takya.ru страница 1
скачать файл
Пятитактный роторный двигатель

[править]

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 29 марта 2012; проверки требуют 6 правок.



Пятитактный роторный двигатель  — роторный двигатель с простым и равномерным вращательным движением главного рабочего элемента и с использованием такого же простого вращательного движения уплотнительных элементов.

[править]История

Впервые такая схема расширительной машины в виде насоса была описана британским изобретателем Д. Эвом в 1820-х годах и опубликована в английской книге Т. Юбанка в 1850 году «Гидравлические и другие машины».

Но первую известную и реально действующую машину на этом принципе создал русский инженер-механик из Санкт-Петербурга Н. Н. Тверской в 80-х годах 19-го века. Его паровая «коловратная машина» (паровой роторный двигатель) ставился на паровые катера, вращал динамомашины и даже, работая сжатым аммиаком, приводил в движение «подводную миноноску» (подводную лодку) конструкции Н. Н. Тверского, на которой сам инженер опускался в воды Финского залива. Паровая машина Н. Н. Тверского стояла даже на императорской паровой яхте «Штандарт». Однако потом эти двигатели по непонятной причине были забыты и не получили в России, да и в мире, дальнейшего развития.

В 20-м веке с появлением двигателя внутреннего сгорания производились попытки приспособить такую схему роторного двигателя к осуществлению циклов двигателя внутреннего сгорания. Например, в специальной технической литературе Европейских стран и США середины 20-го века описаны схемы двигателей конструкции Ф. Унзина и С. Беймана, которые пытались развить именно эту схему роторных машин применительно к режиму работы двигателя внутреннего сгорания. Однако эти попытки были явно неудачными и о реализации этих схем в металле ничего неизвестно.

Идея разделить шиберные колеса сжатия и расширения (возможно, на несколько колес последовательного расширения) витает в воздухе давно, но только в последние десятилетия обретает технологическую возможность стать сравнимой по эффективности и энергоплотности с турбиной такого же массогабарита, однако, все же, при худшем тепловом режиме не только рабочих элементов, но и корпусных частей. Так же, в отличии от турбин, такая модель объемного ДВС требует либо значительной циркуляции жидкого несгораемого уплотнителя, либо ввода через шиберный вал и стенки корпуса тяжёлых топливных фракций (масел, мазутов и т.п.).

Сомнительным преимуществом такого ДВС перед турбиной может стать его простота в фазе разработки, относительная всеядность по топливам и чуть меньшая, чем у турбин, стоимость при производстве в малом габарите. В любом случае, такой ДВС не может превысить в эффективности дизельный двигатель.

Единственное реальное преимущество подобного ДВС перед дизельным - относительная тишина работы, что, впрочем, спорно для больших мощностей и малых оборотов.

(Далее - откровенная реклама, исправьте статью, при всем уважении к господину Исаеву) Отечественным инженером и изобретателем И. Ю. Исаевым в 2009 году предложена схема реализации циклов двигателя внутреннего сгорания в конструктивной компоновке данного типа роторных машин, значительно отличающаяся от всего предложенного ранее. Главным отличием этого изобретения является вынесение в отдельные конструктивно обособленные камеры технологического цикла «горение рабочей смеси—образование газов горения высокого давления». То есть впервые в конструкции двигателя внутреннего сгорания привычный для всех типов двигателей внутреннего сгорания такт «горение—расширение», разделён на два технологических процесса «горение» и «расширение», реализуемые в разных рабочих камерах двигателя. Именно поэтому изобретатель называется свой двигатель 5-тактным, так как в нем в различных конструктивных объёмных камерах последовательно реализуются следующие технологические такты:


  1.  — всасывание рабочей смеси.

  2.  — сжатие рабочей смеси.

  3.  — поджиг и горение рабочей смеси.

  4.  — расширение рабочих газов.

  5.  — выпуск отработавших газов.

[править]Литература

  • Т. Юбанк. Гидравлические и другие машины. — 1850. (на английском языке)

  • Записки Русскаго Императорскаго Техническаго общества, 1885.

  • Е. Акатов, В. Бологов и другие. Судовые роторные двигатели — 1967.

