Электровелосипед+аккум+бензогенератор

[kommunist]

Не переводи стрелки на другую тему. Ракетными двигателями занимался Фон Браун, но он находился в руках США. А у нас работали инженеры Юнкерса, поэтому для Ту-95 при их поддержке был разработан двигатель НК-12, за основу которого был взят двигатель Юмо-022 этого концерна.

Да в том то и дело, что речь тут началась о сравнении кпд 2-тактников с 4-тактниками, а ты ушёл в сторону со своей критикой советского строя (или в целом русских)   Кстати, как и в той теме про мощные зарядки, где я просто спросил где взять такого типа зарядку, и тут началось
Ладно забыли, давай всё таки про ДВС для бензогены?

[kommunist]

Может забыл, а может и не читал. -Выкладывай. Будем обсуждать и критиковать.))  Я помню, что были вопросы по повышению экономии двухтактников. Но её можно повысить только применением непосредственного впрыска топлива. На маленьких моторах такую схему питания я встречал на каком-то 50 кубовом итальянском скутере. 

Со всеми подробностями на чипмейкере делился, там спецов много по двс и металлам. Обсудили, увидели зерно, кто-то даже полезную инфу подкинул. Технологии изготовления вполне доступные для небольшой частной мастерской. Но читать долго, предупреждаю. Если по диагонали, то лучше не надо. Только если готов по настоящему вдумчиво.

[aviator79]

на чипмейкере делился, там спецов много по двс и металлам.

По металлу не спорю, есть спецы, но по ДВС там полные дебилы!  -Я как-то в одной теме хотел было поправить одного "специалиста", дорабатывающего и ремонтирующего спортивные моторы, но после нескольких словесных перепалок с ним обнаружил, что на форуме не только он, а вообще никто не понимает, в чем заключается разница между лошадиными силами, например, тракторных моторов, моторов для шоссейных байков и электромоторов.  И подобных споров на другие темы было не мало. Поэтому лучше выкладывай здесь основную  суть своей доработки. И помни, что краткость сестра таланта.   

[edw123]

вообще никто не понимает, в чем заключается разница между лошадиными силами, например, тракторных моторов, моторов для шоссейных байков и электромоторов.

Интересно, и в чем же разница? Православная 736Вт и вражеская 745Уатт?

[aviator79]

Интересно, и в чем же разница?

Так в том-то и дело, что её нет, а все(!)  чипмейкеровские моторные "специалисты" утверждают, что они разные и поэтому мотор от спортбайка, установленный на трактор, никогда не сможет выполнять ту-же работу, что и родной дизельный мотор. ))) Бестолковая дискуссия велась давно, лет 5-7 назад и не было ещё примеров типа такого: https://www.youtube.com/shorts/YjGxpkYeG_c   

[kommunist]

По металлу не спорю, есть спецы, но по ДВС там полные дебилы!  -Я как-то в одной теме хотел было поправить одного "специалиста", дорабатывающего и ремонтирующего спортивные моторы, но после нескольких словесных перепалок с ним обнаружил, что на форуме не только он, а вообще никто не понимает, в чем заключается разница между лошадиными силами, например, тракторных моторов, моторов для шоссейных байков и электромоторов.  И подобных споров на другие темы было не мало. Поэтому лучше выкладывай здесь основную  суть своей доработки. И помни, что краткость сестра таланта.   

Ну да, сперва конечно куча троллей было, на грамотные парни таки проявились. Итак, короче уже никак:

Итак, это строго однорежимный 2-тактный 1-цилиндровый 500куб.см. мотор, с расчётной мощностью около 10 квт. на 3000об/мин., с прямоточной продувкой из кривошипной камеры.

Потери в кпд у нас такие:

1.Недогоревшее топливо (около 15% в современных двс)

2.Потери тепла в стенки камеры сгорания и цилиндра

3.Потери тепла с выхлопом

4.Трение и насосные потери

Работаем по всем пунктам, но так, чтобы двигатель оставался реальным для изготовления с простым станочным парком в гаражах.

Берём за базу судовой 2-тактный дизель, на которых достигли наивысшего кпд в 60%. То есть, 1 большой выпускной клапан в головке и перепускные окна по всей окружности, очень малой высоты, открываемые поршнем в НМТ. Расположение каналов окон по касательной, а значит  получаем очень сильное и стабильное закручивание смеси в постоянном режиме, что при сжатии, что при  сгорании и расширении. В малом объёме цилиндра потерь тепла в цилиндр конечно будет больше, что неизбежно снизит кпд, но серия мероприятий ниже позволит эту потерю перекрыть.

        Картер и коленвал вполне годится от ИЖ-Планета-5 (продувка из картера), лишь немного дорабатывается коленвал для точечной цикловой подачи масла строго к каждому подшипнику. Поршень из титана с верхом из инвара. Цилиндр из стали с непосредственно на него накручиваемой стальной головкой. Такое сочетание металлов и их коэфф.термического расширения позволит получить очень малый зазор, возможно даже получится обойтись вовсе без поршневых колец. По крайней мере некоторые модельные без колец работают, тем более, малых оборотов у двигателя не будет никогда. Поршень без овально-бочкообразностей. Минус титана в полной невозможности работать на трение, поэтому боковые поверхности напыляем износостойкой бронзой или даже железом.  Всю камеру сгорания (поршень и головку с клапаном) напыляем оксидом циркония - теплоизолирующая керамика, используемая на лопатках турбин (теплопроводность как у фторопласта!). Более того, в порошок этой керамики перед плазменным напылением (цена работы не запредельна) добавляем немного платиновой черни (пудра платины невысокой чистоты, на али доступна), доли грамма, ну вы уже догадались для чего. Таким образом, мало того что с хорошо утеплённой камерой сгорания, потери тепла в разы уменьшаются, но ещё важнее то, что в пристеночной области, где горение смеси вялое из за холодных стенок (что и является причиной 15% недогоревшего топлива), у нас горение не будет ухудшаться в силу раскалённого тончайшего слоя керамики почти до температуры пламени. Осталось добавить что тут делает платина, кто не понял. А то же что и в катализаторе - дожигает несгоревшее, только в пользу на рабочий процесс, а не снаружи, раскаляя катализатор в обычных авто. Вы ведь знаете что в присутствии пудры платины даже при комнатной температуре уже загораются много топлив? Ну так и работает она как катализатор.

Далее, изучив трибологические св-ва оксида циркония, был черезвычайно приятно удивлён тем что эта керамика превосходно работает и на трение! Великолепная пара трения её со сталью с коэфф.трения всего 0,1, причём до скоростей 34м/с. С бронзой её работу найти не удалось, надо испытывать самим, впрочем говорил что титан можно напылить и сталью. Это всё про то, что оксидом циркония напыляем и цилиндр тоже. Обработать будет сложнее, но оно того стоит. Свеча в головке имеется, но, скорее всего, она потребуется только до прогрева двигателя, далее будет работать калильно катализаторное зажигание от раскалённой керамики с платиной. И начнётся строго с начала непосредственного впрыска топлива в ВМТ, загораясь сразу по всей площади камеры. На оборотах 3000 высокого давления впрыска нам не надо. Сгодится и простой ТНВД для малогабаритных 1-цилиндровых дизелей, выпускаемый в Белоруси. Итого, двух зайцев мы уже убили (недогоревшее топливо и потери тепла в стенки), идём дальше. Кстати, мотор, судя по всему будет многотопливным, возможно даже на отработке заработает, правда её придётся перегнать перед использованием, избавившись от металлов и серы, которые наверняка угробят керамику с платиной.

Кстати, про возможность безкольцевых поршней. Бывалые машинисты тепловозов говорят, что дизель тепловоза вполне работает без колец на поршнях, только заводится труднее и дымит больше. У него и цилиндры и поршни чугунные, но если поршень инварно-титановый, то зазор ещё меньше можно делать. Просто безкольцевой поршень тоже убивает сразу множество зайцев: больше ресурс, надёжность, проще изготовление, меньше смазки, меньше теплопотерь. На вскидку, распределение температур может быть таким: верх поршня (инвар) 300 гадусов, основное тело поршня из титана - 200, цилиндр 120. При испытаниях, при первых признаках прихвата уменьшаем охлаждение цилиндра снаружи, таким образом неизбежно уменьшим разницу между поршнем и цилиндром увеличивая этим зазор. Так выходим на ту температуру цилиндра, которую следует поддерживать при эксплуатации. Ведь нагрузка и обороты при генерации на акб  не меняются почти совсем.

Ну по поводу ловли 3-го зайца. В нашем двигателе реализован цикл Миллера одним выпускным клапаном в головке на соленоиде. Кстати, в судовом дизеле его реализовать почти невозможно, в силу того, что давление сжатия всегда должно быть максимальным для воспламенения. А у нас же легко.  Предположу, что наполнение цилиндра будет оптимально от 20 до 30%, то есть степень расширения в 3-5 раз больше степени сжатия, но тут только опыт покажет оптимальное значение. Цель - сработать давление газа до максимума, вместо обычного остаточного давления 5-6 бар, в идеале чтобы осталось не более 1бар на выпуске. Для минимизации насосных потерь, впускное в кривошипную камеру окно под поршнем очень малого размера, так, чтобы именно 20-30% воздуха в кшм и засасывалось. При настройке работаем с заслонкой, но после получения оптимума фиксируем окно там где надо.

