Двигатели АТ и БТТ

для комрада красная ртуть от 11.01.2017 00:47:03
новая дискуссия Дискуссия  281

Сделанный штатными средствами форума мой ответ ушёл в "сумрак"
Кратко:
1 Перечитайте тред с 8 числа, станет ясно на что я Вам отвечал.
2 У Сапсана 4 мотора по 500 кВт и по 800кг каждый (при 6000 об/мин), преобразователи там (4 шт.) не на 2, а на 0,750 МВт каждый (в чрезвычайном режиме, при отказе одного из них, чтобы 2 мотора на 75% нагрузить), а 2МВт это их номинальная СУММАРНАЯ мощность для каждого вагона.
3 В горку и в условиях лёгкого застревания  Сапсан не трогается.


4 Энергоёмкость разных энергоносителей проверьте сами (если Вам интересно) я это на форуме уже делал (искать по слову электротрансмиссия), пользуясь справочниками и, предварительно переведя ккал, А*ч и Кл в Дж.

• +0.31 / 5

Двигатель будущего
новая дискуссия Статья  309



Что обычно говорят, когда речь идет о какой то новой разработке, устройстве или единицы техники - это все модернизация советских изобретений и активная эксплуатация советских наработок.

Однако, вот двигатель, у которого нет никаких прототипов - это новейшая разработка.

• +0.16 / 8

майбах
новая дискуссия Дискуссия  127

Чтобы позлить планктон. Пантера и Майбах.
https://ru.scribd.com/document/219175801/Panzerkampfwagen-Panther-Werkstatthandbuch-vom-1-5-1944
еще карбюраторный.  понимающие люди  поймут. Тут много всего.    

• +0.21 / 4

Тайфун-К
новая дискуссия Дискуссия  206

Комрады, помогите разобраться.
Вот КАМАЗ-63698


Он на параде бегал, вроде все понятно.
А что тогда это?

• +0.02 / 2

Уравновешенность 12Н360
новая дискуссия Дискуссия  856

 

• +0.02 / 1

о крутящем моменте замолвите слово...
новая дискуссия Дискуссия  425

Цитата: basilevs от 13.06.2017 10:46:16О! Это количество полезной функции (ну вот не знаю, как не коряво это сходу сформулировать), которую выполняет механизм.
Хороший пример - насос.
Производительность насоса (например, погружного в колодце) - это сколько л/мин он прокачивает. Мощность насоса - это совсем другое. Возьмём теперь насос не для подачи воды из колодца в ведро наверху, а насос гидросистемы, качающий какой-нибудь Dextron II (с этой техникой я знаком больше по автомобилям, поэтому беру и жидкости отсюда).
И вот тут уже у нас насос служит не для того, чтобы прокачать по трубе масло и вылить его в ведро (можно было бы мерить его производительность в литрах/минута), а в том, сколько мощности он может передать на исполнительные механизмы (в автомобиле - ГУР). В этом случае передаваемая мощность уже будет пропорциональна не момент*обороты, а давление*скорость-перекачки.

Всё верно. Если бы в Вашей формулировке было примерно так: "количество работы в единицу времени" - слова бы не сказал.
Но Вы нарезали не момент времени (кстати - строго определённый системой СИ - 1 секунда ), а количество, и тогда получаем "количество работы делим на количество затраченного времени - получаем производительность.

Цитата: basilevs от 13.06.2017 10:46:16А какая нам разница, какой крутящий момент на двигателе? Нам важно, какой момент оказывается на ведущем колесе. Вот не скажу за гусеничную технику, а в авто редуктор есть и работает даже на "прямой" передаче. Причём с довольно-таки ядрёным отношением - это гипоидный редуктор в мосту. Да и КПП в любом случае присутствует что с дизелем, что с бензинкой - это ж не паровик или стирлинг. Так что редуктор в виде КПП присутствует по-любому. Для более оборотистого двигателя надо просто шестерни брать с другим отношением зубьев.

Крутящий момент двигателя - это его определяющая характеристика. Если не лезть сильно глубоко (что в присутствии на форуме каферейсера, падре и других камрадов, представляется мне опасным занятием ), то крутящий момент это результат тех процессов, которые происходят в камере сгорания, где энергия топлива переводится в механическую энергию, которой мы можем воспользоваться.
Как известно, сейчас разработан и действует стандарт измерения мощности двигателя (что бы его можно было записать в рекламном буклете) и при этих измерениях КПП, РК и прочие редукторы отсутствуют напрочь. На стенд ставится двигатель только с теми системами, которые необходимы  для его работы. Его, а не агрегата или всей машины.

