Войти
Термин шеститактный двигатель был применен к ряду альтернативных двигателей внутреннего сгорания конструкции двигателя, которые являются усовершенствованием традиционных двухтактных и четырехтактных двигателей. Заявленные преимущества могут включать повышенную топливную эффективность, меньшую механическую сложность и / или уменьшение выбросов. Эти двигатели можно разделить на две группы в зависимости от количества поршней, участвующих в шести тактах.
В однопоршневых конструкциях двигатель улавливает тепло, потерянное от четырехтактного цикла Отто или дизельного цикла, и использует его для передачи дополнительной мощности и такт выпуска поршня в том же цилиндре в попытке улучшить топливную экономичность и / или помочь с охлаждением двигателя. Поршни в этом типе шестицилиндрового двигателя поднимаются и опускаются три раза при каждом впрыске топлива. В этих конструкциях в качестве рабочего тела для дополнительного рабочего хода используется пар или воздух.
Конструкции, в которых шесть ходов определяются взаимодействием между двумя поршнями, более разнообразны. Поршни могут быть расположены напротив одного цилиндра или могут находиться в отдельных цилиндрах. Обычно один цилиндр совершает два хода, а другой - четыре хода, что дает шесть движений поршня за цикл. Второй поршень может использоваться для замены клапанного механизма обычного двигателя, что может уменьшить механическую сложность и обеспечить повышенную степень сжатия за счет устранения горячих точек, которые в противном случае ограничили бы сжатие. Второй поршень также можно использовать для увеличения степени расширения, отделяя его от степени сжатия. Увеличение степени расширения таким образом может повысить термодинамическую эффективность аналогично циклам Миллера или Аткинсона.
В этих конструкциях используется один поршень на цилиндр, как в обычном двух- или четырехтактном двигателе. Вторичная недетонирующая жидкость впрыскивается в камеру, и оставшееся тепло от сгорания заставляет ее расширяться для второго рабочего такта, за которым следует второй такт выпуска.
Двигатель Керра в Музее двигателей Энсона В 1883 году инженер Сэмюэл Гриффин из Бата был признанным производителем пара. и газовые двигатели. Он хотел создать двигатель внутреннего сгорания, но без оплаты лицензионных расходов на патенты Отто. Его решением было разработать «запатентованный золотниковый клапан» и шестицилиндровый двигатель одностороннего действия с его использованием. К 1886 году шотландский производитель паровозов Dick, Kerr Co. увидел будущее в больших нефтяных двигателях и получил лицензию на патенты Griffin. Это были тандемные двигатели двойного действия, которые продавались под названием «Килмарнок». Основным рынком для двигателей Griffin была выработка электроэнергии, где они заработали репутацию тех, кто счастливо работает на свету в течение длительных периодов времени, а затем внезапно смог удовлетворить большой спрос на электроэнергию. Их большая и тяжелая конструкция не подходила для мобильного использования, но они были способны сжигать более тяжелые и дешевые сорта нефти. Ключевым принципом «Griffin Simplex» был подогреваемый внешний испаритель с выхлопной рубашкой, в который распылялось топливо. Температуру поддерживали около 550 ° F (288 ° C), что было достаточно для физического испарения масла, но не для его химического разложения. Эта фракционная перегонка способствовала использованию тяжелого нефтяного топлива, непригодных для использования гудронов и асфальтов, отделяемых в испарителе. Было использовано зажигание горячей лампой, которое Гриффин назвал «кататермическим воспламенителем», небольшой изолированной полостью, соединенной с камерой сгорания. Распылительный инжектор имел регулируемое внутреннее сопло для подачи воздуха, окруженное кольцевым кожухом для масла, причем как масло, так и воздух поступали под давлением 20 фунтов на квадратный дюйм (140 кПа), и регулировались регулятором. Griffin прекратил свою деятельность в 1923 году. Сохранились только два известных экземпляра шестицилиндрового двигателя Griffin. Один находится в Музее двигателей Энсона. Другой был построен в 1885 году и несколько лет находился в Бирмингемском музее науки и технологий, но в 2007 году он вернулся в Бат и в Музей ванны за работой.
