Многотопливный двигатель внутреннего сгорания

Многотопливный двигатель
внутреннего сгорания

 

    
Использование: в двигателях внутреннего 
сгорания, преимущественно многотопливных,
работающих как на легком, так 
и на тяжелом топливе. Сущность
изобретения: двигатель включает в себя
одну или несколько пар соединенных перепускными
каналами цилиндров, первый из которых
— цилиндр низкого сжатия — соединен с источником
питания топливовоздушной смесью, имеет
дроссельную заслонку для регулирования
ее подачи при работе двигателя с неполной
нагрузкой, а второй цилиндр высокого
сжатия — не имеет объема камеры сжатия,
соединен с каналом подачи чистого воздуха,
имеет дроссельную заслонку для регулирования
его поступления при работе двигателя
с неполной нагрузкой, которая связана
с первой заслонкой; его шатун установлен
на кривошипе с запаздыванием движения
его поршня по отношению к поршню первого
цилиндра на 22-27 градуса  по углу поворота
коленчатого вала таким образом, что при
положении его поршня в верхней мертвой
точке высокосжатый воздух полностью
вытесняется в камеру сгорания первого
цилиндра и обеспечивает дожигание топливного
заряда. Дроссельная заслонка питания
топливной смесью и дроссельная заслонка
канала чистого воздуха имеют кинематическую
связь, обеспечивающую возможность изменения
их взаимного положения, в частности запаздывание
открывания дроссельной заслонки второго
цилиндра по отношению к дроссельной заслонке
первого цилиндра на угол 15-20o в начале
хода и выравнивание их угла поворота
при переходе двигателя к режиму полной
нагрузки. Изобретение обеспечивает коррекцию
взаимного положения дроссельных заслонок,
открывающих доступ в совместно работающие
цилиндры топливовоздушной смеси и чистого
воздуха при работе двигателя в режиме
нагрузок.

Многотопливный
двигатель, двигатель внутреннего сгорания,
предназначенный для работы на различных
нефтяных топливах, начиная от бензина
и кончая дизельным топливом. Первые многотопливные
двигатели появились в 30-х гг. 20 в. в Германии.
Они строились на базе карбюраторных двигателей,
но имели раздельную подачу воздуха и
топлива. Воздух поступал в цилиндры под
действием разрежения, а топливо впрыскивалось
насосом с давлением около 5 Мн/м2 (50 кгс/см2).
Пуск двигателя осуществлялся на бензине
при помощи карбюратора, выключавшегося
при нормальной работе. Смесь воспламенялась
электрической системой зажигания. В 40-е
гг. получили развитие многотопливный
двигатель, построенные на базе автомобильных
дизельных двигателей. Топливо в них подавалось
насосом под давлением около 21 Мн/м2 (210
кгс/см2). При переходе с одного топлива
на другое при помощи насоса подачи топлива
устанавливался одинаковый расход топлива
по массе, тем самым сохранялась та же
мощность двигателя.

Применение
многотопливных двигателей на автомобилях
и тракторах значительно расширяет их
топливную базу. По сравнению с карбюраторными
двигателями многотопливные двигатели
обладают лучшей топливной экономичностью,
но уступают дизелям. К недостаткам многотопливных
двигателей относятся сложность конструкции
и необходимость тщательного наблюдения
за работой системы топливоподачи. Многотопливные
двигатели получили широкое распространение
за рубежом, особенно в ФРГ.

 

 

 

 

 

 

 

Многотопливный двигатель
L.60 (Великобритания).

В 1962 г. фирма «Катерпиллер трактор компании»
приступила к разработке танкового четырехтактного,
двенадцатицилиндрового V-образного многотопливного
дизеля LVMS-1050 жидкостного охлаждения с
турбонаддувом. При рабочем объеме цилиндров
17,2 л ожидалось, что его мощность будет
составлять 735 кВт (1000 л.с.). Особенностями
этого двигателя являлись: уплотнение
газового стыка стальной прокладкой, устанавливавшейся
между блоком и головкой; отсутствие щек
у коленчатого вала; возможность двухстороннего
отбора мощности, а также наличие системы
приводов к вспомогательным агрегатам,
имевшей четыре вывода, обеспечивавших
их расположение в наиболее удобных местах.
Двигатель был рассчитан для работы как
на дизельном топливе, так и на бензине
с октановым числом от 83 до 91. Специальное
автоматическое устройство, устанавливавшееся
на двигателе, исключало необходимость
переналадки топливоподающей аппаратуры
при переходе с одного вида топлива на
другой. Каждый цилиндр двигателя имел
индивидуальный топливный насос.

Устройство двигателя
L.60.

Поперечный разрез
двигатель L.60.

 

 

Многотопливный двигатель
К-60 (Великобритания) и его устройство.

 

 

 

                            

                                        
Двигатель танка Т-72.

