Niezwykłe silniki benzynowe ubiegłego wieku. Uczniowie wymyślili najpotężniejszy silnik na świecie

Wprowadzenie
Lenin nazwał transport „być może główną lub jedną z najważniejszych podstaw całej naszej gospodarki” 1. Rozwój transportu i kwestie usprawnienia pracy transportu drogowego - w szczególności przywiązuje się dużą wagę do wszelkich decyzji partii i rządu naszego kraju. W dziesiątym planie pięcioletnim parking zostanie uzupełniony o nowe samochody ciężarowe. W 1980 roku wyprodukowanych zostanie 2,1 - 2,2 mln pojazdów, w tym 800 - 825 tys. Ciężarówek. Wzrośnie produkcja autobusów, pojazdów ciężarowych, przyczep i naczep do nich. Ponadto szczególną uwagę przywiązuje się do poprawy parametrów technicznych i ekonomicznych pojazdów - ich osiągów, sprawności w eksploatacji, zmniejszenia zużycia materiałów, niezawodności.
Sercem każdej jednostki transportowej jest silnik i wszystkie te wymagania go dotyczą. Poprawa efektywności paliwowej i niezawodności silników, zmniejszenie ich masy, tworzenie prostych i zaawansowanych technologicznie konstrukcji, zmniejszenie toksyczności spalin i hałasu silnika to główne zadania, przed którymi stoi współczesna budowa silników.
Radzieccy wynalazcy, racjonalizatorzy i innowatorzy produkcji wnoszą wielki wkład w wypełnianie zadań stojących przed gospodarką narodową, w wypracowywaniu nowych efektywnych rozwiązań. Ich praca została wysoko oceniona na XXV Kongresie KPZR.
Sekretarz Generalny Komitetu Centralnego KPZR, towarzysz L. I. Breżniew w swoim sprawozdaniu z XXV Zjazdu Partii "
1 V.I. Lenin. Poly. kolekcja cit., t. 44, s. 302.
Chet KC KPZR i bezpośrednie zadania partii w dziedzinie polityki wewnętrznej i zagranicznej "podkreślił:
„… Osiągnęliśmy zauważalny wzrost potencjału naukowego i technicznego. Front badań naukowych stał się jeszcze szerszy. Kreatywność setek tysięcy wynalazców i innowatorów nabiera rozpędu ”.
Niniejsza broszura jest poświęcona możliwym typom nietypowych silników w najbliższej przyszłości, a głównie pracom naszych krajowych wynalazców.

