Рабочий процесс ДВС.

[JohnDoe]

Однако в известных мне материалах нигде не говорится, что в "нерабочих, пропущенных циклах" в их тактах "сжатия-расширения" каким либо образом утилизируется тепло. 

Нет, у украинцев с "пропущенными циклами" идея в другом, ИМХУ. А именно частичный или полный уход от дросселирования. Т.е., в идеале, в горячем цикле всегда сгорает оптимальная смесь, при оптимальных параметрах. Минимизируются удельные потери тепла в стенку, насосные потери также минимальны. Мощность регулируется кол-вом пропускаемых горячих циклов.
Я же говорил о дополнительном, регенерационном такте. Ещё раз: при "нормальном"/"топливном" такте(когда впрыснули топливо и оно сгорело) за счёт наличия в поршне теплообменника регенератора он нагревается, "не пуская" тепло от поршня в стенку/гильзу через кольца. Затем, в дополнительном/воздушном/бестопливном такте/тактах впуска-сжатия этот же теплообменник/регенератор отдаёт накопленное тепло новой порции воздуха, который и совершает дополнительную работу на такте расширения. Таким образом получается "растянутый" подвод тепла. Именно в этом смысл тех опытов со спиралью в лунке поршня, про которые выше писал. Примерно то же у Кроуэла, только у того на дополнительном такте впрыскивается вода, а тут используется воздух. 😉

 

[TsAI]

JohnDoe писал(а) 12.04.14 ::15:59:45

...в дополнительном/воздушном/бестопливном такте/тактах впуска-сжатия этот же теплообменник/регенератор отдаёт накопленное тепло новой порции воздуха, который и совершает дополнительную работу на такте расширения. Таким образом получается "растянутый" подвод тепла. ...

Но тепло подводимое регенератором воздуху на такте расширения, должно быть бОльшим, чем подведено от регенератора на тактах впуска-сжатия. Общеизвестно, что это является условием положительной работы в цикле, в данном случае в цикле регенерации тепла. Очевидно также, что для такого положительнго баланса работы регенерируемое тепло д.быть подведено либо в области вмт (цикл V=const), либо на расширении (P,РV,Т=const)". Пример - подвод тепла регенератором в гтд после компрессора. "Растянутый подвод тепла" в "безтопливном" цикле является симметричным (прокрутка от маховика подогретого на впуске рабочего тела), "работа+тепло" сжатия  равны " работе+теплу" (за вычетом потерь) при расширении. Работа в таком цикле =0 вне зависимости от наличия или отсутствия раскаленного регенератора на протяжении всего "бестопливного" цикла.
Я же имел ввиду подвод регенерируемого тепла в "безтопливном" цикле" вместе с паром, т.е
TsAI писал 04.04.14 :: 16:03:03:

совмещение полноценных циклов поршневой паровой машины и поршневого двс в "одном флаконе", т.е. в одном "цилиндре-поршне", но в разнесенных  во времени тактах расширения.

" Именно цикл паровой машины - подвод тепла к рабочему телу (газ или вода) в каком нибудь регенераторе-котле, а подача и расширение нагретого рабочего тела в цилиндре двс - на пропущенных тактах. Как здесь регенерировать тепло системы охлаждения и вернуть его в цикл двс-это уже другой вопрос. 
Что касается двигателя Кроуэра, где на дополнительном такте впрыскивается вода- не факт,что в его шеститактном цикле происходит регенерация тепла, :IMHO её там нет: вода просто "крадет" тепло в цикле, увеличивая тепловые потери цикла. По крайней мере мне не попадались какие нибудь расчетные или экспериментальные цифры, говорящие об обратном. 
 

 

[Николай63]

Доброго времени суток всем!
Друзья, проясните пожалуйста ситуацию с рабочим процессом двигателя Кушуля: http://zaryad.com/wp-content/uploads/2012/02/28.jpg
Меня интересует, асинхронное движение поршней, но камера сгорания общая... Проясните, пожалуйста, все плюсы и минусы этого процесса (на сколько возможно)...

