Vladimirыч

Я люблю строить самолеты!

4 Май 2020

• #10

Благодарю от души всех откликнувшихся за уделенное внимание и критику. Поздравляю вас с наступившими и наступающими праздниками! Всем — здоровья мира и любви…!
К сожалению, не имею много времени, посему сразу отвечу не на все замечания…

Определимся с названием … и принципами работы.

Varan сказал(а):

1 цикл карно здесь совершенно ни при чем,
2 двигатель 2-х тактный с двухсторонним рабочим процессом (1 такт- рабочий ход, 2такт- выхлоп)

Нажмите, чтобы раскрыть…

1. Цикл Карно здесь действительно совершенно ни причем….
2. Двигатель, вообще 4-х тактный… (это же заметил и эксперт в Роспатенте).
Ответ эксперту: -«…Считаю, что при определении названия предлагаемого устройства имел право на существование такой подход, при котором совокупность протекающих за один такт в разных сторонах рабочего цилиндра процессов, рассматривается как один сложный процесс воздействия на связывающий эти противоположные стороны рабочего цилиндра элемент, — поршень двустороннего действия. При таком подходе, все пять процессов полного цикла работы ДВС протекают за время каждого прохода такого поршня из одной МТ в другую (такт).
Полагаю, что протекание всех процессов за один такт, позволит считать заявленное название устройства относительно корректным и не вносить изменения в документы заявки в этой связи….»

Varan

Старейший участник

4 Май 2020

• #11

Vladimirыч сказал(а):

считать заявленное название устройства относительно корректным

Нажмите, чтобы раскрыть. ..

нужно правильно называть- это просто использование цилиндров двухстороннего действия, посмотрите такие же есть например у того же Баландина
поэтому название либо верное либо нет и нужно посмотреть определение такта- это процесс происходящий в рабочем объеме при перемещении поршня из одной мертвой точки в другую — у вас 2 таких объема, у 8-ми цилиндрового двигателя — 8 , но никто же не называет 8-цилиндровый четырехтактный полутактным двигателем

поэтому изменения нужны, правда нужно подумать — а вам такой патент то нужен, чтобы не тратится можно открытый патент получить, все равно практической ценности не видно

Vladimirыч

Я люблю строить самолеты!

4 Май 2020

• #12

Varan сказал(а):

кпд будет ниже чем у обычных двухтактников за счет потерь при перетекании горящих газов в цилиндр и потерь на привод нагнетателя, привод клапанов

Нажмите, чтобы раскрыть. ..

Абсолютно не не нахожу потерь больше чем у обычного двигателя ибо при перетекании газов в замкнутых объемах чему теряться?? , а остальные указанные потери несет и традиционный ДВС), при этом, за счет передачи циклов впуска и сжатия (например) винтовому компрессору существенно сократятся потери на совершение этих циклов (насосные, тепловые, трение… сравните кпд поршневых и винтовых компрессоров).

Vladimirыч

Я люблю строить самолеты!

4 Май 2020

• #13

Varan сказал(а):

у 8-ми цилиндрового двигателя — 8 , но никто же не называет 8-цилиндровый четырехтактный полутактным двигателем

Нажмите, чтобы раскрыть. ..

Правильно… У 8 цилиндрового цилиндров восемь, а у рассматриваемого цилиндр один… и такт в нем один, а объема действительно два.

Varan сказал(а):

определение такта- это процесс происходящий в рабочем объеме при перемещении поршня из одной мертвой точки в другую

Нажмите, чтобы раскрыть…

К сожалению, Ваше определение такта не единственное и не единственно верное… Посему и возникают подобные разногласия, спор по поводу которых я не нахожу нужным продолжать…

Vladimirыч

Я люблю строить самолеты!

4 Май 2020

• #14

Главное . .. т.е. основное, для чего пришлось рожать данную конструкцию — это более полное использование теплоты расширяющихся газов. Ибо при данном устройстве можно реализовать сжатие как у бензинового двигателя (и даже меньше) а расширение как у дизеля… Вот отсюда и КПД. А все проблемы с нагревом клапанов и проч… при нынешнем уровне техники не являются проблемами как таковыми… Или все не так?