На танке Т-72
установлен 12-цилиндровый V-образный четырехтактный
многотопливный дизель В-46 мощностью 780
л.с. при 2000 об/мин. с жидкостным охлаждением
и приводным центробежным нагнетателем.
Двигатель В-46 является модификацией двигателя
В-55В и отличается от него, главным образом,
установкой центробежного нагнетателя
и многотопливностью. Масса двигателя
— 980 кг. Двигатель установлен в силовом
отделении танка перпендикулярно к продольной
оси на фундаменте, приваренном к днищу.
Многотопливный двигатель В-46 может эксплуатироваться
на дизельном топливе марок ДЛ, ДЗ и ДА,
бензинах А-66 и А-72 и керосинах Т-1, ТС-1 и
Т-2. Основным видом топлива является дизельное.
Перевод работы двигателя с дизтоплива
на керосин или бензин осуществляется
перестановкой маховичка трехпозиционного
упора рейки топливного насоса НК-12 в соответствующее
положение.

В систему питания
двигателя В-46 входят четыре внутренних
и пять наружных топливных баков общей
емкостью 705 и 495 л соответственно. Все
баки последовательно соединены между
собой трубопроводами. Внутренние баки
сварены из стальных штампованных листов
и для предохранения от коррозии внутри
и снаружи покрыты бакелитовым лаком.
Наружные баки сварены из алюминиевых
штампованных листов и снаружи окрашены.
С помощью специального оборудования
к системе питания топливом могут быть
подсоединены две дополнительные бочки
емкостью 390 л.

Для очистки
воздуха, поступающего в цилиндры двигателя,
на танке T-72 установлен двухступенчатый
воздухоочиститель с эжекционным удалением
пыли из пылесборника. Первую ступень
очистки составляет циклонный аппарат,
состоящий из 96 циклонов. Циклонный аппарат
обеспечивает предварительную очистку
воздуха от пыли на 99,4%. После прохождения
воздуха последовательно через нижнюю,
среднюю и верхнюю кассеты, которые являются
второй ступенью очистки, окончательно
очищенный до 99,8% воздух из головки воздухоочистителя
через патрубок поступает в нагнетатель
и затем по впускным коллекторам в цилиндры
двигателя.

Двигатель внешнего
сгорания WHT

Компания Cyclone
Power Technologies объявила о завершении разработки
и тестирования многотопливного двигателя
нового типа. В настоящее время начался
этап коммерциализации новинки, а также
ее сертификации для автомобильной промышленности.
Новый тип двигателя под названием Waste
Heat Engine (WHE) является устройством для превращения
тепловой энергии сгорающего топлива
в механическую работу. Собственно, то
же самое делает и двигатель внутреннего
сгорания (ДВС), но в отличие от него WHE
– это двигатель внешнего сгорания.

                           Двигатель внешнего
сгорания WHT

 

Принцип
работы WHE очень прост: во внешней камере
сгорания происходит нагрев теплоносителя,
деионизированной воды, которая в свою
очередь толкает поршни или крутит турбину.

 КПД
WHE не превышает таковой у дизельного 
двигателя, однако двигатель внешнего 
сгорания имеет несколько преимуществ.

Прежде
всего, WHE может потреблять любое топливо:
жидкое или газообразное. Это может быть
этанол, дизельное топливо, бензин, уголь,
биомасса или их смеси – в общем, все что
угодно, включая тепло солнечного света,
отработанного пара и т.д. Например в первоначальных
тестах использовалось топливо, получаемое
из кожуры апельсина, пальмового или хлопкового
масла, куриного жира. При этом биотопливо
можно не разбавлять нефтяным, а значит
выброс двигателя WHE может быть более чистым.
Поскольку WHE способен работать при относительно
низкой температуре в 225 градусов Цельсия,
он может использовать для работы самые
разные источники тепла.

Одно из
главных преимуществ WHE – меньшее количество
деталей и более простое устройство, чем
у ДВС. Внешнее сгорание не требует сложной
системы клапанов и газораспределительного
механизма, хотя из-за высокого давления
необходимо применять высокопрочные материалы.
В целом, WHE-DR намного легче традиционного
ДВС. Так, типичный 4-цилиндровый блок цилиндров
ДВС весит около 90 кг, в то время, как аналогичный
алюминиевый блок цилиндров WHE весит около
35 кг.

Стоимость
изготовления WHE должна быть не выше, чем
стоимость изготовления аналогичного
по мощности ДВС, но при этом новый двигатель
будет легче и сможет использовать самые
дешевые виды топлива.

Небольшое автомобильное шасси с двигателем
WHE мощностью 330 л.с. В центре баки для различных
видов топлива: угольный порошок, сжиженный
газ (водород, метан и т.д.), жидкое топливо
(бензин, биотопливо и т.д.).

 

Двигатели WHE можно использовать во всем
диапазоне мощностей. В частности, небольшие
электрогенераторы мощностью от 1 кВт
до 10 кВт будут иметь небольшие размеры
и смогут питаться любым видом топлива,
что крайне важно для аварийных источников
энергии. Такие же двигатели можно использовать
для небольшой техники, вроде газонокосилок,
или составить их в пакеты для применения
в промышленности, на морских судах и т. д.

