Содержание
Тульский пенсионер изобрел однотактный двигатель с внешней камерой сгорания
Тульский пенсионер изобрел однотактный двигатель с внешней камерой сгорания
- Все материалы
Новости
Интервью
Комментарии
Мнения
Обзоры
Исследования
5o’clock
Куда поехать
- ЖД Транспорт Новости ИнтервьюКомментарииМненияОбзоры
- АвтоНовостиИнтервьюКомментарииМненияОбзоры
- Водный транспорт НовостиИнтервьюКомментарииМненияОбзоры
- Логистика НовостиИнтервьюКомментарииМненияОбзоры
- Авиация Новости Интервью КомментарииМненияОбзоры
- Разное
Новости
Интервью
Комментарии
Мнения
Обзоры
СтатистикаНовости
Интервью
Комментарии
Мнения
Обзоры
Статистика - Спецпроекты
- Справочник
- Главная
- Разное
- Новости
- Тульский пенсионер изобрел однотактный двигатель с внешней камерой сгорания
/
/
/
07. 09.2016 09:57:00
Разное / Новости
84-летний пенсионер из Тулы Анатолий Рыбаков придумал однотактный двигатель с внешней камерой сгорания. По заверению дипломированного инженера по проектированию и эксплуатации ракетных двигателей, его разработка имеет целый ряд отличий от классического «собрата» внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использована в любых видах транспорта, особенно – водных.
В частности, в однотактном двигателе процесс сгорания топлива происходит во внешней камере. А уже из нее продукты сгорания поступают в цилиндр. Таким образом, за один ход поршней реализуются все четыре такта четырехтактного ДВС: такт всасывания, сжатия, рабочий ход и выброс отработавших продуктов сгорания.
Как уверяет А. Рыбаков, однотактный двигатель будет обладать максимальным крутящим моментом на малых и сверхмалых оборотах при вращении коленвала в любом задаваемом направлении. Изобретатель напоминает также, что коэффициент трения зависит не только от материалов самих пар, но и от скорости скольжения: при нулевой – максимален, а с возрастанием – убывает. Такой же зависимости подчиняется и пробуксовка колеса автомобиля на скользком участке дороги. Следовательно, вероятность пробуксовки убывает при уменьшении оборотов колеса. Более того, проект предусматривает охлаждение двигателя с приводом насоса прокачки охлаждающей жидкости энергией выхлопных газов, энергией сжимаемого в полостях поршней воздуха и электроэнергией.
«Эту идею я вынашивал около 40 лет, – рассказал корреспонденту РЖД-Партнера Анатолий Рыбаков, чья работа долгие годы была связана с ракетными двигателями и вооружением. – У однотактного двигателя высокая удельная мощность. Он может работать на любом топливе. А процесс сгорания, или КПД, постоянен почти во всем диапазоне нагрузок на двигатель. В целом за последние 18 лет я получил уже 109 патентов и еще несколько заявок подал на их получение. Примерно на 60% они посвящены именно двигателям, включая не только их разработку, но и усовершенствование уже существующих».
Остается добавить лишь то, что А. Рыбаков уже обратился к гендиректору холдинга «Руспромавто» Александру Юшкевичу с предложением рассмотреть возможность реализации вышеупомянутого изобретения.
Принципиальная схема однотактного двигателя с внешней камерой сгорания (см. рисунок):
1 – внешняя камера сгорания; 2 – форсунка; 3 – свеча зажигания; 4, 5 – поршень; 6, 11, 19, 29, 30, 35, 37, 38, 43, 44, 47, 48, 50, 51 – канал; 7, 14, 17, 18 – клапан; 8, 9 – шток; 10, 13, 20, 21, 23, 24 – обратный клапан; 12 – клапан продувки; 15 – шатун; 16 – коленвал; 22 – пневмоаккумулятор; 25, 26, 27 – перепускной клапан; 28 – клапан подачи выхлопных газов; 31 – турбина; 32 – насос прокачки охлаждающей жидкости; 33 – вентилятор; 34 – канал трубы охлаждения поршней и штоков; 36 – вентилятор; 39 – полость между цилиндром двигателя и рубашкой цилиндра; 40 – цилиндр; 41 – рубашка цилиндра; 42 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 45,46 – термостат; 49 – клапан подачи воздуха; 52 – обратимый электрогенератор-электродвигатель.
