Arskama.ru

Автомобильный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что относится к двигателям внутреннего сгорания

В Массачусетсе к 2035 году перестанут продавать автомобили с двигателями внутреннего сгорания

Инициатива стала частью плана по декарбонизации штата к 2050 году

Фото: iStock

Губернатор штата Массачусетс Чарли Бейкер сообщил о том, что к 2035 году штат полностью откажется от автомобилей с двигателем внутреннего сгорания (ДВС) — в пользу электромобилей. ДВС — один из основных источников выбросов углекислого газа (CO2), и инициатива стала частью плана по достижению углеродной нейтральности к 2050 году. Документ «Дорожная карта Массачусетса по сокращению выбросов CO2 до 2050 года» (Massachusetts 2050 Decarbonization Roadmap) подготовили сотрудники Исполнительного офиса по вопросам энергетики и окружающей среды штата совместно со специалистами из консалтинговой компании The Cadmus Group (специализируется на вопросах устойчивого развития).

Авторы дорожной карты поясняют, что стоит за целью достигнуть нулевых выбросов к 2050 году. Для этого объем выбросов парниковых газов, ежегодно попадающих в атмосферу, должен сравняться с объемом CO2 и CO2-эквивалента, ежегодно удаляемых из нее. В любом случае объем выбросов должен быть по меньшей мере на 85% ниже уровня 1990 года. Чарли Бейкер признает, что высокое содержание углекислого газа в атмосфере ведет к изменению климата. Учащаются и связанные с ним неблагоприятные природные явления, включая засухи, пожары и наводнения. «Последствия изменения климата уже можно наблюдать, поэтому крайне важно, чтобы мы принимали меры», — заявил он. Министр энергетики и окружающей среды Массачусетса Кэтлин Теохаридс добавила, что сокращение выбросов углекислого газа потребует напряженной работы. Однако в итоге эта работа принесет пользу местным жителям, особенно тем, кто проживает в наиболее уязвимых районах. Достичь заявленной цели власти штата планируют за счет изменений в шести секторах экономики, включая транспортный, строительный и энергетический. Администрация Массачусетса собирается сократить выбросы от жилых и коммерческих зданий, отказаться от традиционных источников электроэнергии в пользу возобновляемых, создать систему управления твердыми отходами, наладить процесс очистки сточных вод.

В транспортном секторе 60% выбросов приходится на легковые и грузовые автомобили, а также спортивные внедорожники (Sport Utility Vehicles, SUVs), спрос на которые в последние годы быстро растет. В частности, легковые автомобили служат источником 27% общего объема выбросов. Свести к минимуму выбросы от легковых автомобилей с ДВС можно с помощью развития системы общественного транспорта, сокращения количества легковых автомобилей, внедрения велосипедных и пешеходных дорожек. Однако основным способом экологизации транспортного сектора, как ожидается, станет переход на транспортные средства с нулевыми выбросами (Zero-Emission Vehicles, ZEVs). К ним относятся электромобили, а также автомобили, работающие на водородных топливных элементах. Однако последние считаются более дорогостоящими и вряд ли станут широко распространенным средством передвижения в ближайшее время, говорят специалисты.

Электрокары, в том числе те, которые работают от аккумуляторных батарей (Battery Electric Vehicles, BEVs) и подзаряжаются от внешних источников питания (Plug-In Hybrid Electric Vehicles, PHEVs), наоборот, все чаще востребованы. Разработкой этого вида транспорта сейчас занимаются как крупные автопроизводители, так и небольшие стартапы. Ожидается, что только на американском рынке в ближайшие три года появится более десятка новых моделей. Цены на электромобили продолжают падать, в том числе за счет удешевления процесса производства батарей. Специалисты прогнозируют, что в скором времени стоимость машин с электродвигателем будет сопоставима со стоимостью автомобилей с ДВС.