Цитата: basilevs от 13.06.2017 10:46:16Но вот есть ещё понятие "эластичность" двигателя. То бишь зависимость его мощности от оборотов. И тут у бензинок и даже у современных автомобильных дизелей всё плохо - зависимость эта у них очень сильно нелинейная. То бишь диапазон, где они дают максимальную мощность - очень узкий. А вот тракторные и танковые двигатели в этом отношении очень и очень намного лучше.

На самом деле, мощность двигателя - это как раз производная крутящего момента, числа оборотов, числа Пи и константы времени.
Т.е. крутящий момент - главный. И он тоже совсем не линейный. В идеале хотелось бы, что бы крутящий момент всегда был максимальным и равномерным, но на пути этого стоят разные препятствия. Одно из самых существенных - неравномерность процесса сгорания топлива в камере сгорания. Вот тут сильно помогает коммон рэйл, когда фазу впрыска растягивают во времени соразмерно с увеличением объёма камеры сгорания. Т.е. стараются, что бы сила, двигающая поршень, образно говоря, вниз, была как можно равномернее растянута во времени и сама была бы постоянной.
Есть ещё целая куча других факторов, влияющих на эластичность.

Цитата: basilevs от 13.06.2017 10:46:16Вот не спец я по танковым ГТД. А они от авиационных и стационарных ну очень отличаются. Но давай подумаем. Вроде как (если память не врёт, хотя вот тут может и врать) танковая ГТД состоит фактически (это я утрируя) из двух турбин - одна приводит компрессор, а другая выдаёт мощу наружу. Сделано специально, чтобы компрессор всегда нормально работал и турбина не глохла.
Ну и теперь чисто логически рассуждая - поток газов, благодаря турбине компрессора, прёт более-менее постоянный. Мы добавляем нагрузку на "вторую" турбину. Мощность, которую несёт горячий газ, постоянна. Поэтому с поправкой на КПД турбины, зависящий от её оборотов (при падении оборотов КПД турбины вроде как заметно падает) произведение момент*обороты должно быть почти одинаковым. Снизили обороты - поднялся момент. Мощность то при этом остаётся почти постоянной (опять турбина и её зависимость КПД от оборотов).
Вот так и получается. И, ИМХО, это часть задумки конструкторов.

Примерно так. Именно двухвальная турбина позволяет крутить такой фортель с крутящим моментом.

Цитата: basilevs от 13.06.2017 10:46:16Ну да - под какое топливо форсунки сделают, такое жрать и будет. Просто есть такое вот заблуждение в массах, что это именно электроника виновата.

• +0.11 / 4

Рождение В-2
новая дискуссия Дискуссия  338



тут

• +0.09 / 5

2В-06-3В
новая дискуссия Дискуссия  643

Ранее на форуме возникала полемика о положении дел с двигателями для машин семейства «Курганец-25».
Применительно к силовой установке перспективной гусеничной платформы среднего класса в прессе подробно освещается только рядный ЯМЗ-7801, который так же экспонировался на выставках. В противоположность этому V-образный 2В-06-3В не участвовал в выставках, а прессой упоминался  вскользь. В связи с этим у большинства наблюдателей сложилось мнение, что «Курганец-25» уже комплектуется ярославскими дизелями.
Однако, материалы, опубликованные по теме «Исследование и разработка технических решений по созданию энергоэффективных форсированных дизелей специального назначения для наземных транспортных машин», проводимой в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014—2020 годы» позволяют представить, что для совершенствования ранее созданных  дизелей ЧТЗ выполнен значительный объем работ:
С использованием компьютерного моделирования процессов рабочего цикла и термомеханической нагруженности конструкции для выбранной схемы дизеля специального назначения размерности 15/16 и литровой мощности 35 кВт/л определены:
параметры компрессоров высокого турбонаддува, охладителя воздуха, геометрия объединенных впускных каналов падающего типа,

конфигурация неразделенной камеры сгорания с объемным смесеобразованием, фазы газораспределения, параметры впрыскивания топлива и распылителя топливной форсунки, выполнены прочностные расчеты и предложены технические решения для КШМ,

 головки цилиндров, топливоподающей аппаратуры.
На первом этапе предложены: методологические подходы к синтезу рабочего цикла в части математического описания особенностей выгорания топлива; разработаны варианты одно - и двух ступенчатого турбонаддува в комбинации с глубоким охлаждением наддувочного воздуха в двух вариантах структуры матриц (трубчато - и пластинчато-ребристых) охладителей; оптимизированы фазы газораспределения и предложена конфигурация камеры сгорания при применении объединенного впускного канала падающего типа головки цилиндров в разработанной системе воздухоснабжения с высоким наддувом;

 предложена замена традиционной топливоподающей аппаратуры непосредственного действия с механическим приводом на импортозамещающую аккумулирующую систему впрыскивания ACRS (АLtai Common Rail System)
с электромагнитным управлением топливной форсункой.
На втором этапе предложены: методологические подходы к повышению надежности элементов дизеля, с учетом их термомеханического нагружения, при условии жидкостного режима трения в трибосопряжениях при высоких максимальных давлениях газов в цилиндре;

