такими как "Rotax" и "Hirth". В РФ в перспективе для легкомоторной авиации планируется выпускать роторно-поршневые двигатели "Ванкеля", освоение производства которых ведется на АВТОВАЗЕ. Но АВТОВАЗ занимается доводкой таких двигателей уже 25 лет и не сможет их сделать дешевыми. Кроме того, применение для авиации роторно-поршневых двигателей является спорным из-за их недостаточной надежности и сложности ремонта. Существует также объективное мнение, подтверждаемое неудачными попытками освоения их производства многими зарубежными фирмами, что роторный двигатель имеет порочные конструктивные недостатки, в том числе повышенный расход масла, тяжелые условия работы узлов уплотнений, подшипников качения и зубчатых пар. Такой двигатель не может быть рекомендован для любительской авиации, где ремонт двигателя в лучшем случае производится в условиях авторемонтной мастерской. Осваиваемые АВТОВАЗОМ роторно-поршневые двигатели не обеспечивают весь необходимый диапазон по мощности, т.к. разработанный ряд мощности является кратным по условиям уравновешенности двигателя и начинается с 70-ти л.с. Роторно-поршневые двигатели имеют ограниченную по условиям надежности скорость вращения и не дают значительного выигрыша по удельной массе на единицу мощности. Очень частым видом поломки является заклинивание двигателя и как следствие его полное разрушение. В части стоимости изготовления и ремонта роторных двигателей нет преимуществ перед традиционными авиационными двигателями зарубежного производства. Более того, их ремонт и обслуживание допускаются только в сервисном центре АВТОВАЗА в городе Тольятти и его филиале в г.Москве. Зарубежные фирмы после неудачных попыток устранить принципиальные недостатки роторно-поршневых двигателей отказались от их производства, в том числе из-за невозможности достичь современных высоких требований по экономичности и экологической чистоте выхлопных газов. Перечисленные факты ставят под сомнение перспективность и целесообразность использования роторно-поршневых двигателей для авиации, где основным требованием является надежность и возможность ремонта в различных условиях.
Если в РФ нет перспективных двигателей для легкомоторной авиации и не принято основное направление для их развития, то напротив, интенсивные разработки в выбранном направлении ведутся за рубежом. Известно, что фирма "РЕНО" разрабатывает новое поколение двигателей для легкомоторной авиации, которые смогут обеспечить весь необходимый ряд мощности для СЛА. В перспективном направлении работает украинская фирма НПФ "АВИаМотоР", которая предлагает для установки на СЛА, а также на различные наземные альтернативные транспортные средства свой оппозитный двухцилиндровый двухтактный двигатель с воздушным охлаждением, мощностью 68 л.с. "Вулкан" МР-70, отвечающий по утверждению фирмы современным требованиям двигателя для СЛА. Однако недостатком многих существующих отечественных и зарубежных двухтактных двигателей для СЛА является то, что у них используется кривошипно-камерная продувка цилиндров топливо воздушной смесью или чистым воздухом. В последнем случае используется раздельная смазка, при которой чистое масло малыми порциями поступает для смазки поршней и подшипников, а затем смешивается с топливом. Такая схема смазки дает эффект по сравнению с использованием для смазки топливо воздушной смеси, но значительно хуже, чем у четырехтактных двигателей, т.к. создает только голодную смазку поверхностей трения. Другим недостатком, снижающим надежность двигателя, является использование самодействующих лепестковых клапанов во всасывающем тракте, что является препятствием для увеличения оборотов двигателя, а, следовательно, для увеличения его удельной мощности и снижения удельной массы. В результате все отечественные и зарубежные двухтактные двигатели имеют малую долговечность и низкую надежность, которые часто являются причиной отказов двигателя и создания экстремальных ситуаций во время полетов. Подтверждением сказанного являются по данным авиационных клубов участившиеся случаи отказов наиболее отработанных зарубежных двигателей Rotax, которыми комплектуются большинство отечественных СЛА.
Учитывая изложенное, можно сформулировать основные технические требования при проектировании современных поршневых двухтактных двигателей для СЛА.