Двигатели
WHE среднего размера мощностью 100-400 л.с.
идеально подойдут для автомобилей и небольших
лодок, а большие двигатели мощностью
от 400 до 1000 л.с. – для кораблей.

Благодаря
отсутствию дыма, вибрации, меньшему шуму
при работе и более экологичному выхлопу,
двигатели внешнего сгорания могут использоваться
для энергоснабжения городских поездов
и других видов общественного транспорта.

 

 

Газогенераторный трактор производства
ГДР, 1949 год.

Газогенера́торный
автомоби́ль — автомобиль, двигатель
внутреннего сгорания которого получает
в качестве топливной смеси газ, вырабатываемый
газогенератором.

В качестве
топлива могут использоваться дрова, угольные
брикеты, торф и т. п. Принцип работы газогенератора
основан на неполном сгорании углерода.
Углерод при сгорании может присоединить
один атом кислорода или два, с образованием
соответственно монооксида (угарный газ)
и диоксида (углекислый газ). При неполном
сгорании углерода выделяется практически
треть энергии от величины полного сгорания.
Таким образом, полученный газ обладает
гораздо меньшей теплотой сгорания, чем
исходное твёрдое топливо. Кроме того,
в газогенераторе при газификации древесины,
а также при газификации угля с добавлением
воды (как правило в виде пара) идёт экзотермическая
реакция между образующимся монооксидом
углерода и водой с образованием водорода
и углекислого газа. Эта реакция снижает
температуру полученного газа и повышает
КПД процесса до величины 75-80 %. В случае
же если нет необходимости перед использованием
охлаждать газ, то КПД газификации составит
100 %. То есть фактически будет осуществлено
двухстадийное полное сжигание твёрдого
топлива.

 

Калорийность
полученного газа достаточно низкая вследствие
разбавления его азотом. Но поскольку
для его сгорания требуется значительно
меньше воздуха, чем для сгорания углеводородов,
то калорийность рабочей смеси (газ + воздух)
лишь незначительно ниже чем у традиционных
топливовоздушных смесей. Основной причиной
снижения мощности транспортных двигателей
используемых для работы на газе без переделки
является уменьшение величины заряда
рабочей смеси, поскольку добиться удовлетворительного
охлаждения газа на подвижной технике
затруднительно. Но эта проблема не имеет
существенного значения для стационарных
двигателей, где масса и габариты охладителя
мало ограничены. На двигателях, специально
изменённых или специально разработанных
для работы на генераторном газе, посредством
повышения степени сжатия и незначительного
наддува газогенератора, достигаются
равные с бензиновыми двигателями литровые
мощности.

Газогенератор
обычно применяется при наличии уже имеющихся
ДВС (как бензиновых, так и дизельных) и
отсутствии основного жидкого (бензин,
солярка) топлива для них.

Топливо для
газогенераторов

В качестве
твердого топлива в газогенераторных
установках могут быть использованы древесные
чурки, древесный уголь, торф, бурый уголь,
каменный уголь.

На территории
СССР наиболее распространенным и доступным
твердым топливом была древесина, по этому
большую часть газогенераторного транспорта
составляли автомобили с установками,
работающими на древесных чурках.

Главные критериями
качества топлива являлись порода древесины,
абсолютная влажность и размеры чурок.
Приоритет был отдан древесине твердых
пород: березе, буку, грабу, ясеню, клену,
вязу, лиственнице. Древесину мягких пород
допускалось использовать лишь совместно
с твердыми в соотношении 50/50. Сосновые
чурки использовались без добавления
древесины мягких пород.

Для газификации
в автомобильных газогенераторах древесину
распиливали на чурки длиной от 4 до 7 см,
и шириной и высотой от 3 до 6 см. Абсолютная
влажность готового твердого топлива
не более 22%.

Менее распространены
были древесно-угольные газогенераторные
установки. Для их эксплуатации рекомендовалось
использовать угли древесины твердых
пород. Угли древесины мягких пород, склонные
к крошению, допускалось применять с добавлением
не менее 50% углей древесины твердых пород.
Размер кусков древесного угля для газогенераторов
поперечного процесса — от 6 до 20 мм, для
других типов генераторов – от 20 до 40 мм.

В зависимости
от содержания смол и золы твердые сорта
топлив для газогенераторов разделяли
на смолистые (битуминозные) малозольные
(золы до 4%) и многозольные (золы более
4%), а также на безсмольные, или тощие (небитуминозные)
малозольные (золы до 4%) и многозольные
(золы более 4%). Для разных видов топлива
были разработаны газогенераторы соответствующих
типов:

Многотопливный роторный двигатель

Авторы патента:

Мартынов Сергей Владимирович (RU)

Назаров Алексей Владимирович (RU)

Ситников Александр Петрович (RU)

Ерёмин Борис Григорьевич (RU)

Царьков Алексей Николаевич (RU)

F02M27/04 — электрическими средствами или магнитным полем

F02B55/16 — впускные и выпускные каналы в рабочих органах или внешних элементах

Владельцы патента RU 2334883:

МЕЖРЕГИОНАЛЬНОЕ ОБЩЕСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРНОЙ ФИЗИКИ» (ИИФ РФ) (RU)

Роторный двигатель содержит корпус (статор) 1, внутри которого размещен ротор 2, тракт впуска 3, выполненный в виде патрубка, жестко скрепленного с корпусом (статором), в тракте впуска смонтирована дроссельная заслонка 4. За дроссельной заслонкой установлен плазменный конвертор топлива 5, снабженный резьбой и прикрепленный к посадочному месту тракта впуска. Использование изобретения позволит конвертировать бензиновый роторный двигатель в полноценный многотопливный двигатель, улучшить технико-экономические характеристики роторного двигателя. 1 ил.

 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания, работающим как на легком, так и на тяжелом углеводородном топливе.

Известно техническое решение, а именно двигатель с разделенными камерами сгорания, состоящий из основной и вспомогательной камер, с размещенными в вспомогательной камере форсункой и свечой накаливания. Это одно из технических решений конвертирования бензинового двигателя в дизель. См. источник: Мацкерле Ю. Современный экономичный автомобиль. — М.: Машиностроение, 1987 г., c.134…135, рис.67.

Недостатком данного технического решения является сложность конструкции при реализации в производстве и организации внутрикамерных процессов сгорания при работе с различными сортами моторного топлива.

Известен роторный двигатель, оборудованный устройством подготовки топливовоздушной смеси (патент РФ №2288366, F02В 55/16, 2006. 01). Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит корпус, внутри которого расположен ротор, в тракте впуска смонтированы дроссельная заслонка и топливоподающее устройство (форсунка). Канал впускного тракта образован внутри корпуса роторного двигателя и огибает корпус. Подогрев топливовоздушной смеси осуществляется за счет теплопередачи от нагретых зон статора, улучшая таким образом эффективность процесса смесеобразования.

Недостатком данного роторного двигателя является значительное ухудшение свойств наполнения камеры сгорания топливовоздушной смесью, увеличивается площадь испарения остатков топлива при неработающем двигателе, что приводит к увеличению уровня СН.

В качестве прототипа рассмотрен роторно-поршневой двигатель с впрыском топлива, известный из патента России №2172851, МПК F02В 55/16. Роторно-поршневой двигатель преимущественно с впрыском топлива, содержащий корпус (статор), внутри которого размещен ротор, тракт впуска, в котором смонтирована дроссельная заслонка и форсунка для впрыска топлива, канал впускного тракта образован внутри корпуса.

Недостатком прототипа является невозможность обеспечения подготовки топливовоздушной смеси при работе на тяжелом углеводородном топливе (дизельное топливо, керосин) и его запуск. Отсутствие возможности конвертирования бензинового роторного двигателя в дизельный.

Целью предлагаемого изобретения является улучшение технико-экономических характеристик роторного двигателя, возможность конвертирования бензиновой версии выпускающегося промышленностью роторного двигателя в полноценный многотопливный двигатель.

Поставленная цель достигается тем, что в роторный двигатель, содержащий корпус (статор), внутри которого размещен ротор, тракт впуска, выполненный в виде патрубка, жестко скрепленного с корпусом (статором), в тракте впуска смонтирована дроссельная заслонка, а за дроссельной заслонкой установлен плазменный конвертор топлива, снабженный резьбой и прикрепленный к посадочному месту тракта впуска, позволяющий создать расслоенный заряд топливной смеси с заданными физико-химическими свойствами, с возможностью регулирования процесса подготовки рабочей смеси.

Новизна достигается тем, что установленный плазменный конвертор топлива позволяет с помощью электронного блока управления, изменяя энергетику электрической дуги и количественные соотношения топлива и воздуха, организовать динамику их подачи, автоматически изменять физико-химический состав топлива, формировать рабочую смесь пропорционально развиваемой двигателем мощности и улучшать тем самым его технические характеристики и экологическую безопасность.

В соответствии с чертежом многотопливный роторный двигатель, содержит: корпус (статор) 1, внутри которого расположен ротор 2, тракт впуска 3, выполненный в виде патрубка, жестко скрепленного с корпусом (статором), в тракте впуска смонтированы дроссельная заслонка 4 и плазменный конвертор топлива 5, на корпусе в районе малой оси эпитрохоид установлены две свечи зажигания 6.

В процессе работы многотопливного роторного двигателя воздух, проходя через впускной тракт 3 и топливо, подаваемое через плазменный конвертор 5, смешиваются и топливовоздушная смесь заданного состава подается в камеру сгорания, где происходит гарантированное искровое зажигание посредством свечей 6. За счет применения электронного блока управления с использованием микропроцессора (не показаны) можно выбирать оптимальные варианты подачи топливной смеси, изменять энергетику электрической дуги и количественные соотношения топлива и воздуха, что делает процесс смесеобразования топливовоздушной смеси регулируемым и эффективным на всех режимах работы многотопливного роторного двигателя, не зависимо от используемого углеводородного топлива.

