Новая глава в истории моторостроения
Проходя мимо стройки, я обратил внимание на работу копра для забивки свай ;с какой лёгкостью, за секунду вертикально одним цилиндром с поршнем подбрасываемся молот весом около двух тонн, это вес двух легковых автомобилей? Не существует ещё такой двигатель, который с таким ускорением вертикально смог бы продвинуть такой вес, тем временем, пожалуйте.
Копер устроен по принципу двигателя со свободным ходом поршня. На сваю насаживается стальной поршень с направляющей, по которой скользит, молот большого веса и в котором имеется выточка в виде цилиндра. Чтобы привести в движение это устройство, кран поднимает ударную часть молота на необходимую высоту и бросает на поршень. Происходит впрыск топлива в цилиндр молота, и копёр начинает работать. Огромный молот легко подбрасывает один поршень с цилиндром. Чтобы завести копёр крану понадобилось поднять молот за одну минуту. Я смотрю на таблицу характеристик тракторных двигателей:
Число оборотов: 1500 за 1 минуту Число цилиндров : 12
Диаметр цилиндра : 150 мл/м
Умножаю1500 на 12 и получаю: 18300 рабочих ходов.
Восемнадцать тысяч рабочих ходов сделали тракторные поршни мотора для того чтобы поднять ударною часть копра, который потом подбрасывается одним цилиндром копра. Если учесть, что эти цифры отнесены к вертикальному движению груза, то в горизонтальном положении с учётом скольжения эта цифра в разы увеличивается.
Характеристика копра. Диаметр цилиндра :290 Степень сжатия :15
Вес ударной части:1800 кг (вес автомобиля ,для справки, 940 килограмм].
Почему такая нестыковка, такая разница в сравнение?
Очевидно частичная детонация вот причина этих простых математических несостыковок .
И еще любопытный случай. Однажды мотористам принесли в ремонт двигатель, где торчал сломанный шатун, пробив охлаждающую рубашку двигателя. «Что случилось?» – спросил я у моториста. «Детонация» – ответил он. Какая огромная сила ! Как заставить детонацию работать – подумал я.
Я пытаюсь убедить всех, что конструкция предложенного мною двигателя может работать на детонационном сгорание смеси. И далее, а в работе копра наблюдается исключительная согласованность процесса сгорания смеси и движения молота.
На этом примере заметно неторопливое движение молота в такт с процессом сгорания смеси и давления. Подражая работе копра, желательно, по возможности снизить скорость поршня, увеличить его массу. Закон Ньютона и теория эквивалентности Эйнштейна, говорят, что тяжесть и инерция одно и тожеявление. Используя не только давление рабочего цикла цилиндра, но и массу поршня.
Тяжелый поршень, как своеобразный маховик, давя на шейку коленчатого вала, дополняет общую картину движения.
Смысл конструкции предложенного двигателя в попытке использовать тот резерв мощности, который нам демонстрирует простая конструкция механизма копра для забивки свай.
Желая сохранить работоспособность копра и перенести эту работоспособность на двигатель, сверху ударной части копра я мысленно разместил второй рабочий цилиндр, / смотри фиг. 8 / 25-26, в которые поочередно входят поршни 27-28 а между позицпонно расположенными рабочими цилиндрами по середине разместил третий продувочный двух сторонний цилиндр 35 в котором двигается продувочный двух сторонний поршень 34 .В нём разместил рычаги передачи усилий рабочих и продувочного поршней .Получается двухсторонний двухтактный двигатель . А чтобы снять нагрузку с шейки коленчатого вала параллельно с рабочими поршнями представляя одно целое, двигаются два тормозных поршня, смотри фиг. 49-50 / входящие в тормозные цилиндры, 43-44 /в торцы которых ввинчены регулировочные винты 45-46 / см. фг. 9 /с контргайками 47-48. Рабочие и тормозные поршни неподвижно закреплены штоками 13-14-15-16-17-18 , которые скользят в отверстиях 19-20-21-22-23-24 и через балку 11 шатуна 10 приводят в движение коленчатый вал 8 и вал отбора мощности 7.
