Двух- и четырехтактные двигатели - Two- and four-stroke engines

Двух- и четырехтактные двигатели находятся двигатели которые сочетают в себе элементы обоих двухтактный и четырехтактный двигатели. Обычно они состоят из двух поршни.

Двигатель М4 + 2

Двигатель М4 + 2 , также известный как двухпоршневой внутренний горение двигатель, это новый тип двигатель внутреннего сгорания изобретен польским патентообладателем Петром Менжиком.[1]

Двигатель M4 + 2 получил свое название от комбинации двух режимов работы известных двигателей, то есть от двухтактный двигатель и четырехтактный двигатель. 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 - 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. Двигатель назван двухпоршневым из-за конструкции - двойные поршни и коленчатые валы. В M4 + 2 преимущества подключения обоих двигателей очевидны; то поршни двигателя, работающего в одном горение цилиндр установлены противоположно друг другу, но в разных режимах. Хотя проекты соединения двухтактных режимов в одном цилиндре были опробованы уже давно в оппозитный поршневой двигатель, комбинация двух разных циклов никогда раньше не применялась. Оказалось, что двигатель не только работает, но и имеет многообещающие эффекты. Двигатель имеет гораздо больший КПД по сравнению с показателем безубыточности, известным для двигателей внутреннего сгорания (около 35%), и ближе к тому, который связан с паровые турбины или же электрические двигатели (около 70%).[нужна цитата ]

М4 + 2 прототип построен на Силезский технологический университет, Польша

Другие преимущества:

  • более эффективным мощность производство (150 Лошадиные силы от 1000 куб.см объема в базовой версии)
  • умение использовать разные топливо виды (натуральные растительные масла, а также нефть)
  • гораздо лучший экологический эффект - огромное сокращение углекислый газ и другие выбросы газа
  • меньший расход топлива
  • удлинение хода
  • возможность изменения параметров сжатия без остановки двигателя
  • простота конструкции[2][3]

Идея была разработана в Силезский технологический университет, Польша, под руководством Адам Чесёлкевич.[4] Было предоставлено патент номер 195052 польских Патентное бюро.[5] Работу над новым двигателем внутреннего сгорания выполнила компания IZOLING P.W. Компания в сотрудничестве с Силезским технологическим университетом в Гливицах. Также были проведены консультации с исследователями Краковского технического университета. На данный момент изготовлено две рабочие модели двигателей. Предварительная модель основана на двух существующих двигателях (двухтактный двигатель мотоцикла и четырехтактный двигатель малой машины). Эта модель подтверждает концепцию соединения двух- и четырехтактных двигателей. Вторая модель - это функциональная модель. 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). Надежда создать современный и универсальный экологический двигатель с Хорошие технические параметры и низкий расход топлива связаны с двухпоршневым двигателем внутреннего сгорания.

Рабочий цикл двигателя М4 + 2

Анимация рабочего цикла двигателя М4 + 2

Этапы рабочего цикла:

  • Выхлоп газа
  • Подача свежего воздуха (две ступени)
  • Середина сжатие
  • Двухступенчатый горение
  • Расширение газа

Процесс розлива происходит на избыточное давление фаза, используя механический газовый компрессор и дроссель с целью 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:

  • расширенное расширение газа и ограниченное выхлопной газ температура 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. Он сопоставим 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 в Ricardo Consulting Engineers в Соединенном Королевстве. Концепция заключается в переключении из одного режима в другой в зависимости от об / мин ценить. 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. Исследование показало 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. во все времена. При этом используются те же принципы, что и при использовании отдельных двигателей, но конструкция M4 + 2 намного проще.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Официальный сайт города Myszków, Польша (Польский)[мертвая ссылка ]
  2. ^ Invenia Двигатель внутреннего сгорания нового поколения на различных формах топлива - обзор из Испании
  3. ^ BBS Отзыв из Германии
  4. ^ Аннотация журнала - Журнал КОНЕС Двигатели внутреннего сгорания 2002 № 1-2. ISSN  1231-4005, официальный польский образовательный сайт (PDF)
  5. ^ Информационный бюллетень Польского патентного ведомства (Польский, Pdf)[мертвая ссылка ]
  6. ^ Ежемесячный научный форум Отчет, опубликованный польским академическим ежемесячником Forum Akademickie (Польский)
  7. ^ Статья на ndw.v.pl Отчет, опубликованный польским научно-популярным журналом "Strefa NDW" (Польский)
  8. ^ Инженер онлайн Гениально Инженер (британский журнал)
  9. ^ Неэлектрические гибридные двигатели Обзор технологий /Массачусетский технологический институт Новый гибридный двигатель может снизить расход топлива