Чарли Бейкер. 72-й губернатор штата Массачусетс
Фото из личного архива

Авторы плана надеются, что переход на электромобили позволит повысить качество воздуха в Массачусетсе. Как следствие, это поможет сократить расходы на медицинское обслуживание и создать тысячи новых рабочих мест. Например, вырастет спрос на специалистов, которые будут заниматься обслуживанием зарядной инфраструктуры. При этом эксперты признают, что внедрение нового типа транспорта происходит медленнее, чем необходимо для достижения цели. Ожидается, что к 2030 году на дорогах появится около 500 тыс. электромобилей. Однако для сокращения выбросов на 45% к 2030 году по сравнению с уровнем 1990 года требуется, чтобы по меньшей мере 1 млн из 5,5 млн транспортных средств в Массачусетсе были с нулевыми выбросами. Изменения должны коснуться и других средств передвижения: среднегрузных и большегрузных машин, а также авиационного и железнодорожного транспорта — на их долю приходится около 14% выбросов от всего объема. Медленнее всего процесс декарбонизации происходит в сфере коммерческой авиации, поэтому она будет оставаться основным источником выбросов в транспортном секторе.

По данным консалтинговой компании Boston Consulting Group (BCG), сейчас во всем мире насчитывается более 32 млн электрокаров. В это число входит 8 млн полностью электрических автомобилей (BEVs и PHEVs), а также 24 млн частично электрифицированных транспортных средств — например, гибридных автомобилей, работающих на ДВС и электродвигателе. В BCG прогнозируют, что к 2030 году количество пассажирских электромобилей во всем мире превысит 300 млн. К этому же времени из эксплуатации выйдет около 4 млн электромобилей совокупной номинальной мощностью 100 ГВт/ч. По мере выхода электрокаров из строя все более острой будет становиться проблема утилизации литий-ионных батарей, срок службы которых в среднем составляет восемь лет, или 160 тыс. км. Это основной компонент электромобиля, содержащий токсичные вещества и представляющий серьезную угрозу для окружающей среды. Эксперты напоминают, что сегодня больше половины литий-ионных батарей, используемых в бытовой электронике, после окончания срока службы попадает на свалки или мусоросжигательные заводы. Рынок переработки батарей пока развивается медленными темпами (исключением является Китай), в том числе из-за того, что процесс извлечения ценных металлов, включая кобальт, марганец, никель и литий, считается слишком ресурсоемким. Однако специалисты надеются, что рост спроса на электромобили, ужесточение регуляторных требований и появление эффективных технологий переработки ускорят его развитие.

Что относится к двигателям внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к комбинированным двигателям внутреннего сгорания, и может быть использовано в качестве привода в различных машинах, стационарных и передвижных энергетических установках в автомобильной, тракторной, электроэнергетической и других отраслях промышленности, связанных с изготовлением и эксплуатацией различных транспортных средств и силовых установок. Изобретение объединяет в один механизм поршневой двигатель внутреннего сгорания, роторный двигатель внешнего сгорания и центробежный вытяжной насос.

Известны поршневые ДВС с дополнительной турбиной, отдающие мощность на коленчатый вал, — в этой схеме энергия отработавших газов поршневого ДВС совершает работу в газовой турбине, которая посредством механической передачи поступает на коленчатый вал поршневого двигателя. То есть часть процесса расширения происходит в лопаточной машине (газовой турбине). К достоинствам схемы следует отнести преобразование энергии отработавших газов в механическую, что позволяет повысить КПД агрегата. К недостаткам следует отнести сложность согласования моментно-скоростных характеристик поршневого ДВС и газовой турбины (для этих целей приходится применять гидротрансформатор). Наилучшие результаты достигаются при работе поршневого ДВС при высоких давлениях наддува (от приводного компрессора или турбокомпрессора). На практике такая схема (под торговой маркой Turbo Compound) используется в двигателях большегрузных автомобилей Scania.