Леонард Дайер изобрел шестицилиндровый двигатель внутреннего сгорания с впрыском воды в 1915 году, очень похожий на конструкцию Кроуэра (см. ниже). С тех пор было выдано еще десяток аналогичных патентов.
Особенности шестицилиндрового двигателя Дайера:
Шеститактный двигатель Баюлаз по конструкции аналогичен обычному ДВС, но были внесены изменения в головку блока цилиндров с двумя дополнительными камерами фиксированного объема: камерой сгорания и камерой предварительного нагрева воздуха над каждым цилиндром. В камеру сгорания поступает заряд нагретого воздуха от цилиндра; впрыск топлива начинает изохорное (постоянное объемное) горение, которое увеличивает термический КПД по сравнению с горением в цилиндре. Достигнутое высокое давление затем сбрасывается в цилиндр для выполнения рабочего хода или хода расширения. Между тем, во второй камере, которая покрывает камеру сгорания, воздух нагревается до высокой степени за счет тепла, проходящего через стенку цилиндра. Этот нагретый и сжатый воздух затем используется для дополнительного хода поршня.
Заявленные преимущества двигателя включают снижение расхода топлива не менее чем на 40%, два такта расширения за шесть тактов, возможность использования нескольких видов топлива и резкое снижение загрязнения окружающей среды..
Баюлаз шестицилиндровый двигатель был изобретен в 1989 году Роджером Баюлазом из компании Bajulaz SA, расположенной в Женеве, Швейцарии ; он имеет США Патент 4809,511 и США. Патент 4513568.
Заявленные особенности шестицилиндрового двигателя Bajulaz:
В двигателе Велозета, свежий воздух впрыскивается в цилиндр во время такта выпуска, который расширяется за счет тепла и, таким образом, заставляет поршень опускаться для дополнительного хода. Перекрытия клапана удалены, и два дополнительных хода с использованием нагнетания воздуха обеспечивают лучшую отвод газа. Двигатель, кажется, показывает снижение расхода топлива на 40% и резкое снижение загрязнения воздуха. Его удельная мощность немного меньше, чем у четырехтактного бензинового двигателя. Двигатель может работать на различных видах топлива, от бензина и дизельного топлива до СНГ. Измененный двигатель показывает снижение загрязнения окиси углерода на 65% по сравнению с четырехтактным двигателем, из которого он был разработан. Двигатель был разработан в 2005 году группой студентов-механиков У Кришнараджа, Боби Себастьяна, Аруна Наира и Аарона Джозефа Джорджа из инженерного колледжа, Тривандрам.
Этот двигатель был разработан Чанаилом Клитусом Анил из Кочина, Индия, который запатентовал конструкцию в 2012 году. Название двигателя взято из названия его компании, NIYKADO Motors. Двигатель прошел предварительные испытания на полном газу в Индийской ассоциации автомобильных исследований, Пуне. Изобретатель утверждает, что этот двигатель «на 23% более экономичен по сравнению с обычным четырехтактным двигателем» и «очень мало загрязняет окружающую среду».
Анил, механик, разработал двигатель NIYKADO в течение более длительного времени. более 15 лет. Двигатель был впервые испытан в 2004 году, и Анил подал заявку на патент в 2005 году. Он утверждает, что его конструкция значительно снижает загрязнение окружающей среды и что использование в автомобильной промышленности может привести к «мобильности без выбросов».
Функциональность двигателя:
Различные ходы:
Двигатель имеет четыре клапана:
Такт всасывания: В этом ходе поршень перемещается из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю мертвую точку (НМТ). Впускной клапан открывается, и топливовоздушная смесь поступает в цилиндр.
Ход сжатия: Поршень перемещается из НМТ в ВМТ, и все клапаны закрываются.
Рабочий ход: Свеча зажигания воспламеняет топливовоздушную смесь. Поршень перемещается из ВМТ в НМТ, при этом все клапаны остаются закрытыми.