[править]Ссылки

15.09.2009 В чем разница между двухтактными и четырехтактными двигателями внутреннего сгорания (ДВС)? Правильно: у двухтактных моторов цикл в цилиндре совершается за один оборот коленвала, а у четырехтактных — за два. Однако в июне нынешнего года английская компания Ilmor Engineering, известная своими моторами для гоночных автомобилей и катеров, показала на выставке Engine Expo в Штутгарте мотоцикл с пятитактным ДВС!

«Пятитактный» мотор пока существует в единственном экземпляре

Главная задача проекта — создание мощного и компактного бензинового мотора с расходом топлива, сравнимым с показателями дизельных двигателей, но без сажи и окислов азота в выхлопе. Строго говоря, ни о каком «пятом» такте речи нет. У трехцилиндрового рядного двигателя средний цилиндр «толще» крайних, а свечи есть только в первом и третьем цилиндрах. В остальном — все как обычно: коленвал, шатуны с поршнями, два распредвала в головке блока, водяное охлаждение. Первый и третий цилиндры «высокого давления» работают по обычному четырехтактному циклу. Но отработавшие газы из них попадают не в атмосферу, а в средний цилиндр «низкого давления», где продолжают расширяться, совершая дополнительную полезную работу.

Правый распредвал для цилиндров высокого давления вращается, как обычно, в два раза медленнее коленвала. А левый, для цилиндра низкого давления — синхронно с коленвалом, чтобы успевать «принимать от соседей», работающих в противофазе, порции горячего газа

Опытный мотор рабочим объемом 700 см3 развивает 130 л.с. при 7000 об/мин и 166 Нм при 5000 об/мин, а удельный расход топлива составляет всего 166 г/л.с.ч. Правда, не без помощи турбонаддува высокого давления — компрессор развивает аж 3 атм!

Кстати, наш соотечественник, выдающийся теплотехник Василий Игнатьевич Гриневецкий высказал аналогичную идею еще в 1906 году, а в 1909 году в мастерских Императорского московского технического училища (ныне МВТУ им. Баумана) им же был построен экспериментальный трехцилиндровый дизель для тепловоза. Один цилиндр работал как компрессор, сжимая воздух, во втором происходило воспламенение и частичное расширение, а в третьем горячие газы продолжали работу. Тот же принцип





  • 1

  • 2

  • 3

  • 4

  • 5

Просмотров: 152 | Добавил: sa9696 | Рейтинг: 0.0/0


Пятитактный роторный двигатель внешнего сгорания


1 февраля 2012 г.

Пятитактный роторный двигательвнешнегосгорания создан российским инженером Исаевым И.Ю. Уникальность этого изобретения состоит не только в глубокой модернизации самой идеи роторного двигателя, но и в юридической его (двигателя) позиции. Изобретение уже зарегистрировано и проходит испытания, которые показывают работоспособность идеи. Новый двигатель будет обладать большой мощностью при малых размерах (на один килограмм его веса ожидается до 6 л.с. мощности).

Большую мощность удаётся получить за счёт конструкции самого двигателя - он дает 8 рабочих тактов за один оборот главного вала (в 8 раз больше, чем обычный 4-х цилиндровый двигатель внутреннего сгорания). Последняя опытная модель весит всего 10 кг., а плечо крутящего момента у неё как у 2-х литрового двигателя мощной легковой машины.
Однако изобретатель двигателя предупреждает, что еще необходимо довести модель до действительно рабочего образца, подобрать режимы работы и материалы, из которых будет изготовлен двигатель.
С правовой же точки зрения  пятитактный двигатель является двигателем ВНЕШНЕГО сгорания. А во всех Постановлениях и Приказах о государственной регистрации транспортных средств, автомобили с такими двигателями не упомянуты как обязательные к регистрации, следовательно - на таком авто можно ездить без госномеров, без страхового полиса и без водительского удостоверения. И оштрафовать за нарушения водителя такого транспортного средства будет невозможно.

Для справки.