Jeśli przejrzysz tam popularne czasopisma i znajdziesz tam artykuły o silnikach, to niedoświadczony czytelnik z pewnością odniesie wrażenie, że czasy konwencjonalnych silników spalinowych (ICE) są policzone - tak wiele się ostatnio pisało i rozmawiało o pojazdach elektrycznych, lokomotywach turbo, a nawet silnikach parowych. To wrażenie jest błędne. Liczne prognozy przewidują, że w 2000 r. Powstanie 60–75 mln samochodów (rys. 1, krzywa 5), \u200b\u200ba liczba parkingów osiągnie 500–750 mln sztuk. Prawie 95% ruchu pasażerskiego i prawie 90% przewozów towarowych będzie odbywać się drogami. A lwia część z nich spadnie na ramiona ponadczasowego silnika tłokowego.
Nie ma wątpliwości, że silnik spalinowy ulegnie znacznym zmianom. Ogromne zespoły naukowców i inżynierów poszukują najefektywniejszych rozwiązań zarówno dla silników konwencjonalnych, jak i dla silników nowych, jeszcze nie rozpowszechnionych typów.
Możliwe ilościowe zarysy stref oddziaływania różnych typów silników w światowej produkcji do 2000 roku przedstawiono na rys. 1. Autor uważa, że \u200b\u200bskromny los słynnych „Wankli” (krzywa 1) będzie dla wielu nieoczekiwany. W dającej się przewidzieć przyszłości wypierają one nie więcej niż 5% konwencjonalnych silników spalinowych, a ich produkcja do 1985 roku nie przekroczy 2 milionów sztuk. W roku. Już teraz możemy śmiało powiedzieć, że głównym obszarem zastosowania tych silników będą motocykle, łodzie, motorowery i skutery śnieżne. Do 1985 r. 50% floty takich pojazdów będzie wyposażonych w silniki klasy LA. Jednak znacznie mniej nagłośnione
„Stirling” w połączeniu z turbiną gazową wykazuje bezprecedensowe tempo wzrostu (krzywa 3). Ich masowa produkcja rozpocznie się już w 1981 r. I do 1985 r. Stanowić będzie 10% całkowitej produkcji silników samochodowych. Głównym obszarem ich zastosowania na początku będą samochody ciężarowe. Wraz z rozwojem kompaktowych modeli silników Stirlinga i silnika z turbiną gazową (GTE) ich udział w całkowitym bilansie będzie systematycznie wzrastał.
Curve 4 ma najbardziej intensywny start, który charakteryzuje produkcję ulepszonych konwencjonalnych silników spalinowych. Do 1980 roku zdecydowana większość ICE będzie miała zapłon w komorze wstępnej z uwarstwionym rozkładem ładunku, bezpośrednim wtryskiem paliwa lub innymi ulepszeniami przepływu pracy, mającymi przede wszystkim na celu zmniejszenie toksyczności spalin. Jeśli chodzi o krzywą 2, to ilustruje możliwą dynamikę produkcji pojazdów elektrycznych. Już dziś flota pojazdów elektrycznych liczy kilkadziesiąt tysięcy. W wielu krajach programy rozwoju pojazdów elektrycznych są dotowane przez rządy. Opracowano akumulatory i ogniwa paliwowe o zwiększonym zużyciu energii (ponad 200 Wh na 1 kg masy). A jednocześnie wysoki koszt, a co najważniejsze
Postać: 1. Prognoza produkcji silników samochodowych:
1 - silniki Wankla; 2 silniki do pojazdów elektrycznych; 3 - Turbiny gazowe silników Stirlinga; 4 - ulepszone silniki spalinowe o zwykłym schemacie; 5 - dynamika produkcji samochodów, znacznie mniejszy przebieg pojazdów elektrycznych na jednym ładowaniu (tankowaniu) na długo powstrzyma ich powszechną dystrybucję. W 1990 r. Udział pojazdów elektrycznych będzie bliski 10%, aw 2000 r. 20 - 35%.
Prognozy bynajmniej nie potwierdzają schyłku ery silników tłokowych. To raczej rodzaj reklamy pojazdów elektrycznych, "Wankli", silników turbinowych.
Wszystkie ataki na istniejący samochód są spowodowane przede wszystkim toksycznością spalin. Transport drogowy odpowiada za 35% zanieczyszczenia powietrza. Liczba robi wrażenie. Dlatego wszystkie kraje wysoko rozwinięte wydały i zatwierdziły w ostatnich latach normy dotyczące toksyczności spalin samochodowych. Koncerny motoryzacyjne robili zamieszanie na temat wymagań norm „niewykonalnych”, „nieracjonalnych”, „bardzo trudnych”. Jednak wszystkie samochody 1975 spełniają te wymagania. Nawet znikomy spadek toksyczności w porównaniu z wymaganiami norm jest używany jako jaskrawa przynęta reklamowa.
Szum gazet i narzekania na surowość norm zostały wykorzystane przez firmy do podwyższenia cen samochodów średnio o 20 do 25%, chociaż wszystkie zmiany sprowadzają się głównie do rozwoju ulepszonych gaźników, stosowania układów bezpośredniego wtrysku paliwa oraz dopalaczy lub katalizatorów zainstalowanych w tłumikach.
Wciąż opracowywane są zasadniczo nowe układy, których istotą jest np. Przekształcanie benzyny w stan pary za pomocą wymiennika ciepła lub wstępne rozszczepianie benzyny i przekształcanie jej w gaz palny. Ale nawet te układy nie są w stanie radykalnie rozwiązać problemu obiecującego samochodu, który jest nierozerwalnie związany z wyborem rodzaju paliwa do silnika.
W ostatnich latach znacznie zintensyfikowano prace nad pojazdami z butlami gazowymi wykorzystującymi mieszaninę skroplonych gazów węglowodorowych, z reguły ciekłego propanu i butanu jako paliwa, co pozwala na zmniejszenie toksyczności. Powszechne wykorzystanie pojazdów na butle gazowe jest utrudnione ze względu na wciąż ograniczoną liczbę stacji benzynowych.
tion, a także spadek mocy silnika o. 10 - 20%.
Bardziej obiecujący jest skroplony gaz ziemny, metan. Zastosowanie skroplonego gazu ziemnego pozwala nie tylko znacznie zmniejszyć toksyczność spalin (ze względu na jednorodny skład paliwa i prostotę budowy chemicznej), ale także znacznie wydłużyć żywotność, czy moc silnika. Jednak niska temperatura skroplonego gazu ziemnego (- 160 ° C) wymaga wykonania zbiornika paliwa na zasadzie termosu, co nie jest trudne przy obecnym stanie technologii kriogenicznej.
W USA przeprowadzono szeroko zakrojone prace mające na celu przekształcenie floty pojazdów na skroplony gaz ziemny. Samochody eksperymentalne były również produkowane przez firmy europejskie, takie jak Steyer-Puch (Austria), Mercedes-Benz (Niemcy), Saviem (Francja). Flota tych samochodów liczy już kilkadziesiąt tysięcy.
W naszym kraju w celu poprawy atmosfery dużych miast przyjęto dekret o przerzuceniu znacznej liczby ciężarówek na skroplony gaz ropopochodny i trwają prace nad wykorzystaniem skroplonego gazu ziemnego jako paliwa. W 1975 roku na ulicach Moskwy pojawiły się pierwsze samochody napędzane skroplonym gazem. Są napełniane na specjalnych stacjach benzynowych.
Biorąc pod uwagę perspektywy samochodów napędzanych gazami skroplonymi, nie sposób nie wspomnieć o wodorze ciekłym. Do tej pory był z powodzeniem stosowany tylko w pociskach. Jest to jednak niewątpliwie paliwo przyszłości dla samochodów, zarówno ze względu na nieograniczone rezerwy wodoru, jak i ze względu na najwyższą czystość produktów spalania (teoretycznie produkty spalania wodoru składają się z pary wodnej).
Pierwsze udane doświadczenia w stosowaniu wodoru jako paliwa do silników wysokoprężnych z bezpośrednim wtryskiem miały miejsce na Uniwersytecie Oklahoma (USA) w latach 1968-1970, gdzie trzy eksperymentalne silniki pracowały na ławce przez dwa lata, a ich charakterystyka mocy pozostała praktycznie niezmieniona. Jedyną wadą wodoru jest konieczność przechowywania go w stanie ciekłym w skrajnie niskiej temperaturze - 250 ° C. Dlatego, a także ze względu na
Ponieważ wodór jest uważany za wybuchowy (nawiasem mówiąc, nieracjonalnie), wprowadzenia tego rodzaju paliwa można się spodziewać nie wcześniej niż powszechne stosowanie pojazdów napędzanych skroplonym metanem, czyli gdzieś poza 1990 rokiem.
To prawda, możliwe, że niedawno odkryta metoda przechowywania wodoru w proszkowych kompozycjach niektórych metali (na przykład w wodorkach lantanu i niklu) nieco przybliży ten okres. Istota metody polega na olbrzymiej zdolności absorpcji wodorków w stosunku do wodoru. W jednostkowej objętości proszku pod ciśnieniem zbliżonym do atmosferycznego wodór jest magazynowany prawie tak samo jak w cylindrze o ciśnieniu 1000 kg / cm2!
Ciekawą zasadę zastosowali specjaliści z Instytutu Problemów Inżynierii Mechanicznej Akademii Nauk Ukraińskiej SRR we współpracy z kolegami z Moskwy, Leningradu i szeregu republik związkowych. Na podstawie "Moskwicza" stworzyli eksperymentalny prototyp samochodu, w którego silniku wymieniono benzynę. wodór. Samochodem zamiast zbiornika benzyny jest miniaturowy reaktor. Zawarty w nim metalowy proszek łączy się z wodą. Następuje reakcja chemiczna i uwalnia się wodór. Zmieszany z powietrzem jest podawany do cylindra silnika. Układ paliwowy jest przeciwwybuchowy.
O perspektywie skroplonych gazów i wodoru świadczy fakt, że już teraz koszt skroplonego gazu ziemnego nie przekracza kosztu benzyny, a koszt ciekłego wodoru jest mu bliski. Skroplony gaz i ciekły wodór mogą być stosowane jako paliwo do wszystkich typów silników. Można przypuszczać, że pozytywne cechy tych paliw zapewnią ich stopniowe stosowanie we wszystkich nowych i ulepszonych modelach silników.
Ale „najczystszym” paliwem jest oczywiście energia elektryczna. Dlatego prawie wszystkie artykuły dotyczące pojazdów elektrycznych, bez wyjątku, rozpoczynają się tezą, że problem zanieczyszczenia środowiska można rozwiązać poprzez ich opracowanie. Jednak od 1900 r. Jednostkowa energochłonność akumulatorów wzrosła dopiero z 15 do 40 - 50 W * h / kg, a dla zapewnienia konkurencyjności pojazdu elektrycznego, zdaniem ekspertów, wymagana jest energochłonność co najmniej 220 Wh / kg, tj. - 5 razy wyższy niż istniejące typy.
Oczekuje się, że akumulatory litowe, cynkowo-powietrzne i sodowo-siarkowe oraz ogniwa paliwowe o określonej zawartości energii do 200 Wh / kg, czyli wciąż mniejszej niż wymagana, staną się powszechne dopiero w ciągu najbliższych 10 lat. W związku z tym rozpoczęcia szerokiej produkcji pojazdów elektrycznych można się spodziewać nie wcześniej niż w 1985 r., A potem tylko przy założeniu przyspieszonego postępu technologii akumulatorów. W najbliższej przyszłości rozwój tego rodzaju transportu będzie ograniczany niską energochłonnością, znaczną wagą, ograniczoną żywotnością baterii i szeregiem innych powodów.
Wciąż trwają prace nad zwiększeniem żywotności akumulatorów do 400-500 cykli ładowania, co odpowiada zaledwie 2-3 latom eksploatacji i pod tym względem perspektywy są znacznie mniej jasne niż w kierunku zwiększania energochłonności. Nie bez znaczenia jest również wzrost kosztów pojazdów elektrycznych, o czym decyduje nie tylko wysoki koszt zasilaczy *, ale także powszechne stosowanie w ich konstrukcji stosunkowo drogich metali lekkich i tworzyw sztucznych. To ostatnie jest konieczne przynajmniej po to, aby przybliżyć całkowitą masę pojazdu elektrycznego do masy pojazdu z silnikiem spalinowym tej samej klasy.
Sprawdzone już schematy elektrowni kombinowanych, w których obok silników elektrycznych stosowane są silniki spalinowe, nie zmieniają pozycji. Zwykle w takich obwodach silnik spalinowy pracuje w jednym trybie (w celu zmniejszenia toksyczności spalin) tylko do ładowania akumulatorów. Ale jednocześnie straty energii sięgają 40%. W związku z tym program nie ma szczególnych perspektyw.
Schemat połączonej elektrowni, wdrożony przez firmę Bosch (Niemcy), w którym silnik spalinowy za pomocą specjalnego sprzęgła może być w odpowiednim momencie podłączony do napędu elektrycznego kół, zmniejszył ilość strat energii do 10%. Jednak waga takiej instalacji przeznaczonej do samochodu osobowego wzrosła o 400 kg, a koszt - o 30% w porównaniu z napędem z konwencjonalnego silnika spalinowego. „Studium firmy Bosch w zakresie ochrony środowiska”, tak nazwali ten projekt konkurenci firmy.
1 W ZSRR koszt jednego akumulatora do samochodu osobowego to około 10% kosztu silnika /
Tak więc, pomimo obfitości eksperymentalnych, a nawet seryjnych pojazdów elektrycznych, nie można ich uznać za poważnego konkurenta samochodów z silnikami tłokowymi.
To samo można powiedzieć na razie o egzotycznych samochodach z żyroskopem, w których akumulatorem energii jest żyroskop (koło zamachowe). Prace badawczo-rozwojowe, w tym. aw naszym kraju pozwalają uznać ten rodzaj transportu za konkurenta, przede wszystkim pojazdów elektrycznych. Rzeczywiście, będąc współmierne do tych ostatnich pod względem wagi i przebiegu, żyromobilne mogą zrekompensować brak energii z prawie każdego gniazdka elektrycznego, co jest ich niewątpliwą zaletą.
Należy zauważyć, że wszystkie prace przy samochodach elektrycznych i żyroskopowych cierpią na pewien rodzaj jednostronności. Reklamując „sterylność” tego typu transportu, autorzy nie biorą pod uwagę potrzeby wszechstronnego naukowego opracowania problemu ich stosowania. W istocie pojazdy elektryczne przenoszą źródło zanieczyszczeń tylko poza miasta, przerzucając je na barki elektroenergetyki. Szacuje się, że jeśli 14 milionów samochodowych silników spalinowych (poziom z 1974 roku w Niemczech) zostanie zastąpionych silnikami elektrycznymi, których akumulatory są ładowane codziennie od 22:00 do 6:00, zużycie energii elektrycznej wyniesie około 100 000 MW. Takie zużycie energii może zapewnić np. 500 (!) Elektrowni jądrowych o mocy 200 MW (!) Każda. Uwalnianie się ciepła z takiego systemu zasilania jest kolosalne. Uwzględnienie tego aspektu, a także perspektywicznego bilansu energii elektrycznej dla poszczególnych krajów (w USA już brakuje energii elektrycznej), najprawdopodobniej doprowadzi do tego, że po roku 2000 samochody elektryczne i żyroskopowe nie będą dominować jako środek transportu.
Ważnym czynnikiem, który wygląda paradoksalnie, jest niska efektywność wykorzystania energii w układzie „elektrownia - pojazd elektryczny”. Jego skuteczność nie przekracza 15%. Obsługa systemu w skali planetarnej jest równoznaczna z marnowaniem energii. Ludzkość może sobie pozwolić na taki luksus tylko w ekstremalnych okolicznościach, aby zachować żywotność dużych miast, których atmosfera jest coraz bardziej zatruta spalinami.
zaai ICE. Dopiero w miarę jak zużywane są zasoby mineralne planety, ulepszane są metody wytwarzania energii elektrycznej i same pojazdy elektryczne, ich liczba prawdopodobnie gwałtownie wzrośnie. Być może dlatego, że niewielu odważy się spojrzeć poza drugie tysiąclecie. I możliwe, że do tego czasu narodzi się jakiś bezprecedensowy rodzaj transportu indywidualnego.
W naszym kraju sektor usług stanie się w dającej się przewidzieć przyszłości największym konsumentem pojazdów elektrycznych. W tym kierunku pracują naukowcy i inżynierowie z Moskwy, Charkowa, Kaliningradu, Erewania, Zaporoża. Osobowy samochód elektryczny do indywidualnego użytku będzie pędził po drogach nie wcześniej niż w 1990 roku.
W ostatnich latach można było usłyszeć opinię, że teraz nie ma sensu opracowywać nowych typów silników: nadchodzi wiek turbin i silników elektrycznych. Tezę tę całkowicie obalają dane na rys. 1 nawet biorąc pod uwagę niedoskonałość prognoz: do 2000 roku co najmniej połowa nowo wyprodukowanych (!) Silników pozostanie wierna schematom wynalezionym w ubiegłym wieku: Otto, Diesel, Stirling. Jednak obecny poziom rozwoju społeczeństwa wymaga znacznych ulepszeń zarówno w konstrukcji tych silników, jak iw realizowanych przez nie procesach pracy w celu zwiększenia wydajności i oszczędności, zmniejszenia ciężaru i zmniejszenia szkodliwego wpływu na środowisko. Perspektywy niektórych prac poszukiwawczo-rozwojowych prowadzonych zarówno w skali kraju, jak i przez indywidualnych pasjonatów można przedstawić w następującej kolejności:
1. Ulepszenia w stosunku do konwencjonalnego ICE.
2. Rozwój silników spalinowych i turbin gazowych.
3. Poprawa napędu elektrycznego pojazdów.
4. Stworzenie obrotowych silników tłokowych.
Oczywiście ta dystrybucja jest bardzo arbitralna. Jednak w tej broszurze, która koncentruje się głównie na silnikach tłokowych i obrotowych, autor woli trzymać się tej sekwencji. I pokazać, jak historyczne nie-
Konieczność wprowadzania zmian w ich konstrukcji, a także ciągłość wielu rozwiązań, skłania czytelnika do wcześniejszego przyjrzenia się historii silnika.
Trochę historii
Trzy wieki temu, w 1680 roku, holenderski mechanik Christian Huygens wynalazł „silnik proszkowy”. Zgodnie z tym pomysłem pod tłok umieszczony w pionowym cylindrze należało włożyć ładunek prochu i podpalić go przez niewielki otwór w ściance cylindra. Produkty spalania wyrzuciłyby tłok do dużego otworu, który łączy komorę spalania z atmosferą. Opadając, tłok musiał ciągnąć ładunek zawieszony na blokach. Jak na epokę Huygensa był to niezwykły „kolos” (określenia „silnik” czy „maszyna” jeszcze się nie pojawiły), gdyż wówczas jedynym silnym silnikiem było koło wodne.
W tym czasie sam H. Huygens zainteresował się szlifowaniem soczewek do gigantycznych teleskopów według dzisiejszych standardów o ogniskowej do 60 m. Dlatego budowę niebezpiecznego „kolosa” powierzył uczniowi - francuskiemu fizykowi Denisowi Papinowi, który wcielił ten pomysł w metal. Jego nazwisko otwiera również historię silników cieplnych. Powszechne twierdzenie, że silnik parowy pojawił się po raz pierwszy, jest błędne. „Maszyna prochowa” D. Papena jest prototypem nowoczesnego silnika spalinowego, którego integralną cechą jest spalanie wewnątrz cylindra.
Bawiwszy się „kolosem” przez kilka lat, Papen zdał sobie sprawę, że proch strzelniczy nie jest najlepszym paliwem. Los wysłał mu wówczas nowych wybitnych nauczycieli. W Anglii poznał Roberta Boyle'a, który badał stan gazów, a później w Niemczech z matematykiem Gottfriedem Leibnizem. Możliwe, że ich praca pomogła D. Papenowi w stworzeniu „silnika parowo-atmosferycznego”, w którym tłok unosił „parę wodną uzyskaną za pomocą ognia”. Po usunięciu źródła ciepła (ognia) para „ponownie skropliła się w wodę”, a tłok pod wpływem ciężaru i ciśnienia atmosferycznego1 (!) Opadł.
1 Kiedy para skrapla się pod tłokiem, powstaje podciśnienie.
I chociaż para jest już tutaj używana, nowej maszyny Papen nie można nazwać parą: znajdujący się w niej płyn roboczy nie opuszcza cylindra, a tylko źródło ciepła znajduje się na zewnątrz. Dlatego możemy powiedzieć, że po silniku spalinowym Papen wynalazł silnik spalinowy. Pierwszy na świecie silnik spalinowy wykonywał tylko jeden skok na minutę, co nie spełniało nawet bezpretensjonalnych wymagań tamtych czasów. A Papen, oddzielając kocioł od cylindra, wynalazł silnik parowy!
Pierwsza na świecie maszyna parowo-atmosferyczna wpadła w „ucznia” koła wodnego. W książce D. Papena „Nowa sztuka efektywnego podnoszenia wody na wyżyny za pomocą ognia” jest powiedziane, że pompowała wodę tak, że… obróciła koło wodne.
Osiemnasty wiek. Nie wniósł nowej historii ICE. Ale Thomas Newcomen w Anglii (w 1711 r.), Ivan Polzunov (w 1763 r.) I Anglik James Watt (w 1784 r.) Rozwinęli idee D. Papfscha. Rozpoczęło się niezależne życie maszyny parowej, jej triumfalny marsz. Odrodzili się także zwolennicy spalania wewnętrznego. Czy nie kusi, aby połączyć palenisko i kocioł silnika parowego z cylindrem? Kiedyś Papen postąpił odwrotnie, ale teraz ...
W 1801 roku Francuz F. Le Bon zasugerował, że gaz świetlny jest dobrym paliwem do silnika spalinowego. Przekształcenie pomysłu w rzeczywistość zajęło 60 lat. Jego rodak, Jacques Etienne Lenoir, obywatel Belgii, uruchomił pierwszy na świecie ICE w 1861 roku. Według swojej konstrukcji była to maszyna parowa dwustronnego działania bez kotła, przystosowana do spalania w niej4 mieszaniny powietrza i gazu piorunowego dostarczanych pod ciśnieniem atmosferycznym.
Nie można powiedzieć, że Lenoir był pierwszy. W ciągu ostatnich 60 lat do urzędów patentowych wpłynęły liczne wnioski o „przywileje” na budowę nietypowych silników cieplnych. Na przykład w 1815 r. Rozpoczął pracę „silnik ciepłowniczy” Roberta Stirlinga, który w 1862 r. Został przekształcony w maszynę chłodniczą. Były inne próby zbudowania silnika spalinowego.
Ale dopiero silnik Lenoira stał się powszechny, mimo że był nieporęczny, kapryśny, wchłaniał dużo tłuszczu i wody, za co otrzymał nawet niepochlebny przydomek „wirujący kawałek boczku”. Ale Jacques Lenoir zatarł ręce - rosło zapotrzebowanie na „kawałki bekonu”. Jednak nie triumfował długo. Na Wystawie Światowej w Paryżu w 1867 roku, wbrew oczekiwaniom, pierwszą nagrodę otrzymał „atmosferyczny silnik gazowy” przywieziony z Niemiec przez Nikolausa Otto i Heya Gen Langena. Ogłuszał odwiedzających niesamowitą katastrofą, ale zużywał znacznie mniej paliwa niż silnik Lenoira i miał o 10% wyższą wydajność. Sekretem jego sukcesu jest wstępne sprężenie roboczej mieszanki, której nie było w silnikach Lenoira.
W 1824 r. Francuski inżynier Nicola Leonard Sadi Carnot opublikował książkę „Refleksje na temat siły napędowej ognia i maszyn zdolnych do rozwijania tej siły”. Fajerwerki pomysłów: zasady wymiany ciepła, kryteria porównywania wszystkich cykli termicznych, podstawy termodynamiki silników, a wśród nich sprężanie wstępne, zostały rozrzucone po stronach tej małej książki. Dziesięć lat później pomysły te zostały opracowane przez B. Clapeyrona, a nieco później - przez W. Thomsona. Teraz te nazwy są znane wszystkim. Ale ani Lenoir, ani Otto, ani Langen nie wiedzieli nic o ich pracy. Woleli eksperyment od teorii. Nie wiedzieli też, że w 1862 roku Francuz A. Beau de Roche opatentował już czterosuwowy cykl. Drugim krokiem z rzędu jest właśnie wstępna kompresja mieszaniny roboczej.
Czterosuwowy silnik, który praktycznie nie różni się od współczesnych silników spalinowych, został przywieziony przez Otto i Lange dopiero na Wystawę Światową w 1873 roku. Wcześniej wynalazcy nie tylko korzystali z doświadczenia w produkcji silników parowych, ale stosowali ten sam mechanizm rozrządu jak ich. Nowy silnik miał zawory zamiast zaworu suwakowego.
Niedostępne pozycje silnika parowego zostały wstrząśnięte. Do ofensywy przeszedł silnik spalinowy. Pracując przez krótki czas nad gazem do lamp, zaczął pracować nad bardziej kalorycznym - gazem generatorowym. A potem, i na początku wydawało się to niewiarygodne, dotarłem do „niezwykłego” paliwa płynnego.
Parowóz nie poddał się od razu. W 1880 roku M.D. Mozhaisky zamówił dwa silniki parowe do swojego samolotu. O wadze „właściwej” równej 5 kg / l. z., projektanci silnika spalinowego w tamtym czasie tylko marzyli, a M. Mozhaisky osiągnął to bez większych trudności. Ale osiem lat później Partnerstwo na rzecz budowy samolotu Rossija zamierzało zainstalować na swoim sterowcu jeden z pierwszych silników benzynowych na świecie, zbudowany przez Ogneslava Kostovicha. Osiągnął niezwykłą lekkość konstrukcji: 1 litr. od. moc jego silnika wynosiła zaledwie 3 kg wagi. Układ silnika był również oryginalny. Para przeciwstawnych tłoków poprzez wahacze umieszczone po bokach obracała wałem korbowym znajdującym się nad cylindrami (rys. 2). Silnik przetrwał i można się z nim zapoznać w Moskiewskim Domu Lotnictwa. M. V "Frunze.
Na przełomie XIX i XX wieku. ostatni kamień został położony przy budowie budynku ICE. W 1893 roku niemiecki inżynier Rudolf Diesel wpadł na pretensjonalny pomysł „racjonalnego silnika cieplnego, który zastąpiłby silnik parowy i inne istniejące silniki”. Pierwszy prototyp jego silnika został oddany do użytku w 1897 roku. Masa niedociągnięć została w pełni skompensowana przez niespotykanie wysoką sprawność wynoszącą 26%. To więcej niż wystarczające dla pierwszej próbki. Ciekawe, że ulepszanie silników Diesla, ich dostrajanie zostało przeprowadzone przez rosyjskich inżynierów w petersburskim zakładzie Nobla w latach 1899-1902. Dopiero potem diesel stał się godnym konkurentem dla gaźnika ICE.
Masowe rozpowszechnienie się silników spalinowych radykalnie zmieniło ludzkie życie. Ze wszystkich stron dało się słyszeć ryk silników. Sprawiał, że przechodnie kulili się ze strachem pod ścianami domów, z zaciekawieniem unosili głowy i godzinami wpatrywali się w manipulację różnymi samochodami.
Wycieczka do historii silnika mogła się na tym zakończyć. Dalszy rozwój postępuje.W branży motoryzacyjnej od tamtej pory do dziś stosuje się głównie silniki z cylindrami umieszczonymi w jednym lub dwóch rzędach ustawionych kolejno pod kątem (schemat w kształcie litery V) lub naprzeciw siebie (schemat przeciwny). Silniki budowane według niecodziennych schematów swoje narodziny najczęściej zawdzięczają lotnictwu. Począwszy od jednocylindrowego silnika chłodzonego powietrzem w samolotach braci Wright, producenci samolotów szybko przeszli na wielocylindrowe silniki rzędowe i promieniowe.
Te w kształcie gwiazdy były dobre dla wszystkich, ale przy prędkości pierwszego samolotu 40-60 km / h nadal nie zapewniały niezbędnego chłodzenia cylindrów. Wynalazcy ominęli tę przeszkodę, wprawiając blok cylindrów w ruch obrotowy wokół nieruchomego wału, nadając jednocześnie światu termin „silnik rotacyjny” (rys. 3).
Przeszkodą w powszechnym stosowaniu tego typu silników był gwałtowny wzrost obciążeń silników głównych wywołanych siłami odśrodkowymi.
Nasz rodak A.G. Ufimcew próbował zmniejszyć wpływ sił odśrodkowych, budując silnik birotacyjny. Wał i blok cylindrów zaczęły obracać się w różnych kierunkach z połową prędkości. Wkrótce jednak taka decyzja stała się niepotrzebna - prędkość samolotu przekroczyła liczbę 100. Cylindry wystające na boki zostały doskonale nadmuchane przez strumień powietrza ze śmigła, ale ... (to „ale” zawsze wędruje z jednej konstrukcji do drugiej i raczej nie uspokoi się) znaczny opór aerodynamiczny.
Waga 80 kg. Strzałki pokazują kierunek przepływu palnej mieszaniny
Postać: 4. Schemat dwusuwowego silnika lotniczego AA Mikulin i BS Stechkin (1916). Moc 300 KM od. 1 - bezpośredni wtrysk paliwa lekkiego, oferowany po raz pierwszy na świecie!
Docisnąć cylindry do wału! Uczyń je bardziej kompaktowymi! Zapobiegało temu przede wszystkim korbowód. Jego długość jest ściśle związana ze skokiem i średnicą tłoka. Wkrótce znaleziono rozwiązanie. Cylindry ustawiono równolegle do wału, a ich pręty (nie korbowody!) Były połączone podkładką, która była nachylona na wale. Rezultatem jest zwarta jednostka zwana skośnym silnikiem spryskiwacza (rys. 4). W Rosji był używany od 1916 (projekt A.A. Mikulina i B.S. Stieczkina) do 1924 (silnik Starostina). Szczegółowe testy przeprowadzone w 1924 roku wykazały zwiększone straty tarcia i duże obciążenia na poszczególnych elementach, co prowadzi do względnej zawodności i niesprawności silników skośnych spryskiwaczy.
Uważny czytelnik słusznie zauważył, że w tekście wyróżniono słowo korbowód. Nie od razu stał się nieodzowną częścią silników tłokowych.
W silniku parowym Newcomena nie było korbowodu, wiernie służył już Iwanowi Polzunowowi, a Watt opatentował nawet kilka mechanizmów do tego samego celu, ponieważ korbowód był już opatentowany w tym czasie.
Będąc najbardziej postępowym rozwiązaniem swoich czasów, który regularnie służył ludziom przez dwa stulecia, korbowód już w latach dwudziestych naszego wieku zaczął powodować skargi konstruktorów silników. Powiedz i jakąś nazwę: „korbowód”. Zatacza się, kołysze, wszystko psuje. I gab-
rytm nie pozwala się zmniejszyć. Tłoki są dociskane do jednej lub drugiej strony cylindra, a obciążenie bezwładnościowe wzrasta. Jednym słowem korbowód stał się zły dla wszystkich. Ale trudno było sobie z nim poradzić.
Konstruktorzy silników lotniczych niestrudzenie udoskonalali swoje projekty. Do 1940 roku wzięto pod uwagę wszystkie drobiazgi, usunięto całą nadwagę, zastosowano tysiące sztuczek, zastosowano najbardziej egzotyczne materiały. I tylko podstawowy schemat - mechanizm korbowy - nie uległ żadnym zmianom. W tej chwili być może nikt nie mógł przewidzieć nadchodzącego triumfu silników odrzutowych. Dlatego we wszystkich krajach wykonano główne prace w celu stworzenia potężnych małych tłokowych silników lotniczych. Jednak pomimo intensywnej pracy silnik samolotu tłokowego o pojemności ponad 4000 litrów. od. nie powstał w żadnym obcym kraju.
W Anglii Hipple opracował silnik z przeciwległymi tłokami i umieszczonym nad nimi wałem korbowym. Po bokach znajdowały się wahacze. Oznacza to, że Brytyjczycy wrócili do schematu Kostowicza. A jeśli przewrócisz jeszcze kilka stron historii, okaże się, że to też jest schemat Nowicjusza. Tylko że w ogóle nie miał wału korbowego. Lina przywiązana do jarzma ciągnęła tłok pompy w górę iw dół. Niedaleko odeszła trzecia szwajcarska firma „Sulzer”. Jego silnik różnił się od Hipple tylko kształtem wahacza. Nawet Nowozelandczycy zrobili swoje: w swoich ruchach. korpus wahaczy jest umieszczony wewnątrz tłoków. Ale ten sam korbowód jest podłączony do wahaczy.
Wszyscy potrzebowali godnego następcy mechanizmu korbowego i nadal jest potrzebny. Dlatego jego poszukiwania nie ustały. Nie mogąc pozbyć się korbowodu, pojedynczy wynalazcy i całe zespoły zaczęli zmieniać jego położenie (rys. 5). Takie silniki są produkowane w małych seriach przez wiele firm i nazywane są „silnikami o złożonych schematach kinematycznych”. Były też bardziej egzotyczne projekty. W ten sposób Austriacy umieścili sześć tłoków po bokach trójkąta, umieszczając wał korbowy pośrodku. Ich silnik "Fia la Fernbrag" wyróżniał się między innymi tylko dźwięczną nazwą. Jego cechy pozostawiały wiele do życzenia.