Автор: Степан Ратников
Если Вы заметили ошибку, выделите, пожалуйста, необходимый текст и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить об этом редактору.
ЖД Транспорт
Восточный полигон опутают проводами
Авиация
Кукурузники выходят в тираж
Авто
Экономика беспилотного транспорта: в чем выгода?
Логистика
Место для хранения: как складская инфраструктура подстраивается под трансформацию грузооборота
Авиация
Байкал тянет в небо
ЖД Транспорт
Стройгрузы научились ходить по воде, и забывают железнодорожную сеть
Водный транспорт
Предпосылок для дальнейшего удешевления морской перевозки контейнеров немного
Разное
Дедолларизация: Россия готовит систему международных платежей
Логистика
Экспортеры из Сибири осваивают новые направления
ЖД Транспорт
Цифровые решения в логистике: РЖД не рекомендует LOGINK
Новости
- 16:1860% самолетов АН-2 уже не годны к эксплуатации
- 16:09Агент группы Джонни Деппа не подтверждает его визита в Россию
- 15:49«Есть шанс стабилизироваться»: как в 2023 году выбрать автомобиль?
- 14:51Порт Тикси откроют для захода иностранных судов
- 14:26Литовская LTG Cargo закупит электровозы
- 14:24В Москве пройдет VII Международная Конференция «Рынок нефтепродуктов России и СНГ-2023»
- 13:53Восточный полигон опутают проводами
- 13:39Соглашение с глубоководным портом Китая расширит логистические возможности РФ
- 12:56Кукурузники выходят в тираж
- 12:30На границе России с Монголией остаются работать только два автомобильных пункта пропуска
- 11:54Сроки строительства выходов ВСМ из Петербурга и Москвы могут быть сдвинуты
- 11:15Мишустин: отечественная Ласточка – основа парка пригородного подвижного состава
- 10:33Мишустин поручил к 20 июля проработать детали по созданию ВСМ Москва – Санкт-Петербург
- 09:51Перевозки на Восточном направлении в I полугодии выросли на 9,1%
- 09:32Трансграничную безбумажную торговлю со странами АТР Россия намерена упростить
- 09:00Аэропорт Кутаиси возобновил работу после сильных дождей
- 10/07 18:00
Самолет Ту-214 будет полностью доработан до конца 2024 года - 10/07 17:26
Объем грузоперевозок по сети РЖД вырос в I полугодии на 1,8% - 10/07 17:05
Рыбаки нарастили вылов на 3,3% в первые 6 месяцев 2023 года - 10/07 16:43
В РФ вводится временный запрет сдавать на права после вождения в пьяном виде - 10/07 16:30
Защитите свой сайт: надежный хостинг с SSL в Беларуси - 10/07 15:56
Города увеличивают потребность в электробусах - 10/07 15:37
Объявлен тендер на электрификацию Rail Baltica - 10/07 15:25
Литва более чем на сутки перекрыла движение через пункт пропуска Мядининкай - 10/07 14:23
Через погранпереход Хуньчунь (КНР) – Махалино впервые пошли почтовые грузы
Спецпроекты
- Нефтяной разворот
Санкции изменили структуру перевозок нефтепродуктов.
Российская логистика развернулась из Европы в Азию, на Ближний Восток и в Африку. Как это отразилось на экспорте нефтеналивных грузов и чего ждать дальше? Все не так просто, как может показаться на первый взгляд. Своими мнениями в рамках делового семинара «Грузовая панорама. Перевозки нефтепродуктов в условиях санкций» с нами поделились отраслевые эксперты и непосредственные участники процесса перевозок. Подробности — в нашем специальном проекте по ссылке.
- Итоги X Конкурса студенческих работ на тематику журнала
На портале РЖД-Партнер.ру опубликованы работы победителей X Конкурса студенческих работ на тематику журнала. Напомним, что соревнование молодых специалистов состоялось в прошлом году, и его итоги по традиции были оглашены в Москве на пленарной сессии XX Международной конференции «Рынок транспортных услуг: взаимодействие и партнерство». Материалы доступны по ссылке.