Varan

Старейший участник

4 Май 2020

• #15

все не так, известно что потери больше даже у форкамерных двигателей, а про отдельную камеру(да еще худую) и с клапаном речь молчит
будут дополнительные потери тепла в стенку, так как площадь омываемая горячими газами больше

двигатели в которых используются объемы с двух сторон от поршня не считаются меньше тактными, у вас по сути 2 поршня, как у бесшатунника баландина, которые так же движутся строго по прямой на штоке, так что действительно спорить не о чем- эксперт вам верно указал

проблемы с подобной конструкцией клапанов, штоки которых проходят через камеру сгорания при современном уровне техники никто и решать не будет, одно уплотнение штока как организовать и мгновенный перегрев с заклиниванием обеспечен

меньшее сжатие приводит к уменьшению кпд, наоборот чем выше степень сжатия чем выше кпд- посмотрите теорию двс там есть длинная формула зависимости кпд от многих факторов , в том числе и степени сжатия, и на практике это доказано- здесь есть обсуждение двигателей со сверхвысокой степенью сжатия

расширение не следует увеличивать до максимума, так как при слишком большой степени расширения механические потери начинают превышать дополнительную работу от газов полученную при большем расширении, так что все хорошо в меру, более того, следует учитывать что большинство двигателей работают в основном на частичных режимах, а там это дополнительное расширение приведет только к уменьшению полезной работы, так как газы начнут расширяться до давления ниже атмосферного

поэтому все что вы заявляете это всего лишь ваши ничем не обоснованные мечты, это распространенное явление- когда создатель видит только плюсы своего детища и в упор не хочет замечать его недостатков

L270767

Я люблю строить самолеты!

4 Май 2020

• #16

Файл «Однотактный фиг. 1″ одной прогой на теле не открывался, но открылся другой. Для тех, как у меня возникли проблемы с просмотром, выложу скан с экрана телефона.
Впускной клапан в цилиндр открывается внутрь цилиндра. Под него объем в цилиндре. А самое плохое, что рабочие газы из КС на такте выхлопа будут выходить без совершения работы в цилиндр.

Vladimirыч

Я люблю строить самолеты!

4 Май 2020

• #17

Varan сказал(а):

а про отдельную камеру(да еще худую) и с клапаном речь молчит
будут дополнительные потери тепла в стенку, так как площадь омываемая горячими газами больше

Нажмите, чтобы раскрыть. ..

Площадь омываемая горячими газами меньше площади стенок камеры сгорания традиционного ДВС. В остальном все такое же.

Varan сказал(а):

одно уплотнение штока как организовать и мгновенный перегрев с заклиниванием обеспечен

Нажмите, чтобы раскрыть…

Не обязательно организовывать уплотнение… Достаточно организовать сопротивление…
В реальности такой большой перепускной клапан как на рисунке не нужен, так как объем сгорающего, но еще не расширившегося, газа небольшой и его скорость перетекания в рабочий объем тоже. Так как процессы дольно быстротечны, приемлемого уровня потерь можно добиться увеличением длинны штока клапана и (например) использованием канавок…

Varan сказал(а):

меньшее сжатие приводит к уменьшению кпд, наоборот чем выше степень сжатия чем выше кпд

Нажмите, чтобы раскрыть…

Оч. справедливо… но — только при условии равности степеней сжатия и расширения. Для понимания — достаточно вспомнить диаграмму индикаторного давления. Формулы так же не учитывают этого нюанса. При этом, высокая степень сжатия увеличивает потери на сжатие, но при этом увеличивает давление рабочего хода, которое за счет большей работы газов при большем расширении компенсирует эти потери впоследствии (см. диаграмму индикаторного давления). В рассматриваем ДВС нет необходимости в организации сверхвысокого сжатия, хотя такая возможность существует и реализуется простым увеличением давления на впуске.

Varan сказал(а):

большинство двигателей работают в основном на частичных режимах

Нажмите, чтобы раскрыть…

Поэтому, в предлагаемом ДВС имеется возможность уменьшения насосных потерь в циклах впуск-сжатие, за счет выполнения данных процессов отдельным устройством…
Со всем остальным не спорю… А для лучшего понимания проблемы прошу погуглить тему «ДВС с изменяемой степенью сжатия».

Vladimirыч

Я люблю строить самолеты!

4 Май 2020

• #18

L270767 сказал(а):

А самое плохое, что рабочие газы из КС на такте выхлопа будут выходить без совершения работы в цилиндр.

