Виктор писал: Причем в Ваших моторах реализовался цикл Костина, как я читал. Общее в них - отсроченная добавка кислорода... А в чем его отличие от цикла Кушуля?
Видимо, разделение процесса на упомянутые фазы в этих обоих циклах - общее?
Да все правильно, так как мы говорим о досточно сложных вещах, то видимо придется выложить посты о достоинствах, недостатках и отличиях двигателя Кушуля от двигателя Костина. Думаю, что будет интересно.
Достоинства двигателя Кушуля.
Вывод, сделанный НАМИ о том, что: « Единственное его достоинство – возможность работы на низкооктановом топливе – полностью обесценивается низкими удельными показателями » (И. Зиновьев, « По следам сенсаций », Техника Молодежи, №11, 1983г, http://volnovoidvigatel.ru/), легко было сделать в 1970 - 80 е годы.
Но даже тогда, эксплуатация автомобиля с двигателем Кушуля обходилась дешевле, чем с обычным двигателем, даже несмотря на «социалистическую» цену бензина. А слово «экология» в то время вообще считалось «иностранным».
Через десять – пятнадцать лет ситуация изменилась кардинально. Цена топлива выросла. Выросла и транспортная составляющая в цене товаров. Загрязнение воздуха в городах увеличилось.
Если бы двигатель Кушуля был освоен в 1970 – 80 е годы, то Волга, а потом и Газель имела бы двигатель, работающий с высокой эффективностью на бензине А70…76 без тетраэтилсвинца и других антидетонационных добавок и с общей токсичностью выхлопа лучшей, чем большинство современных автомобилей без каталитического нейтрализатора.
В 90 е годы в Поволжье, по инициативе губернатора Аяцкова, было возобновлено производство бензина А70, для машин пенсионеров и ветеранов. Производственные мощности по выпуску этого топлива тогда простаивали по всей России, из – за того, что шел принудительный переход на высокооктановый бензин. Рыночная цена этого бензина была в 2 раза ниже по сравнению с высокооктановым.
При этом надо учесть, что наша страна за прошедшие 40 лет так и не смогла создать и даже освоить по лицензии дизельного двигателя данного диапазона мощности, а бензин А80 в последние годы стоил примерно на 20% дешевле дизельного топлива…
В отличие от многочисленных публикаций, в которых говорится о сложной конструкции, больших размерах и весе двигателя Кушуля, то нужно сказать, что это не так.
Так же как и во всем, что касается силового механизма и компоновки, никаких серьезных проблем у него не было, при соответствующем уровне проектирования, изготовления и доводки.
Например, восьмицилиндровый ДК 14 спокойно вставал под капот ГАЗ 2410, и еще место оставалось! А за счет дезаксажа поршней и опор качения КВ, у него был неплохой мех. КПД и плавность работы. Равномерность распределения крутящего момента у ДК 14 ничем не отличалась от базовой «четверки».
Разумеется, шести или восьмицилиндровый двигатель кажется более дорогим и сложным по сравнению с четырехцилиндровым.
Но цена двигателя складывается и зависит не только от числа цилиндров, но и от типа рабочего процесса (дизель дороже бензинового двигателя на 30%), применяемой топливной аппаратуры, класса автомобиля, эксплуатационных характеристик и т.д.
Об этом говорит, например, американский опыт, где традиционно большое распространение имеют приемлемые по цене, многоцилиндровые двигатели.
В нашей стране, в 1990 е годы так же был период, когда новый V- образный восьмицилиндровый двигатель (например, ЗМЗ – 511 …523) стоил на рынке дешевле, чем новые четырехцилиндровые двигатели того же производителя, более современной конструкции (например, ЗМЗ 406, с впрыском топлива).
Общая токсичность двигателя Кушуля получалась ниже за счет меньших выбросов СО и, особенно, NOx. Выбросы СН менее токсичны. Современные автомобили с каталитическими нейтрализаторами имеют выхлоп еще более чистый. Но за это надо платить и нейтрализатор надо менять.
К тому же, в отличие от других двигателей, чистота выхлопа двигателя Кушуля обеспечивалась его рабочим процессом, а не ресурсом и текущей исправностью агрегатов и систем, как у всех остальных автомобилей.
Ведь не секрет, что любой автомобиль через несколько лет эксплуатации имеет токсичность выхлопа в разы большую, чем новый. Особенно это касается советских/российских автомобилей.
Коммерческая эффективность легкого грузового автомобиля (типа Газели) с двигателем Кушуля (например, ДК 14) была бы вне конкуренции. Ведь мы самая большая страна в мире и у нас самые большие пробеги и транспортные затраты.