- Ремонт, эксплуатация и техническое обслуживание вагонов
За последние годы российский рынок вагоноремонта существенно изменился, став преимущественно частным бизнесом.
Каковы были основные события в этой сфере в текущем году, что будет с производством и локализацией кассетных подшипников и ждать ли роста выпуска парка инновационных вагонов, а также как цифровые технологии могут помочь участникам рынка бороться с контрафактом и сэкономить время, обсуждали на деловом семинаре «Ремонт, эксплуатация и техническое обслуживание вагонов», организованном журналом «РЖД-Партнер». По итогам мероприятия подготовлен специальный проект, с которым вы можете ознакомиться по ссылке.
НАШИ МЕРОПРИЯТИЯ >>
КАЛЕНДАРЬ ОТРАСЛИ
Выставка
Конгресс
Конференция
Круглый стол
Премия
Саммит
Семинар
Форум
Дискуссионный клуб
Чтобы обеспечить лучшие Ваши возможности просмотра на веб-сайте rzd-partner.ru, мы используем файлы-куки (англ. cookies). Своё согласие на них Вы подтвердите оставаясь на веб-сайте для дальнейшего просмотра или нажимая «Я согласен».
Я согласен
В этом разделе разрешена авториразация не более, чем с 2-х разных устройств.
Однотактный ДВС | REAA
Vladimirыч
Я люблю строить самолеты!
#1
Выношу на суд уважаемого сообщества вариант улучшения КПД и литровой мощности ДВС…
Описание_однотакт.doc
35,5 КБ
Просмотры: 217Однотактный фиг.1.doc
52 КБ
Просмотры: 198
Сергей Луганский
Небо=любовь
#2
Так работает поршень в паровозах !
L270767
Я люблю строить самолеты!
#3
Реально работоспособный?! (Я спрашиваю у специалистов. ) Клапана не прорисованы, привод их вообще на гифке отсутствует. А он не простой, в отличие от двс. Оба клапана КС (камеры сгорания) для сохранения энергии сгорающего топлива по моему должны открываться в КС. Но сколько надо приложить силы для открытия клапана в рабочий цилиндр? Вообщем, мне, так красиво, а значит хорошо! Но тарельчатые клапана хотя и надежны, но сильно усложняют.
Файл «Однотактный фиг.1» у меня не открывается.
Описание явно для подачи заявки на изобретение. Подавал? Или кто-то опередил?
JohnDoe
Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
#4
Двусторонний рабочий процесс в двигателе Скудери?
Varan
Старейший участник
#5
по терминологии-
1 цикл карно здесь совершенно ни при чем,
2 двигатель 2-х тактный с двухсторонним рабочим процессом (1 такт- рабочий ход, 2такт- выхлоп)
кпд будет ниже чем у обычных двухтактников за счет потерь при перетекании горящих газов в цилиндр и потерь на привод нагнетателя, привод клапанов
технически данный двигатель при имеющихся материалах неосуществим- клапан через который течет горящая смесь работать не будет (известно что частым дефектом обычных двс является прогорание выпускных клапанов- а ведь через них выводится уже расширившийся и остывший газ) ну и встает вопрос уплотнения стержня такого клапана, на который действует максимальное давление и температура в камере сгорания, как и на стержень впускного клапана в камеру сгорания, так клапана не работают ,в имеющихся двс горячие газы и давление при закрытых клапанах действуют только на стороны их тарелок находящихся в цилиндре
преимуществ перед двухтактным и тем более четырехтактным нет никаких
так что всего лишь пустые фантазии, патент дадут если нужен он конечно, если докажете что такого до вас никто не предлагал
Небожитель
Старейший участник
#6
Такой поршень работает на паровозах. Сегодня с утра думал, как днем раскручивать маховик от жаркого солнца и солнечного концентратора.
Последнее редактирование:
Андрей Миллер
Я люблю строить самолеты!
#7
Сергей Луганский сказал(а):
Так работает поршень в паровозах !
Нажмите, чтобы раскрыть.
..
Оттуда и стянуто ….