Так как при масштабировании массогабаритных параметров турбины в сторону уменьшения ТТХ (тактико-технические характеристики — совокупность количественных характеристик единицы техники описывающих ее возможности) турбины резко ухудшаются, значительно снижается удельная мощность, падает КПД, при том что дороговизна изготовления и высокие обороты главного вала (потребность в редукторе) остаются, то такая, так называемая, компаудная схема нашла некоторое распространение только в больших двигателях для большегрузных грузовиков и судов.

Читать еще:  Чем можно заклеить рубашку двигателя

Снижение характеристик турбины при уменьшении ее размеров описывается характеристическим коэффициентом Парсонса, который характеризует окружной КПД турбины в целом и который возрастает с увеличением числа ступеней, диаметра дисков и частоты вращения вала турбины. Таким образом, два параметра коэффициента Парсонса — «число ступеней» и «диаметр дисков» напрямую пропорциональны линейным размерам турбины.

Известен двигатель британской фирмы «Ilmor Engineering», представленный на выставке «Engine EXPO 2009», пятитактный ДВС, который можно применить на автомобиле. Три цилиндра 5-тактного двигателя внутреннего сгорания имеют разный внутренний диаметр. Меньшие (высокого давления) — первый и третий — работают по обычному четырехтактному циклу. Средний (низкого давления) использует остаточное расширение отработавших газов из меньших цилиндров в двухтактном режиме. Недостатком этой системы следует считать существенное усложнение конструкции двигателя из-за размещения дополнительного цилиндра.

В роторных ДВС необходимость цикла сжатия приводит или к необходимости эксцентрического вращения ротора вокруг вала (двигатель Ванкеля), что, общепризнано, приводит к многочисленным недостаткам такого рода двигателей, или для обеспечения планетарного вращения ротора приходится выносить камеру сгорания, куда выдавливается сжимаемая ротором смесь и где происходит зажигание смеси, за приделы рабочей камеры двигателя, в которой происходит вращение ротора (патенты RU 2161708, RU 2163678). Что в свою очередь приводит к усложнению конструкции, снижению характеристик смеси и падению компрессии в камере сгорания, и, как следствие, к потерям мощности, что является существенными недостатками этих двигателей.

Иными словами, поршневой ДВС хорошо отрабатывает цикл сжатия, но теряет мощность при преобразовании поступательных движений поршней во вращения вала, роторные ДВС хорошо крутят вал, но плохо отрабатывают цикл сжатия.

Поэтому логично использовать ротор как двигатель внешнего сгорания, рабочее тело для которого поставляет поршневой ДВС.

Известны роторные двигатели внешнего сгорания, например роторный двигатель с уплотнительными заслонками, которые движутся, совершая возвратно-поступательные движения в корпусе роторного двигателя.

В представленном изобретении отработанные газы поршневого ДВС отводятся в находящийся с ним на одном валу роторный двигатель. Таким образом, вал двигателя проворачивается под воздействием как движения поршней в цилиндрах поршневого ДВС, в которых происходит сгорание топлива, так и под воздействием на лопатки ротора давления отработанных газов из поршневого ДВС.

Использование ротора вместо турбины или цилиндра низкого давления позволит создать комбинированные двигатели широкого диапазона и литража, в том числе и малолитражные, в отличие от двигателей Turbo Compound, и не вносить изменений в конструкцию поршневых ДВС, как в случае двигателя Ilmor Engineering.

Отработанные газы из поршневого ДВС отводятся в рабочую камеру роторного двигателя, объем которой превышает рабочий объем цилиндра поршневого ДВС настолько, чтобы в конце рабочего цикла давление газов в рабочей камере роторного двигателя было ниже атмосферного (в зависимости от типа поршневого ДВС в 3-6 раз), что дает максимальное использование остаточной энергии выходных газов.

Отработанные газы в конце рабочего цикла из роторного двигателя удаляются центробежным насосом приводимым в движение общим рабочим валом поршневого ДВС и роторного двигателя.

На Фиг. 1, Фиг. 2 представлена схема и соотношение основных элементов комбинированного роторно-поршневого двигателя: поршневой двигатель, роторный двигатель, вытяжной центробежный насос, рабочий вал гибридного двигателя.

