Мобильная версия
Войти

Все форумы
Авиационный
Сослуживцы
Авторские

Двухтактные или четырехтактные

 ↓ ВНИЗ

12

03.03.2008 14:43
Кто знает почему?
Все авиационные двигатели - четырехтактные?
(двухтактных двигателей для самолетов насколько я знаю не бывает).
А подвесные лодочные моторы для катеров и моторных лодок в противоположность этому - в осномном все двухтактные.
Двигатели для наземной техники:
безнзопилы, сенокосилки - в основном все двухтактные.
Двигатели мотоциклов и мопедов - все двухтатные.
Бензиновые двигатели автомобилей - практически все без исключения четырехтактные двухтактных не бывает.
Дизельные двигатели для автомобилей - самый известные - ЯМЗ - двухтактный (для Камазов) Но в основном дизельные двигатели для автомобилей наверное четырехтактные.
Дизельные двигатели для морских судов наверное поровну: двухтактные и четырехтактные.


Главный вопрос: Какие основные технические особенности делают выбор в пользу двух или четырехтактных двигателей для разных видов техники?
Master Scheduler
03.03.2008 14:57
Слишком сильные утверждения.
Двухтактные для самолётов есть Ротаксы, насколько я знаю.
Мотоциклы - у тяжёлых (типа Урала, Днепра) четырёхтактные.
Автомобильные бензиновые двухтактные были у ГДРовских легковушек Трабант, Вартбург, тамошнего же микроавтобуса Баркас.
Анонимчик
03.03.2008 14:59
Двухтактный двигатель - более лёгкий и простой по конструкции (нет газораспределительного механизма), вдвое чаще рабочий ход (т.е. бОльшая равномерность тяги у 1-2-цилиндровых двигателей), выше литровая мощность, но обладает меньшим ресурсом и бОльшим удельным потреблением топлива и (особенно) масла, а также более высокую токсичность выхлопа. Кроме того, карбюраторному двухтактнику нужно заранее готовить топливную смесь из бензина и масла.

Отсюда и пляшем. Для ручного бензоинструмента в первую очередь важен вес, потом всё остальное - поэтому на пилах и косилках ставят двухтактные двигатели. Заодно получаем высокую равномерность работы. Объём выхлопа невелик, поэтому даже с учётом повышенной токсичности и приближенности выхлопа к человеку выхлопом можно пренебречь.
Мопеды - аналогично, общая масса должна укладываться в нормативы. Мотоциклы, кстати, есть и 4-тактные, причём в изобилии.

// тамошнего же микроавтобуса Баркас

У Баркасов и дизеля двухтактные имеются.
Другой
03.03.2008 15:02
Двухтактный ДВС проще и соответственно дешевле и надежнее, но менее эффективный по расходам, чем 4-х тактный. Поэтому где много работает и экономичность на первом месте - 4- тактники, где важна простота и дешевизна (относительная), но сравнительно мало работы - пилы, мотоциклы - двухтактник сойдет.
SIA
03.03.2008 15:13
Для дизелей не совсем так.
Их двухтактных и на судах, и на самолетах было много, т.к. основная проблема двухтактника - унос топлива в выхлоп - у дизеля отсутствует, там чистый воздух в цилиндр идет. Авиадизели - Jumo 203-204-205, автомобильных тоже было полно, и у нас (ЯМЗ) и у американцев.
Тарен
03.03.2008 15:29
Самое интересное, что на ж/д транспорте дизеля не маленькие по весу и мощности 1000-3000 л.с. в своем большенстве двухтактные. При том, что те локомотивы которые проэктировались до 70 г. имеют двухтактную силовую установку, которые позже четерехтактную. В данном случае наверное объясняется сложностью конструкции и технологичностью. На данном транспорте двигатели одинаковой мощности имеют одинаковый вес, и разницу в потреблении топлива 10-15%.
Что раньше на авто использовали двухтактные дизеля я знал, но что на КАМАЗЕ двухтактный для меня открытие.
Для определения выбора двигателя главными параметрами, если реч идет о транспорте, коими являются и КАМАЗ и Ил14, в основном является вес и цена, с прогресом добавляется ресурс и потребление топлива.
03.03.2008 15:36
Основной двигатель КамАЗа - 4-тактный КамАЗ-740 и его модификации (а вовсе не ЯМЗ). у ЯМЗа двухтактные двигатели делались в изобилии в семействе ЯМЗ-20x, но на серийные автомобили их уже давно не ставят. Нынешние ЯМЗ-23x - четырёхтактные.
Тарен
03.03.2008 15:43
Про моторные суда знаю точно. Если двигатель навесной, лошадок этк 260, то наверняка двухтактный, если стационарный то в своем большенстве четырех. Сдесь главный параметр вес, транец перегружать нельзя.
03.03.2008 17:14
Забыли про основное сказать - КПД и реализуемая мощность при равной кубатуре
=+=
03.03.2008 17:35
Главное-внезапная поломка колец на 2хтакктном, невозможность применения подшипников скольжения на шейках коленвала. Если же, летать за околицей, можно ставить хоть педальный привод.
03.03.2008 17:38
Думаю, компромиссом, устраивающим всех, стал бы трехтактный двигатель.
Уже начал разработку... Считаю, потенциал рынка огромный!
Ищу инвестора.
03.03.2008 17:50
Трехтактный уже изобретали в туполевской шарашке (см. воспоминания Кербера)
03.03.2008 19:06
A на Аэробусах сколько-Тактные двигатели стоят ?
03.03.2008 19:17
Другой:
Двухтактный ДВС проще и соответственно дешевле и надежнее, но менее эффективный по расходам, чем 4-х тактный. Поэтому где много работает и экономичность на первом месте - 4- тактники,

Аноним: Ну и подумайте сами: какой тип двигателя: двухтактный или четырехтактный больше подошел бы для самолета, например истребителя времен второй мировой войны. Возьмем нкак наиболее нам известный по весовой раскладке тип Як-9
У него четырехтактный двигатель ВК-105 пф (форсированный) сухой вес двигателя (без воды и масла - а с ними еще больше) 614 кг. Водорадиатор 85 кг и маслорадиатор 32 кг, итого общая масса 731 а если с винтом 139 кг общая масса винтомоторной установки = 870 кг.

вес бензина в восьми баках 326 кг. масла 48 кг.
Моторесурс - примерно 100 часов.
Но если бы на военные истребители ставили бы двухтактные двигатели равной мощности, то вес двигателя их стал бы поменьше, хотя немного увеичился расход топлива (процентов на 10-15%) то есть общий вес бензина и масла для двухтактного двигателя Як-9 пришлось бы принять 430 кг (326+48=374х1, 15 =430 кг,
это на 56кг больше чем у двухтактногот двигателя, но зато сам двухтактный двигатель был бы наверное на 100 кг легче и проще четырехтактного - не было бы всех этих выпускных и впускных клапанов - то есть уменьшилась бы габаритная высота двигателя и значит улучшилась бы его аэродинамика. А если уменьшится высота двигателя - то поскольку он впереди летчика и понизится высота капота двигателя, значит у летчика истребителя значительно улучшится обзор вперед и вниз по курсу полета, что очень важно при атаке и при взлете и посадке, где гибнет наибольшее количество летчиков - потому, что они просто не видят перед собой землю, из за приподнятого вверх на посадке мотора.
Антон
03.03.2008 19:23
Rotax 582, 503 и 447 - двухтактные авиадвигатели. Используются на ультралайтах.
Timofey
03.03.2008 20:21
Тарен:

Щас подвесники для лодок новые делают только 4-х тактные (ИМХО). По крайней мере новых 2-х тактников давно уже в продаже нет, только бу. Насчет веса.... я так полагаю, для 160 сильного тырчика лишние пара десятков кило погоды не сделают.
Зато расход топлива существенно ниже и не надо геморроиться с приготовлением смеси в условиях качки, что само по себе немаловажно :)
ZavGar
03.03.2008 21:38
Основной двигатель КамАЗа - 4-тактный КамАЗ-740 и его модификации (а вовсе не ЯМЗ).
---

Маленькая поправка. 740-й - детище ярославского КБ и ЯМЗа.
Готовый проект и технологию производства передали на завод двигателей КамАЗа.
После пожара долгое время КамАЗ выпускал "планеры" - грузовики без двигателя.
Покупатели сами ставили, что придётся. Движки от списанных КамАЗов, откапиталенные на ремзаводах, БТРовские от БарнаулТрансМаша, ЯМЗ. В Ярославле есть несколько контор, которые предлагают желающим оснастить КамАЗы двигателями ЯМЗ.
HobbyPilot
04.03.2008 03:21
Четырёхтактный более стабильный. Механически и с точки зрения теплового баланса. Соответственно проще и надёжнее.
04.03.2008 03:25
Покупатели сами ставили, что придётся. Движки от списанных КамАЗов, откапиталенные на ремзаводах, БТРовские от БарнаулТрансМаша, ЯМЗ. В Ярославле есть несколько контор, которые предлагают желающим оснастить КамАЗы двигателями ЯМЗ.