W podobnym układzie używanym przez Amerykanów, bliźniacze cylindry są umieszczone w rogach kwadratu, a wiele korbowodów i dwa wały korbowe pośrodku. Projektanci „Dina-Star” nazwali swoje dzieło. Ale nawet w nim tylko nazwa jest całkowicie oryginalna.
Nie przeoczone i ukośna podkładka. Teraz jest szeroko stosowany w różnych silnikach hydraulicznych. Pod koniec lat 50. angielski wynalazca Hugens zademonstrował radzie ekspertów czołowych firm motoryzacyjnych „najnowszy” silnik rotacyjny z dwunastocylindrowym silnikiem. Wyglądało jak beczka. I ta sama ukośna podkładka była ukryta w środku. I chociaż Hügens argumentował, że „silnik łączy w sobie moc termodynamiczną silnika spalinowego z zaletami turbiny” oraz że „straty na skutek tarcia z powodu braku korbowodów są o 60% mniejsze” niż w silniku spalinowym, eksperci byli zachwyceni, dokładnie zbadali silnik i ... więcej o nm nie jest słyszalne. Jednak zarówno samotni wynalazcy, jak i nawet firmy wciąż próbują stworzyć sprawny silnik skośnej spryskiwacza. Istnieją doniesienia o silnikach parowych, Stirlingsach i konwencjonalnych silnikach spalinowych wykorzystujących ten schemat. Takie prace są również realizowane w naszym kraju, ale najwyraźniej nie mają one szczególnych perspektyw. Wada leży w stratach na skutek tarcia, z którymi Hugens tak bardzo walczył. W szybkoobrotowych silnikach spalinowych z korbowodem i silnikach z ukośną podkładką zużywa się na nie 15 - 25% użytecznej mocy. I niecodzienna „Hipla”, „Fiala”, „Dina” i jeszcze więcej.
Innym „wrogiem” silników, podstępnie pojawiającym się podczas zwiększania obrotów, są siły bezwładności. Nie tylko wspomagają siły tarcia, ale po prostu przeciążają wiele części w niedopuszczalny sposób.
Jest też trzecia - napięcie termiczne cylindra. Wraz ze wzrostem obrotów, a co za tym idzie, liczbą błysków, ściany cylindra nie mają czasu na odprowadzenie ciepła. A potem zwiększone tarcie „dodaje oleju” do już rozgrzanego cylindra.
To właśnie tych „wrogów”, najbliższych krewnych korbowodu, których wynalazcom z całego świata nie udało się pokonać do dziś. Oczywiście nie należy myśleć, że rozwój silników o mniejszych stratach tarcia i zmniejszonej prędkości rozwiąże wszystkie problemy, przed którymi stoi budowa silnika. Jedno z głównych zadań - zmniejszenie toksyczności spalin - jest obecnie rozwiązywane zarówno w wyniku usprawnienia przepływu pracy i stosowania innych rodzajów paliwa, jak iw wyniku obniżenia wartości znamionowych silnika.
W ostatnich latach zagraniczni konstruktorzy, ze względu na pojawienie się rygorystycznych wymagań w zakresie ochrony środowiska, zostali zmuszeni do zmniejszenia prędkości i stopnia sprężania silników gaźnikowych. A to nieuchronnie wpłynęło na ich wskaźniki techniczne i ekonomiczne. Tak więc średnia pojemność litrowa silników samochodów amerykańskich kształtuje się obecnie na poziomie 30 - 40 litrów. s. / l. Zwiększyło się również jednostkowe zużycie paliwa. Dlatego samochody są wyposażone w bardziej masywne i mniej wydajne silniki. Dlatego za jedno z głównych zadań można uznać opracowanie konstrukcji pozwalających na utrzymanie wskaźników sprawności i wagi silników przynajmniej na obecnym poziomie. Jak zostanie pokazane poniżej, problem ten można z powodzeniem rozwiązać, tworząc silniki korbowodów, w których straty tarcia są znacznie zmniejszone. Pośrednio taka decyzja wpływa na lepsze oraz wskaźniki wydajności, niezawodności i wagi.
Innym sposobem jest opracowanie silników o zasadniczo innej konstrukcji - rotacyjnych i silników opartych na innym cyklu termicznym. W silnikach tego typu można skutecznie zastosować wiele rozwiązań usprawniających konwencjonalne silniki spalinowe.
Silniki tłokowe
Silniki Balandin. Prace nad tymi silnikami rozpoczęły się po Wielkiej Wojnie Ojczyźnianej. W tamtych latach Siergiej Stiepanowicz Balandin pracował nad unikalnymi silnikami tłokowymi, lepszymi pod względem osiągów od ówczesnych samolotowych silników tłokowych. Silniki te były lżejsze, mocniejsze, bardziej ekonomiczne, prostsze, bardziej niezawodne i tańsze niż jakiekolwiek znane w tamtym czasie. Do 1948 roku opracowano i przetestowano siedem typów silników o mocy od 100 do 3200 KM. z., aw latach 1948 - 1951. pojawił się super mocny silnik tłokowy o pojemności 10000 litrów. z., których specyficzne wskaźniki są prawie równe tym z silników turboodrzutowych.
Moc opracowanego stopnia bazowego, składającego się z czterech cylindrów w kształcie krzyża, była tak duża, że \u200b\u200bpodniesiono kwestię jej redukcji, ponieważ nie było samolotu wymagającego tak mocnych silników.
Już pierwsza próbka silnika S. S. Balandina wykazała kolosalne zalety. Był 1,5 raza mocniejszy i 6 (!) Razy trwalszy niż gwiaździsty silnik M-11 wzięty do porównania. Ponadto przewyższył go pod innymi względami. W książce „Besshatunny silniki spalinowe” S. G. Balandin skupił się na tym, co najważniejsze, na temat tych niezwykłych silników. Trudno podsumować treść tej małej książki. Każda z jej stron to odkrycie. Te liczby wydają się niewiarygodne. Ale za nimi są prawdziwe, skrupulatnie przebadane próbki.
W 1968 r. W czasopiśmie „Inventor and Rationalizer” nr 4 ukazał się artykuł zatytułowany „Zasadniczo nowy silnik”, w którym poruszono kwestię „beztłoczyskowego mechanizmu przekształcania ruchu posuwisto-zwrotnego w ruch obrotowy” (świadectwo autorskie nr 164756). Jego autorem jest młody wynalazca Sewastopola E. I. Lev. Artykuł kończył się słowami: „... chcę żeby silnik był zbudowany, przetestowany w praktyce”. Sześć miesięcy później dowiedział się o istnieniu certyfikatu praw autorskich nr 118471, wydanego w 1957 r. S. Balandinowi za „silnik spalinowy z mechanizmem beztłoczyskowym”.
W obu sformułowaniach występuje słowo „bez rodka”. Ale co kryje się za tym słowem? Trudno odpowiedzieć bez dokładnych eksperymentów. Silnik (rys. 6) zaprojektowany przez EI Lev nie został jeszcze zbudowany - baza technologiczna uległa awarii. Ale prace S. Balandina pozwalają śmiało powiedzieć: za słowem kluczowym w obu certyfikatach autorskich, „bez korbowodu”, kryły się niezwykłe silniki najbliższej przyszłości. Minie kilka lat i tylko beznadziejni konserwatyści będą projektować silniki z tradycyjnym mechanizmem korbowodu.
Jak działa mechanizm bezprętowy S. Balandina? Jego „atrakcją” jest wał korbowy, gdyż został on pocięty na trzy części (rys. 7, a). Centralna część korbowa 1 o promieniu zmniejszonym o połowę w porównaniu ze zwykłym promieniem czopów obraca się swobodnie w łożyskach ślizgowych dwóch korb 2 o tym samym promieniu. Środkowa część jest pokryta łożyskiem prętowym. Na pręcie 3 zamocowane są dwa tłoki (zalety schematu są w pełni realizowane przy przeciwstawnych tłokach). Aby siły z czopów środkowej części wału nie były przenoszone na tłoki, tłoczysko w środku ma specjalną prowadnicę 4, podobną do poprzeczki sprężarek i silników parowych. Tylko ta poprzeczka znajduje się w samym środku silnika. Synchronizację obrotów korb zapewnia wał 5, który jest z nimi połączony za pomocą przekładni zębatych 6. Jest również wałem odbioru mocy do napędu zaworów i innych zespołów.
Łożysko tłoczyska porusza się w linii prostej. Wokół jego środka, poruszając się tam iz powrotem, opisz ich trajektorie (okręgi) czopów wału korbowego. A ponieważ szyje mają trajektorię - koło, to korby płynnie podążają za szyjami. Tak więc w silniku nie ma korbowodu. Dlatego przez szerokie kanały w poprzecznicy silny strumień oleju może być doprowadzony do tłoków wzdłuż tłoczyska do tłoków, co zapewni doskonałe chłodzenie tłoków, co z kolei pozwoli na gwałtowne doładowanie silnika. Podgrzany olej jest również zawracany przez trzpień. W tym celu jest podzielony na dwie części rurką. Dzięki przesuwaniu się poprzeczki po filmie olejowym tłoki silników S. Balandina praktycznie się nie zużywają. Zużycie czopów wału korbowego zmniejsza się 3 - 4 razy. Wyjaśnienie jest proste. W konwencjonalnych silnikach spalinowych cała siła ciśnienia gazu działającego na tłoki jest przenoszona na szyjki, podczas gdy w silnikach S. Balandina występuje tylko użyteczna różnica w siłach przeciwległych cylindrów.
Zmniejszone obciążenia obracających się części prowadzą do trzy- do czterokrotnego (!) Zmniejszenia strat tarcia. Sprawność mechaniczna silników S. Balandin wynosi 94%! Tylko 6% zamiast 15 - 25% jest wydawane na pokonywanie tarcia! Wymiary pierwszych silników Balandin były mniejsze od silnika M-11 co najmniej o długość korbowodu, a ich moc w litrach (moc maksymalna podzielona przez objętość roboczą cylindrów w litrach) - najważniejsza cecha silnika była 1,5 raza wyższa i teraz ceniony kamień milowy dla wszystkich konstruktorów silników - 100 KM. s. / l. Na przykład możemy sobie przypomnieć, że pojemność litra silnika samochodu Zhiguli jest dokładnie o połowę mniejsza.
Zdaniem S. S. Balandina dotychczas „tylko z powierzchni” pobierano korbowody silników. Na przykład tylko te silniki pozwalają konstruktywnie po prostu wdrożyć dwukierunkowy proces pracy w cylindrach, aby zwiększyć moc silnika dokładnie 2 razy.
Podwójne działanie to starożytny termin. Od należał do pierwszego ICE Lenoira. A później prawie zniknął z literatury technicznej. Nie tylko dlatego, że na drodze jego realizacji jest wiele konstruktywnych trudności. Niewiele istniejących silników dwustronnego działania nie ma podwójnej mocy, a pod względem specyficznych właściwości są one znacznie gorsze niż konwencjonalne silniki spalinowe. Winny jest korbowód. Zdecydowanie wymaga zainstalowania obok niego poprzeczki. A to prowadzi do wzrostu wielkości, wzrostu masy i odpowiednio obciążeń bezwładnościowych. W rezultacie - uciążliwa, wolnoobrotowa konstrukcja, dlatego ten schemat jest obecnie stosowany tylko w mocnych okrętowych silnikach wysokoprężnych. Silnik Balandina w ogóle nie wymaga zwiększania masy ruchomych części. W nim, aby pomieścić drugie cylindry, wystarczy trochę wydłużyć
Ki. Niebezpieczeństwo przegrzania tłoków zostało wyeliminowane dzięki doskonale zaprojektowanej konstrukcji chłodzenia tłoka z silnym przepływem oleju.
Wszystkie super mocne silniki S. Balandin, wśród których znajduje się silnik o pojemności 14 tys. Litrów. od. o masie 3,5 tony (0,25 kg / KM) były to silniki dwustronnego działania, w tym z rozrządem zaworów szpulowych, co pozwoliło na dalsze zmniejszenie gabarytów. Szpula, zapożyczona z silnika parowego, została porzucona na początku rozwoju silnika spalinowego. Szpule są teraz ponownie używane. Jedynie zamiast poruszających się tam iz powrotem pozłotników używa się tych obrotowych, ale ich istota jest taka sama.
Ale dlaczego szpula? Wraz ze wzrostem obrotów i im są one wyższe, tym mniejszy rozmiar silnika przy tej samej mocy, obciążenia bezwładnościowe na grupie korbowód-tłok i części mechanizmu zaworowego gwałtownie rosną. W tym drugim przypadku zwiększone obciążenia naruszają rozrząd zaworowy. Obracająca się szpula nie jest zagrożona. Nie bez powodu silniki z dystrybucją gazu na szpulach zadziwiały ostatnio świat rekordami mocy w litrach. Od 200 litrów. s./l (NRD, 1960) do 300 KM HP / L (Japonia, 1970) Pojemność litrowa silników ze szpulami do motocykli wyścigowych wzrosła w ciągu dekady.
S. S. Balandin wyprzedził „rekordzistów” o co najmniej 20 lat, tworząc duże silniki o ogromnej mocy. Przypomnijmy, że nikomu na świecie, mimo iż specjaliści ze znanych firm nie podjęli się sprawy, nie udało się zebrać tłokowego silnika lotniczego o pojemności ponad 4000 tys. Litrów. od. A tu na raz 10 - 14 tys, a jak sobie życzysz wszystkie 20 tys. I tylko 24 cylindry. Średnia prędkość tłoka w silnikach Balandina osiągnęła bezprecedensową wartość - 80 m / s! (w silnikach konwencjonalnych prędkość ta wynosi 10 - 15 m / s, w wyścigach - do 30 m / s). A wysoka sprawność mechaniczna nie przeszkadza w podniesieniu jej jeszcze wyżej.
Moc efektywna najlepszych przykładów silników korbowodów nawet przy średniej prędkości tłoka przekraczającej 30 m / s. skłonność do niekontrolowanego zerowania. Mechanizm tunelu Bessha praktycznie nie reaguje na wzrost średniej prędkości. Efektywna moc silników S. Balandina jest 5-6 razy większa, a przy podwójnym działaniu 10 razy (!) Większa niż korbowodów. Mały
wykres przedstawiony w książce S. Balandina bezstronnie o tym świadczy. Wykres jest ograniczony do zakresu średnich prędkości tłoka do 100 m / s, ale krzywe wydają się z niego wyrwać, jakby podkreślały ukryte możliwości tego niezwykłego schematu.
Średnia prędkość to obroty, moc. Ale prędkość jest wyższa, obciążenia bezwładności i wibracje są wyższe. I tutaj silniki Balandina są poza konkurencją. Oscylogramy drgań (amplitudy 0,05 - 01 mm) najsilniejszych próbek, pobrane w trzech płaszczyznach, wydają się niewiarygodne. Nawet w przypadku turbin wibracje zwykle nie są mniejsze. Idealna równowaga jest utrzymywana przy dowolnej wielokrotności 4 liczby cylindrów. Chociaż w zasadzie możliwe są silniki jedno- i dwucylindrowe. Z podstawowych bloków czterech cylindrów, podobnie jak z kostek, można dodawać dowolne kompozycje, nie wątpiąc w ich doskonałe właściwości.
Nie sposób nie powiedzieć o gospodarce. Specyficzne zużycie paliwa silnika Balandin jest średnio o 10% niższe niż w prototypach korbowodów. Ale to nie wszystko! Poprzez odcięcie dopływu paliwa do jednego lub więcej zespołów cylindrów (i zostało to zrobione!), Silniki mogą pracować z wysoką i praktycznie stałą wydajnością w trybach od 0,25 do górnej granicy mocy znamionowej. Tryb pracy przy obciążeniach częściowych, który jest głównym i, co dziwne, najmniej zbadanym trybem pracy większości silników, zyskał ostatnio największą uwagę. W końcu sprawność konwencjonalnych silników jest optymalna w wąskich zakresach mocy i prędkości.
Silniki wielocylindrowe z korbowodami praktycznie nie zmieniają sprawności przy obciążeniu częściowym. To niewiarygodne, ale znowu jest faktem zweryfikowanym eksperymentalnie, że ich jednostkowe zużycie paliwa można zmniejszyć o co najmniej kolejne 10%. Osiąga się to poprzez zastosowanie tzw. Wydłużonego cyklu rozprężania, czyli przy dłuższym skoku tłoka. Ten cykl nie znajduje zastosowania w konwencjonalnych silnikach, ponieważ ich wielkość musi zostać radykalnie zwiększona. W silnikach bez korbowodów wymagany wzrost wielkości jest dokładnie dwa razy mniejszy, a biorąc pod uwagę ich mały rozmiar, taki krok w zasadzie prawie nie ma wpływu na charakterystykę ciężaru silnika.
I ostatnia rzecz. Koszt wytworzenia choćby prototypów silników S. Balandina jest średnio 1,6 razy niższy od kosztów seryjnych o podobnej mocy. To samo dotyczy nowych projektów. Kluczem do tego jest zarówno mniejsza liczba części, jak i możliwość produkcji konstrukcji.
Silnik Schneidera. Wśród nietypowych silników jest jeszcze jeden, w którym brakuje również korbowodu. Został opracowany przez szefa grupy Riga Diesel Building Plant L.I. Shneider.
Impulsem do rozwoju silnika był sukces silników Wankla. Jako kierowca, L.I. Schneider doskonale zdawał sobie sprawę z zalet i wad tego projektu i we własnym opracowaniu próbował połączyć obroty tłoka z jego tradycyjnym kształtem. Silnik okazał się birotacyjny. Różnił się jednak od silnika A.G. Ufimtseva, zbudowanego na początku wieku, tym, że zarówno wał korbowy, jak i blok cylindrów obracają się w tym samym kierunku, a ponadto nie ma w nim korbowodów.
Schemat strukturalny silnika pokazano na rys. 8. W stacjonarnej cienkościennej obudowie, która tworzy płaszcz chłodzony powietrzem, na łożyskach obraca się blok z czterema cylindrami krzyżowymi. Cylindry zawierają dwustronne tłoki z płaskimi łopatkami 5 (rys. 8) po bokach. Tłoki są osadzone bezpośrednio na czopach korbowych. Wał obraca się w łożyskach mimośrodowych względem łożysk bloku cylindrów. Tłoki synchronizują obrót bloku cylindrów i wału korbowego, a blok obraca się w tym samym kierunku z połową prędkości.
Ostrza nadmuchowe poruszają się we wnękach bloku cylindrów i zapewniają zasysanie mieszanki roboczej z komory korbowej i gaźnika 4, jej wstępne sprężenie (objętość komory korbowej jest stała) i obejście do komór roboczych. Rozprowadzanie gazu zapewnia racjonalne rozmieszczenie otworów obejściowych / wylotowych 2 oraz łopatek nadmuchowych. Na jeden obrót bloku cylindrów w każdym występuje skok roboczy, a wał korbowy wykonuje dwa obroty.
Obrót bloku cylindrów zapewnia wzbogacenie mieszanki na obwodzie cylindra w obszarze świecy zapłonowej, co jest charakterystyczne dla wszystkich silników obrotowych oraz szybsze i pełniejsze spalanie paliwa. Spalanie jest tutaj takie samo jak w butlach z rozkładem ładunku warstwa po warstwie. Dlatego silnik L. Schneidera spełnia współczesne wymagania dotyczące „czystości” spalin.
Cechy silnika to doskonałe wyważenie, możliwość umieszczenia wału korbowego turbosprężarki 3 na kole zamachowym, którego sprawność jest dostatecznie wysoka dzięki podwojonej prędkości obrotowej oraz zasysanie pochylonych żeber głowic bloków, które podczas obracania zasysają powietrze chłodzące przez okna na końcach obudowy i kierują je do znajdującego się pośrodku obudowy znajduje się spirala, w której powietrze miesza się ze spalinami.
Silnik jest smarowany mieszaniną roboczą, jak we wszystkich silnikach motocyklowych. Gaźnik znajduje się na końcu obudowy naprzeciwko turbosprężarki. Zapłon jest iskrą elektryczną. Dystrybutorem zapłonu są same świece zapłonowe.
Prototyp silnika, testowany w zakładzie w Rydze, ważył 31 kg przy pojemności roboczej 0,9 litra. Szacowany ciężar właściwy silnika w wersji gaźnikowej wynosi 0,6 - 1 kg / l. z., w oleju napędowym - od 1 do 2 kg / l. od. W porównaniu do konwencjonalnych
silniki o podobnych parametrach Silnik L. Schneidera jest znacznie bardziej zwarty.
Silnik Kashuba - Korablev. Kolejny bezwładny silnik zaproponowali dwaj wynalazcy z Sewastopolskiego stowarzyszenia "Yugrybkholodflot" - NK Kashuba i IA Korablev. Zaprojektowali silnik (rys. 9), w którym na ramie / osadzone są nieruchome tłoki i porusza się blok cylindrów 2. Jego ruch jest zamieniany na obrót przez mechanizm zębaty 3 z półbiegami współpracującymi z zębatkami. Do synchronizacji i rozruchu służy jeden korbowód 4. Ponieważ straty w przekładni są małe, sprawność mechaniczna silnika musi być wyższa niż w przypadku konwencjonalnych konstrukcji wieloprętowych. Model silnika na sprężone powietrze pokazał, że przyjęty schemat jest dość wydajny. Na jego podstawie zainspirowani wynalazcy zaprojektowali wolnoobrotowy morski silnik wysokoprężny. Okazało się, że jest znacznie bardziej kompaktowy niż zwykle. A liczne obliczenia elementów konstrukcyjnych i cyklu pracy, przeprowadzone z pomocą absolwentów Zakładu Silników Spalinowych Instytutu Okrętownictwa, potwierdziły, że nadzieje autorów na zalety silnika są jak najbardziej uzasadnione. Nie wzbudzili wątpliwości wśród organizacji, które wypowiadały się na temat projektu silnika.
Nawet w wersji czterocylindrowej silnik musi mieć zwiększony litr i moc efektywną oraz zmniejszone jednostkowe zużycie paliwa. Im więcej cylindrów, tym większe korzyści. Średnio poprawę kluczowych parametrów szacuje się ostrożnie na około 10%. Nie trzeba dodawać, jak ważne jest to dla statków odbywających dalekie podróże! Cieszy budowniczych statków i zwiększa zasoby silnika. Tłoki tej niezwykłej konstrukcji są całkowicie odciążone od sił bocznych. Mianowicie ich zużycie często decyduje o losie samochodu. Siły boczne w silniku są wytwarzane tylko przez pręt synchronizujący. Są małe, a ponadto są postrzegane przez ramę, na której zamocowane są tłoki.
Powietrze i paliwo dostarczane są przez tłoki, dystrybucję gazu - przez system okien i kanałów obejściowych, ponieważ silnik jest silnikiem dwusuwowym doładowanym, jak w większości konstrukcji okrętowych. Chłodzenie bloku cylindrów wodą można przeprowadzić za pomocą dwóch dodatkowych tłoków. Jego ruch nie koliduje z działaniem układu chłodzenia. Aby zmniejszyć obciążenia bezwładnościowe, blok jest wykonany z lekkich stopów. Jego masa jest nieco większa niż masa ruchomych części w konwencjonalnych konstrukcjach. Obliczenia i testy modelu wykazały, że nie grozi to powikłaniami.
Oryginał w silniku i mechanizmie konwersji ruchu. Wynalazcy pozbyli się obciążeń udarowych na zębach pół-stopek, gdy weszły w sprzęgnięcie z zębatką, stosując automatycznie wysuwane zęby przekładni. Obrót ich wałów jest synchronizowany przez specjalną parę przekładni (nie pokazano na rys. 9). Generalnie silnik jest kolejnym ciekawym przykładem poszukiwania sposobów na ulepszenie klasycznego schematu.
Silnik Guskov - Ulybin. Twórcom mechanizmów beztłoczyskowych dąży się przede wszystkim do wyeliminowania tarcia tłoka o ściankę cylindra, które stanowi połowę (!) Wszystkich strat tarcia. To samo można osiągnąć w inny sposób. Silnik spalinowy, w którym wykluczone jest tarcie tłoka o cylinder, został opracowany przez Woroneża
przez wynalazców G.G. Guskova i N.N. W tym silniku tradycyjny mechanizm korbowodu został zastąpiony jednym z mechanizmów P. L. Chebysheva.
Mechanizm stworzony 100 lat temu otwiera nowe możliwości dla silników tłokowych. Zdaniem autorów brak głównego źródła strat tarcia radykalnie zwiększy prędkość i zasoby silnika, 1,5 razy większą sprawność, a nawet uprości projekt. Można podejrzewać autorów o niewystarczająco krytyczne podejście do swojego pomysłu, zwłaszcza że słowa „w przybliżeniu proste” są niepokojące, gdy poznaje się projekt po raz pierwszy. Jednak te ostrożne określenia mówią tylko o skrupulatności P. L. Czebiszewa w ocenie mechanizmów. Odchylenie od linii prostej dla określonej konstrukcji silnika (rys. 10) jest znacznie mniejsze niż ogólnie przyjęte luzy w parze „tłok-cylinder”. Oprócz prostoliniowości trajektorii mechanizm ma jeszcze jedną zaletę - brak sił nacisku na tłoki.
Siły te - główne źródło tarcia - są pochłaniane przez pomocniczy korbowód. Jednocześnie straty tarcia w dodatkowym korbowodzie wynoszą tylko 5 - 6%, co pozwala na wzrost obrotów do 10 tysięcy na minutę lub więcej.
Duża prędkość pozwala zrezygnować z ... pierścieni tłokowych i przejść na uszczelnienie labiryntowe (patrz rys. 10). Nikt nie podejmie się uruchomienia konwencjonalnego silnika spalinowego w przypadku braku pierścieni - nie będzie kompresji. Ale jeśli w jakiś sposób usuniesz pierścienie z pracującego silnika, na ryc. dziesięć.
Uszczelnienie labiryntowe działa najlepiej po wyschnięciu. Dlatego smarowanie będzie albo całkowicie nieobecne, albo będzie minimalne, a ewentualne rysy uniemożliwi ciągnięcie pasków prowadzących tłoki. Brak oleju w komorze spalania spowoduje mniej dymu. Nie trzeba dodawać, że w chwili obecnej, gdy przepisy dotyczące całkowitego zakazu używania maszyn do palenia są już przygotowywane, ten szczególny fakt jest bardzo ważny.
I wreszcie jeszcze jedna interesująca cecha silnika, którą pozwala mechanizm Czebyszewa zrealizować. To jest zapłon samoczynny. Wraz ze wzrostem obrotów zapłon za pomocą jednej świecy elektrody często nie zapewnia pożądanej jakości spalania mieszanki. Dwie świece zapłonowe, świece wieloelektrodowe, elektroniczny lub przedkomorowy zapłon palnika dają bardziej akceptowalne wyniki.
Jeszcze wydajniejszy jest zapłon samoczynny: wysoki - około 30 - stopień sprężania zapewnia na końcu suwu sprężania temperaturę wystarczającą do szybkiego samozapłonu mieszanki bardzo ubogiej1 w całej jej objętości, co gwarantuje całkowite spalanie i zwiększoną sprawność silnika. Zastosowanie zapłonu samoczynnego zakłada zmienny stopień sprężania: wraz z nagrzewaniem się komory spalania wymagane jest zmniejszenie stopnia sprężania. Sporo nowatorskich przedsięwzięć nie powiodło się po drodze: wszelkiego rodzaju „elastyczne” elementy konstrukcji nie wytrzymały temperatur i obciążeń „twardego” spalania (detonacja oleju napędowego). I tylko w silnikach kompresyjnych modeli samolotów metoda ta jest z powodzeniem stosowana, ale tam stopień sprężania jest regulowany przez samego modelarza natychmiast po uruchomieniu silnika.
Obliczenia autorów wykazały, że mechanizm Czebyszewa ma doskonałą podatność, co pozwala nie wprowadzać żadnych dodatkowych „elas-
1 Wymieszać z nadmiarem powietrza.
static ”i jednocześnie uzyskać całkiem akceptowalny pseudo-zmienny współczynnik kompresji. Dzięki wzajemnemu rozmieszczeniu elementów mechanizmu silnik automatycznie dostosuje się do zmieniających się warunków pracy.
Całkowite spalanie ubogiej mieszanki w połączeniu z brakiem smarowania cylindra spowoduje zmniejszenie stężenia szkodliwych substancji w spalinach (z wyjątkiem tlenku azotu). Silnik zainteresował specjalistów. W 1975 roku NAMI zakończyło produkcję prototypu.
Silnik Kuźmina. Silnik z mechanizmem Czebyszewa, który opisano powyżej, przeznaczony jest do motocykli. I to nie jedyna nowość w inwentarzu wynalazców. W „niedawno wydanej książce„ Motocykl ”(S. V. Ivanitsky i in., 1971), napisanej przez grupę czołowych pracowników VNIImotoprom, wskazano, że„ niska wydajność smaru zaczęła hamować postęp silników dwusuwowych ”. Jednym ze sposobów rozwiązania problemu jest wprowadzenie różne zmiany konstrukcyjne w stosunku do klasycznego schematu smarowania.
Zaletami oddzielnych układów smarowania silników dwusuwowych z pompami olejowymi jest lepsze smarowanie części mechanizmu korbowego; redukcja tworzenia się węgla, koksowania pierścieniowego i zadymienia silnika; oddzielne napełnianie olejem i paliwem - zawiera system smarowania stworzony przez wynalazcę Sewastopola. V.I. Kuzmin (świadectwo autorskie nr 339633) Ma jeszcze co najmniej dwie pozytywne cechy: brak złożonej pompy zasilającej olej, która decyduje o prostocie i zwiększonej niezawodności układu, oraz częściową cyrkulację oleju wzdłuż obwodu cylinder-zbiornik oleju, co poprawia chłodzenie i zmniejsza naprężenia termiczne silnika.
Główne elementy układu smarowania (rys. 11, a) to dwulitrowy zbiornik / mieszczący się w bocznej skrzyni motocykla, przewody olejowe 2 oraz zakrzywione rowki 6 na lusterku cylindra, połączone z przewodami olejowymi otworami. Olej zasysany jest do cylindra za pomocą podciśnienia (bez pompy!). Olej dostaje się do dolnego rowka przez trzy otwory o średnicy 7! mm (Rys. 11, b) gdy tłok porusza się w górę od dolnego martwego punktu (BDC) do otwarcia ssania
okno, czyli tylko w momencie największego podciśnienia w skrzyni korbowej. W górnym rowku olej jest odprowadzany z dolnego rowka pod wpływem tarcia Lorshna. Gdy mieszanka zapali się, część gazów, które przedostały się przez pierścień tłokowy, blokuje się w szczelinie między cylindrem a tłokiem, wyciska olej z górnego rowka z powrotem do zbiornika. Ciśnienie w zbiorniku wzrośnie i nowa porcja oleju dostanie się do dolnego rowka.
Podczas suwu tłoka do BDC, lepki olej jest porywany wzdłuż nachylonych części dolnego rowka, dzięki czemu w obszarze sworznia tłokowego powstaje obfitość oleju. Wzdłuż rowków wykonanych w piastach tłoka (pod palcem) część oleju przepływa do górnej, a pod działaniem sił grawitacyjnych do dolnej głowicy korbowodu. Druga część jest przenoszona przez płaszcz tłoka w obszarze kakao olejowego łożysk wału korbowego. Pobór oleju następuje przed momentem wzrostu ciśnienia w skrzyni korbowej. W ten sposób porcje świeżego oleju są cyklicznie dostarczane do wszystkich najważniejszych zespołów mechanizmu korbowego.
Ilość dopływającego oleju jest automatycznie (!) Powiązana z prędkością i obciążeniem silnika: im większe podciśnienie w skrzyni korbowej, tym więcej oleju jest zasysane do dolnego rowka. W celu dodatkowej regulacji na przewodzie doprowadzającym olej zainstalowany jest zawór iglicowy 3, sterowany za pomocą obracającego się pokrętła przepustnicy (gazu). Kolejny przewód olejowy 4, za pomocą którego zbiornik oleju jest podłączony do rury ssącej za gaźnikiem, służy do wyrównania ciśnienia w zbiorniku. W tej linii jest zainstalowana mała śruba dławiąca. Zmieniając jego położenie, można zmieniać dopływ oleju do cylindra w szerokim zakresie.
Wiele silników motocyklowych pali całkiem sporo. Wynika to po części ze specyfiki klasycznego układu smarowania, w którym olej dodaje się w proporcji od 1 do 20 - 25 części benzyny, po części z powodu analfabetyzmu kierowców, którzy wierząc, że „owsianki nie zepsuje się olejem”, zwiększają udział oleju. Niewielu kierowców wie, że od biegu jałowego do średniej prędkości (przepustnica w połowie otwarta) do smarowania silnika wystarczy przełożenie od 1: 200 do 1:60. I tylko przy pełnym obciążeniu wymagana jest kompozycja 1:20. Oczywiście klasyczny układ smarowania nie spełnia tych wymagań. Nadmiar oleju przy niskich obciążeniach prowadzi tylko do dymienia.
