Изобретения Кирилюка - Главная страница
К&М
Меню сайта
Форма входа
Поиск
Наш опрос
Оцените мой сайт
Всего ответов: 80
Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz

  • Сайты Поволжья
    Статистика

    Онлайн всего: 1
    Гостей: 1
    Пользователей: 0





    Rambler's Top100




    Воскресенье, 04.12.2016, 04:51
    Приветствую Вас Гость | RSS
    Главная | Регистрация | Вход
    Главная страница


    Авиадизель ДК2 авиа

    Многоцелевые модульные ДВС на основе двухцилиндровых секций с оппозитным расположением цилиндров.

    Цель представленных разработок – создание многоцелевых двигателей внутреннего сгорания, пригодных для установки как на мотоциклы, автомобили, тракторы, так и на летательные аппараты авиации общего назначения (АОН),  катера и новые перспективные виды транспорта. Для решения поставленной задачи в первую очередь необходимо обеспечить удельную массу таких двигателей на уровне хороших авиационных двигателей, а цену, надёжность и ресурс на уровне автотракторных ДВС. Учитывая современную экономическую ситуацию, желательно сохранить преемственность (вплоть до унификации узлов и деталей) конструкции, технологии проектирования и производства с выпускаемыми в настоящее время двигателями. Это позволит не строить новые заводы, а освоить производство таких двигателей в рамках работ по модернизации серийной продукции.

    Для решения задачи были предложены усовершенствования конструкции ДВС, новые рабочие процессы (с непосредственным впрыскиванием топлива и с продолженным расширением) и электроуправляемая топливная аппаратура с использованием последних достижений электроники и электротехники.

    Возможно, конструкции необычных двигателей могут обещать большие результаты, но для их практической реализации требуются сотни миллионов $ и годы исследований. Представленные же конструкции почти не отличаются от производимых в настоящее время двигателей и могут производиться на существующих предприятиях.


    Современное состояние

    Из общей практики создания двигателей внутреннего сгорания известно, что наиболее простыми, экономичными, надежными и долговечными являются двигатели с минимально возможным количеством цилиндров. Но обычно двигатели, имеющие менее 4 цилиндров, требуют использования специальных механизмов для уравновешивания сил и моментов инерции вследствие чего оказываются больше и тяжелее многоцилиндровых, что ограничивает область их применения. В настоящее время, в зависимости от назначения, наиболее широко используются 4-6-8-12 цилиндровые двигатели. Использование 1-2-3 цилиндровых двигателей ограниченно двигателями с небольшими (объёмом менее 0.55 л) рабочими цилиндрами.

    Известны удачные конструкции двухцилиндровых оппозитных двигателей, например самый первый в мире, выпускавшийся с 1899 года крупной, по меркам того времени, серией автомобиль «Идеал» К. Бенца  и спроектированный А. Лефебром в 1938 году и выпускавшийся в различных модификациях до недавнего времени автомобиль «Ситроен 2 CV» имели двухцилиндровые оппозитные двигатели. Использование оппозитной схемы позволило создать простые, компактные и хорошо уравновешенные двигатели.
    Но при увеличении рабочего объёма цилиндров таких двигателей возникает необходимость в применении специальных уравновешивающих механизмов, что уменьшает их преимущества. Сейчас производятся лишь сравнительно небольшие (с рабочим объёмом цилиндров менее 1,1 литра) двухцилиндровые оппозитные двигатели.


    Двигатель фирмы Subaru

    Двигатель фирмы Textron Lycoming


    Применение оппозитной схемы позволило создать очень удачные 4-6-8 цилиндровые автомобильные двигатели "Фольксваген", "Порше", "Субару". Тем не менее, такие схемы для автомобильных двигателей используются редко – сейчас их доля составляет только 1,3...1,9_% от всех производимых в мире двигателей.

    В то же время в авиации общего назначения (АОН) оппозитные, в том числе двухцилиндровые двигатели используются в абсолютном большинстве случаев.
    Например, примерно 83% самолетов АОН в США оснащены оппозитными двигателями Teledyne Continental и Textron Lycoming.
    Значительное число моделей авиационных двигателей "Rotax" и "Hirth" также являются оппозитными. Что интересно, по оппозитной схеме выполняются и двухцилиндровые двухтактные двигатели с синхронно работающими цилиндрами. Кроме того, на базе двигателя "Фольксваген" были созданы авиационные "Лимбахи", фирма "Порше" выпустила авиационный вариант своего мотора, а двигатели "Субару" используют любители для самодельных ЛА.
    Не будет преувеличением считать оппозитную схему лучшей из освоенных в производстве для двигателей АОН. Оппозитные двигатели имеют достаточно малый удельный вес (0,65-0,85 кг/л.с.), небольшой "лоб", образуют ряд модификаций с 2, 4, 6 и 8 цилиндрами. Эта схема позволяет легко использовать все современные достижения автомобильного двигателестроения. Прочные позиции фирм "Lycoming" и "Teledyne Continental" на рынке авиадвигателей во многом определяются удачным выбором конструктивной схемы.