имхо - родной камазовский дизель это шаг вперёд по сравнению с "дубовыми" ЯМЗ, хоть и по мощьности он нескоько уступал...
дизелист
04.03.2008 08:44
Хоби, для сведения. Исходный камазовский двигатель есть творение ярославцев. Тутаевские тоже "ихние".
Все большие судовые - двухтактные. КПД у них танцует в зоне 50%. Но, уж больно теплонапряжённые, на каждый ход вспышка. Поршневой группе у 2-х тактников приходится туго. Ну а остальное в учебниках.
Тарен
04.03.2008 08:55
дизелист:
В школе рассказывали, что максимальный КПД стационарного дизеля 44%. Мож это давно было и двигателестроение ушло далеко вперед.
PROEN
04.03.2008 09:05
Четырехтактные во всем диапазоне мощностей подвесных моторов от 40 сил до 250. Двухтактные также от 2, 5 сил до 225, топливную смесь уже давно никто "не смешивает в условиях качки" - везде стоят автоматические дозаторы масла. На мотоциклах и мопедах везде и двухтактные и четырехтактные - знаменитый Харлей, Бинелли и т.д.. Разница в цене и надежности. Хочешь простой и дешевый - покупай двухтактный, хочешь долговечный и дорогой - бери четырехтактный. Четырехтактные экономичней, потому большой мощности движки в основном четырехтактные, хотя современные двухтактные также улучшаются - сейчас почти везде на них ставят электронное зажигание, четырехклапанные головки, вихревые карбюраторы и т.д., что повышает мощность и экономичность. Бензопилы также выпускаются с четырехтактными движками, мощные пилы почти все четырехтактные. Большие авиадвигатели все четырехтактные, большинство сейчас с впрыском топлива и турбонаддувом. Двухтактные авиадвижки применяются на легких и ультралегких аппаратах. Вообще-то песня поршневых движков в авиации еще далеко не спета и с учетом новых технологий у них может быть хорошее будущее в авиации местных линий.
04.03.2008 12:33
С соседней ветки: "а на немецких двигателях BMW и DB стоял непосредственный впрыск."
Бензиновый Двигатель с непосредственным впрыском топлива в цилиндры - это почти дизель по конструкции. потому, что и там и там топливо впрыскивается в цилиндр в верхней мертвой точке. Но у немцев во время второй мировой на Мессершмиттах и фоккевульфах двигатели были с непосредственным впрыском. Да и у советских Ла-5 тоже.
Значит они запросто могли увеличить их степень сжатия и превратить в дизели, так, чтобы вместо дорогого бензина использовать керосин или даже тракторную солярку. А кроме того имея систему непосредственного впрыска - немцы легко могли свои авиадвигатели для мессершмиттов и фоккевульфов переделать из четырехтактных в двухтактные, с соответствующим возрастанием мощности, и уменьшением удельного веса двигателей, что очень важно для самолетов...

SST
04.03.2008 12:48
Этому придурку Анониму наплевать было на учебу в школе, где еще в 5 или 6 классе все это разъяснено. Он подрос и теперь ему плевать на поиск, статьи, энциклопедии - всего и не перчислишь. И вот добрые дяденьки решили исправить положение и обучить оболтуса. Думаете у него слюни кончились?
akatenev
04.03.2008 13:37
На мотоциклы двухтактные двигатели не ставят уже давно, если не считать нескольких отечественных образцов (реально очень старых, им чуть ли не по полвека) и некоторых мотоциклов производителей из стран третьего мира. Двухтактники до последнего времени еще оставались на малокубатурных скутерах и на некоторых спортивных типах, но в последние несколько лет практически изчезли и оттуда, особенно после того, как китайцы освоили производство недорогих и весьма приличных четырехтактных малокубатурных двигателей.

Причина очень простая - двухтакники не удовлетворяют экологическим требованиям (в принципе, требования в Европе и Америке сейчас таковы, что продажа двухтактных двигателей де факто просто запрещена), и плюс удорожание бензина сделало их очень дорогими в эксплуатации. Да и двухтактное масло стоит очень дорого, расходы на него сравимы со стоимостью бензина.

У мотоциклетных двутактников есть еще одна нехорошая особенность - характеристики крутящего момента этих двигателей не очень подходят для городского использования, слишком мала тяга на малых оборотах.

На снегоходах и водных мотоциклах двухтатники еще остались, но скорее по некоторой инерционности рынка, еще черех несколько лет их и там не останется. На бензопилах еще некоторое время проживут, наверное, для них расход бензина и экологичность не столь важны, как для транспорта.

В принципе, есть двухтактные двигатели разработки Orbital, которые в теории не хуже четырехтактных, но на практике, похоже, их тоже постепенно заменяют четырехтактными...
дизелист
04.03.2008 20:27
Проен, от 2-х тактных в быту отказываются не из-за надёжности (у бытовых и нагрузки маленькие), а отказываются из-за экологии, масло горит отсюда и "беды". Хотя, на мой взгляд, всё это ерунда, нужно просто больше и подороже продать при капитализме, вот и вешают СО на уши. В тяжёлых (и не только) условиях масляные насосы отказывают и двигатель в течение нескольких секунд-минут приходит в "негодность". Особенно это "приятно" при использовании в воздухе или на снегоходе где-нибудь на природе, особенно при отсутствии связи. Народ на снегоходах теперь стал зачастую снова лить масло в бензин. Так оно спокойнее.
Тарен - это у 4-х тактных, да и то сейчас подбираются к 48%, а у 2-х тактных крейцкопных уже давно в зоне 50%. Конечно если двигатель в хорошем состоянии.
PROEN
04.03.2008 20:45
Анонимушка мне тут понравился, явный двоечник! Но гонор!!!! "Бензиновый Двигатель с непосредственным впрыском топлива в цилиндры - это почти дизель по конструкции. потому, что и там и там топливо впрыскивается в цилиндр в верхней мертвой точке" - это просто шедевра! Надо занести на доску почета!
По поводу двухтактных и четырехтактных все не так просто и однозначно и двухтактные совсем не уходят с рынка, есть много современных моделей, тем более и масла для них все время совершенствуются и экология уже удовлетворяется. Но об этом лучше спорить на отдельной ветке, если хотите...
akatenev
04.03.2008 21:35
Масла-то двухтактные совершенствуются, но и цена на них тоже растет. Сейчас литр хорошей синтетики стоит 400-500 рублей, то есть примерно в 20-25 раз дороже бензина. А с учетом того, что смешивается оно в пропорции где-то 1:30, то получается, что расходы на ГСМ вырастают чуть ли не вдвое. И это еще при том, что двухтактник сам по себе менее экономичен, особенно по сравнению с впрысковыми четырехтактниками.

Для снегоходов, водных мотоциклов и бензопил это не очень-то важно, все равно это вещи не повседневного использования и расходы на ГСМ небольшие. А вот для мотоциклов это критично. К примеру, был у меня двухтактный 100-кубовый скутер, и стоимость километра на нем была примерно та же, что и на моем мотоцикле (причем при меньшей средней скорости). А мотоцикл при том мощнее раз в десять... Да и не купишь это масло на любой заправке, как бензин, а оно, зараза, имеет привычку заканчиваться довольно неожиданно.
05.03.2008 10:09
PROEN мне тут понравился - специалист из тех кто не головой, а только руками думать умеет. То есть гаечным ключом болты гайки крутить такие специалисты конечно могут, а вот подумать головой - это труднее.
ТЬак же и SST - школьные учебники он конечно прочитал, и больлше ничего не знает...
Слышь, SST - так чему там тебя учили в школе в 5-6 классе по школьным учебникам?
А знали ли составители этих школьных учебников о том, что на авиационных двигателях второй мировой войны стояла система непосредственного впрыска топлива в цилиндры? Ведь школьные учебники сравнивают только два два типа бензиновых карбюраторных двигателя между собой: двухтактные и четырехтактные, но без учеты системы непосредственного впрыска в системе продувки цилиндров.
И всем известно, что двухтактные очень проигрывают по экономичности - например двухтактные лодочные моторы тратят бензина в 1, 5 раза больше на километр пути, чем четырехтактные. Но в чем причина плохой экономичности двухтактных движков?
Дело в том, что у карбюраторных двигателей бензино-воздушная смесь готовится заранее. И если у четырехтактных продувка цилиндра после сгорания осуществляется за счет такта выпуска, когда выпускаются все сгоревшие газы (и то не все, а только 90-95%). ТО в двухтатном двигателе продувка осуществляется вытеснением сгоревших газов свежей смесью. При этом конструкторам двухтактных двс не удается избавится от того, чтобы часть свежей смеси из впускного окна сразу же попадает в выпускное - то есть бесполезно выбрасывается в выхлопную трубу без совершения полезной работы.
От этого разумеется тут же падает экологичность - ведь часть бензиновой смеси сгорает в выхлопной трубе а не в цилиндре двигателя и сгорает не полностью, образуя и угарный газ, и несгоревшие углеводороды и ядовитые азотные окислы.
Кроме того из-за плохой продувки цилиндров двухтактных двигателей в момент впуска новой смеси у них в цилиндре всегда остается часть старых сгоревших газов - намного больше чем в цилиндрах четырехтактных ДВС.
Так же из-за системы продувки картер двухтактника постоянно продувается бензиновоздушной смесью. А поскольку бензин легко растворяет масло в картере, и уносит это масло в камеру сгорания, где оно бесполезно сгорает вместо выполнения функции смазки. То есть недостатков у двухтактников - КУЧА.

