Для начала предлагаю провести простой мысленный эксперимент. Представим обычный четырехтактный ДВС, внесём необходимые минимальные изменения для перевода его в двухтактный режим . Рабочий ход стал в два раза чаще, увеличился крутящий момент, ДВС стал «грубо» в два раза мощнее.
Но, как известно, даром ничего не бывает, если возрос крутящий момент, необходимо увеличить сечение (диаметр) вала, следовательно, уже поплыли размеры, габариты, вес. Далее ещё больше, сгорело в 2 раза больше топлива, возросла тепловая нагрузка на цилиндр и поршень, требуется отводить больше тепла, придется усилить систему охлаждения, короче неизбежно вырастут размеры радиатора (или ребра охлаждения) увеличатся затраты на насос охлаждения. КПД в этом проекте ни кто не отменял, откуда возьмется выигрыш. Система смазки так же претерпит изменения, так как увеличится тепловой поток через стенки цилиндра, что потребует более термостойкого масла, а это уже задача посложнее.
На этом уже можно подвести предварительные итоги;
Мощность возрастёт почти в 2 раза, часть энергии придется потратить на охлаждение и на замену рабочего тела в цилиндре (продувка). Топлива сгорит также в 2 раза больше.
Размеры так же возрастут, но несколько меньше (в 1.9 раза). Так как если линейные размеры увеличиваются на10 % , то сечение изделия растет на 20%, а объем и вес на 33%. В нашем случае некоторые узлы увеличатся в 2 раза по площади поверхности или сечению, следовательно, «размер» возрастёт в 2,8 раза, Только основные цилиндр и поршень останутся прежними, поэтому размеры нашего ДВС увеличатся приблизительно в 1,9 раза, что подтверждает практика разработки ДВС. Таким образом, можно получить некоторый выигрыш в массогабаритных показателях, но весьма скромный. Отсюда можно сделать вывод, если нет выигрыша по КПД, то все старания напрасны. На больших кораблях двигатель снабжают мощной системой рекуперации энергии, что несколько улучшает КПД. (иначе за кормой море кипеть будет).
Правда, если корабельный ДВС имеет массу 2000 т., то 7% составляет 3 полных Ж.Д. вагонов, это не так мало. В производстве сэкономили 3 вагона металла.
Отсюда можно сделать вывод:
При равной мощности размеры останутся прежними.
Делать двухтактный ДВС имеет смысл, только если виден существенный выигрыш, и лучше всего, если этот выигрыш в КПД. Тогда и тепла будет выделяться меньше и не будет нужды с этим теплом бороться. Тем более что за 150 лет 4х-тактник прошел, все стадии усовершенствований и стал довольно надежным. (Конечно, нет предела к совершенству)
Продолжение далее.
