Рабочий процесс ДВС.

С.Митрофанов

Я люблю строить самолеты!
В Интернете не так много информации, посвященной двигателю внутреннего сгорания (ДВС), хотя интерес к этому объекту имеет практически каждый мужчина. Потому что не разбираться в этой сложной машине, встречающейся на каждом шагу, среди мужчин считается зазорным.
Широко бытует мнение, что создать двигатель легко, достаточно лишь немного разбираться в механике и технологии. Возможно это так, если называть двигателем каждое производящее некоторую работу гремящее и воняющее устройство.
На самом деле самоделки хоть и плод работы, безусловно, талантливых людей - лишь механическая часть ДВС, занимающая в конструкции двигателя не более 1/10 интеллектуальной составляющей и отвечающая за преобразование энергии давления рабочих газов в механическую. Основная же часть ДВС – рабочий процесс, и именно для его реализации и создается весь двигатель.
Давайте попытаемся понять, чем же занимаются коллективы высокопрофессиональных специалистов моторных заводов мира, оснащенных по последнему слову техники, создавая современные двигатели, куда они идут, что ищут, какие проблемы решают и каковы перспективы ДВС, в особенности учитывая ужесточение норм токсичности, требований по экономичности, развития конкурентных силовых установок – гибридных схем, электромобилей и др.
Эта тема, безусловно, шире темы СЛА, и, может быть, даже в меньшей степени касается двигателей для летательных аппаратов, поскольку, в моем понимании, двигатели для СЛА являются очень специфичными машинами, и главное их качество – не экономика и экология, а надежность. Хотя в некоторых темах этого форума попадаются конструкции двигателей для СЛА, авторы которых на тему надежности смотрят иначе, и, по всей видимости, ставят основной своей задачей возглавить рейтинг претендентов на премию Дарвина. Спорить не берусь.
Подводя черту под сказанным, прошу в рамках этой темы не обсуждать различные варианты преобразователей энергии, к которым можно отнести кривошипно-шатунные тронковый и крейцкопфный механизмы, различные варианты бесшатунных механизмов, аксиальные, различные виды роторных и др.
Чтобы было более понятно, о чем предлагается поговорить, здесь выкладываю скан статьи, опубликованной в журнале «Моторевю». Полный ее вариант (он гораздо больше журнального) можно прочитать по адресу http://rtc-ec.ru/notes.html
Там же можно посмотреть и рекламный буклет экспериментальной базы Волгоградского моторного завода, который поможет понять, насколько наукоемко создание ДВС.
Мне посчастливилось работать на этом заводе начальником КБ рабочего процесса двигателей. Не стыдно признаться, что есть и мой труд в тех тысячах двигателей, которые разошлись по всему свету – завод поставлял двигатели в составе челябинских промышленных тракторов Т-330, ТТ-330 по всему миру, от Кубы до Китая и от Африки и Индии до северных морей. Месячный выпуск моторов превышал 250 шт. А весил мотор 2,5т.
 

Вложения

Administrator

Senior Member
Откуда
Earth
@ С.Митрофанов

Ваше предложение во всех двигательных темах принять участие в обсуждении статьи больше напоминает спам. Удаляйте свои приглашения, пока не забанил..
 

henryk

Я люблю строить самолеты!
Откуда
Krakow
Основная же часть ДВС – рабочий процесс, и именно для его реализации и создается весь двигатель.
http://gun-engine.pl/en/suzuki.html

=мотор с детонационным процессом возгорания...

http://en.wikipedia.org/wiki/Homogeneous_charge_compression_ignition

=HCCI=широкие перспективы,уже внедрён!
 

mdp-shnik

Я люблю строить самолеты!
   Такие статьи читать нужно. Понятно, что читать их станут не все. Поэтому не обязательно было тотально размещать приглашения. Лучше давать ссылку, где она представлены в удобном читаемом виде. Кому интересно, тот быстро всё найдёт.
 

old_soarer

Я люблю строить самолеты!
Известно, что для движения автомобиля ГАЗ-24 «Волга» по ровной дороге с постоянной скоростью 60 км/час (назовем этот режим движения «крейсерским») необходима мощность двигателя всего лишь в 5 л.с.
дальше можно не читать.
 

mdp-shnik

Я люблю строить самолеты!
    Познавательная статья. Конечно, для понимания требует определённых умственных усилий. Осталось начать и кончить - сделать мотор и запустить его. Критерий истины - практика.
 

