Серия двигателей внутреннего сгорания.

И.П. многократно показывали мне очень интересные микротурбины мощностью от 2 до 200 кВт, имеющие широкое применение на автомобилях, судах и использующиеся как силовые агрегаты.

Мне кажется, устройство таких двигателей-микротурбин должно заслужить внимание наших конструкторов. Они легче в 2-4 раза, по сравнению с нашими самыми современными двигателями. Благодаря очень высокой степени сжатия, они работают на обедненной рабочей смеси. Топливо сгорает полностью. Такие двигатели экологически чисты и обладают более высоким КПД. В них очень мало трущихся деталей. Нет бокового трения в цилиндре, создаваемого кривошипно-шатунным механизмом. Поэтому такие микротурбины долговечнее в четыре раза.

Рабочие газы для работы микротурбины вырабатываются однотактным карбюраторным дизелем. Но смеяться не надо. И.П. объяснили: поршень движется вправо,- рабочий ход, тут же происходит ранний выхлоп, продутие и наполнение цилиндра рабочей смесью. Поршень движется влево,- то же самое. Зажигание в дизельном режиме. А топливный насос заменен карбюратором, т.к. карбюратор лучше смешивает горючее с воздухом и оно лучше и быстрее сгорает.

И.П. показывали мне множество вариантов таких микротурбин. Из них я хорошо запомнил два.

1. Газообразователь маломощной микротурбины состоит из двух двухтактных двигателей, спаренных в одном общем цилиндре. Здесь нет ни шатуна, ни коленвала. Цилиндр посередине перегорожен перегородкой. На обеих его половинах симметрично установлены два двухтактных двигателя. Обе головки цилиндра и перегородка имеют сквозные круглые отверстия. Через эти отверстия проходит общий шток. С этим штоком наглухо соединены оба поршня обоих двигателей. Концы штока через головку цилиндра выходят наружу. Они полые и соединены внутренними каморами цилиндра. Таким образом, между двумя поршнями и перегородкой цилиндра образовались четыре замкнутые камеры. Пронумеруем их по порядку. 1 и 4 камеры наружные, в них происходит рабочий такт. А 2 и 3 камеры всасывают рабочую смесь из карбюратора и нагнетают ее в рабочие камеры.

Как работает газообразователь турбины. В левом отсеке цилиндра произошел рабочий такт. Поршень двигается в левую сторону. Клапанов здесь нет. Роль клапана играет широкое массивное уплотненное кольцо поршня. Кольцо насажено на поршень с большим продольным зазором (4-6 мм). Поршень двигается, а кольцо благодаря трению о стенки цилиндра пока остается на своем месте. В поршне открывается отверстие, соединенное с рабочей камерой. По мере движения поршня данное отверстие совпадает со сквозным отверстием на стенке цилиндра. Благодаря раннему выхлопу рабочие газы под давлением свыше 30 атмосфер выходят наружу цилиндра и попадают в центробежную турбину. Турбиной здесь является труба, обвивающая наружные стенки цилиндра. Ее сечение у выхода расширено в 30-40 раз. Рабочие газы из турбины выходят с нормальным "нулевым" давлением. Вся эта система установлена на шариковых подшипниках. Под давлением газов вся эта система вращается со скоростью более десяти тысяч оборотов в минуту.

Первый отсек цилиндра был наполнян рабочей смесью. По мере движения поршня пазы цилиндра совпадают с соответствующими отверстиями поршня. Рабочая смесь переходит во второй, рабочий отсек цилиндра. От сильного сжатия происходит рабочий такт, затем происходит продутие и наполнение цилиндра.

В четвертом отсеке происходит разряжение. В дальнейшем отверстия в штоке входят в цилиндр, происходит всасывание рабочей смеси из карбюратора.

В третьем отсеке в результате сильного сжатия воспламеняется рабочая смесь, происходит рабочий такт.

2. Второй вариант, более мощной микротурбины, гораздо сложнее. Он состоит из одного цилиндра и одного поршня. К поршню также наглухо прикреплены полые штоки, которые через отверстия головок цилиндра выходят наружу.

После рабочего такта поршень движется в левую сторону. Газы к турбине проходят также через отверстия цилиндра за счет смещения уплотнительного кольца. Рабочая смесь от карбюратора подается принудительно с помощью центробежного насоса. Такой насос установлен на едином валу турбины. Через полые отверстия штока рабочая смесь подается в первый отсек цилиндра, происходит продутие и наполнение.

По мере движения поршня в первом отсеке цилиндра происходит рабочий такт.

Смазка таких двигателей также принудительная. Внутри полых штоков проходят тонкие трубочки. Под действием центробежной силы масло из емкости всасывается и через отверстия штока и поршня подается к трущимся деталям и к стенкам цилиндра. В стенках цилиндра имеются отверстия для выхода отработанного масла. Отработавшее или лишнее масло под действием центробежной силы выбрасывается наружу и попадает в кольцеобразный неподвижный картер и оттуда всасывается вращающимися фильтрами-маслоочистителями.

Охлаждение двигателя воздушное, принудительное. Производится за счет работы вентилятора, установленного на одном валу с микротурбиной.

Описанная система представляет собой единый вращающийся вал, установленный на подшипниках. На этом валу работает электрогенератор, топливные и воздушные вентиляторы, центробежный масляный насос и масляный фильтр.

Такие турбины запускаются "мгновенно". Как? Это мой маленький секрет.

Дата добавления: 2015-10-13