титановый Вы наш.
С чего начнем ?
Вот с титанового прототипа и начнем. Сейчас двухтатные двигатели нового поколения многих ведущих фирм имеют в головке каждого цилиндра 4 выпускных титановых клапана и два распредвала. Вопросы.
1. Почему титановые.
2. почему 4.
3. почему выпускные.
4. Какой предел по скорости вращения двигателя.
5. Почему ввели клапаны, а не использовали только окна в цилиндре.
6. Какие недостатки клапанного газораспределения при использовании на двухтактных двигателях.
7. Почему не использовали схему Цоллера.
Я предлагаю просто устранить все недостатки двухтактных двигателей с клапанами. Можно любой четырехтатный двигатель перевести на двухтактный. Получается много дополнительных преимуществ в части экономичности, бесшумности, скорости вращения двигателя. Это будет лучший поршневой двигатель XXI века. В чем я не прав? Вам нужно лучше представить себе двухтактные двигатели по схеме Цоллера, Юнкерса и Рикардо. Двухтаткные двигатели многие хотели похоронить, а теперь они сами ведут наступление на четырехтатные двигатели. Так кто победит?
Сразу скажу, на все Ваши вопросы исчерпывающего ответа дать не смогу, но не потому что не владею вопросом, просто физически невозможно успеть это сделать, это будет многочасовой ответ, да и то не уверен, что сходу найдем ту глубину, которая Вас устроит.
--------------------------------------------------------------------------------
Никакой победы никогда и ни за кем не будет, ни за двухтактным мотором, ни за четырехтактным. Потому что у каждого из этих двигателей есть свои области применения, точно также как и у газовых турбин. Что вполне естественно и противопоставлять один мотор другому не имеет смысла. Там где нужна предельно низкая цена вопроса подходит двухтактный мотор, там где нужна более высокая экономичность подходит четырехтактный двигатель, а дизель в этом плане еще более экономичен (в том числе и двухтактный).
В истории техники всегда - рано или поздно побеждает рациональность, а не навязываемая со стороны реклама того или иного товара, такова жизнь. Пока Вы на практике не докажете состоятельность своих идей никакая масса профессионалов за Вами не пойдет, потому как они в основном пользуются расчетными методами поиска. Рабочий процесс любого двигателя определяет все или почти все в моторе, а не конструкция, которая чаще отражает только механические потери силовой установки. Есть специ, которые любят бензиновые моторы, потому что эти двигатели поддаются полной автоматизации и оптимизации, есть специ, которые любят дизельные моторы, потому что эти двигатели работают независимо от человека, они полностью автономны, а потому и надежны.
Но мы отклонились. Двухтактный мотор, экологически более несовершенный, при любом раскладе - хоть с сухим, хоть с мокрым картером. Его поршневые кольца всегда проходят мимо окон (впуска, выпуска), оставляя на их кромках много масла, и это масло никак не не вернуть в зону трения. Самые лучшие двухтактники имеют как минимум вдвое больший часовой расход масла, а в среднем, в 3-5 раз больше, чем у четырехтактника. Какой отсюда вывод - кольца работают в режиме сухого и полусухого трения, в четырехтактном моторе условия работы поршневых колец на порядок лучше.
Прямой прыск в цилиндры. На двухтактных моторах его начали применять с конца тридцатых годов. То что Вы рекламируете в своих патентах, профессионалам известно очень давно. А запатентовать можно что угодно, даже кривой шатун, если конечно убедить свое некомпетентное окружение, что ты в теме. Судовые двухтактные дизеля, типа "Бурместер и Вайн" работают уже лет сто, и там тоже непосредственный впрыск в цилиндры тяжелого топлива (камера Гессельмана), только обороты у них маленькие.
Литровая мощность. Вот ссылка на четырехтактный мотоцикл с литровой мощностью в 220 л.с/л http://coolmoto.ru/cat/suzuki/0003/, считаю, что у "четырехтактных моторов"впереди еще большое будущее.
Ванкель - Ваши 0.7 кг./л.с не есть правда, вот проспект 2003 года на авиационные моторы с РПД, соотношение веса к мощности у РПД-426 как 0.48кг.на л.с. и это у нефорсированного отечественного двигателя !!! А какие цифры будут, если я Вам приведу данные наддутых японских РПД с мощностью в 700-900 л.с. с того же объема, а ?
---------------------------------------------------------------------------------
Но вернемся таки к Вашим вопросам...
1).
Почему титановые. Потому что у них минимальный теплоотвод среди высокотемпературных металлов, приближающий их к керамике, и плотность, кажется 4.95 вместо 7.8 - по стали в г/см2., что почти вдвое меньше, соответственно ниже инерционные нагрузки (развивающиеся в квадратичной зависимости от веса) на детали, которые совершают возвратно-поступательное перемещение.
2).
Почему 4. Потому что при такой компоновке клапанов в головке блока достигается максимальное время-сечение проходных площадей для газов на выпуске (но есть и пяти и даже шестиклапанные, но это уже экзотика).
3).
Почему выпускные. Такая компоновка мотивируется тем, что она обеспечивает ряд преимуществ. Снимается в значительной мере теплонапряженность с блока цилиндров, потому как не надо забывать что тепло от поршня тоже нужно кудато отводить, и кроме как в кольца и тронк некуда, а если сюда еще добавить тепловой поток от выпускных окон, то у поршневой группы не будет возможности отвести весь тепловой поток, который сконцентрирован в одной зоне - зоне вдоль окон. Соответственно отсюда и второй плюс, прямоточная продувка более выгодная чем петлевая (от Шнурле). При прямоточной продувке, когда впускные окна расположены внизу, а выпускные в головке, и поршневые кольца работают в благоприятных условиях, отводя тепло от поршня в "холодные стенки", и головка с выпускными клапанами выравнивает среднюю температуру по камере сгорания.
4).
Предел по оборотам Серийные четырехтактные до 13000-13500, выше только гоночные, там есть и 20000 и даже 25000, но с десмодромным приводом клапанов.
5).
Почему ввели клапаны. На этот вопрос уже ответил в третьем пункте. Напомню, что петлевая продувка не обеспечивает качественной очистки цилиндров от выпускных газов. Коэф. остаточных газов в таком типе двигателя достаточно велик, а это опять влияет на ухудшение экологических показателей силовой установки.
6).
Какие недостатки клапанного газораспределения при использовании на двухтактных двигателях Какие и везде- удорожание и усложнение двигателя, ограничение по оборотам. Хотя как вы видели, и этот вопрос тоже не стоит на месте... планка на отметке уже в 25000 об/мин. (но это уже формула).
7).
Почему не использовали схему Цоллера. На этот вопрос с ходу ответить не могу, хотя и схему Цоллера я знаю, и Рикардовскую схему с гильзовым газораспределением и его двухтактный вариант и т.д. Хотелось бы уточнить, что Вас в схеме Цоллера интересует, насколько я помню ее использовали недолго в 30 годах.