Motorët e pazakontë të benzinës të shekullit të kaluar. Nxënësit e shkollës shpikën motorin më të fuqishëm në botë

Prezantimi
Lenini e quajti transportin "kryesore, ndoshta, ose një nga bazat më të rëndësishme të të gjithë ekonomisë sonë" 1. Zhvillimi i transportit dhe çështjet e përmirësimit të punës së transportit rrugor - në veçanti, vëmendje e madhe i kushtohet të gjitha vendimeve të partisë dhe qeverisë së vendit tonë. Në planin e dhjetë pesëvjeçar, parkimi i makinave do të plotësohet me automjete të reja të rënda. Në 1980, do të prodhohen 2.1-2.2 milion automjete, përfshirë 800-825 mijë kamionë. Prodhimi i autobusëve, automjeteve të rënda, rimorkiove dhe gjysmërimorkiove për to do të rritet. Për më tepër, vëmendje e veçantë i kushtohet përmirësimit të karakteristikave teknike dhe ekonomike të automjeteve - performancës së tyre, efikasitetit në punë, zvogëlimit të konsumit të materialit, besueshmërisë.
Zemra e çdo njësie transporti është motori, dhe të gjitha këto kërkesa vlejnë për të. Përmirësimi i efikasitetit të karburantit dhe besueshmërisë së motorëve, zvogëlimi i peshës së tyre, krijimi i modeleve të thjeshta dhe të avancuara teknologjikisht, zvogëlimi i toksicitetit të shkarkimit dhe zhurmës së prodhuar nga motori janë detyrat kryesore me të cilat përballet ndërtesa moderne e motorit.
Shpikësit sovjetikë, racionalizuesit dhe novatorët e prodhimit japin një kontribut të madh në përmbushjen e detyrave me të cilat përballet ekonomia kombëtare dhe në zhvillimin e zgjidhjeve të reja efektive. Puna e tyre u vlerësua shumë në Kongresin e 25 -të të CPSU.
Sekretari i Përgjithshëm i Komitetit Qendror të CPSU Shoku Leonid I. Brezhnev në një raport në Kongresin XXV të Partisë "Nga
1 V.I. Lenini. Poli. grumbullimi cit., v. 44, f. 302.
Chet i Komitetit Qendror të CPSU dhe detyrat e menjëhershme të partisë në fushën e politikës së brendshme dhe të jashtme "theksuan:
“... Ne kemi arritur një rritje të dukshme të potencialit shkencor dhe teknik. Pjesa e përparme e kërkimit shkencor është bërë edhe më e gjerë. Krijimtaria e qindra mijëra shpikësve dhe novatorëve po merr vrull ".
Kjo broshurë i kushtohet llojeve të mundshme të motorëve të pazakontë të së ardhmes së afërt dhe kryesisht veprave të shpikësve tanë vendas.