методики расчета и оптимизации трибосопряжений; методики расчета деталей топливной аппаратуры для повышения надежности форсунок при высоких давлениях впрыска; методика анализа термомеханической нагруженности головки цилиндра, основанная на модели, объединяющей головку цилиндра, секцию блок-картера, элементы КШМ, соответствующие части впускного и выпускного коллекторов и позволяющая оценивать напряженно-деформированное состояние головки на основе моделирования процессов теплообмена в твердой, газовой и жидкой средах рассматриваемой системы.
[Источник]

• +0.00 / 0

Дизельный «силовой акцент»: новая промышленная эпоха России
новая дискуссия Статья  295

В Российской Федерации будут собирать новые высокооборотные двигатели нового поколения на вновь созданном совместном промышленном предприятии ПАО «Звезда» и Уральского дизель-моторного завода (УДМЗ). Подробности сообщила пресс-служба моторостроительного завода «Звезда».


Известие о создании нового предприятия прокомментировал министр торговли и промышленности России Денис Мантуров. По мнению чиновника, появление на рынке нового завода — важный шаг для отечественной промышленности. Политик выразил уверенность, что совместное предприятие означает создание национального лидера поршневого двигателестроения, изделия которого не будут уступать зарубежным аналогам, а по некоторым характеристикам и вовсе превзойдут конкурентов.
Мантуров подчеркнул, что принципиально важным моментом в новом проекте станет использование полученного ранее опыта в изготовлении силовых установок. Так, ПАО «Звезда» имеет серьезные научно-исследовательские и опытно-конструкторские наработки, полученные при проектировании и создании «Пульсара» - М-150. В свою очередь УДМЗ строил ДМ-185. Сегодня России нужны эти двигатели, так как они могли бы пригодиться в железнодорожном машиностроении, кораблестроении, автономной энергетике или для буровой и компрессорной техники.

• +0.11 / 5

Петербургский завод займётся восстановлением завода «РУМО» в Нижнем Новгороде
новая дискуссия Дискуссия  239

Кингисеппский машиностроительный завод приобрёл производственные мощности и конструкторскую документацию нижегородского завода «РУМО». Ленинградцы намерены возобновить производство в Нижнем Новгороде.





Как писал DK.RU, нижегородский машиностроительный завод РУМО проходит процедуру банкротства (в 2016 г. в ОАО "РУМО" введено наблюдение). Между акционерами ОАО "РУМО" (бывшим председателем совета директоров Юрием Чадаевым и его сторонниками, а также представителями самарской группы "Автоком") существует конфликт. Предприятие является одним из крупных должников региона и несколько лет не работает. Прокуратура регулярно направляет иски в суд о взыскании долгов по зарплате.

• +0.13 / 6

ОДК разработала морской газотурбинный агрегат для Арктики
новая дискуссия Дискуссия  239

Новую установку можно применять на нефтегазовых платформах в условиях Крайнего Севера
Фото: Антон Тушин

Объединенная двигателестроительная корпорация (ОДК) создала первый российский морской газотурбинный агрегат для применения на нефтегазовых платформах. Установка ГТА-8 может эффективно использоваться в сложных природных условиях Крайнего Севера.
Новый газотурбинный агрегат ГТА-8 можно применять в составе электростанций нефтегазовых платформ, а также в составе теплоэлектростанций приморских промышленных и муниципальных объектов для выработки тепловой и электрической энергии.
Задача по освоению нефтегазовых месторождений Арктики, поставленная президентом России, открывает для ОДК возможности по развитию производства морских газотурбинных агрегатов 
СЕРГЕЙ МИХАЙЛОВ,  замгендиректора ОДК 
«Задача по полномасштабному освоению нефтегазовых месторождений Арктики, поставленная президентом России, открывает для ОДК возможности по развитию бизнес-направления производства и поставки заказчикам морских газотурбинных агрегатов и электростанций», – прокомментировал заместитель гендиректора – руководитель дивизиона «Энергетические и промышленные программы» ОДК Сергей Михайлов.
Как отметили в пресс-службе корпорации, в соответствии с политикой импортозамещения в составе ГТА-8 планируется применение оборудования отечественных производителей и поставщиков. При этом в конструкции агрегата использованы уникальные технологии, позволяющие его работу в районах с высоким солесодержанием в воздухе, что полностью соответствует требованиям к оборудованию в составе морских платформ Арктического шельфа.
К примеру, морской газотурбинный двигатель Е70/8РД, на основе которого разработан ГТА-8, сохраняет работоспособность при температуре до минус 55 ºС. Отметим, что Е70/8РД является первым российским гражданским морским газотурбинным двигателем. Помимо возможности эксплуатации при экстремально низких температурах, другой его отличительной особенностью является способность работать на двух видах топлива – дизельном топливе или природном газе – и выполнять автоматический переход с одного вида топлива на другой без изменения установившегося режима двигателя. Двухтопливность обеспечивает гибкость и повышенную безопасность применения двигателя на морских объектах.

