[Главная] [Очерки] [Журнал]

3. Работа двигателя

Свободнопоршневой ДВС (см. рис. 2) на заданном режиме работает следующим образом. Гидравлическая система регулирования формирует периодические команды на проведение в ДВС одного рабочего цикла «сжатие – рабочий ход». По этим командам к плунжерам 10 СПДН подаётся рабочая жидкость из аккумялятора НД для проведения цикла сжатия в рабочем цилиндре; цикл расширения или рабочий ход осуществляется после подачи и сгорания топлива в цилиндре и сопровождается вытеснением рабочей жидкости плунжерами 10 СПДН в аккумулятор ВД. Разность энергий жидкости в аккумуляторах ВД и НД используется для привода колёс автомобиля через силовой регулируемый гидромотор 35.

Регулирование производится таким образом, что за один цикл:

– в цилиндр двигателя подаётся всегда одно и то же количество топлива, отвечающее заданному режиму работы;

– к плунжерам 10 СПДН подаётся всегда одно и то же количество рабочей жидкости из аккумулятора НД при одном и том же давлении;

– плунжеры 10 СПДН подают всегда один и тот же объём рабочей жидкости в аккумулятор ВД при одном и том же давлении;

– работа цикла всегда одна и та же, параметры цикла на заданном режиме работы не регулируются, постоянны;

– время протекания цикла всегда одно и то же, при постоянных средних скоростях движения поршней.

Регулирование мощности двигателя осуществляется регулированием числа циклов в единицу времени за счёт изменения длительности пауз между циклами. Длительность пауз задаётся положением педали управления, воздействующей на управляющий распределитель 36, по команде от гидравлической системы регулирования и в зависимости от этого положения непрерывно регулируется во всём диапазоне от нуля (циклы следуют один за другим) до бесконечности; мощность соответственно регулируется непрерывно во всём диапазоне от максимальной (педаль нажата до предела) до нуля (педаль отпущена) при полном отсутствии режимов холостого хода. В зависимости от конкретных условий эксплуатации двигателя рабочий цикл может быть настроен либо на режим максимальной мощности, либо на режим наибольшей топливной экономичности, либо, наконец, на режим работы с наилучшими экологическими характеристиками.

В процессе цикла сжатия в цилиндре двигателя водяной насос 46 подаёт порцию воды в замкнутую полость Е, образованную поверхностью цилиндра и выточками на прилегающей боковой поверхности поршней 3, создавая необходимое уплотнение рабочей полости цилиндров. Частично или полностью эта вода испаряется под воздействием температуры сгоревшей топливо-воздушной смеси и образует паро-газовую смесь. Последняя используется далее в турбине турбокомпрессора 24 с гидронасосом 26 и поступает в конденсатор выхлопной системы 29, из которого вода снова собирается для повторного использования. В альтернативном варианте уплотняющая полость Е поршней снабжена калиброванными отверстиями (диаметр D на чертеже) для подачи дополнительной порции воды в камеру сгорания двигателя и усиления процесса парообразования, либо для этой цели используется индивидуальная водяная форсунка. Это даёт возможность подобрать оптимальный режим работы двигателя как по топливной экономичности, так и по экологическим требованиям.

Возможность в данном случае водяного уплотнения рабочей полости цилиндра вместо традиционных, обильно смазываемых поршневых колец обусловлена следующими соображениями. В традиционных ДВС с приводом поршней посредством шатунно-кривошипного механизма в контакте пары цилиндр-поршень развиваются значительные боковые усилия. С целью избежать больших потерь на трение и уменьшить износ этой пары и применяется развитая система смазки трущихся поверхностей и уплотняющих поршневых колец. В свободнопоршневой или других схемах двигателя с разгруженными от боковых сил поршнями (в частности, крейцкопфных) смазки «трущихся» поверхностей как таковой не требуется. Остаётся проблема уплотнения зазора пары цилиндр-поршень, которую и предлагается решить с помощью «водяного затвора».

КОММЕНТАРИИ (укажите свой возраст и род занятий)

< НАЗАД] [НАЧАЛО >