Техника - молодёжи 1968-06, страница 43
КОМБИНАЦИЯ ДИЗЕЛЯ И ФЛЕЙТЫ, или акустический наддув Одной из сенсационных новинок третьей Парижской промышленной выставки 1877 года оказались двигатели германского инженера Отто, который, прежде чем воспламенить горючую смесь, предварительно сжимал ее в цилиндре до 2,5—3 атмосфер. С этого момента двигателисты стали считать повышение степени сжатия рабочей смеси столбовой дорогой в развитии двигателей внутреннего сгорания. Поэтому авиаторы, столкнувшись с уменьшением мощности моторов на больших высотах, недолго ломали головы над решением этой проблемы. Они применили наддув — предварительное сжатие воздуха — с помощью компрессора, прежде чем сжимать его в цилиндре двигателя. После появления реактивных двигателей наддув «спустился на землю»', внимание к нему не ослабло, ибо он стал надежным методом повышения мощности автомобильных, корабельных и локомотивных двигателей. Каких только схем не опробовали конструкторы! Здесь и шестеренчатые, и коловратные, и поршневые, и центробежные компрессоры с приводом от вала двигателя или от газовой турбины, работающей на выхлопных газах двигателя. Пойдя по проторенной дорожке, инженеры упустили на время из виду одну чрезвычайно простую и изящную идею. Давным-давно произошла эта история, которую любят рассказывать студентам преподаватели механики. Около 140 лет назад, когда по одному из первых подвесных мостов Англии маршировали солдаты, он вдруг раскачался и рухнул. Так впервые инженеры-строители встретились с разрушительными последствиями резонанса. У любой механической системы — у балки, трубы, моста, корабля — есть своя частота, с которой она колеблется, будучи выведенной из равновесия. И если на нее действует прерывистая сила с такой же в точности частотой, наступает резонанс — раскачивание приводящее иногда к разрушительным последствиям. Иногда, но далеко не всегда стремятся Инженеры избавиться от резонанса. Очень часто резонанс приносит пользу; и раньше всех в этом убедились музыканты, в частности органисты. Здесь трубы, различные по длине и сечению, изготовленные из разных материалов, нужны для получения чистых звуков. В принципе любая труба может служить резонатором. Если поднести камертон к одному концу открытой трубы, длина которой равна половине длины звуковой волны, в трубе возникнет стоячая волна — правильные чередования сгущений и разрежений воздуха. Другими словами — столб воздуха резонирует с колебаниями камертона. Если теперь заменить камертон двигателем, в котором при движении поршня клапаны создают периодические колебания давления, мы получим принципиальную схему акустического наддува, которую изучают сейчас советские двигателисты. Теоретические расчеты показывают, что наполнение цилиндров воздухом можно увеличить на 30% только за счет правильно подобранной длины впускного трубопровода, без всяких сложных и дорогих нагнетателей. Увеличив длину с 74 см до 188 см, исследователи увеличили наполнение одноцилиндрового четырехтактного двигателя на 16,2%, мощность — на 21,5% и снизили удельный расход топлива на 4,35%. Эти результаты получены при числе оборотов 1400 об/мин. При пониженной скорости вращения — 1100 об/мин — длину выпускного трубопровода надо увеличить до 238 см. Это немало. Двигатель превращается в некий придаток своего впускного тракта, становится громоздким и неудобным. Но выход из этого положения есть. Впускной трубопровод можйъ не удлинять, а включить в него дополнительный объем — резонатор. Тот же двигатель испытали с резонаторами, и они дали такой же результат, что и удлиненные впускные тракты, При 1400 об/мин понадобился резонатор объемом в 1,67 л, а при 1100 об/мин — 3,8 л. Эксперимент провели и с четырехцилиндровым дизелем. Результаты снова оказались хорошими. Правда, они были получены на двигателе без воздухоочистителей; когда их установили, эффект акустического наддува пропал. И это естественно. Когда в настроенный контур включается дополнительный объем, резонанс исчезает. Чтобы устранить действие воздухоочистителя, необходимо в тракт включить еще один резонатор. Акустический наддув — прекрасное подтверждение той мысли, что даже в самой изученной области современной техники таится немало неожиданных решений и находок. Трубы вместо турбонагнетателя — неплохой результат нетривиального подхода к хорошо, казалось бы, изученной привычной проблеме. Р. ЯРОВ, инженер Действительно, стремительно мчит время. Бурлит в русле, прокладку которого начала молодость юной Страны Советов. Становятся историей события, не потускневшие в памяти отцов. Прощально покачав крыльями, самолет уходит к горизонту. И будь запечатленная на »тих уникальных снимках техника чуть посовременнее, ты, читатель, наверняка решил бы, что на фото — привычные эпизоды сегодняшнего дня. вР емя течет...Парни тридцатых годов, освоившие сложнейшую в ту пору машину — комбайн, мечтали о том, как на колхозные поля придет крылатая техника. Быть может, они ошибались в сроках. Но пришло время исполнения мечты. Такое время всегда приходит, если его помощники — молодость и труд. Навстречу 50-летию комсомола |
