НЕ В ТАКТ
НЕ В ТАКТ
ТЕХНИКА
/ЭКЗОТИКА
НЕ В ТАКТ
ДВА ТАКТА, ЧЕТЫРЕ... КТО БОЛЬШЕ?
ТЕКСТ / АЛЕКСЕЙ ВОРОБЬЕВ-ОБУХОВ
Впуск-сжатие-рабочий ход-выпуск: по такому циклу работают сейчас большая часть движков внутреннего сгорания, будь то бензиновые либо дизельные. Кажется, процесс доведен уже до совершенства и конструкторы подбирают последние крохи, добиваясь очень вероятного КПД. А он не так велик, ведь из 4 ходов поршня (тактов) только один - рабочий. Другие в большей либо наименьшей степени потребляют энергию. Мотоциклистам отлично известен другой, двухтактный процесс; делаются пробы применить его и на автомобилях (ЗР, 1999, № 12). Здесь эффективность повыше, но есть специальные трудности с ресурсом, смазкой, заполнением цилиндров консистенцией.
А если... не уменьшать, а наращивать количество тактов, при этом не только лишь "паразитных", да и рабочих? Есть два совсем независящих проекта - австралийский и швейцарский, в каких реализованы шеститактные циклы для бензинового и дизельного движков. Тут на 6 ходов поршня - два рабочих, означает, можно ждать большего КПД. Вобщем, почему ждать? Построены макеты, бегают по дорогам бывалые Новинки Автопрома - ожидания оправдались. Разработчики достигнули понижения удельного расхода горючего аж на 30%: завидуйте, изобретатели "коммон рейлов", "вэлвтроников", хитрых систем зажигания и иной надстройки! Здесь замахнулись на базис.
Пойдут ли шеститактные движки в серию? Пока не знаем. Но давайте познакомимся с ними ближе.
АВСТРАЛИЙСКИЙ ДВУХПОРШНЕВОЙ
Малколм Бер мог бы считаться обычным австралийским фермером, если б не считая собственного земляного надела в 1300 га не занимался одержимо байками и их моторами. Начав в 1981 году конструировать "заряженные" оппозитные двухтактники, через 17 лет он пришел к идее... двухпоршневого шеститактного мотора (патент США № 5713314). Он представлен на рис. 1.
Если вы пристально считали ходы поршня, то, наверняка, удивлены. Их четыре, где же тут 6 тактов? Создатель изобретения просто приплюсовал еще два хода второго поршня, всего, стало быть, 6 (любопытно, сколько тактов он высчитал бы в моторе русского танка Т-64 со встречно-движущимися поршнями?).
Свою идею Малколм проверил на переделанном движке "Дукати" (суммарный объем 2-ух цилиндров 616 смз, степень сжатия 10,6). Он выдал 64 кВт (87 л.с.) при 9000 об/мин и 55,6 Н.м при 6000 об/мин. 104 кВт, либо 141 л.с. с литра - блестящий итог! Этот моторчик был установлен на байке "Ямаха-SR500" и протестирован известным мотожурналистом Аланом Катхартом. Заявленные достоинства подтвердились, более того, экономия горючего (по сопоставлению с начальным четырехтактным мотором) составила 35,8% при скорости 48 км/ч и 13% при 72 км/ч.
ШВЕЙЦАРСКИЙ ТРЕХКАМЕРНЫЙ
У этого дизеля, выдуманного Морде Бажюлазом, поршень один, зато по три камеры на цилиндр: сгорания, нагревания и рабочая. Невзирая на кажущуюся сложность конструкции, принцип его работы довольно прост (рис. 2).
В отличие от обычных ДВС, этот мотор можно было бы именовать движком наружного сгорания: ведь горючее пылает не в цилиндре, а в отдельной камере при неизменном объеме. Выделяющаяся теплота не рассеивается без полезности в охлаждающей воды, а через тонкие стены раскаляет закачанный в камеру нагрева незапятнанный воздух, который, расширяясь, совершает полезную работу, толкая поршень в 5-ом такте. Горение горючего происходит неторопливо в протяжении полного оборота коленчатого вала. Раскаленные докрасна стены камеры содействуют полному сгоранию и доокисляют все частички сажи без остатка. Прохладный запуск, как обычно, обеспечивает свеча накаливания.