Nëse shikoni nëpër revista të njohura dhe gjeni artikuj rreth motorëve atje, atëherë lexuesi i papërvojë me siguri do të ketë përshtypjen se ditët e motorëve konvencionalë me djegie të brendshme (ICE) janë të numëruara - aq shumë është shkruar dhe folur kohët e fundit për automjetet elektrike, turbo lokomotivat dhe madje edhe motorët me avull. Kjo përshtypje është e gabuar. Parashikimet e shumta parashikojnë që në vitin 2000 do të prodhohen 60-75 milion automjete (Fig. 1, kurba 5), ​​dhe numri i flotës së makinave do të arrijë në 500-750 milion njësi. Pothuajse 95% e trafikut të udhëtarëve dhe gati 90% e mallrave do të kryhet me rrugë. Dhe pjesa e luanit prej tyre do të bjerë mbi supet e motorit të pistonit pa moshë.
Nuk ka dyshim se motori me djegie të brendshme do të pësojë ndryshime të rëndësishme. Ekipet e mëdha të shkencëtarëve dhe inxhinierëve po kërkojnë zgjidhjet më efektive si për motorët konvencionalë ashtu edhe për motorët e llojeve të reja, ende jo të përhapura.
Konturet e mundshme sasiore të sferave të ndikimit të llojeve të ndryshme të motorëve në prodhimin botëror deri në 2000 janë treguar në Fig. 1. Autori beson se pjesa modeste e "Wankels" të famshëm (kurba 1) do të jetë e papritur për shumë njerëz. Në të ardhmen e parashikueshme, ata do të zhvendosin jo më shumë se 5% të motorëve konvencionalë me djegie të brendshme, dhe prodhimi i tyre deri në 1985 nuk do të kalojë 2 milion njësi. në vit. Tashmë, mund të themi me siguri se fusha kryesore e aplikimit të këtyre motorëve do të jenë motoçikleta, varka, moto -motorë dhe motorë dëbore. Deri në vitin 1985, 50% e flotës së automjeteve të tilla do të pajisen me motorë rank-la. Megjithatë, shumë më pak e publikuar
"Stirling" e shoqëruar me një turbinë me gaz demonstrojnë ritme të paparë rritjeje (kurba 3). Prodhimi i tyre në masë do të fillojë që në 1981 dhe deri në 1985 do të përbëjë deri në 10% të prodhimit të përgjithshëm të motorëve të automobilave. Fusha kryesore e aplikimit të tyre në fillim do të jenë kamionët e rëndë. Me zhvillimin e modeleve kompakte të motorëve Stirling dhe një motor me turbinë me gaz (GTE), pjesa e tyre në bilancin total do të rritet në mënyrë të qëndrueshme.
Kurba 4 ka ngritjen më intensive, e cila karakterizon prodhimin e motorëve të përmirësuar konvencionalë me djegie të brendshme. Deri në vitin 1980, shumica dërrmuese e motorëve me djegie të brendshme do të kenë para-djegie me shpërndarje të shtresuar të ngarkesës, injektim të drejtpërdrejtë të karburantit ose përmirësime të tjera të rrjedhës së punës që synojnë kryesisht uljen e toksicitetit të shkarkimit. Sa i përket kurbës 2, ajo ilustron dinamikën e mundshme të prodhimit të automjeteve elektrike. Tashmë, flota e automjeteve elektrike numëron dhjetëra mijëra njësi. Në një numër vendesh, programet e zhvillimit të automjeteve elektrike subvencionohen nga qeveritë. Janë zhvilluar bateri dhe qeliza karburanti me konsum të shtuar të energjisë (mbi 200 Wh për 1 kg peshë). Dhe në të njëjtën kohë, kostoja e lartë, dhe më e rëndësishmja
Oriz. 1. Parashikimi i prodhimit të motorëve të automobilave:
1 - Motorë Wankel; 2 motorë për automjete elektrike; 3 - Turbinat me gaz të motorëve Stirling; 4 - motorë të përmirësuar me djegie të brendshme të skemës së zakonshme; 5 - dinamika e prodhimit të makinave, kilometrazhi dukshëm më i ulët i automjeteve elektrike nga një karikim i vetëm (karburant) do të pengojë shpërndarjen e tij të përhapur për një kohë të gjatë. Në vitin 1990, pjesa e automjeteve elektrike do të jetë afër 10%, dhe në vitin 2000 do të jetë 20 - 35%.
Rënia e epokës së motorit pistoni nuk konfirmohet aspak nga të dhënat e parashikimit. Rathershtë më tepër një lloj reklamimi për automjetet elektrike, Wankels, motorët me turbina me gaz.
Të gjitha sulmet ndaj makinës ekzistuese janë shkaktuar kryesisht nga toksiciteti i shkarkimit. Transporti rrugor përbën 35% të ndotjes së ajrit. Shifra është mbresëlënëse. Prandaj, të gjitha vendet shumë të zhvilluara kanë lëshuar dhe miratuar standarde për toksicitetin e gazrave të shkarkimit të automjeteve në vitet e fundit. Kompanitë e automobilave kanë ngritur bujë duke i quajtur kërkesat e standardeve "të parealizueshme", "të paarsyeshme", "super të ashpra". Sidoqoftë, të gjitha makinat e 1975 i plotësojnë këto kërkesa. Edhe një rënie e papërfillshme e toksicitetit në krahasim me kërkesat e standardeve përdoret si një karrem i ndritshëm reklamues.
Thashethemet e gazetave dhe ankesat për ashpërsinë e standardeve janë përdorur nga kompanitë për të rritur çmimet e makinave me një mesatare prej 20 deri në 25%, megjithëse të gjitha ndryshimet reduktohen kryesisht në zhvillimin e karburatorëve të përmirësuar, përdorimin e sistemeve të injektimit të drejtpërdrejtë të karburantit dhe djegësit e mëvonshëm ose katalizatorë të instaluar në silenciatorë.
Sistemet thelbësisht të reja, thelbi i të cilave është, për shembull, shndërrimi i benzinës në një gjendje avulli duke përdorur një shkëmbyes nxehtësie ose ndarje paraprake të benzinës dhe shndërrimin e saj në një gaz të djegshëm, janë ende duke u zhvilluar. Por edhe këto sisteme nuk janë në gjendje të zgjidhin rrënjësisht problemin e një makine premtuese, e cila është e lidhur pazgjidhshmërisht me zgjedhjen e llojit të karburantit për motorin.
Vitet e fundit, puna në automjetet me cilindra gazi që përdorin një përzierje të gazrave të lëngshëm të hidrokarbureve, si rregull, propan të lëngshëm dhe butan si lëndë djegëse, është intensifikuar ndjeshëm, gjë që bën të mundur uljen e toksicitetit. Përdorimi i gjerë i automjeteve me cilindra gazi pengohet nga numri ende i kufizuar i stacioneve të mbushjes së gazit.
tions, si dhe një rënie të fuqisë së motorit nga. 10 - 20%.
Gazi natyror i lëngshëm, metani, është më premtues. Përdorimi i gazit natyror të lëngshëm lejon jo vetëm që të zvogëlojë ndjeshëm toksicitetin e gazrave të shkarkimit (për shkak të përbërjes homogjene të karburantit dhe thjeshtësisë së strukturës kimike), por edhe të rrisë ndjeshëm jetën e shërbimit, ose fuqinë e motorit. Sidoqoftë, temperatura e ulët e gazit natyror të lëngshëm (-160 ° C) kërkon prodhimin e një rezervuari karburanti sipas parimit të termos, i cili nuk është i vështirë me gjendjen aktuale të teknologjisë kriogjenike.
Puna e gjerë për shndërrimin e flotës së automjeteve në gaz natyror të lëngshëm është kryer në Shtetet e Bashkuara. Makinat eksperimentale u prodhuan gjithashtu nga firmat evropiane si Steyer-Pooh (Austri), Mercedes-Benz (Gjermani), Saviem (Francë). Flota e këtyre makinave tashmë arrin dhjetëra mijëra.
Në vendin tonë, për të përmirësuar atmosferën e qyteteve të mëdha, u miratua një dekret për transferimin e një numri të konsiderueshëm kamionësh në gaz të lëngshëm të naftës, dhe po punohet për të përdorur gazin natyror të lëngshëm si lëndë djegëse. Në 1975, makinat e para që funksiononin me gaz të lëngshëm u shfaqën në rrugët e Moskës. Ato mbushen në stacionet speciale të mbushjes së gazit.
Duke marrë parasysh perspektivat e makinave që funksionojnë me gazra të lëngshëm, nuk mund të mos përmendim hidrogjen të lëngshëm. Deri më tani, është përdorur me sukses vetëm në raketa. Sidoqoftë, ky është padyshim karburanti i së ardhmes për makinat, si për shkak të rezervave të pakufizuara të hidrogjenit, ashtu edhe për shkak të pastërtisë më të lartë të produkteve të djegies (teorikisht, produktet e djegies së hidrogjenit përbëhen nga avulli i ujit).
Përvoja e parë e suksesshme e përdorimit të hidrogjenit si lëndë djegëse për motorët me naftë me injeksion të drejtpërdrejtë u krye në Universitetin e Oklahoma (SHBA) në 1968 - 1970, ku tre motorë eksperimentalë punuan në stendë për dy vjet, dhe karakteristikat e tyre të fuqisë mbetën praktikisht e pandryshuar. E vetmja pengesë e hidrogjenit është nevoja për ta ruajtur atë në një gjendje të lëngshme në një temperaturë jashtëzakonisht të ulët - 250 ° C. Prandaj, dhe gjithashtu për shkak të
Meqenëse hidrogjeni konsiderohet shpërthyes (nga rruga, në mënyrë të paarsyeshme), futja e këtij lloji të karburantit mund të pritet jo më herët se përdorimi i përhapur i makinave që punojnë me metan të lëngshëm, domethënë diku jashtë vitit 1990.
Vërtetë, është e mundur që metoda e gjetur kohët e fundit për ruajtjen e hidrogjenit në përbërjet pluhur të disa metaleve (për shembull, në hidridet e lantan-nikelit) do ta afrojë disi këtë periudhë. Thelbi i metodës qëndron në kapacitetin e madh absorbues të hidrideve në lidhje me hidrogjenin. Në një vëllim njësi pluhuri në presion pothuajse atmosferik, hidrogjeni ruhet pothuajse aq sa në një cilindër me presion 1000 kg / cm2!
Një parim interesant u përdor nga specialistët e Institutit të Problemeve të Inxhinierisë Mekanike të Akademisë së Shkencave të SSR të Ukrainës në bashkëpunim me kolegët nga Moska, Leningradi dhe një numër republikash të Bashkimit. Në bazë të "Moskvich" ata krijuan një model eksperimental të një makine, në motorin e së cilës u zëvendësua benzina. hidrogjen. Me makinë, në vend të një rezervuari me benzinë, ka një reaktor miniaturë. Pluhuri metalik në të kombinohet me ujë. Ndodh një reaksion kimik, duke rezultuar në lirimin e hidrogjenit. E përzier me ajër, futet në cilindrin e motorit. Sistemi i karburantit është i papërshkueshëm nga shpërthimi.
Perspektiva e gazrave të lëngshëm dhe hidrogjenit dëshmohet nga fakti se edhe tani kostoja e gazit natyror të lëngshëm nuk e tejkalon koston e benzinës, dhe kostoja e hidrogjenit të lëngshëm është afër tij. Gazi i lëngshëm dhe hidrogjeni i lëngshëm mund të përdoren si lëndë djegëse për të gjitha llojet e motorëve. Mund të supozohet se cilësitë pozitive të këtyre karburanteve do të sigurojnë aplikimin e tyre në faza në të gjitha modelet e reja dhe të përmirësuara të motorëve.
Por karburanti "më i pastër" është, natyrisht, energjia elektrike. Prandaj, pothuajse të gjithë artikujt mbi automjetet elektrike, pa përjashtim, fillojnë me tezën se problemi i ndotjes së mjedisit mund të zgjidhet përmes zhvillimit të tyre. Sidoqoftë, që nga viti 1900, intensiteti specifik i energjisë i baterive është rritur vetëm nga 15 në 40 - 50 W * h / kg, dhe për të siguruar konkurrencën e një automjeti elektrik, sipas ekspertëve, një intensitet energjie prej të paktën 220 Wh / kg kërkohet, pra 4 - 5 herë më e lartë se llojet ekzistuese.
Pritet që bateritë litium, zink-ajër dhe natriumi-squfur dhe qelizat e karburantit me një përmbajtje të veçantë të energjisë deri në 200 Wh / kg, domethënë, akoma më pak se sa kërkohet, do të bëhen të përhapura vetëm në 10 vitet e ardhshme. Prandaj, fillimi i një prodhimi të gjerë të automjeteve elektrike mund të pritet jo më herët se 1985, dhe pastaj vetëm me supozimin e një përparimi të përshpejtuar në teknologjinë e baterive. Në të ardhmen e afërt, zhvillimi i këtij lloji të transportit do të kufizohet nga intensiteti i ulët i energjisë, pesha e konsiderueshme, jeta e kufizuar e baterisë dhe një numër arsyesh të tjera.
Puna për rritjen e jetëgjatësisë së baterisë deri në 400 - 500 cikle rimbushjeje, e cila është e barabartë me vetëm 2 - 3 vjet funksionim, është ende duke u zhvilluar, dhe në këtë drejtim, perspektivat janë shumë më pak premtuese sesa në drejtim të rritjes së intensitetit të energjisë. Kostoja e rritur e automjeteve elektrike është gjithashtu e rëndësishme, e cila përcaktohet jo vetëm nga çmimi i lartë i furnizimit me energji elektrike *, por edhe nga përdorimi i përhapur i metaleve relativisht të shtrenjta të lehta dhe plastikës në ndërtim. Kjo e fundit është e nevojshme të paktën për të sjellë peshën totale të një automjeti elektrik më afër peshës së një automjeti me një motor me djegie të brendshme të së njëjtës klasë.
Skemat tashmë të testuara të termocentraleve të kombinuara, në të cilat, së bashku me motorët elektrikë, përdoren motorë me djegie të brendshme, nuk ndryshojnë pozicionin. Zakonisht, në skema të tilla, motori me djegie të brendshme funksionon në një mënyrë (për të zvogëluar toksicitetin e shkarkimit) vetëm për të rimbushur bateritë. Por në të njëjtën kohë, humbjet e energjisë arrijnë 40%. Kështu, skema nuk ka perspektiva të veçanta.
Skema e një termocentrali të kombinuar, të zbatuar nga Bosch (Gjermani), ku motori me djegie të brendshme duke përdorur një tufë të veçantë mund të lidhet me lëvizjen elektrike të rrotave në kohën e duhur, ka zvogëluar sasinë e humbjes së energjisë në 10%. Sidoqoftë, pesha e një instalimi të tillë, të destinuar për një makinë pasagjerësh, u rrit me 400 kg, dhe kostoja - me 30% në krahasim me drejtimin nga një motor konvencional me djegie të brendshme. "Një studim i firmës Bosch në fushën e mbrojtjes së mjedisit", konkurrentët e firmës e quajtën këtë dizajn.
1 Në BRSS, kostoja e një baterie magazinimi për një makinë pasagjerësh është rreth 10% e kostos së një motori /
Pra, përkundër bollëkut të automjeteve elektrike eksperimentale dhe madje serike, ato nuk mund të konsiderohen si një konkurrent serioz për makinat me motor pistoni.
E njëjta gjë mund të thuhet deri më tani për makinat xhiro ekzotike, në të cilat akumuluesi i energjisë është një xhiroskop (volant). Puna kërkimore dhe zhvillimore, përfshirë. dhe në vendin tonë, na lejoni ta konsiderojmë këtë lloj transporti si një konkurrent, para së gjithash, të automjeteve elektrike. Në të vërtetë, duke qenë në përpjesëtim me këtë të fundit në peshë dhe kilometrazh, xhirot mund të kompensojnë mungesën e energjisë nga pothuajse çdo prizë elektrike, e cila shërben si avantazhi i tyre i padyshimtë.
Duhet të theksohet se e gjithë puna në makina elektrike dhe xhiro vuan nga një lloj njëanshmërie. Duke reklamuar "sterilitetin" e këtij lloji të transportit, autorët nuk marrin parasysh nevojën për një studim gjithëpërfshirës shkencor të problemit të përdorimit të tyre. Në të vërtetë, në thelb, automjetet elektrike mbajnë burimin e ndotjes vetëm jashtë qyteteve, duke e zhvendosur atë mbi supet e industrisë së energjisë elektrike. Shtë vlerësuar se nëse 14 milionë motorë të djegies së brendshme të automobilave (niveli i 1974 në RFGJ) zëvendësohen me motorë elektrikë, bateritë e të cilëve ngarkohen çdo ditë nga ora 10 pasdite deri në 6 të mëngjesit, konsumi i energjisë elektrike do të jetë rreth 100,000 MW. Një konsum i tillë i energjisë mund të sigurohet, për shembull, nga 500 (!) Centralë bërthamorë me kapacitet 200 MW (!) Secila. Lëshimi i nxehtësisë nga një sistem i tillë energjie është kolosal. Duke marrë parasysh këtë aspekt, si dhe bilancin e ardhshëm të energjisë elektrike për secilin vend individual (tashmë ka një mungesë të energjisë elektrike në Shtetet e Bashkuara), ka shumë të ngjarë të çojë në faktin se përtej vitit 2000, makinat elektrike dhe xhiro nuk do të mjetet mbizotërojnë si një mjet transporti.
Një faktor i rëndësishëm, i cili duket paradoksal, është efikasiteti i ulët i përdorimit të energjisë në sistemin "termocentrali - automjet elektrik". Efikasiteti i tij nuk kalon 15%. Funksionimi i sistemit në shkallë planetare është i barabartë me humbjen e energjisë. Njerëzimi mund të përballojë një luks të tillë vetëm duke pasur parasysh rrethanat ekstreme, për të ruajtur qëndrueshmërinë e qyteteve të mëdha, atmosfera e të cilave po helmohet gjithnjë e më shumë nga gazrat e shkarkimit.
motor me djegie të brendshme zaai. Dhe vetëm kur burimet minerale të planetit konsumohen, metodat e prodhimit të energjisë elektrike dhe vetë automjetet elektrike përmirësohen, numri i tyre mund të rritet ndjeshëm. Ndoshta, sepse pak guxojnë të shikojnë përtej kufirit të mijëvjeçarit të dytë deri më tani. Dhe është e mundur që deri në atë kohë do të ketë lindur një lloj transporti individual i paparë.
Në vendin tonë, sektori i shërbimeve do të bëhet konsumatori më i madh i automjeteve elektrike në të ardhmen e parashikueshme. Shkencëtarët dhe inxhinierët nga Moska, Kharkovi, Kaliningradi, Jerevani, Zaporozhye po punojnë në këtë drejtim. Një makinë elektrike e pasagjerëve për përdorim individual do të nxitojë përgjatë rrugëve jo më herët se 1990.
Vitet e fundit, mund të dëgjohet mendimi se tani është e kotë të zhvillosh lloje të reja motorësh: po vjen një shekull turbina dhe motorë elektrikë. Kjo tezë është hedhur poshtë plotësisht nga të dhënat në Fig. 1 madje duke marrë parasysh papërsosmërinë e parashikimeve: deri në vitin 2000, të paktën gjysma e motorëve të sapo prodhuar (!) Do t'i qëndrojnë besnikë skemave të shpikura në shekullin e kaluar: Otto, Diesel, Stirling. Sidoqoftë, niveli aktual i zhvillimit të shoqërisë kërkon përmirësime të rëndësishme si në hartimin e këtyre motorëve ashtu edhe në proceset e punës që ata zbatojnë në mënyrë që të rrisin efikasitetin dhe ekonominë, të zvogëlojnë peshën dhe të zvogëlojnë efektet e dëmshme në mjedis. Perspektiva e punës së caktuar të kërkimit dhe zhvillimit të kryer në shkallë kombëtare dhe nga entuziastë individualë mund të paraqitet në sekuencën vijuese:
1. Përmirësimet në ICE konvencionale.
2. Zhvillimi i motorëve me djegie të jashtme dhe turbinave me gaz.
3. Përmirësimi i drejtimit elektrik për automjetet.
4. Krijimi i motorëve me pistoni rrotullues.
Sigurisht, kjo shpërndarje është shumë arbitrare. Sidoqoftë, në këtë broshurë, e cila fokusohet kryesisht në motorët me pistoni dhe pistoni rrotullues, autori preferon të ndjekë këtë sekuencë. Dhe për të treguar se si jo historike
nevoja për të bërë ndryshime në modelin e tyre, si dhe vazhdimësia e shumë zgjidhjeve, fton lexuesin që së pari të njihet shkurtimisht me historinë e motorit.
Pak histori
Tre shekuj më parë, në 1680, shkencëtari mekanik holandez Christian Huygens shpiku "motorin e pluhurit". Sipas kësaj ideje, nën pistonin, të vendosur në një cilindër vertikal, ishte e nevojshme të vendosni një barut baruti dhe ta vini zjarrin përmes një vrimë të vogël në murin e cilindrit. Produktet e djegies do të hidhnin pistonin deri në një hapje të madhe që komunikon dhomën e djegies me atmosferën. Duke zbritur, pistoni duhej të tërhiqte ngarkesën e pezulluar në blloqe. Për epokën e Huygens ishte një "kolos" i jashtëzakonshëm (termat "motor" ose "makinë" nuk ishin shfaqur ende), sepse atëherë motori i vetëm i fuqishëm ishte një rrotë uji.
Në atë kohë, vetë H. Huygens u interesua për bluarjen e lenteve për teleskopët gjigantë, sipas koncepteve të sotme, me një gjatësi fokale deri në 60 m. Prandaj, ai i besoi ndërtimin e një "kolosi" të pasigurt një studenti - fizikan francez Denis Papin, i cili e mishëroi idenë në metal. Emri i tij gjithashtu hap historinë e motorëve të nxehtësisë. Pretendimi i përhapur se motori me avull ishte i pari që u shfaq është i pasaktë. "Makina e barutit" e D. Papen është një prototip i një motori modern me djegie të brendshme, pasi djegia brenda një cilindri është tipari i tij integral.
Duke u marrë me "kolosin" për disa vjet, Papen kuptoi se baruti nuk është karburanti më i mirë. Fati i dërgoi mësues të rinj të shquar në atë kohë. Në Angli, ai u takua me Robert Boyle, i cili studioi gjendjen e gazrave, dhe më vonë, në Gjermani, me matematikanin Gottfried Leibniz. Isshtë e mundur që puna e tyre e ndihmoi D. Papen të krijojë një "motor me avull-atmosferik" në të cilin një pistoni ngriti "avujt e ujit të marrë me anë të zjarrit". Kur burimi i nxehtësisë (zjarri) u hoq, avulli "përsëri u kondensua në ujë" dhe pistoni, nën ndikimin e peshës dhe presionit atmosferik1 (!), U mbyt.
1 Kur avulli kondensohet nën piston, formohet një vakum.
Dhe megjithëse avulli tashmë përdoret këtu, makina e re Papen nuk mund të quhet avull: lëngu i punës në të nuk largohet nga cilindri dhe vetëm burimi i nxehtësisë ndodhet jashtë. Prandaj, mund të themi se pas motorit me djegie të brendshme, Papen shpiku motorin me djegie të jashtme. Motori i parë në botë me djegie të jashtme bëri vetëm një goditje në minutë, e cila as nuk plotësonte kërkesat jo modeste të atyre kohërave. Dhe Papen, duke ndarë bojlerin nga cilindri, shpiku motorin me avull!
Makina e parë në botë me avull-atmosferik ra në "nxënës" në rrotën e ujit. Në librin e D. Papen "Arti i ri i ngritjes efektive të ujit në lartësi duke përdorur zjarrin" thuhet se ajo pomponte ujë në mënyrë që të ... rrotullohej rrota e ujit.
Shekulli XVIII. Ai nuk solli një histori të re të ICE. Por Thomas Newcomen në Angli (në 1711), Ivan Polzunov (në 1763) dhe anglezi James Watt (në 1784) zhvilluan idetë e D. Papfsch. Filloi jeta e pavarur e motorit me avull, marshimi i tij triumfues. Mbështetësit e djegies së brendshme gjithashtu janë ringjallur. A nuk është joshëse të kombinosh si kutinë e zjarrit ashtu edhe bojlerin e një motori me avull me cilindrin e tij? Dikur Papen bëri të kundërtën, por tani ...
Në 1801, francezi F. Le Bon sugjeroi që gazi ndriçues është një karburant i mirë për një motor me djegie të brendshme. U deshën 60 vjet për ta kthyer idenë në realitet. Bashkatdhetari i tij, Jacques Etienne Lenoir, një belg nga kombësia, nisi motorin e parë në botë me djegie të brendshme në 1861. Sipas modelit të tij, ishte një motor avulli me veprim të dyfishtë pa bojler, i përshtatur për djegien në të4 një përzierje ajri dhe gaz ndriçimi të furnizuar me presion atmosferik.
Nuk mund të thuhet se Lenoir ishte i pari. Gjatë 60 viteve të fundit, zyrat e patentave kanë marrë kërkesa të shumta për "privilegje" për të ndërtuar motorë të pazakontë të nxehtësisë. Për shembull, në 1815, "motori i nxehtësisë së ajrit" i Robert Stirling u vu në punë, i cili në 1862 u shndërrua në një makinë ftohëse. Kishte përpjekje të tjera për të ndërtuar një motor me djegie të brendshme.
Por vetëm motori i Lenoir u bë i përhapur, përkundër faktit se ishte i rëndë, kapriçioz, thithi shumë lubrifikant dhe ujë, për të cilin madje mori pseudonimin jo lajkatues "copë proshutë rrotulluese". Por Jacques Lenoir fërkoi duart - kërkesa për "copa proshutë" u rrit. Sidoqoftë, ai nuk triumfoi për një kohë të gjatë. Në Panairin Botëror në 1867 në Paris, në kundërshtim me pritjet, çmimi i parë iu dha "motorit me gaz atmosferik" të sjellë nga Gjermania nga Nikolaus Otto dhe Hey gen Langen. Ai i shurdhoi vizitorët me një përplasje të jashtëzakonshme, por konsumoi shumë më pak karburant sesa motori Lenoir dhe kishte një efikasitet 10% më të lartë. Sekreti i suksesit të tij është ngjeshja paraprake e përzierjes së punës, e cila nuk ishte në motorët e Lenoir.
Në vitin 1824, inxhinieri francez Nicola Leonard Sadi Carnot botoi një libër "Reflektime mbi forcën lëvizëse të zjarrit dhe në makinat e afta për të zhvilluar këtë forcë". Fishekzjarret e ideve: parimet e transferimit të nxehtësisë, kriteret për krahasimin e të gjithë cikleve termike, bazat e termodinamikës së motorëve dhe, ndër to, para-ngjeshja, u shpërndanë nëpër faqet e këtij libri të vogël. Dhjetë vjet më vonë, këto ide u zhvilluan nga B. Clapeyron, dhe pak më vonë - nga W. Thomson. Tani këta emra janë të njohur për të gjithë. Por as Lenoir, as Otto, as Langen nuk dinin asgjë për punët e tyre. Ata preferuan eksperimentin ndaj teorisë. As nuk e dinin se në 1862 francezi A. Beau de Roche kishte patentuar tashmë ciklin me katër goditje. Dhe hapi i dytë me radhë është kompresimi paraprak i përzierjes së punës.
Motori me katër goditje, i cili praktikisht nuk ndryshon nga motorët modernë me djegie të brendshme, u soll nga Otto dhe Lange vetëm në Ekspozitën Botërore të 1873. Para kësaj, shpikësit jo vetëm që përdorën përvojën e prodhimit të motorëve me avull, por përdorën të njëjtin mekanizëm të kohës së valvulave si i tyre. Motori i ri kishte valvola në vend të valvulës.
Pozicionet e paarritshme të motorit me avull u tronditën. Motori me djegie të brendshme shkoi në ofensivë. Pasi punoi për një kohë të shkurtër në gazin e llambës, ai filloi të punojë në një gaz më shumë kalori - gaz gjenerator. Dhe pastaj, dhe në fillim më dukej e pabesueshme, arrita te karburanti i lëngshëm "i pazakontë".
Motori me avull nuk hoqi dorë menjëherë. Në 1880, MD Mozhaisky urdhëroi dy motorë me avull për aeroplanin e tij. Rreth peshës "specifike" të barabartë me 5 kg / l. me., projektuesit e motorit me djegie të brendshme në atë kohë vetëm ëndërronin, dhe M. Mozhaisky e arriti këtë pa shumë vështirësi. Por tetë vjet më vonë, Partneriteti për Ndërtimin e Aeroplanit Rossiya do të instalonte në aeroplanin e tij një nga motorët e parë të benzinës në botë, të ndërtuar nga Ogneslav Kostovich. Ai arriti butësi të jashtëzakonshme të dizajnit: 1 litër. me fuqia në motorin e saj ishte vetëm 3 kg peshë. Paraqitja e motorit ishte gjithashtu origjinale. Një palë pistona të kundërta përmes krahëve tundës të vendosur në anët rrotulluan boshtin e gungës të vendosur mbi cilindrat (Fig. 2). Motori ka mbijetuar, dhe ju mund të njiheni me të në Shtëpinë e Aviacionit në Moskë të quajtur pas M. Në "Frunze.
Në kthesën e shekullit XX. guri i fundit u vendos në ndërtimin e ndërtesës ICE. Në 1893, një inxhinier gjerman, Rudolf Diesel, doli me idenë pretencioze të një "motori racional të nxehtësisë për të zëvendësuar motorin me avull dhe motorët e tjerë ekzistues". Prototipi i parë i motorit të tij u vu në punë në 1897. Masa e mangësive u kompensua plotësisht nga një efikasitet i lartë i paparë, i barabartë me 26%. Kjo është më se e mjaftueshme për mostrën e parë. Shtë interesante që përmirësimi i motorëve Diesel, rregullimi i tyre i imët u krye nga inxhinierët rusë në uzinën e Nobelit në Shën Petersburg në 1899 - 1902. Vetëm pas kësaj nafta u bë një konkurrente e denjë për karburatorin ICE.
Përhapja masive e motorëve me djegie të brendshme ka ndryshuar në mënyrë dramatike jetën e njeriut. Zhurma e motorëve filloi të dëgjohej nga të gjitha anët. Ai i bëri këmbësorët të mblidhen nga frika kundër mureve të shtëpive, të ngrejë kureshtjen kokën lart, të shikojë me orë të tëra manipulimin e makinave të ndryshme.
Ekskursioni në historinë e motorit mund të kishte përfunduar atje. Zhvillimi i mëtejshëm vijon. Në industrinë e automobilave, që atëherë e deri më sot, kryesisht përdoren motorë me cilindra të vendosur në një ose dy rreshta, nga ana tjetër, të vendosur në një kënd (skema në formë V) ose përballë njëri-tjetrit (skema e kundërt). Me Motorët e ndërtuar sipas skemave të pazakonta më së shpeshti i detyrohen lindjes së tyre aviacionit. Duke filluar me një motor me një cilindër të ftohur me ajër në avionin e vëllezërve Wright, prodhuesit e avionëve kaluan shpejt në radiale me shumë cilindra dhe ato në linjë.
Ato në formë ylli ishin të mira për të gjithë, por me shpejtësinë e avionit të parë prej 40-60 km / orë, ato ende nuk siguruan ftohjen e nevojshme të cilindrave. Shpikësit e anashkaluan këtë pengesë duke e bërë bllokun e cilindrit të rrotullohet rreth një boshti të palëvizshëm, duke i dhënë në të njëjtën kohë botës termin "motor rrotullues" (Fig. 3).
Një pengesë për adoptimin e gjerë të motorëve të këtij lloji ishte rritja e mprehtë e ngarkesave në motorët kryesorë të shkaktuar nga forcat centrifugale.
Bashkatdhetari ynë A.G. Ufimtsev u përpoq të zvogëlojë ndikimin e forcave centrifugale duke ndërtuar një motor birotativ. Boshti dhe blloku i cilindrit filluan të rrotullohen në drejtime të ndryshme me gjysmën e shpejtësisë. Por shpejt një vendim i tillë u bë i panevojshëm - shpejtësia e avionit tejkaloi shifrën 100. Cilindrat që dilnin në anët u hodhën në mënyrë të përkryer nga rrjedhja e ajrit nga helika, por ... (kjo "por" gjithmonë endet nga një strukturë në një tjetër dhe nuk ka gjasa të qetësohet ndonjëherë) zvarritje e rëndësishme aerodinamike.
Pesha 80 kg. Shigjetat tregojnë drejtimin e rrjedhës së përzierjes së djegshme.
Oriz. 4. Diagrami i një motori avioni me dy goditje nga AA Mikulin dhe BS Stechkin (1916). Fuqia 300 kf me 1 - injeksion i drejtpërdrejtë i karburantit të lehtë, i ofruar për herë të parë në botë!
Shtypni cilindrat kundër boshtit! Bëni ato më kompakte! Kjo u parandalua kryesisht nga shufra lidhëse. Gjatësia e tij është e lidhur ngushtë me goditjen dhe diametrin e pistonit. Së shpejti u gjet një rrugëdalje. Cilindrat ishin të vendosur paralelisht me boshtin, dhe shufrat e tyre (jo shufra lidhës!) Ishin lidhur me një rondele që ishte anuar në bosht. Rezultati është një njësi kompakte e quajtur motori larës i zhdrejtë (Fig. 4). Në Rusi, ajo u përdor nga 1916 (projektuar nga A. A. Mikulin dhe B. S. Stechkin) deri në 1924 (motori i Starostin). Testet e hollësishme të kryera në 1924 zbuluan rritje të humbjeve të fërkimit dhe ngarkesa të rënda në elementë individualë, gjë që çon në mosbesueshmëri relative "dhe joefikasitet të motorëve të rrobat të zhdrejtë.
Lexuesi i vëmendshëm, djathtas, vuri re se fjala lidhës ishte theksuar në tekst. Nuk u bë menjëherë një pjesë e domosdoshme e motorëve të pistonit.
Nuk kishte asnjë shufër lidhëse në motorin me avull të Newcomen, ai tashmë i shërbente me besnikëri Ivan Polzunov, dhe Watt madje patentoi disa mekanizma për të njëjtin qëllim, pasi shufra lidhëse ishte patentuar tashmë në atë kohë.
Duke qenë zgjidhja më përparimtare e kohës së saj, duke u shërbyer rregullisht njerëzve për dy shekuj, shufra lidhëse tashmë në vitet 20 të shekullit tonë filloi të shkaktojë ankesa nga ndërtuesit e motorëve. Thuaj, dhe një lloj emri: "shufra lidhëse". Lëkundet, tundet, prish gjithçka. Dhe gab-
ritmi nuk lejon të ulet. Dhe pistonët shtypen në njërën ose në anën tjetër të cilindrit, dhe ngarkesa inerciale rritet. Me një fjalë, shufra lidhëse u bë e keqe për të gjithë. Por doli të ishte e vështirë të përballesh me të.
Ndërtuesit e motorëve të avionëve kanë rafinuar pa u lodhur modelet e tyre. Deri në vitin 1940, të gjitha gjërat e vogla u morën parasysh, e gjithë pesha e tepërt u hoq, u përdorën mijëra truke, u përdorën materialet më ekzotike. Dhe vetëm skema bazë - mekanizmi i fiksimit - nuk ka pësuar ndonjë ndryshim. Në këtë kohë, ndoshta, askush nuk mund të parashikonte triumfin e ardhshëm të motorëve jet. Prandaj, në të gjitha vendet, puna kryesore u krye për të krijuar motorë të fuqishëm të avionëve pistonë me madhësi të vogël. Por, pavarësisht punës intensive, motori i avionit pistoni me një kapacitet më shumë se 4000 litra. me nuk u krijua në asnjë vend të huaj.
Në Angli, Hiple zhvilloi një motor me pistona të kundërt dhe një bosht me gunga të vendosura mbi to. Krahët lëkundës ishin të vendosur në anët. Kjo do të thotë, britanikët ringjallën skemën Kostovich. Dhe nëse ktheni disa faqe të tjera të historisë, rezulton se kjo është gjithashtu skema e Newcomen. Vetëm ai nuk kishte fare bosht me gunga. Një litar i lidhur me zgjedhën e tërhoqi pistonin e pompës lart e poshtë. Firma e tretë zvicerane "Sulzer" shkoi jo shumë larg. Motori i tij ndryshonte nga Hipple vetëm në formën e krahut lëkundës. Edhe Zelandezët e Re bënë çmos: në lëvizjet e tyre. Trupi i lëkundësit është vendosur brenda pistoneve. Por e njëjta shufër lidhëse është e lidhur me krahët lëkundës.
Një pasardhës i denjë i mekanizmit të fiksimit ishte i nevojshëm për të gjithë, është ende i nevojshëm edhe sot e kësaj dite. Prandaj, kërkimi i tij nuk u ndal. Në pamundësi për të hequr qafe shufrën lidhëse, shpikësit e vetëm dhe ekipet e tëra filluan të ndryshojnë vendndodhjen e saj (Fig. 5). Motorë të tillë prodhohen në seri të vogla nga një numër kompanish dhe quhen "motorë me qarqe kinematike komplekse". Kishte edhe modele më ekzotike. Pra, austriakët vendosën gjashtë pistona në anët e një trekëndëshi, duke vendosur boshtin e gungës në qendër. Motori i tyre "Fia la Fernbrag" u dallua midis të tjerëve vetëm me një emër tingëllues. Karakteristikat e tij lënë shumë për të dëshiruar.