1.Смазка всех трущихся частей должна производиться, как и у четырехтактных двигателей, чистым маслом под давлением. Двигатель может быть с мокрым или сухим картером. При такой смазке становится возможным отказаться от подшипников качения, что позволяет упростить конструкцию двигателя и повысить его надежность.
2.Для повышения надежности целесообразно отказаться от использования в двигателе любых самодействующих или приводных клапанов подъемного типа.
3.Для повышения экономичности и чистоты выхлопных газов можно использовать уже отработанные системы для непосредственного впрыска топлива в цилиндр после закрытия впускных и выпускных окон.
4.Вместо кривошипно-камерной продувки использовать продувку цилиндров от внешнего источника, создающего давление выше атмосферного.
5.Предусмотреть возможность повышения коэффициента наполнения цилиндров за счет наддува, для чего может быть использована схема опережения открытия и закрытия выпускных окон по отношению к впускным окнам. Примером может служить схема прямоточной продувки двигателя Цоллера, который имеет два цилиндра и общую на два цилиндра камеру сгорания. При этом впускные окна расположены в одном цилиндре, а выпускные окна в другом цилиндре. Такая схема продувки позволяет наиболее эффективно осуществить наддув двухтактного двигателя до давления выше атмосферного.
6.Охлаждение цилиндров желательно использовать воздушное.
7.Для подачи в цилиндры оптимального состава топливо воздушной смеси можно использовать отработанные системы электронного контроля.
Перечисленные требования обеспечат создание долговечного, надежного, экологически чистого и экономичного двухтактного двигателя нового поколения с малой удельной массой на единицу мощности, пригодного для использования на СЛА. Дополнительно разработчикам двигателей предлагается обратить внимание на новые варианты двухтактных двигателей, предложенные по патентам РФ № 2063524, 2118465 и 2143077, которые открывают новые направления в развитии поршневых двухтактных двигателей внутреннего сгорания. Двухрядные двигатели по двум последним патентам позволяют довести удельную массу двигателя до 0,3 кг. на одну л.с. Двухрядные четырехтактные двигатели изобретателя С.С.Баландина ранее выпускались для авиационных двигателей. Указанные варианты двухтактных двигателей по патентам РФ в настоящее время патентуются в США. Материалы по новым двухтактным двигателям переданы для рассмотрения на ряд автомобильных и мотоциклетных заводов в РФ, а также в концерн "Даймлер Крайслер" через его московское представительство. Изготовление таких двухтактных двигателей могли бы освоить в РФ Ирбитский и Ижевский мотоциклетные заводы на базе своих двухцилиндровых двигателей, Рыбинский моторный завод на базе двигателя для снегохода "Тайга", "Буран" и АВТОВАЗ.
Разработка двухтактных двигателей нового поколения по патентам РФ № 2063524, 2118465 и 2143077 на стадии дипломного проектирования студентами уже несколько лет ведется на кафедре "Автомобили и тракторы" УГТУ-УПИ в г.Екатеринбурге. Для обсуждения перспектив развития и разработки двухтактных двигателей нового поколения приглашаются к участию как можно большее количество разработчиков. Имеются технические проекты более тридцати вариантов перевода существующих двухтактных и четырехтактных двигателей на двухтактный цикл работы по новым патентам РФ в зависимости от количества и расположения цилиндров. Ведется дополнительное патентование отдельных вариантов двигателя.
С просьбой дать отзыв о перспективности новых двухтактных двигателей по патентам РФ представлены обращения в головные институты по двигателестроению, ведётся отработка перспективного бизнес-плана и поиск спонсоров для дальнейшего патентования в других странах и для изготовления опытных образцов.
Спонсорам предлагается провести дополнительное патентование от своего имени. По запросу может быть предоставлена более подробная информация.
Чоповский Борис Петрович
Краткий комментарий.
Оширов В.
Очевидно, что совершенствование поршневого ДВС может идти по двум основным направлениям: сокращение внутренних потерь (трение, газообмен и д.р.) и совершенствование термодинамического рабочего и связанных с ним технологических циклов (процессов).