Технико-экономическая эффективность заключается в том, что отпадает необходимость в дополнительных устройствах для конвертирования бензинового роторного двигателя в полноценный многотопливный двигатель, обеспечивается работа роторного двигателя на различных сортах моторного топлива, снижается удельный расход топлива и дымность отработавших газов.

Многотопливный роторный двигатель, содержащий корпус (статор), внутри которого размещен ротор, тракт впуска, в котором смонтирована дроссельная заслонка, отличающийся тем, что в тракте впуска за дроссельной заслонкой установлен плазменный конвертор топлива, снабженный резьбой и прикрепленный к посадочному месту тракта впуска.

 

Похожие патенты:

Способ инициирования воспламенения, интенсификации горения или реформинга топливовоздушных и топливокислородных смесей // 2333381

Изобретение относится к машиностроению, а именно к энергетическому машиностроению и двигателестроению, и предназначено для интенсификации химических процессов в рабочей смеси с использованием импульсно-периодического наносекундного высоковольтного разряда в двигателях внутреннего сгорания любого типа, включая, в том числе (но не ограничиваясь), форсажные камеры, камеры сгорания детонационных двигателей, реактивных двигателей и газотурбинных двигателей, в энергетических горелках и реформерах.

Устройство для обработки жидкого углеводородного топлива (варианты) // 2330984

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам обработки жидкого углеводородного топлива, и может быть использовано в различных технологических процессах.

Магнитное устройство кондиционирования топлива для дизельного двигателя // 2328618

Гибридный двигатель с управляемым горением // 2328612

Изобретение относится к машиностроению, а именно к гибридным силовым установкам. .

Фильтр магнитной очистки и обработки автомобильного и авиационного топлива экомаг-10г // 2327895

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам очистки и обработки топлив. .

Магнитный активатор топлива // 2324838

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к средствам, обеспечивающим лучшие условия сгорания топлива. .

Способ разработки углеводородного сырья и устройство для его осуществления // 2322608

Изобретение относится к обработке различных видов углеводородного топливного сырья и может быть использовано в различных технологических процессах, как при переработке углеводородного сырья, с целью повышения выхода светлых нефтепродуктов, так и при подготовке его при сжигании в различных энергетических установках.

Устройство для магнитной обработки жидкого топлива // 2319854

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам для обработки жидкого топлива. .

Активатор жидкого топлива для двигателя внутреннего сгорания // 2310769

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к активаторам жидкого топлива. .

Устройство для магнитной обработки жидкого топлива // 2307258

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам для магнитной обработки жидкого топлива. .

Роторно-поршневой двигатель // 2288366

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания. .

Роторный двигатель // 2275506

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к роторным двигателям внутреннего сгорания. .

Роторно-поршневой двигатель с впрыском топлива // 2172851

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к роторно-поршневым двигателям внутреннего сгорания с впрыском топлива. .

Роторно-поршневой двигатель // 2011868

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено в качестве энергетической установки для любого вида транспорта, тракторов и т. .

Роторный двигатель внутреннего сгорания // 1449681

Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания // 787700

Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания // 698544

Патент 290563 // 290563

Эксцентриковый вал роторно-поршневогодвигателя // 290389

Всесоюзная ваге ‘ о -. :.;ч?сьа!1 тьныбиблиотека ivsbaи’ автомоторный инстнтут // 280096

Роторный двигатель внутреннего сгорания // 2336427

Изобретение относится к роторным двигателям внутреннего сгорания

Технология: Американский изобретатель представляет многотопливный двигатель

Мел Манделл

ДЖЕРОМ МЮРРЕЙ, плодовитый 78-летний изобретатель таких чудес, как
перистальтический насос, электрический нож для разделки и подвижная крытая дорожка
перевозить пассажиров в самолет, не подвергая их воздействию непогоды,
разработал совершенно новую форму двигателя внутреннего сгорания.
Его двигатель «Rotorcam» не имеет распределительного вала, маховика, распределителя или водяного насоса
и может работать практически на любом виде топлива: бензине, дизельном топливе, керосине, пропане, реактивном топливе
или смеси любого из них.

Четырехцилиндровый четырехтактный двигатель, который разрабатывался в течение 15
лет, также будет намного легче, компактнее и дешевле в производстве
, чем нынешние двигатели внутреннего сгорания, потому что в нем намного меньше деталей.
Эксплуатационные расходы также резко снизятся, поскольку Rotorcam не требует
периодической и все более дорогостоящей настройки компьютеризированными механиками.

Rotorcam имеет поворотную конструкцию. В отличие от злополучного ротора Ванкеля,
, который использовался только в ограниченном количестве автомобилей из-за трудностей
в обеспечении уплотнения вокруг камеры сгорания, в Rotorcam используются обычные цилиндры
с поршнями и кольцами для обеспечения герметичности во время сгорания. .
Но на этом сходство с обычными двигателями заканчивается.