О работе двигателя
Как известно воздушно-бензиновая смесь имеет две скорости горения это20-30м/сек, именуемое нормальным, и взрывное сгорание 2000м/сек., или детонационное. Детонационное сгорание в современных двигателях не применяется в виду несовершенства их конструкции. В предложенной конструкции двигателя, где вмонтирована тормозная система, предусматривается взрывное горение смеси. В копре предполагается взрывное горение смеси, где резкое быстрое сгорание смеси сталкивается с массой ударной части копра, своимвесом, которая сглаживает быстрый импульс сгорания и давления, переводя движение ударной части в плавное движение. Здесь ярко проявляется теория эквивалентности, тяжести и инерции.
Принцип эквивалентности, не что иное как утверждение, что тяжесть и инерция – одно и то же. Это не просто похожие явления. Тяжесть и инерция – два различных слова для одного и того же явления. Проще говоря, груженый автомобиль труднее разогнать, но его и труднее остановить. И «вот это труднее остановить» я пытаюсь использовать в предложенной конструкции двигателя, в момент рабочего хода поршня, когда он своей массой давит на шейку коленчатого вала. А в нужный момент тормозной поршень, который в конце рабочего такта отсекает и тормозит массу комплекта поршней до нулевого значения, не давая перегружать шейку коленчатого вала. В следующий момент подталкивается, используя давление воздуха от предыдущего момента торможения (принцип маховика).
Параллельно с рабочими поршнями как одно целое двигаются тормозные поршни, поочерёдно входящие в тормозные, оппозиционно расположенные, регулированные цилиндры.
Особая конструкция тормозных цилиндров, в торцах которых располагаются регулировочные винты, автоматически передвигающие тормозную воздушную подушку, в зависимости от количества оборотов коленчатого вала и комплекта поршней и не дающие возможности в нужный момент в точке возвратно-поступательного движения комплекта перегружать шейку коленчатого вала.
Вся конструкция требует исключительной согласованности, точности и последовательности всех процессов работы двигателя.
В учебниках по теории двигателей говориться, что детонационное сгорание не приемлемо: резкое взрывное горение топлива плохо отражается на работе узлов двигателя – слышны металлические стуки и узлы механизма выходят из строя. Современный двигатель не приспособлен для детонационного сгорания топлива. По этому, что бы этого не случилось, я предлагаю другую технологию.
Обратите внимание на скорость сгорания – это 20-30 м/сек. – нормальное и 2000 м/сек. -детонационное. Это все равно, что поехать на велосипеде со скоростью 200 км в час, и удивляться, почему он развалился. Просто велосипед приспособлен для скорости 30 км в час.
Для того, что бы взрывной характер горения смеси сделать управляемым нужно увеличить вес поршня, который своим весом погасит тот импульс, произошедший при взрывном характере сгорания смеси. Металлические стуки в зазоре осей шатуна и прдшипников исчезнут, поршень возьмет их на себя и относительно плавно начнет свое движение. Вспомните, как в цирке на живот ассистента кладут бетонную плиту, а фокусник бьет кувалдой по этой плите, и после этого удара ассистент встаёт невредимый. Удар кувалды гасит, масса плиты. Тоже самое произойдёт с детонационным сгоранием смесей. Массивный поршень погасит тот ударный импульс детонационного сгорания смеси, а воздушная подушка в нужный момент в точке возврата поршня отсечёт лишнюю массу поршня, оградив коленчатый вал от перегрузки. Давление возникшее вследствие взрыва воздушно бензиновой смеси не пропадает, оно переходит состояния инерции в состояние тяжести./ два различных слова для одного и того же явления /.
Увеличивая вес поршня, проигрывая в скорости, выигрываем в весе. Попутно получаем лучшие возможности для газообмена, и гасим массой поршня импульс взрывного горения, растягивая его во времени. Используя давление, возникшее вследствие его сгорания в нужной пропорции во времени. Массой поршня, давя на шейку коленчатого вала, объединяем общие усилие результата давления, возникшего в камере сгорания от взрыва топлива.
