Многоцелевые поршневые двигатели нового поколения

Главная страница        >> Каталог технологий        >> Двигателестроение
 
     

Двигатели нового поколения
Конструктивные схемы и характеристики некоторых двигателей

Двигатели нового поколения

Назначение:
  • силовая установка для летательных аппаратов, наземного и водного транспорта;
  • привод стационарных и мобильных агрегатов: электрогенераторов, насосов и т.п.
Конструктивные особенности.

Применен новый процесс приготовления топливо-воздушной смеси, существенно изменяющий характер ее горения (изобретение запатентовано). Топливо переводится в парогазообразное состояние, в отличие от капельно-жидкого в традиционных двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Новый процесс позволяет исключить детонационное горение, поднять степень сжатия, увеличить весовой заряд смеси в цилиндре. Обеспечено устойчивое горение сверх-бедной смеси, что резко улучшает экономичность ДВС. При этом масло, добавляемое в топливо двухтактнь1х двигателей для смазки трущихся частей, не испаряется и в процессе горения практически не участвует. Соотношение "топливо-масло" составляет 75:1, в перспективе -100 : 1.

В двухтактных двигателях серии ДВ отсутствие сложного механизма газораспределения, присущего четырехтактным ДВС, существенно упрощает техническое обслуживание двигателя, повышает его надежность и ресурс, снижает стоимость.

Алюминиевые цилиндры не имеют стальных гильз; их внутренняя поверхность, а также поршни имеют керамическое покрытие, получаемое с использованием новых недорогих технологий. В легких двигателях отсутствуют подшипники качения, т.к. все трущиеся пары, в том числе - шатуны и коленчатый вал - выполнены из алюминиевых сплавов и имеют слой пористой износостойкой керамики, хорошо удерживающей смазку.

Разработанная технология нанесения антифрикционного покрытия на детали двигателя позволяет наносить покрытие на активированную плазмой поверхность алюминиевых деталей. В отличие от известных дорогих технологий «спеченния» керамического порошка с трущейся поверхностью в данном случае керамика как бы "выращивается" в поверхностном слое алюминиевого сплава. При этом двигатель получает следующие преимущества:

  • масса шатунно-поршневой группы снижается на 35%;
  • расход горюче-смазочных материалов уменьшается на 15%;
  • уменьшаются динамические нагрузки и шумовой эффект;
  • срок службы шатунно-поршневой группы увеличивается в 2.0 - 5.0 раз, а общий ресурс двигателя - от 2001 часов до 8000 часов, чему также способствуют особенности Баландинской схемы.

В ходе стендовых испытаний, после наработки опытным двигателем 700 часов, не было обнаружено никаких следов износа деталей, имеющих керамическое покрытие.

Основные общие технические характеристики двигателей.
  • удельный расход топлива - 0,16 - 0,2 кг/л.с. в час (50% от расхода современных двухтактных ДВС );
  • удельная масса - 0,35 кг x N л.c. и менее;
  • себестоимость - 50 - 75 % себестоимости аналогичного четырехтактного ДВС;
  • возможность работы на низкооктановых неэтилированных сортах бензина и других видах топлива (керосин, дизтопливо);
  • низкий уровень шума работающего двигателя без использования сложных систем глушения;
  • ресурс - от 2001 до 8000 часов (авиаверсия), - от 6000 до 12001 (автоверсия).

Конструктивные схемы и характеристики некоторых двигателей

1. Авиационные двигатели бесшатунной схемы (аналог схемы Баландина).

Исполняются в двух, четырех и восьмицилиндровом вариантах. Двигатели ДВ-4, ДВ-8 - двухтактные, ДС-300 - четырехтактный. ДВ-4 имеет воздушное охлаждение, ДВ-8 - жидкостное, ДС-300 - масляное охлаждение. Запуск осуществляется электростартером.

Двигатель ДВ-4 построен, опытный образец демонстрировался на международном аэрокосмическом салоне МАКС-97.

Двигатель ДВ-8 находится в состоянии постройки.

На двигатель ДС-300 имеется комплект конструкторской документации.

Основные характеристики.
Марка двигателяДВ-4ДВ-8ДС-300
Количество цилиндров482 (4 камеры)
Рабочий объем цилиндров, см3 90018003600
Масса, кг3565120
Мощность макс., л.с.100210350-600
Обороты коленвала/мин500050005000
Удельный расход, кг/л.с. в час0,1650,1650,16-0,2
Ресурс до кап. ремонта, час4000-8000
Используемое топливоавтобензинавтобензиндизтопливо

Сравнительные характеристики некоторых авиационных моторов.
 ДВ-8 Делаэро, РоссияTELEDYNE Ю-240, СШАM-333 Чехия
Тип 2-х тактный4-х тактный4-х тактный
Число цилиндров844
Рабочий объем, см3180038733980
Взлет, мощность, л.с.210125130
Вес, кг.65115130
Габариты ДхШхВ, мм470х470х500747х835х5901118х425х628
Площадь миделя, м20,1700,4920,266
Топливо, октан, число92 - 95 (авто)10078

2. Многоцелевые двигатели.

Двухтактный двигатель ДВ-2МЛ.