Далее, поскольку при таком слабом сжатии поршень почти не будет оказывать сопротивления, то смещаем цилиндр от оси коленвала на очень приличный градус (так называемый дезаксиаж) для разгружения стенки цилидра при рабочем ходе, что снизит как трение, так и износ. А цилиндр из стали как раз и позволит изготовить для него наклонный флянец и приварить для крепления к картеру.  Вес мотора ориентировочно 30кг. Смазка конечно же раздельная с цикловой подачей непосредственно к каждому подшипнику КШМ, как в Ротаксе ЕТЕК, где общий расход масла на прогар не более чем в 4-тактнике с его трудоёмкими заменами. Ну и наконец, посколько наш двс всегда работает на 3000оБ/мин (плюс минус), то есть большой смысл установить резонаторы Глемгольца, как на впуск, так и на выпуск, что ещё уменьшит насосные потери и снизит шум и без того сработанного давления выхлопа до минимума.
           Для охлаждения на трубу цилиндра навиваем алюминевую трубку на термопасту, с током антифриза сверху. Таким образом выравнивается температура всего цилиндра. Либо воздушные рёбра на термопасте расположенные строго радиально по цилиндру и головке, с током воздуха от кулера строго сверху внутри кожуха.

[aviator79]

Потери в кпд у нас такие:

1.Недогоревшее топливо (около 15% в современных двс)

Как были получены эти параметры?   Остальное не читал. -Я же просил изложить только саму суть повышения КПД мотора.  То-есть, не реализацию, а только суть.

[kommunist]

Как были получены эти параметры?   Остальное не читал. -Я же просил изложить только саму суть повышения КПД мотора.  То-есть, не реализацию, а только суть.

С помощью газоанализаторов выхлопа, других путей нет. И цифра 15 % двигателестроителям известна давно, гугли. Где-то больше где-то меньше. Причина именно в соприкосновении горящих газов с холодным металлом цилиндра и поршня (200-300 градусов это холод для пламени). И, кстати, дожиг даже всех этих 15% в цилиндре добавит к обычному кпд 4-тактника всего 1/7 часть от 25, то есть 25+3,5=28,5%. На трение и насосные потери в 4тактнике уходит 7-10% на номинальном режиме, в нашем 2-тактнике оно снижено примерно втрое, то есть добавляем 5-6% к 28,5=34% Остаётся около 60% потерь в систему охлаждения и выхлоп, с чем мы очень прилично поработали, в результате чего возможно получится забрать в работу до половины из 60. Ну то есть, до кпд судового вполне реально дотянуться на одном режиме, а это 140гр/квт/ч или 2л/100км, при обычной трассовой скорости 90-100км/ч электромобиля, скажем на базе Ауди А2 или ОКА.

[edw123]

при обычной трассовой скорости 90-100км/ч электромобиля, скажем на базе Ауди А2 или ОКА.

На 10КВт? Т.е. для разового рекордного замера конечно возможно. Ока с 1 человеком после 60 уже грустна, с 20КВт.

[aviator79]

в нашем 2-тактнике оно снижено примерно втрое, то есть добавляем 5-6% к 28,5=34%

По факту вряд-ли удастся получить такой результат. По собственному опыту и имеющейся информации скажу, что сколько бы не пытались усовершенствовать работу 2х тактного мотора, он всё равно никогда не получался экономичнее 4х тактного, даже если его усложнять до уровня 4х-тактного и выше.  Очень большие изыскательные работы проводились и проводятся по улучшению экологичности автомобильных моторов, что косвенно приводило и  к увеличению КПД тоже. Поэтому все методы известны и описаны в технической литературе. Но они все сложные для выполнения в гаражных условиях.)) Я лет 15 назад тоже добивался экономичности мотора для аварийного электрогенератора небольшой мощности, где-то ватт на 600-800 для дачи. И получилось, что выгоднее всего использовать сжиженный газ пропан-бутан. Под него и были "заточены" все настройки и доработки мотора от Оки. В крайнем случае его можно запустить и на бензине, если переключить зажигание и понизить обороты.

[kommunist]

На 10КВт? Т.е. для разового рекордного замера конечно возможно. Ока с 1 человеком после 60 уже грустна, с 20КВт.