Андрей Миллер

Я люблю строить самолеты!
Сергей, прочитал Вашу статью, спасибо! Однако, устранение «внутрицилиндровых противоречий» в Вашем двигателе по моему мнению не случилось.
Начну с того, что сама идея совсем не нова. Владимир Илларионович на ветке Бесшатунные двигатели-2 рассказывал, как он разобрал древний американский двигатель, в котором были форкамеры с КЛАПАНАМИ.
Могу добавить, что в ряду своих предшественников и конкурентов Вы забыли упомянуть английского изобретателя Меррита. Его схема  практически повторяет Вашу, только завязана она была только на два цилиндра.
Статья про  двигатель  Меррита (уже созданный) была опубликована у нас в «Автомобильной про-сти США» в начале 1990 годов и я этот журнал подарил В.М. Кушулю. У А.И. Костина эта информация где то еще есть.
Основной смысл ваших камер сгорания – отделить процесс сгорания от движения поршней для увеличения времени сгорания.
Однако, процесс сгорания остается циклическим, времени, пока поршень сходит вниз и вернется, все равно мало, и даже разделение рабочего процесса на две камеры большого выигрыша принести не сможет. 6000 об/мин при Вашем любимом 2хтактном цикле, это  много. Большого выигрыша во времени у Вас нет.
Американец Джон Заяц (я так привык его называть) не зря отказался от циклического сгорания и создал КС с «горячей стеной». Определенный уровень сгорания ТВС в КС его двигателя  поддерживается постоянно.
А вот недостатки Вашей конструкции велики. Вам не удалось обойти главный недостаток двигателя В.М. Кушуля – недоиспользование воздушного заряда. По опыту нижнеклапанных двигателей можно однозначно сказать, что степень сжатия Вашего мотора будет не более 6-6,5 единиц. Думаю, не нужно рассказывать, что это значит. Экономичность мотора при повышении СС с 6 до 12 единиц растет на 40-50-%.
Это проверено реальным моторостроением.
Мощность при этом  так же повышается очень сильно.
У Вас ничего этого не будет.

Поршень Вашего двигателя в ВМТ оставляет больше невытесненного в «отдельную КС» воздуха или смеси, чем поршень двигателя Кушуля.
Но у Кушуля СС была 12,5 и могла быть еще увеличена. У Вас этой возможности нет. 
Конечно, Вы скажете, что в отдельной камере ТВС сжимается до Рz = 150 бар и Тz = 2500 град. Ну и что? Потом все это разбавляется неучаствовавшим  в раб. процессе рабочим телом и общие получившиеся параметры никого не обрадуют. Как это и происходило в правом цилиндре двигателя Кушуля.
Сгоревшие, в условиях недостатка кислорода газы,  из камеры сгорания попадают в тонкий зазор между поршнем и стенкой ГБЦ. Обрыв цепей сгорания и охлаждение пламени тут обеспечены, примерно, как и в КС РПД.
Так же появятся NOx, СН и СО, возможно альдегиды и другие «полезные» вещи. А вихря из «высокосжатого» воздуха, как в двигателе Кушуля или факела из горящего топлива, как в двигателе Костина, у вас в КС нет!
Нет и СС 12,5…
Кстати, на появление NOx, например, влияет не только уровень Т сгорания, но и скорость охлаждения отработавших газов!

Все остальные недостатки:
Сложное управление клапанами, стоящими в КС с очень напряженными тепловыми параметрами высоким давлением.. Клапаны то нужно открывать вовремя и их открытие регулировать! Поэтому система типа «Вальвтроник»  - необходимое условие существования этого двигателя.
Потери на охлаждение двух «лишних» и очень «горячих» КС.
Вы поверхности теплообмена не уменьшаете, а увеличиваете.
Даже каналы из КС вы расположили тангенциально. Вы хотите нагревать стенки камеры сжатия? Зачем?
Экология будет никакой. Это по опыту двигателя Кушуля и форкамерно-факельного  двигателей. «Отдельные камеры сгорания» не прочищаются потоками горящей бедной смеси. Что будет на определенных  режимах работы преподносить неприятные сюрпризы, в основном виде выбросов ОГ и «провалов» характеристик двигателя.
Все это уже было…
Не могу не остановится на «механической части» ДВС. Вы говорите только о трении. Но силовой механизм ДВС должен еще обеспечивать определенные уровни вибрации, шума, ресурс, ремонтопригодность и еще большое количество других потребительских качеств двигателя. Их постоянное улучшение.Что, почему то, Вами совсем не рассматривается. Степень уравновешенности и ресурс двигателя – важнейшие показатели его  технического совершенства.
Увы, Сергей, Вы не конструктор двигателей…
 