Предназначен для установки на мотоциклах, в качестве лодочного, для привода электрогенераторов или гидронасосных агрегатов в переносных или стационарных установках. Отличается малой массой, способностью работать на низкосортных (дизельных) топливах, высокой долговечностью, низким уровнем шума, небольшой стоимостью в сравнении с аналогичными двигателями зарубежного производства, имеет характеристики выхлопа, соответствующие нормам "Евро-2".

Целесообразно использование двигателя в качестве силовой установки компактной сельхозтехники (минитракторы, мотоплуги, минитягачи и т.п.).

Все технические решения были предварительно проверены на базе серийного лодочного двигателя "Вихрь-30".

Опытный мотоциклетный двигатель построен, испытан в составе мотоциклетной силовой установки на базе Ижевских агрегатов.

Завершается постройка опытного лодочного двигателя.

Автомобильные четырехтактные двигатели ДВА-2 и ДВА-4.

Двигатели предназначены для использования в качестве силовой установки автомобилей класса "Ока", "Москвич" и т.п.

Новые двигатели работают по сложному тепловому циклу, позволяющему успешно реализовать такие возможности, как многотопливность, высокая удельная мощность, высокая экологичность. Зажигание топливной смеси происходит только в одном цилиндре. Во втором (соседнем) цилиндре с некоторым опозданием по фазе происходит сжатие воздуха до высокой степени, подающегося в определенный момент в первый цилиндр. Дальнейшее расширение происходит одновременно в двух цилиндрах.

Кинематическая схема и характеристики теплового процесса двигателя содержат в себе "know-how".

В настоящее время полностью подготовлен проект автомобильного двигателя, двигатель находится в состоянии постройки.

Двигатель ДВА-4 является механически спаренной версией двух двигателей ДВА-2.

Таблица
ДвигательДВ-2МЛДВА-2ДВА-4
Типдвухтакт. карбюрат.четырехтакт. инжектор.четырехтакт. инжектор.
Мощность макс., л.с.164080
Охлаждениежидкостноежидкостноежидкостное
Число цилиндров224
Расположение цилиндроввертикальноевертикальноевертикальное
Paбoчий oбъeм, см31257501500
Обороты коленвала, мин550050005000
Вес, кг*184085
Удельный расход, гр/л.с. в час185165-180165-180
Тип топливабензин,керосин,дизтопливобензин,керосин,дизтопливобензин,керосин,дизтопливо

* с электростартером - генератором.

3. Свободно-поршневой мотогидроагрегат.

2-х тактный свободно-поршневой двигатель имеет соосно разнесенные рабочие цилиндры, между которыми размещен гидронасос поршневого типа двойного действия. Поршень гидронасоса установлен на середине штока, жестко соединяющего своими концами рабочие поршни двигателя. Гидроцилиндр соосно штоку установлен в корпусе гидронасоса и выполнен в форме плавающего золотника, обеспечивающего двухсторонний вход и выход рабочей жидкости.

Специально для свободно-поршневого двигателя разработаны оригинальные системы продувки, смесеобразования, зажигания и запуска.

С гидронасосом соединен блок гидромоторов, в котором имеется устройство для дросселирования расхода рабочей жидкости ( вместо редуктора или коробки передач) и реверса потока жидкости (обеспечение заднего хода).

Мотогидроагрегат построен и испытан. Схема и образец запатентованы.

Мотогидроагрегат имеет следующие преимущества над традиционным двигателем с кривошипно-шатунным механизмом, оснащенным редуктором (коробкой передач):

  1. Высокая удельная мощность (малые механические потери на трение, симметричная встречно-петлевая продувка, газифицированная топливная смесь).
  2. Низкий удельный расход топлива
  3. Высокая надежность и большой ресурс.
  4. Упрощение и удешевление конструкции.
  5. Снижение металлоемкости.
  6. Низкая теплонапряженность.
  7. Возможность изменения хода поршня и степени сжатия в движении.
  8. Лучшие экологические показатели.
  9. Широкая универсальность применения.
  10. Возможность раздельного размещения двигателя и гидромоторов (непосредственно в колесах автомобиля, втулке винта вертолета).

Возможно применение разработанного мотогидроагрегата на вертолетах, автомобилях, вездеходах, тракторах и т.д.

Технические характеристики мотогидроагрегата.
Число цилиндров2Макс. обороты гидромоторов1500 в мин
Диаметр цилиндра76 ммСистема зажиганияспецмагнето
Макс. ход поршней80 ммСистема запускапневмозапуск
Объем цилиндров двигателя725 см3Тип топливаавтобензин от А-76
Макс. частота циклов6000 в минМасса мотогидроагрегата45 кг
Макс. мощность85 л.с.Габариты (ВхДхШ)300 х 300 х 500 мм
Диаметр поршня гидронасоса30 ммЛитровая мощность120 л.с.
Рабочий объем гидронасоса32 см3Удельный расход топлива200 гр/л.с. в час
Тип гидромоторовцевочные, с реверсомМоторесурс4000 час с увеличением до 8000 час
Рабочий объем каждого гидромотора140 см3

 
 
Главная страница        >> Каталог технологий        >> Двигателестроение

Наверх