СОЗДАНО В РОССИИ Двигатели XXI века. Двигатель 21 века


Суперсовершенные тепловые двигатели 21 века.

Владимир Романов — 01.05.2011

www.rovlan.narod.ru.Суперсовершенные тепловые двигатели ХХI века

Автор: Романов В.А. E-mail: [email protected]

Возникшие перед человечеством проблемы глобального потепления и истощения запасов углеводородного топлива на Земле, требуют принятия срочных мер по снижению отрицательного влияния современных тепловых двигателей на окружающую среду и повышения их эффективности и экономичности. Однако, производителей современных двигателей это мало волнует.

В условиях рыночной экономики прекратить малоэффективную дорогостоящую реанимацию морально устаревших и, не отвечающих возросшим требованиям по эффективности, экономичности и экологической чистоте традиционных тепловых двигателей (ТД), может только появление тепловых двигателей с технико-экономическими и экологическими показателями, значительно, в разы превышающими показатели существующих.

1. Введение

Термодинамика возникла в 1-й половине 19 века в связи с развитием теории тепловых машин. В качестве рабочих тел были приняты газы и водяной пар. Появились газовые законы, появились не реальный и, при этом, идеальный цикл Карно и газовые и паровые реальные рабочие циклы тепловых двигателей, ставшие классикой и которые до настоящего времени находят широкое применение в двигателестроении, теплотехнике, авиационной и ракетно-космической технике. По прежнему цикл Карно считается максимально эффективным и уважаемым среди специалистов. "... Цикл Карно имеет только максимальную работоспособность за цикл среди всех мыслимых циклов…» утверждает инженер-теплоэнергетик Косарев А.В., см. ruslabor.narod.ru/index3.htm.

Таким образом, техническая термодинамика, зомбированная "эталонностью" нереальных термодинамического цикла и формулы определения термического КПД Карно относительно нереального нижнего предела температуры по Кельвину, до настоящего времени твердо стоит на прежних позициях, не предпринимая попыток что либо существенно изменить.

Теория тепловых машин и двигателей так же остаётся без каких либо принципиальных изменений. Основой первых тепловых машин стал цилиндр с поршнем для совершения ме

yablor.ru

Двигатель внутреннего сгорания с разделённым циклом

Двигатель внутреннего сгорания с разделённым циклом

Февраль 25th, 2011

Традиционный цикл будет проходить в двух смежных цилиндрах, один из которых значительно больше другого. Привычные двигатели внутреннего сгорания (ДВС) имеют два существенных недостатка: вредные выбросы и большие потери энергии (до 70%). Потери происходят в основном из-за необходимости охлаждать цилиндр для впрыскивания и сжатия, а также во время выхлопа — поскольку цилиндр не столь велик, чтобы позволить высвободить всю тепловую энергию.

Попытки усовершенствовать ДВС за счёт разделения цикла на две стадии предпринимались ещё в конце XIX — начале XX века. Однако те двигатели имели слишком низкий КПД и были нерентабельными.

В недавно представленной разработке американской компании Scuderi Group впрыскивание и сжатие происходит в одном цилиндре (камера сжатия), а зажигание и выхлоп — в другом (камера сгорания). Они соединены между собой переходом.

Компания Tour Engine (также из США) реализовала аналогичную идею, однако все эти процессы осуществляются в двух сопряжённых цилиндрах. При этом цилиндр для завершающей «горячей» фазы имеет больший размер, чем для начальной «холодной».

Построенный в 2008 году прототип двигателя TourEngine, как утверждают его создатели, на 20% эффективнее обычных ДВС. Сейчас специалисты работают над новой версией, в которой камера сгорания будет вдвое больше камеры сжатия. Подобная конструкция поможет повысить эффективность мотора на 50%, а вредные выбросы сократит на треть.

Важным с точки зрения возможного промышленного производства является использование типовых цилиндров и поршней.

Компания демонстрирует свой проект на выставке-конференции по возобновляемой энергии, которая проходит в эти дни в израильском Эйлате.

по информации: compulenta.ru

nauka21vek.ru

ТОП-12 лучших двигателей XXI века

Как сообщает авторитетное британское издание Top Gear особой премии будут удостоины самые выдающиеся двигатели, созданные за последние 20 лет.