Поэтому с мнением НАМИ, о том, что «…Вряд ли целесообразно устанавливать под капот машины вместо компактного современного четырехцилиндрового двигателя громоздкий восьмицилиндровый мотор «нового типа» (И. Зиновьев, « По следам сенсаций », Техника Молодежи, №11, 1983г, http://volnovoidvigatel.ru/), можно и нужно не согласиться.
В условиях рынка экономическая целесообразность легко просчитывается и, судя по распространению дизельных двигателей даже в легковых автомобилях, для двигателя Кушуля она явно была даже в то время.
В настоящее время внедрение двигателя Кушуля нецелесообразно, так как созданы более совершенные двигатели, развивающие данное направление двигателестроения.
Недостатки двигателя Кушуля.
О схеме и способе работы двигателя Кушуля можно прочитать в статье В.М. Кушуля «Прогрессивный двигатель или печальная судьба изобретения» (Катера и яхты, 1986 г. №5, http://volnovoidvigatel.ru/).
Основные проблемы двигателя Кушуля следующие:
- Недоиспользование воздушного заряда цилиндра высокого давления. Воздух, сжатый в этом цилиндре не удается полностью подать в цилиндр со свечой зажигания. Это обусловлено тем, что поршень без зазора со стенкой камеры сгорания головки цилиндра работать не может, в поршне нужны выточки под клапаны, канал ничем не вытеснишь и т.д.
«Недоиспользованный» воздух практически не принимает участие в сгорании топлива и уменьшает удельную мощность и КПД двигателя Кушуля.
Очень многие изобретатели при повышении степени сжатия своих двигателей сталкиваются с аналогичной проблемой. Для ее решения приходится менять в худшую сторону фазы газораспределения, ужесточать требования к точности размеров деталей и сборки и т.д.
Современным примером такого двигателя может служить двигатель со сверхвысокой степенью сжатия (двигатель Ибаддулаева и др.).
Проблема рационального технического решения не имеет, а для серийного двигателестроения даже «стабилизация» надпоршневого зазора серийных двигателей является достижением.
- На второй фазе сгорания, при подходе поршня цилиндра высокого давления к ВМТ, поршень цилиндра низкого давления уже 22 градуса поворота КВ идет вниз, и сгорание в цилиндре низкого давления заканчивается на линии расширения. Что особенно критично на режиме полной мощности, ведь топливо, предназначенное для двух цилиндров, подается и сжигается в одном цилиндре. И на полной мощности топлива там, в два раза больше, чем необходимого для сгорания воздуха на протяжении почти всех 22 градусов поворота КВ.
Именно поэтому двухтактные двигатели Кушуля были намного хуже, чем четырехтактные. Там эта проблема была обострена до предела.
- Рабочие газы от сгоревшего топлива в цилиндре низкого давления для того, чтобы расшириться в цилиндре высокого давления должны пройти через узкий канал. Ведь топливо, предназначенное для двух цилиндров, подается и сжигается в одном, а работа расширения совершается в двух цилиндрах. Разумеется, особенно на режиме полной мощности, это происходит не без потерь энергии.
- Наличие так называемого «холостого хода», что снижает КПД двигателя. На участках вблизи ВМТ и НМТ поршни двигателя Кушуля двигаются навстречу друг другу и надпоршневой объем цилиндров, какое то время не меняется.
Для объемной машины, это – «холостой ход», хорошо известный по двухтактным ДВС со встречно двигающимися поршнями, где сдвиг по фазе вращения валов делается для продувки цилиндров. Там уменьшение КПД учитывается в расчетах.
Таким образом, основной недостаток двигателя Кушуля – низкая удельная мощность.
Второй большой недостаток – экология. Ввиду переобогащения заряда в цилиндре низкого давления на режимах, близких к полной мощности, двигатель не «проходил» по выбросам СН (хуже примерно в 2 раза) действующие нормы. При этом NOх и СО были лучше (более, чем в 2 раза) действующих норм.
В двухтактных двигателях Кушуля так же, из – за этого ничего хорошего не получалось. Кроме того, из – за сдвига по фазе движения поршней, в двухтактных двигателях Кушуля фазы газораспределения приходилось «сужать» и они становились неоптимальными.
Все остальные недостатки ДК, приписываемые ему некоторыми авторами, не имели большого значения. Двигатель Кушуля был создан в большом числе вариантов, был технологичен, продолжительное время работал на машине, имел стабильные характеристики и параметры и мог быть внедрен в серийное производство.