Роторные двигатели в гражданском автомобилестроении активно использовались компанией Mazda - они устанавливали роторные двигатели на автомобили Mazda RX-5 и RX-8. Так же лет 10 назад роторные двигатели устанавливал АвтоВАЗ на автомобили ВАЗ 2109 производимые для ГАИ.  Недостатком роторных двигателей считается их небольшой ресурс и малая ремонтопригодность.



http://static.lovimotor.ru/lovimotor/static/media/images/thumbnails/showrelisesimage_90x90_crop.jpg

Вольво клуб | Volvo club: модели, отзывы, запчасти


Auto/Moto

Пятитактные двигатели

В статьях об автомобилях часто встречается упоминание о четырехтактных двигателях, но мало кому знакомо понятие «пятитактный двигатель». 

Прежде чем подойти к рассказу об этих типах силовых установок, поговорим о четырехтактных двигателях – принципах их работы и недостатках. 

Как известно,  режим работы такого двигателя состоит из четырех тактов – впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска. При впуске происходит попадание рабочей смеси в цилиндр. Такт сжатия является, по сути, холостым тактом. Он предваряет рабочий ход, который, собственно, и превращает энергию, образовавшуюся в результате сгорания рабочей смеси, в крутящий момент.  Ну а такт выпуска освобождает цилиндр от продуктов сгорания. 

 Четырехтактные двигатели получили широкое распространение, но они имеют несколько серьезных недостатков. Это насосные потери и потери выпуска. Те, кого интересует все об автомобилях, знакомы с этими понятиями. Насосные потери возникают при движении поршня вниз в такте впуск. На преодоление разрежения, которое образовывается в цилиндре, тратится часть энергии, производимой двигателем. Потери выпуска случаются при открытии выпускного клапана.  Газы, находясь под давлением, теряют свою энергию. Энергия сгорания используется не оптимально.   

Пятитактные двигатели бывают двух типов – с циклами Аткинсона и Миллера.  При цикле Аткинсона впускной клапан дольше остается открытым. Он как бы «забирает» часть времени такта сжатия. Таким образом некоторое количество рабочей смеси выталкивается через впускной клапан обратно. Такой вариант снижает образование вакуума в цилиндре, энергетические затраты на преодоление сопротивления поршня – уменьшает насосные потери и потери выпуска. Но такой цикл связан, все же, с потерей мощности. И поэтому имеет смысл использовать такие двигатели в гибридных вариантах, когда они работают вместе с электродвигателями. 

Цикл Миллера отличается тем, что в нем такт впуска – наоборот сокращен.  При этом поршень сопротивляется больше, но зато растягивается рабочая смесь, благодаря чему уменьшается ее температура и снижаются термопотери (передача тепла частям двигателя). 

И цикл Аткинсона и цикл Миллера имеют промежуточный пятый такт и поэтому двигатели, сконструированные по таким схемам, называются пятитактными. 
Шеститактный двигатель


[править]

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 12 января 2011; проверки требуют 24 правки.

Шеститактный двигатель — это тип двигателя внутреннего сгорания, для которого за основу взят четырёхтактный двигатель, но в нём в конструкцию введены новые элементы, повышающие его КПД и снижающие потери.

Два разных типа шеститактных двигателей развивались с 1990-х годов.

При первом подходе двигатель задерживает потери тепла от четырёхтактного цикла Отто или цикла Дизеля, и использует их в качестве дополнительной мощности и во время выпускного хода поршня в том же самом цилиндре. В конструкциях таких двигателей используется пар или воздух в качестве рабочей среды для добавочного хода поршня, при котором вырабатывается мощность.[1] Поршни в этом типе шеститактных двигателей движутся вперёд и назад три раза после каждого впрыска топлива. В этом случае имеется два рабочих хода — один с топливом, а другой с паром или воздухом. К этому классу двигателей относятся следующие примечательные разработки: двигатель Баюласа (англ. Bajulaz), созданный швейцарской компанией Баюлас; двигатель Кроуэра, изобретённый Брюсом Кроуэром (англ. Bruce Crower) из США; и шеститактный двигатель Велозета (англ. Velozeta), построенный в инженерном колледже в Тируванантапураме в Индии.