    В Украине и России оппозитные двигатели практически не производятся за исключением устаревших двигателей тяжелых мотоциклов.
    Для  АОН сегодня выпускается только один отечественный двигатель, реально доведенный до кондиции – звездообразный М-14П Воронежского моторного завода. Несмотря на то, что это удачный двигатель, сегодня он по ряду показателей устарел. Кроме того, необходимо иметь не один мотор, а целую гамму - в разных классах мощности. Попытки создать другие двигатели так и не увенчались успехом. В частности, за многие годы так и не доведен  РПД.
    Причина сложившегося положения в том, что производители авиационной техники пока не могут гарантировать разработчикам и производителям двигателей достаточной серийности своих самолетов.
    Тем временем появляются предпосылки для значительно более широкого распространения АОН. Легкие самолёты нового поколения, оснащенные дизелями, могут оказаться экономичнее других транспортных средств (кроме автобусов) при междугородних пассажирских перевозках.
    Значительно снижены массы современных двигателей автомобилей массового производства. Так удельная масса у бензинового двигателя “Vortec 5700” производства группы GM Powertrain составляет 0,66 кг/л.с. а у дизеля “TD Vecter” производства Detroit Diesel – 1.0 кг/л.с.
    Ведутся разработки авиационных модификаций автомобильных дизелей Opel, Isuzu, Mersedes, компания PG Group, совместно с корпорацией Ford создает ряд авиационных дизельных моторов на базе моторов Ford нового поколения, объявила о своём намерении создать авиационную модификацию своего автомобильного двигателя и Honda.

    Предпосылки

    При использовании схемы с оппозитным расположением цилиндров, можно создавать лёгкие (с удельной массой 0.6-0.8 кг/л.с.) компактные и сравнительно простые двигатели внутреннего сгорания. В современных двигателях для АОН такая схема является преобладающей.

    При создании наземных транспортных машин такие двигатели не нашли широкого применения, что не в последнюю очередь связано с недостаточной уравновешенностью простых двухцилиндровых двигателей при увеличении размеров цилиндров и мощности, и со сложностью компоновки и обеспечения удобства обслуживания многоцилиндровых оппозитных двигателей при  установке их на автомобили.

    Автором предложены новые конструкции кривошипно-шатунных механизмов оппозитных двигателей (патенты UA56277, RU2191906, UA61980) обеспечивающие полную уравновешенность двухцилиндровых двигателей относительно сил и моментов инерции первого и высших порядков и, в случае двухтактных двигателей, уравновешивание газовых сил.
    При использовании обычной оппозитной схемы для небольших двигателей и изобретенных автором конструкций для крупных двухцилиндровых двигателей, обеспечения удобства их установки на наземные транспортные средства, могут быть созданы двигатели многоцелевого назначения – пригодные для установки на наземный транспорт, на АОН и катера. 
    Кроме того, оппозитная схема позволяет создавать модульные двигатели, собираемые из отдельных хорошо уравновешенных двухцилиндровых секций. В таких двигателях может быть реализовано полное отключение секций при работе на частичных нагрузках, что обеспечит экономию топлива и ресурса,  повысит надёжность двигательной установки.

    Задачи

    Значительное повышение эффективности ДВС при одновременном сохранении преемственности конструкции, методов разработки и производства существующих современных двигателей.

    Для того чтобы новые двигатели отвечали требованиям одновременно наземного, водного и воздушного транспорта и при этом могли быть запущены в производство с минимальными затратами, они должны иметь:
    1. высокую надёжность
    2. высокую экономичность
    3. высокий ресурс
    4. удобство в эксплуатации
    5. удобство компоновки на транспортных средствах
    6. минимальную стоимость
    7. возможность использовать обычные горюче-смазочные материалы
    8. удельную массу менее 1.3 кг/кВт.
    9. частоту вращения выходного вала менее 3000 об/мин.
    10. возможность длительной работы на режиме максимальной мощности.
    11. высокую степень унификации с производимыми двигателями
    Решения

    Для решения этих задач предложены следующие подходы:
    1. для двигателей с небольшими (до 0.55 л.) размерами цилиндров использовать обычную схему оппозитного механизма и встроенный редуктор, использовать модули-отсеки. Такой подход обеспечивает высокие характеристики весовой отдачи и позволяет максимально применять узлы и детали серийных двигателей. При этом автоматически решаются задачи 4, 6, 8, 9, 11, решение остальных требует принятия специальных мер. Этот подход реализован в проектах двигателей МК.
    2. для двигателей с большими размерами цилиндров, создавать новые конструкции двигателей применяя изобретенные схемы кривошипно-шатунных механизмов. Этим обеспечивается модульность конструкции,  возможность применять узлы и детали серийных двигателей. Таким образом решаются задачи 1, 2, 3, 4, 7, 8, 9, 10, 11. Эти подходы реализованы в проектах двигателей ДК.
    3. Удобство компоновки на транспортных средствах достигается при их проектировании с учётом особенностей силовых установок. Стоимость может быть снижена за счет сокращения количества деталей и номенклатуры используемых узлов, увеличения объёмов производства благодаря универсальности применения таких двигателей.
      


    Кирилюк © 2016