Создаем сообща
идеи

Новый двигатель внутреннего сгорания

Чтоб понять идею, предложу рассмотреть два варианта двигателя.
В первом случае (рис. 1), сила F будет передаться вращающемуся звену, которое будет описывать окружность из точка А в точку B. График изменения силы на поршне показан на рисунке, он прямолинеен.
Во втором случае, та же сила будет передаваться такому же звену на отрезке от точки А до точки B (рис.2). Только точки расположены со смещением на 90 градусов.
В первом случае моделируется классическая схема двигателя, во втором - предлагаемое решение.

Если рассчитаем работу силы FL, которую совершают вращающиеся звенья, то она будет отличаться. Во втором случае она будет больше.

В случае изменения графика силы с прямолинейного на более быстро затухающий, похожий на изотерму, то разница в работе будет более существеннее.
На основе этого явления была придумана схема двигателя внутреннего сгорания. Схема придуманного устройства в разных положениях показана на рис. 3.
На рисунке 4 изображена пространственная схема.


Выдан патент на донное изобретение №2632316


Новые комментарии
0
14 Ноября 2017 21:16
А чем принциально эта схема отличается от "обычного" двигателя?
Тот же поршень, тот же коленвал, только к поршню приделано "промежуточное" звено, а к нему, в свою очередь, приделан шатун.
Когда идет рабочий ход в "обычном" движке шатун толкает шейку коленвала, в этой схеме - тянет. Первое отличие.
Шатун короткий. КОРОТКИЙ!!! (да, большими буквами). Длина шатуна равна длине кривошипа. А, значит, будут большие усилия в плоскости, перпендикулярной оси цииндра. Когда шатун (и кривошип) будут находиться под малым углом к этой плоскости - усилия будут очень большими (вспомним "кривошипный пресс").
Какие элемнеты конструкции будут воспринимать боковые усилия? В схеме нет даже старого доброгто крейцкопфа...
.
Так, в "обычном" КШМ две "мертвые" точки. Это когда кривошип и шатун находятся в одной плоскости, проходящей через ось кривошипа. Верхняя и нижняя. В этом - четыре точки. Добавились две "боковые".
Ну да ладно, это так, мелочти для "набора скорости"
Помчались?
"Вилка" тоже будет иметь ненулевую массу, увеличивая инерционные силы в кривошипно-поршневом механизме. Движок такой схемы может быть только тихоходным...
Если движок такой схемы может быть работоспособным.
"бычный" кривошипно-шатунный механизм трехзвеный. Поршень, шатун, кривошип. Оси поршня и кривошипа жестко закреплены в пространстве. Положение любого звена однозначно определяет положение двух остальных. Механизм работоспособен. Кроме маленького недостатка. Если поршень начал движение из мертвой точки, нельзя однозначно определить, в какую сторону будут двигаться шатун и кривошип. Проблема решается маховиком на кривошипе...
В движке Вашей схемы... рассмотрим работу? пусть начался такт сжатия. - кривошип, толкая шатуном поршень, будет его поднимать до одной из боковых мертвых точек. (поршень сжимает воздух над ним). А когда кривошип и шатун встали в одну плоскость, нет никаких сил, которые будут поднимать поршень выше. Поршень... поршень остановится. А кривошип и шатун, как одно целое соверат половину оборота. потом поршень, увлекаемый снизу кривошипом и толкаемый сверху сжатым воздухом, пойдет вниз...
Извиняйте, но схема, несмотря на "красивость" и оригинальность, для движка внутренего сгорания непригодна...
ее можно применить там, где надо держать поршень в верней точке половину оборота вала, и эта необходимость должна перевешивать огромные боковые силы и значительную массу поршня (и большие инерционные нагрузки!)... Как-то так...
0
14 Ноября 2017 22:32
основное преимущество: КПД выше
считаю, что инерционность поршня не имеет большого значения, более важным является экономичность
для нормальной работы механизма, длина кривошипа должна быть меньше длины шатуна
поэтому сбоку нет мертвых точек