При втором подходе шеститактные двигатели используют в каждом цилиндре второй поршень, расположенный напротив основного, который движется с частотой, равной половине частоты основного поршня, и таким образом имеется шесть ходов поршней за каждый цикл. Функционально второй поршень заменяет клапанный механизм традиционного двигателя, но к тому же ещё и увеличивает степень сжатия. К числу примечательных конструкций этого класса следует отнести две разработки, развивавшиеся независимо: двигатель Бир Хэд (англ. Beare Head), изобретённый австралийцем Малькольмом Биром (англ. Malcolm Beare); и Немецкий Заряжающийся насос (англ. German Charge pump), изобретённый Хельмутом Котманном (англ. Helmut Kottmann).


Содержание


  [убрать] 

  • 1 M4+2

  • 2 Двигатель Гриффина

  • 3 См. также

  • 4 Примечания

[править]M4+2


http://bits.wikimedia.org/static-1.21wmf11/skins/common/images/magnify-clip.png

Анимация рабочего цикла двигателя M4+2

Двигатели M4+2 реализованы в двигателях Бир Хэд, содержащих два противоположно расположенных поршня в одном цилиндре. Один из поршней движется с частотой, равной половине частоты другого поршня. Основной функцией второго поршня является замена клапанного механизма обычного четырёхтактного двигателя.

[править]Двигатель Гриффина


В 1883 году, инженер Сэмюэл Гриффин (англ. Samuel Griffin) был авторитетным создателем паровых и газовых двигателей. Он хотел производить двигатели внутреннего сгорания, но без лицензионных отчислений за патенты Отто. Он нашёл выход в том, чтобы «запатентовать скользящий клапан» и производить шеститактный двигатель однократного действия, использующий его.

К 1886 году шотландский производитель паровозов Dick, Kerr & Co пришёл к выводу о хорошем будущем больших двигателей, работающих на топливах из нефти, и получила лицензию на патенты Гриффина. Эти двигатели продавались под маркой «Килмарнок» (англ. "Kilmarnock")[2]. Большая часть рынка для двигателей Гриффина находилась в сфере производства электроэнергии. Эти большие тяжёлые двигатели не комплектовались для мобильного использования, но они могли работать на более тяжёлых и дешёвых видах нефтяного топлива.

Ключевым элементом «Симплекса Гриффина» являлась внешне расположенная испарительная камера (дистиллятор). В ней поддерживалась температура 288 °C — достаточная для выпаривания нефти, но не для её химического разложения. Такое разделение на фракции позволяло использовать тяжёлые нефтяные топлива, неиспользуемый дёготь и битум отделялись в дистилляторе.

[править]См. также


  • Четырёхтактный двигатель

  • Двухтактный двигатель

[править]Примечания



Шеститактные ДВС





Тэги: техника, автомобили

Ответ в эту тему Создать новую тему

us Naturalist #06.12.2007 21:02



+

-

edit

 

http://s.wrk.ru/a/28241.jpg


Naturalist

Опытный

★★★

Six-stroke engine - Wikipedia, the free encyclopedia

Six-stroke engine


From Wikipedia, the free encyclopedia
  (Redirected from Six stroke engine)
Jump to: navigation,
search
The six-stroke engine is a type of internal combustion engine based on the four-stroke engine, but with additional complexity intended to make it more efficient and reduce emissions. Two types of six-stroke engine have been developed since the 1990s:

// Дальше — 


en.wikipedia.org

 

Идея двигателя очень проста: после четырех тактов обычного четырехтактного двигателя добавляется еще два, в которых в рабочий цилиндр впрыскивается не топливо, а охладитель (вода или воздух).


В результате нагретый почти до тысячи градусов цилиндр отдает тепло охладителю и позволяет отказаться от системы охлаждения ДВС при этом использовать потери тепла.

Собственно модификаций двигателя три вида:

1) шеститактный двигатель Баюлаз [Bajulaz] 
Автор: Bajulaz S A, 1989 год.

Похож на обычный четырехтакный ДВС. Имеет модифицированную головку блока цилиндов с двумя камерами фиксированного объема: камера сгорания и камера предварительного нагрева. Камепа сгорания получает заряд горячего воздуха и инжекция топлива начинает изохорический процесс сгорания, который увеличивает КПД тепловой машины по сравнению с сгоранием в цилиндре. Полученное высокое давление используется в цилиндре для рабочего хода. 