Në një aranzhim të ngjashëm të përdorur nga amerikanët, cilindra binjakë vendosen në qoshet e sheshit, dhe në qendër janë shufra lidhës të shumtë dhe dy bosht me gunga. Dizajnerët "Dina-Star" e quajtën krijimin e tyre. Por edhe në të, vetëm emri është plotësisht origjinal.
Nuk anashkalohet dhe rondele e zhdrejtë. Tani përdoret gjerësisht në motorë të ndryshëm hidraulikë. Dhe në fund të viteve 50, shpikësi anglez Hugens demonstroi motorin "më të ri" rrotullues me dymbëdhjetë cilindra në bordin e ekspertëve të kompanive kryesore të ndërtimit të motorëve. Dukej si një fuçi. Dhe e njëjta rondele e zhdrejtë ishte fshehur brenda. Dhe megjithëse Hügens argumentoi se "motori kombinon fuqinë termodinamike të një motori me djegie të brendshme me avantazhet e një turbine" dhe se "humbjet e fërkimit për shkak të mungesës së shufrave lidhës janë 60% më pak" sesa në një motor me djegie të brendshme, ekspertët u mrekulluan , ekzaminoi me kujdes motorin, dhe ... më shumë rreth nm nuk dëgjohet. Sidoqoftë, të dy shpikësit e vetëm dhe madje edhe firmat ende po përpiqen të krijojnë një motor larës të zhdrejtë të punës. Ka raporte për motorët me avull, Stirlings dhe motorët konvencionalë me djegie të brendshme që përdorin këtë skemë. Punime të tilla po kryhen edhe në vendin tonë, por ato, me sa duket, nuk kanë perspektiva të veçanta. Faji qëndron në humbjet e fërkimit që Hugens luftoi aq shumë. Në motorët me djegie të brendshme me shufra lidhës me shpejtësi të lartë dhe motorë me një rondele të zhdrejtë, 15-25% e fuqisë së dobishme shpenzohet për to. Dhe e pazakonta "Hipla", "Fiala", "Dina" dhe madje edhe më shumë.
Një tjetër "armik" i motorëve, që shfaqet tinëzisht kur rrotullohet lart, janë forcat inerciale. Ato jo vetëm që ndihmojnë forcat e fërkimit, por thjesht mbingarkojnë shumë pjesë në mënyrë të papranueshme.
Ekziston edhe një e treta - tensioni termik i cilindrit. Me një rritje të revolucioneve, dhe, rrjedhimisht, në numrin e ndezjeve, muret e cilindrit nuk kanë kohë për të hequr nxehtësinë. Dhe pastaj fërkimi i shtuar "shton vaj" në cilindrin tashmë të nxehtë.
Janë këta "armiq", të afërmit më të afërt të shufrës lidhëse, që shpikësit e të gjithë botës nuk kanë qenë në gjendje t'i kapërcejnë deri më sot. Sigurisht, nuk duhet të mendohet se zhvillimi i motorëve me humbje të reduktuara të fërkimit dhe shpejtësi të zvogëluar do të zgjidhë të gjitha problemet me të cilat përballet ndërtesa e motorit. Një nga detyrat kryesore - zvogëlimi i toksicitetit të gazrave të shkarkimit - po zgjidhet tani si si rezultat i përmirësimit të rrjedhës së punës dhe përdorimit të llojeve të tjera të karburantit, ashtu edhe si rezultat i prishjes së motorit.
Vitet e fundit, projektuesit e huaj, për shkak të shfaqjes së kërkesave të rrepta të mbrojtjes së mjedisit, u detyruan të zvogëlojnë shpejtësinë dhe raportin e ngjeshjes së motorëve të karburatorit. Dhe kjo ndikoi në mënyrë të pashmangshme në treguesit e tyre teknikë dhe ekonomikë. Pra, kapaciteti mesatar litër i motorëve të makinave amerikane tani është në nivelin 30 - 40 litra. s. / l Konsumi specifik i karburantit është rritur gjithashtu. Dhe për këtë arsye, makinat janë të pajisura me motorë më të rëndë dhe më pak efikasë. Prandaj, zhvillimi i modeleve që lejojnë ruajtjen e treguesve të efikasitetit dhe peshës së motorëve të paktën në nivelin aktual mund të konsiderohet si një nga detyrat kryesore. Siç do të tregohet më poshtë, ky problem mund të zgjidhet me sukses duke krijuar motorë të shufrave lidhës në të cilët humbjet e fërkimit zvogëlohen ndjeshëm. Në mënyrë indirekte, një vendim i tillë ndikon për mirë dhe efikasitetin, besueshmërinë e treguesve të peshës.
Një mënyrë tjetër është zhvillimi i motorëve me një dizajn thelbësisht të ndryshëm - rrotullues dhe motorë të bazuar në një cikël të ndryshëm termik. Në motorët e këtyre llojeve, shumë zgjidhje mund të përdoren në mënyrë efektive për të përmirësuar motorët konvencionalë me djegie të brendshme.
Motorët reciprokë
Motorët e Balandinit. Puna në këto motorë filloi pas Luftës së Dytë Botërore. Në ato vite, Sergei Stepanovich Balandin punoi në motorë unikë pistoni, superiorë në performancë ndaj motorëve të pistonit të avionëve të asaj kohe. Këta motorë ishin më të lehtë, më të fuqishëm, më ekonomikë, më të thjeshtë, më të besueshëm dhe më të lirë se çdo i njohur në atë kohë. Deri në vitin 1948, shtatë lloje motorësh u zhvilluan dhe u testuan me një kapacitet prej 100 deri në 3200 kf. me., dhe në 1948 - 1951. u shfaq një motor pistoni super i fuqishëm me një kapacitet prej 10,000 litrash. me., treguesit specifikë të të cilëve janë pothuajse të barabartë me ata të motorëve turbojet.
Fuqia e fazës bazë të përpunuar, e përbërë nga katër cilindra kryq, ishte aq e madhe saqë u ngrit çështja e zvogëlimit të saj, pasi nuk kishte avionë që kërkonin motorë të tillë të fuqishëm.
Tashmë mostra e parë e motorit të S. S. Balandin tregoi përparësi kolosale. Ishte 1.5 herë më i fuqishëm dhe 6 (!) Herë më i qëndrueshëm se motori i avionit M-11 në formë ylli i marrë për krahasim. Për më tepër, ai e tejkaloi atë në aspekte të tjera. Në librin "Motorët me djegie të brendshme Besshatunny" S. G. Balandin përqendroi të gjitha më të rëndësishmet në lidhje me këta motorë të jashtëzakonshëm. Difficultshtë e vështirë të përmblidhet përmbajtja e këtij libri të vogël. Secila nga faqet e saj është një zbulim. Këto shifra duken të pabesueshme. Por pas tyre janë mostra të vërteta, të testuara me përpikëri.
Në vitin 1968, revista "Shpikësi dhe racionalizuesi" Nr.4 botoi një artikull të titulluar "Motori thelbësisht i ri", ku bëhej fjalë për "një mekanizëm pa shufra për shndërrimin e lëvizjes reciproke në lëvizje rrotulluese" (faqja e autorit Nr. 164756). Autori i saj është një shpikës i ri Sevastopol E. I. Lev. Artikulli përfundoi me fjalët: "... Unë dua që motori të ndërtohet, i testuar në praktikë". Dhe gjashtë muaj më vonë, u bë e njohur për ekzistencën e certifikatës së të drejtës së autorit Nr. 118471, lëshuar në vitin 1957 S. Balandin për një "motor me djegie të brendshme me një mekanizëm pa shufra".
Në të dy formulimet, fjala "pa shufra" është e pranishme. Por çfarë fshihet pas kësaj fjale? Difficultshtë e vështirë të përgjigjesh pa eksperimente të kujdesshme. Motori (Fig. 6), i projektuar nga EI Lev, nuk është ndërtuar ende - baza teknologjike ka dështuar. Por veprat e S. Balandin bëjnë të mundur të thuhet me guxim: pas fjalës kyçe në të dy certifikatat e të drejtës së autorit, fjala "lidh pa shufra" fshihte motorë të pazakontë të së ardhmes së afërt. Do të kalojnë disa vjet dhe vetëm konservatorët e pashpresë do të projektojnë motorë me një mekanizëm tradicional të fiksimit të shufrave.
Si funksionon mekanizmi i S. Balandin pa shufra? "Nxjerrja në pah" e tij është boshti i gungës, i prerë në tre pjesë (Fig. 7, a). Pjesa qendrore e fiksimit 1 me një rreze të përgjysmuar në krahasim me rrezen e zakonshme të revistave rrotullohet lirshëm në kushineta të thjeshta të dy boshteve 2 me të njëjtën rreze. Pjesa qendrore është e mbuluar nga një mbajtës shufrash. Dy pistona janë fiksuar në shufrën 3 (përparësitë e skemës realizohen më plotësisht me pistona të kundërt). Kështu që forcat nga qafat e pjesës qendrore të boshtit nuk transmetohen në pistona, shufra në qendër ka një udhëzues të veçantë 4, i ngjashëm me kryqëzimin e kompresorëve dhe motorëve me avull. Vetëm kjo kokë kryq është e vendosur në qendër të motorit. Sinkronizimi i rrotullimit të vinçave sigurohet nga boshti 5, i cili lidhet me to nga drejtuesit e ingranazheve 6. alsoshtë gjithashtu një bosht i ngritjes së energjisë për valvulat e drejtimit dhe njësitë e tjera.
Mbajtësi i shufrës lëviz në një vijë të drejtë. Rreth qendrës së tij, duke lëvizur reciprokisht, revistat e boshtit me gunga përshkruajnë trajektoret (rrathët) e tyre. Dhe meqenëse qafat kanë një trajektore - një rreth, atëherë fiksimet pa probleme ndjekin qafat. Pra, nuk ka shufër lidhëse në motor. Prandaj, një rrjedhë e fuqishme e naftës mund të furnizohet me pistonët përmes kanaleve të gjera në kryqëzimin përgjatë shufrës në pistona, gjë që do të sigurojë ftohje të përsosur të pistonëve, e cila, nga ana tjetër, lejon që motori të përshpejtohet ndjeshëm. Vaji i ndezur kthehet gjithashtu përmes kërcellit. Për këtë, ajo ndahet në dy pjesë nga një tub. Falë rrëshqitjes së kokës në filmin e vajit, pistonët e motorëve të S. Balandin praktikisht nuk lodhen. Veshja e kapëseve të boshtit të gungës zvogëlohet me 3 - 4 herë. Shpjegimi është i thjeshtë. Në motorët konvencionalë me djegie të brendshme, e gjithë forca e presionit të gazit në pistona transmetohet në qafë, dhe në motorët e S. Balandin ka vetëm një ndryshim të dobishëm në forcat e cilindrave kundërshtarë.
Ngarkesat e reduktuara në pjesët rrotulluese çojnë në një reduktim tre deri në katërfish (!) Të humbjeve të fërkimit. Efikasiteti mekanik i motorëve të S. Balandin është 94%! Vetëm 6% në vend të 15 - 25% shpenzohen për kapërcimin e fërkimit! Dimensionet e motorëve të parë Balandin ishin më të vegjël se ato të motorit M -11, të paktën nga gjatësia e shufrës lidhëse dhe fuqia e tyre litra (fuqia maksimale e ndarë me vëllimin e punës të cilindrave në litra) - më e rëndësishmja Karakteristika e motorit ishte 1.5 herë më e lartë dhe tani momenti i dashur për të gjithë ndërtuesit e motorit - 100 kf. s. / l Për shembull, mund të kujtojmë se kapaciteti litër i motorit të një makine Zhiguli është saktësisht gjysma e tij.
Sipas S. S. Balandin, deri më tani "vetëm nga sipërfaqja" është marrë nga motorët e shufrave lidhës. Për shembull, vetëm këta motorë bëjnë të mundur që thjesht të zbatohet në mënyrë konstruktive një proces pune i dyanshëm në cilindra, për të rritur fuqinë e motorit saktësisht 2 herë.
Veprimi i dyfishtë është një term i lashtë. Nga i përkiste ICE -së së parë të Lenoir. Dhe më vonë pothuajse u zhduk nga literatura teknike. Jo vetëm sepse ka shumë vështirësi konstruktive në rrugën e zbatimit të tij. Pak motorë ekzistues me veprim të dyfishtë nuk kanë fuqi të dyfishtë, dhe për sa i përket karakteristikave specifike ata janë shumë më keq se motorët konvencionalë me djegie të brendshme. Shufra lidhëse është fajtore. Ajo kërkon patjetër një kryq të instaluar pranë tij. Dhe kjo çon në një rritje në madhësi, një rritje në peshë dhe, në përputhje me rrethanat, ngarkesa inerciale. Si rezultat - një dizajn i rëndë, me shpejtësi të ulët, kjo është arsyeja pse kjo skemë tani përdoret vetëm në motorët me naftë të fuqishëm detarë. Motori i Balandin nuk kërkon aspak një rritje të masës së pjesëve lëvizëse. Në të, për të akomoduar cilindrat e dytë, ju vetëm duhet të zgjateni pak
Ki. Rreziku i mbinxehjes së pistoneve eliminohet nga dizajni i shkëlqyer i ftohjes së pistonit me një rrjedhje të fuqishme vaji.
Të gjithë motorët super të fuqishëm të S. Balandin, ndër të cilët ekziston një motor me një kapacitet 14 mijë litra. me me një peshë prej 3.5 ton (0.25 kg / hp), ata ishin motorë me veprim të dyfishtë, përfshirë ata me kohën e valvulave të rrotullimit, gjë që bëri të mundur zvogëlimin e mëtejshëm të madhësisë. Spina, e huazuar nga motori me avull, u braktis në fillim të zhvillimit të motorit me djegie të brendshme. Pështjella tani përdoren përsëri. Vetëm në vend që gilders të lëvizin mbrapa dhe me radhë, përdoren ato rrotulluese, por thelbi i tyre është i njëjtë.
Por pse një bobinë? Me një rritje të rrotullimeve, dhe sa më të larta të jenë ato, aq më e vogël është madhësia e motorit me të njëjtën fuqi, ngarkesat inerciale në grupin e pistonit lidhës dhe pjesët e mekanizmit të valvulave rriten ndjeshëm. Në këtë të fundit, ngarkesat e rritura shkelin kohën e valvulave. Spina rrotulluese nuk është në rrezik. Nuk është për asgjë që motorët me kohën e valvulave të rrotullës kanë mahnitur kohët e fundit botën me rekorde të fuqisë së litrit. Nga 200 litra. s / l (GDR, 1960) deri në 300 kf HP / L (Japoni, 1970) Kapaciteti litër i motorëve me bobina për biçikleta garash është rritur gjatë dekadës.
S. S. Balandin ishte përpara "mbajtësve të rekordeve" për të paktën 20 vjet duke krijuar motorë të mëdhenj me fuqi të madhe. Kujtojmë që askush në botë, megjithëse specialistë nga firma të mirënjohura filluan punën, nuk arritën të thërrasin një motor avioni pistoni me një kapacitet më shumë se 4000 mijë litra. me Dhe këtu menjëherë 10 - 14 mijë, dhe nëse dëshironi, të gjitha 20 mijë. Dhe vetëm 24 cilindra. Shpejtësia mesatare e pistonit në motorët e Balandin arriti një vlerë të paparë - 80 m / s! (në motorët konvencionalë kjo shpejtësi është 10 - 15 m / s, në gara - deri në 30 m / s). Dhe efikasiteti i lartë mekanik nuk ndërhyn në ngritjen e tij edhe më të lartë.
Fuqia efektive e shembujve më të mirë të motorëve të shufrave lidhës edhe me një shpejtësi mesatare pistoni që tejkalon 30 m / s. duke u prirur në mënyrë të pakontrollueshme në zero. Mekanizmi i tunelit Bessha praktikisht nuk i përgjigjet një rritje të shpejtësisë mesatare. Fuqia efektive e motorëve të S. Balandin është 5 - 6 herë, dhe me veprim të dyfishtë është 10 herë (!) Më e lartë se ajo e shufrave lidhës. Të vogla
grafi i dhënë në libër nga S. Balandin dëshmon në mënyrë të paanshme për këtë. Grafiku është i kufizuar në intervalin e shpejtësive mesatare të pistonit deri në 100 m / s, por kthesat duket se tentojnë të dalin prej tij, sikur të nxjerrin në pah mundësitë e fshehura të kësaj skeme të jashtëzakonshme.
Shpejtësia mesatare është rpm, fuqi. Por shpejtësia është më e lartë, ngarkesat inerciale dhe dridhjet janë më të larta. Dhe këtu motorët e Balandin janë jashtë konkurrencës. Oscilogramet e dridhjeve (amplituda 0.05 - 01 mm) të mostrave më të fuqishme, të marra në tre rrafshe, duken të pabesueshme. Edhe me turbinat, dridhjet zakonisht nuk janë më pak. Bilanci ideal ruhet në çdo shumëfish të 4 numrit të cilindrave. Edhe pse, në parim, motorët me një dhe dy cilindra janë të mundshëm. Nga blloqet bazë të katër cilindrave, si nga kubet, mund të shtoni çdo kompozim pa dyshuar në karakteristikat e tyre të shkëlqyera.
Impossibleshtë e pamundur të mos thuash për ekonominë. Konsumi specifik i karburantit të motorit Balandin është mesatarisht 10% më i ulët se ai i prototipeve të shufrës lidhëse. Por kjo nuk është e gjitha! Duke mbyllur furnizimin me karburant në një ose më shumë brigje të cilindrave (dhe kjo është bërë!), Motorët mund të bëhen të funksionojnë me efikasitet të lartë dhe pothuajse konstant në modalitetet nga 0.25 në kufirin e sipërm të fuqisë nominale. Mënyra e funksionimit me ngarkesa të pjesshme, e cila është mënyra kryesore dhe, çuditërisht, mënyra më pak e studiuar e funksionimit të shumicës së motorëve, ka marrë vëmendjen maksimale kohët e fundit. Në fund të fundit, efikasiteti i motorëve konvencionalë është optimal në kufijtë e ngushtë të fuqisë dhe shpejtësisë.
Motorët me shumë cilindra, me shufra lidhës praktikisht nuk ndryshojnë efikasitetin në ndonjë ngarkesë të pjesshme. Incredibleshtë e pabesueshme, por përsëri është një fakt i verifikuar eksperimentalisht se konsumi i tyre specifik i karburantit gjithashtu mund të zvogëlohet me të paktën 10% më shumë. Kjo arrihet duke përdorur të ashtuquajturin cikël zgjerimi të zgjeruar, domethënë, me një goditje më të gjatë të pistonit. Ky cikël nuk gjen zbatim në motorët konvencionalë, pasi është e nevojshme të rritet në mënyrë dramatike madhësia e tyre. Në lidhjen e motorëve pa shufra, rritja e kërkuar në madhësi është saktësisht gjysma, dhe duke pasur parasysh madhësinë e tyre të vogël, një hap i tillë nuk ka pothuajse asnjë efekt në karakteristikat e peshës së motorit.
Dhe gjëja e fundit. Kostoja e prodhimit edhe të prototipeve të motorëve të S. Balandin është mesatarisht 1.6 herë më e ulët se ajo e atyre serike me fuqi të ngjashme. E njëjta gjë do të jetë e vërtetë për modelet e reja. Çelësi për këtë janë edhe më pak pjesë dhe prodhueshmëria e strukturave.
Motori i Schneider. Ndër motorët e pazakontë, ekziston një tjetër që gjithashtu i mungon një shufër lidhëse. Ajo u zhvillua nga kreu i grupit të uzinës së ndërtimit të naftës Riga L.I.Shneider.
Shtysa për zhvillimin e motorit ishte suksesi i motorëve Wankel. Si inxhinier i motorit, L.I. Schneider ishte i vetëdijshëm për avantazhet dhe disavantazhet e këtij modeli, dhe në zhvillimin e tij ai u përpoq të kombinonte rrotullimin e pistonit me formën e tij tradicionale. Motori doli të ishte birotativ. Sidoqoftë, ai ndryshonte nga motori i A.G. Ufimtsev, i ndërtuar në fillim të shekullit, në atë që të dy boshti i boshtit dhe blloku i cilindrit rrotullohen në të njëjtin drejtim dhe, për më tepër, se nuk ka shufra lidhës në të.
Diagrami strukturor i motorit është treguar në Fig. 8. Në një shtresë të palëvizshme me mure të hollë, e cila formon një xhaketë të ftohur me ajër, një bllok me katër cilindra të kryqëzuar rrotullohet në kushineta. Cilindrat përmbajnë pistona të dyanshëm me tehe të rrafshët të fryrjes 5 (Fig. 8) në anët. Pistonët janë ulur drejtpërdrejt në mbajtëset e fiksimit. Boshti rrotullohet në kushineta ekscentrike në kushinetat e bllokut të cilindrit. Pistonët sinkronizojnë rrotullimin e bllokut të cilindrit dhe boshtit të fiksimit, dhe blloku rrotullohet në të njëjtin drejtim me gjysmën e shpejtësisë.
Fletët e fryrjes lëvizin në zgavrat e bllokut të cilindrit dhe sigurojnë thithjen e përzierjes së punës nga dhoma e fiksimit dhe karburatorit 4, ngjeshja e tij paraprake (vëllimi i dhomës së fiksimit është konstant) dhe anashkalojnë në dhomat e punës. Shpërndarja e gazit sigurohet nga një rregullim racional i anashkalimit / dhe shkarkimit të 2 dritareve dhe teheve të fryrjes. Për një revolucion të bllokut të cilindrit, një goditje pune ndodh në secilën, dhe boshti i fiksimit bën dy rrotullime.
Rrotullimi i bllokut të cilindrit siguron pasurimin e përzierjes në periferi të cilindrit në zonën e kandeles, karakteristike për të gjithë motorët rrotullues, dhe djegie më të shpejtë dhe më të plotë të karburantit. Djegia këtu është e njëjtë me cilindrat me shpërndarje të ngarkesës shtresë pas shtrese. Prandaj, motori i L. Schneider plotëson kërkesat moderne për "pastërtinë" e gazrave të shkarkimit.
Karakteristikat e motorit përfshijnë ekuilibrin e shkëlqyeshëm, mundësinë e vendosjes së boshtit të boshtit të mbingarkuesit 3 në volant, efikasiteti i të cilit është mjaft i lartë për shkak të shpejtësisë së dyfishtë të rrotullimit, dhe efekti i thithjes së brinjëve të prirur të kokave të bllokut , e cila, kur rrotullohet, thith ajrin ftohës përmes dritareve në skajet e zorrës dhe e drejton atë në qendrën e zorrës është një volutë ku ajri përzihet me gazrat e shkarkimit.
Motori është lubrifikuar me një përzierje pune, si në të gjithë motorët e motorëve. Karburatori ndodhet në fund të zorrës përballë mbingarkuesit. Ndezja - shkëndija elektrike. Shpërndarësi i ndezjes janë vetë prizat e shkëndijave.
Prototipi i motorit, i testuar në Uzinën e Ndërtimit të Rigës, peshonte 31 kg me një vëllim pune prej 0.9 litra. Pesha specifike e vlerësuar e motorit në versionin e karburatorit është 0.6 - 1 kg / l. me., në naftë - nga 1 në 2 kg / l. me Krahasuar me atë konvencionale
motorët me parametra të ngjashëm Motori i L. Schneider është shumë më kompakt.
Motori Kashuba - Korablev. Një motor tjetër pa shaka u propozua nga dy shpikës nga shoqata Sevastopol "Yugrybkholodflot" - NK Kashuba dhe IA Korablev. Ata projektuan një motor (Fig. 9), në të cilin pistona të palëvizshëm janë montuar në kornizë /, dhe blloku i cilindrit 2 lëviz, lëvizja e tij shndërrohet në rrotullim nga një mekanizëm ingranazhi 3 me gjysmë ingranazhet që bashkëveprojnë me rafte të dhëmbëzuar. Një shufër e vetme lidhëse 4 përdoret për sinkronizimin dhe fillimin. Meqenëse humbjet e ingranazheve janë të vogla, efikasiteti mekanik i motorit duhet të jetë më i lartë se ai i modeleve konvencionale me shumë shufra. Modeli i ajrit të ngjeshur të motorit tregoi se skema e miratuar ishte mjaft e zbatueshme. Dhe shpikësit e frymëzuar projektuan një motor nafte detar me shpejtësi të ulët mbi bazën e tij. Doli të ishte shumë më kompakte se ajo e zakonshme. Dhe llogaritjet e shumta të elementeve strukturorë dhe ciklit të funksionimit, të kryera me ndihmën e studentëve të diplomuar të Departamentit të motorëve me djegie të brendshme të Institutit të Ndërtimit të Anijeve, konfirmuan se shpresat e autorëve për avantazhet e motorit janë mjaft të justifikuara. Ata nuk ngritën dyshime midis organizatave që dhanë reagime mbi projektin e motorit.
Edhe në versionin me katër cilindra, motori duhet të ketë një litër të shtuar dhe fuqi efektive dhe një konsum të reduktuar specifik të karburantit. Me më shumë cilindra, fitimi rritet. Mesatarisht, përmirësimi në parametrat kryesorë vlerësohet në mënyrë konservative në rreth 10%. Eshtë e panevojshme të thuhet, sa e rëndësishme është kjo për anijet që bëjnë udhëtime në distanca të gjata! Kënaqet ndërtuesit e anijeve dhe rrit burimin motorik. Pistonët e këtij dizajni të pazakontë janë lehtësuar plotësisht nga forcat anësore. Gjegjësisht, konsumimi i tyre shpesh përcakton fatin e makinës. Forcat anësore në motor krijohen vetëm nga shufra lidhëse sinkronizuese. Ato janë të vogla dhe, për më tepër, perceptohen nga korniza në të cilën fiksohen pistonët.
Ajri dhe karburanti furnizohen përmes pistoneve, shpërndarjes së gazit - nga një sistem i dritareve dhe kanaleve të anashkalimit, pasi motori është një motor me dy goditje i mbingarkuar, si në shumicën e strukturave të anijeve. Ftohja e bllokut të cilindrit me ujë mund të kryhet përmes dy pistoneve shtesë. Lëvizja e tij nuk ndërhyn në funksionimin e sistemit të ftohjes. Për të zvogëluar ngarkesat inerciale, blloku është bërë nga lidhjet e lehta. Masa e saj është pak më e madhe se masa e pjesëve lëvizëse në strukturat konvencionale. Llogaritjet dhe testet e modelit kanë treguar se kjo nuk kërcënon komplikime.
Mekanizmi i konvertimit të lëvizjes është gjithashtu origjinal në motor. Shpikësit u hoqën nga ngarkesa goditëse në dhëmbët e gjysmë rruazave kur hynë në bashkim me raftin duke përdorur dhëmbët e ingranazheve që zgjasnin automatikisht. Rrotullimi i boshteve të tyre sinkronizohet nga një palë ingranazhe speciale (nuk tregohet në Fig. 9). Në përgjithësi, motori është një shembull tjetër interesant i kërkimit të mënyrave për të përmirësuar skemën klasike.
Motori Guskov - Ulybin. Shpikësit e mekanizmave të shufrave lidhës kryesisht ndjekin qëllimin për të hequr qafe fërkimin e pistonit kundër murit të cilindrit, i cili përbën gjysmën (!) Nga të gjitha humbjet e fërkimit. E njëjta gjë mund të arrihet në një mënyrë tjetër. Motori me djegie të brendshme, në të cilin përjashtohet fërkimi i pistonit kundër cilindrit, u zhvillua nga Voronezh
nga shpikësit G.G. Guskov dhe N.N. Ulybin (dhe. faqe Nr. 323562). Në këtë motor, mekanizmi tradicional i shufrave lidhës zëvendësohet me një nga mekanizmat e P. L. Chebyshev.
Dhe tani mekanizmi i krijuar 100 vjet më parë hap mundësi të reja për motorët me pistoni. Sipas autorëve, mungesa e burimit kryesor të humbjeve të fërkimit do të rrisë në mënyrë dramatike shpejtësinë dhe burimin motorik, 1.5 herë efikasitetin dhe madje do të thjeshtojë modelin. Dikush mund të dyshojë për autorët e një qasjeje të pamjaftueshme kritike ndaj krijimit të tyre, veçanërisht pasi fjalët "afërsisht të drejtpërdrejta" janë alarmante kur fillimisht e njihni projektin. Sidoqoftë, termat e kujdesshëm flasin vetëm për skrupulozitetin e P. L. Chebyshev në vlerësimin e mekanizmave. Devijimi nga një vijë e drejtë për një dizajn të veçantë të motorit (Fig. 10) është shumë më pak se pastrimet e pranuara përgjithësisht në çiftin "pistoni-cilindër". Përveç drejtësisë së trajektores, mekanizmi ka një avantazh tjetër - mungesa e forcave të shtypjes në pistona.
Këto forca - burimi kryesor i fërkimit - absorbohen nga shufra lidhëse ndihmëse. Në të njëjtën kohë, humbjet e fërkimit në shufrën lidhëse shtesë janë vetëm 5 - 6%, gjë që lejon një rritje të rrotullimeve deri në 10 mijë në minutë ose më shumë.
Shpejtësia e lartë ju lejon të braktisni ... unazat e pistonit dhe të kaloni në një vulë labirinti (shiko Fig. 10). Askush nuk do të marrë përsipër të fillojë një motor konvencional me djegie të brendshme në mungesë të unazave - nuk do të ketë ngjeshje. Por nëse i hiqni disi unazat nga motori në punë, në Fig. 10
Vula e labirintit funksionon më mirë kur thahet. Prandaj, lubrifikimi ose do të mungojë fare, ose do të jetë minimal, dhe shënimi i mundshëm do të parandalojë vizatimin e rripave udhëzues të pistonit. Mungesa e vajit në dhomën e djegies do të rezultojë në më pak tym. Eshtë e panevojshme të thuhet, në kohën e tanishme, kur ligjet mbi ndalimin e plotë të motorëve të pirjes së duhanit tashmë janë duke u përgatitur, ky fakt i veçantë është shumë i rëndësishëm.
Dhe së fundi, një tipar më interesant i motorit, të cilin mekanizmi Chebyshev lejon të realizohet. Ky është ndezja e ngjeshjes. Me një rritje të revolucioneve, ndezja me një prizë me një elektrodë shpesh nuk siguron cilësinë e dëshiruar të djegies së përzierjes. Dy priza, priza me shumë elektroda, ndezja elektronike ose pishtari i dhomës së përparme të gjitha prodhojnë rezultate më të pranueshme.
Ndezja me ngjeshje është edhe më efikase: një raport i lartë - rreth 30 - i ngjeshjes siguron në fund të goditjes së ngjeshjes një temperaturë të mjaftueshme për vetë -ndezjen e një përzierje shumë të ligët1 në të gjithë vëllimin e saj, e cila garanton djegie të plotë dhe rritjen e efikasitetit të motorit. Përdorimi i ndezjes së ngjeshjes supozon një raport të ndryshueshëm të kompresimit: ndërsa dhoma e djegies nxehet, kërkohet një reduktim i raportit të ngjeshjes. Shumë ndërmarrje krijuese kanë dështuar gjatë rrugës: të gjitha llojet e elementeve "elastikë" në strukturë nuk mund t'i rezistojnë temperaturave dhe ngarkesave nga djegia "e fortë" (shpërthimi me naftë). Dhe vetëm në motorët e kompresimit të modeleve të avionëve kjo metodë përdoret me sukses, por atje raporti i ngjeshjes rregullohet nga vetë modeluesi menjëherë pas fillimit të motorit.
Llogaritjet e autorëve kanë treguar se mekanizmi Chebyshev posedon pajtueshmëri të shkëlqyeshme, gjë që ju lejon të mos futni ndonjë "elastomer" shtesë në model.
1 Përzieni me ajrin e tepërt.
elemente statike "dhe në të njëjtën kohë për të marrë një raport kompresimi pseudo-të ndryshueshëm mjaft të pranueshëm. Për shkak të rregullimit të ndërsjellë të pjesëve të mekanizmit, motori automatikisht do të përshtatet me kushtet e ndryshme të funksionimit.
Djegia e plotë e përzierjes së ligët, e shoqëruar me mungesën e lubrifikimit të cilindrit, do të zvogëlojë përqendrimin e substancave të dëmshme në gazrat e shkarkimit (me përjashtim të oksidit të azotit). Motori interesoi specialistë. Në 1975, NAMI përfundoi prodhimin e një prototipi.
Motori i Kuzmin. Motori me mekanizmin Chebyshev të përshkruar më sipër është menduar për motoçikleta. Dhe kjo nuk është risia e vetme në bankën derrkuc të shpikësve. Në "librin e botuar së fundmi" Motor "(SV Ivanitsky et al., 1971), i shkruar nga një grup punonjësish kryesorë të VNIImotoprom, tregohet se" efikasiteti i ulët i lubrifikantit filloi të frenojë përparimin e motorëve me dy goditje . "ndryshime të ndryshme të projektimit në skemën klasike të lubrifikimit.
Përparësitë e sistemeve të veçanta të lubrifikimit për motorët me dy goditje me pompa vaji janë lubrifikimi më i mirë i pjesëve të mekanizmit të fiksimit; zvogëlimi i formimit të karbonit, koksit të unazës dhe tymit të motorit; mbushje e veçantë e naftës dhe karburantit - përfshirë sistemin e lubrifikimit të krijuar nga shpikësi i Sevastopol. V.I. Kuzmin (dhe. Me. Nr. 339633). Ajo ka të paktën dy cilësi më pozitive: mungesa e një pompë komplekse të furnizimit me vaj, e cila përcakton thjeshtësinë dhe rritjen e besueshmërisë së sistemit, dhe qarkullimin e pjesshëm të vajit përgjatë qarkut të rezervuarit të cilindrit-vaj, i cili përmirëson ftohjen dhe zvogëlon stresin termik të motorit.
Elementet kryesore të sistemit të lubrifikimit (Fig. 11, a) janë një rezervuar me dy litra /, i cili përshtatet në kutinë anësore të një motoçiklete, linjat e naftës 2 dhe brazdat e lakuara 6 në pasqyrën e cilindrit, të lidhura me linjat e naftës nga vrima. Vaji thithet në cilindër për shkak të vakumit (nuk ka nevojë për pompë!). Vaji hyn në brazdën e poshtme përmes tre vrimave 7 në diametër! mm (Fig. 11, b) kur pistoni lëviz lart nga qendra e vdekur e poshtme (BDC) deri në hapjen e thithjes
dritare, dmth vetëm në momentin e vakumit më të lartë në kthesë. Në brazdën e sipërme, vaji largohet nga brazda e poshtme nga veprimi i fërkimit të Lorshnya. Kur përzierja ndizet, një pjesë e gazrave që janë thyer nëpër unazën e pistonit mbyllen në hendekun midis cilindrit dhe pistonit do të shtrydhin vajin nga brazda e sipërme përsëri në rezervuar. Presioni në rezervuar do të rritet dhe një i ri një pjesë e vajit do të hyjë në brazdën e poshtme.
Gjatë goditjes së pistonit në BDC, vaji viskoz tërhiqet përgjatë pjesëve të prirura të brazdës së poshtme, për shkak të së cilës krijohet një bollëk vaji në zonën e kunjës së pistonit. Përgjatë brazdave të bëra në bosët e pistonit (nën gisht), një pjesë e vajit rrjedh në pjesën e sipërme, dhe nën veprimin e forcave gravitacionale, në kokën e poshtme të shufrës lidhëse. Pjesa tjetër bartet nga skaji i pistonit në zonën e kakaos me vaj të kushinetave të boshtit të gungës. Marrja e vajit ndodh para momentit të rritjes së presionit në kthesë. Kështu, pjesë vaji të freskët furnizohen në mënyrë ciklike për të gjithë përbërësit më të rëndësishëm të mekanizmit të fiksimit.
Sasia e vajit të furnizuar lidhet automatikisht (!) Me shpejtësinë dhe ngarkesën e motorit: sa më shumë vakum në kthesë, aq më shumë vaj të futet në brazdën e poshtme. Për rregullim shtesë, një valvul gjilpërë 3 është instaluar në vijën e furnizimit me vaj, e kontrolluar nga një çelës rrotullues i gazit (gazit). Një linjë tjetër vaji 4, me të cilën rezervuari i naftës është i lidhur me tubin e thithjes pas karburatorit, shërben për të barazuar presionin në rezervuar. Një vidë e vogël mbytëse është instaluar në këtë linjë. Duke ndryshuar pozicionin e tij, është e mundur të ndryshoni furnizimin me vaj në cilindër në një gamë të gjerë.
Shumë motorë motorë pinë shumë duhan. Kjo është pjesërisht për shkak të veçorive të sistemit klasik të lubrifikimit, ku vaji shtohet në një raport prej 1 deri në 20 - 25 pjesë të benzinës, pjesërisht për shkak të analfabetizmit të shoferëve, të cilët, duke besuar se "nuk mund ta prishësh qullën me vaj , "rrisni proporcionin e naftës. Pak shoferë e dinë që nga shpejtësia boshe në mesatare (mbytja gjysmë e hapur), një raport 1: 200 me 1:60 është i mjaftueshëm për të lubrifikuar motorin. Dhe vetëm me ngarkesë të plotë, kërkohet një përbërje 1:20. Natyrisht, sistemi klasik i lubrifikimit nuk i plotëson këto kërkesa. Vaji i tepërt në ngarkesa të ulëta vetëm çon në tym.
Në pak vite, kërkesat e shtuara për pastërtinë e shkarkimit do të vënë një pengesë të pakapërcyeshme për këtë skemë. GAI Uzh tani ka filluar të heqë numrat nga motoçikletat veçanërisht për pirjen e duhanit, dhe duke marrë parasysh pretendimet për skemën klasike për cilësinë e lubrifikimit, në vitet e ardhshme, duhet të presim një shpërndarje të gjerë të motorëve me dy goditje me sisteme të veçanta të lubrifikimit.