 

[Lewww]

Как мне видится плюсы ДВС Кушуля в хорошей антидетонационной стойкости и возможности работы на переобедненной смеси, минусы - усложнение конструкции (по сравнению со стандартным оттомотором) и низкий мех. КПД

 

[FlyCat]

...См. "Лошадки по потребности" абзац "Украинские достижения". Я потом рыл инет на данную тему, нашёл пару рефератов, где-то на винте валяются.

Еще чуток информации по таким двигателям

Встречалась информация по оппозитному двигателю у которого пары цилиндров последовательно отключались  от выходного вала за счет центробежного/электромагнитного и просто сцепления.

 

[Николай63]

Как мне видится плюсы ДВС Кушуля в хорошей антидетонационной стойкости и возможности работы на переобедненной смеси, минусы - усложнение конструкции (по сравнению со стандартным оттомотором) и низкий мех. КПД

Спасибо за ответ... Механическая часть решена. Осталось только решить с  рабочим процессом... кроме плюсов этого процесса есть минусы? хотя бы чисто теоретически? Напомню, что камера сгорания общая, без всяких перепускных клапанов...

 

[Lewww]

На 1-й стр. темы во вкладках из журнала есть описание этого мотора, там изложены плюсы и минусы.
На мой взгляд решение не самое лучшее для автомобильного ДВС, что и объясняет факт того, что мотор в серийное производство не пошел не у нас ни у них

 

[Андрей Миллер]

кроме плюсов этого процесса есть минусы? хотя бы чисто теоретически? Напомню, что камера сгорания общая, без всяких перепускных клапанов...

Теоритически нет, а вот практически как всегда это бывает, есть  ;D
Причем, как всегда проблемы в "мелочах"...

На мой взгляд решение не самое лучшее для автомобильного ДВС, что и объясняет факт того, что мотор в серийное производство не пошел не у нас ни у них

Тут важно не путать техническую и экономическую целесообразность.
Никто еще не доказал, что внедряются в первую очередь именно лучшие технические решения, а не экономически

 

[Андрей Миллер]

На 1-й стр. темы во вкладках из журнала есть описание этого мотора, там изложены плюсы и минусы.

Нет там ни плюсов, ни минусов. Поэтому люди ничего и не понимают.
Например, г. Митрофанов говорит, что перетекание воздуха из цилиндра в цилиндр "улучшает смесеобразование".
Но смесеобразование бензинового двигателя происходит в карбюраторе или впускном патрубке (при впрыске) и тд.
Речь может идти только о сгорании! Ну и тд.... 🙁

 

[А.Г.К]

Но смесеобразование бензинового двигателя происходит в карбюраторе или впускном патрубке (при впрыске)

В цилиндре топливовоздушная смесь отказывается продолжать процесс смесеобразования и расслаивается ;D

 

[Lewww]

Я не знаю кто такой Митрофанов, и читал выкладки по диагонали, но замечу: процесс смесеобразования бензинового ДВС может происходит и в цилиндре. Все зависит от способа.
У Кушуля как я понял смешенный способ: основное смесеобразование происходит вне цилиндра (внешнее) и завершается оно в цилиндре уже в процессе сгорания  (внутреннее).
Это я предполагаю навскидку исходя из чертежа конструктивной схемы, точно сказать можно лишь ознакомившись с результатами испытания

 

[TsAI]

Миллер писал  Вчера :: 10:41:45

 г. Митрофанов говорит, что перетекание воздуха из цилиндра в цилиндр "улучшает смесеобразование". 
Но смесеобразование бензинового двигателя происходит в карбюраторе или впускном патрубке (при впрыске) и тд.
Речь может идти только о сгорании! Ну и тд....

Lewww  писал  Вчера :: 12:28:23

...процесс смесеобразования бензинового ДВС может происходит и в цилиндре. Все зависит от способа.
У Кушуля как я понял смешенный способ: основное смесеобразование происходит вне цилиндра (внешнее) и завершается оно в цилиндре уже в процессе сгорания  (внутреннее).