Вторая камера, которая оборачивает рабочий цилиндр, используется для предварительного нагрева воздуха от тепла полученного от рабочего цилиндра. Далее нагретый воздух используется для сгорания топлива в следующем цикле двигателя.

Приемущества: 


-- расход топлива уменьшается на 40%
-- два расширительных рабочих такта на шесть тактов двигателя
-- многотопливность
-- Уменьшение таксичности выхлопа
-- цена сопоставима со стоимостью 4-х тактного ДВС

Патенты: 


Single Document

// patft.uspto.gov

 

Single Document



 

  • http://www.balancer.ru/_bors/i16/info.png инфо

 

  • http://www.balancer.ru/_bors/i/tools.gif инструменты

 

  • Ответить на сообщение

us Naturalist #06.12.2007 21:14

+

-

edit

 

http://s.wrk.ru/a/28241.jpg


Naturalist

Опытный

★★★

2) Второй двигатель Тривандрум [Trivandrum]

Разработан студентами инженергого коледжа города Тривандрум в Индии на базе модифицированного двигателя Хонда. 
Первые четыре цикла такие же как у обычного 4-х тактного двигателя, далее в пятом цикле в цилиндр подается свежий воздух от воздушного фильтра, который нагреваясь расширяется и удаляется в шестом рабочем цикле.

Приемущества:


-- 65% меньше СО в выхлопных газах
-- уменьшение расхода топлива
-- лучшая продувка цилиндров
-- меньшая рабочая температура двигателя
-- меньшее трение и износ деталей двигателя
-- базовый двигатель не требует значительных модификаций конструкции, технология производства двигателя остается неизменной

 


  • http://www.balancer.ru/_bors/i16/info.png инфо

 

  • http://www.balancer.ru/_bors/i/tools.gif инструменты

 

  • Ответить на сообщение

us Naturalist #06.12.2007 21:30

+

-

edit

 

http://s.wrk.ru/a/28241.jpg


Naturalist

Опытный

★★★

3) шеститактный двигатель Крауера

Изобретатель: Брюс Крауер - инженер двигателист получивший в 1977-м году приз Louis Schwitzer Award за восьми цилиндровый двигатель для Индикара.

http://balancer.ru/cache/sites/i/m/img.timeinc.net/popsci/images/2007/05/468x468/invent_engine_485.jpg

Взято тут


Первые четыре цикла такие же как у обычного 4-х тактного двигателя, далее в пятом цикле в цилиндр подается вода. Вода испаряется и превращается в перенагретый пар, который расширяется в 1600 раз. Пар расширяется и выводится из цилиндра в шестом такте.

Приемущества:
-- уменьшение расхода топлива на 40%
-- отсутствие системы охлаждения у двигателя
-- уменьшение рабочих температур двигателя (работающий двигатель можно трогать рукой)
-- уменьшение токсичности выхлопных газов
-- очистка внутренней поверхности рабочего цилиндра

Недостатки:


-- требуется запас дистилированной воды
-- вода может замерзнуть в холодное время года
-- двигатель требует прогрева перед началом подачи воды в цилиндр

 


http://content1.adfox.ru/transparent.gif

НА ГЛАВНУЮ  /  ЭКОТЕХНОЛОГИИ  /  ПАРОВОЙ ФАНТОМ ТОПЛИВА: 6-ТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ КРОУЭРА

http://www.popmech.ru/images/spacerg8.gif


http://www.popmech.ru/images/spacer.gif



ПАРОВОЙ ФАНТОМ ТОПЛИВА: 6-ТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ КРОУЭРА


http://www.popmech.ru/images/spacer.gif

http://www.popmech.ru/templates/design/main/images/icons/comments2.gif

 43

http://www.popmech.ru/images/spacerg11.gif


http://www.popmech.ru/templates/design/main/images/icons/views.gif

 68393

http://www.popmech.ru/images/spacerg11.gif


http://www.popmech.ru/templates/design/main/images/icons/print.gif





http://www.popmech.ru/images/spacer.gif
В шеститактном двигателе Брюса Кроуэра сгоревшее топливо повторно совершает работу, возвращаясь к жизни в виде горячего пара




http://www.popmech.ru/images/spacer.gif


Рассматривать современные моторы под капотами автомобилей – сплошное удовольствие. Какие они мощные, компактные, тихие и экономичные: современный дизель потребляет менее 6 л топлива на 100 км при рабочем объеме 2 л и бешеном крутящем моменте. И все же КПД даже самых технологичных дизельных моторов с технологией Twinturbo не превышает 33%! Атмосферные бензиновые ДВС еще менее эффективны – их КПД с трудом дотягивает до 25%.