Prandaj, puna e Kuzmin mund të interesojë industrinë tonë të motoçikletave. Sistemi origjinal i lubrifikimit mund të sigurojë shitje të papenguara të IZH dhe Kovrovtsev jashtë vendit. Mund të jetë e nevojshme të mendohet vetëm për rritjen e efikasitetit të lubrifikimit të kushinetës kryesore të shufrës lidhëse. Bollëku i vajit që hyn në kushinetat e boshtit të gungës tregon mundësinë e përdorimit të një pajisjeje të ngjashme me atë të përshkruar në librin "Motor", e cila përdor me sukses forcat centrifugale. Në të gjitha aspektet e tjera, sistemi i shpikës sovjetik është superior ndaj atij të huaj.
Kuzmin instaloi sistemin e tij të lubrifikimit në Kov-rovets. Dhe tani 50 mijë km janë tashmë prapa, dhe pistoni dhe cilindri kanë një sipërfaqe absolutisht të pastër, pa gjurmët më të vogla të gërvishtjeve. Motoçikleta nuk pi duhan, tërheq më mirë (vetëm benzina e pastër digjet dhe të gjitha pjesët janë lubrifikuar në mënyrë perfekte). Nuk ka konsum të konsiderueshëm as në kunjin e pistonit, as në kushinetat e shufrës lidhëse dhe bosht me gunga, megjithëse zakonisht me një largësi të tillë, grupi lidhës-pistoni tashmë duhet të zëvendësohet.
Sistemi i besueshëm i lubrifikimit lejon rritjen e fuqisë së motorit. Dhe për këtë, V. Kuzmin, së bashku me G. Ivanov, aplikuan një zgjidhje origjinale, së cilës ata u nxitën nga një artikull në lidhje me tornadot që u shfaq në një revistë të njohur. Tornado rrotullohet, përzien ajrin. Në motorët, një peshim më i plotë i përzierjes rrit tërësinë e djegies së karburantit, gjë që çon në një rritje të fuqisë. Duke ndryshuar formën e dhomës së djegies duke bashkuar dhe gdhendur dy depresione që formojnë vorbull në të, Kuzmin dhe Ivanov u përpoqën të rrisin fuqinë e motorit. Pas disa përpjekjeve të pasuksesshme, forma racionale e depresioneve që formojnë vorbullën u gjet dhe fuqia e motorit të "Kovrovtsa" u bë afër 20 kf. me.!
Efikasiteti i motorit përcaktohet nga shumë tregues, ndër të cilët humbjet e nxehtësisë në dhomën e djegies nuk janë në vendin e fundit. Ato janë minimale në dhomat e djegies së tendave (sferike) dhe sipërfaqja e tyre është kufiri në të cilin projektuesit po përpiqen. Çdo devijim nga sfera rrit sipërfaqen dhe çon në një rritje të humbjes së nxehtësisë. Në rastin tonë, përfitimi nga rritja e efikasitetit të djegies, me sa duket, tejkalon ndjeshëm dëmin e shkaktuar nga një rritje në sipërfaqe.
Kurora e pistonit më e ngarkuar termikisht. Me një rritje të mprehtë të fuqisë dhe, rrjedhimisht, tension termik, kurora e pistonit mund të digjet. Për të parandaluar që kjo të ndodhë, një pjesë konfigurimi komplekse vendoset në kaviljen e motorit të përshkruar (në dhomën e para -ngjeshjes) - një zhvendosës pistoni, i cili heq përzierjen e nxehtë nga poshtë pistonit. Me këtë, shpikësit kanë arritur ftohje intensive të kurorës së pistonit; turbulloi përzierjen në dhomën e fiksimit dhe zvogëloi vëllimin e dhomës së fiksimit, duke rritur kështu raportin e para-ngjeshjes. Dhe tani në "Kovrovets" mund të filloni me siguri çdo udhëtim.
Sistemi autonom i lubrifikimit garanton funksionimin e besueshëm dhe afatgjatë të lidhjes më të dobët - mekanizmi i fiksimit / Dhoma dhe zhvendosja përmirësojnë formimin e përzierjes dhe efikasitetin e djegies, zvogëlojnë konsumin specifik të karburantit dhe sigurojnë fuqi të lartë - një garanci e karakteristikave të shkëlqyera të drejtimit të motorit Me Dhe ata janë vërtet të gjatë. Pjesa e zakonshme e "Kovrovtsy" është 70 - 90 km / orë, makina e përmirësuar zhvillohet lehtësisht 100 - 110 km / orë. Unë madje duhej të balancoja rrotat, pasi me një shpejtësi mesatare të lartë dridhjet nga çekuilibri, zakonisht të padukshme, u bënë të bezdisshme. Duke arritur rezultate të shkëlqyera me mjete relativisht të thjeshta, shpikësit e Sevastopol ëndërrojnë të zbatojnë shpikjen e tyre. Ata janë të gatshëm të japin çdo informacion, përfshirë vetë motorin, për organizatat e interesuara.
Duke zhvilluar dhe rafinuar idetë e tyre, është e mundur të hartohen makina që tejkalojnë motoçikletat e firmave më të mira të huaja. Dhe, natyrisht, zgjidhjet e banorëve të Sevastopol mund të gjejnë zbatim jo vetëm në motoçikleta, por edhe në çdo motor tjetër. Kështu, për shembull, kohët e fundit u zbulua se raporti maksimal i ngjeshjes së motorëve me benzinë ​​mund të mos jetë 12, siç ishte zakon, por 14.5 - 17.5. Në këtë rast, efikasiteti termik i motorit rritet me gati 15% I. Zhvendosësi dhe dhoma e "Kovrovets" janë vetëm shembuj të një pajisjeje të tillë.
Shufër lidhëse fleksibël. Idetë tona për një numër detajesh janë një lloj stereotipi. Thuaj, çfarë është një shufër lidhëse? Kjo është një pjatë në formë me dy vrima. Si mjet i fundit, një ose të dy vrimat zëvendësohen me koka topi. Këto dy konstruksione enden nga makina në makinë. Dhe ata vizatojnë dhe i vendosin pa hezitim. Dhe çfarë mund të jetë ndryshe?
Le të hedhim një vështrim në shufrën lidhëse nga ana. Duhet të jetë rreptësisht pingul me boshtin gjatësor të motorit. Por imagjinoni që ditari i shufrës së boshtit të gungës nuk është pak paralel me boshtin. Koka e shufrës lidhëse do të lëvizë në anën. Imagjinoni tani që vrimat në skajet e poshtme dhe të sipërme të shufrës lidhëse janë pak të anuara. Kjo ndodh gjatë gjithë kohës, edhe nëse brenda kufijve të tolerancave. Si rezultat, boshti i kunjave të pistonit, i cili duhet të jetë paralel me boshtin e motorit, pothuajse kurrë nuk merr një pozicion kaq ideal.
Duke marrë parasysh gabimin në vrimën e gropës për gishtin dhe pasaktësinë e instalimit të bllokut të cilindrit në kavilje, zbulojmë se, edhe me një saktësi shumë të lartë prodhimi, është pothuajse e pamundur të sigurohet paralelizmi i cilindrat dhe muret e pistonit!
Por miliona ICE po punojnë! "Ne mund të kishim punuar më mirë," thotë VS Salenko, një shpikës nga Kom-Somolsk-on-Dnepr. Për ta bërë këtë, shufra lidhëse duhet të bëhet me tre lidhje (Fig. 12) në mënyrë që pistoni të rreshtohet vetë përgjatë cilindrit, dhe koka e poshtme-përgjatë ditarit të shufrës lidhëse. Lidhjet e gishtërinjve shtohen pranë kokave të shufrës lidhëse të sipërme dhe të poshtme pingul me vrimat e tyre.
Hardshtë e vështirë të besohet se një ndërlikim i tillë i një detaji të thjeshtë është i nevojshëm. Por, për shembull, nëse, pas disa orësh vënie në punë, ndonjë motor çmontohet, do të bëhet e qartë se "nevoja" shpesh nuk është aspak teorike. Pistonët e pothuajse të gjithë motorëve me djegie të brendshme janë bërë pak eliptike: në drejtim të kunjave të pistonit, madhësia e tyre është më e vogël. Teorikisht, nuk duhet të ketë veshje në anët pas disa orësh funksionimi. Në fakt, ajo është më së shpeshti e pranishme dhe tregon një shtrirje të gabuar të pistonit në cilindër. Shtrirja e gabuar do të sjellë jo vetëm veshin e pistonit, por edhe konin e kushinetave të kunjit dhe shiritit lidhës, veshin e tyre të pabarabartë përgjatë gjatësisë. Në thelb, këto procese ndodhin gjatë drejtimit. Atëherë të gjitha "të tepërt" do të fshihen dhe detajet do të gjejnë një pozicion në të cilin ata do të punojnë për një kohë të gjatë dhe rregullisht. Por pastrimi i pagesave në mënyrë të pashmangshme do të rritet.
Grupi lidhës-pistoni përcakton burimin e motorit. Duke përdorur një shufër lidhëse me tre lidhje, e gjithë "e tepërt" që fshihet gjatë vrapimit mund të jetë e dobishme për të rritur jetën e shërbimit. VS Salenko bëri disa shufra lidhës me tre lidhje për motoçikletat dhe motorin e automobilit Moskvich. Motori Moskvich, i mbledhur në kushte artizanale (!), Përkundër faktit se boshllëqet në të gjitha nyjet e artikuluara ishin 0.005 diametra, ai filloi lehtë gjatë vrapimit dhe punoi qartë dhe në mënyrë të qëndrueshme me shpejtësinë më të ulët.
Motorë me djegie të jashtme
Vëmendja ndaj motorëve me djegie të jashtme është kryesisht për shkak të dy arsyeve: faktit që djegia e karburantit jashtë dhomës së djegies mund të zvogëlojë ndjeshëm sasinë e papastërtive të dëmshme në gazrat e shkarkimit dhe faktin se efikasiteti i motorëve të tillë mund të jetë dukshëm më i lartë se ai të të tjerëve.
Para së gjithash, këto janë motorë pistoni që zbatojnë ciklet Stirling dhe Erickson, dhe ... motorë me avull. Tani më i famshëm është cikli Stirling, i cili ndryshon nga cikli Erickson në atë që ngrohja dhe ftohja e gazit kryhet në një vëllim konstant përgjatë izokorës, dhe jo në presion konstant - sipas izobarit (Fig. 13) Me Në nivele të barabarta të temperaturës së sipërme dhe të ulëta, motorët Stirling dhe Erickson me rigjenerues kanë të njëjtën efikasitet, por efikasiteti i "stilimit" është më i lartë, pasi konsumi i kërkuar i nxehtësisë për ngrohjen e gazit përgjatë izokorës është më pak. Fik. 13 rrjedh se. puna e dobishme, e karakterizuar në diagramin T - S nga zona e ciklit, është gjithashtu më e lartë për motorët Stirling.
Interestingshtë interesante të theksohet se të dy motorët u shfaqën gjatë kulmit të motorëve me avull dhe u prodhuan në sasi të konsiderueshme deri në fillim të këtij shekulli. Sidoqoftë, askush nuk arriti të kuptojë avantazhet e tyre në atë kohë, dhe kryesisht për shkak të rëndë të tyre ekstreme, ata u zëvendësuan plotësisht nga motori me djegie të brendshme.
Rilindja e motorit Stirling ndodhi në vitet '50. Dhe tashmë prototipi i parë i habiti krijuesit me një efikasitet të lartë të paparë, të barabartë me 39% (teorikisht deri në 70%). Le të marrim parasysh parimin e funksionimit të tij (fig. 14).
Motori ka dy pistona dhe dy dhoma: ngjeshje (midis pistoneve) dhe ngrohje (mbi pistonin e sipërm). Një shufër kalon nëpër qendrën e pistonit kryesor të punës 1, mbi të cilin është fiksuar pistoni i dytë 2, i quajtur pistoni i zhvendosjes.
Për shkak të modelimit të mekanizmit paralelogram, lëvizja e pistonit të zhvendosjes është jashtë fazës me lëvizjen e pistonit kryesor. Pistonët tani janë sa më afër që të jetë e mundur, pastaj largohen nga njëri -tjetri. Ndryshimi në vëllimin e gazit midis pistoneve tregohet në figurë me dy kthesa të thyera. Zona midis tyre korrespondon me ndryshimin e vëllimit të hapësirës së përmbajtur, dhe kurba e poshtme karakterizon ndryshimin e vëllimit mbi pistonin e punës. Kur pistonët lëvizin drejt njëri -tjetrit, gazi i punës në dhomën e ngjeshjes është i ngjeshur (vetëm për shkak të lëvizjes së pistonit / lart) dhe zhvendoset njëkohësisht në frigorifer 3 dhe pastaj përmes rigjeneruesit 4 në dhomën e ngrohjes. Të rigjenerosh do të thotë të rivendosësh. Në rigjenerues, gazi thith nxehtësinë që rigjeneruesi ka marrë nga pjesa e gazit që ka kaluar më parë përmes tij në drejtim të kundërt. Gazi pastaj hyn në kokën e makinës (dhoma e ngrohjes), e cila nxehet vazhdimisht nga një burim i jashtëm i nxehtësisë. Këtu gazi nxehet shpejt deri në një temperaturë prej 600 - 800 ° C dhe fillon të zgjerohet. Gazi i zgjeruar do të kalojë përmes rigjeneruesit dhe ftohësit, në të cilin temperatura e tij do të bjerë edhe më tej, në dhomën e ngjeshjes, ku do të kryejë punë mekanike.
Pistoni i zhvendosjes, duke lëvizur lart, do të shtyjë të gjithë gazin nga dhoma e ngrohjes në dhomën e kompresimit. Pas kësaj, cikli përsëritet. Kështu që makina pompon
nxehtësia nga dhoma e ngrohjes në temperaturë të lartë në dhomën e ngjeshjes në temperaturën e ambientit. Energjia e fituar nga gazi në dhomën e ngrohjes shndërrohet në punë mekanike të hequr nga boshti i motorit.
Përveç efikasitetit të lartë dhe sterilitetit, është e nevojshme të shtoni një gjë tjetër në avantazhet e "trazimit" - aftësia për të vepruar në çdo lloj karburanti ose energjie ngrohëse, si dhe zhurma dhe funksionim i qetë. "Rrjedhjet" ekzistuese i detyrohen këtyre cilësive jo më pak për vozitjen.
Stirlings e parë në treg kishin një lëvizje të thjeshtë të fiksimit me dy gju me revista të zhvendosura me rreth 70 °. Kjo siguroi një rrjedhë të mirë pune, por makinat dridhën - ishte plotësisht e pamundur të balancosh një makinë të tillë. Në modifikimet e mëposhtme, u shfaq një makinë paralelogrami. Dridhjet pothuajse janë zhdukur (fat i rrallë!), Por rrjedha e punës është përkeqësuar pak. Nga dy të këqijat, zgjidhet më e vogla: pa dridhje - besueshmëri më e lartë.
Përkeqësimi i procesit shpjegohet me faktin se cikli real ndryshon ndjeshëm nga ai teorik. Ne fig 13 (në koordinatat T - S) brenda paralelogramit ideal që karakterizon ciklin Stirling, shfaqet një ovale - është ajo që shfaq proceset reale. Figura (diagrami IV) tregon të njëjtin cikël në koordinatat P - V, të cilat janë më të njohura për operatorët e motorëve.
Oriz. 14. Skema e funksionimit të motorit Stirling:
1 pistoni pune; 2 - pistoni i zhvendosjes; 3 - frigorifer; 4 - rigjenerues
makinë - për të sjellë ovale sa më afër formës ideale, pa përkeqësuar cilësitë mekanike të motorit.
Makina paralelogram e përdorur nga inxhinierët holandezë për modelin e përmirësuar e plotësoi këtë kusht vetëm pjesërisht. Një zgjidhje shumë më e mirë (Fig. 15) u propozua nga shkencëtarët dhe inxhinierët Uzbekistë T. Ya. Umarov, V. S. Trukhov, Yu. E. Klyuchevsky, N. V. Borisov, L. D. Merkushev - punonjës të Departamentit të Heliofizikës të Akademisë së Institutit Fiziko -Teknik të Shkencat e SSR të Uzbekistanit.
Në makinën e vjetër (Fig. 15, a), trajektorja e pikave të fiksimit që përcaktojnë lëvizjen e pistoneve është një rreth. Në makinën e re (Fig. 15, b) për pistonin e zhvendosjes - një rreth, për punëtorin - një elips. Kjo lejon, duke ruajtur të gjitha avantazhet e një lëvizjeje paralelogrami, për të arritur një koordinim më të mirë të lëvizjeve të pistonit dhe për të sjellë ciklin e vërtetë më afër idealit. Zgjidhja mbrohet me certifikatën e të drejtës së autorit Nr. 273583.
Disavantazhi kryesor i Stirlings është volumi i tyre. Për 1 litër. me fuqia në strukturat e ndërtuara është 4 - 5 kg kundrejt 0.5 - 1.5 kg në motorët konvencionalë. Disa shpikje të T. Ya. Umarov, V. S. Trukhov dhe Yu. E. Klyuchevsky mund të ndihmojnë për të humbur peshë. Në motor në a. me Nr. 261028, pistoni i zhvendosjes në faza të caktuara të lëvizjes së tij kryen funksionet e një pistoni pune, domethënë përdoret në mënyrë më efikase. Hidhini një sy figut. 15, c. Kur të dy pistonët lëvizin lart, të dy përfshihen në ngjeshje. Kjo arrihet për faktin se pistoni i punës ndodhet brenda pistonit të zhvendosjes. E njëjta gjë ndodh në momentin e zgjerimit - një goditje pune. Si rezultat, ngasja është e ngarkuar në mënyrë më të barabartë, përqindja e goditjes së punës në ciklin e përgjithshëm rritet, dimensionet dhe, rrjedhimisht, pesha e makinës zvogëlohen.
Motori ka dimensione edhe më të vogla. me Nr. 385065 nga të njëjtët autorë (Fig. 15, d). Përveç vendosjes së pistonit të punës brenda pistonit të zhvendosjes, ky i fundit është bërë me një zgavër të brendshme të mbyllur, në të cilën ndodhet një makinë, e përbërë nga një bosht me gunga dhe një palë ingranazhe të pjerrëta. - Interesimi i shkencëtarëve të Tashkentit për motorët me djegie të jashtme nuk është vetëm një hobi për një temë në modë. Ata kanë nevojë për to si një nga elementët e sistemeve diellore të thjeshta, të besueshme dhe efikase. Të mbledhura në një rreze rrezet e diellit do të vënë në lëvizje "stilimin" e çdo modeli të imagjinueshëm dhe efikasiteti i një sistemi të tillë do të tejkalojë ndjeshëm efikasitetin e baterive diellore ose akumulatorëve të nxehtësisë.
Motorët me cikle të djegies ofrojnë mundësi të mahnitshme. Dhe mund të themi me siguri se vëmendja e qarqeve krijuese dhe inxhinierike ndaj tyre nuk është qartë e mjaftueshme. Një shembull i kësaj është certifikata e autorit Nr. 376590 e inxhinierit V. I. Andreev dhe doktorit të shkencave teknike A. P. Merkulov. Motori i tyre (Fig. 16) përdor një mekanizëm shufrash lidhës 6 S. S. Balandina. "Stirling" me mekanizmin e S. S. Balandin u bë shumë më kompakt. Por kjo nuk është thelbi i shpikjes: dhomat e ngrohjes 7 të motorit të ri janë të lidhura me tuba të nxehtësisë 5 - superpërçues të nxehtësisë. Avullimi dhe kondensimi i substancave të vendosura në to sigurojnë një transferim pothuajse të menjëhershëm të një fluksi të madh të nxehtësisë në lidhje me madhësinë nga një skaj i tubit në tjetrin.
Tubat lejuan shpikësit të gjejnë zgjidhjen e duhur për një nga problemet e motorëve me djegie të jashtme - nxjerrja e pabarabartë e nxehtësisë. Në ciklet termike të motorëve konvencionalë me djegie të brendshme, nxehtësia furnizohet në një kohë të përcaktuar rreptësisht. Dhe në motorët me djegie të jashtme, koka nxehet vazhdimisht. Si rezultat, në momentet kur nuk ka nxjerrje të nxehtësisë, kokat mbinxehen. Isshtë e nevojshme të zvogëlohet temperatura e ngrohjes, dhe kjo ndikon drejtpërdrejt në efikasitetin: sa më e ulët të jetë temperatura, aq më e ulët është. Ashtë turp, por nuk ka asgjë për të bërë: përdorimi i materialeve rezistente ndaj nxehtësisë zvogëlon koeficientin e transferimit të nxehtësisë, përdorimi i materialeve përçuese të nxehtësisë kërkon një ulje të temperaturës së lejuar të ngrohjes së kokës.
Motori i Andreev dhe Merkulov është me veprim të dyfishtë. Kur përfundon goditja e punës në njërën anë të pistonit, tubat e nxehtësisë "pompojnë" nxehtësinë e tepërt në dhomën e kundërt të ngrohjes. Në këtë mënyrë, temperatura e zonës së ngrohjes barazohet dhe mund të rritet ndjeshëm. "Sterling" i ri i detyrohet veprimit të tij të dyanshëm mekanizmit të S. Balandin. Nga të gjithë mekanizmat e njohur, vetëm mekanizmi i S. Balandin lejon një veprim të dyanshëm me përfitim maksimal me një rritje minimale në dimensione dhe efikasitet maksimal të mundshëm mekanik.
Në motorin Andreev-Merkulov, pistonët e zhvendosjes 2 dhe pistonët kryesorë të punës 1 janë instaluar në cilindra të veçantë, dhe një dhomë e pavarur është e vendosur në secilën anë të pistonit. Dhomat janë të lidhura në çifte me tubacione, mbi të cilat janë fiksuar pendët e frigoriferëve. Në secilën palë dhoma, kryhet një cikël "trazimi" me një cilindër.
Diagrami që ilustron parimin e funksionimit të një cilindri "Stirling" (shih Fig. 14) tregon qartë lëvizjen asinkrone të pistoneve, të siguruar nga mekanizmi paralelogram. I njëjti efekt arrihet në mekanizmin e shufrës jo-lidhëse të S. Balandin dhe në çdo mekanizëm tjetër të shufrave me shumë lidhje, nëse kapëset e boshtit të gungës zhvendosen nga një kënd i caktuar.
Efikasiteti i motorëve të ndërtuar tashmë me djegie të jashtme arrin 40%. Sipas llogaritjeve të V. Andreev dhe A. Merkulov, është e mundur të rritet me të paktën 15% vetëm duke përdorur tuba ngrohjeje. Mekanizmi i S. Balandin nuk do të japë më pak. A do t'i afrohet efikasiteti real i makinës teorisë - 70%? Kjo është pothuajse dy herë më e lartë se ajo e ICE -ve më të mira të kohës sonë. Shtoji kësaj "sterilitetin" e motorit Stirling.
Një motor me djegie të jashtme për një makinë pasagjerësh u testua jashtë vendit. Doli se përqendrimi i CO në gazrat e shkarkimit u ul 17 - 25 herë, oksidet e azotit - pothuajse 200 (!), Hidrokarburet - 100 herë.
"Stirling", projektuar nga V. Andreev dhe A. Merkulov, me një kapacitet prej 50 litrash. me peshon 70 kg, ose 1.4 kg / l. me - në nivelin e shembujve më të mirë të motorëve të karburatorëve të automobilave. Dhe kjo nuk është një ekzagjerim. Si rezultat i përdorimit të mekanizmit SS Balandin, madhësia u zvogëlua, dhe autorët u larguan nga presioni në kavilje duke instaluar një membranë gome të rrotullueshme në shufër, e cila është e aftë të përballojë presione deri në 60 kg / cm2 ( zakonisht në hapësirën e pistonit të këtyre motorëve rreth 40 kg / cm2). Tubat e nxehtësisë kanë rritur fuqinë për të njëjtat dimensione. Menjëherë pas marrjes së certifikatës së të drejtës së autorit, shpikësit zbuluan një patentë amerikane të lëshuar pak më vonë për General Motors, e cila përcakton përdorimin e tubave të nxehtësisë për të furnizuar nxehtësinë në brendësi të një motori me djegie të jashtme. Kuptimi është i njëjtë, thelbi është disi i ndryshëm.
Motorët me djegie të jashtme janë të njohur për më shumë se 150 vjet. Efikasiteti i të parit prej tyre ishte 0.14%! Mund të themi se ata kanë lindur para kohe. Mangësitë e rëndësishme i kanë mbajtur në “margjina” për një kohë të gjatë. Shpërthimet e mendimit teknik, të ngjashme me idenë e V. Andreev dhe A. Merkulov, hapin një rrugë të gjelbër për ta.
Ekziston një mënyrë tjetër shumë interesante për të afruar efikasitetin e Stirlings me atë teorik, të gjetur gjithashtu nga shkencëtarët sovjetikë - punonjës të Institutit të Inxhinierisë së Energjisë Bërthamore të Akademisë së Shkencave të BSSR. Në një numër certifikatash të së drejtës së autorit Nr. 166202, 213039, 213042, 201434. autorët e të cilave janë I.M. Kovtun, B.S.Onkin, A.N. motorët e nxehtësisë me një efikasitet më të lartë se ai i ciklit Carnot. Kjo deklaratë, e cila hedh poshtë të vërtetat elementare të njohura për të gjithë inxhinierët e ngrohjes, tingëllon paradoksale në shikim të parë. Dhe në të njëjtën kohë, makina të tilla janë të mundshme. Në përgjithësi, pa përjashtim, veprat themelore kushtuar motorëve të nxehtësisë, supozohet se vetitë e trupave të punës - gazrat gjatë operimit nuk ndryshojnë. Thelbi i rrugës së propozuar nga shkencëtarët bjellorusë është ndryshimi i këtyre vetive. Kjo e fundit është e mundur nëse, gjatë ciklit, ndodhin reaksione kimike të kthyeshme në gazrat e punës ose përzierjet e tyre. Kështu, për shembull, efikasiteti termik i një turbine mund të rritet tre herë nëse, kur nxehet, lëngu i punës ndahet dhe kur ftohet, ai rikombinohet. Trupa të tillë mund të jenë squfur të gaztë, jod, oksidet e azotit, kobalt, triklorur alumini.
Në veçanti, trikloruri i aluminit tashmë po konsiderohet si një lëng premtues i punës për "heliostyrling", i cili do të funksionojë në hapësirë. Problemi kryesor në këtë rast është heqja e nxehtësisë nga frigoriferi. Nuk ka asnjë mënyrë tjetër përveç rrezatimit të nxehtësisë në hapësirë. Që ky proces të jetë efektiv, temperatura e radiatorit të frigoriferit duhet të jetë mjaft e lartë, të paktën 300 ° C. Kufiri i sipërm i temperaturës është i njëjtë me atë në Tokë: nga 600 në 800 ° C. isshtë i kufizuar nga rezistenca ndaj nxehtësisë të materialeve ekzistuese. Në këto kushte, efikasiteti i "Stirling" konvencional është zvogëluar ndjeshëm, dhe përdorimi i gazit shkëputës jo vetëm që do të rrisë fuqinë me 2 - 3 herë, por edhe afërsisht dyfishin e efikasitetit.
Nuk ka dyshim se do të ishte mëkat të heqësh dorë nga përparësitë e tilla në Tokë. Prandaj, aktivitetet e të cilëve lidhen me motorët e nxehtësisë mund të rekomandohet që të studiojnë me kujdes punën e shkencëtarëve bjellorusë. Ata gjithashtu fshehin mundësinë e krijimit të madh
motorët e nxehtësisë me një efikasitet afër 100%, dhe baza për ndërtimin e motorëve të automobilave me djegie të jashtme me efikasitet të paparë.
Rezultatet e para pozitive tashmë janë në dispozicion. Inxhinierët holandezë detyruan mediumin e punës të një makinerie ftohëse që funksiononte në një cikël Stirling të pësonte transformime fazore dhe dyfishoi kapacitetin e saj ftohës. Tani varet nga motorët!
Motorët me avull. Duke folur për motorët me djegie të jashtme, nuk mund të mos përmendim motorët me avull. Ky lloj makine, i cili ishte më i zakonshmi 100 vjet më parë, konsiderohet sot si ekzotik. Dhe kjo shpjegohet vetëm me faktin se motorët me djegie të brendshme praktikisht dëbuan motorët me avull nga makinat, megjithëse prodhimi në shkallë të vogël i makinave të trageteve ekzistonte deri në ... 1927.
Të apasionuarit pas avullit japin shumë arsye për ringjalljen e motorit të gjyshërve tanë. Dhe para së gjithash, konsiderata në lidhje me "sterilitetin" e lartë të motorit. Në këtë drejtim, një motor me avull ka të njëjtat avantazhe si një motor Stirling: në teori, vetëm dioksidi i karbonit dhe avulli i ujit janë të pranishëm në produktet e djegies, dhe sasia e oksidit të azotit mund të jetë edhe më e ulët, pasi temperatura e kërkuar është shumë më e ulët Me Për më tepër, si rezultat i një djegie më të plotë, sasia totale e "shkarkimit" në krahasim me një motor me djegie të brendshme është afërsisht 1% më e ulët.
Efikasiteti i motorëve modern me avull nuk është aspak i ulët. Mund të rritet në 28% dhe, kështu, të jetë i krahasueshëm me efikasitetin e ICE -ve të karburatorit. Duhet të theksohet se, për shembull, efikasiteti i përgjithshëm i automjeteve elektrike (duke marrë parasysh procesin e prodhimit të energjisë elektrike) nuk kalon 15%, domethënë, në një shkallë globale, një flotë e trazirave dhe automjeteve të trageteve do të ndotin atmosferën pothuajse gjysma e një flote të ngjashme automjetesh elektrike. Dhe duke pasur parasysh performancën e jashtëzakonshme të motorëve me avull, interesi i përtërirë për to nuk duket më i paarsyeshëm. Jo vetëm artikujt e revistave dhe patentat "e freskëta" janë dëshmi e interesit të përtërirë, por edhe tregtia e patentave për motorët me avull.
Një diagram skematik i një versioni me një qark të një motori me avull të automobilave është treguar në Fig. 17. Burimi i nxehtësisë / sjell në vlim lëngun e punës në kazan 2. isshtë "lëngu i punës", pasi mund të jetë jo vetëm ujë, por edhe agjentë të tjerë me temperatura të pranueshme të vlimit (kondensimit) dhe parametrave të inxhinierisë së nxehtësisë. Një nga agjentët premtues është, për shembull, freon-113, pika e vlimit të së cilës (48 ° C) është gjysma e ujit.
Përmes mekanizmit të shpërndarësit 3, avulli hyn në motorin me avull 4. Avulli i shkarkimit kondensohet nga rrjedha e ajrit nga ventilatori 5 në kondensatorin 6, pasi më parë ka lëshuar një pjesë të nxehtësisë së lëngut në shkëmbyesin rikuperues të nxehtësisë 7. Lëngu furnizohet me shkëmbyesin e nxehtësisë dhe më pas me bojlerin nga pompa 8. Elementë të tillë të qarkut si motori 4, kondensatori € (radiatori) dhe pompa 8 janë pjesë e çdo makine. Shtohen vetëm kaldaja 2 me ngrohës 1 dhe shkëmbyesi i nxehtësisë 7.
Si motori 4, pothuajse çdo pistoni dhe makina rrotulluese apo edhe turbina mund të përdoren. Prandaj, pothuajse të gjitha zgjidhjet teknike të përshkruara në këtë broshurë mund të zbatohen në makinën me avull.
Përparësitë e mekanizmave të përshkruar në kombinim me tiparet e motorëve me avull do të bëjnë të mundur krijimin e drejtimeve shumë efikase të automjeteve. Në fund të fundit, përparësitë elementare të makinave moderne - zhurma, përgjigjja e mbytjes, funksionimi i qetë - janë relative. Makinat e trageteve korrespondojnë plotësisht me kuptimin e vërtetë të këtyre fjalëve. Ata nuk kanë një ndryshim të mprehtë në presionin e shkarkimit, dhe për këtë arsye, nuk ka burim kryesor të zhurmës, dhe në të njëjtën kohë nuk ka një sistem të shuarjes së zërit të shkarkimit. Pak njerëz kanë qenë në gjendje të shohin makinën e tragetit kohët e fundit. Por lokomotivat ndoshta mbahen mend nga të gjithë. Le të kujtojmë se edhe me një tren të rëndë, ata filluan rrugën absolutisht në heshtje dhe jashtëzakonisht pa probleme.
Funksionimi i qetë dhe përgjigja e jashtëzakonshme e mbytjes së automjeteve të trageteve shpjegohet me faktin se karakteristikat e motorit me avull janë cilësisht të ndryshme nga ato të motorit me djegie të brendshme. Edhe në rpm minimale, çift rrotullimi i tij është të paktën 3 deri në 5 herë më i lartë se ai i një motori me djegie të brendshme me fuqi të krahasueshme në rpm optimale. Çift rrotullues i lartë siguron dinamikë të shkëlqyeshme të nxitimit të makinës së tragetit. Nëse karburator motorët me djegie të brendshme me një kapacitet 50 litra. me sigurohuni që makina të përshpejtojë në një shpejtësi prej 100 km / orë në afërsisht 20 sekonda, atëherë motorit me avull i duhet gjysma e kohës për këtë.
Alsoshtë gjithashtu e rëndësishme që asnjë ndërrim ingranazhi të mos kërkohet gjatë nxitimit, çift rrotullues i lartë i motorit me avull ruhet në të gjithë gamën e shpejtësisë - nga zero në maksimum. Kutitë e ingranazheve thjesht nuk janë të nevojshme këtu. Mos harroni: të njëjtat lokomotiva me avull nuk i kishin kurrë ato. Avantazhi i motorit me avull është shpejtësia e tij relativisht e ulët, e cila nga ana tjetër çon në rritjen e qëndrueshmërisë. Edhe me raportin e ingranazheve nga rrotat në motor të barabartë me një, revolucionet nuk do të kalojnë 2000 - 3000 në minutë me një shpejtësi të ekuipazhit deri në 200 km / orë (!), Dhe intervali i zakonshëm i rrotullimeve të motorit është 3000 - 6000 rpm.
Por pavarësisht shpejtësisë së ulët, treguesit specifikë të fuqisë së motorit me avull janë më të lartë se ata të motorit me djegie të brendshme. Për shembull, për të marrë një fuqi specifike prej 400 - 600 kf nga një motor me avull. sek / l (në 2500 - 3000 rpm) nuk është aspak e vështirë. Shumica e motorëve konvencionalë me djegie të brendshme është vetëm 50 - 100 litra. sek / l dhe vetëm motorët individualë me mekanizmin e S. Balandin kanë tregues të ngjashëm.
Dhe, së fundi, besueshmëria e motorëve me avull nuk është aspak e fundit midis avantazheve të tyre. Edhe tani, ju mund të gjeni lokomotiva me avull pune të ndërtuara në fillim të shekullit në anash. Dhe motorët e tyre me avull janë në gjendje të përsosur pune. Arsyet për këtë janë - Shpejtësia e ulët, qëndrueshmëria e regjimit të temperaturës (temperatura e avullit), niveli i ulët i temperaturave maksimale - 5-6 herë më pak se në një motor me djegie të brendshme, mungesa e plotë e proceseve të tilla të pakëndshme si formimi i karbonit dhe koksi, dhe pastërtia absolute e agjentit të punës, që qarkullon në një lak të mbyllur (në motorin me djegie të brendshme, pastrimi i plotë i ajrit nuk mund të kryhet).
Natyrisht, lind pyetja, cilat janë arsyet që parandalojnë që motori me avull të marrë përsëri vendin e tij të duhur midis motorëve modernë?
Para së gjithash, kjo është efikasitet i ulët dhe, si rezultat, rrit konsumin e karburantit me 1.5 - 3 herë. Efikasiteti i motorëve me avull reciprok mund të rritet vetëm në 28%, dhe në mostrat e ndërtuara është dukshëm më i ulët. Në fund të fundit, efikasiteti i lokomotivave me avull, mbi të cilat motori me avull ekzistonte për kohën më të gjatë, tashmë është bërë sinonim me efikasitet të ulët: mezi arriti në 10% në modelet më të mira me kondensim të pjesshëm të kundërt të avullit. Vërtetë, cikli i motorit me avull ishte i hapur. Përdorimi i cikleve të mbyllura me shkëmbyes rigjenerues të nxehtësisë do të tejkalojë ndjeshëm pragun prej 10%. Dhe në një nga mesazhet në motorin me avull "të ri", u tregua se efikasiteti i gjeneratorit të avullit (bojlerit) është 90%. Efikasiteti i procesit të djegies së një motori me djegie të brendshme karakterizohet nga afërsisht e njëjta vlerë. Por edhe me një konsum më të lartë të karburantit, kostot e funksionimit të një makine trageti mund të jenë afër konkurrentit të saj të benzinës, pasi karburanti më i lirë mund të digjet.
Arsyeja e dytë është kostoja e lartë e termocentralit. Arsyeja e tretë konsiderohet të jetë pesha e madhe e
1 Turbinat me avull me qark të mbyllur arrijnë efikasitet 29%.
makine per bredhje. Sidoqoftë, tashmë nga sa më sipër rrjedh se pesha totale e ekuipazheve të krahasuara do të jetë praktikisht e njëjtë. Kështu, për momentin nuk ka arsye serioze që pengojnë motorin me avull të zërë vendin e tij të ligjshëm në linjën e motorëve të pazakontë.