Нажмите, чтобы раскрыть…

..рабочие газы из КС на такте сгорания будут выходить в цилиндр и давить на днище поршня… совершая работу…

на мой взгляд так лучше…

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))

4 Май 2020

• #19

В ДВС работа сжатия возвращается в цикл на такте расширения за вычетом потерь(механических, тепловых и пр.) Возьмите шприц,.велосипедный насос, заткните пальцем «выхлоп» и сожмите воздух в «цилиндре» надавливая рукой на поршень, Затем, не открывая «выхлоп», отпустите . Вы увидите, что поршень вернулся почти в первоначальное положение. Это наглядная демонстрация Вашего заблуждения.
ИМХУ

Vladimirыч

Я люблю строить самолеты!

4 Май 2020

• #20

При наполнении КС, перепускному клапану (5) достаточно удерживать давление нагнетания (10 -15 атм.), что учитывая возможность его исполнения с небольшим проходным сечением (при желании можно еще уменьшить сечение и увеличить количество клапанов) не должно вызвать каких либо проблем…. Далее, после зажигания смеси, самопроизвольное открытие клапана давлением сгорающих газов так же не будет мешать работе двигателя. ибо именно в этот момент ему и нужно быть открытым…

Двухтактный двигатель — Энергетическое образование

Энергетическое образование

Меню навигации

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

ИНДЕКС

Поиск

Рисунок 1. Двухтактный двигатель внутреннего сгорания ^[1]

Как следует из названия, двухтактный двигатель требует только двух движений поршня (один цикл) для выработки мощности. ^[2] Двигатель способен вырабатывать мощность после одного цикла, потому что выпуск и впуск газа происходят одновременно, ^[3] , как показано на рисунке 1. Имеется клапан для такта впуска, который открывается и закрывается из-за к изменению давления. Кроме того, из-за частого контакта с движущимися компонентами топливо смешивается с маслом для добавления смазки, что обеспечивает более плавный ход.

В целом двухтактный двигатель содержит два процесса:

1. Такт сжатия: Впускное отверстие открывается, топливно-воздушная смесь поступает в камеру, и поршень движется вверх, сжимая эту смесь. Свеча зажигания воспламеняет сжатое топливо и начинает рабочий ход.
2. Рабочий ход: Нагретый газ оказывает высокое давление на поршень, поршень движется вниз (расширение), отработанное тепло отводится.

Тепловой КПД этих бензиновых двигателей зависит от модели и конструкции автомобиля. Однако в целом бензиновые двигатели преобразуют 20% топливной (химической) энергии в механическую энергию, из которых только 15% будут использоваться для движения колес (остальное теряется на трение и другие механические элементы). ^[4]

По сравнению с четырехтактными двигателями двухтактные двигатели легче, эффективнее, могут использовать низкосортное топливо и более экономичны. ^[2] Таким образом, более легкие двигатели обеспечивают более высокое отношение мощности к весу (больше мощности при меньшем весе). Однако им не хватает маневренности, возможной в четырехтактных двигателях, и они требуют большего количества смазки. Это делает двухтактные двигатели идеальными для кораблей (нужно перевозить много груза) ^[2] , мотоциклов и газонокосилок, тогда как четырехтактные идеально подходят для автомобилей, таких как легковые и грузовые автомобили.

Цикл Отто

Рис. 2. Реальный цикл Отто для двухтактного двигателя. ^[5]

Рис. 3. Идеальный цикл Отто для бензинового двигателя. ^[6]

Диаграмма давление-объем (диаграмма PV), которая моделирует изменения давления и объема топливно-воздушной смеси в любом бензиновом двигателе, называется циклом Отто. Изменения в них будут создавать тепло и использовать это тепло для движения транспортного средства или машины (поэтому это тип теплового двигателя). Цикл Отто можно увидеть на рисунке 2 (реальный цикл Отто) и на рисунке 3 (идеальный цикл Отто). Компонент любого двигателя, использующего этот цикл, будет иметь поршень для изменения объема и давления топливно-воздушной смеси (как показано на рисунке 1). Поршень получает движение от сгорания топлива (где это происходит, поясняется ниже) и электрического наддува при запуске двигателя.

Ниже описывается, что происходит на каждом шаге на PV-диаграмме, на которой сгорание рабочего тела — бензина и воздуха (кислорода), а иногда и электричества изменяет движение поршня:

Зеленая линия идеального цикла: Называемая фазой впуска , двухтактный двигатель не проходит через эту фазу. Это связано с тем, что четырехтактный двигатель начинается с втягивания поршня вверх, поэтому его необходимо опустить для всасывания топливно-воздушной смеси. Тем не менее, двухтактный двигатель может сразу перейти к всасыванию топливно-воздушной смеси, как показано в процессах 1-2.

