Изобретатели, профессора и доктора наук присылают нам свои материалы для их публикации в каналах Хакнем.
Задача наших каналов — популяризировать опыт носителей знаний в разных тематических отраслях, чтобы сделать его доступным и применимым в жизни наших читателей.
Мы уже публиковали цикл статей автора данной публикации Кривко Николая Михайловича "В поисках золотой середины" . Статьи получили широкий отклик наших читателей.
Представляем его новую научно-популярную статью в канале Хакнем.
Нестандартные решения проблемы экономичности и экологичности двигателей внутреннего сгорания
1 часть
Двигатели внутреннего сгорания давно и прочно вошли в жизнь едва ли не каждого жителя Земли. Без него немыслима жизнь ни горожанина, ни сельского труженика. Затруднительно даже назвать ту сферу жизни, которая в наши дни обходится без него. Это и транспорт всех видов, это и двигатели передвижных и стационарных электростанций, это сельхозмашины и садово-огородная техника. Число их непрерывно растёт, а вместе с ростом числа требуется всё больше и больше моторного топлива. А следствием этого является всё большее загрязнение окружающей среды продуктами их жизнедеятельности – окислами углерода и азота.
Во избежание чрезмерного загрязнения правительствами разных стран принимаются всё более и более жёсткие ограничения на токсичность выбросов. А рост расходов на моторное топливо постоянно напоминает о необходимости создания более экономичного двигателя. Конструкторы моторов прилагают неимоверные усилия в этом направлении, однако трудно усовершенствовать совершенное. В результате все усилия оказываются направленными по пути усложнения конструкции.
Двигатели обвешиваются всё большим количеством всевозможных датчиков, дожигателей и нейтрализаторов. В результате достигается некоторая экономия, улучшение экологических показателей, которые не окупают дополнительных расходов на производство дополнительных обвесок и крайне усложнённого, а иной раз и невозможного обслуживания в процессе эксплуатации. И всё это оплачивается потребителем.
При этом главное направление к достижению как экономической, так и экологической цели – создание двигателей с более высокой литровой мощностью и с более полной степенью сгорания топлива, с возможностью активного регулирования отдаваемой двигателем мощности. На этом пути давно и хорошо известны два способа: усовершенствование рабочего цикла (качественный способ) и деактивация части рабочих объёмов в режиме неполных нагрузок двигателя (количественный способ). Несмотря на известность способов достижения цели, несмотря на упорные конструкторские поиски, обнадёживающих результатов пока нет.
Ещё одним из направлений поисков является повышение степени наполняемости цилиндров топливовоздушной смесью и улучшения очистки цилиндров от продуктов горения, приводящих к повышению силовых показателей двигателя. С этой целью увеличивают число клапанов – вместо двух клапанов на цилиндр появилось четыре, причём каждая пара клапанов управляется своим распределительным валом. К этому добавляются механические и турбокомпрессоры. Разумеется, эти меры не повышают надёжности двигателя и опять же оплачиваются потребителем.
Поскольку результативность этих мероприятий не поддаётся подсчёту и определяется только путём замеров на стенде, в дальнейшем мы не будем учитывать их в своих выкладках.
Не остаётся без внимания и такое понятие, как «тяговитость» двигателя, которая олицетворяется динамикой на старте и способностью преодолевать длительные подъёмы. В этом смысле бензиновые двигатели выглядят не лучшим образом. Более высокие показатели у дизеля. Преимуществом обладают электромобили, но это совершенно иной класс двигателей, и мы их рассматривать не будем.
В связи с этим представляется необходимым внимательнее рассмотреть двигатель в целом, и особенно входящие в него отдельные механизмы, с точки зрения их влияния на выходные данные, а также обратить внимание на альтернативные пути решения проблемы.
Продолжение читайте здесь
Автор: Кривко Николай Михайлович, инженер-машиностроитель, создал 13 изобретений.
Цикл статей " Нестандартные решения проблемы экономичности и экологичности двигателей внутреннего сгорания ":
1 статья [Текущая]