Далее: если дело идёт о взрывном горении то слово «октановое число» потеряет своё значение и безразлично, какой вил топлива вы используете в предложенном двигателе – все будет зависеть от веса поршня и чёткой работы двигателя, управ ляемого компьютерной программой, отвечающей за все параметры работы двигателя. А вес поршня будет, в конечном счете, определять балансировочная перемычка 68, маркированный вес которой можно будет свободно заменить согласно таблице и программе в зависимости от марки топлива и качества форсунок. Без компьютерной программы, без её тщательного контроля всех систем немыслима работа двигателя.
Комплект из 8й предложенных универсальных поршней, собранных в двигателе предлагаемой конструкции, его работоспособность - это 16 рабочих ходов за один оборот коленчатого вала, такая производительность труда за единицу времени .Цифра 8 в подборе количества поршней выбрана не случайно .На протяжений 360 градусов поворота коленчатого вала обеспечивается сбалансированная работа поршней на попарной работе всего комплекта. И лучшего соотношения в моменте, когда одна пара поршней находится в в.м.т., другая пара на середине рабочего цикла.
Технология изготовления двигателя, его обкатка и работа.
При изготовлении двигателя увеличивается толщина цилиндра. Изготовление поршня с минимальным весом комплектуется стабилизирующей балансировочной перемычкой 68, которая определяет конечный вес поршня, от которой зависит его скорость как в сторону увеличения, так и в сторону его замедления. Стабилизирующая перемычка 68 маркирована по весу и легко подбирается в зависимости от состава горючего, способности форсунки и программы диктующей обшей вес поршня.
Далее идет обкатка двигателя без коленчатого вала через механизм синхронизации для определения работы тормозных цилиндров и точек возврата поршня. После этого вставляется коленчатый вал. При запуске двигателя, пускач разгоняет двигатель до рабочих скоростей, и только после этого, впрыскивается горючее. Двигатель работает по двухтактному варианту: двухсторонний поршень с вмонтированным в него по середине продувочным цилиндром при движение в одну сторону продувает цилиндр в противоположной стороне и наоборот, а тормозные цилиндры имея сквозные прорези соединенные как с цилиндром торможения, так и с атмосферой , с каждым тактом наполняются воздухом за счёт атмосферного давления. Тормозная подушка автоматически передвигается, оберегая коленчатый вал от перегрузки, программой заложенной в компьютере двигателя.
Несколько слов о монолитном двухстороннем поршне / смотри фиг. 17 /.
Рабочие поршни и параллельно двигающиеся вместе сними тормозные поршни это одно целое, одна деталь конфигурация которой соединенная стержнями / смотри фиг.17/это монолитный много функциональный двухсторонний поршень осуществляет как подачу воздушно-бензиновой смеси заполняя ею цилиндры, так и продувку их от продуктов сгорания, как сжатие воздушно-бензиновой смеси, так и передачу рабочего движения рабочей группы поршней на вал отбора мощности как торможение тормозного поршня в регулированном цилиндре, так и освобождения шейки коленчатого вала от массы двигающегося монолитного двухстороннего поршня. Как способность двигателя работать на взрывном / детонационном / характере работы двигателя, взяв на себя за счёт своей массы жёсткий импульс сгорания смеси, оградив узлы и подшипники шатунного механизма от разрушения и в последующий момент, тормозная система, нейтрализуя массу поршня оградит шейку коленчатого вала от перегрузки. Этот поршень, двигаясь , строго подчиняется как второму закону Ньютона, так и теории эквивалентности Эйнштейна, где неоспоримо говориться, что тяжесть и инерция – одно и тоже. Это не просто похожие явления, тяжесть и инерция – два различных слова для одного и того же явления. И в заключение можно сказать о этой детали фиг. 17, что располагая тормозной системой она может не ограничивать себя как в длине хода, так и скорости и веса а значит, в длине рычага коленчатого вала, с вытекающими из этих соображений последствий строгого закона Архимеда. Перечисляя достоинства предложенного двигателя я задаю ,себе вопрос? А чем может похвастаться современный двигатель? Уж не тем ли что горит смесь со скоростью 20-30м/ск .