проще всего понять выгоду механизма можно следующим образом:
допустим нам нужно в двигатель с определенным объемом загнать во много раз меньший объем воздушно-газовой смеси, то в обычном двигателе мы не получим какого либо эффекта при его сгорании, т.к. вблизи верхней мертвой точки (ВМТ) у обычного двигателя КПД практически нулевой, а при дальнейшем движение поршня от ВМТ давление в цилиндре очень быстро будет падать. Напротив, у предлагаемой схемы мы будем иметь максимально возможный КПД вблизи верхней мертвой точки, плюс сила на кривошипе будет больше чем на поршне за счет рычага.
0
18 Ноября 2017 16:54
Что такое "КПД вблизи ВМТ"?
Ехидный вопрос. Можно ли этим "КПД вблизи ВМТ" пожертвовать, загнав его в ноль, если при этом обеспечим больший КПД на остальном ходе поршня?
В каком двигателе давление при движении поршня от ВМТ к НМТ очень быстро падает?? Марка, модель, хаарактеристики.
В известных мне движках давление в горшке, когда дается искра (несколько градусов до ВМТ) компрессия в горшке составляет 5...7 ед (средне) Смесь сгорает не мгновенно (мгновенное сгорание смеси невозможно даже при детонации). Когда поршень подошел к ВМТ, давление в горшке будет 6...9атм. Поршень прошел ВМТ, смесь в горшке горит, давление повышается, с повышением давления скорость горения возрастает... Максимальное давление будет градусов эдак через 30 после ВМТ. Смесь и в этот момент сгорела не полностью, продолжает гореть, но поршень пошел вниз быстрее, объем над поршнем растет быстрее, чем нормальный объем продуктов горения, только в этот момент давление (оно достигло эдак 70 атм.) будет уменьшаться.
Инерционность поршня не имеет значения??? Чем тяжелее поршень, тем тихоходнее двигатель. Чем тихохонее двигатель, тем меньшее КПД он может иметь. Законы физики не обманешь.
и тогда исправте рис.3 - вторая и четвертая картинки.
ЗЫ. А что мешает такой короткий шатун прикрепить непосредственно к поршню, без вилок?
ЗЫЫ. Как будут восприниматься боковые силы? Какие будут потери от большей величины боковых сил?
0
18 Ноября 2017 17:34
все это относится к вопросу исследования данной схемы
я глубоким исследованием не занимался, только предложил эффект увеличения кпд
вижу в этом перспективу представленного изобретения
игру с параметрами двигателя оставляю на совести инженеров
1
19 Ноября 2017 11:32
Не нашел ответа на ГЛАВНЫЙ вопрос.
Что ПРИНЦИПИАЛЬНО изменится, если УБРАТЬ "вилку" и прикрепить шатун непосредственно к поршню?
Растягивающие усилия в шатуне или сжимающие, непринципиально, важно НАПРАВЛЕНИЕ действия силы, а не ее знак..
0
20 Ноября 2017 18:02
в моем случае я верхнюю мертвую точку (ВМТ) поршня (когда максимальное давление в цилиндре) попытался совместить с положением кривошипа, при котором плечо действия момента силы от поршня максимально

на обычном двигателе максимальное плечо возникает при 60 градусов от ВМТ к этому моменту давление успевает упасть довольно сильно

у меня же, при повороте кривошипа от ВМТ на 90 градусов, поршень практически находится около ВМТ (зависит от соотношения шатуна к кривошипу, чем оно ближе к 1, тем незначительное отклонения поршня). И в этот момент мы имеем максимальное плечо и максимальное давление в цилиндре

0
24 Ноября 2017 19:42
По первой картинке. Все вроде бы красиво получается.
Две. Две ошибки. Две грубые ошибки.
Первая.
Максимальное давление в движке будет, СОВСЕМ НЕ В ТОТ моммент, когда поршень в ВМТ.
Максимальное давление будет, когда поршень прошел градусов 30 за ВМТ.
Вторая.
Максимальное давление действуте не в одной точке, максимальное давление (ну, если побукво... поцифроедничать и не принимать во внимание начальный "пик") на некоторой дуге.
Дуге поворота "коленки". ДУГА! Вот в чем спасение и повышение КПД. Чем больше будет дуга, тем выше будет КПД. А что такое точка? Длина точки - ноль, и любая сила, помноженная на ноль будет нолем.