Лучшие моторы XXI века

В этот список вошли такие моторы:

10 место: Fiat 875cc TwinAir/BMW 4.4-litre Valvetronic/Honda 1.0-litre IMA

10-ю позицию разделили сразу три силовых агрегата. Наиболее интересным из них выступает литровый мотор от первого поколения гибрида Insight.

9 место: Toyota 1.0-litre

Сверхкомпактный мотор устанавливался c 1999 года на первой генерации хэтчбека Toyota Yaris.

8 место: Mazda Renesis Rotary

Роторный двигатель объемом 1,3 литра был гордостью эффектной модели Mazda RX-8.

7 место: BMW 3.0-litre twin-turbo

Баварский турбомотор размещался под капотом нескольких моделей, в том числе и популярного купе BMW 335i Coupe в кузове E90, а также дважды становился «Двигателем года» в 2007 и 2008 годах.

6 место: BMW 1.5-litre petrol-electric hybrid

Трехцилиндровый агрегат приводил в движение яркий гибридный спорткар BMW i8.

5 место: Toyota 1.5-litre Hybrid Synergy Drive

Именно с этим двигателем начал завоевывать мировую популярность гибридный Prius первого поколения.

4 место: Volkswagen 1.4-litre TSI twin-charger

Четырехцилиндровый турбомотор устанавливался на множество моделей концерна VAG, наиболее зажигательным из которых был Volkswagen Polo GTI.

3 место: BMW M 3.2-litre

Этот двигатель радовал своим звуком владельцев «заряженной» BMW M3 в кузове E46.

2 место: Ford 1.0-litre EcoBoost

Дебютировав в 2012 году, компактный турбомотор открыл новую главу в истории компании Ford.

1 место: Ferrari 3.9-litre twin-turbo V8

Лидером рейтинга оказался трехкратный обладатель титула «Двигатель года», который в настоящий момент украшает спорткар Ferrari 488 Pista.

Читайте также: Названы лучшие автомобильные моторы 2018 года

Сообщение ТОП-12 лучших двигателей XXI века появились сначала на Автоцентр.ua.

Источник: autocentre.ua

news.ua

ТОП-12 лучших двигателей XXI века

Как сообщает авторитетное британское издание Top Gear особой премии будут удостоены самые выдающиеся двигатели, созданные за последние 20 лет.

Лучшие моторы XXI века

В этот список вошли такие моторы:

10 место: Fiat 875cc TwinAir/BMW 4.4-litre Valvetronic/Honda 1.0-litre IMA

10-ю позицию разделили сразу три силовых агрегата. Наиболее интересным из них выступает литровый мотор от первого поколения гибрида Insight.

9 место: Toyota 1.0-litre

Сверхкомпактный мотор устанавливался c 1999 года на первой генерации хэтчбека Toyota Yaris.

8 место: Mazda Renesis Rotary

Роторный двигатель объемом 1,3 литра был гордостью эффектной модели Mazda RX-8.

7 место: BMW 3.0-litre twin-turbo

Баварский турбомотор размещался под капотом нескольких моделей, в том числе и популярного купе BMW 335i Coupe в кузове E90, а также дважды становился «Двигателем года» в 2007 и 2008 годах.

6 место: BMW 1.5-litre petrol-electric hybrid

Трехцилиндровый агрегат приводил в движение яркий гибридный спорткар BMW i8.

5 место: Toyota 1.5-litre Hybrid Synergy Drive

Именно с этим двигателем начал завоевывать мировую популярность гибридный Prius первого поколения.

4 место: Volkswagen 1.4-litre TSI twin-charger

Четырехцилиндровый турбомотор устанавливался на множество моделей концерна VAG, наиболее зажигательным из которых был Volkswagen Polo GTI.

3 место: BMW M 3.2-litre

Этот двигатель радовал своим звуком владельцев «заряженной» BMW M3 в кузове E46.

2 место: Ford 1.0-litre EcoBoost

Дебютировав в 2012 году, компактный турбомотор открыл новую главу в истории компании Ford.