• +0.06 / 3

Наблюдайте за прекрасными взрывами в двигателе через прозрачную головку цилиндра
новая дискуссия Дискуссия  293



Вы можете подумать, что нет ничего утонченного в том, что бензин закачивается в двигатель вашего автомобиля, чтобы создавать большие, громкие, горячие взрывы. Но взгляните на эти великолепные взрывы, и вы можете подумать, что эти грязные двигатели немного сложнее, чем вы думали.
Это потому, что газ и воздух не просто попадают в ваш цилиндр случайным образом - они направляются через порты клапана и форму головки поршня, чтобы создать турбулентность или «завихрение», чтобы воздух и топливо могли смешиваться для оптимизации эффективности сгорания.
Вот двигатель, в который подается бензин, спирт и ацетилен. Через прозрачную головку цилиндра вы можете хорошо понять, как смесь воздух/топливо перемещается по всей камере сгорания, и как распространяется фронт пламени.

• +0.32 / 9

ТМЗ-880
новая дискуссия Дискуссия  552

В связи с хорошими новостями о "Платформе-О" у меня возник вопрос:
а почему на опытных образцах пришлось применить дизели иностранного производства? 

• +0.01 / 1

ДвиВС
новая дискуссия Дискуссия  344

Здравствуйте! Я с Вами

• +0.00 / 0

Описание сущности необъясненности
новая дискуссия Статья  248

рис.1. Компоновочная схема двигателя с шестизвенным  механизмом.

Рис.2 Кинематическая схема шестизвенного механизма 1 - поршень, 2 - шток, 3 - коромысло, 4 - шатун, 5 - кривошип, 6 - управляющий эксцентрик

Реализация рабочего процесса современных ДВС базируется на использовании традиционной кинематической схеме трехзвенного механизма (известной как кривошипно-шатунный механизм, сокращенно КШМ), практически не претерпевшую изменений за более чем 150 летнюю историю развития двигателей этого типа. Улучшение же выходных показателей осуществлялось за счет развития управляемых систем подачи топлива и воздуха в различных вариантах, а асимптотическое приближение к совершенству уже требует все больших и больших умственных и материальных затрат. Назревает (или уже назрела?) необходимость введения управления движением поршня как дополнительного (и, возможно, мощного) средства наиболее полного преобразования химической энергии топлива в механическую работу.
Собственно, первая попытка изменить закон движения поршня по углу поворота коленчатого вала с указанной выше целью была предпринята еще на заре двигателестроения. В 1886 году Джеймс Аткинсон, чтобы обойти патенты Николая Отто предложил изменить соотношение продолжительности тактов цикла Отто. В двигателе Аткинсона рабочий ход (3-й такт цикла Отто) был увеличен за счёт усложнения преобразующего механизма и "ограбления" других тактов. Благодаря сложной системе рычагов все четыре такта (впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск) цикла Аткинсона происходят за один оборот коленчатого вала (в цикле Отто за два оборота). При этом, обращаем внимание, продолжительность тактов (по углу поворота коленчатого вала) в цикле Аткинсона разная. По каким-то причинам недостатком двигателя Аткинсона (в первоначальном виде) считается уменьшение рабочего объема в два раза, но мы не встречали оговорки, что это компенсируется увеличением оборотности в два раза.
Как представляется, цикл Аткинсона стал первым в ряду способов реализации концепции "продолженного расширения". Почти сразу Н.Отто и Р. Дизель предложили схему трехцилиндрового пятитактного двигателя, где два поршня рабочие (четыре такта) и один поршень работал на продолженное расширение.