Степень сжатия в камере сгорания тут существенно меньше, чем это принято для дизельных движков, на поршень также не действуют настолько высочайшие температуры, как при конкретном сжигании горючего в цилиндре. Означает, всю конструкцию можно облегчить!
Новый движок способен работать не только лишь на дизельном горючем, да и на газе, бензине, метаноле либо растительном масле. Термический КПД добивается 50% против средних 30% у ДВС, расход горючего понижается более чем на 40%, шумность и выбросы вредных веществ также существенно ниже, чем обычно. Мотор швейцарской компании Bajulaz Inc. патентован в США (№ 4809511, № 4513568) и большинстве индустриально продвинутых стран.
Вобщем, патенты и удачная работа опытнейших образцов еще не гарантия огромных перспектив. Полностью может быть, есть трудности, о которых разработчики умалчивают: по другому мы бы уже слушали необыкновенный звук шеститактного выхлопа...
Рис. 1. Двигатель внутреннего сгорания МАЛКОЛМА БЕРА
ВПУСК. Большой поршень 3 начинает движение от ВМТ (верхней мертвой точки) вниз. 2-ой поршень 7 приблизился к собственной ВМТ. Выпускной канал стремительно запирается вращающимся клапаном 5. Клапан 8 пропускает смесь в цилиндры. Суммарный объем цилиндров на данный момент максимален, и в их поместится больший заряд!
СЖАТИЕ. Большой поршень достигнул НМТ (нижней мертвой точки), а 2-ой находится на полпути и начинает перекрывать впускной и выпускной каналы. Сначала маленькому давлению сжимаемой горючей консистенции противостоят крутящийся 5 и лепестковый 8 клапаны. Потом опускающийся 2-ой поршень накрепко перекрывает впускной и выпускной каналы, и движок готов к полезной работе.
РАБОЧИЙ ХОД. Большой поршень находится в ВМТ, 2-ой - поблизости НМТ; камера сгорания заполнена горючей консистенцией, которую поджигает искровая свеча 4. Давление наращивается, и оба поршня двигаются в различные стороны, вращая коленчатые валы 6 и 1. Обороты верхнего в два раза меньше - так подобраны поперечникы звездочек, связанных цепью. Впускной и выпускной каналы пока перекрыты. Энергия не расходуется на преодоление кулачковым валом сопротивления пружин клапанов и давления газов в цилиндре; напротив, верхний поршень "подкручивает" основной коленчатый вал через цепную передачу (не показана).
ВЫПУСК. Большой поршень пришел в НМТ, его коленчатый вал оборотился на пол-оборота, а верхний вал - на 90°. Начинается выпуск отработавших газов. Впускной канал размещен чуток выше выпускного, так что он в этот момент еще не раскрывается.
Рис. 2. ДИЗЕЛЬНЫЙ МОТОР Морде БАЖЮЛАЗА
ВПУСК. Впускной клапан 1 открыт, поршень идет вниз, засасывая воздух. Тем временем в камере сгорания 6 пылает рабочая смесь.
ВЫПУСК. Открыт выпускной клапан 4. Поршень идет ввысь, выбрасывая в глушитель отработавшие газы. Воздух в камере нагрева продолжает разогреваться от стен камеры.
СЖАТИЕ I. Открыт клапан 2 камеры нагрева 7. Поршень идет ввысь, сжимая воздух и закачивая его в камеру нагрева. В камере сгорания длится горение горючего.
РАБОЧИЙ ХОД II. Вновь открылся клапан 2 камеры нагрева. Но сейчас воздух под огромным давлением поступает назад в цилиндр, толкая поршень вниз.
РАБОЧИЙ ХОД I. Открылся клапан 3 камеры сгорания. Раскаленные газы поступают в рабочий цилиндр 5 и толкают поршень вниз. В камере нагрева вырастает давление воздуха.
СЖАТИЕ II. Поршень пошел ввысь и через открывшийся клапан камеры сгорания закачивает в нее отработавший в прошлом такте воздух. Он успел остыть, ну и объем камеры сгорания больше, чем камеры нагрева. Потому степень сжатия тут меньше. В конце такта произойдет впрыск и воспламенение горючего. Этот 2-ой такт сжатия разработчики окрестили рекомпрессией.