На Фиг. 3 представлена схема отвода отработанных газов из поршневого двигателя в соосный с ним роторный двигатель, где поршневой двигатель представлен в продольном разрезе, а роторный двигатель в поперечном сечении.

На Фиг. 4, Фиг. 5, Фиг. 6 представлены основные элементы роторного двигателя и последовательно циклы его работы.

На Фиг. 7 представлено поперечное сечение роторного двигателя.

На Фиг. 8 представлено поперечное сечение вытяжного центробежного насоса.

На Фиг. 9 представлена схема отвода отработанных газов из поршневого двигателя в соосный с ним роторный двигатель, где поршневой двигатель и роторный двигатель представлены в продольном разрезе.

Комбинированный роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания состоит из поршневого ДВС с рабочим валом — 1, рабочим поршнями — 2 и 3, клапанами выпуска отработанных газов из цилиндров поршневого ДВС — 4, коллектора отвода отработанных газов — 5, входов коллектора отработанных газов в рабочую камеру ротора — 6, ротора — 7, корпуса рабочей камеры роторного двигателя — 8, корпуса внешней камеры вокруг роторного двигателя и вытяжного центробежного насоса — 9, находящегося на одном рабочем валу с поршневым двигателем и ротором вытяжным насосом — 10, выходных отверстий для отработанных газов из рабочей камеры роторного двигателя — 11, задвижек, формирующих в рабочей камере роторного двигателя между ними и лопатками (крыльями) ротора рабочие области давления на лопатки (крылья) ротора отработанных газов — 12, возвратных пружин задвижек — 13.

Работа комбинированного роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания происходит следующим образом.

Лопатки (крылья) ротора 7 и задвижки 12 разбивают объем рабочей камеры роторного двигателя на четыре зоны. Две зоны a1 и а2, включающие в себя входы коллекторов отработанных газов 5 через отверстия 6 в рабочую камеру роторного двигателя, и две зоны b1 и b2, включающие в себя отверстия для выхода отработанных газов 11, Фиг. 4.

Отработанные газы из поршневого ДВС, выходящие последовательно из цилиндров 2 или 3, через коллектор отработанных газов 5, поступают через отверстия 6 в зоны a1 и а2. В зонах a1 и а2, таким образом, возникает повышенное давление. Одновременно в зонах b1 и b2, из-за работы соосного с поршневым двигателем и роторным двигателем вытяжного насоса 10, возникает пониженное давление.

Таким образом, ротор 7 испытывает давление на плоские части лопаток и получает импульс к вращению, вращает вал двигателя 1 общего с поршневым ДВС, увеличивая мощность и КПД всей системы, Фиг. 5.

По мере движения ротора 7 задвижки 12 сдвигаются внутрь корпуса роторного двигателя или от давления на них ротора дугообразными сторонами своих лопаток (крыльями), или посредством механизма синхронизации. При достижении лопатками (крыльев) ротора 7 отверстий 11 происходит удаление газов из рабочей камеры ротора, Фиг. 6.

При дальнейшем вращении ротора происходит полное выдавливание задвижек 12 за пределы рабочей камеры роторного двигателя, так что они не мешают лопаткам (крыльями) ротора 7 занять исходное положение, после чего давление тела ротора 7 на задвижки 12 прекращается и возвратные пружины 13 возвращают их обратно, формируя зоны a1 и а2.

Ротор возвращается в положение Фиг. 4, которое можно назвать верхней мертвой точкой ротора, и готов принять выхлоп газов от следующего цилиндра, сопряженного и синхронизированного с ним, поршневого ДВС.

Отработанные газы через отверстия 11 попадают в область, ограниченную корпусом внешней камеры вокруг роторного двигателя и вытяжного насоса 9, откуда удаляются вытяжным центробежным насосом 10, соосным с валом двигателя 1.