В последующие десятилетия идея управления ходом поршня развивалась в вялотекущем режиме, не принося практических результатов: плата за улучшение выходных показателей двигателя, с точки зрения экономической целесообразности производства, не должна быть чрезмерно высокой.
Мы не очень погрешим против истины, если скажем что наибольших успехов (в смысле практической реализации) в изменении закона хода поршня по углу поворота коленчатого вала добился С.С. Баландин со своим бесшатунным двигателем. Мы в свое время тоже отдали дань бесшатуннику, показав расчетом выгоды от движения поршня по синусоиде (что, кстати, Сергей Степанович в своей книге не отмечает) и создав в металле полноразмерный двигатель, который на моторном стенде под нагрузкой давал проблески жизни, но постоянно "заедал". При разборе причин подобной неприятности был показан вероятностный парадокс: без смазки все будет работать нормально, со смазкой - неизбежный "клин", если не применять подработку трущихся пар. [См.. "Размерные цепи бесшатунного механизма ДВС С.С. Баландина. Анализ работоспособности механизма". Грузовик №10, 2008 г. ]. Стало ясно, что кинематическая схема бесшатунника годится только для штучного выпуска, даже не для мелкой серии.
На рубеже веков удалось показать, что есть некая возможность осуществить схему ДВС, в которой перемещение поршня в области ВМТ будет ещё более медленным, чем при применении схемы С.С. Баландина с чисто синусоидальным движением поршня. Эта возможная тема не получила развития в связи с очевидной (для разработчиков) громоздкости конструкции.
К настоящему времени разработана компоновочная схема с условным индексом "НБ" (рис.1), в которой  можно осуществить целый ряд типов перемещения поршня для применения в различных типах ДВС. По выбранной схеме "НБ" прокомпонован многоцилиндровый двигатель с относительно умеренными габаритами и полностью определяемыми реакциями во всех звеньях.
Здесь мы предлагаем Вашему вниманию (с полным пониманием того, что существенным недостатком данного предложения является необходимость создания двигателя новой конструкции) посыл для разработки ДВС, кинематическая схема которого позволяет реализовать в одном и тоже габарите (что важно для объекта) множество вариантов траектории движения поршня и выбрать подходящую, практически не меняя конструктивную схему мотора в целом.
Оговоримся сразу: термины, применяемые здесь в силу того, что мы предпочитаем привычные термины моторостроения, отличаются от терминов, применяемых в теории машин и механизмов. На графиках для ясности указаны величины хода поршня в миллиметрах. Поскольку чертить в безразмерных координатах еще не научились, за базу была взята размерность двигателя КАМАЗ-740 с S/D=120/120 мм, выбор почти случайный. Можно пересчитать в относительные величины, но это не принципиально.
Итак, к делу: рассматривается кривошипно-коромысло-шатунный механизм (ККШМ) преобразования вращательного движения коленчатого вала в прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня. Кинематическая схема показана на рис 2.
Данный механизм относится в ТММ к шестизвенным типам. Такому механизму при некоторых сочетаниях размеров и относительных положений звеньев кроме всего прочего присуще свойство значительного уменьшения скорости поршня (вплоть до полной его остановки) в окрестности верхней (крайней) точки хода поршня, так называемый "выстой поршня", которым не обладает традиционный кривошипно-шатунный механизм.
Понятно, что относительные частоты вращения коленчатого вала и управляющего эксцентрика не могут быть какими угодно. В наших предварительных опытах было установлено, что практически пригодными для ДВС сочетания угловых частот вращения могут быть:

Займёмся сочетанием (в), где управляющий эксцентрик вращается в два раза быстрее коленчатого вала.

рис. 3 Ход поршня "выстой", получен экспериментально на модели.
Красным показан ход поршня прототипа (КамАз-740), расчет.
 
Полученная при определенном сочетании угловых фаз и относительных частот вращения  коленчатого вала и управляющего эксцентрика траектория движения поршня, показанная на рис. 3, уже представляет определенный интерес с точки зрения реализации конкретного рабочего цикла, реализуемого за два оборота коленчатого вала. Отчетливо виден выстой в районе ВМТ поршня, продолжающийся 50-60 градусов поворота коленчатого вала (зависит от сочетания указанных переменных). В этой зоне около ВМТ можно провести реализацию изохорного процесса подвода тепла с четким разделением рабочего хода на такты собственно сгорания и расширения. "Отрежем" у тактов сжатия и расширения кусок "выстоя" поршня и выделим этот кусок в отдельный такт сгорания (см. рис.3). Это правомерно, поскольку тепловыделение в обычных двигателях (40-50 градусов поворота коленчатого вала) укладывается в диапазон "выстоя". Получим пятитактный двигатель, где четыре такта происходят с движением поршня и с одним тактом с неподвижным поршнем, реализующий цикл идеальный цикл Отто, тем более что процессы сжатия и расширения в этом случае проходят при большой скорости поршня, следовательно, потери тепла в стенки минимизируются, т.е. получаем адиабатное сжатие и расширение. Однако, следует отметить, что показатели адиабаты на сжатии (двухатомные газы) и расширении (двухатомные + трехатомные газы) разные, но это не отменяет адиабатные процессы. Следовательно, гипотетически, индикаторный к.п.д. цикла будет практически равен теоретически возможному при данной степени сжатия термическому к.п.д..
Это вроде бы хорошо. Однако, коэффициент коэффициентом, но надо получить и полезную работу, т.е. "загнать" в рабочий объем цилиндра как можно больше окислителя (воздуха) и соответствующее количество топлива, сжечь топливо по возможности эффективно и только потом разумно распорядиться полученной теплотой. Но что в пятитактном двигателе произойдет с процессами газообмена, читай с наполнением цилиндра свежим зарядом?
На рис. 3 показаны относительные движения клапанов и поршня в двигателе с обычным КШМ и пятитактном двигателе с ККШМ. Практически во всех современных дизельных и бензиновых двигателях проблема критического зазора клапан-поршень на перекрытии клапанов на тактах газообмена является головной болью конструкторов. Чтобы избежать встречи клапана с поршнем применено много разных решений в виде комбинаций геометрии головки поршня и профилей кулачков распределительного вала. Просто заимствовать известные решения в двигателе с ККШМ очевидно не удастся: в нашем примере поршень на выпуске догоняет клапан уже на середине закрытия (или клапан догоняет поршень на впуске в самом начале подъема). Что делать, обрезать фазы открытия клапанов? Но тогда прощай наполнение цилиндра воздухом... и мощность.
Могут возразить, мол, в двигателе с поджиганием искрой проблема критического зазора кардинально решена переносом камеры сгорания в головку цилиндра (овальные, полуклиновые и шатровые камеры). Этот вариант, естественно, не отбрасывается (с точки зрения создания двигателя с ККШМ не надо менять конструкцию головки цилиндра, уже плюс), но зато отбрасывается двигатель с поджиганием нагретым воздухом - а это потеря дизельного сектора, хотя потеря и спорная.
Что бы не лишать разработчика конструкции возможности маневрирования, предлагается конструкция головки цилиндра типа "сэндвич", которая показана на рис. 1.
Недостатки такого технического решения - очевидны: усложнение конструкции головки и привода распределительного вала.
Достоинства:
- независимость траекторий клапанов от траектории поршня, а стало быть - больший выбор фаз газораспределения;
- компактная камера сгорания, 40% поверхности которой может эффективно охлаждаться при степени сжатия 16 и 60% поверхности при степени сжатия 11....12;
- относительно умеренное отношение поверхности камеры к её объёму;
- простые впускной и выпускной каналы без лишних поворотов потока газов, расположенные в практически идентичных по конструкции полуголовках.
- малая общая масса деталей привода клапанов;
- хорошее (или заранее заданное плохое для внутренней рециркуляции ОГ) проветривание камеры на перекрытии клапанов;
- весь объём сжатия практически не имеет "защемлённых объёмов", что снижает вероятность детонации для бензинового мотора и обеспечивает лучшее соотношение поверхности камеры сгорания к ее к объёму в обоих типах двигателя.
Выполнение камеры сгорания в проставке головки "сэндвич" с точки зрения технологии не вызовет трудностей, можно выполнять камеру, геометрия которой позволит регулировать процесс сгорания в нужных фазах с нужной скоростью. Мы не будем останавливаться на организации эффективного процесса горения, слишком много наработок в этой области развития ДВС, посвященных этой теме, каждый может выбрать продолжение по собственному вкусу. Отметим только, что способы поджигания смеси искровым разрядом или горячим воздухом в головке "сэндвич" равно применимы.
Как представляется, в пятитактном двигателе с поджиганием горючей смеси искрой появляется возможность качественно-количественного регулирования мощности двигателя. На режимах больших и средних нагрузок регулирование чисто количественное с поддержанием коэффициента избытка воздуха a (в зарубежной практике l) около единицы, при приближении к режимам, близким к холостому ходу мощность можно регулировать качественно (с уменьшением потери на дросселирование на впуске), по крайней мере, до a=1,3 с устойчивым поджиганием смеси и, оптимистично, до a=2. В городских условиях движения автомобиля должен быть выигрыш и по экономичности и по токсичным выбросам с отработавшими газами.

Теперь поговорим о не "кроме всего прочего".
Ничего не меняя в кинематической схеме шестизвенного механизма, изменим частоту вращения управляющего эксцентрика наоборот, т.е.эксцентрик вращается в два раза медленнее коленчатого вала (сочетание (а)). В такой "конфигурации", при некоторых сочетаниях угловых фаз коленчатого вала и управляющего эксцентрика обнаружено, что движение поршня в области ВМТ становится резко несимметричным, это вызовет высокочастотные колебания всего механизма, что "обеспечит" сравнительно низкую его надёжность. Однако же, был найден вариант сочетания угловых фаз, который показал практическую симметричность кривой движения поршня в указанной области, а именно такой, реализация которого, показанная на рис. 4 даёт следующий закон движения поршня по углу поворота коленчатого вала. 