ТЕХНИКА
/ЭКЗОТИКА
НЕ В ТАКТ
ДВА ТАКТА, ЧЕТЫРЕ... КТО БОЛЬШЕ?
ТЕКСТ / АЛЕКСЕЙ ВОРОБЬЕВ-ОБУХОВ
Впуск-сжатие-рабочий ход-выпуск: по такому циклу работают сейчас большая часть движков внутреннего сгорания, будь то бензиновые либо дизельные. Кажется, процесс доведен уже до совершенства и конструкторы подбирают последние крохи, добиваясь очень вероятного КПД. А он не так велик, ведь из 4 ходов поршня (тактов) только один - рабочий. Другие в большей либо наименьшей степени потребляют энергию. Мотоциклистам отлично известен другой, двухтактный процесс; делаются пробы применить его и на автомобилях (ЗР, 1999, № 12). Здесь эффективность повыше, но есть специальные трудности с ресурсом, смазкой, заполнением цилиндров консистенцией.
А если... не уменьшать, а наращивать количество тактов, при этом не только лишь "паразитных", да и рабочих? Есть два совсем независящих проекта - австралийский и швейцарский, в каких реализованы шеститактные циклы для бензинового и дизельного движков. Тут на 6 ходов поршня - два рабочих, означает, можно ждать большего КПД. Вобщем, почему ждать? Построены макеты, бегают по дорогам бывалые Новинки Автопрома - ожидания оправдались. Разработчики достигнули понижения удельного расхода горючего аж на 30%: завидуйте, изобретатели "коммон рейлов", "вэлвтроников", хитрых систем зажигания и иной надстройки! Здесь замахнулись на базис.
Пойдут ли шеститактные движки в серию? Пока не знаем. Но давайте познакомимся с ними ближе.
АВСТРАЛИЙСКИЙ ДВУХПОРШНЕВОЙ
Малколм Бер мог бы считаться обычным австралийским фермером, если б не считая собственного земляного надела в 1300 га не занимался одержимо байками и их моторами. Начав в 1981 году конструировать "заряженные" оппозитные двухтактники, через 17 лет он пришел к идее... двухпоршневого шеститактного мотора (патент США № 5713314). Он представлен на рис. 1.
Если вы пристально считали ходы поршня, то, наверняка, удивлены. Их четыре, где же тут 6 тактов? Создатель изобретения просто приплюсовал еще два хода второго поршня, всего, стало быть, 6 (любопытно, сколько тактов он высчитал бы в моторе русского танка Т-64 со встречно-движущимися поршнями?).
Свою идею Малколм проверил на переделанном движке "Дукати" (суммарный объем 2-ух цилиндров 616 смз, степень сжатия 10,6). Он выдал 64 кВт (87 л.с.) при 9000 об/мин и 55,6 Н.м при 6000 об/мин. 104 кВт, либо 141 л.с. с литра - блестящий итог! Этот моторчик был установлен на байке "Ямаха-SR500" и протестирован известным мотожурналистом Аланом Катхартом. Заявленные достоинства подтвердились, более того, экономия горючего (по сопоставлению с начальным четырехтактным мотором) составила 35,8% при скорости 48 км/ч и 13% при 72 км/ч.
ШВЕЙЦАРСКИЙ ТРЕХКАМЕРНЫЙ
У этого дизеля, выдуманного Морде Бажюлазом, поршень один, зато по три камеры на цилиндр: сгорания, нагревания и рабочая. Невзирая на кажущуюся сложность конструкции, принцип его работы довольно прост (рис. 2).
В отличие от обычных ДВС, этот мотор можно было бы именовать движком наружного сгорания: ведь горючее пылает не в цилиндре, а в отдельной камере при неизменном объеме. Выделяющаяся теплота не рассеивается без полезности в охлаждающей воды, а через тонкие стены раскаляет закачанный в камеру нагрева незапятнанный воздух, который, расширяясь, совершает полезную работу, толкая поршень в 5-ом такте. Горение горючего происходит неторопливо в протяжении полного оборота коленчатого вала. Раскаленные докрасна стены камеры содействуют полному сгоранию и доокисляют все частички сажи без остатка. Прохладный запуск, как обычно, обеспечивает свеча накаливания.