Комбинированный роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, состоящий из поршневого двигателя внутреннего сгорания и расположенных на его рабочем валу заключенных в общую камеру роторного двигателя, объем рабочей камеры которого превышает объем цилиндра поршневого двигателя внутреннего сгорания настолько, чтобы в конце рабочего цикла роторного двигателя, в рабочую камеру которого отводятся отработанные газы из поршневого двигателя внутреннего сгорания, давление газов в рабочей камере роторного двигателя было несколько ниже атмосферного, и вытяжного насоса, удаляющего отработанные газы из роторного двигателя, поступающие в общую для роторного двигателя и вытяжного насоса камеру, за ее приделы.


Читать еще:  Громко работает двигатель пежо 307

Что относится к двигателям внутреннего сгорания

РЕКОМЕНДАЦИИ ГРАЖДАНАМ: Правила возврата и обмена технически сложного товара

Роспотребнадзор напоминает, что когда вы приобретаете конструктивно сложный товар, необходимо понимать и осознавать особый механизм его возврата и обмена.

Прежде всего технически сложные товары — это потребительские товары длительного пользования, имеющие сложное внутреннее устройство и выполняющие пользовательские функции на высоко технологическом уровне с использованием различных энергоресурсов.

В этой связи, Законом Российской Федерации от 07.02.1992 № 2300-1 «О защите прав потребителей» (далее – Закон о защите прав потребителей) предусмотрен особый порядок возврата и обмена технически сложных товаров, включенных в перечень, утвержденный постановлением Правительства Российской Федерации от 10.11.2011 № 924.

К таким товарам относятся:

легкие самолеты, вертолеты и летательные аппараты с двигателем внутреннего сгорания (с электродвигателем);

автомобили легковые, мотоциклы, мотороллеры и транспортные средства с двигателем внутреннего сгорания (с электродвигателем), предназначенные для движения по дорогам общего пользования;

тракторы, мотоблоки, мотокультиваторы, машины и оборудование для сельского хозяйства с двигателем внутреннего сгорания (с электродвигателем);

снегоходы и транспортные средства с двигателем внутреннего сгорания (с электродвигателем), специально предназначенные для передвижения по снегу;

суда спортивные, туристские и прогулочные, катера, лодки, яхты и транспортные плавучие средства с двигателем внутреннего сгорания (с электродвигателем);

оборудование навигации и беспроводной связи для бытового использования, в том числе спутниковой связи, имеющее сенсорный экран и обладающее двумя и более функциями;

системные блоки, компьютеры стационарные и портативные, включая ноутбуки, и персональные электронные вычислительные машины;

лазерные или струйные многофункциональные устройства, мониторы с цифровым блоком управления;

комплекты спутникового телевидения, игровые приставки с цифровым блоком управления;

телевизоры, проекторы с цифровым блоком управления;

цифровые фото- и видеокамеры, объективы к ним и оптическое фото- и кинооборудование с цифровым блоком управления;

холодильники, морозильники, комбинированные холодильники-морозильники, посудомоечные, автоматические стиральные, сушильные и стирально-сушильные машины, кофемашины, кухонные комбайны, электрические и комбинированные газоэлектрические плиты, электрические и комбинированные газоэлектрические варочные панели, электрические и комбинированные газоэлектрические духовые шкафы, встраиваемые микроволновые печи, роботы-пылесосы, кондиционеры, электрические водонагреватели;

часы наручные и карманные механические, электронно-механические и электронные, с двумя и более функциями;

инструмент электрифицированный (машины ручные и переносные электрические).

Различный механизм возврата и замены такого товара зависит от срока обнаружения в нем соответствующих недостатков.

Так, например, потребитель вправе требовать замены технически сложного товара либо отказаться от исполнения договора купли-продажи и потребовать возврата уплаченной за товар денежной суммы независимо от того, насколько существенными[1] были отступления от требований к качеству товара, если требования были предъявлены в течение пятнадцати дней со дня его передачи потребителю (абзац 8 пункта 1 статьи 18 Закона о защите прав потребителей, пункт 38 постановления Пленума Верховного Суда Российской Федерации от 28.06.2012 № 17).