По второй картинке.
Та самая старая добрая идея кривошипного пресса. Примененная в ДВС.
Вот только... Нарисуйте все силы. Все. Нарисованы только две...
ГДе, где они, недостающие на картинке красавицы, красавици, которые своим появлением на картинке поностью перевернут все Ваше представление о работе механизма??? Как минимум, их две.
1. Это сила-силушка, направленная перпендикулярно оси "горшка" (вдоль которой ходит поршень) и прижимающая поршень к стенке. (а поскольку приложена на нехилом расстоянии от поршня, то и хорошо его крутящая)
2. Это сила-силенка трения, возникающая в касании поршнем зеркала цилиндра.
Да а есть ли сейчас масла, которые способны будут работать между цилиндром и поршнем? Как будет смазываться этот контакт двух железок?
0
28 Ноября 2017 15:59
у меня ошибок нет
это ваши ошибки:
1. То что на 30 градусах макс. давление это очень плохо так как максимальное давление при увеличенном объеме говорит о плохом КПД. В моем случае максимальное давление при минимальном объеме
в теории считается что в ВМТ максимальное давление и для простоты расчетов я из этого исхожу. На практике это все плавает зависит от множества параметров в основном от скорости горения топлива
2. момент на поршень будет действовать, но сила на поршне будет меньше чем на коленвале от вилок поршня (плечо больше - сила меньше)
силы нарисовал только те которые передаются от поршня на кривошип
в случае классического двигателя, поршень вообще поворачивается и держится только за счет уплотнительных колец, про стук поршней о стенки цилиндров ничего не слышали? в моем случае они ходят ровно (думаю хон на таком двигателе на порядок дольше будет держаться)
0
28 Ноября 2017 20:35
Ну, по второму кругу?
Если... ЕСЛИ!!!!! максимальнеое давление в ВМТ, то. . ТО:
ИЛИ топливо сгорело очень быстро, пока поршень шел от "подачи искры" до ВМТ (классически - эдак градусов 10 поворота "коленки"). Быстрое сгорание - ударные нагрущки на КШМ и прочие "потроха" движка, ударные нагрузки стремят ресурс движка к абсолютному нолю...
ИЛИ топливо сгорело не очень быстро, потому что искру дали сильно раньше, чем эти "классические" 10 градусов. А, значит, работа движка по сжатию сгорающего топлива будет стремится к работе сгоревшего топлива при расширении (тот самый циел Карно). А КПД движка определяется соотношением работы по сжатию топливной смеси и по ее расширению.

В какой-какой теории считается, что максимальное давление в ВМТ??? Ни разщу о такой не слышал... Хотя... если речь идет о поршневом компрессоре, то да, теорически максимальное давление будет когда поршень будет в ВМТ. Чисто теоритически. Поскольку выпускной клапан открывается раньше, чем поршень придет в ВМТ.

Какие плесчи, какие моменты? УГЛЫ! тут можно рассматривать только углы.
Вам не приходилось вытягивать машину из грязи с отказавшей лебедкой? В одиночку.
Тянуть ВДОЛЬ троса - без пользы. А вот если трос привязать к дереву, да потянуть полиспастом ПОПЕРЕК троса - машина легко передвигается на метр-два... Так и тут.
Прикиньте, во всколько раз сила, прижимающая поршень к стенке цилиндра, будет больше осевой силы... ну, например, если шатун длиннее кривошипа на 10%.

про стук поршней... я не доводил движки до состояния, когда поршни начинают стучать... Но если Вам так мешает стук поршней... почему бы не реализовать идею безшатунного двигаеля, например, схемы Баландина?
0
28 Ноября 2017 20:43
ваша проблема в том что вы очень много рассуждаете полагаясь на интуицию
сделайте расчет и тогда слова не нужны будут
я сделал расчет сравнил классическую схему с обычной и получил большую работу на моей схеме
если интересует могу выложить графики, формулы
0
15 Декабря 2017 16:15
Заключение на похожую Вашу идею экспертный совет ФГУП "НАМИ" уже предоставлял, смотрите ответ в комментариях к идеи "ВИДОИЗМЕНЕННЫЙ ДВС" опубликованной 21.09.2017 г.

https://crowd.nami.ru/ideas/dvigateli/vidoizmenennyy_dvigatel_vnutrennego_sgoraniya/
Авторизуйтесь, чтобы добавить комментарий
Рекомендуем посмотреть
похожие идеи
846 дней
Предлагается изменить систему продувки бензинового 2Т ДВС для снижения потерь топлива в выхлоп.
1 4
1794 дня

Простой реечный механизм как альтернатива КШМ.

4 164
1059 дней
 ДВС на патронах - мощный двигатель при малой его массе.     
2 11
Авторизация
Новости проекта
ГНЦ РФ ФГУП "НАМИ"