В поисках золотой середины (окончание)
В предыдущих заметках по поводу поисков резервов совершенствования ДВС в части повышения экономических и экологических свойств ДВС были рассмотрены как самые весомые направления поисков, так и на первый взгляд несущественные обстоятельства, влияющие на конечный результат.
Однако это только на первый взгляд – по известному выражению известного же мудреца «и малые причины вызывают большие последствия!»
Каждому интересующемуся ДВС известно, что из отведённой рабочим циклом четырёхтактного двигателя половины оборота коленчатого вала для совершения такта рабочего хода активно используется не более 75% этой половины.
Иными словами, 25% отведённого для рабочего хода времени и пространства пропадают без какой бы то ни было пользы, что явно не улучшает показатели двигателя.
С учётом этого обстоятельства увеличение доли времени эффективного рабочего такта уже не кажется мелочью. Вот и ещё один резерв повышения эффективности ДВС.
Всем известно явление «опережение зажигания». Это когда рабочая смесь поджигается до прихода поршня в верхнюю мёртвую точку. Но все ли задумывались, что начинающая гореть и расширяться рабочая смесь сопротивляется движению поршня?
Повышает ли это сопротивление эффективность работы двигателя? (возражение, что иначе смесь не успевает сгореть, не принимается – это тема отдельного разговора). Так что занесём в список перспективных направлений путей поиска ликвидацию понятия «опережение зажигания» и увеличение доли отведённого на рабочий ход времени и пространства, жалеть о потраченном времени в случае успеха не придётся.
Продолжая рассматривать рабочий цикл двигателя классической конструкции, заметим, что выпуск расширяющихся газов начинается до прихода поршня в нижнюю мёртвую точку и заканчивается после открытия впускного клапана.
Таким образом, имеет место быть явление «перекрытия клапанов», то есть одновременного пребывания впускного и выпускного клапанов в открытом состоянии. Не забудем, что явление насосного действия быстро движущейся струи ( в нашем случае выхлопных газов) никто не отменял.
Вследствие этого часть свежей топливо-воздушной смеси уносится в выхлопную трубу (по некоторым данным – например, http://rtc-ec.ru/notes/o_dvs.html - до 25%), где и сгорает, не принося никакой пользы, если не считать шумового эффекта.
Вот мы и приближаемся к концу жизненного цикла дозы топливо-воздушной смеси, первоначально отделённой от общего потока. Осталось только подготовить рабочий объём цилиндра к приёму новой дозы, а для этого следует этот самый объём очистить от отработавших газов.
Здесь тоже не всё гладко. Степень очистки цилиндра от остаточных газов оставляет желать лучшего, а это прямым образом влияет на степень наполнения свежей порцией топливо-воздушной смеси. И это дополнительно снижает эффективность работы двигателя.
На этом, пожалуй, можно закрыть список направлений поиска способов повышения характеристик двигателя и повышения эффективности его работы. Остаётся только добавить, или повториться, что не следует пренебрегать никакими обстоятельствами, сколь бы незначительными они не казались – сумма их всегда будет очень ощутимой.
А список направлений может быть и расширен. На выходе мы получим малошумный двигатель с высокими удельными технико-экономическими показателями. А вслед за снижением расхода моторного топлива получим пропорциональное снижение нежелательных окислов, с которыми ведётся жестокая борьба.
И когда кто-то из вас, читающих эти записки, с карандашом, циркулем, линейкой, бумагой и калькулятором в руках, пройдёт вслед за автором весь тернистый путь поисков и расчётов, то в конце он обнаружит невероятный для стандартных решений результат, а себя увидит сидящим со стопкой чертежей и поглаживающим себя же по затылку от внутреннего удовлетворения и размышляющим, чем бы ещё заняться.
Автор всегда готов к конструктивному диалогу с искателями на упомянутую тему.
Так что попрежнему – «Бороться и искать, найти и не сдаваться!»
Автор: Кривко Николай Михайлович, инженер-машиностроитель, создал 13 изобретений.
Хотите поделиться своими мыслями и материалами на страницах нашего сайта? Пришлите нам свой пост, который мы опубликуем в сайте под вашим авторством. Требования к тексту смотрите по ссылке в комментариях.