Один из путей сокращения внутренних потерь почти в два раза – это простой двухтактный ДВС в различных вариантах. Но именно простой по конструкции ДВС, иначе по потерям он начнет приближаться к четырехтактному двигателю. Простоту конструкции нельзя понимать однозначно: подразумевается отсутствие элементов, приносящих значительные дополнительные внутренние потери (например: дополнительные поршни, сложные механизмы и т.п.) При всем этом необходимо сохранить ресурс на уровне четырехтактного ДВС. Сохранение ресурса двухтактного ДВС (ДДВС) связано в основном с усложненными условиями смазки ЦПГ; поскольку исходя из трибологии пары: поршневое кольцо – цилиндр, сохранение режима даже полужидкостного трения усложнено как, постоянным давлением, так и знаком приложения сил. Положение от части могут спасти современные твердые смазки, но преимущество ресурса четырехтактного ДВС по всей видимости останется.
Совершенствование рабочего термодинамического и связанных с ним технологических циклов значительно шире и охватывает многочисленные стороны этих процессов. Эти стороны настолько многочисленны и разнообразны, что полного подробного "списка" практически не существует, поскольку он постоянно расширяется. Понятны основные критерии: простота и надежность вспомогательных систем и агрегатов, экономичность и высокая эффективность процесса горения топливного заряда, низкая токсичность первичных выхлопных газов, сохранение параметров на всех допустимых режимах работы, ориентация на перспективное топливо (пока в основном это газ и частично жидкие углеводороды), адаптивная система управления топливоподачей и процессом горения заряда, совершенствование самого термодинамического цикла (допустим: снижение давления в ВМТ, и повышение его, в зоне эффективных углов КШМ) и многое, многое другое.
Действительно для высокооборотных ДВС наличие подъемных клапанов нежелательно, но для среднеоборотных ДВС, когда не требуется жестких ограничений по массе (автомобильные ДВС), наличие клапанов позволяет достаточно просто оптимизировать рабочий процесс в цилиндре, а при применении современных материалов и технологий позволяет получать достаточно надежные эффективные конструкции двигателей.
Стремление получить максимальную удельную мощность, по всей видимости, должно уступать возможности получения максимальной экологической чистоте первичных выхлопных газов, а это связано в основном с совершенствованием процессов рабочего термодинамического цикла и процесса горения топливного заряда на всем своем протяжении и на всех допустимых режимах работы ДВС.
Спор о преимуществах 2х тактного или 4х тактного ДВС однозначно решен быть не может. (См. статью: "4 – тактные против 2 – тактных с прямым впрыском. Битва за покупателя." Перевод Павла Дмитриева ) Современные 2х тактные ДВС с непосредственным впрыском по весовым показателям сравнялись с 4х тактными ДВС внешнего смесеобразования. По ресурсу 2х тактные ДВС отстают от своих медленных собратьев; сделать малогабаритным 2х тактный двигатель непосредственного впрыска достаточно проблематично, гораздо проще сделать аналогичный 4 - тактный двигатель с подобными характеристиками. Вопрос об относительной дешевизне и простоте 2х тактного двигателя неоднозначен; поскольку затраты на его обслуживание и ремонт значительно превосходят аналогичные для 4х тактных. В процессе дальнейшего совершенствования ДВС произойдет, по всей видимости, стирание основных различий между двумя классами данных двигателей.
Другая сторона: нельзя считать поршневой ДВС основной силовой установкой будущего на транспорте, просто у поршневых двигателей останется своя ниша в многообразии СУ. Как пример можно привести двигатель "Перун" изобретателя Михаила Кузнецова, иначе называемый объемно – струйным двигателем (ДОС), который объединил в себе лучшие черты поршневого, газотурбинного и жидкостно-реактивного двигателей. (См.: Журнал "Эксперт" № 10(270), www.expert.ru). Хотя и у двигателя "Перун", при всех его достоинствах, возможна своя ниша, а именно – гибридные СУ нового типа: первичный двигатель, электрический генератор, электропривод с небольшой буферной батареей.
Достаточно перспективным направлением может быть применение в СУ на транспорте кинетических ускорителей (для оптимизации режима разгона) на основе супермаховика и адаптивного вариатора. (См.: цикл статей д.т.н. Нурбей Гулиа в электронной библиотеке "Наука и техника": www.n-t.ru.). Подобные кинетические ускорители, при их компактном исполнении могут значительно расширить возможности традиционных СУ на транспорте.