По истечении пятнадцати дней со дня его передачи отказ от исполнения договора купли-продажи либо требование о замене технически сложного товара могут быть удовлетворены при наличии хотя бы одного из перечисленных в пункте 1 статьи 18 Закона о защите прав потребителей случаев:

обнаружение существенного недостатка товара (пункт 3 статьи 503, пункт 2 статьи 475 Гражданского кодекса Российской Федерации);

нарушение установленных Законом о защите прав потребителей сроков устранения недостатков товара (статьи 20, 21, 22 Закона о защите прав потребителей);

невозможность использования товара более 30 дней (в совокупности) в течение каждого года гарантийного срока вследствие неоднократного устранения его различных недостатков.

При приобретении технически сложного товара ненадлежащего качества в интернет-магазине (дистанционным способом) действуют те же правила возврата, что и при совершении покупки в «обычном» магазине.

Особо следует отметить, что в соответствии с новыми правилами продажи товаров по договору розничной купли-продажи технически сложные товары бытового назначения надлежащего качества (без недостатков), на которые установлены гарантийные сроки не менее одного года, не подлежат обмену в порядке и по основаниям, установленным статьей 25 Закона о защите прав потребителей.

Однако при приобретении таких товаров дистанционным способом действуют иные правила, поскольку приобретение товара в интернет-магазине не похоже на покупку в «обычном» магазине тем, что на стадии выбора товара и во время оформления сделки ознакомиться с ним возможно только по описанию, поэтому законодатель установил дополнительные гарантии для защиты прав потребителя от недобросовестных действий хозяйствующего субъекта.

В связи с этим, при приобретении технически сложного товара бытового назначения дистанционным способом его возврат (применительно к товару надлежащего качества) возможен в любое время до его передачи, а после передачи товара — в течение семи дней, в случае, если сохранены его потребительские свойства и товарный вид, документ, подтверждающий факт и условия покупки указанного товара.

Отсутствие документа, подтверждающего факт и условия покупки технически сложного товара бытового назначения у продавца, не лишает потребителя возможности ссылаться на другие доказательства его приобретения (пункт 4 статья 26.1 Закона о защите прав потребителей).

Еще один важный момент, который следует знать потребителю при покупке технически сложного товара дистанционным способом, заключается в том, что, если информация о порядке и сроках возврата товара надлежащего качества не была предоставлена в письменной форме в момент доставки товара, потребитель вправе отказаться от товара в течение трех месяцев с момента его передачи.

[1] Существенный недостаток товара — неустранимый недостаток или недостаток, который не может быть устранен без несоразмерных расходов или затрат времени, или выявляется неоднократно, или проявляется вновь после его устранения, или другие подобные недостатки (абзац 9 преамбулы Закона о защите прав потребителей).

Роторно-лопастной двигатель Гридина

Это прототип роторного двигателя Ванкеля, но автор считает, что его проект имеет более удачное решение – он технологичнее, дешевле и имеет много вариантов исполнения.

На двигатель разработана и прошла патентную чистоту (заявка № 2005129592) схема компрессионного уплотнительного контура. Она позволит создать необходимую компрессию в прямоугольной камере.

Задача изобретения – избавиться от вибрационных процессов, вызванных невозможностью уравновесить вращающиеся детали, предложить решение, позволяющее получать любые степени сжатия между двумя парами лопастных роторов и повысить плавность изменения угловых скоростей лопастных роторов, увеличить надежность механизма периодического изменения скоростей.