Рабочего процесса нет. Обсуждать нечего, рисунок красивый. Но не хватает голых девушек — так было бы еще красивее и интереснее…
«патент дадут если нужен он конечно, если докажете что такого до вас никто не предлагал»
Никто не предлагал, потому что предложения нет. Патент дадут, если деньги заплатят…
Varan
Старейший участник
#8
да и чтобы хоть какой то кпд был давление то в камере сгорания должно быть не меньше чем в конце сжатия в обычном двс- то есть хотя бы 10-15 атмосфер , это какой компрессор должен быть чтобы такое давление создать да еще в худой камере в которую смотрят втулки со стержнями клапанов и продувка камеры от такого давления веселая будет. …
Небожитель
Старейший участник
#9
Vladimirыч
Я люблю строить самолеты!
#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
#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!
#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!
#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!
#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
#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!
#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!
#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 большеНажмите, 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!
#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? )))
#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!
#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:
- 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.
- 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
- ↑ «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.].
- ↑ 2,0 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.
- ↑ К. Ву, Термодинамика и тепловые циклы. Нью-Йорк: Издательство Nova Science, 2007 г.
- ↑ Р. Вольфсон, Энергия, окружающая среда и климат.
Нью-Йорк: WW Нортон и компания, 2012, с. 106.
- ↑ http://www.citethisforme.com
- ↑ Wikimedia Commons [в сети], доступно: https://en.wikipedia.org/wiki/Otto_cycle#/media/File:P-V_Otto_cycle.svg
- ↑ 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:
- 2-тактный бензиновый/бензиновый двигатель
- 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.
Подробнее: Работа четырехтактного двигателя
PV Схема двухтактного двигателя
цикла 2-тактного двигателя приведен ниже. В двухтактном двигателе рабочий цикл завершается всего за двух ходов поршня .
В этом цикле процессы впуска и сжатия происходят одновременно на 1 st такте поршня, а процессы мощности и выпуска происходят одновременно на втором такте поршня. Объяснение этапов двухтактного цикла приведено ниже: Диаграмма PV цикла двухтактного двигателя
- Идеальный цикл (зеленая линия): Зеленая линия на приведенной выше диаграмме представляет такт всасывания, тогда как у 2-тактного двигателя этот такт отсутствует.
Это связано с тем, что при запуске 4-тактного двигателя поршень тянется вверх, а поршень необходимо тянуть вниз, чтобы всосать топливовоздушную смесь. Однако, как показано (линии 1-2), двухтактный двигатель может продолжать всасывать топливовоздушную смесь немедленно.
- Адиабатическое сжатие (от 1 до 2): На этом этапе впускное отверстие открывается, и поршень движется вниз. При движении поршня вниз он сжимает топливовоздушную смесь. За счет этого процесса сжатия температура и давление смеси увеличиваются, но не происходит изменения теплоты. Поэтому этот процесс известен как адиабатический процесс (без теплообмена). Когда цикл сжатия подходит к концу (в точке 2), свеча зажигания подает искру на сжатую смесь и воспламеняет ее.
- Изохорный процесс (от 2 до 3): В этой фазе, когда сжатая смесь достигает точки 2 (как показано на диаграмме выше), сжатая воздушно-топливная смесь воспламеняется из-за ее температуры, тепловой энергии и давление становится очень высоким.
Но при этом объем смеси остается постоянным. Поэтому этот процесс известен как изохорный (одинаковый объемный) процесс. Процесс сгорания завершается в точке 3, где большое количество тепловой энергии и давления сохраняется в топливно-воздушной смеси, которая используется в рабочем такте.
- Рабочий ход (строки 3–4): В этом процессе накопленное тепло и давление (вследствие сгорания) в воздушно-топливной смеси толкают поршень вниз, что приводит к дальнейшему перемещению коленчатого вала. Этот коленчатый вал дополнительно перемещает маховик и приводит в движение автомобиль. Поэтому этот ход известен как рабочий ход. При этом объем цилиндра сжатия увеличивается.
- Такт выпуска (линия 4 к 1): Во время этого процесса движение поршня вниз используется для удаления бесполезного тепла из цилиндра. Когда бесполезное тепло покидает цилиндр, кинетическая энергия молекул теряется из-за уменьшения давления. Но в двухтактном двигателе фазы выхлопа нет, и процесс начинается заново, и поступает новая топливовоздушная смесь, и весь процесс повторяется.
