Революция в двигателестроении - предложен конгениальный способ двукратного увеличения мощности ДВС

Аватар пользователя оттуда...

Нет необходимости рассказывать о роли и значении ДВС (двигателей внутреннего сгорания) в устройстве и структуре современного общества.

Ни капли не преувеличивая, можно сказать, что ДВС как раз и является одним из важнейших элементов, эту самую структуру (и происходящие в ней процессы) определяющих и формирующих.

Ну в самом деле, попробуйте на минутку (только на минутку!), представить, что этот тип двигателя никогда не существовал. 

Представили? А у меня вот не получается...

Воображения не хватает, потому как вся история человечества, ну пусть не вся, но последнего столетия точно, была бы совершенно иной, вплоть до  политической карты мира, на которой, скорее всего, сложилась бы совершенно иная конфигурация в районе Персидского Залива (и не только), исчезли бы одни и появились совсем другие военно-политические союзы, совершенно по иному протекали бы совершенно иные войны и т.д. и т.п.

Поэтому совершенно неудивительно, что десятки лет сотни тысяч учёных и инженеров самых различных специальностей (нефтехимии, которая сама в значительной мере обязана своим существованием необходимости обеспечения в нужных количествах десятки и сотни миллионов ДВС топливом, материаловедения, металлургии, механике, электротехнике, электронике...) затрачивают громадные усилия, преследующие, в итоге, одну-единственную цель  -  сделать двигатель как можно более экономичным, потребляющим как можно меньше топлива на единицу выдаваемой мощности.

Повысить его КПД то есть.

Сейчас лучшие образцы ДВС преобразуют в полезную работу максимум 44% той энергии, что запасена в топливе.

Всё остальное или затрачивается на нагрев атмосферы, или, в буквальном смысле этого слова вылетает в трубу, выхлопную.  

Что характерно, попутно создавая при этом массу проблем, которые тоже необходимо решать. Экология, ага...

Попробуем понять, что же может привести к желаемому результату  - повышению КПД ДВС.

Для этого придётся немного вспомнить физику.

Работа любого ДВС - дизельного, или карбюраторного, остальные виды, например, Ванкеля, мы не рассматриваем, потому что они в конечном итоге являются вариациями или комбинациями  двух первых - описывается циклом (процессом) Карно, состоящим из двух адиабатных (без обмена теплотой с окружающей средой) и двух изотермических (протекающих при постоянной температуре) процессов. 

В процессе Карно термодинамическая система выполняет механическую работу за счёт обмена теплотой с двумя тепловыми резервуарами, имеющими постоянные, но различающиеся температуры. Резервуар с более высокой температурой называется нагревателем, а с более низкой температурой — холодильником.

КПД тепловой машины (а ДВС является именно тепловой машиной), таким образом, не может превышать отношения разности температур нагревателя и холодильника к температуре нагревателя: 

Как видите, всё достаточно просто. Чтобы повысит КПД, нужно либо сильнее нагревать нагреватель, либо больше охлаждать холодильник ... либо и то и другое одновременно.

К сожалению, в реальном мире не всё так просто. Мы упираемся в массу ограничений, связанных с требованиями к свойствам материалом (в первую очередь их теплостойкости), реальных (а не идеальных) кинематических схем, обеспечению надлежащего уровня надёжности и безопасности и т.д. и т.п. 

Чтобы стало ещё понятнее, посмотрим, что происходит внутри карбюраторного двигателя при его работе. На примере его четырёхтактного, наиболее распространённого варианта. 

а) Такт впуска топлива

б) Такт сжатия топлива

в) Такт сгорания топлива

г) Такт выпуска отработавших газов

Вроде бы уже всё понятно из этого, не так ли? Я не буду подробно расписывать, что происходит "внутри" каждого из тактов  - при наличии минимального желания это легко найти (описание т.е.) самостоятельно.

Вообще, конструкция современных двигателей настолько "вылизана", что  они, можно сказать, вплотную приблизились к показателю максимально возможного практически достижимого КПД, и речь уже идёт о борьбе даже не за проценты, а за их десятые доли. 

Так что же дальше, тупик?

А вот и нет!

Конечно, законы физики не обманешь... но кто сказал, что нужно оставаться только в рамках одного из них?

В конечном итоге вся эта хитрая механика работает, чтобы раскрутить коленчатый вал, от которого и производится отбор мощности.

Значит, чем быстрее этот вал крутится, тем большую мощность можно использовать.