Za kilka lat zwiększone wymagania dotyczące czystości spalin będą stanowić barierę nie do pokonania dla tego systemu. GAI Uż zaczyna teraz usuwać liczby ze szczególnie dymiących motocykli, a biorąc pod uwagę roszczenia do klasycznego schematu jakości smarowania w najbliższych latach należy spodziewać się szerokiej dystrybucji silników dwusuwowych z oddzielnymi układami smarowania.
Dlatego praca Kuzmina może zainteresować naszą branżę motocyklową. Oryginalny system smarowania mógłby zapewnić niezakłóconą sprzedaż IZH i Kovrovtsev za granicą. Konieczne może być myślenie jedynie o zwiększeniu skuteczności smarowania łożyska głównego korbowodu. Obfitość oleju przedostającego się do łożysk wału korbowego wskazuje na możliwość zastosowania urządzenia podobnego do opisanego w książce „Motocykl”, które z powodzeniem wykorzystuje siły odśrodkowe. Pod wszystkimi innymi względami system radzieckiego wynalazcy jest lepszy od obcego.
Kuzmin zainstalował własny system smarowania w Kov-rovets. A teraz 50 tysięcy kilometrów już za sobą, a tłok i cylinder mają absolutnie czystą powierzchnię, bez najmniejszych śladów zacierania. Motocykl nie pali, lepiej ciągnie (pali się tylko czysta benzyna i wszystkie części są idealnie nasmarowane). Nie ma znaczącego zużycia ani sworznia tłokowego, ani korbowodu i łożysk wału korbowego, chociaż zwykle przy takim przebiegu grupa korbowód-tłok już wymaga wymiany.
Niezawodny układ smarowania pozwala na zwiększenie mocy silnika. Co więcej, w tym przypadku V. Kuzmin wraz z G. Iwanowem zastosowali oryginalne rozwiązanie, do którego skłonił ich artykuł o tornadach, który ukazał się w popularnym magazynie. Tornado wiruje i miesza powietrze. W silnikach pełniejsze przeważenie mieszanki zwiększa kompletność spalania paliwa, co prowadzi do wzrostu mocy. Zmieniając kształt komory spalania poprzez spawanie i rzeźbienie w niej dwóch zagłębień wirujących, Kuźmin i Iwanow próbowali zwiększyć moc silnika. Po kilku nieudanych próbach znaleziono racjonalny kształt zagłębień wirowych i moc silnika „Kowrowca” zbliżyła się do 20 KM. od.!
O sprawności silnika decyduje wiele wskaźników, wśród których straty ciepła w komorze spalania nie są na ostatnim miejscu. W namiotowych (kulistych) komorach spalania są minimalne, a ich powierzchnia jest granicą, do której dążą projektanci. Wszelkie odchylenia od kuli zwiększają powierzchnię i prowadzą do wzrostu strat ciepła. W naszym przypadku zysk ze zwiększonej wydajności spalania najwyraźniej znacznie przewyższa szkody spowodowane jakimś przyrostem powierzchni.
Najbardziej obciążona termicznie denko tłoka. Wraz z gwałtownym wzrostem mocy, aw konsekwencji naprężeniem termicznym, denko tłoka może się wypalić. Aby temu zapobiec, na skrzyni korbowej opisywanego silnika (w komorze sprężania wstępnego) umieszcza się złożoną część konfiguracyjną - tłok wypierający, który usuwa podgrzaną mieszankę spod tłoka. W ten sposób wynalazcy osiągnęli intensywne chłodzenie denka tłoka; turbulizował mieszankę w komorze korbowej i zmniejszył objętość komory korbowej, zwiększając w ten sposób stopień sprężania wstępnego. A teraz na „Kovrovets” możesz bezpiecznie wyruszyć w każdą podróż.
Autonomiczny układ smarowania gwarantuje niezawodną i długotrwałą pracę najsłabszego ogniwa - mechanizmu korbowego / Komora i wypieracz poprawiają tworzenie mieszanki i efektywność spalania, zmniejszają jednostkowe zużycie paliwa oraz zapewniają dużą moc - gwarantując doskonałe właściwości jezdne motocykla. I są naprawdę wysocy. Wiele zwykłych "Kovrovtsy" 70 - 90 km / h, ulepszona maszyna łatwo rozwija się 100 - 110 km / h. Musiałem nawet wyważyć koła, ponieważ przy dużej średniej prędkości drżenie z niewyważenia, zwykle niezauważalne, stało się irytujące. Osiągając doskonałe wyniki za pomocą stosunkowo prostych środków, wynalazcy Sewastopola marzą o wdrożeniu swojego wynalazku. Są gotowi udzielić zainteresowanym organizacjom wszelkich informacji, w tym samego motocykla.
Rozwijając i udoskonalając ich pomysły, można projektować samochody, które przewyższają motocykle najlepszych firm zagranicznych. I oczywiście rozwiązania mieszkańców Sewastopola mogą znaleźć zastosowanie nie tylko w motocyklach, ale także w innych silnikach. Na przykład niedawno ujawniono, że maksymalny stopień sprężania silników benzynowych nie może wynosić 12, jak to było w zwyczaju, ale 14,5 - 17,5. W tym przypadku sprawność cieplna silnika wzrasta o prawie 15%, ale aby uzyskać ten przyrost bez zwiększania liczby oktanowej paliwa powyżej 100, należy przede wszystkim zastosować śmigła silnie turbulentne mieszanki. Wypieracz i komora "Kowrowca" to tylko przykłady takiego urządzenia.
Elastyczny korbowód. Nasze wyobrażenia o wielu szczegółach są rodzajem stereotypu. Powiedz, co to jest korbowód? To jest ukształtowana płyta z dwoma otworami. W ostateczności jeden lub oba otwory są zastępowane głowicami kulowymi. Te dwie konstrukcje wędrują od samochodu do samochodu. I bez wahania rysują i kładą. A co mogłoby być inaczej?
Spójrzmy na korbowód z boku. Musi być ściśle prostopadła do podłużnej osi silnika. Ale wyobraź sobie, że czop korbowodu wału korbowego nie jest nieco równoległy do \u200b\u200bosi. Głowica korbowodu przesunie się na bok. Wyobraź sobie teraz, że otwory w dolnych i górnych końcach korbowodów są lekko przekrzywione. Dzieje się to cały czas, nawet jeśli mieści się w granicach tolerancji. W rezultacie oś sworznia tłokowego, która musi być równoległa do osi silnika, prawie nigdy nie zajmuje tak idealnej pozycji.
Biorąc pod uwagę błąd w otworze otworu na palec i niedokładność montażu bloku cylindrów na skrzyni korbowej, stwierdzamy, że praktycznie niemożliwe jest zapewnienie równoległości ścian cylindra i tłoka nawet przy bardzo wysokiej dokładności wykonania!
Ale miliony ICE pracują! „Mogliśmy pracować lepiej”, mówi VS Salenko, wynalazca z Kom-Somolsk-on-Dniepr. W tym celu korbowód musi być wykonany trójdzielnie (rys. 12), tak aby tłok był samoczynnie wyrównany wzdłuż cylindra, a dolna głowica - wzdłuż czopa korbowodu. Połączenia palcowe są dodawane w pobliżu górnych i dolnych główek korbowodów prostopadle do ich otworów.
Aż trudno uwierzyć, że taka komplikacja prostego szczegółu jest konieczna. Ale na przykład, jeśli po kilku godzinach docierania zdemontujesz jakikolwiek silnik, stanie się jasne, że „konieczność” często wcale nie jest teoretyczna. Tłoki prawie wszystkich silników spalinowych są lekko eliptyczne: w kierunku sworznia tłokowego ich rozmiar jest mniejszy. Teoretycznie po kilku godzinach pracy nie powinno być żadnego zużycia po bokach. W rzeczywistości najczęściej występuje i wskazuje na niewspółosiowość tłoka w cylindrze. Niewspółosiowość pociąga za sobą nie tylko zużycie tłoka, ale także zbieżność łożysk sworznia i czopu korbowodu, ich nierównomierne zużycie na całej długości. Zasadniczo procesy te mają miejsce podczas docierania. Wtedy wszystkie „zbędne” zostaną wymazane, a detale znajdą pozycję, w której będą pracować długo i regularnie. Ale prześwit przy starcie nieuchronnie wzrośnie.
Grupa korbowód-tłok określa zasoby silnika. Dzięki zastosowaniu korbowodu z trzema przegubami wszystkie „zbędne” elementy, które są usuwane podczas pracy, mogą zwiększyć żywotność. VS Salenko wykonał kilka trójprzegubowych korbowodów do motocykli i silnika samochodu Moskwicza. Silnik Moskwicza, zmontowany w warunkach rzemieślniczych (!), Pomimo tego, że szczeliny we wszystkich przegubach miały średnicę 0,005, łatwo uruchamiał się podczas docierania i pracował wyraźnie i stabilnie przy najniższych prędkościach.
Silniki spalinowe
Uwaga na silniki spalinowe ze spalaniem zewnętrznym wynika głównie z dwóch powodów: z faktu, że spalanie paliwa poza komorą spalania może znacznie zmniejszyć ilość szkodliwych zanieczyszczeń w spalinach oraz z faktu, że sprawność takich silników może być znacznie wyższa niż innych.
Przede wszystkim są to silniki tłokowe, które realizują cykle Stirlinga i Ericksona oraz ... silniki parowe. Teraz najbardziej znany jest cykl Stirlinga, który różni się od cyklu Ericksona tym, że ogrzewanie i chłodzenie gazu odbywa się ze stałą objętością wzdłuż izochoru, a nie przy stałym ciśnieniu - zgodnie z izobarą (ryc. 13). Przy równych górnych i dolnych poziomach temperatury silniki Stirlinga i Ericksona z regeneratorami mają taką samą wydajność, ale efektywność „stylizacji” jest wyższa, ponieważ wymagane zużycie ciepła do ogrzewania gazu wzdłuż izochoru jest mniejsze. Figa. 13 wynika z tego. praca użyteczna, scharakteryzowana na wykresie T - S przez obszar cyklu, jest również wyższa dla silników Stirlinga.
Warto zauważyć, że oba silniki pojawiły się w okresie rozkwitu maszyn parowych i były produkowane w znacznych ilościach do początku tego wieku. Jednak nikt nie był w stanie w tym czasie zdać sobie sprawy z ich zalet, a przede wszystkim ze względu na ich ekstremalną nieporęczność zostały całkowicie zastąpione silnikiem spalinowym.
Drugie narodziny silnika Stirlinga miały miejsce w latach 50. I już pierwszy prototyp oszołomił twórców niespotykaną dotąd wydajnością wynoszącą 39% (teoretycznie nawet 70%). Rozważmy zasadę jego działania (rys. 14).
Silnik posiada dwa tłoki i dwie komory: kompresyjną (między tłokami) i grzewczą (nad górnym tłokiem). Pręt przechodzi przez środek głównego tłoka roboczego 1, na którym zamocowany jest drugi tłok 2, zwany tłokiem wyporowym.
Ze względu na konstrukcję mechanizmu równoległobocznego ruch tłoka wyporowego jest przesunięty w fazie z ruchem tłoka głównego. Tłoki znajdują się teraz jak najbliżej, a następnie odsuwają się od siebie. Zmianę objętości gazu między tłokami przedstawiono na rysunku za pomocą dwóch przerywanych krzywych. Obszar między nimi odpowiada zmianie objętości ograniczonej przestrzeni, a dolna krzywa charakteryzuje zmianę objętości nad tłokiem roboczym. Kiedy tłoki przesuwają się do siebie, gaz roboczy w komorze sprężania jest sprężany (tylko na skutek ruchu tłoka / do góry) i jednocześnie wtłaczany jest do chłodziarki 3, a następnie przez regenerator 4 do komory grzewczej. Regeneracja to odnowa. W regeneratorze gaz pochłania ciepło, które regenerator odebrał z części gazu, która wcześniej przepłynęła przez niego w przeciwnym kierunku. Następnie gaz dostaje się do głowicy maszyny (komory grzewczej), która jest stale podgrzewana przez zewnętrzne źródło ciepła. Tutaj gaz szybko nagrzewa się do temperatury 600 - 800 ° C i zaczyna się rozszerzać. Rozszerzający się gaz przejdzie przez regenerator i chłodnicę, w której jego temperatura będzie dalej spadać, do komory sprężania, gdzie będzie wykonywał pracę mechaniczną.
Ruchomy tłok wyporowy, poruszając się w górę, popchnie cały gaz z komory grzewczej do komory sprężania. Następnie cykl się powtarza. Więc maszyna pompuje
ciepło z komory grzewczej w wysokiej temperaturze do komory sprężania w temperaturze otoczenia. Energia pobrana przez gaz w komorze grzewczej jest zamieniana na pracę mechaniczną usuwaną z wału silnika.
Oprócz wysokiej wydajności i sterylności, do zalet „stirlingu” należy dodać jeszcze jedno - możliwość pracy na każdym paliwie lub energii cieplnej oraz cichą pracę i płynną pracę. Istniejące „stirlingi” zawdzięczają te cechy nie tylko napędowi.
Pierwsze Stirlingi na rynku miały prosty napęd korbowy z podwójnym kolanem z czopami przesuniętymi o około 70 °. Zapewniało to dobry przepływ pracy, ale maszyny wibrowały - wyważenie takiego napędu było całkowicie niemożliwe. W kolejnych modyfikacjach pojawił się napęd równoległoboku. Wibracje prawie zniknęły (rzadkie szczęście!), Ale przepływ pracy nieco się pogorszył. Spośród dwóch zła wybrano mniejsze: brak wibracji - wyższa niezawodność.
Pogorszenie procesu tłumaczy się tym, że rzeczywisty cykl znacznie różni się od teoretycznego. Na rys. 13 (we współrzędnych T - S) wewnątrz idealnego równoległoboku, który charakteryzuje cykl Stirlinga, pokazano owal - to on przedstawia rzeczywiste procesy. Rysunek (diagram IV) przedstawia ten sam cykl we współrzędnych P - V, bardziej znany operatorom silników
Postać: 14. Schemat silnika Stirlinga:
1 tłok roboczy; 2 - tłok wyporowy; 3 - lodówka; 4 - regenerator
drive - tak aby owal był jak najbliżej idealnego kształtu, bez pogarszania właściwości mechanicznych silnika.
Napęd równoległoboku zastosowany przez holenderskich inżynierów do ulepszonego modelu tylko częściowo spełnił ten warunek. Znacznie lepsze rozwiązanie (ryc. 15) zaproponowali uzbeccy naukowcy i inżynierowie T. Ya. Umarov, V. S. Trukhov, Yu. E. Klyuchevsky, N. V. Borisov, L. D. Merkushev - pracownicy Zakładu Heliofizyki Instytutu Fizyko-Technicznego Akademia Nauk Uzbeckiej SRR.
W starym napędzie (ryc. 15, a) trajektoria punktów korbowych, które określają ruch tłoków, jest kołem. W nowym napędzie (Rys. 15, b) dla tłoka wyporowego - koło, dla pracownika - elipsa. Pozwala to, zachowując wszystkie zalety napędu równoległobocznego, osiągnąć lepszą koordynację ruchu tłoka i przybliżyć rzeczywisty cykl do ideału. Rozwiązanie chronione jest certyfikatem autorskim nr 273583.
Główną wadą Stirlingów jest ich masywność. 1 litr. od. moc w skonstruowanych konstrukcjach wynosi 4-5 kg \u200b\u200bw porównaniu do 0,5 - 1,5 kg w silnikach konwencjonalnych. Kilka wynalazków T. Ya. Umarova, V. S. Trukhova i Yu. E. Klyuchevsky'ego może pomóc schudnąć. W silniku na. od. Nr 261028 tłok wyporowy na pewnych etapach swojego ruchu pełni funkcje tłoka roboczego, to znaczy jest bardziej efektywnie używany. Spójrz na rys. 15, c. Kiedy oba tłoki poruszają się w górę, oba biorą udział w kompresji. Osiąga się to dzięki temu, że tłok roboczy znajduje się wewnątrz tłoka wyporowego. To samo dzieje się w momencie ekspansji - skok roboczy. W efekcie napęd jest bardziej równomiernie obciążany, zwiększa się udział skoku roboczego w całym cyklu, zmniejszają się gabaryty, a co za tym idzie ciężar maszyny.
Silnik ma jeszcze mniejsze wymiary. od. Nr 385065 tych samych autorów (ryc. 15, d). Oprócz umieszczenia tłoka roboczego wewnątrz tłoka wyporowego, ten ostatni jest wykonany z zamkniętą wnęką wewnętrzną, w której znajduje się napęd, składający się z wału korbowego i pary kół zębatych stożkowych. - Zainteresowanie naukowców z Taszkentu silnikami spalinowymi to nie tylko hobby na modny temat. Potrzebują ich jako jednego z elementów prostych, niezawodnych i wydajnych systemów solarnych. Zebrane w wiązkę promieni słonecznych wprawią w ruch „stylizację” dowolnego wyobrażalnego projektu, a sprawność takiego systemu znacznie przewyższy wydajność baterii słonecznych czy akumulatorów ciepła.
Silniki z cyklami spalania dają niesamowite możliwości. I możemy śmiało powiedzieć, że uwaga środowisk wynalazczych i inżynierskich jest wyraźnie niewystarczająca. Przykładem tego jest świadectwo autorskie nr 376590 inżyniera V. I. Andreeva i doktora nauk technicznych A. P. Merkulova. Ich silnik (ryc. 16) wykorzystuje mechanizm korbowodu 6 S. S. Balandina. „Stirling” z mechanizmem S. S. Balandina stał się znacznie bardziej zwarty. Ale to nie jest istota wynalazku: komory grzewcze 7 nowego silnika są połączone rurkami cieplnymi 5 - nadprzewodnikami ciepła. Odparowanie i kondensacja umieszczonych w nich substancji zapewnia niemal natychmiastowe przeniesienie ogromnego strumienia ciepła w stosunku do rozmiaru z jednego końca rury na drugi.
Rury pozwoliły wynalazcom znaleźć właściwe rozwiązanie jednego z problemów silników spalinowych - nierównomiernego odprowadzania ciepła. W cyklach termicznych konwencjonalnych silników spalinowych ciepło dostarczane jest w ściśle określonym czasie. A w silnikach spalinowych zewnętrzna głowica jest stale podgrzewana. W rezultacie w momentach, gdy nie ma odprowadzania ciepła, głowice przegrzewają się. Konieczne jest obniżenie temperatury grzania, a to bezpośrednio wpływa na sprawność: im niższa temperatura, tym niższa. Szkoda, ale nie ma co robić: zastosowanie materiałów żaroodpornych obniża współczynnik przenikania ciepła, zastosowanie materiałów przewodzących ciepło wymaga obniżenia dopuszczalnej temperatury nagrzewania głowicy.
Silnik Andreev i Merkulov działa dwustronnie. Po zakończeniu suwu roboczego po jednej stronie tłoka rury cieplne „pompują” nadmiar ciepła do przeciwległej komory grzewczej. W ten sposób temperatura strefy grzewczej jest wyrównana i może zostać znacznie zwiększona. Nowy „funt szterling” zawdzięcza swoje dwukierunkowe działanie mechanizmowi S. Balandina. Ze wszystkich znanych mechanizmów tylko mechanizm S. Balandina umożliwia dwukierunkowe działanie z maksymalnymi korzyściami przy minimalnym wzroście wymiarów i maksymalnej możliwej sprawności mechanicznej.
W silniku Andreev-Merkulov tłoki wyporowe 2 i główne tłoki robocze 1 są zainstalowane w oddzielnych cylindrach, a po każdej stronie tłoka znajduje się niezależna komora. Komory są połączone parami rurociągami, na których zamocowane są żebra lodówek. W każdej parze komór wykonywany jest jednocylindrowy cykl „stirlinga”.
Schemat ilustrujący zasadę działania jednocylindrowego "Stirlinga" (patrz rys. 14) wyraźnie pokazuje asynchroniczny ruch tłoków, zapewniany przez mechanizm równoległoboku. Ten sam efekt uzyskuje się w mechanizmie bez korbowodu S. Balandina oraz w każdym innym mechanizmie korbowodu z wieloma korbowodami, jeśli czopy wału korbowego zostaną przesunięte o pewien kąt.
Sprawność już zbudowanych silników o spalaniu zewnętrznym sięga 40%. Zgodnie z obliczeniami V. Andreeva i A. Merkulova można go zwiększyć o co najmniej 15% tylko za pomocą rur cieplnych. Mechanizm S. Balandina da nie mniej. Czy rzeczywista sprawność maszyny zbliży się do teoretycznej - 70%? To prawie dwukrotnie więcej niż w najlepszych ICE naszych czasów. Dodajmy do tego „sterylność” silnika Stirlinga.
Silnik spalinowy do samochodu osobowego był testowany za granicą. Okazało się, że stężenie CO w spalinach spadło 17 - 25 razy, tlenki azotu - prawie 200 (!), Węglowodory - 100 razy.
„Stirling” projektu V. Andreev i A. Merkulov, o pojemności 50 litrów. od. waży 70 kg lub 1,4 kg / l. od. - na poziomie najlepszych przykładów silników samochodowych z gaźnikami. I to nie jest przesada. W wyniku zastosowania mechanizmu S.S. Balandin zmniejszono gabaryty, a autorzy pozbyli się ciśnienia w skrzyni korbowej instalując na tłoczysku rolowaną gumową membranę, która jest w stanie wytrzymać ciśnienie do 60 kg / cm2 (zwykle w przestrzeni tłokowej tych silników ok. Rury cieplne mają zwiększoną moc przy tych samych wymiarach. Wkrótce po otrzymaniu certyfikatu praw autorskich wynalazcy odkryli amerykański patent wydany nieco później General Motors, który przewiduje stosowanie rur cieplnych do dostarczania ciepła do wnętrza silnika spalinowego. Znaczenie jest takie samo, esencja jest nieco inna.
Silniki spalinowe są znane od ponad 150 lat. Skuteczność pierwszego z nich wyniosła 0,14%! Można powiedzieć, że urodzili się przed czasem. Znaczące niedociągnięcia długo trzymały ich na „podwórku”. Wybuchy myśli technicznej, podobne do idei W. Andriejewa i A. Merkulova, otwierają przed nimi zieloną ulicę.
Jest jeszcze jeden ciekawy sposób przybliżenia sprawności Stirlingsa do teoretycznej, znaleziony również przez radzieckich naukowców - pracowników Instytutu Energetyki Jądrowej Akademii Nauk BSSR. W szeregu certyfikatów autorskich nr 166202, 213039, 213042, 201434. których autorami są I. M. Kovtun, B. S. Onkin, A. N. Naumov, S. L. Kosmatov, metody te mają na celu ominięcie wiecznego zakazu termodynamiki i zbudowanie silniki cieplne o wyższej sprawności niż cykl Carnota. To stwierdzenie obalające elementarne prawdy znane wszystkim inżynierom ciepłownictwa brzmi na pierwszy rzut oka paradoksalnie. A przecież takie maszyny są możliwe. We wszystkich, bez wyjątku, podstawowych pracach poświęconych silnikom cieplnym przyjmuje się, że właściwości ciał roboczych - gazów podczas pracy nie zmieniają się. Istotą ścieżki zaproponowanej przez białoruskich naukowców jest zmiana tych właściwości. To ostatnie jest możliwe, jeśli w trakcie cyklu w gazach roboczych lub ich mieszaninach zachodzą odwracalne reakcje chemiczne. Na przykład sprawność cieplna turbiny może wzrosnąć trzykrotnie, jeśli po podgrzaniu płyn roboczy dysocjuje, a po schłodzeniu łączy się ponownie. Takimi ciałami może być gazowa siarka, jod, tlenki azotu, kobalt, trichlorek glinu.
W szczególności trichlorek glinu jest już uważany za obiecujący płyn roboczy dla „heliostyrlingów”, które będą pracować w kosmosie. Głównym problemem jest odprowadzanie ciepła z lodówki. Nie ma innej drogi niż wypromieniowanie ciepła w kosmos. Aby proces ten był skuteczny, temperatura chłodnicy musi być wystarczająco wysoka, co najmniej 300 ° C.Górna granica temperatury jest taka sama jak na Ziemi: od 600 do 800 ° C. Jest ograniczona odpornością cieplną istniejących materiałów. W tych warunkach wydajność konwencjonalnego Stirlinga jest znacznie zmniejszona, a użycie gazu dysocjującego nie tylko zwiększy moc o 2-3 razy, ale także około dwukrotnie.
Nie ma wątpliwości, że grzechem byłoby zrezygnować z takich przywilejów na Ziemi. Dlatego tym, których działalność jest związana z silnikami cieplnymi, można polecić dokładne przestudiowanie pracy białoruskich naukowców. Ukrywają również możliwość tworzenia dużych
silniki cieplne o sprawności bliskiej 100% i podstawa do budowy samochodowych silników spalinowych o niespotykanej dotąd sprawności.
Pierwsze pozytywne wyniki są już dostępne. Inżynierowie holenderscy zmusili czynnik roboczy maszyny chłodniczej pracującej w cyklu Stirlinga do przejścia przemian fazowych i podwoili jego wydajność chłodniczą. Teraz wszystko zależy od silników!
Silniki parowe. Mówiąc o silnikach spalinowych, nie sposób nie wspomnieć o silnikach parowych. Ten typ jazdy, który był najpowszechniejszy 100 lat temu, dziś uważany jest za egzotyczny. A tłumaczy to tylko fakt, że silniki spalinowe praktycznie wyparły silniki parowe z samochodów, choć promy na małą skalę istniały do \u200b\u200b... 1927 roku.
Miłośnicy Steam podają wiele powodów, dla których warto ożywić silnik naszych dziadków. A przede wszystkim rozważania o wysokiej „sterylności” silnika. Pod tym względem silnik parowy ma te same zalety co silnik Stirlinga: teoretycznie w produktach spalania obecny jest tylko dwutlenek węgla i para wodna, a ilość tlenku azotu może być jeszcze niższa, ponieważ wymagana temperatura jest znacznie niższa. Ponadto, w wyniku pełniejszego spalania, całkowita ilość „spalin” w porównaniu z silnikiem spalinowym jest o około 1% niższa.
Wydajność nowoczesnych maszyn parowych nie jest bynajmniej niska. Można go zwiększyć do 28%, a tym samym być porównywalny z wydajnością ICE gaźnika. Warto zaznaczyć, że np. Ogólna sprawność pojazdów elektrycznych (z uwzględnieniem procesu wytwarzania energii elektrycznej) nie przekracza 15%, czyli w skali globalnej flota stirlingów i promów zanieczyszczałaby atmosferę prawie o połowę mniej niż podobna flota pojazdów elektrycznych. Biorąc pod uwagę wyjątkową wydajność maszyn parowych, ponowne zainteresowanie nimi nie wydaje się już nieuzasadnione. Nie tylko artykuły w czasopismach i „świeże” patenty świadczą o ponownym zainteresowaniu, ale także handel patentami na maszyny parowe.
Schemat ideowy jednoprzewodowej wersji samochodowego silnika parowego pokazano na ryc. 17. Źródło ciepła / doprowadza płyn roboczy w kotle do wrzenia 2. Jest to „ciecz robocza”, ponieważ może to być nie tylko woda, ale także inne czynniki o dopuszczalnych temperaturach wrzenia (kondensacji) i parametrach ciepłowniczych. Jednym z obiecujących środków jest na przykład freon-113, którego temperatura wrzenia (48 ° C) jest dwukrotnie niższa niż * 1 wody.
Poprzez mechanizm rozprowadzający 3 para dostaje się do samego silnika parowego 4. Para wylotowa jest skraplana przez przepływ powietrza z wentylatora 5 w skraplaczu 6, uprzednio oddając część ciekłego ciepła w rekuperacyjnym wymienniku ciepła 7. Ciecz jest dostarczana do wymiennika ciepła, a następnie do kotła przez pompę 8. Takie elementy obwodu jak silnik 4, skraplacz € (chłodnica) i pompa 8, są częścią każdego samochodu. Dodawany jest tylko kocioł 2 z grzałką 1 i wymiennikiem ciepła 7.
Jako silnik 4 można zastosować prawie wszystkie maszyny tłokowe i rotacyjne, a nawet turbiny. Dlatego prawie wszystkie rozwiązania techniczne opisane w tej broszurze mają zastosowanie do napędu parowego.
Zalety opisanych mechanizmów w połączeniu z cechami silników parowych pozwolą na tworzenie wysokowydajnych napędów pojazdów. W końcu elementarne zalety nowoczesnych samochodów - bezszelestność, reakcja przepustnicy, płynna praca - są względne. Samochody promowe w pełni odpowiadają prawdziwemu znaczeniu tych słów. Nie mają gwałtownej zmiany ciśnienia spalin, dlatego nie ma głównego źródła hałasu, a jednocześnie nie ma układu tłumiącego odgłosy wydechu. Niewielu mogło ostatnio zobaczyć prom. Ale lokomotywy są prawdopodobnie pamiętane przez wszystkich. Pamiętajmy, że nawet z ciężkim pociągiem wyruszyli absolutnie cicho i wyjątkowo płynnie.
Płynną pracę i niezwykłą reakcję przepustnicy pojazdów promowych tłumaczy fakt, że charakterystyka silnika parowego różni się jakościowo od właściwości silnika spalinowego. Nawet przy minimalnych obrotach jego moment obrotowy jest co najmniej 3 do 5 razy wyższy niż w przypadku silnika spalinowego o porównywalnej mocy przy optymalnych obrotach. Wysoki moment obrotowy zapewnia doskonałą dynamikę przyspieszenia wagonu promowego. W przypadku silników spalinowych z gaźnikiem o pojemności 50 litrów. od. upewnić się, że samochód przyspiesza do prędkości 100 km / hw około 20 sekund, wtedy parowóz potrzebuje na to połowę czasu.
Ważne jest również, aby podczas przyspieszania nie była wymagana zmiana biegów, wysoki moment obrotowy silnika parowego utrzymywany jest w całym zakresie prędkości - od zera do maksimum. Skrzynie biegów po prostu nie są tutaj potrzebne. Pamiętaj: te same lokomotywy parowe nigdy ich nie miały. Zaletą silnika parowego jest stosunkowo niska prędkość, co z kolei prowadzi do zwiększonej trwałości. Nawet przy przełożeniu kół do silnika równym jeden, obroty nie przekroczą 2000-3000 na minutę przy prędkości załogi do 200 km / h (!), A zwykły interwał obrotów silnika to 3000-6000 obr / min.
Jednak pomimo niskiej prędkości, właściwe wskaźniki mocy silnika parowego przewyższają wskaźniki silnika spalinowego. Na przykład uzyskaj moc właściwą 400 - 600 KM z silnika parowego. sek / l (przy 2500-3000 obr / min) wcale nie jest trudne. Wiele konwencjonalnych silników spalinowych ma tylko 50 - 100 litrów. z. / li tylko poszczególne silniki z mechanizmem S. Balandina mają podobne wskaźniki.
I wreszcie, niezawodność maszyn parowych nie zajmuje ostatniego miejsca wśród ich zalet. Już teraz na bocznicach można spotkać działające lokomotywy parowe zbudowane na początku wieku. A ich silniki parowe są w idealnym stanie. Przyczyny tego to - niska prędkość, niezmienność reżimu temperaturowego (temperatura pary), niski poziom temperatur maksymalnych - 5-6 razy mniejszy niż w silniku spalinowym, całkowity brak takich nieprzyjemnych procesów jak tworzenie się węgla i koksowania oraz absolutna czystość czynnika roboczego, cyrkuluje w zamkniętej pętli (w silniku spalinowym nie można przeprowadzić całkowitego oczyszczenia powietrza).
Oczywiście pojawia się pytanie, jakie są przyczyny, które uniemożliwiają ponowne zajęcie przez maszynę parową należnego jej miejsca wśród nowoczesnych silników?
Przede wszystkim jest to niska wydajność, a co za tym idzie zwiększone zużycie paliwa o 1,5 - 3 razy. Wydajność tłokowych silników parowych można zwiększyć tylko do 28%, a dla skonstruowanych próbek jest znacznie niższa. Wszakże sprawność lokomotyw parowych, na których silnik parowy istniał najdłużej, stała się już synonimem niskiej sprawności: w najlepszych modelach osiągnęła zaledwie 10% z częściową odwróconą kondensacją pary. To prawda, że \u200b\u200bcykl silnika parowego był otwarty. Zastosowanie zamkniętych obiegów z wydajnymi regeneracyjnymi wymiennikami ciepła znacznie przekroczy próg 10%. A w jednym z komunikatów poświęconych „nowej” maszynie parowej wskazano, że sprawność wytwornicy pary (kotła) wynosi 90%. Sprawność procesu spalania w silniku spalinowym charakteryzuje się mniej więcej tą samą wartością. Ale nawet przy wyższym zużyciu paliwa koszty eksploatacji promu mogą być zbliżone do jego konkurenta benzynowego, ponieważ paliwo można spalać najtańsze.
Drugim powodem jest wysoki koszt elektrowni. Trzecim powodem jest duża waga pliku
1 Turbiny parowe o zamkniętym obiegu osiągają sprawność 29%.
wędrująca maszyna. Jednak już z powyższego wynika, że \u200b\u200błączna waga porównywanych załóg będzie praktycznie taka sama. Zatem obecnie nie ma żadnych poważnych powodów, które uniemożliwiłyby parowozowi zajęcie należnego mu miejsca w szeregu silników nietypowych.