1 место: Ferrari 3.9-litre twin-turbo V8

Лидером рейтинга оказался трехкратный обладатель титула «Двигатель года», который в настоящий момент украшает спорткар Ferrari 488 Pista.

www.autocentre.ua

Minimehanik: Das Kleine Wunder - Маленькое чудо. Двигатель Subaru EH 035

Люди во все времена делали все для того, чтобы ничего не делать. А если не получалось, то хотя бы облегчить себе труд. Например, делали самокаты, потом велосипеды, потом на них ставили моторы, чтобы не крутить педали и так далее.

В 1921 году фирма DKW начала выпуск вспомогательного моторчика для велосипеда мощностью в одну лошадиную силу. Аббревиатура расшифровывалась как Das Kleine Wunder (маленькое чудо), немцы были в восторге. Мотор был установлен над задним колесом и здорово облегчал велосипедисту жизнь особенно в горной и холмистой местности.

Мини-техника оборудованная ДВС вызывает особое восхищение. Мотогенераторы, мотопомпы, кусторезы,  культиваторы, мотоблоки и мини-трактора - все эти механизмы  увеличивают объемы производства, оставляют больше свободного времени для отдыха. Подвесные моторы для велосипедов, скутеры, квадроциклы, мопеды, мотоциклы, лодочные моторы, снегоходы и другая техника делает отдых приятным и неутомительным, тем самым значительно повышает качество жизни человека.

Мотокультиватор Нева МКМ 45-02, один из таких мини механизмов, который существенно облегчает труд человека. Культиватор оборудован двигателем Субару ЕН 035. Этот двигатель по истине чудо 21 века. Японские инженеры создали уникальный четырехтактный мотор с верхним расположением клапанов, повышенной компрессией, симметричной камерой сгорания и полноценной системой смазки, масло подается под давлением , сохранив при этом компактный размер. Двигатель экономичный, тихий, мощный 1,6 л.с. и полностью соответствует ЕРА 2005 по содержанию вредных веществ в выхлопе.

В ремонт он попал по банальной причине: пользователь разобрал его потому, что в какой-то момент мотор потерял мощность, я полагаю из-за некачественного бензина. После сборки двигатель стал дымить, перестал развивать обороты. Пользуясь случаем хочу обратиться с просьбой, когда приносите в ремонт оборудование обязательно говорите правду, как эксплуатировался, как поломался, что после этого делали, не договаривая, вы просто увеличиваете стоимость ремонта. Пользователь настаивал, что проблема в карбюраторе, пришлось потратить время на диагностику системы питания. На вопрос "разбирали ли двигатель" человек ответил отрицательно. Система питания исправна, поэтому разбираем двигатель.

Снимаем пластмассу, карбюратор.

Сливаем масло, снимаем поддон. Поддон как в автомобиле или мотоцикле, если не знать масштаб, по фотографии сложно понять от чего поддон.

Сцепление инерционное как в триммере, снимаем сцепление.

Снимаем клапанную крышку.

Снимаем выхлоп.

Уникальная система смазки двигателя Субару ЕН 035.

Снимаем модуль зажигания и маховик.

Откручиваем клапанную крышку.

Двигатель почти разобран, он настолько маленький, что легко умещается на банке кофе. Многие скажут, что в их триммере или бензопиле двигатель меньше, да, но там нет газораспределительного механизма, системы смазки и в выхлопе двухтактного двигателя содержится больше вредных веществ.

Причина неисправности: неправильно установлены метки газораспределительного механизма.

Мы продолжаем разбирать, чтобы убедиться, что с поршнем и клапанами все в порядке.

Поршень как в вашем автомобиле, плоское днище, три кольца, два компрессионных, одно масло съемное.

Поршень и коленвал в отличном состоянии.

Проверяем клапаны на герметичность, переворачиваем блок и наливаем керосин в цилиндр, ждем какое-то время, если есть открытые полости, керосин протечет тот час. Клапаны герметичны, приступаем к сборке.

                                                Устанавливаем коленвал с поршнем.

Совмещаем метки, на распредвалу и коленвале. Метки распредвала хорошо видны, коленвал поднимаем в верхнюю мертвую точку шпончным пазом вверх.

Устанавливаем нижнюю часть двигателя.

Закрываем распредвал передней крышкой двигателя.

Собираем элементы системы смазки.