Реклама

Цилиндры двигателя расходятся наружу от центральной оси, как
спицы колеса с головками цилиндров, направленными внутрь. В
конец каждого поршневого рычага представляет собой маленькое колесо, которое проходит внутри
внутри большого плоского кольца, охватывающего весь двигатель. Кольцо имеет овальную форму,
, поэтому, когда цилиндры вращаются вокруг центральной оси, поршни толкаются
внутрь и наружу, когда колеса катятся от узкой части овального кольца к широкой части
.

При вращении большое отверстие в каждом цилиндре последовательно проходит отверстия
, через который поступает топливо и выходят выхлопные газы. Таким образом, Rotorcam
не требует обычных грибовидных клапанов, коромыслов, клапанных пружин
или кулачков обычного двигателя. Чтобы всасывать топливо и выдыхать продукты сгорания
лучше и быстрее, последние обычные двигатели имеют четыре
вместо двух клапанов на цилиндр, что усложняет двигатель.
Некоторые автопроизводители даже экспериментируют с пятью и более клапанами на цилиндр.

Мюррей считает, что его двигатель будет меньше загрязнять окружающую среду, чем другие 9двигатели 0007. Он работает на более обедненной топливной смеси, с большим впуском воздуха по сравнению с
количеством израсходованного топлива, что должно способствовать полному сгоранию
топлива. Также внутренняя часть ГБЦ и верх поршня
имеют полусферическую форму. Это оставляет гораздо меньший зазор между головкой цилиндра
и поршнем, что, как он утверждает, означает, что топливо сгорает более эффективно
и полностью выбрасывается на такте выпуска.

Нужна только одна свеча зажигания, которую каждый цилиндр поворачивает вокруг
для использования по очереди, что устраняет необходимость в дистрибьюторе. Тем не менее, Мюррей
считает, что вторая вилка будет включена в серийные модели на случай, если
выйдет из строя первая вилка. Водяной насос не нужен, так как двигатель охлаждается
циркулирующим маслом. Благодаря масляному охлаждению Rotorcam может работать при температуре
180 градусов C, что более чем на 70 градусов выше, чем у обычных двигателей, что повышает эффективность
. Автопроизводители в настоящее время экспериментируют с двигателями с керамическими деталями
, чтобы они могли работать при более высокой температуре.

Роторкам не требует периодической настройки, ему просто нужно менять масло
и масляный фильтр каждые 5000 миль или около того. Автовладельцы могли сами заменить
воздушный фильтр и свечу зажигания; они очень доступны. Антифриз
не нужен.

Прототип Rotorcam имеет толщину всего 25 сантиметров и диаметр менее
метров. В автомобилях он будет устанавливаться горизонтально, что дает
три преимущества: более низкий капот для улучшения аэродинамики; меньше погружения
на поворотах, потому что вращающиеся цилиндры обеспечивают гироскопический эффект; а
проще зацепить на передний привод. Поскольку двигатель
имеет высокий крутящий момент при низких скоростях вращения, он может работать с меньшим количеством передач переднего хода, возможно, только с двумя, утверждает Мюррей.

Помимо своей роторной конструкции, Rotorcam также заметно отличается от обычных двигателей
своей способностью автоматически изменять степень сжатия, в зависимости от того, какое топливо он потребляет. Степень сжатия — это отношение объема
объема, содержащегося в цилиндре в начале его такта сжатия, до
объема в конце такта. Обычно это неизменный аспект
двигателя, поскольку двигатель предназначен для работы на определенном типе
топлива.

В Rotorcam крошечный микрофон улавливает «стук», возникающий, когда
топливно-воздушная смесь сжимается слишком сильно и воспламеняется до того, как сработает искровая свеча
. Микрофон активирует соленоид, который перемещает твердый кулачок, установленный на
в большом внешнем кольце очень незначительно. Когда каждый цилиндр катится
мимо этого регулируемого кулачка, его поршень очень незначительно перемещается внутрь или наружу в
момент зажигания. Степень сжатия может быть изменена таким образом
от 7:1 до 17:1. Самый низкий показатель у керосина, самый высокий –
у дизельного топлива.

До сих пор на разработку
двигателя Rotorcam было потрачено очень скромное 1 миллион долларов, последние 750 000 долларов поступили от продажи акций 1988.
Мюррей сам предоставил первые 250 000 долларов из прибыли от своих 50
более ранних изобретений. Он наиболее известен как изобретатель перистальтической помпы
, которая сделала возможной операцию на открытом сердце. Мюррей отказался от гонораров за насос
для всех применений в здравоохранении. Насос также используется в аппаратах для диализа
, для непрерывной перекачки лекарств через внутривенные трубки и в пищевой промышленности
; он не раздавливает клетки крови или овощи в супах.

Мюррей предвидит первые применения Rotorcam в свете
самолетов, газонокосилок, стационарных двигателей и военной техники. Вооруженные машины
, оснащенные Rotorcam, могли сжигать любое доступное топливо. В мотоциклах
камера Rotorcam устанавливалась внутри заднего колеса, приводя его в движение непосредственно
на высшей передаче. Гироскопический эффект, как правило, удерживает транспортное средство в вертикальном положении,
делая его более безопасным.