два рабочих такта из шести в цикле кроуэра позволяют значительно снизить скорость вращения коленвала и получить ровную и насыщенную «полку» крутящего момента с самых низких оборотов.

Два рабочих такта из шести в цикле Кроуэра позволяют значительно снизить скорость вращения коленвала и получить ровную и насыщенную «полку» крутящего момента с самых низких оборотов



шесть тактов двигателя внутреннего сгорания цикла кроуэра

Шесть тактов двигателя внутреннего сгорания цикла Кроуэра

Температура газов в камере сгорания четырехтактного ДВС Отто достигает 2000˚С. Внутренние стенки цилиндра и рабочая поверхность поршня нагреваются до 1500˚С. Часть тепловой энергии уходит из камеры сгорания на четвертом такте вместе с выхлопными газами. Чтобы быстро отвести тепло и охладить камеру сгорания до оптимальной температуры, применяется мощная система охлаждения, неисправность которой грозит поломкой двигателя. Перегрев – проклятие автомехаников, работающих с высокооборотными спортивными моторами. Температура внутри кокпита гоночного болида во время заездов достигает 70˚С, а некоторые узлы двигателя раскаляются докрасна. Выходит, что автомобиль куда более эффективен в качестве калорифера, нежели в качестве транспортного средства. 

Можно ли заставить избыточное тепло совершать полезную работу, вместо того чтобы отводить его от мотора и рассеивать в атмосфере? 75-летний изобретатель Брюс Кроуэр на практике доказал, что это возможно.

Остатки сладки

По признанию самого Брюса, последние 30 лет он постоянно думал о том, как превратить тепло двигателя во вращение коленчатого вала. Озарение, как это часто бывает, пришло к нему во сне. Брюс решил, что в концепции Отто не хватает еще двух тактов – рабочего и холостого. Но источником энергии для них должна служить не очередная порция топливовоздушной смеси, а избыточная температура! В качестве рабочего тела он применил простую воду. При атмосферном давлении вода, превращаясь в пар, увеличивает свой объем в 1600 раз и обладает колоссальной энергией. В двигателе Кроуэра вода впрыскивается в камеру сгорания в виде мельчайших капелек под давлением около 150 атм., когда заканчивается четвертый такт цикла Отто и поршень возвращается в исходное положение. Попадая на раскаленную поверхность поршня и гильзы цилиндра, вода превращается в пар и толкает поршень вниз, совершая рабочий пятый такт. На шестом такте отработанный пар удаляется из камеры сгорания через выпускной клапан. Таким образом Кроуэр заставляет уже сгоревшее топливо еще раз совершить полезную работу, используя его «тепловой фантом». Эту концепцию изобретатель назвал Steam-o-Lene.

Цикл Кроуэра отличается от традиционного цикла Отто не только количеством тактов, но и отношением количества рабочих тактов к их общему числу. Так, у Отто это отношение составляет 1:4, а у Кроуэра – 1:3, дополнительные 40% полезной работы совершаются на неизменном количестве топлива. На четвертом такте раскаленные выхлопные газы не удаляются из камеры сгорания полностью, а сжимаются поршнем, создавая очень высокое давление. Вода в такой среде испаряется быстрее и равномернее. Далее отработанный пар поступает в конденсатор, где охлаждается и снова превращается в воду. Часть остаточного тепла используется для обогрева салона автомобиля.