Доводка и испытание любого нового типа двигателей сопряжена с серьезными материальными затратами, поэтому изучение постороннего опыта, ошибок и грамотный анализ – должен занимать достойное место в этом процессе.
Действительно, современная ситуация такова, что выбрав неверное направление развития наше двигателестроение будет неуклонно отставать все дальше и дальше от развитых стран. В цивилизованном мире отработаны несложные механизмы решения подобных проблем: это проведение открытых и доступных конкурсов, с привлечением всех возможных участников, затраты на поведение которых, включая достойные призы победителям, всегда оказываются значительно меньше тех затрат, которые могли быть израсходованы на получение аналогичного результата (практически не достижимого по качеству) при многолетней работе любого завода или института. Другими словами выигрыш от подобного независимого конкурса получает тот, кто его проводит, а в конечном итоге выигрывают все потребители, получая современный автомобиль или самолет.
Дополнение. В процессе теоретического развития четырехтактного ДВС удалось "изобрести" новую конструкции двигателя. Данный двигатель удачно сочетает черты, как двухтактного, так и четырехтактного. См. статью: Создаем новый ДВС.
P.S. “Народ не желающий кормить своих изобретателей будет кормить чужих …”
Разработка двухтактных двигателей нового поколения по патентам РФ № 2063524, 2118465 и 2143077 на стадии дипломного проектирования студентами уже несколько лет ведется на кафедре "Автомобили и тракторы" УГТУ-УПИ в г.Екатеринбурге. Для обсуждения перспектив развития и разработки двухтактных двигателей нового поколения приглашаются к участию как можно большее количество разработчиков. Имеются технические проекты более тридцати вариантов перевода существующих двухтактных и четырехтактных двигателей на двухтактный цикл работы по новым патентам РФ в зависимости от количества и расположения цилиндров. Ведется дополнительное патентование отдельных вариантов двигателя.
С просьбой дать отзыв о перспективности новых двухтактных двигателей по патентам РФ представлены обращения в головные институты по двигателестроению, ведётся отработка перспективного бизнес-плана и поиск спонсоров для дальнейшего патентования в других странах и для изготовления опытных образцов.
Спонсорам предлагается провести дополнительное патентование от своего имени. По запросу может быть предоставлена более подробная информация.
Чоповский Борис Петрович
Краткий комментарий.
Оширов В.
Очевидно, что совершенствование поршневого ДВС может идти по двум основным направлениям: сокращение внутренних потерь (трение, газообмен и д.р.) и совершенствование термодинамического рабочего и связанных с ним технологических циклов (процессов).
Один из путей сокращения внутренних потерь почти в два раза – это простой двухтактный ДВС в различных вариантах. Но именно простой по конструкции ДВС, иначе по потерям он начнет приближаться к четырехтактному двигателю. Простоту конструкции нельзя понимать однозначно: подразумевается отсутствие элементов, приносящих значительные дополнительные внутренние потери (например: дополнительные поршни, сложные механизмы и т.п.) При всем этом необходимо сохранить ресурс на уровне четырехтактного ДВС. Сохранение ресурса двухтактного ДВС (ДДВС) связано в основном с усложненными условиями смазки ЦПГ; поскольку исходя из трибологии пары: поршневое кольцо – цилиндр, сохранение режима даже полужидкостного трения усложнено как, постоянным давлением, так и знаком приложения сил. Положение от части могут спасти современные твердые смазки, но преимущество ресурса четырехтактного ДВС по всей видимости останется.
Совершенствование рабочего термодинамического и связанных с ним технологических циклов значительно шире и охватывает многочисленные стороны этих процессов. Эти стороны настолько многочисленны и разнообразны, что полного подробного "списка" практически не существует, поскольку он постоянно расширяется. Понятны основные критерии: простота и надежность вспомогательных систем и агрегатов, экономичность и высокая эффективность процесса горения топливного заряда, низкая токсичность первичных выхлопных газов, сохранение параметров на всех допустимых режимах работы, ориентация на перспективное топливо (пока в основном это газ и частично жидкие углеводороды), адаптивная система управления топливоподачей и процессом горения заряда, совершенствование самого термодинамического цикла (допустим: снижение давления в ВМТ, и повышение его, в зоне эффективных углов КШМ) и многое, многое другое.