Но в случае непосредственного впрыска топлива в цилиндр двигателя в тот момент когда поршень находится в верхней мертвой точке - вот тут все недостатки двухтактника сразу исчезают.
Во-первых: не будет бесполезного выброса заранее приготовленной топливо-воздушной смеси из впускного в выпускное окно. Это сразу резко увеличит КПД двигателя - потому, что прекратится бесполезный расход топллива.
Во-вторых: резко улучшится продувка цилиндра, потому, что он будет продуваться чистым воздухом, а не бензиново-воздушной смесью, а чистого воздуха на продувку можно потратить больше, чем дорогой смеси. И пусть чистый воздух в некоторых количествах сразу улетит в выпускное окно - это не страшно. Ведь воздух в авиационных двигателях второй мировой войны все равно воздух нагнетается нагнетателем под большим избыточным давлением, чем давление сгоревших газов в цилиндре двигателя после окончания рабочего хода.
В-третьих: от улучшения продувки значительно увеличиться наполнение цилиндра свежей порцией воздуха - его будет 90-95% - как у лучших четырехтактных движков.
В четвертых: из-за прекращения выброса топлива в выпускное окно и из него в выхлопную трубу - значительно улучшиться экологичность двухтактных движков. Но при этом остануться все их достоинства.
Это значит, что удельная мощность двухтактных двигателей старой конструкции была в 1, 6-1, 7 раза больше, чем у четырехтактных. Но при применении системы непосредственного впуска топлива в верхней мертвой точке улучшится продувка цилиндров и процент заполнения их чистым воздухом, значит еще больше возрастет удельная мощность двухтактных - примерно в 1, 8-1, 9 раза по сравнению с четырехтактными при сохранении равной экономичности.
При этом у двухтактных двигателей пропадет проблемма повышенного расхода масла - ведь теперь его не придется вливать в бензин, поэтому пути поступления масла в двигатель у двухактных станут точно такими же, как у четырехтактных.
Но кроме прападания старых проблем у дувухтактных двигателей появятся новые достоинства, которых не может быть у четырехтактных движков.
Возможно некоторые из вас самые умные слышали об адиабатных двигателях. Суть их в том, что чем сильнее нагреты стенки камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания, тем больше у него КПД. Поэтому техническое решение простое: для верхней поверхности цилиндра и нижней рабочей поверхности камеры сгорания - как можно более затруднить отвод тепла (то есть поставить на верх цилиндра и низ крышки цилиндра слой какого-нибудь теплоизолятора - например великолепный и дешевый теплоизолятор асбест, или керамика - которые выдерживают очень высокие температуры до трех тысяч градусов.
Стенки камеры сгорания при этом будут достаточно горячими. Но это техническое решение в принципе невозможно применить ни в обычных четырехтактных бензиновых двигателях, ни в обычных бензиновых двухтактных. Потому, что они наполняются бензиновоздушной смесью в нижней мертвой точке и при контакте с горячей крышкой цимлиндра неизбежно произойдет самовоспламенение топлива в цилиндре раньше времени - то есть детонация. Двигатель разумеется работать не будет.
Однако, тут легко может помочь вот этот самый непосредственный впрыск топлива в цилиндры (либо с помощью обычной дизельной форсунки, либо другим методом). Потому что при впрыске топлива когда цилиндр находится в верхней мертвой точке - если и произойдет самовоспламенение топлива - то это только во благо - именно это и требуется! То есть если нагретые стенки адиабатной камеры сгорания будут улучшать воспламенение топлива при очень холодном забортном воздухе (до -60 градусов на высоте полета самолетов), то это улучшение воспламенения - самое лучшее что можно пожелать адиабатному двигателю!
Кроме того - при горячих стенках камеры у адиабатных двигателей у них легко можно увеличить степень сжатия до любой разумной величины - ведь все равно преждевременного воспламенения топливо-воздушной смеси не будет! А это значит, что вместо дорогих сортов топлива - бензина с октановым числом 100 можно будет применять любой дешевый вид топлива - хоть дизельную солярку, хоть керосин. Это потому, что хотя керосин воспламеняется хуже бензина, но ведь он будет загораться от нагретых частей адиабатной камеры сгорания!
НО увеличив степень сжатия - очень легко увеличивается коэффициент полезного действия двигателя! И если у лучших ДВС сейчас КПД достигает 50%, то при применении адиабатной камеры сгорания он возрастет вероятно до 70%!!! И плюс к тому снижение стоимости топлива - вместо дорогого стооктанового бензина - дешевый керосин.
Однако встает вопрос: а какого типа двигатели будут адиабатными: двухтактные или четырехтактные?
Ответ однозначен: только двухтактные! Потому, что в крышке камеры сгорания четырехтактных двигателей находятся несколько впускных и выпускных клапанов. Все эти клапаны постояннно стучат и вибрируют. Нанести на них теплоизолирующий слой - очень сложно, потому, что от ударов и вибрации теплоизолирующяя керамика иногда будет отваливатся кусочками внутрь цилиндра двигателя и царапать его стенки, приводя двигатель в полную негодность. Поэтому лучшим типом для адиабатного вдиагателя - ЭТО ДВУХТАКТНЫЙ! У которых верхняя поверхность крышки камеры сгорания практически гладкая и чистая.
Отсюда следует вывод: ГЕНЕРАЛЬНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ развития двигателей внутреннего сгорания - это ДВУХТАКТНЫЕ АДИАБАТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ С ВЫСОКОЙ СТЕПЕНЬЮ СЖАТИЯ! У этих новых двигателей будет прекрасная экологичность и очень высокая удельная мощность - в два раза больше, чем у четырехтактных движков. И следовательно старые четырехтактные двигатели двигатели должны полностью уйти в забвение.
Поэтому то что сейчас происходит - почти полное вытеснение двухтактных двигателей четырехтактными - это полный идиотизм конструкторов двигателей!
Но парадокс в том, что непосредственный впрыск топлива в цилиндры был изобретен еще в 1942 г. И если бы конструкторы немецких, американских, английских и советских авиационных двигателей отошли бы от своей тупой схемы четырехтактного двигателя, и поставили бы на самолеты двухтактные ДВС с высокой экономичностью благодаря непосредственному впуску, то тогда МОЩНОСТЬ АВИАДВИГАТЕЛЕЙ сразу увеличилась бы в 1, 8- 1, 9 РАЗА!
А переделать четырехтактные двигатели в двухтактные - довольно легко и просто: достаточно с двигателя снять все клапаны и сделать крышку цилиндров гладкой, а в стенках цилиндров проточить впускные и выпускные окна, приделав к ним в этом месте выхлопную трубу, то сразу получится двухтактный двигатель. Между прочим - владельцы подвесных лодочных мторов - те люди которые умеют работать напильником - нередко самостоятельно улучшают свои лодочные моторы, растачивая в нужную им сторону продувочные окна своих двухтактных двигателей. То есть эту простейшую операцию умные умелые люди могут делать чуть ли не на коленке.
И после замены четырехактных двигателей двухтактными - все авиационные двигатели можно было бы питать не дорогим стооктановым бензином, а дешевым керосином или тракторной соляркой!
Кроме того - догадайся конструкторы того времени на гладкую поверхность поршня и камеры сгорания установить слой асбеста или керамики - то еще в те далекие годы - 60 с лишним лет тому назад человечество могло бы получить АДИАБАТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ!!!!
akatenev
05.03.2008 12:49
Мда... весь этот бред даже комментировать не буду. Правда некоторые перлы просто великолепны. :)

Для интересующихся - двухтактные двигатели с непосредственным впрыском есть, эта конструкция запатентована австралийской фирмой Orbital. Показатели у них действительно лучше, чем у обычных двухтактников, но одна из основных проблем остается - масло все также приходится подавать в двигатель, только в этом случае оно смешивается не с топливом, а просто распыляется в подаваемом в цилиндр воздухе. Расход масла примерно такой же, а вот требования к качеству масла намного выше, эти двигатели работают только на самой дорогой синтетике. Производством таких двухтактников занимался французский Пежо и итальянская Априлия, их ставили на малокубатурные и среднекубатурные скутеры. К сожалению, никакого существенного преимущества по сравнению с впрысковыми четырехтакниками получить не удалось, а вот основное достоинство двухтакника, его простота и дешевизна, в принципе изчезло. Экологические проблемы также не удалось разрешить в полном объеме, поскольку двигатель выбрасывает в астмосферу отработанное масло, частично сгоревшее.

Сейчас эти модели постепенно снимают с производства. Orbital ведет довольно интенсивную работу с китайскими производителями, пытаясь внедрить свою схему в их массовой продукции, но пока что не очень успешно - там уже налажен выпуск недорогих и достаточно совершенных четырехклапанных впрысковых четырехтакников с электронным управлением.