Читайте также: Работа цикла Отто
Детали двухтактного двигателя
Двухтактный двигатель состоит из следующих основных компонентов:
9002 8
1) Цилиндр
Цилиндр двигателя является одной из важнейших частей двухтактного двигателя. Он изготовлен из чугуна. Этот цилиндр также известен как камера сгорания. Поршень движется вверх и вниз внутри цилиндра.
Топливно-воздушная смесь сжимается в цилиндре за счет движения поршня вверх и вниз. Впускной клапан соединен с одной стороной цилиндра, а выпускной клапан соединен с другой стороной.
Подробнее: Типы камер сгорания и работа
2) Головка цилиндра
Этот компонент двигателя расположен на верхней стороне цилиндра. В бензиновом двигателе свеча зажигания расположена в головке блока цилиндров. Он имеет топливную форсунку в случае двухтактного дизельного двигателя.
Подробнее: Головка блока цилиндров Назначение
3) Поршень
Является одним из основных компонентов двухтактных двигателей. Он совершает возвратно-поступательное движение внутри камеры сгорания. Он изготовлен из алюминиевого сплава. Он играет большую роль в выработке электроэнергии в соответствии с требованиями.
Подробнее: Работа и типы поршня
4) Поршневые кольца
Каждый поршень двигателя обычно имеет 2 или 3 кольца. Поршневое кольцо предотвращает утечку из цилиндра двигателя. Он предотвращает утечку газов под высоким давлением из цилиндра. Это также помогает содержать в чистоте стенки цилиндров.
5) Шатун
Изготавливается из алюминиевого или стального сплава. Шатун поглощает легкие и сильные силы. Эта часть двигателя связывает коленчатый вал и поршень.
Один конец шатуна прикреплен к поршню, а другой конец прикреплен к коленчатому валу. Он обеспечивает возвратно-поступательное движение поршня к коленчатому валу.
Подробнее: Работа шатуна и его применение
6) Картер
Картер является основной частью двухтактного двигателя. Он действует как корпус, который окружает поршни, коленчатые валы, шатуны, поршни и другие важные части вашего двигателя.
Он также служит контейнером для моторного масла, которое используется для смазки вращающихся частей вашего двигателя, чтобы остановить износ и минимизировать трение.
Картер также предотвращает попадание пыли и других загрязняющих веществ в двигатель и его повреждение.
Подробнее: Работа картера
7) Коленчатый вал
Чугун или кованая сталь используются для изготовления коленчатого вала двухтактного двигателя. Он соединен с поршнем через шатун. Он получает мощность от поршня двигателя, передает эту мощность на колеса автомобиля и вращает их.
Подробнее: Работа и применение коленчатого вала
8) Порты
В двигателе используются порты для всасывания и выхлопа топлива. Эти порты известны как входные и выходные порты.
Двухтактный двигатель имеет следующие три порта:
- Выпускной порт
- Перепускной порт
- Впускной порт
9) Свеча зажигания
9001 0 Свечи зажигания используются только на бензиновых двигателях. Он установлен на головке блока цилиндров. Он получает питание от автомобильного аккумулятора. Когда воздушно-топливная смесь внутри цилиндра двигателя сжимается в соответствии с требованиями, свеча зажигания производит искру для воспламенения смеси и инициирует процесс сгорания.
Дизельным двигателям не нужна свеча зажигания для процесса сгорания.
Подробнее: Неисправная свеча зажигания Симптомы и причины
10) Топливная форсунка
Топливная форсунка также установлена на головке блока цилиндров двигателя. Он используется для распыления топлива в цилиндре двигателя.
11) Топливный насос
Основное назначение топливного насоса – забор топлива из топливного бака и перекачка его в топливопроводы. Он обеспечивает правильную подачу топлива к топливной форсунке и топливопроводам.
Подробнее: Неисправность топливного насоса Симптомы и причины
12) Система рециркуляции отработавших газов
Последние модели двигателей автомобилей оснащены системой рециркуляции отработавших газов. Эта система помогает контролировать выбросы выхлопных газов.