Снег – знак победы

Брюсу не терпелось проверить свою идею на практике. В его домашнем гараже давно стоял одноцилиндровый дизельный мотор, переделанный под бензин. Его-то он и решил использовать для проверки гипотезы. Мотор получил новый распределительный вал под два «лишних» такта и модернизированную систему впрыска. Ненужная дизельная форсунка была приспособлена под впрыск воды, а вентилятор системы охлаждения для «чистоты» эксперимента отсоединен. Когда, наконец, все было готово, Брюс присоединил к топливному тракту два бачка – с бензином и чистой дождевой водой, рванул тросик стартера, и двигатель заработал. Через пару секунд на ошарашенного Брюса откуда-то сверху начал падать «снег». Это были кусочки белой краски, отвалившиеся от потолка из-за направленного вверх открытого выпускного коллектора, извергавшего горячий пар вперемежку с выхлопными газами. Мотор нормально работал больше часа, но его можно было спокойно касаться руками – он был едва теплым!

Целый год после этого Брюс Кроуэр экспериментировал с различными настройками газораспределения и впрыска воды. И только наверняка убедившись, что концепция Steam-o-Lene работоспособна, он приступил к оформлению патента. Любопытно, что идея шеститактного ДВС с впрыском воды в цилиндры еще за 90 лет до Брюса Кроуэра пришла в голову некоему Леонарду Дайеру из штата Коннектикут. Дайер даже запатентовал свое изобретение в 1920 году, но за все эти годы никто из автопроизводителей им так и не заинтересовался. В 2007 году патентное ведомство США признало приоритет за Брюсом Кроуэром.

Паровые перспективы

Преимущества Steam-o-Lene перед традиционными четырехтактными ДВС очевидны. Во-первых, радикально решается проблема эффективного охлаждения внутренних стенок камеры сгорания и специальная система охлаждения весом более 100 кг оказывается не у дел. Отсутствие радиатора позволяет дизайнерам уменьшить коэффициент аэродинамического сопротивления кузова автомобиля за счет отказа от воздухозаборников и решетки радиатора. А это один из самых существенных факторов, влияющих на расход топлива при скоростях выше 60 км/ч. 

Во-вторых, внутреннее охлаждение позволяет существенно, на 30–50%, форсировать двигатели по степени сжатия, избежав при этом детонации. Степень сжатия для бензиновых модификаций может быть увеличена до 14–16:1, а для дизельных – до 25–35:1. Это резко повышает эффективность сгорания топливовоздушной смеси (на 40% по сравнению с циклом Отто), тем самым улучшая экологические характеристики двигателя. Размеры и масса мотора могут быть снижены без ущерба для динамики авто.

Два рабочих такта из шести в цикле Кроуэра позволяют значительно снизить скорость вращения коленвала и получить ровную и насыщенную «полку» крутящего момента с самых низких оборотов. Steam-o-Lene может отлично работать на низкокачественном дешевом топливе без антидетонационных присадок. Топливом могут служить биоэтанол, дизель, природный газ и даже топочный мазут. Относительно низкий температурный режим в камере сгорания резко снижает образование вредной двуокиси азота. А между тем системы фильтрации и нейтрализации двуокиси азота в современных автомобилях весьма дорогостоящи. Брюс также предполагает, что горячий пар может предотвращать появление нагара на клапанах и стенках камеры сгорания, очищая их во время «парового» такта подобно пароочистителю. Но для подтверждения этого эффекта требуются длительные испытания прототипа. 

Концепция 6-тактного Steam-o-Lene с «паровым» рабочим тактом может быть модифицирована и дополнена за счет углубленного исследования термодинамики процесса. Брюсу кажется перспективной установка на двигатель турбокомпаунда – системы, в которой вслед за турбиной нагнетателя в выпускном тракте следует силовая турбина, сообщающая дополнительный крутящий момент коленчатому валу двигателя посредством гидромуфты. Турбокомпаунд мог бы повысить эффективность работы двигателя еще на 10–15%. Некоторые специалисты, анализировавшие концепцию 6-тактного ДВС с впрыском воды, отмечают, что теоретически возможны даже два последовательных паровых такта. Если это подтвердится в ходе испытаний, то Steam-o-Lene может стать уже 8-тактным и еще более экономичным.