Перспективам двигателей Orbital в автомобилестроении положило конец ужесточение экологических норм.
05.03.2008 13:20
не в курсе про "Орбитал", но фирма Бомбардье успешно ставит на двухтактные лодочные двигатели "Эвинруд" систему прямого впрыска Е-ТЕК, где решены все ваши надуманные проблемы, например, с выбросами, величина которых удовлетворяет самые строгие в мире американские нормы.Теперь Бомбардье, с этого года, будет ставить 2Т двигатели с Е-ТЕК на снегоходы.
Draft
05.03.2008 13:34
Для подвесных-ради экономии и надежности лучшее 4-х, расход меньше, тяговая более регулируемая....и я бегал только на Хонде(50), поверь(Аффтору) его по ходу на волне можно починить(акромя винта), а винт проще на лодке менять у Меркури....а лучший способ, до выхода на воду-отрегулировать, прогнать и брать инструменты все тако!!!
05.03.2008 15:54
Для акатенева. Двигатель Орбитал - конструкция на устаревшем принципе. Когда конструкторы изменяя один элемент оставляют на месте всю остальную старую конструкцию. Ну это примерно так же, как сто с лишним лет назад, когда появились первые двигатели внутреннего сгорания и их поставили на обычные кареты, оставив все недостатки карет - например жесткие колеса с металлическим ободом, от чего была дикая тряска.
Конструкторы не сразу догадыватся использовать другие, более оптимальные решения. И в двигателях Orbital применив непосредственный впрыск, конструкторы "забыли" про систему подачи масла, оставив ее такой же как и на обычных двухтактниках, тогда как надо было совершенно изменить ее на способ подачи масла как у четырехтактных движков. И систему подачи воздуха им тоже надо было изменить - не продувкой картера, а снаружи по впускной трубе. Вот тогда получился бы хороший результат.
Акатенев пишет: "К сожалению, никакого существенного преимущества по сравнению с впрысковыми четырехтакниками получить не удалось, "
Ну, да, это если забыть конечно, что у нового двухтактника с непосредственным впрыском мощность должна быть ВДВОЕ БОЛЬШЕ при равном весе, чем у четырехактника. Это преимущество Акатенев разумеется не видит.
"К сожалению, никакого существенного преимущества по сравнению с впрысковыми четырехтакниками получить не удалось, "
Преимущества получить не удалось - однако расход топлива многократно снизился и экономичность двухтактного Орбитал и четырехтактного стала равной!
Так же двигатель с непосредственным впрыском способен работать на более дешевых сортах топлива - например на керосине: ЭТО РАЗВЕ НЕ ПРЕИМУЩЕСТВО?
Вдобавок: непосредственный впрыск топлива позволяет увеличить степень сжатия и еще более повысить КПД двухтактника по сравнению с четырехтактным. Это если бы производители фирмы Орбитал и других моторных заводов догадались пойти по этому пути.
И самое главное: Двухтактный позволяет на своей основе создавать АДИАБАТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ, а четырехтактный - НЕТ. КПД после этого возрастет очень сильно.
О том, что у производителей двигателей пока не хватает ума прийти к этому решению - всеми скромно умалчивается...
akatenev
05.03.2008 18:36
Фирма Orbital в качестве основного бизнеса как раз занимается консалтингом в области моторостроения, то есть именно тем, чем сейчас пытаетесь заниматься вы, уважаемый аноним. Разница только в том, что они делают это профессионально, и со знанием дела. Тем не менее, попробуйте предложить им свои услуги, может им такой специалист пригодится - кто-то же должен решить их проблемы.

А пока попробуйте просто открыть школьный учебник и покурить над схемой работы двухтактного двигателя хотя бы минут пять. А потом обратиться к литературе по истории двигателестроения, и ознакомиться с историей развития и совершенствования двигателя этого типа. И вот уже только после этого рассуждать о "растворении масла в картере" и "впускных трубах, как у четырехтактных движков". А то ей богу, смешно.

Двойного выигрыша по массе получить, к сожалению, не удалось. Вес двигателя не настолько зависит от его схемы, как вам кажется, и есть масса различных достаточно тяжелых узлов и систем, которые одинаковы для двигателей обоих типов (топливная аппаратура, система впуска с воздушным фильтром, система смазки, охлаждения, выпуска), тем более что в малокубатурных двигателях относительный вес подобных узлов особенно велик. В результате общий вес двигательной установки получается всего на 20% меньшим, что не оправдывает недостатки, в большинстве случаев. За повышением же литровой мощности уже давно никто не гонится, это важно только в спорте, да и там преимущества четырехтактных двигателей оказались подавляющими. Это при том, что двухтактные за долгую спортивную историю были доведены практически до пределов конструктивного совершенства.

Причина всего этого довольно простая - двухтактые двигатели имеют значительно меньшие возможности для управления процессом сгорания. Раньше это было не очень заметно, но с появлением электронных систем, которые могут оптимизировать этот процесс, впрысковые четырехтактные двигатетели с электронным управлением практически вытеснили двухтактные, как обычные, так и впрысковые.

Что касается попыток организовать смазку двухтактного двигателя маслом из картера, то они предпринимались многократно, и успехом не увенчались ни разу. Возможно, что у нашего уважаемого анонима это получится, кто знает.
Газ-66
05.03.2008 19:08
Позвольте выпускнику моторного факультета к трибуне прорваться. Я Через мои руки прошли 2х и 4х-тактные мотоциклы, садовая техника. Интересовался темой и факультативно. Раньше сам фанател от двухтактников, недоумевая, зачем придумали 2 лишних такта? Теперь мыслю так: на боле-менее серьезной технике, тем более авиационной 2х тактники можно применять только с архитектурой, максимально приближенной к традиционным моторам, т.е. с клапанно-щелевой продувкой(а ни в коем случае с петлевой), желатьельно жидкостным охлаждением и внешним компрессором. Оставим картер для масла. В 80е был сделан в США трехцилиндровый двухтактный дизель! с выдающимися удельными и габаритными показателями. Но так и остался в стадии испытаний.
05.03.2008 19:19
больших двухтактников полно. на сегодняшний день, 70% морских судов оснащеным именно двухтактниками. причем, практически все действительно большие движки - двухтактники. и MAN BW с Вяртсилой помирать не собираются ;)
SIA
05.03.2008 19:42
Адиабатные двигатели (равно как и непосредственный впрыск топлива) известны очень давно, первые образцы относятся к 1883-1886 годам, Харгривс. Толку никакого, т.к. сжатие воздуха в горячем цилиндре требует бОльшей энергии, чем в охлаждаемом, и это съедает весь (небольшой) выигрыш от уменьшения отдачи тепла в стенки при расширении. Теоретический выигрыш от адиабатности при степени сжатия 10 всего 1.7%, при том, что рост механических потерь из-за нестабильности теплового режима гарантированно будет больше. С точки зрения КПД гораздо эффективнее снижать механические потери и, если это не ведет к большому усложнению, обеспечить неравные степени сжатия и расширения, т.к. за КПД отвечает степень расширения, а за детонацию - степень сжатия. Однако большая степень расширения конфликтует с механическим КПД и весом мотора, т.к. приводит к росту отношения пиковых усилий к средним (полезным).
Мотор со сравнительно небольшой степенью сжатия/расширения (~6), но малыми механическими потерями может обладать одновременно очень высокой экономичностью (~170 г/л.с. в час на обедненной смеси) и малым весом благодаря невысоким максимальным давлениям, не требующим массивных деталей. Это Лайкоминги.
SIA
05.03.2008 19:47
А двухтактники с нормальным ресурсом и экономичностью (т.е. с картерной смазкой и непосредственным впрыском) конструктивно ничуть не проще четырехтактника, плюс требуют обязательно продувочный насос. Поэтому их применение экономически целесообразно только там, где нужно увеличить мощность за счет удвоения числа рабочих циклов в единицу времени без увеличения частоты вращения. То есть, на судах и на тепловозах.
дизелист
05.03.2008 21:11
К каждой избушке свои погремушки. Акатенев правильно разъяснил, что в мире давным давно специалистам известно что куда ставить. Только внешние условия (волюнтаристские решения людей, думающих, например о защите окружающей среды) зачастую заставляют двигаться в не самом выгодном техническом направлении. Так введение жёстких требований по "выхлопу" привело к работе на обогащённой смеси и этого нельзя избежать, это нужно для катализаторов. Применение кондиционеров опять же требует дополнительного топлива, опять нагрузка на природу. Дизель добавляет проблем с выхлопными газами, все эти катализаторы и всякие допжидкости увеличивают нагрузку на природу. Круг замкнут. Так и с двухтактниками. Масло их первый бич (в малоразмерных бензиновых двигателях) и теплонапряжённность второй. С адиабатными двигателями возились долгие годы, всё оказалось в пустую. Сейчас новая тема поршневой ДВС и электордвигатель он же генератор. Всё хорошо, рекурперация энергии, НО море меди, море аккумуляторов иначе говоря сплошная ядовитая грязь. А пока УРЯЯЯЯ. Нужно уменьшить зависимость от нефти, нужно получить новые горизонты для промышленности (новые горизонты для делания денег), а всё остально потом, потом. Эта тема тоже давно раскрыта во множестве статей. Так что нужно рассматривать многие технические проблемы не только с инженерной и научно-технической точки зрения. Для размышления и поисков правды жизни задам вопрос, а где перерабатывают отплававшие своё гиганские торговые суда? В них возят отнюдь не одни контейнеры. Ядовитой грязи возят значительно больше.
05.03.2008 21:27
Акатенев: Вес двигателя не настолько зависит от его схемы, как вам кажется, и есть масса различных достаточно тяжелых узлов и систем, которые одинаковы для двигателей обоих типов (топливная аппаратура, система впуска с воздушным фильтром, система смазки, охлаждения, выпуска), тем более что в малокубатурных двигателях относительный вес подобных узлов особенно велик.
сообщаю Акатеневу - что вес всех этих деталей примерно одинаков у четырехтактных и у двухтактных двигателей. Но вы по какой-то причине не желаете понять азбучной истины, что у двухтактного двигателя один рабочий ход приходится на два такта, а у четырехтактного - на четыре. Следовательно мощность двухтактного по идее должна быть РОВНО В ДВА РАЗА БОЛЬШЕ при равном весе чем у четырехтактного. Конечно акатенев тут же может сказать что у современных двухтактных двигателей спроектированных идиотами реальная мощность действительно меньше этой цифры 2, и равна 1, 7 раза.
Но это только от того, что у большинства существующих двухтактников нет впрыска топлива и от этого плохая продувка - часть смеси выбрасывается в выпускное окно и цилиндр неполностью продувается. Если как я говорил иметь авиационный двигатель второй мировой войны с системой непосредственного впрыска и нагнетателем, то продувка воздухом повышенного давления будет великолепной и у двухтактного сразу возрастание мощности в 2 раза по сравнению с четырехтактным.