рис. 4.  Четырехтактный двигатель с тактами неравных ходов поршня. Зависимость хода поршня от угла поворота коленчатого вала получена экспериментально на модели
Полученная зависимость хода поршня как бы повторяет идею Д. Аткинсона (т.е. неравенство величин ходов поршня в тактах), только идея реализуется за два оборота коленчатого вала и другим преобразующим механизмом и при равенстве продолжительности тактов по времени (углу поворота коленчатого вала). При этом возникают дополнительные возможности.
Прогляд литературы выявил тягу разработчиков к увеличению к.п.д. цикла за счет использования "продолженного расширения". Опять же вариантов организации "продолженного расширения" множество: кроме широко известного турбонаддува и цикла Миллера, который в той или иной степени выполнен во всех четырехтактных ДВС (без упоминания Миллера и, может быть, даже не думая о Миллере), есть и экзотические варианты, описанные в литературе. Что может дать предлагаемый нами вариант?

Расположив точки синхронизации коленчатый вал - управляющий эксцентрик - распределительный вал в определенной позиции и (повторяем) заставив эксцентрик вращаться с половинной скоростью коленчатого вала, получим двигатель с продолженным расширением с чередованием тактов короткий впуск - короткое сжатие - длинный рабочий ход - длинный выпуск.
В нашем примере ход продолженного расширения составляет 20 мм (полный ход 140 вместо 120 мм). Выгоды от продолженного расширения достаточно подробно описаны в литературе, по нашим оценкам для нашего варианта продолженного расширения (база - цикл Тринклера, степень сжатия 16, степень расширения 18,5) термический к.п.д. цикла изменится с 0,625 до 0,65 или на 4%.

Изменив точку синхронизации "коленчатый вал - распределительный вал" на 180 градусов поворота распределительного вала получим двигатель с продолженным сжатием с чередованием тактов длинный впуск - длинное сжатие - короткий рабочий ход - короткий выпуск.
Что это дает:
- на длинном впуске загоняем в цилиндр воздух для цилиндра с ходом 140 мм, т.е. при том же сопротивлении впускного тракта повышаем массовое наполнение цилиндра с рабочим ходом 120 мм воздухом на 140/120 = 1,17 или на 17%, т.е. реализуется маленький квазинаддув. Значит, можно на 17% увеличить подачу топлива и, соответственно, увеличить полезную мощность по меньшей мере с сохранением индикаторного к.п.д.. Но при этом еще увеличивается степень сжатия (почти на те же 17%), следовательно к.п.д. должен вырасти.
По экспресс-оценке: если степень сжатия в базовом цилиндре (база - цикл Отто, ход 120 мм) равна 9:1, то при продолженном сжатии (ход 140 мм) степень сжатия будет равна 10,3:1. Соответственно, термический к.п.д. вырастет с 0,58 до 0,61 или на 5%.
- "недорасширение" на ходе 120 (вместо продолженного на ходе 140) можно перевести в продолженное расширение на турбине турбокомпрессора.
Если совместить в бензиновом двигателе продолженное расширение и продолженное сжатие, то "простой" перекидкой распределительного вала на 180 градусов в процессе работы мотора имеем
а) на мощностных режимах реализуется цикл с продолженным расширением и повышением к.п.д. при степени сжатия, которая ограничена детонационной стойкостью топлива
б) на промежуточных (читай ездовых) режимах реализуется цикл с продолженным сжатием, т.е. с повышенным к.п.д. в связи с ростом степени сжатия. Детонационная стойкость топлива здесь уже достаточна.
Дизельному двигателю без наддува остается только продолженное расширение, для двигателя с наддувом сказать однозначно, какая схема выгодней, без эксперимента не представляется возможным.