Silniki spalinowe z tłokami obrotowymi
W tej sekcji mówimy o silnikach, którym autorzy wielu publikacji obiecują niekiedy świetlaną przyszłość. I oczywiście silnik Wankla jest na pierwszym miejscu.
Ale czy jej perspektywy są naprawdę tak jasne? Ekonomiści wszystkich krajów są zgodni co do tego, że tylko co najmniej 25% przewagi w głównych wskaźnikach daje „nowej technologii” prawo do bezwarunkowego zastąpienia „starej”.
Minęło ponad 15 lat od pojawienia się pierwszego wzoru przemysłowego silnika Wankla. Termin jest znaczący. I okazuje się, że przewaga wagowa "Wankla" to tylko 12 - 15%; nie ma żadnych korzyści pod względem kosztów ani trwałości, a jedynie objętość zajmowana przez silnik pod maską samochodu jest zmniejszona o 30%. Jednocześnie wielkość samochodów praktycznie się nie zmniejsza.
Rzeczywistość obala również wciąż dominujące stwierdzenia o „drobnych szczegółach” tego silnika. Jeden z jego wirników ma 42 - 58 elementów uszczelniających, podczas gdy porównywalny silnik spalinowy ma około 25, łącznie z zaworami.
Sytuacja jest jeszcze gorsza w przypadku silników wielowirnikowych. Wymagają skomplikowanych skrzyń korbowych, drogiego układu chłodzenia i wieloczęściowego napędu. Już tylko dwuwirnikowy „Wankel” zawiera sześć odlewów wolumetrycznych o złożonej konfiguracji, a równoważny silnik tłokowy zawiera tylko 2-3 znacznie prostsze i bardziej technologiczne.
Złożona technologia wytwarzania epitrochoidy - wewnętrzny profil każdej skrzyni korbowej, powłoka stojanów i liczne elementy uszczelniające z drogich materiałów oraz skomplikowany montaż negują wszystkie potencjalne zalety Wankelsa.
I choć już w salonach samochodowych w 1973 roku zaprezentowano czterowirnikowy silnik o pojemności 280 litrów. od. (pojemność 6,8 litra; 6300 obr / min), zakres „Wankels” pozostanie konstrukcjami z pojedynczym wirnikiem. Model czterowirnikowy został zbudowany przez General Motors (USA) dla sportowego modelu Chevrolet-Corvette, którego produkcja w małych seriach ma rozpocząć się w 1976 roku. firma ma również próbkę z dwoma wirnikami (4,4 litra; 180 KM przy 6000 obr / min). Jednak te silniki będą instalowane tylko na życzenie kupującego. W 1974 roku rozpoczęto produkcję na małą skalę francuskiej wersji dwuwirnikowego silnika (1,2 l; 107 KM) do sportowego modelu Citroen-Biotor.
Należy zauważyć, że są to praktycznie jedyne próbki na świecie produkowane przez firmy, które zainwestowały dużo w zakup licencji i rozwój technologii projektowania i produkcji. Koszty oczywiście wymagają zwrotów, ale wypuszczanie modeli prawdopodobnie będzie służyło realizacji prestiżowych celów. Według ekspertów każdy silnik rotacyjny może stać się konkurencyjny tylko wtedy, gdy jego koszt i zużycie paliwa zostanie znacznie zmniejszone (!). A tutaj w „Wanklu” po prostu nie jest dobrze.
Ale nawet jeśli te wymagania zostaną spełnione, to na masową produkcję np. Silników rotacyjnych przemysł amerykański będzie potrzebował co najmniej 12 lat. Prognozy dotyczące perspektyw dla innych typów silników wskazują, że ta zmiana nie nastąpi. Najwyraźniej z tych powodów tacy auto-giganci, jak firmy „Ford” i „Chrysler”, wydając znaczne środki na rozwój „Wankels”, całkowicie wyłączyły ten temat.
W ostatnich latach pojawiło się wiele intrygujących doniesień na temat silnika rotacyjnego opracowanego w Australii przez wynalazcę Ralpha Sarica. Dziennikarzom i zapewne nie bez pomocy autora udało się tak zaciemnić przekaz, porównując silnik „z turbinami” i „Wanklem”, a także z innymi silnikami, że trzeba po prostu rozwodzić się nad jego konstrukcją.
Silnik działa na zasadzie działania pompy rotacyjnej, której płyty ograniczają komory o zmiennej objętości. Zbudowane próbki silnika mają siedem komór roboczych (rys. 18, a), każda ze świecami zapłonowymi oraz zaworami wlotowymi i wylotowymi (rys. 18, b). Wirnik jest siedmioboczny i wytwarza mimośrodowe drgania pod wpływem centralnego wału korbowego. Łopatki silnika mają kształt litery U (rys. 18, c). W kierunku promieniowym wibrują w rowkach obudowy, a wirnik względem łopatek jednocześnie porusza się stycznie do koła. Aby zapewnić ruch ostrzy i ścisły kontakt dolnej krawędzi ostrza z wirnikiem, rolki są zainstalowane na ich paskach, umieszczonych w specjalnym rowku w korpusie.
Średnie prędkości wzajemnego ruchu części są stosunkowo niskie i teoretycznie prędkość obrotowa silnika może dochodzić do 10 tys. Na minutę. Jeśli porównamy ten silnik z „Wanklem”, to maksymalna odległość przebyta na jeden obrót przez element uszczelniający wyniesie odpowiednio 685 i 165 mm. System uszczelniający składa się z około 40 części, co jest porównywalne z Wanklem.
Zbudowane próbki przy 4000 obr / min i wadze 64 kg rozwijają 130 - 140 litrów. od. Pojemność silnika
3,5 litra, czyli pojemność litra jest na poziomie konwencjonalnych silników i wynosi około 40 litrów. s. / l. Podczas wymuszania ten wskaźnik można w przybliżeniu podwoić.
Postać: 18. Schemat silnika R. Saricha:
a - cięcie poprzeczne; b - skok sprężania w jednej z komór; c - łopatka silnika
Wadą silnika jest bardzo duża gęstość ciepła, wymagająca zastosowania znacznie mocniejszych układów wodnych i olejowych. Podczas testów okazało się, że najbardziej obciążonym i najsłabszym zespołem są walce do blachy. Dlatego w najbliższej przyszłości trudno będzie znacznie poprawić osiągi silnika.
Ogólnie obwód silnika nie może być uznany za oryginalny, ponieważ wiele podobnych do niego zostało opatentowanych, różniących się jedynie drobnymi szczegółami. Dlatego główną zasługą R. Saricha jest to, że podjął się pracy nad jej dopracowaniem i osiągnął określone rezultaty. Jego silnik nie zrobi żadnej rewolucji, a być może najważniejsze w twórczości R. Saricha jest tylko to, że zwrócił on uwagę środowiska inżynierów na schematy oparte na zasadzie działania maszyn rotacyjnych.
W naszym kraju są miłośnicy tego schematu. Tak więc mieszkaniec wioski Sary-Ozek, region Taldy-Kurgan, GI Dyakov, zbudował nawet prototyp takiego silnika z wirującym wirnikiem, tj. Zgodnie ze schematem, w którym warunki pracy płyt są gorsze. Silnik nie został jeszcze przetestowany.
Silniki sferoidalne. W 1971 roku magazyn Inventor and Rationalizer opublikował artykuł o sferoidalnym silniku wynalazcy Woroneża
Postać: 19. Schemat przekształcenia zawiasu Hooke'a w silnik sferoidalny:
1 - poprzeczka; 2 - membrana; 3 - widelce; 4 - segmenty; 5 - kulista skorupa
G. A. Sokolova. Silnik oparty jest na zdolności przegubu obrotowego Hooke'a do przekształcenia się w mechanizm z czterema wnękami, których objętość zmienia się od minimum do maksimum podczas obrotu. W jednej lub dwóch wnękach można zorganizować cykl silnika spalinowego. Przykład transformacji pokazano na ryc. 19. Jeżeli poprzeczka 1 zawiasu zostanie przekształcona w okrągłą membranę 2 z kulistą powierzchnią zewnętrzną, a widełki 3 zawiasu zostaną zastąpione płaskimi segmentami 4 i te trzy elementy zostaną umieszczone w kulistej powłoce 5, to zostanie uzyskany mechanizm, który może pełnić funkcje silnika. W tym celu w odpowiednich miejscach kulistej powłoki wystarczy wykonać tylko okna wlotowe i wylotowe i ... karta charakterystyki jest gotowa.
Po artykule o tym niezwykłym silniku przyszło ponad 300 listów. Profesorowie, studenci, inżynierowie, dyrektorzy przedsiębiorstw, emeryci, mechanicy i inni opowiadali się za i przeciw. Dziesięć fabryk zgłosiło, że mogą wyprodukować silnik. Kluby sportów wodnych wysłały wiele listów. Pojawiły się propozycje wykorzystania SDHD jako silnika hydraulicznego lub pompy do lokomotyw spalinowych, silnika łodzi, silnika pneumatycznego do narzędzi ręcznych, sprężarki i elektrowni do stanowiska doświadczalnego. Dlatego redakcja pisma wysłała ok. 40 zaproszeń do instytutów, biur projektowych, fabryk i redakcji czasopism z propozycją spotkania przy „okrągłym stole”.
Na spotkaniu sekretarz wykonawczy redakcji zwrócił uwagę słuchaczy na dwa paradoksy: fakt, że VNIIGPE, sprzeciwiając się tylko patentom wydanym w ostatnim stuleciu, odrzucił wniosek o wynalazek głównie z powodu „braku użyteczności” oraz faktu, że środowisko inżynierskie nie wie o istnieniu takie silniki.
Przed spotkaniem wielu wątpiło w sprawność wideł przegubowych, możliwość ich smarowania, dużą moc całkowitą (ze względu na niekorzystny, szczelinowy kształt komory spalania i słabe wypełnienie na skutek kontaktu świeżej mieszanki z gorącą membraną) oraz szczelność komór spalania.
1 Wynalazca V.A. Kogut zaproponował nazwanie silników tego typu silnikami z membraną sferoidalną (SDMD).
Demonstracja działającego modelu silnika z kulą o średnicy 150 mm, który rozwijał 4500 obr / min przy ciśnieniu dostarczanego do niego sprężonego powietrza 14 kg / cm2, przekonująco świadczyło o możliwości stworzenia wykonalnej konstrukcji tego typu. Średnica sworznia obrotowego silnika może wynosić do 60 mm. Przy takich wymiarach, specyficzne naciski na powierzchnie stykowe można łatwo zmniejszyć do dowolnej pożądanej granicy. Skuteczność uszczelnienia membrany prototypu nie budziła wątpliwości większości obecnych.
Zaprezentowano również inny silnik o średnicy kuli 102,8 mm. Zbudował go wynalazca A. G. Zabolotsky, który nic nie wiedział o twórczości G. A. Sokolova. W trybie silnika pneumatycznego jego konstrukcja pracowała około 40 godzin, rozwijając się do 7000 obr / min. W tym czasie nie stwierdzono zwiększonych wibracji ani zużycia. A szczeliny między kulą a membraną w tym modelu były nawet za małe, bo silnik zacinał się podczas „gorących” testów.
Podczas dyskusji na temat niezawodności uszczelnienia SDSD okazało się, że np. W silnikach Wankla prędkość ślizgania się płyt uszczelniających jest znacznie wyższa w porównaniu z pierścieniami konwencjonalnych silników tłokowych, a jednocześnie silniki te pracują całkiem pomyślnie. Prędkości poślizgu mogą być jeszcze niższe w SDS. Tak więc dla nowoczesnego przemysłu, który jest w stanie zbudować dowolną konstrukcję silnika, kwestia niezawodności uszczelnienia prawdopodobnie nie stanowi problemu. Niezawodność uszczelnienia będzie w dużej mierze zależeć od dokładności obróbki wewnętrznej powierzchni kulistej powłoki. Doświadczenie A.G. Zabolotskiego, który zbudował silnik w warsztacie PGR-u w Werchnedonsk, dysponującym jedynie tokarką, sugeruje, że niezbędną precyzję obróbki kuli można uzyskać nawet w warunkach półręby. Prostota obróbki kuli została również potwierdzona przez wyprodukowanie innego silnika sferoidalnego w fabryce obrabiarek Srednevolzhsky. Tam robotnicy używali szlifierki wewnętrznej ze stołem obrotowym.
Kąt między osiami przegubów w silnikach sferoidalnych osiąga 35 - 45 °. W tym przypadku nierówność prędkości kątowych powinna doprowadzić do pojawienia się dużych naprzemiennych znaków momentów bezwładności, aw konsekwencji do ogromnych wibracji. Testowanie prototypów w sprężonym powietrzu nie ujawniło żadnych niebezpiecznych wibracji. Nawet śruby M3, które dokręcały półkule w silniku GA Sokołowa, wytrzymywały obciążenia. Mieszkający w Chersoniu V.I. Kuźmin nie uważa dużych kątów za niebezpieczne, a jego działalność zawodowa związana jest z zawiasami Hooke'a od 15 lat. „Zatwierdzam projekt silnika Sokołowa” - telegrafował do „okrągłego stołu”.
Brak wibracji w SDSD przy dużym kącie między osiami (przy kątach większych niż 10 ° zawiasy Hooke'a zwykle nie są używane) można wytłumaczyć efektem tłumienia środowiska pracy. A ponieważ obciążenie jest przykładane tylko z jednej strony zawiasu, nierównomierny obrót wału bez obciążenia nie prowadzi do pojawienia się znacznych momentów bezwładności.
Zgromadzeni przy „okrągłym stole” doszli do wniosku, że zalety i wady SDDD można ujawnić jedynie poprzez weryfikację eksperymentalną. Ten sam pomysł zawiera list profesora wydziału silników spalinowych Moskiewskiej Wyższej Szkoły Technicznej Bauman A.S. Orlin. Życzył autorowi „jak najszybszej implementacji jego pomysłów w metalu i testach”, bo dopiero testy „rozwiążą wszystkie kontrowersyjne kwestie”. Testy, a tym bardziej budowa prototypów silników nie jest sprawą łatwą: samo dostrojenie konwencjonalnego silnika, nawet w warunkach fabrycznych, zajmuje 4-5 lat.
Podczas okrągłego stołu zaprezentowano wybór patentów na silniki sferoidalne. Chociaż literatura naukowa i techniczna nie zawiera informacji na ich temat, archiwa patentowe wskazują, że GA Sokolov i AG Zobolotsky nie byli pierwszymi, którzy zauważyli niezwykłą zdolność zawiasu Hooke'a do przekształcania się w silnik lub pompę. Pierwszy podobny patent angielski pochodzi z 1879 roku, ostatni - z naszych czasów. Schemat ten nie został zignorowany w tabeli klasyfikacyjnej wszystkich możliwych schematów silników z tłokiem obrotowym, podanej w książce Wankla o silnikach rotacyjnych.
Tak więc silniki sferoidalne oparte na zawiasach Hooke'a po prostu nie miały szczęścia.
W historii motoryzacji nie było osoby, która zadałaby sobie trud ich dopracowania.
Obecnie do tej pracy szczegółowo przygotowuje się G. Sokolov (Voronezh Polytechnic Institute) i wielu innych entuzjastów. Sokołow udoskonalił fazy dystrybucji gazu, odlane z półkuli specjalnego stopu przeciwciernego (stop Baklana), przeprowadził liczne obliczenia, które nie ujawniły żadnych niedopuszczalnych obciążeń.
Drugim ośrodkiem budowy SDD był Chersoński "Teoretyk Kardana", jak go nazywano na posiedzeniu okrągłego stołu. Wiktor Iwanowicz Kuźmin tak bardzo zainteresował się tym niezwykłym projektem, że podjął się budowy. Przyciągnął do pracy grupę pracowników, studentów, doktorantów. Silnik jest wykonany z metalu i teraz przechodzi testy.
W 1974 roku stał się znany inny silnik sferoidalny. Młodzi mieszkający w Tselinogradzie
Postać: 20. Silnik V. A. Kogut. Objętość robocza 1600 cm®; średnica kuli 210 mm; prędkość 2500 obr / min; moc 65 KM od.; waga 45-65 kg; pochylenie osi 30e:
1 - membrana; 2 i 3 - segmenty; 4 i 5 - pierścienie uszczelniające; Płyty uszczelniające; 7 - palce; 8 - tuleje dystansowe; 9 - koło zamachowe; 10 - rurociąg obejściowy; 11 - pręty radiatora
Projektant maszyn rolniczych Valery Alvianovich Kogut już dawno zastanawiał się nad pomysłem takiego silnika i po zapoznaniu się z pracą Sokołowa zbudował działający model (ryc. 20). Silnik został wykonany bez układu chłodzenia i podczas dostrajania pracował kilkanaście minut aż do przegrzania w łącznej złożoności ponad 2 h. Należy zaznaczyć, że taki czas pracy to swego rodzaju rekord. Silniki sferoidalne innych autorów pracowały krócej.
Silnik składa się z membrany 1 i dwóch segmentów 2, 3, połączonych obrotowo z membraną. Wały segmentowe obracają się w zespołach łożysk. Uszczelnienie segmentów i membrany odbywa się za pomocą pierścieni 4, 5, uszczelnienie między segmentami a membraną za pomocą sprężynowych płytek 6. W korpusie membrany znajdują się cztery kołki 7, do których przykręcone są segmenty 2, 3 za pomocą tulei dystansowych 8 (patrz sekcja 1-1).
Cykl silnika jest dwusuwowy. W lewej połowie kuli (od strony koła zamachowego 9) przeprowadza się wstępne sprężanie mieszanki pochodzącej z gaźnika samochodowego. Przez rurociąg obejściowy 10 mieszanina kierowana jest do prawej połowy kuli. W położeniu pokazanym na rysunku nadmuch odbywa się w górnej części, aw dolnej rozpoczyna się suw roboczy.
Prawy segment 3 i membrana / muszą być smarowane i chłodzone olejem dostarczanym przez prawy zespół łożyska. Ponadto, kilka obciążonych sprężyną prętów odprowadzających ciepło 11 styka się z końcową powierzchnią prawego segmentu, wzdłuż których ciepło „przepływa” do żebrowanej obudowy zespołu łożyskowego. Po lewej stronie membrana jest chłodzona świeżą mieszaniną roboczą.
Próby silnika V. Koguta, podczas których zmodernizowano wiele jego jednostek, potwierdzają zasadniczą sprawność tego toru. Strukturalnie i technologicznie SDS jest znacznie prostszy niż silnik Wankla. Prawdziwe zalety wyjdą na jaw w najbliższej przyszłości po przetestowaniu silników Sokołowa, Kuźmina, Koguta.
1 Umiejscowienie otworów przedmuchu i wylotu na rys. 20 jest pokazane tradycyjnie.
Przy okrągłym stole magazynu Inventor and Rationalizer wynalazca Kujbyszewa V.I. Andreev poinformował o silniku sferoidalnym *, w opracowywaniu rysunków roboczych dwóch wersji, a także w obliczeniach i produkcji części odlewanych, wzięli udział pracownicy VAZ. Osobliwością silnika (rys. 21) jest to, że składa się on z dwóch wirników, zewnętrznego / i wewnętrznego 3, obracających się w tym samym kierunku. Osie wirników są nachylone, ich kojarzenie odbywa się wzdłuż kuli. W środku kuli znajduje się membrana - tłok 2, który dzieli objętość roboczą na cztery niezależne komory spalania.
Przewiń wirniki mentalnie co najmniej o jeden obrót, a objętość w pobliżu górnej korka wzrośnie do maksimum, co może odpowiadać suwowi roboczemu lub obejściu (cykl silnika jest dwusuwowy), a następnie ponownie zostanie zredukowany do minimum, tj. Nastąpi wydech lub sprężenie. Powietrze jest wstępnie sprężane przez dmuchawę odśrodkową 4.
Z turbosprężarki powietrze przepływa do gaźnika, a następnie przez wydrążony wał 6 do komory spalania. Spaliny odbywają się przez okienka 7 w wirniku zewnętrznym, a energia spalin przekazywana jest do turbiny 5. Wirnik zewnętrzny obraca się w podwójnej spirali 8. Dlatego łopatki na przemian pełnią funkcje dmuchawy i turbiny. Spaliny występują w jednym klaksonie (nie pokazano na rysunku), drugi służy do doładowania. Z tego powodu obroty biegu jałowego silnika są stosunkowo wysokie - co najmniej 1500 obr / min.
W dwusuwowym cyklu pracy w diametralnie przeciwnych komorach te same procesy zachodzą jednocześnie. Na rys. 21 pokazuje moment rozpoczęcia suwu roboczego w komorach / i ///, a przedmuchiwanie w komorach // i /// (ciągłe linie strzałek - mieszanina robocza, przerywane - produkty spalania).
Jeśli spojrzysz na silnik po prawej stronie, to gdy wirnik obraca się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara w komorach / i ///, nastąpi rozszerzenie (skok) o 110 ° w kącie obrotu, wtedy otworzą się okna wydechowe, a po kolejnych 8 ° okna wlotowe. Po obrocie o 180 ° objętość / i III komór będzie równa objętości w początkowym położeniu komór II i IV, co odpowiada połowie przedmuchu. Przy kącie skrętu 240 ° szyby wydechowe zamkną się, a po kolejnych 8 ° okna wlotowe. W tym momencie rozpocznie się suw sprężania (cykl asymetryczny). Podczas suwu roboczego żebra zewnętrznego wirnika są przemywane czystym powietrzem (strzałki z kropek), które chłodzi wirnik, a następnie powietrze to jest wykorzystywane do zwiększania ciśnienia. Wyczerpane płetwy działają jak łopatki turbiny.
Szacunkowa moc silnika - 45 KM od. Przy pierwszym zapoznaniu się z nim uderza nieproporcjonalnie duży rozmiar gaźnika. Ale okazuje się, że gaźnik jest jeszcze mniejszy niż konwencjonalne motocykle, a sam silnik jest mały. Będziesz jeszcze bardziej zaskoczony, gdy dowiesz się, że rysunki robocze wszystkich części bez wyjątku mieszczą się w małym folderze. Przekonująco mówi o prostocie projektu, minimalnej liczbie części. A po przeczytaniu cech porównawczych, potwierdzonych licznymi
obliczone obliczenia - po prostu nie można nie wierzyć w przyszłość tego projektu. Oceń sam.
Oba wirniki obracają się w tym samym kierunku. W ten sposób prędkości wzajemnego ruchu części są znacznie zmniejszone, a zwykłe pierścienie doskonale spełnią swoje funkcje.
To właśnie ze względu na duże prędkości zagęszczania Wankel musiał zmniejszyć obroty silnika z 10 - 12 tys. Do zwykłych 6 tys. Obr / min. Twórcy silnika sferoidalnego nie musieli nawet gonić za wysokimi obrotami. Nawet przy 4-5 tys. Obr / min ich silnik przewyższa Wankelsa. Dość powiedzieć, że silnik ten ma większą pojemność litra - 97 KM. sek. / l przy 4000 obr / min, 2-3 razy większy moment obrotowy (25 kgm!) i ciężar właściwy - 0,5 kg / l. od. konkuruje z silnikami lotniczymi. A wszystko to dotyczy prototypu! Dzięki symetrii wirników względem osi obrotu silnik jest doskonale wyważony. Ułatwiają to te same procesy zachodzące w diametralnie przeciwnych komorach. Obliczona nierówność silnika wynosi 2 ° 16 ", czyli znacznie mniej niż w przypadku silnika spalinowego" Wankla "lub tłokowego silnika spalinowego. Symetria procesów dodatkowo decyduje o działaniu membrany, jakby w stanie zawieszenia, znacznie zmniejszając obciążenie par trących.
Jeśli porównamy obciążenie sworzni membrany z obciążeniem sworznia tłokowego oraz obciążenie „łożysk wirnika zewnętrznego z obciążeniem czopów korbowodu konwencjonalnego silnika spalinowego o tej samej mocy, to okażą się one 2 razy mniejsze. W silniku sferoidalnym siła działająca na łożyska wirnika wewnętrznego ( porównuje się z szyjką główną dwucylindrowego silnika spalinowego tłokowego).
Zmniejszenie liczby par trących i niewielka wielkość obciążeń prowadzi do niespotykanie wysokiej sprawności mechanicznej. Według obliczeń może osiągnąć 92%! Żaden silnik, z wyjątkiem silników z mechanizmem S. Balandina, nie ma sprawności nawet bliskiej tej wartości.
Silnik V.I. Andreev jest również interesujący, ponieważ łopatki na zewnętrznym wirniku pełnią funkcje sprężarki doładowania i wentylatora chłodzącego, a także tłumika (zmieniającego prędkość i objętość gazów) oraz turbiny. W konwencjonalnych silnikach od 5 do 15% mocy jest tracone w tłumiku. Tutaj co najmniej 5% turbiny wraca. Pomysł wykorzystania spalin nie jest nowy. Ale jego realizacja jest trudna: dodano turbinę, sprężarkę, gazociągi (ryc.22). W silniku V.I. Andreeva i L.Ya. Usherenko nie wymaga to ani jednej dodatkowej części.
Turbina została już przetestowana w nieco nietypowych okolicznościach. Do docierania na zimno za pomocą silnika elektrycznego, silnik został zainstalowany na stojaku w narzędziowni fabryki obrabiarek Srednevolzhsky, gdzie wyprodukowano i zmontowano jego części. Obroty trwały 6 h. Docieranie nie ujawniło żadnych drgań, rozgrzania silnika, zacierania się elementów trących.
Jednak podczas „gorących” testów doszło do incydentu. Snop płomienia uciekał z rury tłocznej turbiny jak z dyszy odrzutowej, ale silnik nie dawał oczekiwanej mocy. Po rozebraniu komory spalania były całkowicie czyste. Powodem jest to, że główki świec znajdują się zbyt blisko korpusu, a iskra ześlizgnęła się, ale nie tam, gdzie powinna. Zatem pierwsze testy pośrednio potwierdziły tylko sprawność turbiny. Rekonstrukcja układu zapłonowego i wszelkie kłopoty z dostrajaniem przejął mechanik V.A. Artemiev.