Гибкий маслозаборник позволяет эффективно собирать масло. Закрываем поддон.

Регулируем клапана, работа для ребенка, ну или для минимеханика.

Устанавливаем маховик, сцепление и модуль зажигания.

Ставим выхлоп.

Устанавливаем карбюратор.

Заливаем масло, всего 100 гр.

Устанавливаем и подключаем топливный бак.

Новый воздушный фильтр.

Устанавливаем двигатель на мотокультиватор. 

Двигатель крепится четырьмя болтами.

Небольшая тестовая поездка.

Мотокультиватор готов к эксплуатации.

Всем Удачи!

Автор: Василий Мартысевич.

minimehanik.blogspot.com

СОЗДАНО В РОССИИ Двигатели XXI века. Юный техник, 2002 № 01

СОЗДАНО В РОССИИ

Двигатели XXI века

Российские изобретатели грозят совершить очередную революцию в мировом двигателестроении. И это самая что ни на есть прозаическая констатация действительного положения вещей. Однако…

Объемно-струйный двигатель Кузнецова может увеличить мощность современного танка в пять раз.

За те почти 250 лет, что человечество пользуется механическими двигателями, оно придумало их не так уж много. Во второй половине XVIII века англичанин Джеймс Уатт и россиянин Иван Ползунов изобрели паровую машину. Век спустя французский механик Этьен Ленуар разработал один из первых поршневых двигателей внутреннего сгорания. В самом конце XIX века швед Карл Густав Патрик Лаваль, совершенствуя молочный сепаратор, заодно сконструировал и паровую турбину. Наконец, век XX ознаменовался созданием жидкостного реактивного двигателя и атомного котла. Вот, пожалуй, и все, чем может похвастаться человечество на сегодняшний день.

Правда, ходят слухи, что американец Дик Кэмен готовится потрясти наше воображение неким двигателем принципиально нового типа, который он даже продемонстрировал в свое время под великим секретом экс-президенту США Биллу Клинтону (подробности см. в «ЮТ» № 2 за 2001 г.). Но выяснилось, что и у наших соотечественников есть чем похвастаться.

Один из них — инженер Михаил Кузнецов. Он разработал силовую установку «Перун», которая на языке специалистов называется объемно-струйным двигателем (ДОС). Предлагаемая им новинка, объединившая преимущества двигателей-предшественников, оказалась настолько удачной, что ею заинтересовались специалисты даже столь серьезных, известных во всем мире компаний, как «Даймлер-Крайслер», «Ман» и некоторых других.

Чем же заинтересовала их разработка? Несмотря на то, что нынешние двигатели внутреннего сгорания (ДВС) являются ныне наиболее распространенным классом тепловых машин — ежегодно в мире их выпускается более 40 млн., этим моторам свойственны и недостатки.

Конечно, современный поршневой ДВС конструктивно существенно отличается от своего прародителя, который жег 95 % топлива вхолостую, но в целом принцип работы остался тем же.

Поршневые ДВС любят за то, что они обеспечивают большой крутящий момент при различных скоростях вращения мотора. Однако не секрет, что в них низкий показатель выхода мощности на единицу веса — 0,8 кг/кВт, не очень высокий КПД — около 30 %, и сравнительно большой расход топлива — порядка 250 r/кВт∙ч. Кроме того, несмотря на все старания конструкторов, ДВС ныне являются одними из основных загрязнителей окружающей среды. Топливо в цилиндрах сгорает не полностью, образуется множество выхлопных газов, и этот недостаток не удается ликвидировать ни за счет компьютерного управления впрыском топливной смеси, ни за счет ее дожигания на выходе.

Попытки радикально улучшить характеристики ДВС предпринимались неоднократно. Скажем, немецкий конструктор Феликс Ванкель еще в 1936 году получил патент на роторный двигатель, в котором уже не было возвратно-поступательного движения поршня.

Возможность создания мощной, но легкой и малогабаритной силовой установки вызвала огромный интерес со стороны автомобилестроителей во всем мире. Однако и по сей день двигатели Ванкеля выпускаются небольшими партиями. Капризное и сложное производство, большой удельный расход топлива и малый ресурс работы так и не позволили этому мотору получить массовое распространение.