Такт выпуска: Поршень движется из НМТ в ВМТ, при этом выпускной клапан открывается, позволяя выхлопным газам выходить из цилиндра.
Такт впуска воздуха: Впускной клапан только для воздуха открывается, когда поршень перемещается из ВМТ в НМТ, втягивая свежий воздух из атмосферы в цилиндр. Этот воздух смешивается с остатками выхлопных газов или несгоревшим топливом, охлаждая внутреннюю часть цилиндра.
Такт выпуска воздуха: Клапан выпуска воздуха открывается, когда поршень перемещается из НМТ в ВМТ. Свежий воздух и большая часть оставшегося топлива и выхлопных газов покидают цилиндр. Анил утверждает, что это создает более свежую атмосферу внутри цилиндра перед следующим тактом впуска воздуха и топлива, помогает двигателю сжигать почти 100% воздушно-топливной смеси и снижает вредные выбросы (включая 98% сокращение выбросов окиси углерода)..
В шестицилиндровом двигателе, прототипе которого был Брюс Крауэр в США, вода впрыскивается в цилиндр после такта выпуска и мгновенно превращается в пар, который расширяется и заставляет поршень опускаться на дополнительный рабочий ход. Таким образом, отработанное тепло, для отвода которого требуется система воздушного или водяного охлаждения в большинстве двигателей, улавливается и используется для привода поршня. Кроуэр подсчитал, что его конструкция снизит расход топлива на 40% за счет выработки такой же выходной мощности при более низкой скорости вращения. Вес, связанный с системой охлаждения, можно было бы устранить, но это было бы уравновешено необходимостью в резервуаре для воды в дополнение к обычному топливному баку.
Шеститактный двигатель Crower был экспериментальной конструкцией, которая привлекла внимание средств массовой информации в 2006 году из-за интервью, которое дал 75-летний американский изобретатель, который подал заявку на патент на свой дизайн. Впоследствии эта заявка на патент была отклонена.
В этих конструкциях используются два поршня на цилиндр, работающие с разной скоростью, причем сгорание происходит между поршнями.
Этот дизайн был разработан Малкольмом Беаром из Австралии. Эта технология сочетает в себе нижнюю часть четырехтактного двигателя с оппозитным поршнем в головке блока цилиндров, работающим с половиной циклической скорости нижнего поршня. Функционально второй поршень заменяет клапанный механизм обычного двигателя. Заявленные преимущества включают увеличение мощности на 9% и улучшенный термодинамический КПД за счет увеличения степени сжатия за счет устранения горячего выпускного клапана.
Анимация рабочего цикла двигателя M4 + 2 Идея была разработана в Силезском технологическом университете, Польша, под руководством доктора инь.. Патент № 195052 был выдан Патентным ведомством Польши.
Двигатели M4 + 2 имеют много общего с двигателями с носовой головкой, объединяющими два противоположных поршня в одном цилиндре. Один поршень работает с половиной циклической скорости другого, но в то время как основная функция второго поршня в двигателе с носовой головкой заключается в замене клапанного механизма обычного четырехтактного двигателя, M4 + 2 выполняет принцип на один шаг. в дальнейшем. Работа двухпоршневого двигателя внутреннего сгорания основана на взаимодействии обоих модулей. Изменение нагрузки по воздуху происходит в двухтактной части двигателя. Поршень четырехтактной секции представляет собой вспомогательную систему воздухообмена, работающую как систему клапанов. Цилиндр заполнен воздухом или топливовоздушной смесью. Процесс наполнения происходит под избыточным давлением системой впуска задвижек. Выхлопные газы удаляются, как в классическом двухтактном двигателе, через выхлопные окна в цилиндре. Подача топлива в цилиндр осуществляется системой впрыска топлива. Зажигание осуществляется двумя свечами зажигания. Эффективная мощность двухпоршневого двигателя передается двумя коленчатыми валами. Отличительной особенностью этого двигателя является возможность непрерывного изменения объема цилиндров и степени сжатия в процессе работы двигателя за счет изменения положения поршня. Механическая и термодинамическая модели предназначены для двухпоршневых двигателей, что позволяет составить новый теоретический термодинамический цикл для двухпоршневых двигателей внутреннего сгорания.