В данной краткой выкладке из всего проделанного объема экспериментальных исследований на модели мы не касаемся конфигурации механизма и двигателя с одинаковыми угловыми скоростями коленчатого вала и управляющего эксцентрика и конфигурацию с "нулевым" эксцентриком, т.е. если радиус эксцентриситета равен нулю. Так же как и относительные направления вращения коленчатого вала и управляющего эксцентрика (т.е. вращение попутное или противоположное).
В наших поисках композиция "нулевой эксцентрик" являлась базовой и характеризовалась следующими основными геометрическими пунктами начала построения:
- крайние точки оси кривошипа коленчатого вала (соответствующие ВМТ/НМТ поршня) находятся на одном диаметре,
- продольная ось шатуна при этом совпадает с его линией в обоих случаях, а эта последняя является перпендикуляром к биссектрисе крайних же положений коромысла, ось качания которой совпадает с центром управляющего эксцентрика.
- отношение радиуса кривошипа к радиусу эксцентрика равно 0.3, а плечи коромысла и шток поршня равны пяти радиусам кривошипа и ось цилиндра параллельна диаметру положений поршня ВМТ/НМТ. Указанные размеры выбраны интуитивно, исходя из большого опыта конструирования.
Эти два упомянутых, но непоказанных варианта, конструктивно проще показанного здесь, хотя в них есть также интересные возможности как по техническим решениям конструкции, так и по реализации рабочего процесса, например цикла Дизеля.
Во всех вариантах исполнения ККШМ будут иметь место малые отклонения штока поршня от среднего положения (не более 5 град). Стало быть, уменьшенная боковая сила от поршня на гильзу обеспечит снижение механических потерь с увеличением механического к.п.д. (по прикидочным оценкам на 4% - 6%). При этом надо понимать, что чем больше будет величина эксцентриситета управляющего эксцентрика, тем ниже будет преимущество по механическим потерям и наоборот (при сохранении, естественно, размеров всех других звеньев механизма).
Добавление 1. "Базовый" вариант вовсе не исчерпывает множество других сочетаний звеньев, которые могут обеспечить, например, неравные - по углу поворота коленчатого вала - такты. А шестизвенный механизм, показанный на рис. 2 не является единственным возможным для реализации в конструкциях, также как и компоновочная схема двигателя "НБ", показанная на рис.1
Добавление 2. Поскольку вал управляющего эксцентрика связан через привод с коленчатым валом, постольку последним будет восприниматься часть потока мощности.
Добавление 3. Мы, разработав математический алгоритм определения функции  перемещения  поршня в зависимости от всех возможных соотношений всех звеньев, составляющих шестизвенный механизм, к сожалению, не можем (не умеем) составить программу на новомодных языках. Одной простой формулой, как для КШМ, здесь не обойтись. Весьма вероятно, что буде такая программка составлена, компоновочные, а стало быть и конструкторские возможности расширятся до  пределов, ограничением которых может стать только технологии и качество материалов.
Эти добавления можно считать призывом к действию наиболее активным поборникам поршневых двигателей внутреннего сгорания.

Эффективный к.п.д. (полученная полезная работа деленная на затраченную для этого энергию топлива) в современных поршневых двигателях варьируется между 38 и 48% и 50 % являются общей (если не генеральной) целью разработки поршневых двигателей. Но уже отмечалось, что асимптотическое приближение к совершенству требует все больших и больших умственных и материальных затрат. Как представляется, предлагаемый путь борьбы за эти недостающие проценты может оказаться перспективным. По приведенным оценкам этот путь может дать 4-5% прироста термического к.п.д. и 4-6% механического к.п.д. Сумма получается заманчивая. Но что покажет эксперимент?

 

• +0.37 / 5

Как обстоят дела с двигателями для новой техники?
новая дискуссия Дискуссия  734

В открытых источниках не видно каких-либо новостей ни по двигателям для "Курганца" и "Бумеранга", ни по двигателям для "Платформы-О".
Тема малоинтересная и слишком закрытая?
Или просто я поисковиками пользоваться не умею?

• +0.03 / 2

Перспектива применения научно-технического допинга
новая дискуссия Дискуссия  952

Учитывая принятие на вооружение отдельных образцов серьезно опережающих мировые аналоги или вообще не имеющие мировых аналогов возникла идея для дискуссии.
 По моему скромному убеждению, достигнутый прогресс в области гиперзвукового оружия, прямоточных двигателей, малогабаритных ядерных реакторов невозможен без прорыва в материаловедении. Точнее в области жаропрочных материалов; похоже, что ученые и инженеры (низкий им поклон) наработали там не на одну Нобелевскую премию. Но ведь полученные  материалы в будущем, возможно будет применить и в других областях! Что дают жаропрочные материалы обычным двигателям внутреннего сгорания (дизелям и турбинам)? Теоретически в тех же габаритах можно будет снять больше мощности.
Куда лично вы бы потратили 300 л.с. мощности? Что добавили бы танку?

Собственные варианты (включая фантастические, хотя что теперь считать фантастикой это еще вопрос ) :

1.      Сбалансированное усиление ходовой, бронирования и увеличение скорости
2.      Привязной высокоэнергетический электрический дрон со средствами обзора целеуказания и радиоэлектронного подавления.
3.      Лазер с электрической накачкой
4.      Высокоэнергетические, электрические системы защиты от подлетающих боеприпасов.

Самые безумные и креативные варианты приветствуются 

• +0.10 / 5

Про турбину из новой железяки
новая дискуссия Дискуссия  464

Что за бред про турбину и новые жаропрочные материалы? Скажите мне, какова температура отработавших газов на дизеле? И я не разу не видел оплавленных турбин. 
Пы. Сы. Куда деть сверхмощность найдется, на крайняк можно уменьшить рабочий объём и остаться в той же мощности при меньших габаритах. Это не проблема. 
И это.... производительность турбины не зависит от температуры выхлопных газов. Ну по крайней мере заметно не зависит. 

• +0.08 / 6

Пульсар от Звезды?
новая дискуссия Дискуссия  131

Всем доброго вечера! Только что прочел ветку от корки до корки! Хотел поинтересоваться получилось ли у Звезды, что-то с Пульсаром?

• +0.07 / 3