Хотя школьникам известно, что от скорости сгорания топлива зависит мощность двигателя. Или тем что сгорание начинается уже за 30* до прихода поршня в в.м.т. И это вынуждиная мера вызвана из за медленного процесса сгорания топлива. А вот при взрывном сгорание смеси, где процесс протекает в сотни раз быстрее, опережение зажигания, минимально. Предполагаю, что возможно даже импульс взрыва направить в след удаляющемуся поршню, где масса поршня и взрыв смеси направленный в момент уже прошедший поршнем в.м.т. смягчит жёсткий импульс взрывного горения. Вся эта масса поршня, в момент зажигания даёт нам широкую возможность эксперимента, при тормозной системе поршня предлагаемого двигателя. А то описание, и попытку использования взрывного горения в современных двигателях нельзя принимать в серьёз, в виду несовершенства конструкции. Очевидно, прохождение поршнем в.м.т. не совпадало с взрывным горением, детонация опережала процесс прохождения поршнем в, . т. и связанные с этим негативные последствия, и многое другое. И далее: современный двигатель капризен к качеству бензина греется он как самовар. А вот что пишут учебники. ( Таким образом, при быстром сгорании топлива повышается мощность двигателя и возростает его экономичность в результате уменьшения потерь теплоты с отработавшими газами и в охлаждающую жидкость или воздух ] конец цитаты.
Цель изобретения
Работа двигателя предполагается на взрывном детонационном сгорании смеси. Для этой цели предусмотрен сравнительно тяжелый поршень с тормозной системой. Это необходимо для нейтрализации момента взрыва смеси и ее разрушительного действия на втулке шатунов и осей двигателя. Мы увеличиваем вес поршня перемычкой 68 до момента исчезновения стука в осях двигателя и сравнительно плавного хода поршня. Разогнав пускачем до скорости работы двигателя впрыскиваем горючее, от сильного сжатия оно самовоспламеняется и детонирует. От быстро протекающей реакции и детонации 2000 м.с, которая протекает в 100 раз быстрее, чем в обычном двигателе: опережение зажигания поставлено под вопрос. И так, при сравнительном анализе, где за 30 градусов до прихода поршня в в.м.т. в современных двигателях происходит начало сгорания смеси в виду ее медленного сгорания и уже заканчивается на 15 градусе прохождения в.м.т. фактически все вылетает в трубу.
Не происходит настоящего давления при сгорании смеси. В предложенном двигателе все происходит иначе. Быстрое протекание процесса сгорания благоприятно отражается на характеристике использования момента сгорания и его влияние на КПД этого процесса. Подробнее – это, очевидно, происходит так. Произошёл короткий импульс сгорания и масса поршня приняла на себя этот импульс, а поскольку поршень, имея массу сдерживает и сглаживает волну давления, сам начиная своё движение, приобретает большую массу. Здесь наблюдается переходной момент от тяжести к инерции . А поскольку это / согласно теории эквивалентности/ два различных слова для одного и того же явления, то мы ничего не теряем: мы выигрываем во времени, делая процесс сгорания смеси приемлемым для применении его в предложенном двигателе. Используется вся сила импульса сгорания и давления, где ни только давление в цилиндре, но и масса поршня объединяют общую картину давления на шейку коленчатого вала.
Быстрое сгорание смеем и наличие тормозной системы в корне преобразует характеристику двигателя, объединяющий момент давления в цилиндре двигателя от сгорания смеси и массы поршня, возможности увеличения длинны хода поршня, а с ним. и длинны плеча коленчатого вала, и возможности манёвра в целях экспериментальных проб для нахождения оптимального решения при постройки двигателя. Благодаря тормозной системе предложенного двигателя возможна четырех тактная клапанная система газообмена, фиг. 10.
Цель изобретения – значительно повысить К.П.Д. двигателя.