Вот формула, описывающая зависимость мощности (энергии) от скорости вращения:

Момент инерции, если не менять конструкцию, величина постоянная, и значит, увеличение угловой скорости вращения (ω) вдвое даст уже четырёхкратный прирост мощности!

Значит, задача сводится к тому, чтобы заставить вал крутиться вдвое быстрее.

Самое удивительное, что решение лежало буквально на поверхности, но его, как водится, никто не заметил.

Ну вот мы и подошли наконец к главному.

Изящнейшее, элегантное решение - установить внутри цилиндра поперечную перегородку, перпендикулярную коленчатому валу, тем самым разделив его (цилиндр) на два полуцилиндра, движущихся независимо друг от друга со смещением на полуцикл, или два такта.

При этом, правда, несколько усложняется конструкция  - потребуется дополнительный комплект впускных и выпускных кланов, и, для карбюраторного двигателя, свечей зажигания. И ещё один шатун на каждый цилиндр.

Но игра стоит свеч! - подавая на каждый из полуцилиндров половину топлива, ранее подаваемого на весь цилиндр, т.е. сохраняя его (топлива) количество в пересчёте на один цилиндр, но при вдвое меньшей (топлива же только половина!)  энергии от сгорания, за счёт увеличения вдвое количества рабочих циклов мы получим двойное же увеличение скорости вращения коленчатого вала.

Вал то есть крутится ровно вдвое быстрее за счёт хотя и вдвое меньших по энергии, но зато вдвое более частых импульсов.

А это, в свою очередь, на выбор  - или двукратное снижение расхода топлива при той же мощности, или двукратный рост мощности при прежнем расходе топлива.

Не забывайте, зависимость мощности от скорости вращения квадратичная!

А теперь скажите, кто из вас откажется потратить на 100 км пути, при прежней скорости, не 8-10, или больше, а от силы 5-6 литров бензина? То-то же! 

Разумеется. будут затронуты и грузовые перевозки, и масса связанных отраслей... 

Это, без преувеличения, грандиозное открытие в самом скором времени окажет настолько большое влияние на нашу жизнь, что масштаб его пока не до конца представим  даже для тех, кто понимает.

Авторство: 
Авторская работа / переводика

Комментарии

Аватар пользователя Сварог
Сварог(9 лет 2 месяца)

Можно просто коленчатый вал сделать в два раза большего диаметра и вуаля - не надо скорость вращения увеличивать. 

 

Аватар пользователя оттуда...
оттуда...(7 лет 7 месяцев)

коленчатый вал сделать в два раза большего диаметра

И что это даст?

Момент инерции увеличится вдвое, а дальше см. формулу. Там зависимость линейная.

Комментарий администрации:  
*** Осторожно! Мастер политической сатиры ***
Аватар пользователя Сварог
Сварог(9 лет 2 месяца)

Ну мне не жалко. Можно наоборот уменьшить диаметр коленвала - вон на видио ощутимо быстрее скорость вращения балерин возрастает, когда руки прижимают. А увеличение скорости линейное приводит к нелинейному увеличению мощности от скорости. Кругом плюсы. Коленвал меньшего диаметра и легче и экономия чугуния налицо.

Аватар пользователя оттуда...
оттуда...(7 лет 7 месяцев)

Ну мне не жалко. Можно наоборот уменьшить диаметр коленвала

Так.

Вы давайте-ка определитесь, что будем делать - увеличивать или уменьшать.

А то из одной крайности в другую...

 

Комментарий администрации:  
*** Осторожно! Мастер политической сатиры ***
Аватар пользователя sn-mak
sn-mak(9 лет 4 месяца)

Господи, да при чем тут частота :) :) :) :)  Основной характеристикой ДВС является крутящий момент (именно он и "двигает" машину :) Мощность дает то есть :)

Все что описал автор - делает коробка передач :) Только на ее выходе почему-то вдвое мощность не повышается :)

(кто делал обгон на 5-й передаче, подтвердит :)

А все остальные буквы в этой статье - это про вечный двигатель :) Закон сохранения вообще-то в школе даже проходят :)

Комментарий администрации:  
*** Систематическая дезинформация ***
Аватар пользователя оттуда...
оттуда...(7 лет 7 месяцев)

Закон сохранения вообще-то в школе даже проходят

И где, позвольте спросить, здесь его нарушение? я про закон.

Мы не получаем энергию ниоткуда, и в количествах, больших, чем затратили.