   Смесеобразование в бензиновом двигателе можно рассматривать как сумму процессов распыливания, испарения и смешивания паров топлива и воздуха (классическое определение смесеобразования в двс по учебнику). Происходит и в карбюраторе (при его наличии), во впускном патрубке и внутри цилиндра. К моменту окончания сжатия и подачи искры в КС еще возможно существование топлива в виде не успевших испариться капель, особенно в впрысковых высокооборотных двс на режимах больших расходов топлива. Чтобы в таких случаях увеличить время на испарение топлива топливную форсунку располагают в начале или даже вне впускного патрубка (двигатель «рено-f1», видео на http://www.youtube.com/watch?v=Eo-9Io41bt8    .  Внутри цилиндра процесс перемешивания всех компонентов рабочей смеси, (воздуха, капельной и парообразной фаз топлива, а также и продуктов сгорания), не прекращается и после подачи искры и происходит вплоть до полного выгорания рабочей смеси, в том числе и в дв. Кушуля.
   В этом смысле с г. Митрофановым (улучшение смесеобразования в процессе горения) и с Lewww ("...завершение смесеобразования в цилиндре в процессе сгорания -внутреннее...") можно полностью согласиться.

 

[Lewww]

Как я понял у Кушуля в цилиндр где свеча засасывается сильно обогащенная смесь. В таком виде она не может полностью сгореть из-за нехватки кислорода, который поступает из другого цилиндра уже в процессе сгорания.
Следовательно у ДВС Кушуля (по сравнению с обычным)должна быть растянута фаза догорания, в течении которой и завершается смесеобразование.
Мне не совсем понятен смысл использования двух поршней. Такой же процесс смесеобразования и сгорания (переобедненной гетерогенной смеси) можно получить и с одним поршнем, что гораздо проще и сопряжено с меньшими мех. потерями

 

[Николай63]

Спасибо парни за ответы...
Хочу еще раз прояснить "проблему"
1. В асинхронно двигающейся паре поршней, в ВМТ (такт сжатия) этой пары, процесс "конечного" сжатия несколько продолжительнее, чем у одного цилиндра.
2. (такт сжатия) первый поршень начинает идти в низ, а второй продолжает идти вверх (камера сгорания общая). Поэтому "жёсткий удар" исключается .
3. в первом цилиндре установить один впускной клапан,а во втором один выпускной, оптимального размера.

Этот процесс, на мой взгляд, привлекательный...
Прокомментируйте пожалуйста, если я ошибаюсь...

 

[JohnDoe]

@ Николай63
1. В "воздушном" цилиндре степень сжатия много выше, чем в "топливном"(рабочие объёмы одинаковы, а вот полный у первого меньше). Сделано это(совместно с асинхронностью поршней) в т.ч. для того, чтобы в первой фазе сгорания давление во втором/"топливном" цилиндре не превышало, а в идеале было бы равно, давлению в первом, т.е. часть такта сгорания происходит при P= const. Далее сильно разогретый сжатием воздух из первого цилиндра поступает во второй на второй фазе сгорания(фазе доокисления), причём ещё и тангенциально, создавая интенсивный вихрь. Это обеспечивает лучшую полноту сгорания даже низкосортных топлив, в чём и была одна из основных целей Кушуля, недаром он именовал свой двигатель бездымным.
2. См. выше. Кроме того обшая СЖ получалась много выше тогдашних значений для бензинок, особенно с учётом качества/ОЧ/детонационной стойкости и пр. тогдашних же бензинов. "Нормальный" движок просто взорвался бы! Ещё один аспект отметили выше: такой подход позволяет "засосать" во второй цилиндр богатую смесь(альфа меньше единицы). Это тоже имеет свои плюсы: надёжное воспламенение, меньшая температура вспышки= меньше потери на излучение(а это, по RVD, ЕМНИП, основная доля потерь в стенки/систему охлаждения), меньше, опять же , риск детонации. Добавление же потом чистого воздуха из первого цилиндра позволяет получить общую альфу наоборот, больше единицы, т.е. ДВС, по сути работает на бедной и даже сверхбедной смеси.
3. Неа, процесс расширения у Кушуля происходит в ОБОИХ цилиндрах.
Где-то есть скан книги самого Кушуля, посвящённая как раз его двигателя, мне её любезно презентовал наш форумчанин Kim. Там всё разжёвано, с теорией, формулами и пр. Если нада, шлите е-майл в личку, поищу, скину, ежели найду. 😉
Всё вышенаписанное есть моя ИМХА и ЕМНИПа.