Из других попыток усовершенствования ДВС следует, пожалуй, отметить разработки американцев (в середине 50-х годов XX века) и японцев (в 70-е годы). И те, и другие пытались довести до ума принципиальную схему сферической роторной машины (СРМ), которая должна, по идее, объединить достоинства поршневого и газотурбинного двигателей. Но и эти усилия особым успехом не увенчались.

И вот в 1998 году Михаил Кузнецов решил наконец-таки заняться воплощением идеи, почерпнутой им из публикации в одном из журналов 60-х годов, где тогдашний студент авиационного техникума впервые увидел схему объемной сферической роторной машины. Однако за годы работы в военно-промышленном комплексе он так и не смог найти времени, чтоб довести свою разработку до конца. А когда вышел на пенсию, свободного времени появилось предостаточно. И в марте 1999 года его изобретение было зарегистрировано Российским агентством по патентам и товарным знакам.

Кузнецов нашел простое и изящное решение: вынес камеру сгорания, работающую по принципу жидкостного реактивного двигателя, за пределы СРМ. Это значительно повышает ресурс работы двигателя, позволяет достичь высоких — до 2900 °C — температур рабочего тела, при этом топливо будет выгорать полностью. К тому же, по мнению профессора МАИ, заведующего кафедрой теории авиационных двигателей В.Рыбакова, такое решение даст возможность совершенствовать камеру сгорания отдельно от других составляющих двигателя, что весьма удобно практически.

Роторный узел образует в корпусе СРМ два расширительных контура. Каждый из них состоит из двух камер переменного объема. За один оборот все они совершают полный рабочий цикл (сжатие и расширение). Смена рабочих циклов происходит автоматически за счет перекрытия впускных-выпускных каналов ротора.

При использовании в силовой установке СРМ контур А (см. рис.) работает как двигатель, а камеры контура В — как компрессор, задача которого подавать сжатый воздух в камеру сгорания. Еще одна особенность двигателя Кузнецова: возможны варианты, в которых можно использовать одновременно несколько роторных машин в одном моторе. А это позволяет создать довольно простую силовую установку переменной мощности.

Конструктивная схема одного из вариантов двигателя Кузнецова. В нем используется одна СРМ; две смежные камеры расширительного контура А работают в режиме двигателя, а смежные камеры контура В работают в режиме компрессора. Воздух через впускной канал 1 поступает в смежные камеры контура В. Сжатый в контуре В воздух по магистрали 2 без охлаждения поступает в камеру сгорания 3, в которую через форсунку 4 под давлением подается топливо. Из камеры сгорания образовавшиеся в результате сгорания топлива горячие газы поступают по магистрали 5 в расширительный контур А, где совершают полезную работу и выходят в выпускной канал 6. Выделенная механическая мощность снимается с вала 7.

Скажем, при использовании в авиации вся мощность будет задействована при взлете. В крейсерском же режиме часть роторов можно будет отключить. Это существенно увеличивает надежность и ресурс двигателя в целом.

Эксперты отмечают также, что роторная машина в двигателе Кузнецова при сопоставимых с газотурбинными устройствами мощностях имеет впятеро меньшее число оборотов, что значительно упрощает устройство редуктора. А когда в МВТУ имени Н.Э. Баумана был произведен математический расчет модели двигателя, оказалось, что если разместить его в моторном отсеке современного танка, он позволит в 5 раз увеличить суммарную мощность — с 2000 до 10 000 кВт!

Впрочем, не все технические проблемы здесь уже решены: велики потери продуктов сжигания топлива при переводе из камеры в камеру, дорого обходится необходимость точнейшей обработки деталей СРМ, вызывает сомнения прочность конструкции ротора при высоких оборотах… Но, как полагают эксперты, доводку конструкции можно осуществить уже при стендовых испытаниях первого опытного образца.

А вот с этим как раз загвоздка. Кузнецов подсчитал, что для доведения его проекта до ума понадобится 7 — 10 лет и не менее 100–200 млн. долларов. Однако российские моторостроительные концерны раскошелиться на новый двигатель не торопятся. Во-первых, ныне ни у кого нет таких денег. Во-вторых, многие из нынешних авторитетов защитили диссертации по доводке, модернизации традиционных конструкций и убеждены, что альтернатива им не нужна.