Убедить автопроизводителей лицензировать его изобретение, на которое были поданы патенты
, будет намного сложнее. Однако Мюррей утверждает, что в Детройте
, который является сердцем автомобильной империи США, враждебность к инновациям
извне ослабевает, а производители гораздо более открыты для новых концепций.

Многотопливный двигатель — HiSoUR История культуры — Hi So You Are

Многотопливный двигатель — любой тип двигателя, котла, нагревателя или другого устройства для сжигания топлива, которое предназначено для сжигания нескольких видов топлива при его работе. Одним из распространенных применений многотопливной технологии являются военные установки, где обычно используемое дизельное или газотурбинное топливо может быть недоступно во время боевых действий для транспортных средств или отопительных установок. Многотопливные двигатели и котлы имеют долгую историю, но растущая потребность в создании источников топлива, отличных от нефти, для транспорта, отопления и других целей привела к активизации разработки многотопливных технологий для невоенного использования, что привело к появлению многих гибких топливных систем. конструкции автомобилей последних десятилетий.

Многотопливный двигатель сконструирован таким образом, что его степень сжатия позволяет использовать топливо с самым низким октановым числом из различных допустимых альтернативных видов топлива. Для удовлетворения этих более высоких требований необходимо усиление двигателя. Многотопливные двигатели иногда имеют настройки переключателей, которые устанавливаются вручную для использования различных октановых чисел или типов топлива.

История
Уже в 1903 году немецкий инженер Йозеф Фоллмер представил первый грузовик NAG, автомобильного подразделения AEG, который приводился в движение многотопливным двигателем. Бензиновый двигатель мощностью 50 л.с. работал с зажиганием от магнето и карбюратором, который был рассчитан как на бензин, так и на спирт.

Поскольку специализированное топливо было трудно достать на заре автомобильной истории, относительно многие производители использовали многотопливные двигатели. По мере расширения сети заправок эти конструкции потеряли значение. Сегодня многотопливные двигатели особенно популярны в военном секторе, где часто ищут максимально возможную независимость от конкретных видов топлива.

Принцип работы
Двигатель, работающий на смеси, работает по принципу Отто, при котором сгорание инициируется воспламенением или искрой от свечи зажигания. Образование горючей смеси происходит вне камеры сгорания; в карбюраторе или путем впрыска топлива во впускной коллектор.

Вне камеры сгорания образуется смесь топлива и воздуха. В нормальных условиях воздух содержит 80 % азота (N 2) и 20 % кислорода (O 2). Из-за присутствия кислорода эта смесь горюча. Смесь всасывается в камеру сгорания за счет отрицательного давления, создаваемого там во время такта впуска. После такта впуска следует такт сжатия: смесь сжимается. После сжатия искра приводит смесь к воспламенению. Это вызывает повышение давления, что, в свою очередь, вызывает увеличение объема. Увеличение объема преобразуется в рабочий ход, в этом бою работа выполняется в окружающей среде, например, в транспортном средстве или насосе. В конструкции классического двигателя, работающего на смеси, ищется процесс Карно.

Термин «двигатель на смешанном топливе» возник из-за необходимости проводить различие с дизельным двигателем. В дизельном двигателе топливо смешивается с воздухом только в конце сжатия.

Топливо
Топливом для двигателя смешанного типа обычно, но не исключительно, является бензин. В результате неправильно используемый бензиновый двигатель используется как синоним оттомоторного или газового двигателя.

Природный газ
Бензин
E85 или биоэтанол
Керосин
СНГ
Нитрометан
Метанол

Варианты двигателей
Многотопливные двигатели обычно представляют собой самовоспламеняющиеся поршневые двигатели, работающие на дизельном принципе. Кроме того, некоторые версии двигателей имеют искровое зажигание, так как без него не все виды топлива правильно воспламеняются. Разнообразие видов топлива, таких как бензин, нефть, керосин, растительное масло, этанол, древесный газ или мазут, приводит в зависимости от их свойств, например, цетанового числа, октанового числа и вязкости, к различным конструкциям (см. также двигатель внутреннего сгорания и обзор технологии впрыска).

Хотя многотопливные двигатели обычно работают по дизельному принципу, они отличаются по своей конструкции от чисто дизельных двигателей, которые рассчитаны только на дизельное топливо. С одной стороны, должны быть предусмотрены технические решения для повышения температуры смеси, чтобы все используемые топлива самовозгорались в пределах допустимой задержки воспламенения. Это можно сделать, увеличив степень сжатия или подогрев всасываемого воздуха. В свою очередь подогрев впускного воздуха может быть обеспечен за счет наддува без промежуточного охладителя, рециркуляции отработавших газов или электрического подогрева во впускном тракте. Также поддерживается свеча зажигания и свеча накаливания, используемая в камере сгорания.