Rozwój silników na następne dziesięciolecia to złożony i wieloaspektowy problem. Nie da się go w całości oświetlić w małej broszurze. Należałoby mówić o próbach usprawnienia procesu pracy konwencjonalnych silników spalinowych, o sposobach neutralizacji spalin, o zapewnieniu jednakowej wytrzymałości elementów silnika, eliminacji konieczności konserwacji, dostosowaniu konstrukcji do diagnostyki. Każdy z tych problemów zasługuje na osobną szczegółową historię.
Celem niniejszej broszury jest pomoc czytelnikowi w poruszaniu się w strumieniu informacji na poruszany temat i zwrócenie jego uwagi na projekty wynalazców, które z pewnością zajmą ich miejsce w rodzinie pierwszych ludzkich pomocników - silników.

|||||||||||||||||||||||||||||||||
Rozpoznawanie tekstu książki z obrazów (OCR) - studio kreatywne BK-MTGK.

Motoryzacyjne silniki parowe i silniki spalinowe są praktycznie w tym samym wieku. Sprawność maszyny parowej tej konstrukcji w tamtych latach wynosiła około 10%. Sprawność silnika Lenoir wyniosła tylko 4%. Dopiero 22 lata później, do 1882 roku, August Otto poprawił ją na tyle, że sprawność obecnego silnika benzynowego sięgnęła ... aż 15%