Акатенев: "За повышением же литровой мощности уже давно никто не гонится, "
Это просто смешно! Вы бы господин Акатенев сказали это конструкторам самолетов и летчикам во второй мировой войне, дескать: "Парнишки - а зачем вам нужна дополнительная мощность? Летайте себе потише и пониже и будет вам счастье - сбивать правда вас будут нещадно из-за недостаточной мощности моторов, но вот тут господин Акатенев считает что высокая литровая мощность вам ни к чему!" Да боевые летчики просто на куски бы разорвали Акатенева за такие слова.
05.03.2008 21:51
вот вам для сведения обсуждение сверхсовременного 2Т двигателя для нового снегохода, технология Е-ТЕК, с успехом используемая на лодочных моторах эвинруд.тут есть. конечно. и момент рекламы, и вольный, но не неточный перевод, и частное мнение, но суть одна - двигательнамного легче, экономичнее по бензину, практически не расходует масла, и мощностью не уступает 4Т.
Уже где-то здесь расписывал как работает режим послойного сгорания (бедная смесь) системы прямого впрыска топлива.


"
Есть ли серьезная альтернатива четырехтактным двигателям? Ski-Doo заявляет, что есть, и анонсирует MXZ TNT 2009 года с полностью новым двигателем Rotax 600 HO E-TEC.
Что же означает эта технология для покупателей? Вот что сообщил Ski-Doo дилерам:

• Экономия топлива: до 21 миль на галлон. Утверждение основано на тестах. На 15% меньше топлива, чем с нынешнем двигателем Rotax 600 HO. На 78% меньше топлива, чем с Polaris 600 CFI, и на 92% меньше топлива, чем Arctic Cat 600 EFI.

• Экономия масла. Ski-Doo заверяет, что, исходя из результатов тестов, масло придется добавлять примерно раз в сезон. И все это благодаря невероятно точной электронной масляной помпе. Новый двигатель должен использовать на половину меньше масла, чем Polaris 600 CFI, и на 66% меньше, чем Arctic Cat 600 EFI.

• Меньше вредных выбросов. Это будет самый чистый двухтактный двигатель, дыма или запаха практически не будет.

• Меньший вес. Ski-Doo сообщает, что двигатель меньше весит, чем у Yamaha. Из-за своей двухтактной конфигурации, новый двигатель должен весить меньше. Заявленный вес MXZ TNT с 600 HO E-TEC всего 415 фунтов (188 кг).

• Ski-Doo уверяет, что новый двигатель будет заводиться с одного оборота, будет очень приемистым. Свечи с платиновыми наконечниками имеют гарантию в 3 года. Также на этом снегоходе будет первая в мире система автоматической подготовки к лету, то есть двигатель будет сам обрабатывать цилиндры для хранения летом.

Сам двигатель основан на популярном Rotax 600 SDI. Версия E-TEC выглядит по-другому, в нее встроен прямой электронный впрыск топлива и улучшенная электронная система выпускного клапана. Системы впуска, сгорания и выпуска разработаны специально для того, чтобы минимизировать использование масла. Двигатель смазывается свежим беспримесным маслом. По сути, с новой технологией Е-ТЕС двигатель может стать даже лучше, чем четырехтактные собратья, в которых нет замены масла и масляного фильтра. Так что простота, новые технологии и малый вес являются несомненными плюсами нового двигателя.

Помимо вышеперечисленного, Ski-Doo обещает:
- Е-ТЕС – очень простая система
- Двигатели от Rotax всегда долговечны, качественны и надежны
- Система без аккумуляторов
- Такая же максимальная мощность, как и у 600 SDI
- Минимальный вес

++экологически чистый выхлоп, с послойным сжиганием топлива с модной системой впрыска топлива EMM, каждый второй такт -рабочий, цилиндры с борнитридовым покрытием
модуль управления двигателем (EMM) , в секунду делает 8 млн операций -ооочень экономит топливо, нет распред валов, клапанов, ремней , цепей ГРМ, масла малый расход и легкий очень двигатель по массе
Короче ноу-хау BRP
а пишут прямой впрыск и петлевая продувка
Это про E-TEC.

++Железо 600 видимо зажатое, однако система впрыска E-TEC не особо чувствительна к топливу. У этого двига не может быть "губительной для 2-тактника" бедной смеси. Бедная смесь в этой системе не может повредить железо. Также как и привести к детонации.

Уже где-то здесь расписывал как работает режим послойного сгорания (бедная смесь) системы прямого впрыска топлива.

Понятие "бедной смеси" появляется вычисляя отношение количества воздуха попавшего в цилиндр и количества топлива поданого туда.

Только никакая система впрыска в порты не сможет сформировать разделение заряда в цилиндре. Система прямого впрыска с послойным сгоранием обеспечивает впрыск в цилиндр малой порции топлива, которая располагается в центре КС не распределяясь по всей КС. Причем смешиваясь с воздухом эта порция топлива образует область нормальной топливо-воздушной смеси только в центре КС. Эта область нормальной смеси находится в "воздушной ванне" - вокруг неё - воздух.

В итоге - нет детонации и сгорает нормальная смесь, хотя топлива подано гораздо меньше чем на обычных движках. Все дело в правильном и точном распределении топлива инжектором по КС.

В этом режиме движек будет не чувствителен к подсосам воздуха. Только вот этот режим у E-TEC идет всего-лишь до 1800 об/мин а дальше уже инжекторы просто льют как и на SDI.

При очень низких температурах запуска двигателя могут быть проблемы со свечами"

05.03.2008 22:00
Для SIA.
Очень жаль, что вы тупо переносите опыты 1883-1886 годов на современные двигатели 2005 годов.
Дело в том, что двигатели 1883-1886 были очень тихоходными - малооборотными. И воздух в цилиндре УСПЕВАЛ нагреться от горячих стенок цилиндра. Поэтому полезного эффекта действительно не было никакого - больше работы уходило на сжатие горячего воздуха. Тем более, что в конце такта сжатия воздух в ДВС от сжатия нагревается до примерно 300 градусов, и никакй нагрев от стенок ему не нужен.
Но современные двигатели очень быстроходные - в отличие от 1883-1886 годов. Современные двигатели имеют число оборотов поряджка 5000 в минуту, то есть один оборот совершается примерно за ОДНУ СОТУЮ ДОЛЮ секунды 0, 01. А такт сжатия и того меньше - по продолжительности в два раза - то есть 0, 5 - половину сотой доли секунды. И за такое короткое время воздух в цилиндре просто НЕ УСПЕВАЕТ нагрется об его горячие стенки. Кстати - не так уж они и горячи на самом деле.
Суть адиабатного двигателя дорогой SIA вовсе не в том, чтобы нагревать холодный воздух о горячие стенки, а в том, чтобы после воспламенения топлива меньшее количество теплоты нагревало бы холодные стенки двигателя - донышко поршня и верхнюю крышку камеры сгорания. Вот в этом и состоит экономия и повышение КПД, Разумеется в двигателях 1883 года достичь этого было невозможно. ТОлько сейчас идет речь о создании действительно эффективных АДИАБАТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ. Но большинство из публики этого к сожалению не понимает...

SIA
05.03.2008 23:57
Никто ничего "тупо" не переносит, это Вы погорячились..
Во-первых, в быстроходном двигателе возиться с адиабатностью нет никакого смысла именно потому, что теплообмен со стенками практически отсутствует.
Во-вторых, есть еще одно важное обстоятельство. Температура рабочих газов даже при полном отсутствии теплообмена далеко не постоянна и в течение цикла сильно меняется. Соответственно даже при полном отсутствии охлаждения двигателя температура стенок цилиндра/камеры сгорания установится равной некоторой средней (а отнюдь не максимальной) температуре за цикл. Это примерно 500-600 градусов цельсия. В то же время температура газов во время вспышки - порядка 1800-2400 градусов. Основные потери тепла в стенки идут именно в этот момент, около ВМТ в начале рабочего хода, когда плотность и теплопроводность рабочей смеси максимальна.
Так вот, величина этой потери тепла зависит от разности температур сгоревших газов и стенок камеры сгорания (примерно пропорциональна ей). В адиабатном двигателе эта разность температур составляет порядка 1300 - 1800 градусов, в охлаждаемом - 1600-2200. Потери тепла при этом происходят в обоих случаях, а их величина при этом отличается всего на 10-16%.
Спрашивается в задачнике, имеет ли смысл сокращение термических потерь менее, чем на 16% (что даже без учета ухудшения полноты цикла соответствует приросту КПД не выше 7%) ценой роста сложности, стоимости и механических потерь в ДВС.