Motorë me djegie të brendshme pistoni rrotullues
Në këtë pjesë, ne po flasim për motorët, të cilët autorët e botimeve të shumta ndonjëherë premtojnë një të ardhme të ndritur. Dhe, natyrisht, motori Wankel vjen i pari.
Por a janë vërtet perspektivat e tij kaq rozë? Ekonomistët e të gjitha vendeve janë unanimë në mendimin se vetëm të paktën 25% e përparësisë në treguesit kryesorë i siguron "teknologjisë së re" të drejtën për të zëvendësuar pa kushte atë "të vjetër".
Kanë kaluar më shumë se 15 vjet që kur u shfaq modeli i parë industrial i motorit Wankel. Termi është domethënës. Dhe rezulton se përparësitë e "Wankel" në peshë janë vetëm 12 - 15%; nuk ka përparësi në kosto ose qëndrueshmëri, dhe vetëm vëllimi i zënë nga motori nën kapakun e makinës zvogëlohet me 30%. Në të njëjtën kohë, madhësia e makinave praktikisht nuk zvogëlohet.
Realiteti gjithashtu hedh poshtë deklaratat ende mbizotëruese në lidhje me "detajet e vogla" të këtij motori. Një nga rotorët e tij ka 42 - 58 elementë vulosës, ndërsa një motor i krahasueshëm me djegie të brendshme ka rreth 25, përfshirë valvulat.
Situata është edhe më e keqe me motorët me shumë rotorë. Ato kërkojnë kavanoza komplekse, një sistem të shtrenjtë ftohjeje dhe një makinë me shumë pjesë. Tashmë vetëm një "Wankel" me dy rotorë përmban gjashtë aktrime volumetrike të një konfigurimi kompleks, dhe një motor pistoni ekuivalent - vetëm 2 - 3 shumë më të thjeshtë dhe më të avancuar teknologjikisht.
Teknologjia e sofistikuar e prodhimit të epitrokoidit - profili i brendshëm i secilës kuti kartoni, veshja e statorëve dhe elementeve të shumtë të vulosjes me materiale të shtrenjta, dhe montimi i komplikuar mohojnë të gjitha avantazhet e mundshme të Wankels.
Dhe megjithëse tashmë në shitësit e makinave në 1973, u prezantua një motor me katër rotorë me një kapacitet 280 litra. me (vëllimi 6.8 litra; 6300 rpm), qëllimi i "Wankels" do të mbetet në modelet një-dy-rotor. Modeli me katër rotorë u ndërtua nga General Motors (SHBA) për modelin sportiv Chevrolet-Corvette, prodhimi i të cilit në seri të vogla është planifikuar të fillojë në 1976. Në magazinë në. kompania gjithashtu ka një mostër me dy rotorë (4.4 litra; 180 kf në 6000 rpm). Sidoqoftë, këta motorë do të instalohen vetëm me kërkesën e blerësit. Në 1974 filloi prodhimi në shkallë të vogël i versionit francez të motorit me dy rotorë (1.2 l; 107 kf) për modelin sportiv Citroen-Biotor.
Duhet të theksohet se këto janë praktikisht mostrat e vetme në botë të prodhuara nga firma që kanë investuar shumë në marrjen e licencave dhe zhvillimin e teknologjisë së projektimit dhe prodhimit. Kostot, natyrisht, kërkojnë kthim, por lirimi i modeleve ka të ngjarë të ndjekë qëllime prestigjioze. Sipas ekspertëve, çdo motor rrotullues mund të bëhet konkurrues vetëm nëse kostoja dhe konsumi i karburantit të tyre zvogëlohen ndjeshëm (!). Dhe këtu në "Wankel" gjërat thjesht nuk janë shumë të mira.
Por edhe nëse plotësohen këto kërkesa, për prodhimin masiv të motorëve rrotullues, për shembull, industrisë amerikane do t'i duhen të paktën 12 vjet. Të dhënat e parashikimit mbi perspektivat për llojet e tjera të motorëve tregojnë se ky tranzicion nuk do të kryhet. Me sa duket , për këto arsye, gjigantë të tillë auto, si Ford ashtu edhe Chrysler, pasi kishin shpenzuar shumë para për zhvillimin e Wankels, e fikën plotësisht këtë temë.
Vitet e fundit, ka pasur shumë raporte intriguese të shtypura në lidhje me motorin rrotullues që po zhvillohej në Australi nga shpikësi Ralph Saric. Gazetarët, dhe, me sa duket, jo pa ndihmën e autorit, arritën të errësojnë mesazhet aq shumë, duke e krahasuar motorin "me turbina, dhe me" Wankel ", dhe me motorë të tjerë që thjesht është e nevojshme të ndalemi në modelin e tij Me
Motori bazohet në parimin e funksionimit të një pompë rrotulluese, pllakat e së cilës kufizojnë dhomat me vëllim të ndryshueshëm. Mostrat e konstruktuara të motorit kanë shtatë dhoma pune (Fig. 18, a), me priza ndezëse dhe valvula hyrëse dhe dalëse të instaluara në secilën (Fig. 18, b). Rotori është bërë shtatë anësh dhe bën dridhje ekscentrike nën ndikimin e boshtit të fiksimit qendror. Fletët e motorit janë në formë U (Fig. 18, c). Në drejtimin radial, ata luhaten në brazdat e strehimit, dhe rotori në lidhje me tehet lëviz njëkohësisht në mënyrë tangjenciale në rreth. Për të siguruar lëvizjen e teheve dhe kontaktin e ngushtë të skajit të poshtëm të tehut me rotorin, rrotullat janë instaluar në shiritat e tyre, të vendosur në një zakon të veçantë në trup.
Shpejtësitë mesatare të lëvizjes reciproke të pjesëve janë relativisht të ulëta dhe teorikisht shpejtësia e motorit mund të arrijë 10 mijë në minutë. Nëse e krahasojmë këtë motor me "Wankel", atëherë distanca maksimale e përshkuar për revolucion nga elementi i vulosjes, përkatësisht, do të jetë 685 dhe 165 mm. Sistemi i vulosjes përmban rreth 40 pjesë, i cili është i krahasueshëm me një Wankel.
Mostrat e ndërtuara në 4000 rpm dhe një peshë prej 64 kg zhvillojnë 130 - 140 litra. me Zhvendosja e motorit
3.5 litra, domethënë, kapaciteti i litrit është në nivelin e motorëve konvencionalë dhe është rreth 40 litra. s. / l Kur detyrohet, ky tregues mund të dyfishohet afërsisht.
Oriz. 18. Skema e motorit të R. Sarich:
a - prerje kryq; b - goditje në ngjeshje në njërën nga dhomat; c - tehja e motorit
Disavantazhet e motorit përfshijnë një densitet shumë të lartë të nxehtësisë, që kërkon përdorimin e sistemeve shumë më të fuqishme të ujit dhe vajit. Gjatë testeve, u zbulua se njësia më e ngarkuar dhe më e dobët janë rrotullat e pllakave. Prandaj, në të ardhmen e afërt, performanca e motorit nuk ka gjasa të përmirësohet ndjeshëm.
Në përgjithësi, qarku i motorit nuk mund të njihet si origjinal, pasi shumë të ngjashëm me të janë patentuar, që ndryshojnë vetëm në detaje të vogla. Prandaj, merita kryesore e R. Sarich është se ai mori mbi vete punën e rregullimit të tij të mirë dhe arriti rezultate të caktuara. Motori i tij nuk do të bëjë ndonjë revolucion, dhe, ndoshta, gjëja më e rëndësishme në punën e R. Sarich është vetëm se ai tërhoqi vëmendjen e komunitetit inxhinierik në skemat e bazuara në parimin e funksionimit të makinave rrotulluese.
Ka entuziastë të kësaj skeme edhe në vendin tonë. Pra, një banor i fshatit Sary-Ozek, rajoni Taldy-Kurgan, G.I.Dyakov, madje ndërtoi një prototip të një motori të tillë me një rotor rrotullues, domethënë, sipas një skeme ku kushtet e punës të pllakave janë më të këqija. Motori nuk është testuar ende.
Motorët sferoidalë. Në 1971, revista Inventor dhe Rationalizer botoi një artikull në lidhje me motorin sferoidal të shpikës Voronezh
Oriz. 19. Skema e transformimit të menteshës së Hooke në një motor sferoidal:
1 - pjesë kryq; 2 - diafragma; 3 - pirunë; 4 - segmente; 5 - guaskë sferike
G. A. Sokolova. Motori bazohet në aftësinë e nyjës rrotulluese të Hooke për t'u transformuar në një mekanizëm që ka katër zgavra, vëllimi i të cilit ndryshon nga minimumi në maksimum gjatë rrotullimit. Në një ose dy zgavra, është e mundur të organizoni një cikël të motorit me djegie të brendshme. Një shembull i një transformimi është treguar në Fig. 19. Nëse pjesa e kryqëzuar 1 e menteshës shndërrohet në një diafragmë rrethore 2 me një sipërfaqe të jashtme sferike, dhe pirunët 3 të menteshës zëvendësohen me segmente të sheshta 4 dhe këto tre elementë vendosen në një guaskë sferike 5, atëherë ju merrni një mekanizëm i aftë për të kryer funksionet e një motori. Për ta bërë këtë, në vendet përkatëse të guaskës sferike, është e nevojshme vetëm të bëni dritare hyrëse dhe dalëse dhe ... SDHD është gati.
Pas artikullit për këtë motor të pazakontë, erdhën më shumë se 300 letra. Profesorë, studentë, inxhinierë, drejtorë ndërmarrjesh, pensionistë, mekanikë dhe të tjerë folën "pro" dhe "kundër". Dhjetë fabrika raportuan se mund të prodhonin një motor. Shumë letra janë dërguar nga klubet e sporteve ujore. Kishte propozime për të përdorur SDHD si një motor hidraulik ose pompë për lokomotivat me naftë, një motor varkë, një motor pneumatik për veglat e dorës, një kompresor dhe një termocentral për një stendë eksperimentale. Prandaj, redaksia e revistës dërgoi rreth 40 ftesa në institute, zyra të projektimit, fabrika dhe redaksi të revistave me një propozim për t'u mbledhur në një "tryezë të rrumbullakët".
Në takim, sekretari ekzekutiv i redaksisë tërhoqi vëmendjen e auditorit në dy paradokse: fakti që VNIIGPE, duke kundërshtuar vetëm patentat e lëshuara në shekullin e kaluar, hodhi poshtë një kërkesë për një shpikje kryesisht për shkak të "mungesës së dobisë", dhe fakti që komuniteti inxhinierik nuk di për ekzistencën e motorëve të tillë.
Para takimit, shumë dyshuan në funksionimin e pirunëve të artikuluar, mundësinë e lubrifikimit të tyre, fuqinë e lartë të përgjithshme (për shkak të formës së pafavorshme të çarë të dhomës së djegies dhe mbushjes së dobët për shkak të kontaktit të përzierjes së freskët me një diafragmë të nxehtë) dhe ngushtësia e dhomave të djegies.
1 Shpikësi V.A.Kogut propozoi të thërrasë motorë të këtij lloji motorë sferoidal-artikuluar-diafragmë (SDMD).
Demonstrimi i një modeli pune të një motori me një sferë me një diametër prej 150 mm, i cili zhvilloi 4500 rpm në një presion të ajrit të kompresuar të furnizuar me të prej 14 kg / cm2, dëshmoi bindshëm për mundësinë e krijimit të një modeli të zbatueshëm të këtij lloji Me Diametri i kunjit të rrotullimit të motorit mund të jetë deri në 60 mm. Me këto dimensione, presionet specifike në sipërfaqet e kontaktit mund të reduktohen lehtësisht në çdo kufi të dëshiruar. Efikasiteti i vulës së diafragmës së prototipit nuk shkaktoi dyshime në shumicën e atyre që ishin të pranishëm.
Gjithashtu u prezantua një motor tjetër me një diametër sfere prej 102.8 mm. Ajo u ndërtua nga shpikësi A. G. Zabolotsky, i cili nuk dinte asgjë për punën e G. A. Sokolov. Në modalitetin e motorit të ajrit, dizajni i tij funksionoi për rreth 40 orë, duke zhvilluar deri në 7000 rpm. Asnjë dridhje ose konsum i shtuar nuk u gjet gjatë kësaj kohe. Dhe boshllëqet midis sferës dhe diafragmës në këtë model ishin madje shumë të vogla, pasi gjatë testeve "të nxehta" motori u bllokua.
Gjatë diskutimit në lidhje me besueshmërinë e vulës SDSD, doli që, për shembull, në motorët Wankel, shpejtësia rrëshqitëse e pllakave të vulosjes është shumë më e lartë në krahasim me unazat e motorëve konvencionale të pistonit, dhe në të njëjtën kohë këta motorë funksionojnë mjaft me sukses. Në SDDD, shpejtësia e rrëshqitjes mund të jetë edhe më e ulët. Pra, për industrinë e sotme, të aftë për të ndërtuar çdo model motori, problemi i besueshmërisë së vulës ka të ngjarë të mos jetë problem. Besueshmëria e vulës do të varet shumë nga saktësia e përpunimit të sipërfaqes së brendshme të guaskës sferike. Përvoja e A.G. Zabolotsky, i cili ndërtoi motorin në punëtorinë e fermës së frutave Verkhnedonsk, e cila ka vetëm një torno, sugjeron që saktësia e nevojshme në përpunimin e një sfere mund të merret edhe në kushte gjysmë artizanale. Thjeshtësia e përpunimit të sferës u konfirmua gjithashtu nga prodhimi i një motori tjetër sferoidal në uzinën e makinerive Srednevolzhsky. Atje punëtorët përdorën një makinë bluarëse të brendshme me një tryezë rrotulluese.
Këndi midis akseve të menteshës në motorët sferoidal arrin 35 - 45 °. Në këtë rast, pabarazia e shpejtësive këndore duhet të kishte çuar në shfaqjen e momenteve të mëdha inerciale të alternuara të shenjave dhe, si pasojë, në një dridhje të madhe. Testimi i prototipeve në ajrin e ngjeshur nuk zbuloi dridhje të rrezikshme. Edhe vidhat M3, të cilat shtrënguan hemisferat në motorin e GA Sokolov, i përballuan ngarkesat. V.I. Kuzmin, i cili jeton në Kherson, nuk i konsideron këndet e mëdha të rrezikshme, dhe aktiviteti i tij profesional është shoqëruar me varen e Hooke për 15 vjet. "Unë miratoj modelin e motorit Sokolov," ai telegramoi në "tryezën e rrumbullakët".
Mungesa e dridhjeve në SDSD me një kënd të madh midis akseve (në kënde prej më shumë se 10 °, varet e Hooke zakonisht shmangen) mund të shpjegohet me efektin e amortizimit të mjedisit të punës. Dhe meqenëse ngarkesa aplikohet vetëm nga njëra anë e menteshës, rrotullimi i pabarabartë i boshtit të lirë nga ngarkesa nuk çon në shfaqjen e momenteve të rëndësishme inerciale.
Ata të mbledhur në "tryezën e rrumbullakët" arritën në përfundimin se avantazhet dhe disavantazhet e SDDD mund të zbulohen vetëm me verifikim eksperimental. E njëjta ide përmbahet në letrën e profesorit të departamentit ICE të Universitetit Teknik Shtetëror të Moskës. Bauman A.S. Orlin. Ai i uroi autorit "zbatimin më të shpejtë të ideve të tij në metal dhe teste", pasi vetëm testet "do të lejojnë zgjidhjen e të gjitha çështjeve të diskutueshme". Testet, dhe aq më tepër që ndërtimi i prototipeve të motorëve është larg një çështjeje të lehtë: thjesht rregullimi i një motori konvencional, edhe në kushtet e fabrikës, zgjat 4 - 5 vjet.
Një përzgjedhje e patentave mbi motorët sferoidal u prezantua në tryezën e rrumbullakët. Edhe pse literatura shkencore dhe teknike nuk përmban informacion rreth tyre, arkivat e patentave tregojnë se G. A. Sokolov dhe A. G. Zobolotsky nuk ishin të parët që vunë re aftësinë e jashtëzakonshme të menteshës së Hooke për t'u transformuar në një motor ose pompë. Patenta e parë e ngjashme angleze daton në 1879, e fundit - në kohën tonë. Kjo skemë nuk është injoruar në tabelën e klasifikimit të të gjitha skemave të mundshme të motorëve me pistoni rrotullues, e cila është dhënë në librin e Wankel mbi motorët rrotullues.
Kështu, motorët sferoidal të bazuar në varen e Hooke ishin thjesht pa fat.
Nuk kishte asnjë person në historinë e inxhinierisë motorike që do të merrte mundimin për t'i rregulluar mirë ato.
Aktualisht, G. Sokolov (Instituti Politeknik Voronezh) dhe një numër entuziastësh të tjerë po përgatiten për këtë punë në detaje. Sokolov rafinoi fazat e shpërndarjes së gazit, të hedhura nga një hemisferë speciale e aliazhit antifriction (aliazh Baklan), kreu llogaritjet e shumta që nuk zbuluan ndonjë ngarkesë të papranueshme.
Qendra e dytë për ndërtimin e SDD ishte Kherson "Cardan Theorist", siç u thirr në takimin e tryezës së rrumbullakët, Viktor Ivanovich Kuzmin u interesua aq shumë për këtë skemë të pazakontë saqë filloi ndërtimin. Për të punuar, ai tërhoqi një grup punëtorësh, studentë, studentë të diplomuar. Motori është bërë prej metali dhe tani është në provë.
Në 1974, një motor tjetër sferoidal u bë i njohur. Të rinj që jetojnë në Tselinograd
Oriz. 20. Motori i V. A. Kogut. Vëllimi i punës 1600 cm®; diametri i sferës 210 mm; shpejtësia 2500 rpm; fuqi 65 kf me .; pesha 45 - 65 kg; pjerrësia e akseve 30e:
1 - diafragma; 2 dhe 3 - segmente; 4 dhe 5 - unaza mbyllëse; € “pllaka vulosëse; 7 - gishta; 8 - mëngë spacer; 9 - volant; 10 - tubacioni i anashkalimit; 11 - shufra të lavamanit të nxehtësisë
projektuesi për makina bujqësore Valery Alvianovich Kogut kohë më parë mendoi idenë e një motori të tillë dhe, pasi kishte mësuar për punën e Sokolov, ndërtoi një model pune (Fig. 20). Motori u bë pa një sistem ftohës dhe, gjatë rregullimit të imët, ai punoi për disa minuta deri në mbinxehje në një kompleksitet të përgjithshëm prej më shumë se 2 orë. Duhet të theksohet se një kohëzgjatje e tillë e funksionimit është një lloj rekordi. Motorët sferoidalë të autorëve të tjerë punuan për një kohë më të shkurtër.
Motori përbëhet nga një diafragmë 1 dhe dy segmente 2, 3, të lidhur në mënyrë bosht me diafragmën. Boshtet e segmentit rrotullohen në njësi mbajtëse. Nënshkrimi i segmenteve dhe diafragmës kryhet nga unazat 4, 5, vula midis segmenteve dhe diafragmës bëhet nga pllaka të mbushura me pranverë 6. Në trupin e diafragmës ka katër kunja 7, në të cilat segmentet 2, 3 janë të dehur duke përdorur mëngë 8 (shih pjesën 1-1).
Cikli i motorit është me dy goditje. Në gjysmën e majtë të sferës (nga ana e volantit 9), kryhet një kompresim paraprak i përzierjes që vjen nga karburatori i automobilave. Përmes tubacionit të anashkalimit 10, përzierja drejtohet në gjysmën e djathtë të sferës. Në pozicionin e treguar në figurë, fryrja bëhet në pjesën e sipërme, dhe goditja e punës fillon në pjesën e poshtme.
Segmenti i duhur 3 dhe diafragma / duhet të lubrifikohen dhe ftohen me vaj të furnizuar përmes montimit të djathtë të kushinetave. Përveç kësaj, disa shufra heqës të nxehtësisë të ngarkuar me pranverë 11 janë në kontakt me sipërfaqen fundore të segmentit të djathtë, përgjatë së cilës fluksi i nxehtësisë "rrjedh" në strehimin me brinjë të montimit të mbajtësit. Në anën e majtë, diafragma ftohet me një përzierje të freskët pune.
Testet e motorit të V. Kogut, gjatë të cilit u modernizuan shumë njësi të tij, dëshmojnë funksionimin parësor të këtij qarku. Strukturisht dhe teknologjikisht, SDS është shumë më e thjeshtë se motori Wankel. Përparësitë e vërteta do të bëhen të qarta në të ardhmen e afërt pas testimit të motorëve të Sokolov, Kuzmin, Kogut.
1 Vendndodhja e portave të spastrimit dhe shkarkimit në fig. 20 tregohet në mënyrë konvencionale.
Në tryezën e rrumbullakët të revistës Inventor and Rationalizer, shpikësi Kuibyshev V.I. Veçori e motorit (Fig. 21) është se ai përbëhet nga dy rotorë, të jashtëm / dhe të brendshëm 3, që rrotullohen në të njëjtin drejtim. Akset e rotorëve janë të prirur, çiftëzimi i tyre kryhet përgjatë sferës. Në qendër të sferës ka një diafragmë - pistoni 2, i cili ndan vëllimin e punës në katër dhoma të pavarura të djegies.
Lëvizni rotorët mendërisht të paktën një revolucion, dhe vëllimi pranë prizës së sipërme do të rritet në një maksimum, i cili mund të korrespondojë me goditjen e punës ose anashkalimin (cikli i motorit është me dy goditje), dhe pastaj përsëri do të zvogëlohet në minimum , dmth, do të ndodhë shkarkimi ose ngjeshja. Ajri është i ngjeshur paraprakisht nga një ventilator centrifugale 4.
Nga mbingarkuesi, ajri derdhet në karburator dhe pastaj përmes boshtit të zbrazët 6 në dhomën e djegies. Shterja ndodh përmes dritareve 7 në rotorin e jashtëm, dhe energjia e gazrave të shkarkimit realizohet në turbinën 5. Rotori i jashtëm rrotullohet në një volut me dy brirë 8. Prandaj, tehet kryejnë alternativisht funksionet e një ventilatori dhe nje turbine Shterimi ndodh në njërin bri (nuk tregohet në figurë), tjetri përdoret për mbingarkuesin. Për shkak të kësaj, shpejtësia boshe e motorit është relativisht e lartë - të paktën 1500 rpm.
Në një cikël funksionimi me dy goditje në dhomat diametralisht të kundërta, të njëjtat procese ndodhin njëkohësisht. Ne fig 21 tregon momentin kur goditja e punës fillon në/dhe /// dhomat, dhe pastrimi është në progres në dhomat // dhe /// (linja të ngurta të shigjetave - përzierje pune, linja me pika - produkte të djegies).
Nëse shikoni motorin në të djathtë, atëherë kur rotori rrotullohet kundër akrepave të orës në dhomat / dhe ///, një zgjerim (goditje) prej 110 ° do të ndodhë në këndin e rrotullimit, atëherë dritaret e shkarkimit do të hapen dhe pas tjetrit 8 ° - dritaret e marrjes. Pas rrotullimit 180 °, vëllimi / dhe III i dhomave do të jetë i barabartë me vëllimin në pozicionin fillestar të dhomave II dhe IV, që korrespondon me mesin e shpërthimit. Në një kënd kthese prej 240 °, dritaret e shkarkimit do të mbyllen, dhe pas 8 ° të tjera, dritaret e marrjes. Në këtë pikë, cikli i kompresimit do të fillojë (cikli asimetrik). Gjatë goditjes së punës, pendët e rotorit të jashtëm lahen me ajër të pastër (shigjeta nga pikat), i cili ftoh rotorin, dhe më pas ky ajër përdoret për presion. Kur shterojnë, pendët veprojnë si tehe turbine.
Fuqia e vlerësuar e motorit - 45 kf me Në njohjen e parë me të, madhësia joproporcionale e madhe e karburatorit është goditëse. Por rezulton se karburatori është edhe më i vogël se motorët konvencionalë, dhe vetë motori është i vogël. Ju jeni edhe më të befasuar kur zbuloni se vizatimet e punës të të gjitha pjesëve, pa përjashtim, përshtaten në një dosje të vogël. Ajo flet bindshëm për thjeshtësinë e modelit, numrin minimal të pjesëve. Dhe pas leximit të karakteristikave krahasuese, të konfirmuara nga të shumta
llogaritjet e llogaritura - është thjesht e pamundur të mos besosh në të ardhmen e këtij dizajni. Gjykoni vetë.
Të dy rotorët rrotullohen në të njëjtin drejtim. Kështu, shpejtësia e lëvizjes reciproke të pjesëve zvogëlohet ndjeshëm, dhe unazat e zakonshme do të përmbushin në mënyrë të përkryer funksionet e tyre.
Ishte për shkak të shpejtësive të larta të vulosjes që Wankel duhej të zvogëlonte shpejtësinë e motorit nga 10-12 mijë në 6 mijë rpm të zakonshme. Autorët e motorit sferoidal as nuk kishin nevojë të ndiqnin rrotullime të larta. Edhe në 4 - 5 mijë rpm, motori i tyre tejkalon Wankels. Mjafton të thuhet se ky motor ka një kapacitet më të lartë litri - 97 kf. sek / l në 4000 rpm, çift rrotullues 2 - 3 herë më i lartë (25 kgm!), dhe graviteti specifik - 0.5 kg / l. me konkurron me motorët e avionëve. Dhe e gjithë kjo vlen për prototipin! Për shkak të faktit se rotorët janë simetrik në lidhje me akset e rrotullimit, motori është i balancuar në mënyrë të përkryer. Kjo lehtësohet nga të njëjtat procese që ndodhin në dhomat diametralisht të kundërta. Pabarazia e llogaritur e motorit është 2 ° 16 ", e cila është shumë më e ulët se ajo e një" Wankel "ose një motor me djegie të brendshme pistoni. Simetria e proceseve, përveç kësaj, përcakton funksionimin e diafragmës, si të thuash, në një gjendje të pezulluar, duke zvogëluar ndjeshëm ngarkesën në çiftet e fërkimit.
Nëse krahasojmë ngarkesën në kunjat e diafragmës me ngarkesën në kunjin e pistonit dhe ngarkesën "në kushinetat e rotorit të jashtëm me ngarkesën në revistat e shufrës lidhëse të një motori konvencional me djegie të brendshme të së njëjtës fuqi, atëherë ato do të kthehen 2 herë më pak. Krahasimi bëhet me qafën kryesore të një motori me djegie të brendshme me dy cilindra pistoni).
Reduktimi i numrit të çifteve të fërkimit dhe madhësia e ulët e ngarkesave çojnë në një efikasitet të lartë të paparë mekanik. Sipas llogaritjeve, mund të arrijë 92%! Asnjë motor i vetëm, me përjashtim të motorëve me mekanizmin e S. Balandin, nuk ka një efikasitet edhe afër kësaj vlere.
Motori i V.I. Andreev është gjithashtu interesant në atë që tehet në rotorin e jashtëm kryejnë funksionet e një kompresori nxitës dhe një tifoz ftohës, si dhe një shall (duke ndryshuar shpejtësinë dhe vëllimin e gazrave) dhe një turbinë. Në motorët konvencionalë, 5 deri në 15% të energjisë humbet në shall. Këtu, të paktën 5% e turbinës kthehet prapa. Ideja e përdorimit të gazrave të shkarkimit nuk është e re. Por zbatimi i tij është i vështirë: shtohen një turbinë, kompresor, tubacione gazi (Fig. 22). Në motorin e V.I. Andreev dhe L. Ya. Usherenko, kjo nuk kërkon një pjesë të vetme shtesë.
Funksionimi i turbinës tashmë është testuar në rrethana disi të pazakonta. Për funksionimin e ftohtë me ndihmën e një motori elektrik, motori u instalua në një stendë në dyqanin e veglave të fabrikës së makinerive Srednevolzhsky, ku pjesët e tij u prodhuan dhe u montuan. Rrotullimi zgjati 6 orë. Vrapimi nuk zbuloi asnjë dridhje, asnjë ngrohje të motorit, asnjë gërvishtje të elementëve fërkues.
Sidoqoftë, gjatë testeve "të nxehta", ndodhi një incident. Një copë flakë doli nga tubi i shkarkimit të turbinës si nga një hundë e një avioni jet, por motori nuk dha fuqinë e pritur. Kur u nda, dhomat e djegies ishin plotësisht të pastra. Arsyeja është se kokat e qirinjve janë të vendosura shumë afër trupit dhe shkëndija ka rrëshqitur, por jo aty ku duhet të jetë. Pra, testet e para në mënyrë indirekte konfirmuan vetëm funksionimin e turbinës. Rindërtimi i sistemit të ndezjes dhe të gjitha problemet për rregullimin e mirë u morën nga mekaniku V.A. Artemyev.