Edg

Я люблю строить самолеты!
Думаю, не нужно рассказывать, что это значит. Экономичность мотора при повышении СС с 6 до 12 единиц растет на 40-50-%.Это проверено реальным моторостроением.
Вы бы за все моторостроение не говорили малограмотной ерунды - уж простите за резкость. :)
Даже чисто термодинамически-теоретически экономичность при увеличении степени сжатия с 6 до 12 поднимется на 20-25% - книжку любую по теории  ДВС с формулами-графиками откройте и почитайте для кругозора. Если учитывать увеличение мехпотерь и тепловых потерь в реальном ДВС, то дай бог половина от этих 20-25% останется под средней и более нагрузкой-моментом  - что и подтверждается реальным моторостроением в отличии от А.Миллера. ;)
Мощность при этомтак же повышается очень сильно
А чего бы не выразиться более инженерно - например, повышается " ну очень до фига", что суть одно и то-же для части товарищей :) - для справки, мощность растет ровно идентично экономичности-КПД, но это не теоретические 20-25%, а практическая с учетом дополнительных потерь и режима работы.
Увы, Сергей, Вы не конструктор двигателей…
Выводы в целом верные и "печальные", - вот бы еще касаемо  адептов БШМ-БСМ на Вас аналогичное просветление и ясность мысли снизошли. :)
 

А.Г.К

Я люблю строить самолеты!
Андрей, вот мне интересно, ты помнишь что писал в предыдущих постах на ветке о бесшатунниках? Я имею в виду рабочий процесс Кушуля. У тебя прямо какой-то "талант" подставляться. Делать  заключения о твоей проф пригодности как моториста-конструктора просто не хочу.
 

Андрей Миллер

Я люблю строить самолеты!
У тебя прямо какой-то "талант" подставляться. 
Алексей, у меня, как у конструктора есть один "талант" - говорить то, что было и есть на самом деле, то есть правду. :)
Извини, за высокий слог, но для конструктора это профессиональный долг.
И это относится не только к двигателю Кушуля, но и к нашим двигателям тоже. Про ДНБ - 4, например,  мы написали обо всех трудностях, с которыми столкнулись. 
Делатьзаключения о твоей проф пригодности как моториста-конструктора просто не хочу. 
Может тогда вернемся к обсуждению "удаленного процесса"? Моей квалификации нехвает что бы понять как в такой схеме удалось получить дизельную СС. Какая СС была у дизеля 2Д82/2*60?
 

А.Г.К

Я люблю строить самолеты!
Может тогда вернемся к обсуждению "удаленного процесса"
На эту тему с тобой будет общаться Сергей Митрофанов. "Толочь воду в ступе" у меня просто нет времени и желания. Ты типичный пример того когда "Пирожки печёт сапожник, а сапоги точает пирожник". Набор фрагментарных знаний и большой опломб.
 

deAnatol

Я люблю небо
На эту тему с тобой будет общаться Сергей Митрофанов. "Толочь воду в ступе" у меня просто нет времени и желания. Ты типичный пример того когда "Пирожки печёт сапожник, а сапоги точает пирожник". Набор фрагментарных знаний и большой опломб.
Отлично сказано!!! :D
 