Принцип работы двигателя объясняется в двух - и четырехтактные двигатели артикул.
В этом двигателе, аналогичном по конструкции головке Beare, «поршневое нагнетатель» заменяет клапанную систему. Поршневое зарядное устройство заряжает главный цилиндр и одновременно регулирует впускное и выпускное отверстия, что исключает потерю воздуха и топлива в выхлопе. В главном цилиндре сгорание происходит каждый оборот, как в двухтактном двигателе , а смазка достигается таким же образом, как в четырехтактном двигателе . Впрыск топлива может происходить в поршневом нагнетателе, в газоотводном канале или в камере сгорания. Также возможно заряжать два рабочих цилиндра одним поршневым зарядным устройством. Комбинация компактной конструкции камеры сгорания с отсутствием потерь воздуха и топлива, как утверждается, дает двигателю больший крутящий момент, большую мощность и лучшую топливную экономичность. Утверждается, что меньшее количество движущихся частей и меньшее количество конструкции приводят к снижению производственных затрат. Утверждается, что двигатель подходит для использования альтернативных видов топлива, поскольку на клапанах не остается коррозии или отложений. Шесть ходов:
Это - изобретение Хельмута Коттманна из Германии, проработавшего 25 лет в компании MAHLE GmbH, занимающейся производством поршней и цилиндров. Патенты Коттмана 3921608 и 5755191 в США перечислены ниже.
Эта конструкция была изобретена бельгийским инженером Герхардом Шмитцем и была прототипом компании Ilmor Engineering.
В этих конструкциях используются два (или четыре, шесть или восемь) цилиндров с обычным четырехтактным циклом Отто. Дополнительный поршень (в собственном цилиндре) используется двумя цилиндрами цикла Отто. Выхлоп из цилиндра цикла Отто направляется в общий цилиндр, где он расширяется, создавая дополнительную работу. В некоторых отношениях это похоже на работу составной паровой машины, где цилиндры цикла Отто являются ступенью высокого давления, а общий цилиндр - ступенью низкого давления. Работа двигателя:
| HP1 (Otto) | LP (общий) | HP2 (Otto) |
|---|---|---|
| выхлоп | расширение (мощность) | сжатие |
| впуск | выхлоп | мощность |
| сжатие | расширение (мощность) | выхлоп |
| мощность | выхлоп | впуск |
Конструкторы считают, что это пятитактная конструкция, рассматривая одновременный такт выхлопа высокого давления и такт расширения низкого давления как один такт. Такая конструкция обеспечивает более высокую топливную экономичность за счет более высокой степени расширения комбинированных цилиндров. Степень расширения, сравнимая с дизельными двигателями, может быть достигнута при использовании бензина (бензина) топлива. Пятитактные двигатели якобы легче и имеют более высокую удельную мощность, чем дизельные.
двигатели внутреннего сгорания, разработанные Брэдли Хауэлл-Смитом из австралийской фирмы Revetec Holdings Pty Ltd использует противоположные пары поршней для приведения в движение пары вращающихся в противоположных направлениях трехлопастных кулачков через подшипники. Эти элементы заменяют обычный коленчатый вал и шатуны, которые позволяют поршням двигаться чисто аксиально, так что большая часть мощности, которая в противном случае тратится на поперечное движение шатунов, эффективно передается на выходной вал. Это дает шесть рабочих ходов на один оборот вала (распределенных по паре поршней). В ходе независимого испытания был измерен удельный расход топлива на тормозах прототипа бензинового двигателя Revetec X4v2 на уровне 212 г / кВт-ч (что соответствует энергоэффективности 38,6%). Может использоваться любое четное количество поршней в конфигурации Boxer или X; три выступа кулачков могут быть заменены любым другим нечетным числом больше единицы; а геометрию кулачков можно изменять в соответствии с потребностями целевого топлива и применением двигателей. Такие варианты могут иметь 10 и более ударов за цикл.