 

[Николай63]

Спасибо JohnDoe за содержательный ответ. Процесс Кушуля я понимаю, но боюсь меня Вы не поняли до конца... Как я говорил, камера сгорания общая, безо всяких перепускных клапанов (одна на два цилиндра)...
Смысл в том, что при воспламенении обычной (нормальной) смеси, один поршень уже пошел в низ и расширяющийся заряд начинает давить ему в "догонку". А второй поршень, будет работать как обычно,т.е. с опережением зажигания...

 

[Lewww]

Смысла в таких моторах уже нет, это вчерашний день в технике.
Да и в те годы недостатки перевешивали достоинства.
ИМХО

 

[JohnDoe]

Как я говорил, камера сгорания общая, безо всяких перепускных клапанов (одна на два цилиндра)...

У Кушуля нет перепускных клапанов. У него, как и у Вас есть перепускной канал в ГБЦ.

Смысл в том, что при воспламенении обычной (нормальной) смеси, один поршень уже пошел в низ и расширяющийся заряд начинает давить ему в "догонку". А второй поршень, будет работать как обычно,т.е. с опережением зажигания...

А зачем? Сгорание на расширении наименее эффективно (в общем случае). Единственно, как и у Кушуля, может быть "полка" сгорания при P= const, но о работе на сверхбедных смесях можно забыть. Т.е. все достоинства кушулевского процесса и схемы теряются, а недостатки не только остаются, но ещё и усугубляются(нужно вдвое больше свечей для гарантированного зажигания, более сложная система зажигания, алгоритм её работы). Хотя может и есть какие-то достоинства мною не понятые/не увиденные.
ИМХУ.

 

[Николай63]

Как я говорил, камера сгорания общая, безо всяких перепускных клапанов (одна на два цилиндра)...

У Кушуля нет перепускных клапанов. У него, как и у Вас есть перепускной канал в ГБЦ.

Смысл в том, что при воспламенении обычной (нормальной) смеси, один поршень уже пошел в низ и расширяющийся заряд начинает давить ему в "догонку". А второй поршень, будет работать как обычно,т.е. с опережением зажигания...

А зачем? Сгорание на расширении наименее эффективно (в общем случае). Единственно, как и у Кушуля, может быть "полка" сгорания при P= const, но о работе на сверхбедных смесях можно забыть. Т.е. все достоинства кушулевского процесса и схемы теряются, а недостатки не только остаются, но ещё и усугубляются(нужно вдвое больше свечей для гарантированного зажигания, более сложная система зажигания, алгоритм её работы). Хотя может и есть какие-то достоинства мною не понятые/не увиденные.
ИМХУ.

Если я правильно понимаю, то в процессе Кушуля, один цилиндр топливный, а другой воздушный (я имею ввиду вариант с общей камерой сгорания), можно назвать условно, т.к. смесь из первого цилиндра и чистый воздух из второго цилиндра в процессе всасывания и сжатия (поршни двигаются асинхронно) смешиваются...
Только при условии впрыскивания в один из цилиндров, смесь будет несколько богаче... ИМХО

ЗЫ: У меня механика несколько другая...

 

[Бульдог Бронсович Дизеленко]

@ Николай63

Где-то есть скан книги самого Кушуля, посвящённая как раз его двигателя, мне её любезно презентовал наш форумчанин Kim. Там всё разжёвано, с теорией, формулами и пр. Если нада, шлите е-майл в личку, поищу, скину, ежели найду. 😉

Просим, просим! 🙂