Od 1801 roku historia transportu parowego trwała prawie 159 lat. W 1960 (!) W USA budowano jeszcze autobusy i ciężarówki z silnikami parowymi. W tym czasie silniki parowe zostały znacznie ulepszone. W 1900 roku w Stanach Zjednoczonych 50% parkingów stanowiło „parowe”. Już w tamtych latach powstała konkurencja między parą, benzyną i - uwaga! - wózki elektryczne. Po rynkowym sukcesie Forda Model-T i pozornej klęsce silnika parowego, w latach dwudziestych XX wieku nastąpił nowy wzrost popularności samochodów parowych: koszt paliwa dla nich (olej opałowy, nafta) był znacznie niższy niż koszt benzyny.

„Klasyczna” maszyna parowa, która uwolniła parę odlotową do atmosfery, ma sprawność nie większą niż 8%. Jednak silnik parowy ze skraplaczem i wyprofilowaną ścieżką przepływu ma sprawność do 25–30%. Turbina parowa dostarcza 30–42%. Instalacje o cyklu kombinowanym, w których turbiny gazowe i parowe są używane „w tandemie”, mają sprawność sięgającą 55–65%. Ta ostatnia okoliczność skłoniła inżynierów BMW do rozpoczęcia prac nad opcjami wykorzystania tego schematu w samochodach. Nawiasem mówiąc, wydajność nowoczesnych silników benzynowych wynosi 34%.

Koszt wytworzenia silnika parowego przez cały czas był niższy niż koszt gaźnika i silników wysokoprężnych o tej samej mocy. Zużycie paliwa ciekłego w nowych silnikach parowych pracujących w cyklu zamkniętym na parze przegrzanej (suchej) i wyposażonych w nowoczesne układy smarowania, wysokiej jakości łożyska oraz elektroniczne układy regulacji cyklu pracy to tylko 40% poprzedniego.

Silnik parowy uruchamia się powoli. I to było kiedyś… Nawet samochody produkcyjne firmy Stanley „tworzyły pary” na 10 do 20 minut. Poprawa konstrukcji kotła i wprowadzenie trybu ogrzewania kaskadowego skróciło czas gotowości do 40-60 sekund.

Wagon parowy jest zbyt spokojny. To nie jest prawda. Rekord prędkości z 1906 r. - 205,44 km / h - należy do wagonu parowego. W tamtych latach samochody na silnikach benzynowych nie umiały jeździć tak szybko. W 1985 roku z prędkością 234,33 km / h jechał samochód parowy. A w 2009 roku grupa brytyjskich inżynierów zaprojektowała „bolid” turbiny parowej o napędzie parowym o pojemności 360 litrów. z., który był w stanie poruszać się z rekordową średnią prędkością w wyścigu - 241,7 km / h.

Co ciekawe, nowoczesne badania w dziedzinie paliwa wodorowego do silników samochodowych zaowocowały szeregiem „bocznych gałęzi”: wodór jako paliwo do klasycznych tłokowych silników parowych, a zwłaszcza do silników turbinowych, zapewnia absolutną przyjazność dla środowiska. „Dym” z takiego silnika to… para wodna.

Silnik parowy jest kapryśny. To nie prawda. Strukturalnie jest znacznie prostszy niż silnik spalinowy, co samo w sobie oznacza większą niezawodność i bezpretensjonalność. Żywotność maszyn parowych to dziesiątki tysięcy godzin ciągłej pracy, co nie jest typowe dla innych typów silników. Na tym jednak nie koniec. Ze względu na zasady działania silnik parowy nie traci sprawności, gdy spada ciśnienie atmosferyczne. Z tego powodu pojazdy napędzane parą są wyjątkowo dobrze przystosowane do jazdy w górach, na ciężkich przełęczach górskich.