Процесс с 1 по 2: Во время этой фазы впускное отверстие открывается, и поршень выдвигается вверх, чтобы он мог сжимать топливно-воздушную смесь, поступившую в камеру. Сжатие вызывает небольшое повышение давления и температуры смеси, однако теплообмена не происходит. С точки зрения термодинамики это называется адиабатическим процессом. Когда цикл достигает точки 2, это происходит, когда топливо встречается со свечой зажигания для воспламенения.

Процесс со 2 по 3: Здесь происходит сгорание из-за воспламенения топлива от свечи зажигания. Сгорание газа завершается в точке 3, что приводит к образованию камеры с высоким давлением, в которой выделяется много тепла (тепловой энергии). С точки зрения термодинамики это называется изохорным процессом.

Процесс с 3 по 4: Тепловая энергия в камере в результате сгорания используется для работы поршня, который толкает поршень вниз, увеличивая объем камеры. Это также известно как Power Stoke , потому что это когда тепловая энергия превращается в движение для питания машины или транспортного средства.

Фиолетовая линия (процессы с 4 по 1): В процессе с 4 по 1 все отработанное тепло удаляется из камеры двигателя. Когда тепло покидает газ, молекулы теряют кинетическую энергию, вызывая снижение давления. ^[7] Однако в двухтактном двигателе нет фазы выхлопа, поэтому цикл начинается (с 1 по 2) снова, позволяя сжимать новую смесь топлива и воздуха.

Для дальнейшего чтения

• Двигатель внутреннего сгорания
• Цикл Отто
• Четырехтактный двигатель
• Тепловая эффективность
• Или просмотрите случайную страницу

Ссылки

1. ↑ «File:Two-Stroke Engine.gif — Wikimedia Commons», Commons.wikimedia.org, 2018. [Онлайн]. Доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Two-Stroke_Engine.gif. [Доступ: 17 мая 2018 г.].
2. ↑ ^{2,0 2,1 2.2} Э. Алтурки, «Сравнение и применение четырехтактных и двухтактных судовых двигателей», Международный журнал инженерных исследований и приложений, том. 07, нет. 04, стр. 49-56, 2017.
3. ↑ К. Ву, Термодинамика и тепловые циклы. Нью-Йорк: Издательство Nova Science, 2007 г.
4. ↑ Р. Вольфсон, Энергия, окружающая среда и климат. Нью-Йорк: WW Нортон и компания, 2012, с. 106.
5. ↑ http://www.citethisforme.com
6. ↑ Wikimedia Commons [в сети], доступно: https://en.wikipedia.org/wiki/Otto_cycle#/media/File:P-V_Otto_cycle.svg
7. ↑ И. Динчер и К. Замфиреску, Усовершенствованные системы производства электроэнергии. Лондон, Великобритания: Academic Press является выходным изданием Elsevier, 2014, с. 266.

Что такое двухтактный двигатель? | Как работает Two

Table of Contents

Toggle

Двигатели стали жизненно важной частью всех отраслей промышленности, транспортных средств и домов. Двигатели бывают разных типов, и двухтактный двигатель — один из них. Двухтактный двигатель завершает рабочий цикл всего за два хода поршня за один оборот коленчатого вала. Однако 4-тактный двигатель завершает рабочий цикл за 4 хода поршня. В этой статье рассказывается о работе двухтактного двигателя, его типах, применении и деталях.

Что такое двухтактный двигатель?

Двухтактный двигатель — это тип поршневого двигателя, в котором для завершения рабочего цикла используется только два хода поршня. В двухтактном двигателе один оборот коленчатого вала совершается после совершения двух ходов поршня.

В этом типе двигателя внутреннего сгорания поршень дважды совершает возвратно-поступательное движение вверх и вниз в цилиндре за каждый цикл сгорания. Процессы впуска и сжатия завершаются в первый ход поршня. Однако процессы мощности и выхлопа завершаются на втором такте поршня.

Тепловой КПД двухтактного двигателя зависит от конструкции и модели автомобиля. Двухтактный бензиновый двигатель обычно преобразует только 20% химической энергии топлива в механическую энергию. Только 15 % этой энергии расходуется на привод колес автомобиля, а остальные 5 % энергии расходуются на сопротивление трению и др.