Новый двигатель содержит кольцевую рабочую камеру с впускными и выпускными отверстиями, торцовые крышки, выходной вал и лопастные роторы (разделяющие внутренний объем камеры на изолированные друг от друга сектора), свечу зажигания и механизм периодического изменения скоростей. Последний выполнен в виде зубчатой передачи с внешним или внутренним зацеплением, колесо которой жестко связано с лопастным ротором. Шестеренка располагается с торца двигателя, имеет неподвижную ось вращения и жестко связана с кривошипом, на полуоси которого крепится ползун, скользящий по направляющей, жестко закрепленной на валу, который имеет неподвижную ось вращения, находящуюся между осью шестеренки и полуосью кривошипа, и кинематическое соединение с ведущим валом.

Читать еще:  Адиабатный двигатель принцип работы

Кроме того, кинематическое соединение осуществляется через жесткое крепление валов с направляющими на выходном валу или через зубчатую передачу двух и более зубчатых колес, одно из которых жестко закреплено на ведущем валу, а другие – на валах с направляющими.

Помимо этого, каждая пара лопастных роторов может иметь одну и более шестеренок с кривошипом, расположенных на одной торцовой крышке корпуса или на двух противоположных, и соответствующее количество валов с направляющими.

Анализ работы экспериментальной модели показывает, что двигатель отличается конструкцией механизма периодического изменения скоростей, он лишен вибрации, так как в его конструкции все детали уравновешиваются, он обеспечивает любые степени сжатия, которое зависит от расположения оси вращения вала с направляющей относительно оси шестеренки с кривошипом и полуосью кривошипа. Надежность двигателя достигается выбором схемы механизма периодического изменения скоростей, количеством необходимых узлов, составляющих этот механизм, и их размеров.

Двигатель содержит механизм периодического изменения скоростей, каждая пара лопастных роторов имеет жесткую связь с колесом зубчатой передачи, шестеренка которой жестко связана с кривошипом, на полуоси которого крепится ползун, скользящий по направляющей, жестко закрепленной на валу.

Работа двигателя осуществляется следующим образом. В рабочих камерах, между двумя парами лопастных роторов, одновременно проходят все циклы рабочего процесса двигателя: сжатие горючей смеси, сгорание, выхлоп и всасывание. В двигателе предусмотрены свеча зажигания и два отверстия, через одно из которых подается горючая смесь, а через другое удаляются отработанные газы. Движение в камере двух пар лопастных роторов происходит по кругу в одном направлении, причем в мертвой точке их угловые скорости одинаковы и равны половине угловой скорости вращения вала с направляющими. Угол между лопастными роторами в этой точке минимальный и определяется расположением оси вращения вала с направляющей относительно оси шестеренки с кривошипом и полуосью кривошипа. После прохождения мертвой точки одна пара лопастных роторов снижает угловую скорость до минимальной, а другая плавно набирает скорость.

Цикл повторяется через 360 градусов для вала с направляющими, при этом благодаря наличию между кривошипом и лопастными роторами понижающей зубчатой передачи лопастные роторы поворачиваются лишь на 180 градусов, обеспечивая полный цикл работы четырехтактного двигателя.

Схемы, обеспечивая работу двигателя в четырехтактном режиме, по совокупности признаков ведут к получению одного и того же технического результата, а именно к плавному изменению угловых скоростей между лопастными роторами, созданию между ними необходимой степени сжатия, обеспечивают передачу крутящего момента на ведущий вал.

Предлагается новая кинематическая схема роторно-лопастного двигателя (компрессора) и устройство его уплотнения, позволяющее осуществить необходимую компрессию в прямоугольной цилиндрической камере.

Двигатель, созданный на основе этой схемы, исключительно компактен, так, двигатель в 1,7 литра имеет форму цилиндра и размеры 22‑23 см в диаметре и 11‑12 см в длину, не имеет впускных и выпускных клапанов.

Схема может быть использована для создания разного рода компрессоров, газовых и водяных насосов.

В отличие от аналогичных двигателей, использующих для периодического изменения угловых скоростей, например, планетарные кривошипные механизмы или механизмы, выполненные на нецилиндрических шестеренках, предлагаемая мною схема лишена таких серьезных недостатков, как недостаточно малый угол схождения лопастей, обеспечивающий четырехтактному двигателю необходимую степень сжатия и увеличивающий КПД.