В конце 80-тых годов в Японии было изготовлено довольно много адиабатных ДВС, однако испытания их топливной эффективности, к удивлению непосвященных, показали весьма плачевные результаты - 180...200 г/л.с-ч. Причины - см. выше.

p.s. Все вышеизложенное вполне доходчиво излагалось даже в вузовских курсах физики.
SIA
06.03.2008 00:10
Рекордные КПД достигнуты именно на охлаждаемых судовых дизелях с высоким наддувом за счет большой эффективной степени расширения (сначала в цилиндре, потом в турбине турбокомпрессора). Реально достигнутые на практике цифры составляют 120 г/эфф.л.с тяжелого топлива в час. Теплотворная способность его примерно 44МДж/кГ, так что расход 120 г на 0, 736 кВт-ч соответствует КПД чуть выше 50%. Для одноступенчатого теплового двигателя это рекордные значения, превышение которых практически невозможно.
дизелист
06.03.2008 21:03
СИА, всё сказанное вами правильно, за исключением одноступенчатости. Турбокомпрессор это вторая ступень использования тепла, полученного в цилиндре. Существует на тех же судах и третья ступень - котёл утилизатор, пар из которого идёт на паровую турбину и тогда общий КПД за 80%. В 4-х тактниках энергия выхлопных газов через турбину передаётся на коленвал и КПД тоже приличен (цифр не могу сейчас назвать). Ну и котёл утилизатор всенепременно есть на морских судах. У дизелистов много было расчётов по снятию мощноти с турбины на вал, и осуществлённых конструкций тоже хватает. Но здесь идёт разговор о авиадвигателях и тем более бензиновых, поэтому с этими потребителями и надо толковать о преимуществах и недостатках той и той систем. Повторю своё мнение - у 2-х тактника есть две основные проблемы - масло для смазки (экология) и теплонапряжённость. У 4-х тактника с маслом нет проблем, с теплонапряжённостью проблем меньше и они отчасти решаемые охлаждением поршня, и есть возможность использовать энергию выхлопных газов в турбокомпрессоре. А оптимизация смесеобразования и в том и в другом типе есть постоянная забота создателей двигателей. Да, в 2-х тактнике невозможно оптимизировать фазы, а в 4-х тактнике всё давно реализовано. О цикле Дизеля и Отто нужно говорить. Вот где пока не паханное поле для авиадвигателистов. Ещё немного из практики 2-х тактных дизелей - танковых. 5ТД и 6ТД хорошие, но увы и ах очень теплонапряжённые и это оказалось, как я и говорил выше, их ахиллесовой пятой.
08.03.2008 00:04
SIA:
Во-первых, в быстроходном двигателе возиться с адиабатностью нет никакого смысла именно потому, что теплообмен со стенками практически отсутствует.