Ложка дегтя

Разумеется, концепция Кроуэра не лишена недостатков. Основная проблема – это замерзание воды зимой. Добавление антифриза может негативно сказаться на эффективности испарения и экологических параметрах двигателя. Проблему могла бы решить термоизоляция водяного резервуара и его предварительный подогрев от аккумулятора. Но как быть, если автомобиль длительное время находится на открытом воздухе? 

Другая проблема – необходимость установки на автомобиле дополнительного оборудования для хранения и конденсации воды. Правда, масса его обещает быть незначительной: в рабочем контуре пар и вода будут находиться при атмосферном давлении и максимальной температуре чуть более 100˚С, что позволяет использовать вместо металла легкие пластмассы. Не исключено, что часть воды будет попадать в моторное масло и это потребует установки специального сепаратора для ее отделения. Впрочем, давно отработанные технологии смазки паровых турбин для нужд энергетики имеют целый ряд готовых решений этой проблемы. Для изготовления клапанов, поршня и гильзы цилиндра, скорее всего, потребуются нержавеющие материалы, в частности керамика.

Steam-o-Lene не может работать полноценно сразу после запуска – ему нужно время для разогрева рабочих поверхностей камеры сгорания до 450–500˚С. Несколько минут он работает как обычный 4-тактный ДВС, а затем переходит на полный рабочий цикл. Перед остановкой мотор тоже должен некоторое время поработать в 4-тактном режиме для полного удаления пара из цилиндра. Разумеется, вода должна быть дистиллированной: при использовании обычной на седле клапана со временем образуется твердая накипь, обладающая высокими абразивными свойствами. При серийном производстве двигателей цикла Кроуэра придется наладить целую инфраструктуру производства и реализации дистиллированной воды.

Июнь 2008
Автор: Владимир Санников
Живая легенда

Брюс Кроуэр уже более шестидесяти лет занимается совершенствованием двигателей внутреннего сгорания. В 20 лет Брюс открыл собственную мастерскую по подготовке двигателей для автогонок. В 1954 году он установил рекорд скорости в одном из классов автомобилей на соляных озерах Бонневиля. Брюсу так и не хватило времени получить диплом инженера, но он с лихвой компенсировал недостаток знаний богатейшей практикой. Изобретатель в одиночку сумел построить уникальный восьмицилиндровый оппозитный двигатель Crower 8 с оригинальным автоматическим узлом сцепления для гоночных болидов серии «Индианаполис». Всю работу, от инженерных расчетов до стендовых испытаний, он проделал своими руками. В 1977 году Общество автомобильных инженеров (SAE) отметило Crower 8 почетной премией Луиса Швитцера за выдающиеся инновации. В Америке имя Кроуэра давно стало нарицательным – знаменитые тюнинговые распредвалы Crower уже десятки лет используются многими профессиональными и любительскими гоночными командами, а особые титановые шатуны Crower Special закупают даже знаменитые «конюшни» «Формулы-1». Джон Колетти, долгое время руководивший спортивным подразделением компании Ford Motors SVT, так охарактеризовал Кроуэра: «Брюс – это инженер и изобретатель, обладающий огромным опытом и интуицией. Он не боится браться за трудные задачи и всегда нацелен на успех. Именно это и отличает его от большинства людей, которые из-за страха потерпеть неудачу предпочитают следовать за трендом».




скачать файл



Смотрите также:
Пятитактный роторный двигатель
244.55kb.
Существует ряд интересных конструкций двухтактных двигателей. Примером такой конструкции является экспериментальный двигатель "Орион", США (рис. 104)
7.73kb.
6 Определение Шаговый электропривод, в котором источником механической энергии является шаговый двигатель [бэс]
246.33kb.
О паровой машине Ползунова
11.02kb.
Доклад мкоу «Ленинская сош №3»
663.92kb.
Действительно ли история развития тепловых двигателей -это история прогресса?
107.37kb.
Кейс 1-1 «Деловая Русь»: от продажи попкорна до оборудования ресторанов под ключ
332.9kb.
Вечный Двигатель ( Весы )
64.51kb.
Ремонт скутера общий принцип поиска неисправности
69.03kb.
На уроках физики мы изучали закон сохранения энергии. Эта тема меня очень заинтересовала. Мне стал интересен тот факт, что энергия не откуда не возникает и никуда не исчезает
69.4kb.