Степень сжатия в камере сгорания тут существенно меньше, чем это принято для дизельных движков, на поршень также не действуют настолько высочайшие температуры, как при конкретном сжигании горючего в цилиндре. Означает, всю конструкцию можно облегчить!
Новый движок способен работать не только лишь на дизельном горючем, да и на газе, бензине, метаноле либо растительном масле. Термический КПД добивается 50% против средних 30% у ДВС, расход горючего понижается более чем на 40%, шумность и выбросы вредных веществ также существенно ниже, чем обычно. Мотор швейцарской компании Bajulaz Inc. патентован в США (№ 4809511, № 4513568) и большинстве индустриально продвинутых стран.
Вобщем, патенты и удачная работа опытнейших образцов еще не гарантия огромных перспектив. Полностью может быть, есть трудности, о которых разработчики умалчивают: по другому мы бы уже слушали необыкновенный звук шеститактного выхлопа...
Рис. 1. Двигатель внутреннего сгорания МАЛКОЛМА БЕРА
ВПУСК. Большой поршень 3 начинает движение от ВМТ (верхней мертвой точки) вниз. 2-ой поршень 7 приблизился к собственной ВМТ. Выпускной канал стремительно запирается вращающимся клапаном 5. Клапан 8 пропускает смесь в цилиндры. Суммарный объем цилиндров на данный момент максимален, и в их поместится больший заряд!
СЖАТИЕ. Большой поршень достигнул НМТ (нижней мертвой точки), а 2-ой находится на полпути и начинает перекрывать впускной и выпускной каналы. Сначала маленькому давлению сжимаемой горючей консистенции противостоят крутящийся 5 и лепестковый 8 клапаны. Потом опускающийся 2-ой поршень накрепко перекрывает впускной и выпускной каналы, и движок готов к полезной работе.
РАБОЧИЙ ХОД. Большой поршень находится в ВМТ, 2-ой - поблизости НМТ; камера сгорания заполнена горючей консистенцией, которую поджигает искровая свеча 4. Давление наращивается, и оба поршня двигаются в различные стороны, вращая коленчатые валы 6 и 1. Обороты верхнего в два раза меньше - так подобраны поперечникы звездочек, связанных цепью. Впускной и выпускной каналы пока перекрыты. Энергия не расходуется на преодоление кулачковым валом сопротивления пружин клапанов и давления газов в цилиндре; напротив, верхний поршень "подкручивает" основной коленчатый вал через цепную передачу (не показана).
ВЫПУСК. Большой поршень пришел в НМТ, его коленчатый вал оборотился на пол-оборота, а верхний вал - на 90°. Начинается выпуск отработавших газов. Впускной канал размещен чуток выше выпускного, так что он в этот момент еще не раскрывается.
Рис. 2. ДИЗЕЛЬНЫЙ МОТОР Морде БАЖЮЛАЗА
ВПУСК. Впускной клапан 1 открыт, поршень идет вниз, засасывая воздух. Тем временем в камере сгорания 6 пылает рабочая смесь.
ВЫПУСК. Открыт выпускной клапан 4. Поршень идет ввысь, выбрасывая в глушитель отработавшие газы. Воздух в камере нагрева продолжает разогреваться от стен камеры.
СЖАТИЕ I. Открыт клапан 2 камеры нагрева 7. Поршень идет ввысь, сжимая воздух и закачивая его в камеру нагрева. В камере сгорания длится горение горючего.
РАБОЧИЙ ХОД II. Вновь открылся клапан 2 камеры нагрева. Но сейчас воздух под огромным давлением поступает назад в цилиндр, толкая поршень вниз.
РАБОЧИЙ ХОД I. Открылся клапан 3 камеры сгорания. Раскаленные газы поступают в рабочий цилиндр 5 и толкают поршень вниз. В камере нагрева вырастает давление воздуха.
СЖАТИЕ II. Поршень пошел ввысь и через открывшийся клапан камеры сгорания закачивает в нее отработавший в прошлом такте воздух. Он успел остыть, ну и объем камеры сгорания больше, чем камеры нагрева. Потому степень сжатия тут меньше. В конце такта произойдет впрыск и воспламенение горючего. Этот 2-ой такт сжатия разработчики окрестили рекомпрессией.