Мы резко увеличиваем КПД процесса, до 80-90%

КПД электродвигателя в ~98% Вас ведь не удивляет?

Комментарий администрации:  
*** Осторожно! Мастер политической сатиры ***
Аватар пользователя sn-mak
sn-mak(9 лет 4 месяца)

КПД тепловой машины не зависит от конструкции. Посчитайте КПД теплового цикла.

Если цикл Карно модифицируете - посчитайте КПД нового теплового цикла.

А потом уже делайте конструкцию, которая его только УХУДШИТЬ может (по этому самому закону сохранения).

Комментарий администрации:  
*** Систематическая дезинформация ***
Аватар пользователя оттуда...
оттуда...(7 лет 7 месяцев)

КПД тепловой машины не зависит от конструкции.

Да ладно!!??

Т.е. КПД первых паровиков Уатта (или Ползунова) такой же, как и у машин тройного расширения середины прошлого века? ну-ну...

Комментарий администрации:  
*** Осторожно! Мастер политической сатиры ***
Аватар пользователя sn-mak
sn-mak(9 лет 4 месяца)

КПД Уатта было НИЖЕ теоретического КПД его теплового цикла, а Вы хотите сделать ВЫШЕ КДП теплового цикла чисто конструктивными методами :)

Комментарий администрации:  
*** Систематическая дезинформация ***
Аватар пользователя ЗлойБарсик

Т.е., фраза "для тех, кто понимает" в конце текста Вас ни капельки не смутила? Хм... )))

Комментарий администрации:  
*** Уличен в гнилом жаргоне и оранжизме ***
Скрытый комментарий Сварог (c обсуждением)
Аватар пользователя Сварог
Сварог(9 лет 2 месяца)

Так без разницы. Что увеличивать, что уменьшать. При уменьшении возрастает скорость вращения, а при увеличении - линейная скорость крайних от центра точек коленвала. В общем главное не оставлять так как есть.

Аватар пользователя оттуда...
оттуда...(7 лет 7 месяцев)

главное не оставлять так как есть

И вовсе даже нет. Я про главное.

Главное  - это суметь отказаться от косных, устаревших и непопулярных взглядов, привычек и догм, и смело следовать путём инноваций и нетрадиционных нестандартных решений.

Всегда! Я про следовать.

Комментарий администрации:  
*** Осторожно! Мастер политической сатиры ***
Аватар пользователя харек
харек(6 лет 2 месяца)

[А теперь скажите, кто из вас откажется потратить на 100 км пути, при прежней скорости, не 8-10, или больше, а от силы 5-6 литров бензина? То-то же! ]

у моего авто и так расход от силы 5-6 литров бензина на 100 км пути, причем груженого. Шкода Октавия, VW Group молодцы.

текущий уровень уже отличный, осталось чтобы все производители подтянулись до этого уровня, а потребители пересели на более экономные авто.

вот если кто-то сделает еще в 2 раза меньше до 2-3 литра/100 км., то будет ему респект и уважение.

Аватар пользователя СВВ
СВВ(9 лет 2 месяца)

было, отечественное, и чО?

2141 с дизелем эльсбетт. Интересный факт: версия Москвича с дизелем ЭЛКО участвовала в эко-ралли Москва-Рига, однако шла вне зачета. Так вот, это авто показало рекордный расход - 2,69л/100 км. И это учитывая факт, что официальный победитель сумел "выжать" лишь чуть более трех литров. Причем это была модель, значительно меньше Москвича. Статья за-рублём 89 года про экоралли-89.

Аватар пользователя va_ja
va_ja(11 лет 5 месяцев)

даже если вы увеличите вал в два раз не изменив его массы, что вряд ли, то момент инерции вырастет в четыре раза ;)

Аватар пользователя dil62
dil62(7 лет 1 месяц)

Ёжик, цилиндр надо делить на четыре части! Тогда почти совсем без бензина поедем.yes

Аватар пользователя Руслан
Руслан(11 лет 3 месяца)

Добавить еще два такта. В конце пятого такта впрыскивать воду. Шестой такт еще один рабочий.

Почему не делают?

Аватар пользователя оттуда...
оттуда...(7 лет 7 месяцев)

Кхм...

Значит, выхлоп, потом воду впрыснули... и за счёт чего сразу дополнительный рабочий такт, ась?

Комментарий администрации:  
*** Осторожно! Мастер политической сатиры ***
Аватар пользователя Руслан
Руслан(11 лет 3 месяца)

Шестой такт - паровой.