Zhvillimi i motorit për dekadat e ardhshme është një problem kompleks dhe i shumanshëm. Isshtë e pamundur ta ndriçosh atë plotësisht brenda një broshure të vogël. Do të ishte e nevojshme të flitej për përpjekjet për të përmirësuar procesin e punës të motorëve konvencionalë me djegie të brendshme, për mënyrat e neutralizimit të gazrave të shkarkimit, për sigurimin e forcës uniforme të përbërësve të motorit, eliminimin e nevojës për mirëmbajtje dhe përshtatjen e strukturës me diagnostikimin. Secili prej këtyre problemeve meriton një histori të veçantë të detajuar.
Qëllimi i kësaj broshure është të ndihmojë lexuesin të lundrojë në rrjedhën e informacionit për çështjen e ngritur dhe të tërheqë vëmendjen e tij në modelet e shpikësve, të cilët me siguri do të zënë vendin e tyre në familjen e ndihmësve më të rëndësishëm njerëzorë - motorët.

|||||||||||||||||||||||||||||||||
Libër për njohjen e tekstit nga imazhet (OCR) - studio krijuese BK -MTGK.

Motorët me avull të automobilave dhe motorët me djegie të brendshme janë praktikisht të njëjtën moshë. Efikasiteti i një motori me avull të atij modeli dhe në ato vite ishte rreth 10%. Efikasiteti i motorit Lenoir ishte vetëm 4%. Vetëm 22 vjet më vonë, në 1882, August Otto e përmirësoi atë në mënyrë që efikasiteti i motorit tani me benzinë ​​të arrijë ... deri në 15%