В отличие от схем, использующих кривошипные планетарные механизмы, предлагаемая кинематическая схема, уравновешена, надежна, компактна, технологична.

Эта схема многовариантна – то есть позволяет создать несколько вариантов двигателя на основе одного решения для разных условий его эксплуатации.

При использовании его в качестве четырехтактного двигателя внутреннего сгорания в двигателе могут быть использованы новые материалы, например неупругие керамические или углепластиковые уплотнительные элементы, аналогичные по функциональному назначению уплотнительным кольцам поршневого двигателя, благодаря чему увеличивается износостойкость кольцевой камеры сгорания, уменьшаются потери на трение.

Предлагаемая схема компрессии позволяет поддерживать ее даже со значительным износом трущихся поверхностей уплотнительных элементов кольцевой рабочей камеры. Тем самым предполагается, что срок непрерывной эксплуатации такого двигателя будет в несколько раз выше по сравнению с поршневым.

В двигателе использованы новые идеи, отличающие его от существующих и аналогичных решений, он технологически прост в исполнении, его разработка перспективна, так как область его применения безгранична.

И, наконец, самое интересное и неожиданное решение ждет создателей автомобилей, так, на основе этого двигателя разработана схема многосекционного, многофункционального автомобильного двигателя, который при объеме в 4‑6 литра будет потреблять топливо при эксплуатации в городских условиях не более двухлитрового двигателя, т. к. все секции двигателя включаются в работу только при необходимости.

Автомобиль, имеющий такой двигатель, не нуждается в такой функциональной единице, как коробка передач, ее место занимает дифференциальная схема, соединяющая несколько секций в единый многофункциональный механизм.

Автомобиль, имеющий такой двигатель, не нуждается в такой функциональной единице, как сцепление, его место занимает система газораспределительных клапанов, обеспечивающая компрессионное сцепление и всю многофункциональную работу двигателя.

Такой автомобиль может иметь приятную функцию, экономящую топливо в режиме эксплуатации автомобиля в городских условиях. Эта функция связана с накоплением кинетической энергии автомобиля при его торможении в виде сжатого воздуха и использовании его при последующем разгоне автомобиля.

Автор предполагает, что в самое ближайшее время он может вытеснить с рынка поршневой двигатель внутреннего сгорания.

Ванкеля двигатель, роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС), конструкция которого разработана в 1957 инженером Ф. Ванкелем (F. Wankel, ФРГ). Особенность двигателя – применение вращающегося ротора (поршня), размещенного внутри цилиндра, поверхность которого выполнена по эпитрохоиде. Установленный на валу ротор жестко соединен с зубчатым колесом, которое входит в зацепление с неподвижной шестерней. Ротор с зубчатым колесом как бы обкатывается вокруг шестерни. Его грани при этом скользят по эпитрохоидальной поверхности цилиндра и отсекают переменные объемы камер в цилиндре. Такая конструкция позволяет осуществить четырехтактный цикл без применения специального механизма газорас­пределения. Герметизация камер обеспечивается радиальными и торцевыми уплотнительными пластинами, прижимаемыми к цилиндру центробежными силами, давлением газа и ленточными пружинами. Смесеобразование, зажигание, смазка, охлаждение, запуск принципиально такие же, как и у обычного поршневого ДВС.

Практическое применение получили двигатели с трехгранными роторами, с отношением радиусов шестерни и зубчатого колеса: r:R = 2/3, которые устанавливают на автомобилях, лодках и т. п.

Масса и габариты В. д. в 2‑3 раза меньше соответствующих им по мощности ДВС обычной схемы. Серийный выпуск двигателей осуществляется в ФРГ, Японии, США.

«> Роторно-лопастной двигатель Гридина Код PHP » data-description=»Это прототип роторного двигателя Ванкеля, но автор считает, что его проект имеет более удачное решение – он технологичнее, дешевле и имеет много вариантов исполнения.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector