Två- och fyrtaktsmotorer
Två- och fyrtaktsmotorer är motorer som kombinerar element från både tvåtakts- och fyrtaktsmotorer . De har vanligtvis två kolvar .
M4+2 motor
M4+2-motorn , även känd som dubbelkolvsförbränningsmotorn , är en ny typ av förbränningsmotor som uppfanns av en polsk patentinnehavare Piotr Mężyk .
M4+2-motorn tog sitt namn från en kombination av de två arbetslägena för de kända motorerna, det vill säga från tvåtaktsmotorn och fyrtaktsmotorn . Tvåtaktsförbränningsmotorn kännetecknas av en enkel konstruktion och system för luftbelastningsändring, samt ett större index för uteffekt. Tyvärr är dess fyllnadsförhållande sämre än i fyrtaktsmotorer. Det ekologiska indexet för tvåtaktsmotorer är också ogynnsamt. Systemet med ventiler i fyrtaktsmotorn är dess nackdel. Cylindrarna i båda modulerna av dubbelkolvmotorer har sammanfogats längs en axel med gemensamt cylinderhuvud - i form av ringen. Kolvarna förflyttas med olika hastighet och med lämplig stegförskjutning. De två vevaxlarna är förbundna med en speciell transmission. Fyrtaktsvevaxeln roteras med två gånger hastigheten på tvåtaktsvevaxeln. Motorn heter dubbelkolv på grund av sin konstruktion - dubbla kolvar och vevaxlar. I M4+2 är fördelarna med att båda motorerna är anslutna uppenbara; motorns kolvar som arbetar i en förbränningscylinder är inställda motsatta varandra, men i olika lägen . Även om projekten med att koppla tvåtaktslägen i en cylinder prövades redan för länge sedan i den motsatta kolvmotorn , hade kombinationen av de två olika cyklerna aldrig prövats tidigare. Det visade sig att motorn inte bara kan fungera, utan att effekterna är mycket lovande. Motorn har en mycket högre verkningsgrad jämfört med det break-even-värde som är känt för förbränningsmotorer (cirka 35 %) och närmare den som förknippas med ångturbiner eller elmotorer (cirka 70 %). [ citat behövs ]
De andra fördelarna är:
- effektivare kraftproduktion (150 hästkrafter från 1000 cc volym i grundversionen)
- förmåga att använda olika bränsletyper (naturliga växtoljor såväl som petroleum)
- mycket bättre ekologiska effekter – en enorm minskning av koldioxid och andra gasutsläpp
- lägre bränsleförbrukning
- långvarig slagexpansion
- möjlighet att ändra kompressionsparametrarna utan att behöva stoppa motorn
- enkelhet i konstruktionen
Idén utvecklades vid Silesian University of Technology , Polen, under ledning av Adam Ciesiołkiewicz. Det beviljades ett patentnummer 195052 av det polska patentverket . Arbetet med den nya förbränningsmotorn har gjorts av IZOLING PW Company i samarbete med Silesian University of Technology i Gliwice. Samråd med forskare från Krakóws tekniska universitet hölls också. Hittills har två fungerande motormodeller gjorts. Den preliminära modellen är baserad på två befintliga motorer (tvåtakts motorcykelmotor och fyrtakts liten maskinmotor). Denna modell bekräftar konceptet med två- och fyrtaktsmotorkoppling. Den andra modellen är den funktionella modellen. Den nya lösningen för förbränningsmotorer presenterades under vetenskapliga konferenser (KONES '2002, Seminary of bio - fuels 2003, etc.) och i massmedia (tidskrifter, tidningar, TVP, radio). Förhoppningen att bygga en modern och universell ekologisk motor med bra tekniska parametrar och låg bränsleförbrukning hänger ihop med den dubbelkolvda förbränningsmotorn.
M4+2-motorns arbetscykel
Stadierna i arbetscykeln:
- Gasavgaser
- Friskluftsintag (två steg)
- Medium kompression
- Tvåstegs förbränning
- Gasexpansion
Fyllningsprocessen sker i övertrycksfasen , med hjälp av en mekanisk gaskompressor och ett gasspjäll för regleringsändamål. Belastningsändringen assisteras av en fyrtaktskolv, som fungerar som ett dynamiskt förstärkningssystem och möjliggör en bra rensning av arbetsutrymmet. En möjlighet finns att ändra de relativa kolvlägena under motorarbetet, vilket ger möjlighet att ändra kompressionsförhållandet beroende på den tillfälliga nivån av belastningen. Detta tyder på möjligheten av olika bränslen för förbränning (lågoktanig bensin, biobränslen med höga halter av vegetabiliska komponenter).
Arbetscykeln kännetecknas av en nästan konstant förbränningskarakteristik för att arbetsutrymmesvolymen ökar under expansionsstadiet.
Motorn kännetecknas av:
- utökad gasexpansion och begränsad avgastemperatur på utloppet,
- variationen i kompressionsförhållandet och möjligheten att ändra kompressionsförhållandet under motorarbetet beroende på den tillfälliga belastningen,
- en fördelaktig förändring av arbetsutrymmet under blandningskompressionen med olika vevaxlars polära placering. Det gör tryckbildningen i cylindern möjlig (inom rimliga gränser)
- en nästan konstant karaktäristik av volymökning under expansionssteget vid olika kolvpositioner (det påverkar den stadiga krafttransporten).
Beräkningar visar att den nya motorn har mer gynnsamma parametrar och arbetsindikatorer:
- ökningen av motorns termiska verkningsgrad (även om den mekaniska verkningsgraden är lägre än en konventionell motor)
- högre total verkningsgrad - verkningsgraden är gynnsammare vid medelbelastning. Den är jämförbar med dieselmotorns effektivitet så utnyttjandet av bränsleförbrukningen är relativt mindre
- desto högre vridmoment och högre effekt jämfört med fyrtakts SI-motorn med samma slagvolym
Ricardo 2x4 motor
Tvåtaktslägena forskas för närvarande på Ricardo Consulting Engineers i Storbritannien. Konceptet består i att växla från ett läge till det andra beroende på varvtalsvärde . Fyrtaktsmotorn är mer effektiv när den går på full gas, medan det motsatta är fallet för tvåtaktsmotorn. När en liten bil under tung last går på halvfart växlar motorn automatiskt till tvåtaktsläget, vilket då är mer effektivt. Forskningen om detta visade en minskning av bränsleförbrukningen med 27 %.
Eftersom fyrtaktskolvens axel i M4+2-motorn alltid roterar dubbelt så snabbt som tvåtaktskolvens axel, och tvåtaktsdelen alltid går på halvfart, fungerar båda delarna under optimala förhållanden vad gäller bränsleförbrukning alltid. Samma principer är involverade med att ha 2 distinkta motorer, men designen av M4+2 är mycket enklare.