Двухтактные двигатели имеют более простую конструкцию и меньше движущихся частей, чем четырехтактные двигатели, что делает их легче, компактнее и дешевле в производстве.

Он имеет большую выходную мощность, чем 4-тактный двигатель, который завершает рабочий цикл после завершения четырех ходов поршня или двух оборотов коленчатого вала.

По этим причинам эти двигатели имеют более высокое отношение мощности к весу по сравнению с 4-тактными двигателями. Но они не такие эластичные, как четырехтактный двигатель, а также нуждаются в высокой смазке.

Двухтактные двигатели чаще всего используются в легких, небольших устройствах, таких как подвесные моторы, бензопилы, скутеры и мотоциклы.

Типы двухтактных двигателей

Двухтактные двигатели бывают следующих типов:

1. 2-тактный бензиновый/бензиновый двигатель
2. 2-тактный дизельный двигатель

1) Двухтактный дизельный двигатель

Двухтактный дизельный двигатель работает по дизельному циклу. Он завершает рабочий цикл за два хода поршня. Хьюго Гульднер изобрел двухтактный дизельный двигатель в 1899 .

Эти типы двухтактных двигателей менее известны по сравнению с четырехтактными дизельными двигателями, но они по-прежнему используются в некоторых конкретных приложениях, где желательно их высокое отношение мощности к весу, например, на стационарных электростанциях, локомотивах, и крупные морские суда.

Двухтактный дизельный двигатель продувается свежим воздухом, а не топливно-воздушной смесью. Топливо впрыскивается только после того, как все отверстия закрыты для предотвращения утечек.

Эти двигатели также имеют меньше движущихся частей и более простую конструкцию, чем четырехтактные дизельные двигатели. Они просты в обслуживании.

2) Двухтактный бензиновый двигатель –

Двухтактный бензиновый двигатель работает по циклу Отто. В этом двигателе процессы впуска, сжатия, мощности и выпуска происходят в течение двух ходов поршня.

Двухтактные бензиновые двигатели обычно используются в легких, небольших устройствах, включая небольшие лодки, скутеры, мопеды и бензопилы. Они имеют более простую конструкцию и легкий вес, чем 4-тактные бензиновые двигатели.

Эти двигатели имеют более высокий уровень выбросов, чем 4-тактный бензиновый двигатель. Они также нуждаются в надлежащей подаче моторного масла в топливную смесь для смазки движущихся частей двигателя, таких как поршень, распределительный вал и коленчатый вал.

Подробнее: Различные типы двигателей

Принцип работы двухтактного двигателя

Двухтактный двигатель завершает рабочий цикл всего за два хода поршня. Двухтактный двигатель работает следующим образом:

• 1-й такт (такт всасывания и сжатия)
• 2 ^-й -й такт (такт мощности и выпуск)

901 37 1) Всасывание и сжатие Ход

• В двухтактном двигателе такты всасывания и сжатия происходят одновременно.
• Во время этого хода поршень движется вверх от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ).
• Во время движения поршня вверх внутри цилиндра сжатия (камеры сгорания) двигателя создается вакуум. За счет создания этого вакуума топливовоздушная смесь поступает в цилиндр через впускной канал.
• После процесса всасывания поршень продолжает свое движение вверх и сжимает топливовоздушную смесь.
• В конце такта сжатия сжатая смесь воспламеняется за счет искры свечи зажигания. Когда смесь воспламеняется, начинается рабочий ход поршня.

2) Рабочий и выпускной такт

• Подобно тактам всасывания и сжатия, рабочий и выпускной такты завершаются одним ходом поршня.
• Из-за процесса сгорания температура, внутреннее тепло и давление воздушно-топливной смеси становятся очень высокими. Образующиеся в процессе сгорания газы под высоким давлением воздействуют на поршень очень большой силой и заставляют его двигаться вниз (от ВМТ к BCD).
• Движение поршня вниз приводит во вращение коленчатый вал, который дополнительно вращает маховик автомобиля.
• Когда питание завершено, поршень движется вниз и открывает выпускной клапан.
• Когда выпускной клапан открывается, поршень выталкивает выхлопные газы из камеры сгорания.
• При достижении поршнем НМТ поршень полностью вытесняет выхлопные газы и заполняет камеру сгорания свежей топливно-воздушной смесью, и весь рабочий цикл повторяется. В НМТ завершается один рабочий такт двигателя, и теперь поршень готов к следующему рабочему циклу.