Ну, это чистое вранье господина SIA! Вот посмотрите Тепловой баланс бензинового двигателя:
Составляющие теплового баланса Доля в балансе %
Теплота преобразованная в полезную работу 32
Теплота отведенная в систему охлаждения:
в фазе сгорания 6
при ходе расширения 7
при ходе выпуска 15
Общая 28
Теплота, отведенная с отработавшими газами и излучением 40
Итого 100
То есть вы видите, что тепло, отведенное в стенки камеры сгорания довольно велико 28%. И если хотя бы часть этой бесполезно выбрасываемой в двигателях легких транспортных средств теплоты, о морских кораблях с котлами теплоутилизаторами – не говорим, а в основном об самолетах, автомобилях или там мотонартах и снегоходах.
И вот обратите внимание: 15% теплоты нагревающей стенки цилиндра и камеры сгорания двигателя происходит ВО ВРЕМЯ ТАКТА ВЫПУСКА –когда поршень вытесняя сгоревший газ поднимается к верхней мертвой точке. Но как вы понимаете – этот такт выпуска имеется только в четырехтактных моторах, а в двухтактных – этого хода вообще нет! А значит в двухтактных моторах в принципе нет этой 15% потери теплоты! То есть, переделывая авиационный двигатель из четырехтактного в двухтактный, вы сразу автоматически аннулируете вот эти 15% потерь теплоты! И прибавляете их к полезной работе 32+15= КПД тут же становится 47% еще даже без применения устройств утилизации теплоты – которых нет на авиадвигателях!
Теперь рассмотрим потери теплоты на нагревание стенок двигателя в фазе сгорания 6%, и в ходе расширения 7%. SIA считает, что ее невозможно использовать якобы потому, что «В быстроходном двигателе, что теплообмен со стенками практически отсутствует». Позвольте – но куда же тогда идут эти 6+7 процентов как не на нагрев стенок двигателя? Вы сами себе противоречите - либо не понимаете, как работает двигатель внутреннего сгорания – куда у него расходуется теплота? Поэтому задумайтесь читатели: а если устранить нагрев стенок двигатели – вот эту потерю теплоты? Как я уже говорил - это довольно легко сделать: например закрепить слой асбеста или керамики на внутренней поверхности крышки цилиндра и на верхней поверхности поршня – вот вам и прекрасная изоляция. Потому, что асбест – это самый легкий, самый дешевый и самый лучший теплоизолятор, который не боится никаких высоких температур вплоть до 3 тысяч градусов.
Но SIA старается убедить нас, что разница температур в цилиндре во время хода поршня настолько велика, что никакой пользы от такой теплоизоляции не будет. Однако, я должен пояснить вам, что на самом деле главную роль играет не разница температур, а ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ!
То есть, в стальном цилиндре в его стенках на глубине 1, 5 мм от поверхности камеры сгорания устанавливается постоянная температура. Это значит что теплопроницаемость стали примерно 1, 5 мм в данных условиях. Причем вам надо понимать, что полтора миллиметра – это крайний случай, до какой глубины доходит лишь крошечные количества колебаний теплоты. А в реальности наибольшие колебания температуры поверхности камеры сгорания происходят на глубине вероятно не более одной десятой доли миллиметра толщины (0, 1 мм)! Это потому, что на один ход поршня приходится время нагрева и охлаждения всего 0, 005 секунды! Таким образом вся теплота остается в стенках. И вопрос в том: будет ли она отведена наружу с помощью системы охлаждения двигателя или останется внутри него? Существующая идиотская конструкция двигателей в которых отводится тепло вам всем хорошо известна – тепло из двигателя автомобиля отводится в радиатор и там бесполезно выбрасывается в атмосферу. Точно так же и в самолете с ДВС, даже в двигателе воздушного охлаждения это тепло бесполезно уносится в окружающий воздух. Но если на пути этого тепла на стенках камеры сгорания закрепить слой теплоизолирующего вещества?
Тут, если поверить SIA окажется что вроде нет никакого эффекта – ведь средняя температура стенок камеры сгорания все равно будет НИЖЕ температуры горения топлива в верхней мертвой точке – казалось бы – все равно остается потеря теплоты. Но этот взгляд SIA неверен. Потому, что во первых: температура теплоизолированных стенок камеры сгорания – хотя с со слоем теплоизолятор на крышке цилиндра и на донышке поршня - во-первых улучшают процесс воспламенения топлива. Это очень важно, потому, что если при максимальных температурах и давлениях топливо воспламеняется очень хорошо, но при подаче небольшого количества топлива в двигатель на малых и средних нагрузках – оно воспламеняется уже с трудом. И вы должны помнить, что в первых авиадизелях поставленных на бомбардировщики Пе-8 эти дизели часто глохли в полете, и все самолеты Пе-8 с дизелями не вернулись из первого боевого налета на Берлин по разным причинам в большинстве из-за неполадок с двигателями. Возможно остановки дизелей в полете происходили именно потому, что очень холодный воздух – температура от –50 до –60 и небольшая подача топлива не позволяли ему самовоспламенится. А если бы топливо впрыскивалось в камеру сгорания с горячими теплоизолированными адиабатными стенками – то таких остановок не происходило бы.
Однако, как справедливо заметил SIA несмотря на слой теплоизолятора стенки крышки камеры сгорания и донышко поршня все равно будут иметь температуру меньше (1600), чем температура горения топлива 2400. Вам всем кажется, что это потери тепла все равно будут на нагрев крышки и донышка поршня. На самом деле это заблуждение, потому, что хотя в фазе сгорания у верхней мертвой точке тепло пойдет на нагрев стенок, зато потом, когда поршень пойдет вниз, и продукты горения станут быстро охлаждаться из-за расширения, вот тут-то как только их температура станет меньше температуры крышки и донышка поршня, то сразу НАЧЕТСЯ ВОЗВРАТ ТЕПЛА газообразной среде внутри цилиндра. Это значит, что сначала – во время горения у верхней мертвой точки отвод тепла в стенки играет благоприятную роль – немного уменьшает температуру и давление в самой напряженной точке. Зато потом, когда поршень пойдет вниз – горячие стенки наоборот – будут по мере сил подогревать сгоревший газ и поддерживать давление на поршень, увеличивая рабочую силу. Разумеется это увеличение будет не так велико, но все же лучше, чем уменьшение. Таким образом, в фазе сгорания которую условно можно определить как за три градуса до подхода поршня к верхней мертвой точке и три градуса после – то можно сэкономить вот те самые 6 процентов, ну пусть не все 6, а 5 процентов бросового тепла уходящего в систему охлаждения. Вам надо помнить, что в верхней мертвой точке правильно спроектированного двигателя почти всю поверхность камеры сгорания образуют только крышка поршня и донышко цилиндра, а открытых стенок цилиндра которые трудно изолировать – в ВМТ почти совсем нет. которые легко покрыть теплоизолирующим материалом, разумеется если только в крышке цилиндра нет вообще головок клапанов продувания, а продувка как у двухтактного двигателя – с низу петлевая.
И вот участник дискуссии «дизелист» упоминает: «Ещё немного из практики 2-х тактных дизелей - танковых. 5ТД и 6ТД хорошие, но увы и ах очень теплонапряжённые.. .» Вот именно что теплонапряженный – от того что неумные конструкторы этих дизелей не догадались поставить теплоизоляцию на их крышки цилиндров и донышки поршней! А если бы так сделали – то никаких избытков тепла не было бы!
Теперь рассмотрим 7 процентов тепла в стенки во время хода расширения. Это тепло уходит как в стенки цилиндра, так и в крышку и донышко поршня. Если крышка и донышко отлично теплоизолированы и с этим никаких проблем нет, то стенки цилиндра теплоизолировать очень трудно – главным образом потому, что для улучшения скольжения стенки цилиндра должны быть смазаны маслом, которому противопоказана высокая температура. Однако, даже не принимая никаких мер по теплоизоляции цилиндрических стенок цилиндра надо помнить что значительную долю поверхности камеры сгорания все равно составляют верхняя крышка и поршень – как порядка одной трети, это при нахождении поршня в нижней мертвой точке, а учитывая, что вначале он движется из ВМТ, то относительная площадь крышки и поршня еще больше, и составляет примерно половину. Таким образом из 7 процентов потерь на охлаждение стенок в такте расширения как минимум 3 процента БУДУТ СЭКОНОМЛЕНЫ. Итого, из 26 % общих потерь на охлаждение – безвозвратно теряются только 4%, а остальные 24% легко и просто без всяких затрат можно сэкономить для полезного использования. Поделите 28% на 4% и вы узнаете, что систему охлаждения простейшего адиабатного двигателя можно уменьшить в 7 СЕМЬ РАЗ! Это означает что она нужна будет только на очень больших нагрузках – при максимальном режиме работы двигателя, а при небольших и средних – и вовсе не нужна. Вероятно вы не знаете про случай с один истребителем мустанг в самом конце второй мировой войны. Два Мустанга совершали полет кажется из Югославии в Венгрию и обратно и один из них был слегка подбит – у него был пробит радиатор. Казалось бы – обстановка ясна – надо выпрыгивать из самолета с парашютом над вражеской территорией, потому, что двигатель оставшийся без охлаждения все равно скоро заклинит. Но пилот второго мустанга посоветовал первому не торопится, и попробовать лететь домой на минимальном режиме двигателя - авось хватит охлаждения. Так и случилось. На минимальном режиме с пробитым радиатором и поэтому оставшийся почти без воды и без охлаждения Мустанг смог совершить довольно дальний полет до дома. Это говорит о том, что на минимальных режимах даже обычным двигателям охлаждение не очень нужно. А если двигатель специально сделан с уменьшенным отводом тепла, то он и вовсе может обойтись без системы охлаждения цилиндров (либо без водяного радиатора, либо без ребер на цилиндрах воздушного охлаждения). Это потому, что у двигателя все равно останется система охлаждения масла – вот ее и хватит для нормальной работы двигателя. Таким образом: автомобильный двигатель запросто сможет обойтись без радиатора, и следовательно без вентилятора обдувающего радиатор когда автомобиль стоит! Это значительно удешевит моторную установку автомобиля, и упростит его обслуживание в холодную погоду, когда не придется покупать и заливать в радиатор специальную незамерзающую жидкость! А для самолетов с двигателями внутреннего сгорания от удаления системы охлаждения могла бы быть двойная польза. Во-первых: у двигателей с водяным охлаждением не стал бы нужен радиатор. И его вес – примерно 85 кг на Яках можно удалить с самолета – он станет легче. Так же не пришлось бы беспокоится о замерзании радиатора зимой. Но самое главное – это не стало бы прострелов радиатора. Ведь на самолетах они изготовлены из тонких латунных или медных трубочек. Которые запросто пробиваются любой пулей или мелким осколком зенитного снаряда. Не зря летчики времен второй мировой войны нередко выходили из боя по причине прострела радиатора и говорили при это по радио: «Опять мне воду спустили!» Причем все вы зрители – когда видите на документальных кинокадрах времен второй мировой войны тонкую полоску дыма за самолетом – то это вовсе не означает будто самолет горит и выпускает дым – на самом деле гораздо чаще это вовсе не дым, а капли воды из радиатора распыленные в пар.
Это было для двигателей с водяным охлаждением. А как изменилась бы конструкция авиационного двигателя воздушного охлаждения? Ясное дело, что исчезли бы ребра со всех цилиндров таких моторов. То есть моторам воздушного охлаждения не стал бы нужен поток воздуха. Но ведь это означает, что тогда вместо привычной нам всем звездообразной конструкции – цилиндры адиабатного мотора (воздушного охлаждения) МОЖНО БУДЕТ УСТАНАВЛИВАТЬ В ОДИН РЯД или V-образно – как у двигателей водяного охлаждения, только без водяного радиатора! Но ведь при рядной установке цилиндров ОЧЕНЬ СИЛЬНО УЛУЧШИТСЯ АЭРОДИНАМИКА! Потому, что уменьшится лобовое сопротивление мотора! Так как у звездообразного двигателя много цилиндров поставлено поперек потока воздуха. Много цилиндров – это понятие растяжимое – если у маломощных моторов воздушного охлаждения, их всего 5 по схеме пятилучевой звезды, то у моторов средней мощности – 7-9 цилиндров, у более мощных двухрядных моторов – 14 цилиндров. Но все их цилиндры стоят ПОПЕРЕК ПОТОКА ВОЗДУХА! От этого сопротивление мотора воздушного охлаждения намного больше, чем у мотора водяного охлаждения. И скорость истребителей с разными типами моторов уравнивается только за счет того, что моторы воздушного охлаждения были как правило гораздо мощнее моторов водяного в один и тот же период. Но коэффициент обтекаемости истребителей с моторами воздушного охлаждения был гораздо хуже, чем с моторами водяного! Вот тут на авиафоруме была ветка «Лучшие истребители второй мировой» Так вот на этой ветке были приведены сравнительные коэффициенты лобового сопротивления многих типов истребителей второй мировой войны. И всем было наглядно видно, что коэффициент сопротивления Сх Фокке-Вульфа-190 намного хуже чем у Мессершмитта 109, а коэффициент сопротивления Ла-5 и И-16 намного больше чем у всех ЯК-1; Як-7, Як-9. Это только из-за того, что звездообразные моторы оказывают сопротивление воздуху намного больше, чем рядные двигатели даже вместе с их водяными радиаторами. И собственно говоря, отказ от истребителей с моторами воздушного охлаждения перед началом Великой Отечественной войны потому и произошел, что в Испании всем наглядно продемонстрировал свою высокую скорость Ме-109 с мотором водяного охлаждения. И его скорость объяснили тем, что коэффициент сопротивления у него меньше, чем у истребителей с мотором воздушного охлаждения. Поэтому в Советском Союзе сразу стали проектировать новые истребители Миг-1, ЛаГГ-3 и Як-1 с моторами водяного охлаждения, а истребители с моторами воздушного охлаждения в союзе сразу отодвинули назад, до тех пор, пока случайно Лавочкин не поставил на свой самолет гораздо более мощный звездообразный мотор.
А вот теперь представьте себе, что получив двигатель не нуждающийся в охлаждении – конструкторы получили возможность у мотора воздушного охлаждения поставить все цилиндры в один или два ряда, а у мотора водяного охлаждения выбросить за ненадобностью водяной радиатор – и тогда ода типа двигателей сольются в один – АДИАБАТНЫЙ! НО сопротивление такого мотора уменьшится ГРОМАДНЫМ ОБРАЗОМ! Естественно, что самолет даже при неизменной мощности СТАНЕТ ЛЕТАТЬ БЫСТРЕЕ! Не говоря уж о том, что у адиабатного мотора возрастет КПД и экономичность расхода топлива, следовательно при одной и той же мощности ДАЛЬНОСТЬ ПОЛЕТА УВЕЛИЧИЬТСЯ! Причем не только за счет того, что увеличится экономичность, но еще и потому, что адиабатный мотор легче – ведь ему не нужна система охлаждения – водяной радиатор у Як весил 85 кг! И вот на этот выброшенный вес Як-9 мог бы взять дополнительный вес топлива. 300 кг+85кг = 385 кг = 128% дальность полета по сравнению с прежней. Это просто за счет увеличения веса топлива – даже не учтя увеличения экономичности его расхода! Кстати и само топливо – авиационный керосин, у адиабатного двигателя оказалось гораздо дешевле стооктанового бензина!
А если мы хотя бы грубо учтем еще и увеличение экономичности + 24%, к исходным 32% полезной работы то значит удельный расход должен уменьшится как минимум в 1, 75 раза – и во столько же раз увеличилась бы дальность при неизменном количестве, но так как количество топлива у адиабатного авиационного тоже должно увеличится в 1, 28, то общее увеличение дальности полета 1, 75х1, 28= 2, 24 раза! А в реальности – даже немного больше этой цифры (примерно в 2, 5 раза увеличилась бы дальность полета) за счет улучшения аэродинамики каждого самолета – ведь у самолета выбросили бы либо водяной радиатор у мотора водяного охлаждения, либо поставили бы цилиндры рядным образом у моторов воздушного охлаждения.
Однако, вы должна понимать, что все эти благодеяния появились бы разом только в случае если бы конструкторы авиационных двигателей одновременно с непосредственным впрыском перешли бы к использованию двухтактных двигателей в авиации вместо четырехтактных. Потому, что только у двухтактных двигателей оконно-петлевая продувка вместо верхнеклапанной. Так как адиабатный двигатель гораздо проще и легче построить на основе оконной продувки, и во много раз труднее при верхнеклапанной. Но к сожалению идиоты конструкторы двигателей отвернули основной путь развития мощных авиамоторов от двухтактных двигателей к безусловному господству четырехтактных. У них у всех намертво было вбито в голову, что двухтактный двигатель по экономичности намного хуже четырехтактного. Вот поэтому мощными двухтактными авиационными двигателями просто не пришло ни к кому в голову заняться, даже когда во время второй мировой войны настал звездный час для такого перевоплощения – появилась система непосредственного впрыска топлива в цилиндры, и оно могло уже не теряться бесполезно при оконно-петлевой продувке.
Тут SIA и дизелист упоминают, что опыты в отношении адиабатных двигателей идут уже два-три десятка лет и пока ни к какому хорошему результату не привели. Так не опровергает ли этот факт предположения автора этого поста? Нет, ничуть не опровергает. Дело в том, что эти идиоты – конструкторы двигателей как бараны упорно пытаются создать адиабатный двигатель на основе ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО – а это есть большая глупость!
Рекомендую вам для любопытства прочитать статью ТОПЛИВНАЯ ЭКОНОМИЧНОСТЬ ДВС

