Двух- и четырехтактные двигатели - это двигатели , в которых сочетаются элементы как двухтактных, так и четырехтактных двигателей. Обычно они включают в себя два поршня .
Двигатель М4 + 2
Двигатель M4 + 2 , также известный как внутренний двойной поршневой сгорания двигателя, представляет собой новый тип двигателя внутреннего сгорания , изобретенный польским патентообладателем Петр Mężyk. [1]
Двигатель M4 + 2 получил свое название от комбинации двух режимов работы известных двигателей, то есть от двухтактного двигателя и четырехтактного двигателя . Двухтактный двигатель внутреннего сгорания отличается простой конструкцией и системой изменения нагрузки по воздуху, а также большим показателем выходной мощности. К сожалению, степень его наполнения хуже, чем у четырехтактного двигателя. Неутешителен и экологический показатель двухтактного двигателя. Система клапанов четырехтактного двигателя - это ее недостаток. Цилиндры обоих модулей двухпоршневого двигателя соединены по одной оси с общей головкой блока цилиндров - в виде кольца. Поршни перемещаются с разной скоростью и с соответствующим смещением ступеней. Два коленчатых вала соединены специальной трансмиссией. Четырехтактный коленчатый вал вращается с удвоенной скоростью вращения двухтактного коленчатого вала. Двухпоршневой двигатель назван из-за конструкции - двухпоршневые и коленчатые валы. В M4 + 2 преимущества подключения обоих двигателей очевидны; что поршни двигателя , работающего в одном сгорания цилиндра установлены противоположно друг к другу, но в разных режимах. Хотя проекты соединения двух тактных режимов в одном цилиндре уже давно были опробованы в двигателе с оппозитными поршнями , комбинация двух различных циклов никогда раньше не применялась. Оказалось, что двигатель не только работает, но и эффекты очень многообещающие. Двигатель имеет гораздо больший КПД по сравнению с показателем безубыточности, известным для двигателей внутреннего сгорания (около 35%), и ближе к КПД паровых турбин или электродвигателей (около 70%). [ необходима цитата ]
Другие преимущества:
- более эффективное производство мощности (150 лошадиных сил от 1000 куб.см в базовой версии)
- возможность использования различных видов топлива (натуральные растительные масла, а также нефть)
- намного лучший экологический эффект - огромное сокращение выбросов углекислого газа и других газов
- меньший расход топлива
- удлинение хода
- возможность изменения параметров сжатия без остановки двигателя
- простота конструкции [2] [3]
Идея была разработана в Силезском технологическом университете в Польше под руководством Адама Чесёлкевича . [4] Польское патентное ведомство предоставило ему патент номер 195052 . [5] Работы с новым двигателем внутреннего сгорания были выполнены компанией IZOLING PW в сотрудничестве с Силезским технологическим университетом в Гливицах. Также были проведены консультации с исследователями Краковского технического университета. К настоящему времени изготовлены две рабочие модели двигателей. Предварительная модель основана на двух существующих двигателях (двухтактный двигатель мотоцикла и четырехтактный двигатель малой машины). Данная модель подтверждает концепцию соединения двух- и четырехтактных двигателей. Вторая модель - функциональная. Новое решение двигателя внутреннего сгорания было представлено на научных конференциях (KONES '2002, Семинария биотоплива 2003 и др.) И в средствах массовой информации (журналы, газеты, ТВП, радио). С двухпоршневым двигателем внутреннего сгорания связана надежда на создание современного универсального экологического двигателя с хорошими техническими параметрами и низким расходом топлива.
Рабочий цикл двигателя М4 + 2
Этапы рабочего цикла:
Процесс заполнения происходит на этапе избыточного давления с использованием механического газового компрессора и дроссельной заслонки для регулирования.
Изменению нагрузки способствует четырехтактный поршень, работающий как динамическая система наддува и обеспечивающий хорошую очистку рабочего пространства.
Существует возможность изменения относительного положения поршней в процессе работы двигателя, что дает возможность изменять степень сжатия в зависимости от временного уровня нагрузки. Это предполагает возможность использования различных видов топлива для сжигания (низкооктановый бензин, биотопливо с высоким содержанием растительных компонентов).
Рабочий цикл характеризуется практически постоянной характеристикой горения, когда объем рабочего пространства увеличивается на стадии расширения. [6] [7]
Двигатель характеризуется:
- увеличенное расширение газа и ограниченная температура выхлопных газов на выходе,
- вариативность степени сжатия и возможность изменения степени сжатия при работе двигателя в зависимости от временной нагрузки,
- выгодное изменение рабочего пространства при сжатии смеси при разной полярности коленчатых валов. Это делает возможным формирование давления в цилиндре (в разумных пределах).
- почти постоянная характеристика увеличения объема во время стадии расширения при различных положениях поршня (это влияет на устойчивый перенос мощности).
Расчеты показывают, что у нового двигателя более благоприятные параметры и показатели работы:
- увеличение теплового КПД двигателя (хотя механический КПД ниже, чем у обычного двигателя)
- более высокий общий КПД - характеристика КПД более благоприятна при средней нагрузке. Это сопоставимо с эффективностью дизельного двигателя, поэтому расход топлива относительно меньше.
- более высокий крутящий момент и более высокая выходная мощность по сравнению с четырехтактным двигателем SI с тем же рабочим объемом
Двигатель Ricardo 2x4
Двухтактные режимы в настоящее время исследуются Ricardo Consulting Engineers в Великобритании. Концепция заключается в переключении из одного режима в другой в зависимости от значения оборотов . Четырехтактный двигатель более эффективен при работе на полностью открытой дроссельной заслонке, тогда как двухтактный двигатель работает наоборот. Когда небольшой автомобиль под большой нагрузкой работает на половинной скорости, двигатель автоматически переключается в двухтактный режим, который в этом случае более эффективен. Исследования показали снижение расхода топлива на 27%. [8] [9]
Поскольку вал четырехтактного поршня в двигателе M4 + 2 всегда вращается в два раза быстрее, чем вал двухтактного поршня, то есть двухтактная часть всегда работает на половинной скорости, обе части работают в оптимальных условиях с точки зрения расхода топлива. всегда. Здесь используются те же принципы, что и в случае с отдельными двигателями, но конструкция M4 + 2 намного проще.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Официальный сайт города Мышкув , Польша ( польский ) [ мертвая ссылка ]
- ^ Invenia Двигатель внутреннего сгорания нового поколения на различных формах топлива - обзор из Испании
- ^ BBS Обзор из Германии
- ^ Резюме журнала - Журнал двигателей внутреннего сгорания KONES 2002 № 1-2 ISSN 1231-4005 , официальный польский образовательный сайт ( Pdf )
- ^ Информационный бюллетень Польского патентного ведомства ( польский, Pdf ) [ мертвая ссылка ]
- ^ Ежемесячный академический форум Отчет, опубликованный польским академическим ежемесячником Forum Akademickie ( польский )
- ^ Статья на ndw.v.pl Отчет, опубликованный польским научно-популярным журналом "Strefa NDW" ( польский )
- ^ Engineer Online Stroke of Genius Инженер (британский журнал)
- ^ Обзор технологии неэлектрических гибридных двигателей / MIT Новый гибридный двигатель может снизить расход топлива