Duke filluar në 1801, historia e transportit me avull zgjati gati 159 vjet. Në vitin 1960 (!), Autobusë dhe kamionë me motorë me avull ishin ende duke u ndërtuar në SHBA. Motorët me avull janë përmirësuar shumë gjatë kësaj kohe. Në vitin 1900 në Shtetet e Bashkuara, 50% e parkut të makinave ishte "me avull". Tashmë në ato vite, u ngrit konkurrenca midis avullit, benzinës dhe - vëmendjes! - karroca elektrike. Pas suksesit në treg të Ford Model-T dhe, me sa duket, humbjes së motorit me avull, një rritje e re e popullaritetit të makinave me avull ra në vitet 20 të shekullit të kaluar: kostoja e karburantit për to (naftë, vajguri) ishte dukshëm më e ulët se kostoja e benzinës.

Motori me avull "klasik", i cili lëshoi ​​avullin e shkarkimit në atmosferë, ka një efikasitet jo më shumë se 8%. Sidoqoftë, një motor me avull me një kondensator dhe një rrugë të profilizuar të rrjedhës ka një efikasitet deri në 25-30%. Turbina me avull siguron 30-42%. Impiantet e ciklit të kombinuar, ku turbinat me gaz dhe avull përdoren "së bashku", kanë një efikasitet deri në 55-65%. Rrethanat e fundit i shtynë inxhinierët e BMW të fillojnë të punojnë në opsionet për përdorimin e kësaj skeme në makina. Nga rruga, efikasiteti i motorëve modernë të benzinës është 34%.

Kostoja e prodhimit të një motori me avull në çdo kohë ishte më e ulët se kostoja e një karburatori dhe motorëve me naftë me të njëjtën fuqi. Konsumi i karburantit të lëngshëm në motorët e rinj me avull që veprojnë në një cikël të mbyllur në avull të nxehtë (të thatë) dhe të pajisur me sisteme moderne të lubrifikimit, kushineta me cilësi të lartë dhe sisteme elektronike për rregullimin e ciklit të funksionimit është vetëm 40% e atij të mëparshëm.

Motori me avull fillon ngadalë. Dhe ishte dikur ... Edhe makinat prodhuese të firmës Stanley "bënë çifte" nga 10 në 20 minuta. Përmirësimi i modelit të bojlerit dhe futja e mënyrës së ngrohjes në kaskadë zvogëloi kohën e gatishmërisë në 40-60 sekonda.

Makina me avull është shumë e lirë. Kjo eshte e gabuar. Rekordi i shpejtësisë i vitit 1906 - 205.44 km / orë - i përket makinës me avull. Në ato vite, makinat me motorë benzinë ​​nuk dinin të vozisnin kaq shpejt. Në 1985, një makinë me avull lëvizte me shpejtësi 234.33 km / orë. Dhe në vitin 2009, një grup inxhinierësh britanikë projektuan një "bolide" të turbinës me avull me një makinë avulli me një kapacitet 360 litra. me., e cila ishte në gjendje të lëvizte me një shpejtësi mesatare rekord në garë - 241.7 km / orë.

Shtë interesante që kërkimet moderne në fushën e karburantit të hidrogjenit për motorët e automobilave kanë krijuar një numër "degësh anësore": hidrogjeni si lëndë djegëse për motorët klasikë me avull pistoni dhe veçanërisht për motorët me turbina me avull siguron mirëdashësi mjedisore absolute. "Tymi" nga një motor i tillë është ... avulli i ujit.

