Появление новых типов двигателей и сравнение их параметров с существующими двигателями внутреннего сгорания

УДК

ВОЛОСТНЫХ РЕНАТА ГЕННАДЬЕВНА

ПАВЛЕНКО ИВАН МАКСИМОВИЧ

ГАПОУ «Кузбасский колледж архитектуры, строительства и цифровых технологий»

студент, 3 курс, 23.02.04 «Техническая эксплуатация подъемно-транспортных, строительных дорожных машин и оборудования»

ПОЯВЛЕНИЕ НОВЫХ ТИПОВ ДВИГАТЕЛЕЙ И СРАВНЕНИЕ ИХ ПАРАМЕТРОВ С СУЩЕСТВУЮЩИМИ ДВИГАТЕЛЯМИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Аннотация. Целью статьи является исследование сравнение новых типов двигателей по свойствам и характеристикам. В статье затрагивается тема использования современных ДВС, необходимость применения их в минитехнике. В статье описываются особенности конструкций дискового двигателя внутреннего сгорания, определяется их теоретическая значимость. Новизна и оригинальность идеи, заключается в возможности использования этих видов ДВС для машин с малыми габаритами.

Двигатель – наиболее сложный и важный агрегат, от состояния которого зависят многие технические и экономические показатели работы машины. ДВС-

Дисковый двигатель [1] является двигателем внутреннего сгорания, состоящим из одной подвижной части, передающей движение непосредственно на коленчатый вал.

Он отличается от ранее известных типов двигателей внутреннего сгорания принципом передачи механического движения, используя вращение наклоненного диска, по принципу действия наиболее похож на аксиальный двигатель внутреннего сгорания [2].

Рисунок 1 — Дисковый двигатель внутреннего сгорания.

Проблема уменьшения динамических нагрузок в механизме ДВС сводится к уменьшению энергии, закольцованной в возвратно-поступательном, качательно - вращательном и других видах движений, обеспечивающих круговой рабочий цикл. Уменьшение инерционных нагрузок позволит при неизменных прочности и массе механизма увеличить передаваемую им полезную нагрузку.

Принцип действия.

В базовой конфигурации основную часть двигателя составляет невращающийся диск, насаженый на Z-образный вал, концы которого совершают вращательное движение, когда диск выполняет колебательное движение без поворота вокруг своей оси. Одна область диска используется, как зона впрыска и сжатия, следующая область используется на рабочий ход, а оставшаяся часть используется для выпуска отработанного газа. Устройство двигателя позволяет использовать в том числе и дизельное топливо, что при небольших размерах самого двигателя позволяет использовать его в беспилотных летательных аппаратах.

Энергия теплового расширения передается непосредственно на коленчатый вал, без использования шатуна. Диск качается внутри корпуса и, в простейшем варианте, одна половина диска работает на впрыск и сжатие, другая — на рабочий ход и выпуск выхлопных газов. Диск сконфигурирован таким образом, чтобы объем частей, отвечающих за сжатие и расширение, совпадал, однако это соотношение можно изменять для получения двигателя с турбонаддувом.

Патент США № 5251594 на двигатель внутреннего сгорания с качающимся диском был выдан Леонарду Майеру в 1993 году, однако в патенте не приведено ссылки на гидравлический двигатель братьев Дакин [3], изобретенный в 1820 году, хотя от прототипа он отличается лишь формой диска.

Сравнение дискового ДВС и поршневого ДВС.

В качестве примера возьмем двигатель от погрузчика Komatsu FD15T-20 объемом 2659 см³. Определим размер дискового двигателя того же объема при следующих условиях: угол наклона диска к вертикали — 30 градусов, радиус внутренней сферы равен половине радиуса двигателя.

Объем шарового слоя равен [4]:

Однако реальный рабочий объем двигателя будет в два раза меньше его реального объема:

Таким образом, радиус камеры двигателя будет равен:

Поршневой двигатель такого же рабочего объема имеет в два раза большие размеры. Таким образом, при одинаковых параметрах двигателя машина с дисковым двигателем имеет меньшие габариты, а, следовательно, менее металлоемка и более маневрена на строительных площадках.

Список литературы:

1. PATENT US 5251594 A

2. Электронный ресурс - [http://www.douglas-self.com/MUSEUM/POWER/unusualICeng/axial-ICeng/axial-IC.htm]

3. Stephen Glover - The history of the county of Derby, ed. by T. Noble, 1829

4. Электронный ресурс - [https://ru.wikipedia.org/wiki/]