Warto zwrócić uwagę na jeszcze jedną przydatną właściwość silnika parowego, która, nawiasem mówiąc, jest podobna do silnika elektrycznego na prąd stały. Spadek prędkości wału (na przykład wraz ze wzrostem obciążenia) powoduje wzrost momentu obrotowego. Ze względu na tę właściwość samochody z silnikami parowymi zasadniczo nie potrzebują skrzyń biegów - same są bardzo złożonymi, a czasem kapryśnymi mechanizmami.

Tłokowy silnik spalinowy jest znany od ponad wieku i prawie tyle samo, a raczej od 1886 roku, jest używany w samochodach. Podstawowe rozwiązanie tego typu silnika znaleźli niemieccy inżynierowie E. Langen i N. Otto w 1867 roku. Okazało się, że udało się zapewnić temu typowi silnika pozycję lidera, która w motoryzacji zachowała się do dziś. Jednak wynalazcy wielu krajów niestrudzenie dążyli do zbudowania innego silnika, zdolnego przewyższyć silnik spalinowy tłokowy w najważniejszych parametrach technicznych. Jakie to wskaźniki? Przede wszystkim jest to tzw. Efektywny współczynnik sprawności (COP), który charakteryzuje, ile ciepła, które było w wypalonym paliwie, jest zamieniane na pracę mechaniczną. Sprawność dla silnika spalinowego Diesla wynosi 0,39, a dla gaźnika - 0,31. Innymi słowy, wydajna wydajność charakteryzuje ekonomię silnika. Nie mniej istotne są wskaźniki szczególne: zajmowana objętość (KM / m3) i ciężar właściwy (kg / KM), które świadczą o zwartości i lekkości konstrukcji. Równie ważna jest zdolność silnika do dostosowania się do różnych obciążeń, a także pracochłonność wykonania, prostota urządzenia, poziom hałasu, a także zawartość substancji toksycznych w produktach spalania. Przy wszystkich pozytywnych aspektach konkretnej koncepcji elektrowni, okres od początku teoretycznego rozwoju do wprowadzenia jej do masowej produkcji czasami zajmuje dużo czasu. Tak więc twórca obrotowego silnika tłokowego, niemiecki wynalazca F. Wankel, mimo ciągłej pracy potrzebował 30 lat, aby doprowadzić swoją jednostkę do wzoru przemysłowego. Na miejscu zostanie powiedziane, że wprowadzenie silnika wysokoprężnego do seryjnego samochodu zajęło prawie 30 lat (Benz, 1923). Ale to nie konserwatyzm techniczny spowodował tak duże opóźnienie, ale potrzeba wyczerpującego wypracowania nowego projektu, czyli stworzenia niezbędnych materiałów i technologii do możliwości jego masowej produkcji. Ta strona zawiera opis niektórych typów silników niekonwencjonalnych, które w praktyce udowodniły swoją żywotność. Tłokowy silnik spalinowy ma jedną z najistotniejszych wad - jest to dość masywny mechanizm korbowy, ponieważ główne straty tarcia są związane z jego pracą. Na początku tego wieku podjęto próby pozbycia się tego mechanizmu. Od tego czasu zaproponowano wiele pomysłowych konstrukcji, które zamieniają ruch posuwisto-zwrotny tłoka w ruch obrotowy wału tej konstrukcji.

Silnik Besshatunny S. Balandin

F. Silnik z obrotowym tłokiem Wankla

Ma trójkątny wirnik, który wykonuje ruch planetarny wokół mimośrodowego wału. Zmienna objętość trzech wnęk utworzonych przez ściany wirnika i wewnętrzną wnękę skrzyni korbowej umożliwia realizację cyklu pracy silnika cieplnego z rozprężaniem gazów. Od 1964 roku w produkowanych samochodach, w których montowane są silniki z tłokiem obrotowym, funkcję tłoka pełni trójkątny wirnik. Wymagany ruch wirnika w obudowie względem wału mimośrodowego zapewnia mechanizm dopasowujący przekładnię planetarną (patrz rysunek). Taki silnik, o równej mocy z silnikiem tłokowym, jest bardziej zwarty (ma o 30% mniejszą pojemność), lżejszy o 10-15%, ma mniej części i jest lepiej wyważony. Ale jednocześnie był gorszy od silnika tłokowego pod względem trwałości, niezawodności uszczelnień wnęk roboczych, zużywał więcej paliwa, a spaliny zawierały więcej toksycznych substancji. Ale po wielu latach udoskonaleń te niedociągnięcia zostały wyeliminowane. Jednak masowa produkcja samochodów z obrotowymi silnikami tłokowymi jest dziś ograniczona. Oprócz projektu F. Wankla znane są liczne konstrukcje silników z tłokiem obrotowym innych wynalazców (E. Kauertz, G. Bradshaw, R. Seirich, G. Ruzhitsky itp.). Niemniej jednak obiektywne powody nie pozwoliły im wyjść z etapu eksperymentalnego - często z powodu braku merytorycznej wartości technicznej.

Turbina gazowa dwuwałowa

Silnik tłokowy parowy

Silnik R. Stirlinga. Silnik spalinowy

Jak stwierdziła Nowa Zelandia duke Engines że ich silniki osiowe są najbardziej ekonomiczne i najlżejsze. Produkowane przez firmę jednostki napędowe mogą być instalowane na łodziach i lekkich samolotach. Ale to nie wszystko. W najbliższej przyszłości firma obiecuje wypuścić podobne silniki dla.

Nie wiemy, czy Duke Engines może wytwarzać dobre i wysokiej jakości silniki dla przemysłu motoryzacyjnego. Niewykluczone, że w przyszłości ta firma zmieni nasze rozumienie układów napędowych w nowoczesnych pojazdach. Ale w każdym razie warto zwrócić uwagę na te silniki. Wyglądają niecodziennie, zwłaszcza jeśli, co pokazuje, jak działa ten niezwykły zespół napędowy. Imponujący.

Zasada działania silnika jest nie tylko zaskakująca, ale i fascynująca.

Projekt silnika przeszedł długą drogę od koncepcyjnego opracowania do pierwszych działających prototypów. Pomimo tego, że w tej chwili rozwój silnika trwa, nie wygląda gorzej niż nowoczesne silniki.

Jak dotąd układ napędowy istnieje jako prototyp. Podobnie jak silniki konwencjonalne posiada układ smarowania, kolektor i komorę spalania. Ale zwróć uwagę na system pochylania tłoka. Uważamy, że nie widzieliście czegoś takiego.

Nie ma znaczenia, do czego one zostały stworzone, próbując stworzyć najbardziej ekonomiczny silnik lub odwrotnie, najpotężniejszy. Ważny jest jeszcze jeden fakt - silniki te powstały i istnieją w prawdziwych kopiach roboczych. Cieszymy się z tego i zachęcamy naszych czytelników do zapoznania się z nami 10 najbardziej szalonych silników samochodowych, jakie kiedykolwiek znaleźliśmy.

Aby sporządzić naszą listę 10 szalonych silników samochodowych, przestrzegaliśmy kilku zasad: dostały się do niego tylko elektrownie samochodów seryjnych; żadnych silników wyścigowych ani modeli eksperymentalnych, ponieważ są one z definicji niezwykłe. Nie korzystaliśmy też z „najlepszych” silników, największego lub najpotężniejszego, wyłączność została obliczona według innych kryteriów. Bezpośrednim celem tego artykułu jest podkreślenie niezwykłej, czasem szalonej konstrukcji silnika.

Panowie, odpalajcie silniki!

8,0 litrów, ponad 1000 KM W-16 to najpotężniejszy i najbardziej złożony silnik, jaki kiedykolwiek wyprodukowano. Ma 64 zawory, cztery turbosprężarki i moment obrotowy wystarczający do zmiany kierunku obrotów Ziemi - 1500 Nm przy 3000 obr / min. Jego 16-cylindrowy silnik w kształcie litery W, zasadniczo łączący wiele silników, nigdy wcześniej nie istniał i w żadnym innym modelu niż nowy samochód. Nawiasem mówiąc, ten silnik gwarantuje cały okres eksploatacji bez awarii - zapewnia o tym producent.

Bugatti Veyron W-16 (2005-2015)

Bugatti Veyron, jedyny obecnie samochód, w którym można spotkać potwora w kształcie litery W w akcji. Bugatti otwiera listę (na zdjęciu 2011 16.4 Super Sport).

Na początku ubiegłego wieku inżynier samochodowy Charles Knight Yale doznał objawienia. Uznał, że tradycyjne zawory grzybkowe są zbyt skomplikowane, a sprężyny powrotne i popychacze zbyt nieefektywne. Stworzył własny rodzaj zaworów. Jego rozwiązanie zostało nazwane „zaworem suwakowym” - sprzęgłem przesuwającym się wokół tłoka, napędzanym przez wałek zębaty, który otwiera wlot i wylot w ścianie cylindra.

Zawór rękawowy rycerza (1903-1933)

O dziwo, zadziałało. Silniki zaworów szpulowych zapewniały wysoką wydajność wyporową, niski poziom hałasu i brak ryzyka zatonięcia zaworu. Wad było kilka, między innymi zwiększone zużycie oleju. Knight opatentował swój pomysł w 1908 roku. Następnie był używany przez wszystkie marki, od Mercedes-Benz po samochody Panhard i Peugeot. Technologia to już przeszłość, kiedy klasyczne zawory lepiej radzą sobie z wysokimi temperaturami i obrotami. (1913 - Skoczek 16/45).

Wyobraź sobie, że w latach pięćdziesiątych jesteś producentem samochodów, który próbuje opracować nowy model samochodu. Jakiś Niemiec imieniem Felix przychodzi do twojego biura i próbuje sprzedać ci pomysł na trójkątny tłok obracający się w owalnym pudełku (specjalny cylinder profilowy), aby pasował do twojego przyszłego modelu. Zgodziłeś się na to? Prawdopodobnie tak! Praca tego typu silnika jest na tyle hipnotyzująca, że \u200b\u200btrudno oderwać się od kontemplacji tego procesu.

Nieodłącznym minusem wszystkiego, co niezwykłe, jest złożoność. W tym przypadku głównym wyzwaniem było to, że silnik musiał być niesamowicie wyważony, z precyzyjnie dopasowanymi częściami.

Mazda / NSU Wankel Rotary (1958-2014)

Sam wirnik jest trójkątny z wypukłymi krawędziami, jego trzy rogi to wierzchołki. Gdy wirnik obraca się wewnątrz obudowy, tworzy trzy komory, które są odpowiedzialne za cztery fazy cyklu: wlot, sprężanie, podróż i wylot. Każda strona wirnika podczas pracy silnika wykonuje jeden z etapów cyklu. Nie bez powodu silnik z tłokiem obrotowym jest jednym z najwydajniejszych silników spalinowych na świecie. Szkoda, że \u200b\u200bnormalne zużycie paliwa z silników Wankla nigdy nie zostało osiągnięte.

Niezwykły silnik, prawda? Czy wiesz, co jest jeszcze dziwniejsze? Ten silnik był produkowany do 2012 roku i był montowany w samochodzie sportowym! (1967-1972 Mazda Cosmo 110S).

Eisenhuth Horseless Vehicle z Connecticut został założony przez Johna Eisenhutha, nowojorczyka, który twierdził, że wynalazł silnik benzynowy i miał paskudny zwyczaj pozyskiwania pozwów od swoich partnerów biznesowych.

Jego modele Compound z lat 1904-1907 posiadały trzycylindrowe silniki, w których dwa zewnętrzne cylindry były napędzane zapłonem, a środkowy martwy cylinder był zasilany spalinami z pierwszych dwóch cylindrów.

Związek Eisenhutha (1904-1907)

Eisenhuth obiecał 47% poprawę efektywności paliwowej w porównaniu ze standardowymi silnikami tej samej wielkości. Humanitarny pomysł nie pojawił się na dworze na początku XX wieku. Nikt wtedy nie myślał o oszczędzaniu. Rezultatem jest bankructwo w 1907 roku. (na zdjęciu 1906 Eisenhuth Compound Model 7.5)

Zaprojektowanie ciekawych silników, które na pierwszy rzut oka wyglądają zwyczajnie, pozostaw Francuzom. Znany producent Gali, Panhard, pamiętany głównie z tytułowego pręta odrzutowego-Panharda, zainstalował w swoich powojennych samochodach serię chłodzonych powietrzem bokserów z aluminiowymi blokami.

Panhard Flat-Twin (1947-1967)

Objętość wahała się od 610 do 850 cm3. Moc wyjściowa wynosiła między 42 KM. i 60 KM, w zależności od modelu. Najlepsza część samochodów? Bliźniak Panhard, któremu udało się wygrać 24-godzinny wyścig Le Mans. (na zdjęciu 1954 Panhard Dyna Z).

Oczywiście dziwna nazwa, ale silnik jest jeszcze dziwniejszy. 3,3-litrowy silnik Commer TS3 był doładowanym, trzycylindrowym, dwusuwowym silnikiem wysokoprężnym o przeciwnych tłokach. Każdy cylinder ma dwa tłoki skierowane do siebie, z jedną centralną świecą zapłonową umieszczoną w jednym cylindrze. Nie miał głowicy cylindrów. Zastosowano jeden wał korbowy (większość silników typu boxer ma dwa).

Commer / Rootes TS3 „Commer Knocler” (1954–1968)

Grupa Rootes wynalazła ten silnik dla swojej marki ciężarówek i autobusów Commer. (Magistrala Commer TS3)

Lanchester Twin-Crank Twin (1900-1904)

Wynik wynosił 10,5 KM. przy 1.250 obr / min i bez zauważalnych wibracji. Jeśli kiedykolwiek się zastanawiałeś, spójrz na silnik w tym samochodzie. (1901 Lanchester).

Podobnie jak Veyron, limitowana edycja supersamochodu Cizeta (z domu Cizeta-Moroder) V16T jest definiowana przez silnik. 560-konny, 6-litrowy silnik V16 w łonie Cizety stał się jednym z najbardziej hałaśliwych silników swoich czasów. Intryga polegała na tym, że silnik Cizeta nie był w rzeczywistości prawdziwym V16. W rzeczywistości były to dwa silniki V8 połączone w jeden. W dwóch silnikach V8 zastosowano pojedynczy blok i centralny czas. Co to robi To nie czyni tego bardziej szalonym - lokalizacja. Silnik jest zamontowany poprzecznie, a środkowy wał dostarcza moc do tylnych kół.

Cizeta-Moroder / Cizeta V16T (1991-1995)

Supersamochód był produkowany od 1991 do 1995 roku, samochód ten był składany ręcznie. Początkowo planowano produkować 40 supersamochodów rocznie, następnie ten poziom obniżono do 10, ale ostatecznie, w ciągu prawie 5 lat produkcji, wyprodukowano tylko 20 samochodów. (Zdjęcie 1991 Cizeta-16T Moroder)

Silniki Commer Knocker były w rzeczywistości inspirowane francuską rodziną silników przeciwtłokowych, które były produkowane w dwóch, czterech, sześciu cylindrach aż do wczesnych lat dwudziestych XX wieku. Tak to działa w wersji dwucylindrowej: tłoki w dwóch rzędach naprzeciw siebie we wspólnych cylindrach w taki sposób, że tłoki każdego cylindra przesuwają się do siebie i tworzą wspólną komorę spalania. Wały korbowe są synchronizowane mechanicznie, a wałek wydechowy obraca się przed wałem dolotowym o 15-22 °, moc pobierana jest z jednego z nich lub z obu.

Tłok przeciwbieżny Gobron-Brillié (1898-1922)

Silniki seryjne były produkowane w zakresie od 2,3-litrowych „dwójek” do 11,4-litrowych szóstek. Była też monstrualna czterocylindrowa wyścigowa wersja silnika o pojemności 13,5 litra. W samochodzie z takim silnikiem zawodnik Louis Rigoli po raz pierwszy osiągnął prędkość 160 km / h w 1904 roku (1900 Nagant-Gobron)

Adams-Farwell (1904-1913)

Jeśli nie przeszkadza Ci wirujący za Tobą silnik, to samochody Adams-Farwell są dla Ciebie idealne. To prawda, że \u200b\u200bnie wszystkie się obracały, tylko cylindry i tłoki, ponieważ wały korbowe tych trzy- i pięciocylindrowych silników były statyczne. Umieszczone promieniowo cylindry były chłodzone powietrzem i działały jak koło zamachowe, gdy tylko silnik został uruchomiony i zaczął pracować. Silniki były jak na swoje czasy lekkie, 86 kg ważył trzycylindrowy silnik 4,3 litra i 120 kg - 8,0 litra. Wideo.

Adams-Farwell (1904-1913)

Same samochody były wyposażone w silnik z tyłu, przedział pasażerski znajdował się przed ciężkim silnikiem, a układ był idealny do odniesienia maksymalnych obrażeń pasażerów w wypadku. U zarania motoryzacji nie myśleli o wysokiej jakości materiałach i niezawodnym designie; w pierwszych wagonach samojezdnych drewno, miedź i sporadycznie metal, nie najwyższej jakości, stosowano w staroświecki sposób. Prawdopodobnie nie było zbyt przyjemnie czuć za plecami pracę 120-kilogramowego silnika wirującego do 1000 obr / min. Jednak samochód był produkowany przez 9 lat. (Zdjęcie 1906 Adams-Farwell 6A Convertible Runabout).

Trzydzieści cylindrów, pięć bloków, pięć gaźników, 20,5 litra. Ten silnik został opracowany w Detroit specjalnie na potrzeby wojny. Chrysler zbudował A57, aby zrealizować zamówienie na silnik czołgowy z okresu II wojny światowej. Inżynierowie musieli pracować w pośpiechu, maksymalnie wykorzystując dostępne komponenty.

PREMIA. Niesamowite silniki nieprodukowane: Chrysler A57 Multibank

Silnik składał się z pięciu rzędowych samochodów osobowych o pojemności 251 cm3 rozmieszczonych promieniowo wokół centralnego wału wyjściowego. Moc okazała się 425 KM. używany w czołgach M3A4 Lee i M4A4 Sherman.

Drugi bonus to jedyny silnik wyścigowy w recenzji. 3,0-litrowy silnik używany przez BRM (British Racing Motors), 32-zaworowy silnik H-16, łączący zasadniczo dwie płaskie ósemki (Silnik w kształcie litery H - silnik, którego konfiguracja bloku cylindrów przedstawia literę „H” w układzie pionowym lub poziomym. Silnik w kształcie litery H można rozpatrywać jako dwa silniki typu bokser umieszczone jeden na drugim lub jeden obok drugiego, z których każdy ma swój własny wały korbowe)... Moc silnika sportowego późnych lat 60. była więcej niż wysoka, ponad 400 KM, ale H-16 był znacznie gorszy od innych modyfikacji pod względem masy i niezawodności. Widział kiedyś podium podczas Grand Prix USA, kiedy Jim Clark odniósł zwycięstwo w 1966 roku.

PREMIA. Niesamowite silniki nieprodukowane: British Racing Motors H-16 (1966-1968)

16-cylindrowy silnik nie był jedynym, przy którym majstrowali faceci z BRM. Opracowali również 1,5-litrowy silnik V16 z doładowaniem. Rozwijał się do 12 000 obrotów na minutę i wytwarzał około 485 KM. Fajnie by było zamontować taki silnik w Toyocie Corolla AE86, entuzjaści z całego świata myśleli o tym nie raz.