Каждый водитель знает это явление, когда двигатель автомобиля при глушении дергается. Зажигание выключено, на свечах искры нет, а движок работает - стукотит хаотично. Это детонация. Она, как пишут ученые, происходит, когда пламя, возникавшее от свечи зажигания, не выжгло всю смесь в цилиндре, и невыгоревшая остаточная смесь затем спонтанно взрывается, вызывая ударную волну в стенках цилиндра и поршне. Явление сие присуще как бензиновым двигателям, так и дизелям. Зависит детонация от температуры двигателя и состава самой смеси. Обедненная смесь начинает детонировать быстрее, чем обогащенная.
Это явление тридцать лет назад молодой автоинженер Николай Павлович Тоскин захотел сделать управляемым.
Бывая на Севере, Тоскин видел не раз, как пытаются в большой мороз запустить дизель. Мучаются долго, а толку нет. И тогда какой-нибудь умелец достает пузырек с эфиром и капает 5-6 капель в «воздухан». Раздается сильнейший хлопок, и валит черный дым, если дизель запустился. Получается, что несколько капель эфира выделяют огромную энергию. Если эту энергию уменьшить, то получится слабее толчок при взрыве, а в работе расходуется топлива намного меньше.... Так Николай Тоскин пришел к концепции нового двигателя, который назвал «детонационным».
На Западе такой двигатель окрестили двигателем XXI века. Только в США над программой его создания работают даже ядерные центры с 70-х годов, и он там получил название HCCI - двигатель с самовоспламенением однородной топливной смеси. А у нас ахтырский самородок с помощниками уже переделал серийный дизельный двигатель Д-21 в этот самый HCCI мотор и ездит на нем по Абинскому району.
В 1995 году он подал во ВНИИГПЭ заявку на детонационный поршневой ДВС, а через два года получил патент на его изобретение за № 2095597 (Описание патента) . После публикации его разработок в бюллетене «Изобретения» к Тоскину приезжали представители BMW с предложением передачи его разработок в монопольное право фирме. Он ничего не дал немцам, предложил свои услуги Горьковскому автозаводу и Ярославскому моторному. Но там ему ответили отказом. А Тоскину хочется, чтобы первые детонационные двигатели были не только запатентованы, но и выпущены серийно в России.
А в 1973 году Николай Тоскин создал экспериментальный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) с плавающей головкой. В роли головки был верхний поршень. Мощность такого двигателя была на 30% больше, чем у обычного. Этой разработке в НАМИ (Центральном научно-исследовательском автомобильном и автомоторном институте) была дана положительная оценка.
В 1980 году Тоскин начал эксперименты по созданию поршневого ДВС, работающего на всех видах жидкого топлива. Тоскин хотел на дизеле вместо топливной аппаратуры поставить устройство для приготовления обедненной топливно-воздушной смеси вне цилиндров (типа карбюратора), а также регулятор степени сжатия, который бы мог выполнять функции системы зажигания, то есть управлять процессом самовоспламенения. - В моем изобретении все просто, -говорит Николай Павлович. - В обычном дизеле в цилиндр топливным насосом через форсунки подается распыленная солярка и там соединяется с воздухом, образуя рабочую смесь. На нашем Д-21 обедненная топливо-воздушная смесь создается вне цилиндров, а подается в цилиндр готовая, где вспыхивает от сжимания поршнем.
Но если в обычном дизеле соотношение воздуха и топлива 15 к одному, то в нашем детонационном двигателе соотношение получается другое: 50 к одному. Это и есть суперобедненная топливная смесь для детонационного двигателя. Вот откуда экономия.
Мы ее пытались сначала получить за счет автомобильного карбюратора, который установили на воздушном коллекторе, но потом от него отказались, потому что под разные виды топлива нужно подбирать свои жеклеры, а это непрактично. На одном виде топлива, той же солярке, это возможно, но наш двигатель прекрасно работает, кроме солярки, на газолине, керосине, бензине, отработке автотракторных масел, ацетоне, самогонке (даже самой слабой), спирте, подсолнечном или рапсовом масле, сырой нефти, краске - в общем, на всем, что способно в суперобедненной смеси взорваться в цилиндре.
Но лучше всего двигатель Тоскина работает на подсолнечном масле и потому, как считает изобретатель, что в нем присутствует вода. Она помогает горению и обеспечивает мягкость работы мотора. Рапсовое масло чуть хуже, но тоже хорошо подходит. А вообще для этих двигателей надо добавлять 15-20% воды к топливу. Будет ли «тянуть» трактор на такой смеси, где мизер топлива? Тянет, да еще как! Ибо при детонации топлива расходуется именно «мизер», оно в самой верхней точке сжимается до разрыва молекулярных связей и выделяет такую энергию (взрыв!), которую не дает обычный дизельный двигатель. (Помните 5-6 капель эфира в воздухан?).
Какой КПД мы точно не знаем ,-говорит Тоскин, потому что это двигатель фактически новой конструкции, тепло в нем не используется. Зимой мы его заводили, так на коллекторе снег даже не растаял. Холостые обороты настолько малы - 60-80 в минуту, и он совсем не греется. Но при форсаже обороты бешеные, однако максимальный нагрев 70-80 градусов. При 16 лошадях двигателя «дэвэшенка» можно развить мощность в 320 лошадей. Обороты увеличить в 50 раз! Но делать этого нельзя на серийном двигателе - разлетится. Поэтому ахтырцы отрегулировали такие обороты своему двигателю - как на обычном тракторе, чтоб нормально тянул.
«Бешеные» обороты будут на разработанном Тоскиным детонационном дисковом двигателе (вот там не будет коленвала), но патент он на него еще не получил, и потому о нем пока распространяться не будем...
Итак, в двигателе Тоскина отсутствуют форсунки, топливный насос, система охлаждения. Что же есть?
1. Пневмогидравлический регулятор степени сжатия, или как его называют сами создатели - перепускной клапан, который позволяет одновременно регулировать зажигание - раньше или позже взрываться топливной смеси. Некий маленький рычажок - ноу-хау тоскинцев, он очень прост по конструкции и потому от посторонних глаз заварен в коробок.
2. Пневмораспылитель топлива, который распыляет любое топливо в нужном соотношении с воздухом до получения суперобедненной смеси. Это тоже ноу-хау. Получается так: заливается любое топливо в бак, который выше двигателя, стартер крутит маховик, натягивается рычажок перепускного клапана, изменяющий его хитроумную длину, готовая смесь поступает в цилиндры, и поршень сам подбирает себе необходимый «столб» смеси для сжатия. Момент запуска является подобранным самим двигателем для данного топлива зажиганием. Лишнюю смесь клапан перепустит назад в бак. Двигатель начинает работать и работает, как обычный. На холостых оборотах их Д-21 почти не слышен. О нагреве уже сказано: 70-80 градусов - полный нагрев двигателя без турбины.
Когда же в поле? Действительно, раз Т-16 работает, то может работать на детонационном взрыве любой другой трактор. Его легко переделать в обычной мастерской, где есть фрезеровщик - выточить перепускной клапан и пневмораспылитель, стоимость которых уложится в десять тысяч рублей, переоборудовать, и работай, колхозный трактор, на горючем, выращенном на собственном поле. С экономией этого горючего в разы! Я понимаю, что могут быть возражения по поводу изобретения Николая Тоскина разного рода «технарей». И будут говорить, что в домашнем гараже невозможно все точно рассчитать и проверить. Но рассчитывайте, господа, проверяйте, флаг вам в руки! Однако не забывайте, что трактор Т-16 с движком Д-21, переделанный Тоскиным и группой сподвижников в детонационный, работает. На любом жидком горючем или его смесях Ра-бо-та-ет!!!
Источники:
http://dv.sartpp.ru/news.php?ID=110
http://www.rg.ru/2006/02/25/umelec.html
ЗЫ. Камрады, наткнулся на эту статью случайно, насколько соответствует реальности - понятия не имею, ибо не спец по ДВС. Поэтому сугубо в Блоги. Прошу прокомментировать, бред это, очередная разводка лохов или действительно стОящая разработка.
В Сети имеется полное описание изобретения с указанием номера патента и автора. Про роторные ДВС слышал ещё в начале 90-х, во время учебу в вузе даже демонстрировался работающий образец такого мотора, правда, с обычной схемой сгорания.
В некоторых источниках утверждается, что КПД детонационно-роторного ДВС может доходить до 75 %, т.е. расход топлива втрое ниже, чем в обычных ДВС аналогичной мощности, причём использоваться может любая горючая жидкость, вплоть до подсолнечного масла и олифы. Есть и ещё информация по детонационно-ротационным движкам, которыми, как утверждается здесь, чрезвычайно заинтересовался Пентагон...
Комментарии
Del
.
Открытым остается вопрос о ресурсе двигателя (детонация разрушительно действует на детали КШМ). Ещё интересно, как он себя ведет на переходных режимах.
Конечно это вопрос. Так дык надо расчитывать, может увеличить площади трущихся поверхностей....???
Если этот эффект уже факт то наверное пора этим заняться вплотную всяким НИИ или как всегда всё быстренько окажется на заводах "партнёров" скорее так и будет.
Детонация - процесс взрывообразного горения воздушно-топливной смеси. На самом деле очень интересный процесс, действительно позволяющий, при обуздании, значительно экономить топливо.
Однако, полезную нагрузку на поршень рабочее тело отдает почти сразу. При обычном процессе - постепенно, смесь горит и растет давление.
Это приводит к необходимости компенсировать ударные нагрузки на механизм - увеличить массу ЦПГ. (не зря выбран дизельный двигатель). И уменьшить частоту вращения для повышения ресурса.
Кроме того, из за малой длительности процесса сгорания сильно уменьшается крутящий момент на валу такого двигателя в сравнении с обычным.
Во общем такой двигатель возможен и будет экономичен. Но придется платить увеличением массы, уменьшением ресурса и снижением крутящего момента..
А вам что, предлагают купить?
Нет, сугубо ради повышения кругозора интересуюсь. Хотя есть ухари, которые то ли предлагают поучаствовать в разработке, то ли купить уже готовый. Ссылочку приводить не буду, в тексте она уже есть...
Скажу как инженер конструктор ДВС хотя квалификацию утерял тк по спец не работал, окончил как раз Ярославский политех. Отвечу просто, процесс детонации известен и изучен давно, если бы данный тип движка был рабочим, работал бы уже давно.
Если присмотреться к статье, то видно, что данное "произведение" реализует классический шаблон "непризнанный гений". :) Все признаки налицо: "гений", "вундервафля", "заинтересованные лица от ведущих зарубежных КБ", "безразличные отечественные КБ"..
Встречался я как-то с подобным гением. Он двигатель изобрёл. К поршням втягивающие от стартера, ток подаётся, поршни елозят, коленвал крутится. Колено крутит гену, ток на втягивающие - профит!
Только у гения денег не было на коленвал. Он же особый должен был быть - чтобы поршня все в вмт одновременно стояли.
Тоже не был оценён. Даж Путину писал и в Минпромторг. Хотя нет. Туда писал изобретатель суперброни из люминиевых трубочек, склееных эпоксидкой...
С пол года назад по моему на АШ была статья врача, может медвард, я с сайтом АШ ещё не могу разобраться и с ходу найти пользователя, вот в ней было описание подобных людей(параноики) которые верят в свою гениальность и не понимают почему их никто не понимает.
Вы не об этом, случаем? Была там история болезни изобретателя...
Спасибо именно это, запомнилось потому как год назад встретился с подобным и не понимал его непонимания, ваша статья стала ответом. Теперь сохраню.
Эта часть вполне правдоподобна - самому приходилось общаться.
Это-то и есть самое подозрительное.)))) А ещё в том , что слишком в восторженных тонах статейка выдержана, поэтому и счёл нужным закинуть сюда, чтоб более сведущие в технике люди разобрали по косточкам.
Как человек с образованием автослесарь и специализацией на двигателях, скажу просто, статья бред, термины перепутаны, у него суперобогащенная смесь 50\50, называется обедненной, она даже не загорится!!!
Там написано не 50/50, а 50 к одному
блин надо внимательнее вчитываться в подобную бредятину, но в любом случае 2% смесь не будет детонировать, точнее все горючее в ней сгорит без видимого эффекта.
Не факт, могло упираться во что-нибудь такое, чего есть сейчас и не было лет этак пятьдесят назад. Например системы электронного впрыска.
Нет, здесь речь о детонации, она возможна и без эл впуска. Что такое детонация- взрыв, нагрузки запредельные, в них и дело, не будь нужных материалов или электроники тогда, процесс мог бы быть всё равно рассчитан и все просто ждали бы нужных новаций. Вот я сейчас на Маска смотрю и его инвесторах, им тоже рассказывают и делают на это упор, что с развитием технологий будете в шоколаде-развод.
Про детонацию при глушении двигла знаю не по наслышке. У меня в юности был Москвич с движком переделанным под 76 (80) бенз. Но эта детонация - сугубо калильная система зажигания. Свечи очень быстро остывают, и всё заканчивается. И плевать на невыгоревшую остаточную смесь. была бы поддержка температуры свечей постоянно в режиме раскала, карбюраторный двигатель работал бы на холостых и при выключенном зажигании. Так что, первоначальное объяснение детонации меня несколько насторожило.
З.Ы.
Вот что-то не могу отделаться, что описание чем-то похоже на работу калильных и безкалильных двигателей для авиамоделей.
И да... Эфир добавляют для облегчения запуска. Он легче воспламеняется от сжатия, и помогает воспламенится дизтопливу. И это не обязательно низкие температуры, слабая компрессия например.
Похоже, да...
Детонационные двигатели нечто совсем другое:
лабораторный прототип детонационного двигателя с кольцевой камерой сгорания и рефлекторно-резонансной камерой Пушкина
Помогает дизтопливу (вернее воздуху) нагревом. Эфир льют в воздухозаборник (я сам снимал крышку воздухофильтра и вливал эфир). Можно обойтись и без эфира. Приходилось делать факел на палке, снимать воздушный фильтр, подносить факел к воздушным отверстиям на блоке и стартовать. Тоже запускается.
Чудес не бывает.
Мы и бенз тоже лили в дизельный двигатель.
Можно еще "карбочиста" туда дунуть, это просто процесс добавления в смесь вещества с более высоким "актановым числом". А детанирует оно в обратку через клапана, по сути в коллекторе а не в двигателе. А черный дым это просто догорание перелитого топлива в системе выхлопа, при том очень медленное
Судя по набору топлива ("двигатель прекрасно работает, кроме солярки, на газолине, керосине, бензине, отработке автотракторных масел, ацетоне, самогонке (даже самой слабой), спирте, подсолнечном или рапсовом масле, сырой нефти, краске") похоже на нефтяной двигатель
А может тот дядька придумал многотопливный танковый дизель? С некоторыми усовершенствованиями?
Не совсем так. Движки переделывали (увеличивали объем камеры сгорания), дабы снизить давление в поршнях и возможности работы на низкооктановом бензине. Но расчетов то никаких не проводили, при этом смесь детонировала от высокого давления (как в дизеле), а не от свечи.
Интересно. Если он (Кулибин) обращался в нами, спрошу у дяди Коли.
Благодарю за статью. В закладки.
А к слову, вы можете спросить у дяди Коли, они в НАМИ вообще чего-нибудь собираются делать с документами, которые им по проекту ё-мобиля передали?
Явление это происходит на холостом ходу. Раз так, то КПД равен нулю.
Мой совет. Пусть ваш изобретатель прикрутит к такому движку электрический генератор и подключит шлангами электромобиль. Будет понятно - есть жизнь или нет её.
Производители топлива будут резко против - это уменьшит их доходы.
А для лета можно в простой обычный бензиновый движок ставить ультразвуковой распылитель уже подогретой от двигателя воды и добавлять в топливную смесь, для карбюраторных движков экономия получается около 30% топлива, а в инжекторном доходит до 60%, но вдвое увеличивается износ цилиндров и поршня(весь в микрокавернах) - пробовал на Ваз-2106 и Калине.
Износ от конденсата после глушения?
Вода+продукты горения=кислота. От угольной (как в обычной газировке) до серной (зависит от качества бензина) и азотной (при сверхбедной смеси, чего так сильно добиваются).
Спасибо за разъяснения.
Вода там и так образуется, топливо-то углеВОДОродное, там не у химии ведущая роль в процессе разрушения поверхностей, стенки опять-же покрыты масляной плёнкой.
В камере сгорания масляная пленка СГОРАЕТ. Угар масла - понятие знакомое?
Вода образуется, не спорю. Но ее еще и добавляют - раз, что не сказываеся положительно. Второе, уменьшение количества углеводородного топлива увеличивает количество оксидов азота, что приводит к образованию семейства азотных кислот. Так что все-таки, химия...
И да, в избытке кислорода (от недостатка углеводородов), очень неплохо горит силумин, у которого кислоты разрушают оксидную пленку (прогар поршней, клапанов и т.д...)
Масляная пленка сгорает говоришь ... А какова температура стенок цилиндра внутри ?
Градусов 250-300, что вполне достаточно для вспышки большинства видов моторного масла. Тот же Shell Helix Ultra HX8 имеет температуру вспышки что-то в районе 267 градусов... Масла с таким расчетом и делают, чтобы они полностью выгорали в камере сгорания. Вы движки ремонтировали? Камера сгорания, если ее не залили бензином или кольца вглухую не залегли - абсолютно сухая, когда головку снимаешь...
250 - 300 это днище поршней не охлаждаемых ни чем. Внутренняя поверхность цилиндров редко нагревается выше 150, теплопроводность у стали/чугуна/алюминия хорошая.
Полость сухая потому, что в исправном двигателе масло в цилиндры не поступает от слова вообще. Снимается всеми кольцами.
Теоретик? Много вас тут....
Даже в исправном двигателе масло не полностью снимается кольцами, ибо это невозможно. От слова совсем. А если масло вдруг (предположим этот невероятный случай) снимается полностью - то в топку это масло, ибо оно не выполняет свои функции смазывания поверхностей, и коренными подшипниками будет сниматься с шеек коленвала (там допуски примерно такие-же, как и у колец). И да, обычно исправные двигатели не вскрывают...
Двигатели делают не те кто их разбирает по поводу и без повода.
По поводу наличия масла в камере сгорания смотри выше.
"(там допуски примерно такие-же, как и у колец)" Ну если у вас так, то понятно откуда масло в камере сгорания.
Мил человек, я двигатели ремонтировал и они после этого долго и успешно работали...
Если совсем гуманитарий, то вики никто не отменял:
Можете провести эксперимент - запустить движок без масла, что эквивалентно тому, что маслосъемные кольца снимут 100% масла с поверхности цилиндра. А потом полюбуйтесь на живописную стружку, что снимут с зеркала цилиндра компрессионные кольца и столь же живописные задиры на этом самом зеркале, теоретик вы наш....
По поводу коренных - не зря их изготавливают из мягких сплавов. Вкладыши сажают внатяг, и при приработке (обкатке двигателя) шейка коленвала и коренной вкладыш образуют пару трения, в которой зазор теоретически и практически минимален. Как только там появляется сколь либо значимый зазор, мягкие вкладыши начинают экспоненциально изнашиваться от биения, движок начинает стучать, и если это произошло - вы попали, потому как прозевали срок капиталки и минимум, что вам грозит - шлифовка шеек коленвала и переход на ремонтный размер вкладышей. А максимум - замена коленвала или даже движка целиком.
P.S. После того, как вы поставили коренной вкладыш, затянули шатун, потом сняли - повторная установка такого вкладыша недопустима, даже если движок не сделал и оборота. Допетрите, почему, или опять подсказывать придется?
Вернитесь в начало - вы говорили про камеру сгорания, а теперь про весь цилиндр. Эко вас кидает ...
Скажите каким таким чувством вы способны понять есть ли на стенке камеры сгорания пленка масла в несколько микрометров или нет ?
Вы устройство двигателя себе в целом-то представляете? У меня где-то валялось удостоверение автослесаря 3-го разряда, полученное еще в Советском Союзе, на УПК, где квалификационный экзамен принимала госкомиссия из ведущих спецов местных автотранспортных предприятий, где нас гоняли и в хвост, и в гриву по поводу устройства двигателя.
Если вы считаете, что камера сгорания - это некое отдельное устройство, находящееся вне цилиндра - хотя бы на уровне вики ознакомьтесь с устройством ДВС.
Возвращаясь в начало, весь сыр-бор начался только потому, что некий крупный специалист по ДВС с ником mastak заявил буквально следующее:
На что я и пытаюсь заявить, что это полная чушь. Есть два случая, когда на стенках цилиндра в камере сгорания нет масла:
1. После такта рабочего хода, когда в процессе сгорания рабочей смеси масло сгорает, а новое еще не успело туда попасть.
2. В двигателе вообще нет масла.
Вот и все. Вы же с завидным упорством, достойным иного применения, пытаетесь доказать обратное.
Гражданин, не стоит махать своими мощами, впечатления на меня не окажете никакого.
Вы не понимаете сути процессов работы цпг и пытаетесь меня убедить в сгорании масла на стенках цилиндра при температуре около 100 грС. Путаете цилиндр и его часть - камеру сгорания.
У меня вы бы этот экзамен не сдали.
100 градусов на стенке цилиндра камеры сгорания - это феерично...
Иди учи матчасть, экзаменатор хренов. Ни одного вразумительного аргумента, ни одного источника на свои голословные утверждения (что, в общем-то объяснимо).
Еще для ликбеза:
http://old.autodealer.ru/autopedia/repair/oil
Слышь, птэушник хренов;
- с одной стороны стенки твоего цилиндра охлаждающая жидкость с температурой 95 гр, а с другой, опять же, по твоему 300 гр ?! Тебя там на ракетные двигатели учили с такими градиентами температуры в чугуне ?
- есть как минимум три пути масла в цилиндры для его угара,
Учится надо было не по ликбезам и педиям.
Плюрализм мнений в одной голове. Когда с голосами в своей голове разберетесь - может быть тогда вернемся к разговору.
Золотые слова - неистово плюсую. Следуйте этому правилу....
Страницы