Motori me avull është kapriçioz. Nuk eshte e vertete. Structuralshtë strukturore shumë më e thjeshtë se një motor me djegie të brendshme, që në vetvete nënkupton besueshmëri dhe modesti më të madhe. Jeta e shërbimit të motorëve me avull është shumë dhjetëra mijëra orë punë të vazhdueshme, e cila nuk është tipike për llojet e tjera të motorëve. Megjithatë, ky nuk është fundi i tij. Për shkak të parimeve të funksionimit, motori me avull nuk humbet efikasitetin kur presioni atmosferik bie. Forshtë për këtë arsye që automjetet me avull janë jashtëzakonisht të përshtatshme për t'u përdorur në malësi, në qafat e vështira malore.

Shtë interesante të vërehet një pronë më e dobishme e një motori me avull, i cili, nga rruga, është i ngjashëm me një motor elektrik me rrymë të drejtpërdrejtë. Një rënie në shpejtësinë e boshtit (për shembull, me një rritje të ngarkesës) shkakton një rritje të çift rrotullues. Për shkak të kësaj prone, makinat me motorë me avull në thelb nuk kanë nevojë për kuti ingranazhesh - ato vetë janë mekanizma shumë komplekse dhe ndonjëherë kapriçiozë.

Motori me djegie të brendshme pistoni është i njohur për më shumë se një shekull, dhe pothuajse i njëjti, ose më mirë që nga viti 1886, është përdorur në makina. Një zgjidhje themelore për këtë lloj motori u gjet nga inxhinierët gjermanë E. Langen dhe N. Otto në 1867. Doli të ishte mjaft i suksesshëm për t'i dhënë këtij lloji të motorit një pozicion drejtues, i cili është ruajtur në industrinë e automobilave sot. Sidoqoftë, shpikësit e shumë vendeve u përpoqën pa u lodhur për të ndërtuar një motor të ndryshëm, të aftë për të tejkaluar motorin me djegie të brendshme të pistonit në treguesit më të rëndësishëm teknikë. Cilët janë këta tregues? Para së gjithash, ky është i ashtuquajturi koeficienti efektiv i performancës (COP), i cili karakterizon se sa nxehtësi, e cila ishte në karburantin e shpenzuar, shndërrohet në punë mekanike. Efikasiteti për një motor me djegie të brendshme me naftë është 0.39, dhe për një karburator - 0.31. Me fjalë të tjera, efikasiteti efikas karakterizon ekonominë e motorit. Treguesit specifikë nuk janë më pak domethënës: vëllimi specifik i zënë (hp / m3) dhe graviteti specifik (kg / hp), të cilat dëshmojnë për kompaktësinë dhe butësinë e strukturës. Po aq e rëndësishme është aftësia e motorit për t'u përshtatur me ngarkesa të ndryshme, si dhe mundimi i prodhimit, thjeshtësia e pajisjes, niveli i zhurmës dhe përmbajtja e substancave toksike në produktet e djegies. Me të gjitha aspektet pozitive të një koncepti të veçantë të një termocentrali, periudha nga fillimi i zhvillimit teorik deri në futjen e tij në prodhimin masiv ndonjëherë merr shumë kohë. Pra, krijuesit të motorit me pistoni rrotullues, shpikësit gjerman F. Wankel, iu deshën 30 vjet, pavarësisht punës së tij të vazhdueshme, në mënyrë që të sillte njësinë e tij në një dizajn industrial. Në vend, do të thuhet se u deshën gati 30 vjet për të futur një motor nafte në një makinë prodhimi (Benz, 1923). Por nuk ishte konservatorizmi teknik ai që shkaktoi një vonesë kaq të gjatë, por nevoja për të përpunuar në mënyrë shteruese një dizajn të ri, domethënë, për të krijuar materialet dhe teknologjinë e nevojshme për mundësinë e prodhimit të tij në masë. Kjo faqe përmban një përshkrim të disa llojeve të motorëve jokonvencionalë, por që në praktikë kanë vërtetuar qëndrueshmërinë e tyre. Një motor pistoni me djegie të brendshme ka një nga të metat e tij më të rëndësishme - është një mekanizëm mjaft masiv i fiksimit, sepse humbjet kryesore të fërkimit shoqërohen me funksionimin e tij. Në fillim të këtij shekulli, u bënë përpjekje për të hequr qafe një mekanizëm të tillë. Që nga ajo kohë, janë propozuar shumë modele gjeniale që shndërrojnë lëvizjen reciproke të pistonit në lëvizjen rrotulluese të boshtit të këtij modeli.

Motori Besshatunny S. Balandin

Motori i pistonit rrotullues F. Wankel

Ajo ka një rotor trekëndësh që bën një lëvizje planetare rreth boshtit ekscentrik. Vëllimi i ndryshëm i tre zgavrave të formuara nga muret e rotorit dhe zgavrën e brendshme të kthesës bën të mundur kryerjen e ciklit të punës të motorit të nxehtësisë me zgjerimin e gazrave. Që nga viti 1964, në makinat e prodhimit në të cilat janë instaluar motorë pistoni rrotullues, funksioni i pistonit kryhet nga një rotor trekëndësh. Lëvizja e kërkuar e rotorit në strehim në lidhje me boshtin ekscentrik sigurohet nga një mekanizëm i përshtatjes së ingranazheve planetare (shiko figurën). Një motor i tillë, me fuqi të barabartë me një motor pistoni, është më kompakt (ka një vëllim 30% më të vogël), më i lehtë me 10-15%, ka më pak pjesë dhe është më i balancuar. Por në të njëjtën kohë ishte inferior ndaj një motori pistoni për sa i përket qëndrueshmërisë, besueshmërisë së vulave të zgavrave të punës, konsumoi më shumë karburant, dhe gazrat e tij të shkarkimit përmbajnë më shumë substanca toksike. Por, pas shumë vitesh rregullim të mirë, këto mangësi u eliminuan. Sidoqoftë, prodhimi masiv i makinave me motorë pistoni rrotullues është i kufizuar sot. Përveç modelit të F. Wankel, dihen modele të shumta të motorëve me pistoni rrotullues nga shpikësit e tjerë (E. Kauertz, G. Bradshaw, R. Seirich, G. Ruzhitsky, etj.). Sidoqoftë, arsyet objektive i penguan ata të dilnin nga faza eksperimentale - shpesh për shkak të mungesës së meritës teknike.

Turbina me gaz me dy boshte

Motori i pistonit me avull

Motori i R. Stirling. Motori me djegie të jashtme

Siç thuhet nga Zelanda e Re Makinat Duke se motorët e tyre boshtorë janë më ekonomikë dhe më të lehtë. Njësitë e energjisë të prodhuara nga kompania mund të instalohen në anije dhe avionë të lehtë. Por kjo nuk është e gjitha. Në të ardhmen e afërt, kompania premton të lëshojë motorë të ngjashëm për.

Ne nuk e dimë nëse Duke Engines mund të bëjnë motorë të mirë dhe me cilësi të lartë për industrinë e automobilave. Possibleshtë e mundur që në të ardhmen kjo kompani të ndryshojë të kuptuarit tonë për fuqitë në automjetet moderne. Por në çdo rast, ia vlen t'i kushtohet vëmendje këtyre motorëve. Ato duken të pazakonta, veçanërisht nëse, gjë që tregon se si funksionon kjo njësi e pazakontë e energjisë. Mbresëlënëse.

Parimi i funksionimit të motorit nuk është vetëm befasues, por edhe tërheqës.

Dizajni i motorit ka bërë një rrugë të gjatë nga zhvillimi konceptual në prototipet e parë të punës. Përkundër faktit se për momentin zhvillimi i motorit vazhdon, ai nuk duket më keq se motorët modernë.

Deri më tani, njësia e energjisë ekziston si një prototip. Ajo, si motorët konvencionalë, ka një sistem lubrifikimi, një kolektor dhe një dhomë të djegies. Por kushtojini vëmendje sistemit të pistonit të pjerrët. Ne mendojmë se ju nuk keni parë diçka të tillë më parë.

Nuk ka rëndësi për çfarë janë bërë këto, në përpjekje për të krijuar motorin më ekonomik ose, anasjelltas, më të fuqishmin. Një fakt tjetër është i rëndësishëm - këto motorë u krijuan dhe ato ekzistojnë në kopje të vërteta pune. Ne jemi të lumtur për këtë dhe i ftojmë lexuesit tanë të hedhin një vështrim me ne në 10 nga motorët më të çmendur të makinave që kemi gjetur ndonjëherë.

Për të përpiluar listën tonë të 10 motorëve të makinave të çmendura, ne ndoqëm disa rregulla: vetëm termocentralet e makinave serike të pasagjerëve u futën në të; pa motorë garash ose modele eksperimentale sepse ato janë të pazakonta sipas përkufizimit. Ne gjithashtu nuk përdorëm motorët "më të mirë", më të mëdhenjtë ose më të fuqishmit, ekskluziviteti u llogarit sipas kritereve të tjera. Qëllimi i menjëhershëm i këtij artikulli është të nxjerrë në pah modelin e pazakontë, ndonjëherë të çmendur të motorit.

Zotërinj, filloni motorët tuaj!

8.0 litra, mbi 1000 kf W-16 është motori më i fuqishëm dhe kompleks i prodhuar ndonjëherë. Ai ka 64 valvola, katër turbochargers, dhe çift rrotullues të mjaftueshëm për të ndryshuar drejtimin e rrotullimit të Tokës - 1.500 Nm në 3.000 rpm. Në formë W, 16 cilindra, në thelb duke kombinuar motorë të shumtë, nuk ka ekzistuar kurrë më parë, ose në ndonjë model tjetër përveç një makine të re. Nga rruga, ky motor është i garantuar të punojë të gjithë jetën e tij të shërbimit pa prishje, siguron prodhuesi për këtë.

Bugatti Veyron W-16 (2005-2015)

Bugatti Veyron, vetura e vetme sot, ku mund të takoni një përbindësh në formë W në veprim. Bugatti hap listën (Foto 2011 16.4 Super Sport).

Në fillim të shekullit të kaluar, inxhinieri i automobilave Charles Knight Yale pati një epifani. Valvulat tradicionale të poppet, arsyetoi ai, ishin shumë komplekse, burimet e kthimit dhe tapetet shumë joefektive. Ai krijoi llojin e tij të valvulave. Zgjidhja e tij u quajt "valvula e rrotullës" - një tufë që rrëshqet rreth një pistoni të drejtuar nga një bosht ingranazhi që hap portat e marrjes dhe shkarkimit në murin e cilindrit.

Valvula e mëngës së kalorësit (1903-1933)

Çuditërisht, funksionoi. Motorët e valvulave të rrotullës ofruan zhvendosje të madhe volumetrike, nivele të ulëta të zhurmës dhe nuk rrezikojnë fundosjen e valvulave. Kishte pak të meta, ato përfshinin rritjen e konsumit të naftës. Knight patentoi idenë e tij në 1908. Më pas, ajo u përdor nga të gjitha markat, nga Mercedes-Benz tek makinat Panhard dhe Peugeot. Teknologjia është një gjë e së kaluarës kur valvulat klasike janë më të afta të përballojnë temperaturat e larta dhe rrotullimet e larta. (1913-Kalorës 16/45).

Imagjinoni, në vitet 1950, ju jeni një prodhues automjetesh që përpiqeni të zhvilloni një model të ri makinash. Një djalë gjerman i quajtur Felix vjen në zyrën tuaj dhe përpiqet t'ju shesë idenë e një pistoni trekëndësh që rrotullohet brenda një kuti ovale (cilindër me profil të veçantë) për t'iu përshtatur modelit tuaj të ardhshëm. U pajtuat me këtë? Ndoshta po! Puna e këtij lloji të motorit është aq hipnotizues sa është e vështirë të largohesh nga soditja e këtij procesi.

Një minus i patjetërsueshëm i gjithçkaje të pazakontë është kompleksiteti. Në këtë rast, sfida kryesore ishte se motori duhej të ishte tepër i balancuar, me pjesë saktësisht të përputhura.

Mazda / NSU Wankel Rotary (1958-2014)

Vetë rotori është trekëndësh me skaje konveks, tre qoshet e tij janë kulme. Ndërsa rotori rrotullohet brenda strehimit, krijon tre dhoma që janë përgjegjëse për katër fazat e ciklit: hyrja, ngjeshja, udhëtimi dhe dalja. Çdo anë e rotorit, kur motori është në punë, kryen një nga fazat e ciklit. Nuk është për asgjë që lloji i motorit me pistoni rrotullues është një nga motorët më efikas të djegies së brendshme në botë. Ashtë për të ardhur keq që konsumi normal i karburantit nga motorët Wankel nuk u arrit kurrë.

Një motor i pazakontë, apo jo? A e dini se çfarë është edhe më e çuditshme? Ky motor ishte në prodhim deri në 2012 dhe u vendos në një makinë sportive! (1967-1972 Mazda Cosmo 110S).

Kompania e Konektikatit Eisenhuth Horseless Vehicle u themelua nga John Eisenhuth, një njujorkez i cili pretendoi se kishte shpikur motorin e benzinës dhe kishte zakonin e keq për të marrë padi nga partnerët e tij të biznesit.

Modelet e tij të Përbashkëta nga 1904-1907 paraqitën motorë me tre cilindra në të cilët dy cilindrat e jashtëm u nxitën nga ndezja, cilindri i mesëm i vdekur i mundësuar nga gazrat e shkarkimit të dy cilindrave të parë.

Eisenhuth Compound (1904-1907)

Eisenhuth premtoi një përmirësim prej 47% në efikasitetin e karburantit sesa motorët standardë me të njëjtën madhësi. Ideja humane nuk erdhi në gjykatë në fillim të shekullit të 20 -të. Askush nuk mendoi për kursimin atëherë. Rezultati është falimentimi në 1907. (foto 1906 Eisenhuth Compound Model 7.5)

Lëreni francezët të hartojnë motorë interesantë që duken të zakonshëm në shikim të parë. Prodhuesi i mirënjohur Gali Panhard, i kujtuar kryesisht për shufrën e tij të emërtuar jet-Panhard, instaloi një seri motorësh boksierësh të ftohur me ajër me blloqe alumini në makinat e tij të pasluftës.

Panhard Flat-Twin (1947-1967)

Vëllimi ndryshonte nga 610 në 850 cc. Fuqia e prodhimit ishte midis 42 kf. dhe 60 kf, në varësi të modelit. Pjesa më e mirë e makinave? Binjaku Panhard që ndonjëherë arrin të fitojë 24 Orët e Le Mans. (foto 1954 Panhard Dyna Z).

Një emër i çuditshëm, natyrisht, por motori është edhe më i çuditshëm. 3.3-litra Commer TS3 ishte një motor nafte me super-karikim, kundra pistonit, me tre cilindra, me dy goditje. Çdo cilindër ka dy pistona përballë njëri -tjetrit, me një prizë qendrore të ndezjes të vendosur në një cilindër. Nuk kishte kokë cilindri. U përdor një bosht me gunga (shumica e motorëve boksierë kanë dy).

Commer / Rootes TS3 "Commerce Knocler" (1954-1968)

Grupi Rootes e shpiku këtë motor për markën e tij të kamionëve dhe autobusëve. (Autobusi TS3 komercial)

Binjak binjak Lanchester (1900-1904)

Rezultati ishte 10.5 kf. në 1,250 rpm dhe pa dridhje të dukshme. Nëse e keni pyetur veten ndonjëherë, hidhini një sy motorit në këtë makinë. (1901 Lanchester).

Ashtu si Veyron, edicioni i kufizuar i supercarit Cizeta (née Cizeta-Moroder) V16T përcaktohet nga motori i tij. V16 me 6.0 litra V16 me 560 kuaj fuqi në barkun e Cizeta është bërë një nga motorët më të zhurmshëm të kohës së tij. Intriga ishte se motori Cizeta nuk ishte, në fakt, një V16 i vërtetë. Në fakt, ishin dy motorë V8 të kombinuar në një. Një bllok i vetëm dhe koha qendrore u përdor për dy V8. Çfarë bën Nuk e bën atë edhe më të çmendur - vendndodhjen. Motori është instaluar në mënyrë tërthore, boshti qendror furnizon me energji rrotat e pasme.

Cizeta-Moroder / Cizeta V16T (1991-1995)

Super makina u prodhua nga 1991 deri në 1995, kjo makinë u montua me dorë. Fillimisht, ishte planifikuar të prodhoheshin 40 super makina në vit, atëherë ky nivel u ul në 10, por në fund, në gati 5 vjet prodhim, u prodhuan vetëm 20 makina. (Foto 1991 Cizeta-16T Moroder)

Motorët Commercial Knocker u frymëzuan në të vërtetë nga këto familje motorësh kundër-pistoni francezë, të cilët u prodhuan në dy, katër, gjashtë cilindra deri në fillim të viteve 1920. Kështu funksionon në versionin me dy cilindra: pistona në dy rreshta përballë njëri-tjetrit në cilindra të zakonshëm në mënyrë të tillë që pistonët e secilit cilindër të lëvizin drejt njëri-tjetrit dhe të formojnë një dhomë të përbashkët të djegies. Boshtet e boshtit janë të sinkronizuar mekanikisht, dhe boshti i shkarkimit rrotullohet përpara boshtit të marrjes me 15-22 °, fuqia merret ose nga njëra prej tyre, ose nga të dyja.

Gobron-Brilli kundërshtoi pistonin (1898-1922)

Motorët serik u prodhuan në rangun nga 2.3 litra "dyshe" deri në 11.4-litra gjashtë. Kishte gjithashtu një version monstruoz garash me katër cilindra 13.5 litra të motorit. Në një makinë me një motor të tillë, vrapuesi Louis Rigoli së pari arriti një shpejtësi prej 160 km / orë në 1904 (1900 Nagant-Gobron)

Adams-Farwell (1904-1913)

Nëse ideja e një motori që rrotullohet pas jush nuk ju shqetëson, atëherë makinat Adams-Farwell janë perfekte për ju. Vërtetë, jo të gjithë u rrotulluan, vetëm cilindrat dhe pistonët, sepse boshtet e gungave në këta motorë me tre dhe pesë cilindra ishin statikë. Të pozicionuar në mënyrë radiale, cilindrat u ftohën me ajër dhe vepruan si një volant sapo motori u ndez dhe filloi të funksionojë. Motorët ishin të lehtë për kohën e tyre, 86 kg peshonin 4.3 litra motor me tre cilindra dhe 120 kg - motor 8.0 litra. Video

Adams-Farwell (1904-1913)

Vetë makinat ishin me motor të pasëm, ndarja e pasagjerëve ishte para motorit të rëndë dhe paraqitja ishte perfekte për të marrë dëmin maksimal të pasagjerëve nga një aksident. Në agimin e industrisë së automobilave, ata nuk menduan për materiale me cilësi të lartë dhe dizajn të besueshëm; në karrocat e para vetëlëvizëse, druri, bakri dhe herë pas here metali, jo të cilësisë më të lartë, u përdorën në mënyrën e modës së vjetër. Ndoshta, nuk ishte shumë komode të ndjeni punën e motorit 120 kg që rrotullohet deri në 1.000 rpm pas shpinës tuaj. Sidoqoftë, makina është në prodhim për 9 vjet. (Foto 1906 Adams-Farwell 6A Convertible Runabout).

Tridhjetë cilindra, pesë blloqe, pesë karburatorë, 20.5 litra. Ky motor u zhvillua në Detroit posaçërisht për luftën. Chrysler ndërtoi A57 si një mënyrë për të përmbushur një porosi për një motor tank për Luftën e Dytë Botërore. Inxhinierët duhej të punonin me nxitim, duke shfrytëzuar sa më shumë komponentët në dispozicion.

BONUS Motorë të pabesueshëm joprodhues: Chrysler A57 Multibank

Motori përbëhej nga pesë makina pasagjerësh 251cc inline-sixes të vendosura në mënyrë radiale rreth një boshti dalës qendror. Prodhimi doli të ishte 425 kf. përdoret në tanket M3A4 Lee dhe M4A4 Sherman.

Bonusi i dytë është motori i vetëm i garave në rishikim. Motori 3.0-litër i përdorur nga BRM (British Racing Motors), motor H-16 me 32 valvula, duke kombinuar në thelb dy tetë të sheshtë (Motori në formë H-një motor konfigurimi i bllokut të cilindrit të të cilit përfaqëson shkronjën "H" në një rregullim vertikal ose horizontal Një motor në formë H mund të konsiderohet si dy motorë boksierë të vendosur njëri mbi tjetrin ose njëri pranë tjetrit, secila prej të cilave ka boshtet e veta të gungave)... Fuqia e motorit sportiv të fundit të viteve 60 ishte më shumë se e lartë, më shumë se 400 kf, por H-16 ishte seriozisht inferior ndaj modifikimeve të tjera për sa i përket peshës dhe besueshmërisë. pa podiumin një herë, në Çmimin e Madh të SHBA, kur Jim Clark fitoi fitoren në 1966.

BONUS Motorë të pabesueshëm jo-prodhues: British Racing Motors H-16 (1966-1968)

Motori me 16 cilindra nuk ishte i vetmi me të cilin djemtë në BRM po ngacmonin. Ata gjithashtu zhvilluan një V16 1.5 litra të mbingarkuar. Ai rrotullohej deri në 12,000 rpm dhe prodhonte afërsisht 485 kf. Ndoshta do të ishte mirë të instaloni një motor të tillë në një Toyota Corolla AE86, entuziastë nga e gjithë bota kanë menduar për këtë më shumë se një herë.