Аватар пользователя Medved075
Medved075(6 лет 2 месяца)

эту проблемку ничтожную давно решили армянские ученые! при разбавлении бензина ослиной мочой, как источником азота, мощность двигателя увеличивается при той же количестве бензина , кпд на разных заправках может достигать 105%! технология выдержки и изготовления Закиси Ашота естессно содержится в секрете.

Аватар пользователя оттуда...
оттуда...(7 лет 7 месяцев)

давно решили армянские ученые! при разбавлении бензина ослиной мочой

Стебёмся?

Есть возражения   -  возражайте аргументированно.

С цифрами, выкладками, формулами... с пруфами, наконец.

Комментарий администрации:  
*** Осторожно! Мастер политической сатиры ***
Аватар пользователя Medved075
Medved075(6 лет 2 месяца)

полу цилиндры ничего не дадут в плане мощности, работает именно обьем давящий на площадь поршня. и энергия в коленвале не накапливается а попросту передается дальше чисто механически. так шо ни увеличение массы коленвала ни замена части поршней на поршень с дыркой - шоб не оказывал сопротивление другим поршням- ничего нового не дадут. хотя цыгане ездят у нас на волге с тремя поршнями и дыркой от четвертого, наверное расход на четверть меньше. за час работы.

Аватар пользователя оттуда...
оттуда...(7 лет 7 месяцев)

работает именно обьем давящий на площадь поршня

Ну одно слово - теоретики, блин! 

Как это  - объём давит на площадь!!??

Ну ладно, объясняю ещё раз:

- во вдвое меньший объём полуцилиндра впрыскивается вдвое меньшее количество топлива

- при сгорании образуется вдвое меньшее количество газа

- вдвое меньшее количество газа при вдвое меньшем объёме даёт то же самое давление, что и при полных количествах/объёмах (закон есть такой, имени Менделеева-Клапейрона)  

Следовательно, на полупоршень действует та же самая сила.

Что/где не так?

Комментарий администрации:  
*** Осторожно! Мастер политической сатиры ***
Аватар пользователя Сварог
Сварог(9 лет 2 месяца)

Нас интересует не давление на квадратный сантиметр, а давление на поршень, а площадь поршня в два раза уменьшилась. Так что ваше предложение - фигня, давайте лучше менять размеры коленвала. :)

Аватар пользователя Camomile
Camomile(8 лет 11 месяцев)

момент создается силой на плечо (Н*м). при сохранении плеча, и углов вектора силы, если мы уменьшаем в два раза силу, то момент уменьшится в 2 раза. Как Вы думаете почему двигатели камазов выдают "всего" 240-260 л.с. мощности, но при этом способны делать то, что двигатели легковушек с аналогичной мощностью не могут от слова совсем? Может быть потому, что крутящий момент у камазов под 1000 Н*м, а у легковушек в 2-3 раза меньше? 

Аватар пользователя Влад Нет
Влад Нет(11 лет 6 месяцев)

Сила - есть ума не надо  произведение довления на площадь, так что сила будет та же.

Аватар пользователя СВВ
СВВ(9 лет 2 месяца)

Джентельмены удачи с АлиБабаевичем не пруф? кхе-кхе.

Аватар пользователя СВВ
СВВ(9 лет 2 месяца)

дубль.... блин.

Аватар пользователя оттуда...
оттуда...(7 лет 7 месяцев)

цилиндр надо делить на четыре части

И как тогда шатуны засовывать дополнительные? Они же сместятся относительно плоскости коленвала.

почти совсем без бензина

Причём тут без бензина?

Речь о резком, практически -чуть ли не о теоретически достижимом, возрастании КПД.

Остальное  - следствия/вторично.

Комментарий администрации:  
*** Осторожно! Мастер политической сатиры ***
Аватар пользователя W Monk
W Monk(8 лет 6 месяцев)

Я верно понимаю, что рядная шестёрка в два раза экономичней такого же по объёму трёхцилиндрового движка?

Аватар пользователя ZIL.ok.130
ZIL.ok.130(6 лет 8 месяцев)

Лютый пипец голавнога моска. Аффтар, ты описал увеличение числа цилиндров!

Аааааа!

И советую подумать -- почему частота вращения увеличивается када давиш "тапок на гашетку".

/а ващет Йош отжог неподеццке -- с удовольствием буду чейтать камменты/

и-- да, це не революцея, це майдан в науке кокойты...

Аватар пользователя оттуда...
оттуда...(7 лет 7 месяцев)

увеличение числа цилиндров

Читайте внимательнее - не цилиндров, а полуцилиндров.

Как дети малые...

Комментарий администрации:  
*** Осторожно! Мастер политической сатиры ***
Аватар пользователя ZIL.ok.130
ZIL.ok.130(6 лет 8 месяцев)

Ааа, ну, тада -- дооо.

Аватар пользователя Круглый Кубик

А рабочий объем мерить не в литрах.. А в поллитрах.. Тож повлияет на кпд

Аватар пользователя brom_35
brom_35(7 лет 1 месяц)

Самое дельное предложение в топике ящитаю!yes

Аватар пользователя оттуда...
оттуда...(7 лет 7 месяцев)

Вы ещё в пинтах предложите. Я про объём.

Комментарий администрации:  
*** Осторожно! Мастер политической сатиры ***
Аватар пользователя ЗлойБарсик

О! За это надо выпить, ящетаю! ))

Комментарий администрации:  
*** Уличен в гнилом жаргоне и оранжизме ***
Аватар пользователя СВВ
СВВ(9 лет 2 месяца)

а ЭксМузера что не пригласили, с Бумси? (ExMuser & Бумс вилком, угощают!)

Аватар пользователя Штиль
Штиль(7 лет 6 месяцев)

Адаптировать распредвал,клапана и подвести форсунки с сжатым воздухом. Получится абсолютно экологичное авто. И не холодное и не горячее. Или это противоречит концепции?.) 

Аватар пользователя ctrl_points
ctrl_points(8 лет 8 месяцев)

А если сделать "цилиндры" плоскими, то ващее

Аватар пользователя Сhера
Сhера(5 лет 11 месяцев)

Срочно оформить патент. 

Скрытый комментарий Повелитель Ботов (без обсуждения)
Аватар пользователя Повелитель Ботов

Перспективный чат детектед! Сим повелеваю - внести запись в реестр самых обсуждаемых за последние 4 часа.

Комментарий администрации:  
*** Это легальный, годный бот ***
Аватар пользователя Barry
Barry(6 лет 2 месяца)

Уважаемый ежик! Физика не ваш конёк! Уехали не туда. Занимайтесь политической, а не физической сатирой!!! 

Коменты посмешили! Спасибо!

Аватар пользователя оттуда...
оттуда...(7 лет 7 месяцев)

Знаете, я не буду ничего говорить.

Просто посоветую перечитать "Материализм и эмпириокритицизм" некого очень известного автора.

 "Электрон так же неисчерпаем, как и атом" - это его слова. Я про автора.

И ведь прав оказался, что характерно!

Комментарий администрации:  
*** Осторожно! Мастер политической сатиры ***
Аватар пользователя Comrade_as
Comrade_as(8 лет 10 месяцев)

Ну дак вон чуть ниже предлагают вечный двигатель. На электротяге, то бишь на неисчерпаемых электронах.

Комментарий администрации:  
*** Буйный шизоид ***
Аватар пользователя GrishaTav
GrishaTav(8 лет 1 неделя)

Идея хорошая, но уже малоактуальная. ДВС умирает, все переходят на электромобили. Вот если на электромобиле увеличить количество моторчиков и сделать так, чтобы одни моторчики тянули электромобиль, а другие - работали в режиме генератора и заряжали батарею, получится огромная экономия и пробег с одной зарядки увеличится в разы. Любая Тесла будет проезжать не менее 5 тыс. километров на одной зарядке, а если увеличить частоту переключения моторчиков - то и в два раза дальше!

Аватар пользователя оттуда...
оттуда...(7 лет 7 месяцев)

КПД электродвигателя и без того почти 100%.

Так что предложение не по делу...

Комментарий администрации:  
*** Осторожно! Мастер политической сатиры ***
Аватар пользователя GrishaTav
GrishaTav(8 лет 1 неделя)

Все правильно. КПД в режиме электродвигателя почти 100%, в режиме генератора почти 100% - сколько в сумме будет? А если еще умножить на частоту переключения?

Аватар пользователя оттуда...
оттуда...(7 лет 7 месяцев)

О! Вот видите, и у Вас появились здравые нестандартные мысли.

Вот что значит незаметно подтолкнуть в нужном направлении.

Комментарий администрации:  
*** Осторожно! Мастер политической сатиры ***
Аватар пользователя СВВ
СВВ(9 лет 2 месяца)

 

Страницы