Kontrolowany silnik spalinowy

Prototypowy silnik Revetec X4v2

Silnik o kontrolowanym spalaniu (CCE) to termin używany przez TechViki, firmę zajmującą się projektowaniem silników, do identyfikacji typu eksperymentalnego silnika spalinowego (ICE) zaprojektowanego przez Brada Howell-Smitha. Wykorzystuje dwie przeciwbieżne krzywki zamiast wału korbowego . Pary cylindrów są ustawione naprzeciw siebie w układzie boksera lub silnika X.

Historia

Pomysł przyszedł do Howell-Smitha, inżyniera samochodowego mieszkającego w Australii, podczas snu REM w 1995 roku. Zaprojektował pięć różnych układów silnika z różnymi wariantami każdego z nich i założył Revolution Engine Technologies Pty Ltd w 1996 roku z budżetem w wysokości 2000 dolarów australijskich. Pierwszy działający prototyp został zbudowany przez teścia Petera Kocha w garażu Howell-Smitha. Howell-Smith założył firmę o nazwie Revetec Limited i założył badawczo-rozwojowy w Sydney. Prototyp został zaprezentowany na Międzynarodowym Salonie Samochodowym w Sydney w 1996 roku, co zwróciło uwagę opinii publicznej na projekt. Rozpoczęto prace nad drugim prototypem przeznaczonym do zastosowania w generatorach i pompach, jednak zainteresowanie rynku motoryzacyjnego z Bliskiego Wschodu przesunęło uwagę na zastosowania motoryzacyjne.

Opis silnika

Konstrukcja silnika Revetec składa się z dwóch przeciwbieżnych „trójpłatkowych” (trzypłatkowych) krzywek połączonych ze sobą, dzięki czemu obie krzywki przyczyniają się do ruchu do przodu. Dwa łożyska biegną wzdłuż profilu obu krzywek (w sumie cztery łożyska) i pozostają w kontakcie z krzywkami przez cały czas. Łożyska są zamontowane na spodniej stronie dwóch połączonych ze sobą tłoków, które utrzymują pożądany luz podczas całego skoku.

Dwie krzywki obracają się i podnoszą tłok w sposób przypominający nożyce do łożysk. W górnej części suwu zostaje wystrzelona mieszanka paliwowo-powietrzna. Jest to suw mocy , podczas którego maksymalna przewaga mechaniczna zostaje osiągnięta po przesunięciu tłoka o około 5% jego skoku od górnego martwego punktu (około 10° ATDC), co pozwala lepiej wykorzystać wysokie ciśnienie w cylindrze w tym punkcie cykl. Dla porównania, konwencjonalny silnik osiąga maksymalną przewagę mechaniczną po przesunięciu tłoka o około 40% swojego skoku z GMP (około 60° ATDC). Efektem ubocznym tego jest to, że CCE może pracować na biegu jałowym przy znacznie niższych obrotach .

Ponieważ zespół tłoka porusza się tylko w jednym kierunku (w przeciwieństwie do silnika z korbowodem ), kontakt ze ścianką cylindra jest zminimalizowany, co zmniejsza zużycie i wymagania dotyczące smarowania. Krzywki powodują mniejszy wstrząs tłoka , co pozwala na zastosowanie elementów ceramicznych . Silnik może pracować w dowolnym kierunku, jeśli stosowane są symetryczne krzywki.

Efektywna droga rozruchu jest określana na podstawie długości od punktu styku łożyska do środka wału wyjściowego (nie skoku).

Podwójne łożyska stykają się z dwiema krzywkami po przeciwnej stronie, co eliminuje siły boczne. Na zespół tłoka nie działają żadne siły boczne, co zmniejsza zużycie i wymagania dotyczące smarowania na styku cylindra. Jeden moduł, który składa się z co najmniej pięciu ruchomych elementów, wytwarza sześć uderzeń mocy na obrót. Zwiększenie liczby listków na każdej krzywce do pięciu daje dziesięć skoków mocy bez zwiększania liczby komponentów.

Deklarowane zalety

Następujące zalety są zgłaszane dla silnika CCE w.