ПОТЕРИ ТЕПЛОТЫ, ОТВОДИМОЙ В СИСТЕМУ ОХЛАЖДЕНИЯ И УНОСИМОЙ С ОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ
http://dvpt.narod.ru/russian/h ...
Наибольшие успеха (?)в развитии адиабатных двигателей достигнуты фирмой «Камминс» (США). Схема адиабатного двигателя, разработанного этой фирмой, изображена на рис. 75, где показаны теплоизолированные цилиндр, поршень и выпускной канал головки цилиндра.
Опытный образец адиабатного двигателя был создан на базе шестицилиндрового дизеля типа NH. Схематический поперечный разрез этого двигателя показан на рис. 76,
В конструкции двигателя широко использованы стекло-керамические материалы, обладающие высокой жаропрочностью. Однако до настоящего времени обеспечить высокое качество и длительный срок службы деталей из этих материалов не удалось.
Так почему же конструкторам этих двух известных фирм не удалось изготовить хороший адиабатный двигатель, который нашел бы широкое применение? Как вы помните SIA и Дизелист ошибочно объяснили неудачу этих фирм тем, что якобы сам адиабатный процесс не имеет никакого преимущества экономичности по сравнению КПД обычных четырехтактных движков. Но по моему – конструкторы этих фирм по инерции мышления подумали, что не стоит пытаться создавать адиабатный на основе двухтактного и сразу совершили гигантскую ошибку отвергнув двухтактную схему. А остановившись на четырехтактной – они вынуждены были пытаться создавать теплоизолированные клапаны выпуска горячих газов. А эти клапаны стучат и керамика отваливается от них внутрь цилиндра двигателя, выводя его из строя. Вот именно поломки из-за этой причины и стали главным поводом от отказа адиабатных четырехтактных моторов. Современные двигателестроители как и их предки тупо пытаются спроектировать адиабатный двигатель на основе четырехтактного, вместо того, чтобы изначально делать его двухтактным с оконной продувкой.
Итак, представим себе, что в годы второй мировой войны, как только появился непосредственный впрыск топлива в цилиндры, то в авиации сразу стали вместо четырехтактных двигателей использовать двухтактные, да еще с тепловой изоляцией поршня и крышки. Если у прежних четырехтактных КПД был всего 32% то у двухтактных за счет этой теплоизоляции как я уже вам объяснял потери тепла уменьшились бы еще на 24%. Это значит, что общее количество тепла стало бы 32+24 = 56%. А поскольку 56% в 1, 75 раза больше первоначальной цифры, то этот прирост экономии тепла можно использовать либо для увеличения дальности полета за счет экономии расхода топлива, либо на увеличение развиваемой мотором мощности – по желанию летчика. То есть, если вы понимаете, что сэкономленное в цилиндре тепло пойдет на то, что более горячие газы будут сильнее давить на донышко поршня и мощность мотора увеличится. А кроме того, если часть этой теплоты не смогут использовать внутри цилиндра, то более горячие выхлопные газы двигателей у моторов времен второй мировой войны выбрасывались специальными реактивными выхлопными патрубками так, что создавали дополнительную тягу мотора выхлопными газами. И если бы эти выхлопные газы стали бы более горячими за счет экономии тепла в адиабатном двухтактном двигателе, то его реактивная тяга соответственно возросла бы тем или иным образом. Следовательно, мощность двухтактного адиабатного авиационного мотора увеличилась бы примерно в 1, 75 раза по сравнению с таким же двухтактным не адиабатным. Но вы должны помнить, что правильно спроектированный двухтактный мотор с непосредственным впрыском имеет удельную мощность В 2 РАЗА больше, чем такой же четырехтактный! (про современные дураками спроектированные двухтактные двигатели не упоминайте мне, я тоже знаю что их мощность всего в 1, 7 раза больше чем у четырехтактных).
Итак, правильно спроектированный простой двухтактный двигатель по мощности в 2 раза больше четырехтактного. А если двухтактный является теплоизолированным адиабатным, то его мощность еще в 1, 75 раза больше. Это значит, что надо два коэффициента увеличения мощности умножить друг на друга
2х1, 75 = 3, 5 раза! Вот во столько раз двухтактный адиабатный авиационный мотор должен быть мощнее четырехтактного двигателя!
Это значит, что если старый истребитель И-16 имел звездообразный мотор воздушного охлаждения М-62 мощностью 1000 л.с., то если бы переделать этот мотор в двухтактный – выбросить из него верхние клапаны, проточить впускные-выпускные окна, поставить непосредственный впрыск, и поставить асбестовую изоляцию на крышки цилиндров и поршни, то тогда мощность этого мотора стала бы порядка 3, 5 тысячи лошадиных сил – то есть мощнее любого мыслимого авиационного двигателя внутреннего сгорания. И И-16 настолько мог увеличить свою скорость, что стал бы летать приближаясь к скорости звука (разумеется если забыть о других аэродинамических проблемах например прямого толстого крыла).
То же самое и к истребителям серии Як мотор ВК-105 ПФ мощностью 1205 л.с при переделке его в двухтактный смог бы развить мощность 4200 л.с.
А мотор Ла-5 АШ-82 ФН мощностью 1850 лс при переделке в двухтактный смог бы развить 6500 л.с! Надо ли объяснять вам, что если бы строители авиационных моторов во время второй мировой войны обратились бы к двухтактным двигателям, то эти моторы еще долго спорили бы с малоэкономичными первыми турбореактивными! И авиационные двухтактные ДВС работали бы на дешевых сортах топлива – на керосине вместо стооктанового бензина!
Как всё запущено!
08.03.2008 02:27
Мощность 2-х тактного двигателя не может быть выше 4-х тактного по ряду причин.
1. Худшая заполняемость цилиндров.
2. Затраты энергии на продувку КС.
Эти потери не компенсируют выигрыша в трении за счёт снижения количества тактов. Поэтому, реальный выигрыш на практике 1, 5 -1, 8.

Что касается адиабатных двигателей, то вас первыми пристрелят гринписовцы. Так, как всякая херня типа закисов-окислов азота - наиболее концерогенных выбросов ДВС образуется при давлении и температуре выше 2000 град цельсия. А температура сгорания БВ смеси адиабатного двигателя почти 3000 цельсия. И если в вашем ДВС степень сжатия равна степени расширения, и в лучшем случае равна 10, то температура выхлопа составит 1600 - 1900 град при давлении 6-7 ат. То, что сэкономили , почти всё и выбросили в атмосферу. Реальная прибавка в КПД, а, следовательно и мощности адиабатного двигателя 15-20%. Турбина поднять КПД не поможет. Ни одна неохлаждаемая турбина не выдержит таких температур.
Поэтому, от адиабатных движков отказались.
вдогонку
08.03.2008 02:40
Про асбестовую теплоизоляцию - это шедевр.

Адиабатным может быть только керамический двигатель.
Mix
08.03.2008 03:03
Что-то, вернее кого-то мне это напоминает...
Неужто ВОЗВРАЩЕНИЯ ДОЖДАЛИСЬ !!!
Весна, однако...
:-)))
08.03.2008 08:08
Я несколько раз встречал упоминания об "непосредственном впрыске" во времена ВОВ, но никакой конкретной информации найти не смог. Прошу поделиться ссылками. А то есть подозрение, что из-за неустоявшейся терминологии под "непосредственным впрыском" понимается постоянный впрыск топлива в околоклапанную область через дифклапан с управлением по анемометрическому датчику (аналог автомобильных механических впрысков 60-70-х годов).
12




 

 

 

 

← На главную страницу

Чтобы публиковать комментарии, вы должны войти на сайт.
Все форумы
Авиационный
Сослуживцы
Авторские

Реклама на сайте Обратная связь/Связаться с администрацией
Рейтинг@Mail.ru