Почему же? У нас на 10квт едет в районе 85км/ч ОКушка летом. В реальной же езде по трассе, всегда поток, а в потоке аэродинамическое сопротивление поменьше. Плюс на пути всегда бывают замедления, остановки, а генератор то всегда валит 10квт. То есть фактически, думаю поддерживать баланс на 90-100км/ч вполне реально.
Ну а в случае с Ауди А2 думаю будет ещё интереснее, с аэродинамикой 0,25 и массой 830кг.

[edw123]

То есть фактически, думаю поддерживать баланс на 90-100км/ч вполне реально.

Тошнить по платке в 1м ряду за фурами может и хватит, на горках, даже платных, начнет всех тормозить. На бесплатных однопутках будет совсем грустно.

[kommunist]

Очень большие изыскательные работы проводились и проводятся по улучшению экологичности автомобильных моторов, что косвенно приводило и  к увеличению КПД тоже.

Увы, далеко не всегда это одно и то же. Порой, кпд может даже чуточку ухудшится в погоне за запредельной экологичностью, которая меня вообще не волнует от слова совсем. В любом случае двс включается только на длинной трассе.

[aviator79]

Увы, далеко не всегда это одно и то же.

А я и не говорил, что это одно и тоже.  Но в обеих случаях, экологичность и экономичность улучшалась при увеличении степени сжатия. Поэтому все изыскания в конечном итоге заключались в том, чтобы увеличить давление и заставить не детонировать смесь. Самым простым решением является использование более высокооктанового бензина. Всё остальное - это разного рода сложные технические извращения. 

[kommunist]

По собственному опыту и имеющейся информации скажу, что сколько бы не пытались усовершенствовать работу 2х тактного мотора, он всё равно никогда не получался экономичнее 4х тактного, даже если его усложнять до уровня 4х-тактного и выше.

Потому что никто не пытался сделать оптимизацию именно на 1 режим, а это огромный простор и резерв. Даже судовые или авиа не могут быть однорежимными, увы, но генератор работающий на зарядку акб может. Так вот и надо это использовать.
Одно только снижение трения поршневых колец и резкое уменьшение теплопередачи в цилиндр уже сильно повышает кпд мотора, в чём у меня был собственный печальный опыт на Хонде NX-650. Гнал тогда этот мот с мск и не сразу понял что уровень масла я пролюбил (пару раз вроде проверил на выезде и потом успокоился). В итоге, на 130км/ч мот показывал феноменальную экономичность менее 5л/100км, при отличной тяге и лёгком ходе, но на холодную было завести очень проблематично (кольца уже были залёгшие). В итоге закономерно кончилось полным прихватом при температуре мотора далеко за 200.

[kommunist]

Поэтому все изыскания в конечном итоге заключались в том, чтобы увеличить давление и заставить не детонировать смесь.

Но повышение ст. сжатия тупиковый путь. Повышать нужно степень РАСШИРЕНИЯ, при сохранении одной и той же степени сжатия. Просто для этого фазы выпуска необходимо полностью отвязать от коленвала, либо мотор будет строго 1-режимным. О чём я и твержу. В случае моего, соленоид открытия выпускного клапана нужен лишь на настройке, потом, получив оптимум можно завязать его на привычный толкатель, причём у 2 тактника рапредвала не надо, кулачёк прямо на коленвалу. И от одного кулачка сразу привод клапана, циклового маслонасоса, зажигания и ТНВД может получится совместить.

[aviator79]

Потому что никто не пытался сделать оптимизацию именно на 1 режим

Как раз все скутерные моторы можно назвать 1 режимными, так как они всегда работают на одних оборотах, которые определяются настройкой вариатора. А я с таким очень много занимался в своё время. Да и вообще с двухтактниками. Особенно со спортивными, доводя их до совершенства. Кстати, и титановые шатуны на них тоже делал. Хотя толку было мало заметно.

[kommunist]

Как раз все скутерные моторы можно назвать 1 режимными, так как они всегда работают на одних оборотах, которые определяются настройкой вариатора

Скажем так они МОГЛИ БЫ БЫТЬ однорежимными при вариаторе, но конструктивно, никто их такими специально для скутера или снежика не делал. По итогу они все многорежимные. Тем более, одни обороты не означают одной нагрузки при вариаторе, так что всё равно там невозможна та полная однорежимность как при генерации.
Тойота в Приусе хотя бы немножечко приблизила стандартный ДВС к однорежимности, и уже отличный результат в виде одного из самых лучших гибридов.