  • Przewidywany stosunek mocy produkcyjnej do masy po uzbrojeniu wynosi 0,40 KM/funt, na podstawie testów silnika X4v2 z 2007 roku. Dla porównania, silnik Continental o mocy 100 KM (75 kW) ma 0,465 KM/funt, ubrany
  • Sprawność - ostatnie testy dały dobre wyniki, jak na silnik benzynowy, na ubogiej mieszance.
  • Mniej ruchomych i całkowitych komponentów. Dzięki mniejszej liczbie elementów łatwiejszy w produkcji niż konwencjonalne silniki.
  • Identyczny zespół głowicy cylindrów („górny koniec”) jak w silnikach konwencjonalnych. Większość istniejących technologii głowicy można dostosować lub wykorzystać.
  • Elastyczna konstrukcja - może być czterosuwowy, dwusuwowy , benzynowy, wysokoprężny lub gazowy, naturalny lub wymuszony.
  • Wyeliminowano nieregularnie poruszające się elementy, takie jak korbowody . Nie jest wymagane równoważenie drugiego rzędu.
  • Wał wyjściowy może pracować w dowolnym kierunku, jeśli zastosowano krzywki wielopłatowe z symetrycznymi płatami. [ potrzebne źródło ]
  • CCE można zaprojektować do pracy przy znacznie zmniejszonych prędkościach roboczych przy jednoczesnym zapewnieniu wysokiego wyjściowego momentu obrotowego.
  • Znaczne zmniejszenie skoku zmniejsza utratę ciepła przez ściankę cylindra.
  • na zastosowanie niższego niż normalny stopnia sprężania , zmniejszając utratę mocy w cyklu sprężania [ potrzebne źródło ] .
  • Potrafi strzelać na uboższej mieszance niż konwencjonalne silniki. [ potrzebne źródło ]
  • Maksymalną przewagę mechaniczną można uzyskać na wale wyjściowym przy ciśnieniu roboczym wynoszącym zaledwie 20 stopni, wykorzystując wysokie ciśnienie w cylindrze na początku suwu, w porównaniu do około 60 stopni ATDC w konwencjonalnych silnikach.
  • Niższą emisję można osiągnąć dzięki zwiększonej kontroli nad spalaniem.
  • Niska prędkość obrotowa biegu jałowego dzięki zwiększeniu sprawności mechanicznej w górnej części skoku. [ potrzebne źródło ]
  • Mały lub żaden kontakt z otworem / nacisk po stronie tłoka, co zmniejsza zużycie otworu cylindra.
  • Może mieć inne taktowanie portu podczas suwu sprężania niż suw mocy, co pozwala na lepszą kontrolę.
  • Niższy środek ciężkości w konstrukcji bokserki. [ potrzebne źródło ]
  • Dzięki kontrolowanemu przyspieszeniu tłoka CCE zmniejsza wibracje silnika. [ potrzebne źródło ]
  • Wydrążony wał wyjściowy może być wykorzystywany do zastosowań specjalnych, takich jak pompy perystaltyczne.

Niedogodności

Następujące elementy nie zostały jeszcze zweryfikowane niezależnie.

  • Wibracja
  • Niezawodność, zwłaszcza podczas jazdy na ubogiej mieszance, co jest wymagane dla dobrej ekonomiki.
  • Emisje [ potrzebne źródło ]

Patenty

Patent USA 5,992,356 „Silnik spalinowy z przeciwstawnym tłokiem”; 30 listopada 1999; Howell-Smith; Bradley David (Worongary, AU).

Firma Revetec oczekuje na zgłoszenie patentowe w ramach Traktatu o współpracy patentowej (PCT) dotyczące projektu „X”, złożone pod koniec 2006 r.

Wydajność

Wykres hamowni silnika Revetec 1,38 litra jest pokazany na ich stronie rozwojowej i pokazuje płaską krzywą momentu obrotowego.

Wyniki testów (11 listopada 2007) silnika X4v2 przedstawiające krzywe momentu obrotowego i mocy oraz mapę wtrysku paliwa.

W kwietniu 2008 r. firma Revetec ukończyła swój pierwszy raport z niezależnego certyfikowanego testu przeprowadzonego przez firmę Orbital Australia, uzyskując powtarzalny wynik BSFC na poziomie 212 g/kW-h (wydajność 38,6%).

Linki zewnętrzne


Pobrane z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Controlled_combustion_engine&oldid=1058370925 ”