Действительно для высокооборотных ДВС наличие подъемных клапанов нежелательно, но для среднеоборотных ДВС, когда не требуется жестких ограничений по массе (автомобильные ДВС), наличие клапанов позволяет достаточно просто оптимизировать рабочий процесс в цилиндре, а при применении современных материалов и технологий позволяет получать достаточно надежные эффективные конструкции двигателей.
Стремление получить максимальную удельную мощность, по всей видимости, должно уступать возможности получения максимальной экологической чистоте первичных выхлопных газов, а это связано в основном с совершенствованием процессов рабочего термодинамического цикла и процесса горения топливного заряда на всем своем протяжении и на всех допустимых режимах работы ДВС.
Спор о преимуществах 2х тактного или 4х тактного ДВС однозначно решен быть не может. (См. статью: "4 – тактные против 2 – тактных с прямым впрыском. Битва за покупателя." Перевод Павла Дмитриева ) Современные 2х тактные ДВС с непосредственным впрыском по весовым показателям сравнялись с 4х тактными ДВС внешнего смесеобразования. По ресурсу 2х тактные ДВС отстают от своих медленных собратьев; сделать малогабаритным 2х тактный двигатель непосредственного впрыска достаточно проблематично, гораздо проще сделать аналогичный 4 - тактный двигатель с подобными характеристиками. Вопрос об относительной дешевизне и простоте 2х тактного двигателя неоднозначен; поскольку затраты на его обслуживание и ремонт значительно превосходят аналогичные для 4х тактных. В процессе дальнейшего совершенствования ДВС произойдет, по всей видимости, стирание основных различий между двумя классами данных двигателей.
Другая сторона: нельзя считать поршневой ДВС основной силовой установкой будущего на транспорте, просто у поршневых двигателей останется своя ниша в многообразии СУ. Как пример можно привести двигатель "Перун" изобретателя Михаила Кузнецова, иначе называемый объемно – струйным двигателем (ДОС), который объединил в себе лучшие черты поршневого, газотурбинного и жидкостно-реактивного двигателей. (См.: Журнал "Эксперт" № 10(270), www.expert.ru). Хотя и у двигателя "Перун", при всех его достоинствах, возможна своя ниша, а именно – гибридные СУ нового типа: первичный двигатель, электрический генератор, электропривод с небольшой буферной батареей.
Достаточно перспективным направлением может быть применение в СУ на транспорте кинетических ускорителей (для оптимизации режима разгона) на основе супермаховика и адаптивного вариатора. (См.: цикл статей д.т.н. Нурбей Гулиа в электронной библиотеке "Наука и техника": www.n-t.ru.). Подобные кинетические ускорители, при их компактном исполнении могут значительно расширить возможности традиционных СУ на транспорте.
Доводка и испытание любого нового типа двигателей сопряжена с серьезными материальными затратами, поэтому изучение постороннего опыта, ошибок и грамотный анализ – должен занимать достойное место в этом процессе.
Действительно, современная ситуация такова, что выбрав неверное направление развития наше двигателестроение будет неуклонно отставать все дальше и дальше от развитых стран. В цивилизованном мире отработаны несложные механизмы решения подобных проблем: это проведение открытых и доступных конкурсов, с привлечением всех возможных участников, затраты на поведение которых, включая достойные призы победителям, всегда оказываются значительно меньше тех затрат, которые могли быть израсходованы на получение аналогичного результата (практически не достижимого по качеству) при многолетней работе любого завода или института. Другими словами выигрыш от подобного независимого конкурса получает тот, кто его проводит, а в конечном итоге выигрывают все потребители, получая современный автомобиль или самолет.
Дополнение. В процессе теоретического развития четырехтактного ДВС удалось "изобрести" новую конструкции двигателя. Данный двигатель удачно сочетает черты, как двухтактного, так и четырехтактного. См. статью: Создаем новый ДВС.
P.S. “Народ не желающий кормить своих изобретателей будет кормить чужих …”
Similar threads
