|
В этой конструкции ДВС, я думаю, есть следующие недостатки:
1) возможность использовать жидкость как рабочее тело связанное напряпую с поршнем - под вопросом по причине гидроудара, но впринципе возможно, приедется настраивать угол атаки лопаток, чтоб их не сорвало, либо их делать очень толстыми и прочными;
2) как кто-то предлагал использовать газ, неполучится - в схеме нет шатунов и поршень попросту при такте сгорания ударит по корпусу в НМТ, тк. рабочее тело - газ легко сожмется, в этой схеме рабочее тело может быть только жидкостью;
3) В вашей схеме, в отличие от схемы двигателя со свободным поршнем (ДСП) Бларигана, где поршень работает как генератор эл. тока, идея снять поступательное движение свободного поршня во вращательное турбины. И вашей схеме, очевидно, что КПД будет существенно меньше, чем в ДСП Бларигана, т.к. вы получаете потери на трение в подшипниках турбины, и потери на преобразование течения жидкости во вращение крыльчатки. КПД современных турбин на ГЭС порядка 95%, при этом они работают в идельном постоянном режиме и давлении. В предлагаемой схеме проблема гидроудара и тогда придется менять угол атаки (если даже сделать супер прочную крыльчатку, тогда весь гидроудар примет подшиник), а при неоптимальном угле атаки, часть жидкости будет просто протекать между лопатками, не отдавая своей энергии. В этом случае мы получим падение КПД, т.к. в пустую будем гонять жидкость в замкнутом пространсве. Понятно, что при этом можно снизить подачу топлива, т.к. вся энергия не растрачивается на турбине. Но тогда придется делать большее число тактов сгорания для достижения определенной мощности двигателя, а это в свою очередь приведет к большим потерям на трение поршней и работе клапанов. Эту ситацию легко охарактеризовать как потери на автоматической КПП, где также прицип преобразования течения жидкости во вращательное движение. Т.е машина на автомате ест больше бензина, чем на механике, а представьте "изношенный" автомат, где жидкость протекает не эффективно - расход еще больше (обороты ДВС больше и слабо тянет). В ДСП Бларигана всех этих потерь нет. В его схеме поршень практически "в чистую" отдает энергию в виде электромагнитного поля.
4) Данная схема по сути повторяет идею конструкции ДВС со свободным поршнем, только в данном случае его можно представить в виде огромного поршня внутри которого рабочее тело и турбина, следовательно и основная проблема остается преждней для данной конструкции, как и говориться в статье, - система управления сгоранием смеси. Т.е. любая неточная порция смеси в левом поршне приводит к удару правого в ВМТ или наоборот, недостаточному сжатию. В ДСП Бларигана такую систему управления теоретически можно сделать. Проблема неравномерного сгорания может решаться "подтормаживанием" поршня самим же электромагнитным полем. Просто увеличиваем эл. нагрузку на обмотки статора - поршню уже "тяжелее" двигаться. При помощи современной высокоскоростной электроники это сдеать можно. Хорошо то, что в его схеме все замыкается, в конечном счете, на элекрической схеме, и нет механических факторов, нет при этом и потерь КПД!. В вашем случае придется "подтормаживать" рабочее тело. Придется создать сложную электронную систему, например, анализирующую силу гидроудара или ставить магниты в порши и определять по силе создаваемого микрополя, либо еще как-то. А затем еще придумать механичекую систему "торможения" жидкости, например, можно подтормаживать турбину. При этом КПД будет падать, т.к. изыток энергии уйдет в конечном счете на выделение тепла в системе "торможения". От этой потери, я думаю, можно избавиться, если турбина, например, будет иметь жесткую связь с внешним электродвигателем. При этом система управления будет похожа не ситему управления в ДСП Бларигана, т.к. в итоге можно управлять нагрузкой на эл.дигатель и снимать на нем избыток мощности практически без потери КПД.
В итоге, основные минусы на мой взгляд по отношению к схеме Бларигана: трение подшипников турбины, проблема гидроудара и, связанное с ним, прочная, но возможно, неэфекктивная форма лопастей турбины и износ деталей вследствие гидроударов (по сути как и в классическом ДВС удары взрывов смеси по кривошипно-шатунному механизму и трансмиссии).
Возможный, на мой взляд плюс, по отношению к схеме Бларигана:
Более эффективное горение смеси (более полное сгорание), за счет увеличения времени сгорания. Турбина гораздо сильнее "сопротивляется" движению рабочего тела, а следовательно и поршня, чем инерция массы "тяжелого" поршня Бларигана. При этом создаются условия для более длительного движения поршя для полного сгорания. Но тут все "под вопросом", т.к. это надо считать и экпериментировать. Есть некий эффективный баланс между скоростью движения поршня для более полного сгорания смеси, и тем, что при возрастании времени сгорания увеличивается отдача тепла на стенки цилиндра. Т.е. "этот плюс" "на глаз" не очевиден и может оказаться в ДСП Бларигана с этим процессом все даже лучше. А может оказаться, что это все-таки "плюс" перечеркивающий все минусы схемы. Да, пусть у ДСП Бларигана практически нет механических потерь, но в вашей схеме "турбино-поршневого" ДВС, если подтвердится, топливо сгорает лучше настолько, что, в конечном счете, компенсирует все другие потери и общий КПД двигателя будет больше.
PS Я сам долгое время в студенчестве пытался создать новую контрукцию ДВС в свободное время. Кое-что думаю у меня получилось, никому не показывал чертеж, но моя схема для ДВС думаю не годится, но как интересный насос, возможно. Основа моей схемы - движение поршня в замкнутом тораидальном цилиндре по кругу (если как ДВС - то поршень особой формы), а сам поршень прикреплен к валу отбора мощности. В цилиндре в одном месте стоит ротационная перегородка, напоминающая по виду ротор двигателя Ванкеля, но в итоге, получил сложную контрукцию, и понял, что сам по себе двигатель Ванкеля проще и эффективнее. Но применение данной схемы в качестве насоса думаю можно, т.к. нет проблем организации такта сжатия и сгорания. Идею забросил, некогда.
|