С другой стороны, впрыскивающий насос должен быть подключен к контуру смазочного масла, так как некоторые виды используемого топлива не обладают смазочным эффектом. Двигатель Lohmann обходится без инжектора и без карбюратора.

При проектировании всех уплотнений следует учитывать, что они не подвержены воздействию различных видов топлива.

Хорошо известные многотопливные двигатели включают:

Средний сферический двигатель
Двигатель Elsbett
Двигатель Lohmann
Двигатель со свечами накаливания (Lanz Bulldog)
газовый двигатель
Обзор видов топлива
Можно использовать как ископаемое, так и возобновляемое топливо:

СНГ, также известный как автогаз (LPG = сжиженный нефтяной/пропановый газ, даже газ низкого давления) известный
Природный газ (CNG = сжатый природный газ или СПГ = сжиженный природный газ)
Бензиновые топлива, такие как бензин или спирты
Легкие масла, такие как дизельное топливо и биодизельное топливо
Тяжелые масла
Угольная пыль

Преимущества и недостатки
Недостатки
Недостатком смесительного двигателя является ограничение в максимальном достижимая степень сжатия из-за риска детонации. Для бензина максимальная (безопасная) степень сжатия составляет около 15: 1. Некоторые современные высокопроизводительные суперспортивные мотоциклы уже имеют степень сжатия 14: 1 на заводе без добавления специальных присадок для увеличения детонации или предел детонации еще больше. Дизельные двигатели достигают значительно более высокого термического КПД, поскольку степень сжатия может повышаться до 40:1. В результате двигатель, работающий на смеси, имеет более высокий расход топлива.

Вторым недостатком является то, что топливо легко воспламеняется и поэтому испаряется уже при низких температурах. При температуре наружного воздуха 10 °C уже существует риск взрыва в двигателе, работающем на сжиженном газе. Топливный бак смесительного двигателя рассчитан на тяжелые условия эксплуатации.

Преимущества
Важным преимуществом двигателя, работающего на смешанном топливе, является более легкая версия, что обеспечивает более низкую себестоимость.

Двигатель в основном используется армией. Если подача топлива прекращается, транспортные средства все еще могут двигаться, потому что они могут относительно легко переключиться на другое доступное топливо.

Применение
Использование многотопливных двигателей сегодня практически ограничено военной техникой, особенно танками. Примером может служить основной боевой танк Бундесвера Leopard 2.

В общественном и частном пользовании многотопливные z. Что касается электроснабжения отдаленных ферм на ТЭЦ, то они обеспечивают электроэнергией и теплом.

Многотопливные двигатели с накаленными головками можно найти в древних тракторах и судовых дизелях. Часто используемые на судах двухтактные дизельные двигатели на мазуте также можно рассматривать как технический вариант многотопливных двигателей, даже если они уже ограничены по экономическим причинам (низкие затраты на топливо) в основном на мазуте.

Военные многотопливные двигатели
Одним из наиболее распространенных применений этой технологии являются военные транспортные средства, так что они могут работать на широком диапазоне альтернативных видов топлива, таких как бензин или топливо для реактивных двигателей. Это считается желательным в военных условиях, поскольку действия противника или изоляция подразделения могут ограничить доступные запасы топлива, и, наоборот, вражеские источники топлива или гражданские источники могут стать доступными для использования.

Одним из крупных применений военного многотопливного двигателя была серия LD, использовавшаяся в американских грузовиках M35 2 1/2 тонны и M54 5 тонн, построенных между 1963 и 1970. Стандартная военная конструкция с использованием M.A.N. технологии, он мог использовать различные виды топлива без предварительной подготовки. Его основным топливом было дизельное топливо № 1, № 2 или AP, но от 70% до 90% других видов топлива можно было смешивать с дизельным топливом, в зависимости от того, насколько плавно будет работать двигатель. При добавлении моторного масла можно было использовать низкооктановый коммерческий и авиационный бензин, можно было использовать авиакеросин Jet A, B, JP-4, 5, 7 и 8, в аварийных случаях можно было использовать мазут №1 и №2. На практике они использовали только дизельное топливо, их тактическое преимущество никогда не было необходимо, и со временем их заменили коммерческими дизельными двигателями.

В настоящее время многие российские военные машины используют многотопливные двигатели, такие как танк Т-72 (многотопливный дизель) и Т-80 (многотопливный газотурбинный).

Невоенное использование
Многие другие типы двигателей и другого оборудования, вырабатывающего тепло, предназначены для сжигания более чем одного вида топлива. Например, некоторые обогреватели и котлы, предназначенные для домашнего использования, могут работать на дровах, пеллетах и ​​других источниках топлива. Они обеспечивают гибкость и безопасность в отношении топлива, но стоят дороже, чем стандартные однотопливные двигатели. Портативные печи иногда разрабатываются с многотопливной функциональностью, чтобы сжигать любое топливо, найденное во время прогулки.

Движение за создание альтернатив автомобилям, работающим исключительно на бензине, значительно увеличило количество доступных автомобилей с многотопливными двигателями, такие автомобили обычно называют двухтопливными или универсальными.