Андрей Миллер

Я люблю строить самолеты!
"Толочь воду в ступе" у меня просто нет времени и желания. Ты типичный пример того когда "Пирожки печёт сапожник, а сапоги точает пирожник". Набор фрагментарных знаний и большой опломб. 
Алексей, Ты в очередной раз обиделся и совершенно напрасно.
Пирожки и сапожник - это как раз из нашей оперы, только здесь -  "ученый и конструктор". Именно это я и хотел сказать про г. Митрофанова.
Ну посуди сам человек говорит: "Он (патент г. Митрофанова) позволяет реализовать, БЕЗ ВСЯКИХ ИЗМЕНИЙ БАЗОВОГО ДВИГАТЕЛЯ, полную многотопливность, что очень важно для такой огромной страны как наша".
Еще цитата: "На каком двигателе может быть осуществлен рабочий цикл с отделенным процессом сгорания? НА ЛЮБОМ.
Но с точки зрения термодинамики и газодинамики наиболее подходящей схемой двигателя для его реализации является двухтактный двигатель с противоположно движущимися поршнями".
На ЛЮБОМ  двигателе с таким процессом получить СС более 6,5 не удастся.
Дизельную СС можно получить здесь ТОЛЬКО при противоположно движущихся поршнях.
Поэтому г. Митрофанов мягко подводит читателей к этой мысли.
Ну и разумеется:"Эта схема широко применяется. Например, на  немецких гражданских и военных самолетах с 1935 года использовался дизельный двигатель ЮМО - 205 ...У нас ...на танках Т - 64 и Т-80 - 5ТДФ и 6ТДФ соответственно, а так же на тепловозах - двигатели серии 1-Д100".
Поэтому все остальные двигатели надо сделать такими же!
Ведь три двигателя уже такие есть/были!
 

А.Г.К

Я люблю строить самолеты!
С. Митрофанов ответ на обзор Миллера дал на сайте http://rtc-ec.ru/notes.html В связи с тем, что администрация форума доступ ему заблокировала из-за разосланного приглашения, все последующие ответы и статьи будут размещаться там же.
С. Митрофанов просил передать извинения, если кому доставил неудобство своим приглашением.
 

Владимир П-к

Я люблю строить самолеты!
На эту тему с тобой будет общаться Сергей Митрофанов. "Толочь воду в ступе" у меня просто нет времени и желания. Ты типичный пример того когда "Пирожки печёт сапожник, а сапоги точает пирожник". Набор фрагментарных знаний и большой опломб.
Отлично сказано!!! :D
    Так чего же тут "Отлично сказанного"?
    Мо быть это "... на эту тему будет говорить г. Митроф...."
    Мо быть Вы тайный поклонник Владимира Иванивича Даля и его сборника русских народных мудростей.
    Вы бы уже поянили нам сирым, чел в америкосовской бейсболке.
 

А.Г.К

Я люблю строить самолеты!
Вы бы уже поянили нам сирым, чел в америкосовской бейсболке.
Владимир ну зачем хамить человеку? Он ведь вас ничем не обидел. Или у вас манера такая по жизни- хамство как смысл жизни. Как говорится: "Сделал гадость, сердцу радость".
 

А.Г.К

Я люблю строить самолеты!
Известно, что для движения автомобиля ГАЗ-24 «Волга» по ровной дороге с постоянной скоростью 60 км/час (назовем этот режим движения «крейсерским») необходима мощность двигателя всего лишь в 5 л.с. дальше можно не читать.
Вообще подобные вещи считаются в курсовой работе по расчёту трансмиссии автомобиля. Но можно прочитать Мацкерле Ю. Современный экономичный автомобиль http://turbobit.net/g2qkojf8nslb/Modern-auto.djvu.html, там тоже есть аналогичные данные.

Так что дальше НУЖНО читать.
 

Владимир П-к

Я люблю строить самолеты!
Известно, что для движения автомобиля ГАЗ-24 «Волга» по ровной дороге с постоянной скоростью 60 км/час (назовем этот режим движения «крейсерским») необходима мощность двигателя всего лишь в 5 л.с. дальше можно не читать.
Вообще подобные вещи считаются в курсовой работе по расчёту трансмиссии автомобиля. Но можно прочитать Мацкерле Ю. Современный экономичный автомобиль http://turbobit.net/g2qkojf8nslb/Modern-auto.djvu.html, там тоже есть аналогичные данные.

Так что дальше НУЖНО читать.
    Ну давайте А.Г.К. проведем курсовую работу. Если Вы едете на дачу на автомобиле ГАЗ-24 один час со скоростью 60км/час тут уж никак на это авто не сожгете меньше 6л. То есть при удельном расходе 200г/л.с. час потребляемая мощность будет 30л.с., даже если удельный расход 300г/л.с. час потребляемая мощность составит 20л.с.. Ну никак не 5л.с..
     Или Вы тоже как и г.Митрофанов считаете что произеденная теплота движет поршень, на что он указывает в своем ответе  Андрею Милеру. А поршень то движет давление газов и только давление, а не какое-то колличество произведенной теплоты. Теплород какой-то. В семнадцатом веке господствовали такие возрения.
 
Вверх