Подробнее: Признаки и причины неисправности датчика EGR
Применение двухтактных двигателей
- Двухтактные двигатели имеют компактную конструкцию и малый вес.
Поэтому они чаще всего используются в скутерах и небольших мотоциклах. Эти двигатели также имеют относительно низкие производственные затраты.
- Они используются в снегоходах из-за их способности работать в холодных погодных условиях.
- Двухтактные двигатели широко используются в бензопилах благодаря их способности работать в любом положении и высокому соотношению мощности к весу.
- Эти типы двигателей внутреннего сгорания имеют компактные размеры и способны генерировать большую мощность. Поэтому они обычно используются в подвесных моторах для лодок. Эти двигатели имеют низкую себестоимость производства, что делает их идеальным выбором для яхтсменов-любителей.
- Они используются в газонокосилках из-за их относительно низкой стоимости и умения обеспечивать требуемую мощность для эффективного скашивания травы.
- Двухтактный двигатель используется в гидроциклах из-за его способности генерировать невероятную мощность при маленьком и легком корпусе.
Преимущества двухтактных двигателей
- Более низкая стоимость по сравнению с четырехтактными двигателями.
- Двухтактный двигатель имеет большую мощность по сравнению с четырехтактным двигателем.
- За ними легко ухаживать.
- Двухтактный двигатель создает постоянный крутящий момент на коленчатом валу двигателя.
- Имеет более простую конструкцию, чем 4-тактный двигатель.
- Эти двигатели внутреннего сгорания легко запускаются.
- Двухтактные двигатели имеют компактные размеры.
- Они способны генерировать невероятную мощность в небольшом и легком корпусе.
Недостатки двухтактного двигателя
- Требует более сильного охлаждения, чем четырехтактный двигатель.
- Имеет более низкий КПД, чем четырехтактный двигатель.
- Эти двигатели имеют низкий объемный КПД.
- Эти двигатели загрязняют окружающую среду больше, чем четырехтактные двигатели.
- Шумнее четырехтактных двигателей.
- Они производят больше выбросов, чем 4-тактные двигатели.
FAQ Раздел
Что такое двухтактный двигатель?
Двухтактный двигатель — это тип двигателя внутреннего сгорания, в котором для завершения рабочего цикла используется два хода поршня. 9Двухтактные двигатели 0138 наиболее широко используются в небольших транспортных средствах, таких как мотоциклы, бензопилы и т. д.
Требуется ли масло для двухтактного двигателя?
Да, для эффективной работы вращающихся частей двухтактного двигателя требуется непрерывная подача двигателя. Моторное масло смазывает вращающиеся детали и уменьшает трение между ними.
Почему двухтактный двигатель такой быстрый?
Двухтактный двигатель состоит из меньшего количества деталей, чем четырехтактный двигатель. Он завершает рабочий цикл всего за 2 хода поршня вместо 4 ходов. По этой причине это так быстро.
Сколько тактов в двухтактном двигателе?
Как видно из названия двухтактного двигателя, он использует только два хода поршня для завершения рабочего цикла.
Двухтактные двигатели мощнее четырехтактных?
Четырехтактный двигатель создает самый высокий крутящий момент на высокой скорости, а двухтактный двигатель создает самый высокий крутящий момент на низкой скорости. Двухтактные двигатели имеют простую конструкцию и быстро работают. Поэтому он мощнее.
Что будет, если не залить масло в 2-тактный двигатель?
Если ваш двухтактный двигатель работает с недостаточным количеством моторного масла или без него, вращающиеся части двигателя могут быть повреждены. Масло очень важно для смазки, потому что оно охлаждает вращающиеся части, снижая их температуру. Если детали вашего двигателя не смазаны должным образом, это может привести к перегреву двигателя и выходу деталей из строя.
Двухтактный двигатель быстрее четырехтактного?
В случае двигателя движение поршня известно как ход. Двухтактный внедорожник имеет два разных движения поршня, а четырехтактный автомобиль имеет четыре поршня. Двухтактный двигатель, как правило, более несбалансирован и быстрее разгоняется, в то время как четырехтактный двигатель имеет более высокую максимальную скорость и постоянство, и максимальная скорость будет выше.