В общем, время идет, а новый двигатель существует лишь в виде макетного образца. Вокруг Кузнецова, как уже говорилось, ходят кругами лишь зарубежные фирмачи. И вряд ли стоит удивляться, если первые подобными двигатели появятся вовсе не на нашем рынке.

Кстати, «Перун» — не единственная революционная конструкция, которая никак не может пробить себе дорогу на производство. Еще один ДВС нового поколения сконструировал бывший профессор, а ныне смоленский пенсионер И.Ф. Ефимов.

Как известно, в существующем ныне поршневом двигателе внутреннего сгорания рабочий ход включает в себя 16 операций, из которых только 4 совершают полезную работу, а 12 — подготовительные. Ефимову удалось убрать подготовительные циклы рабочего хода, и конструкция мотора упростилась до минимума.

В новом двигателе нет ни поршней, ни цилиндров, ни клапанов. Нет коленчатого и распределительного валов. Мотор имеет небольшой вес и объем. Например, аналог «жигулевского» двигателя мощностью в 50 кВт весит 27 кг, а аналог мотора для грузовика ЗИЛ-130 мощностью в 100 кВт — всего 40 кг. К тому же мотор получился очень экономичным: расход бензина — всего 0,05 л/кВт∙ч.

Полагают, что перспективы у двигателя с такими характеристиками огромные. Он найдет себе применение не только в автомобильной промышленности, но и в авиации, вертолетостроении, в малой энергетике…

И опять-таки профессор Ефимов получает деловые предложения лишь от западных бизнесменов. К нему уже обращались специалисты из «Крайслера» и других известных автомобильных фирм с просьбами продать им патент на свое изобретение. Но Ефимов хочет сделать двигатель в России. А с этим у него проблемы — опять-таки нет денег на доводку двигателя, запуск его в серийное производство.

Между тем расчеты показывают, что если в России построить или переоборудовать 5 заводов для производства его двигателей, то чистая прибыль может составить 4,8 млрд. долларов в год.

Виктор ЧЕТВЕРГОВ, инженер

librolife.ru

ТОП-12 лучших двигателей XXI века

Как сообщает авторитетное британское издание Top Gear особой премии будут удостоены самые выдающиеся двигатели, созданные за последние 20 лет.

Лучшие моторы XXI века

В этот список вошли такие моторы:

10 место: Fiat 875cc TwinAir/BMW 4.4-litre Valvetronic/Honda 1.0-litre IMA

10-ю позицию разделили сразу три силовых агрегата. Наиболее интересным из них выступает литровый мотор от первого поколения гибрида Insight.

9 место: Toyota 1.0-litre

Сверхкомпактный мотор устанавливался c 1999 года на первой генерации хэтчбека Toyota Yaris.

8 место: Mazda Renesis Rotary

Роторный двигатель объемом 1,3 литра был гордостью эффектной модели Mazda RX-8.

7 место: BMW 3.0-litre twin-turbo

Баварский турбомотор размещался под капотом нескольких моделей, в том числе и популярного купе BMW 335i Coupe в кузове E90, а также дважды становился «Двигателем года» в 2007 и 2008 годах.

6 место: BMW 1.5-litre petrol-electric hybrid

Трехцилиндровый агрегат приводил в движение яркий гибридный спорткар BMW i8.

5 место: Toyota 1.5-litre Hybrid Synergy Drive

Именно с этим двигателем начал завоевывать мировую популярность гибридный Prius первого поколения.

4 место: Volkswagen 1.4-litre TSI twin-charger

Четырехцилиндровый турбомотор устанавливался на множество моделей концерна VAG, наиболее зажигательным из которых был Volkswagen Polo GTI.

3 место: BMW M 3.2-litre

Этот двигатель радовал своим звуком владельцев «заряженной» BMW M3 в кузове E46.

2 место: Ford 1.0-litre EcoBoost

Дебютировав в 2012 году, компактный турбомотор открыл новую главу в истории компании Ford.

1 место: Ferrari 3.9-litre twin-turbo V8

Лидером рейтинга оказался трехкратный обладатель титула «Двигатель года», который в настоящий момент украшает спорткар Ferrari 488 Pista.

www.autocentre.ua