Техника - молодёжи 2002-04, страница 40
ния и выполняется окончательный монтаж. Бригада из пяти—семи человек в состоянии поставить двухэтажный дом или сельскую церковь за неделю. Проверено. Ждем заказов! О КПД ПОЛЕЗЕТ В ГОРУ Предлагаю энергосиловую установку с гидромеханической передачей и рекуперативным охлаждающим контуром, объединенным с системой выпуска отработавших газов. Сложно представить9 Неудивительно. Для того и пишу, чтобы всем всё стало ясно. Итак... Термический КПД двигателей внутреннего сгорания ограничен необходимостью охлаждения цилиндров. Японцы уж лет сорок грозятся предъявить миру изотермический ДВС из очередной чудо-керамики. Однако практически ограничились томагочами и покемонами. Ниже описан реально достижимый путь увеличения КПД двигателя внутреннего сгорания, а не попытка изобрести «бамбуковый трактор». Как уже упоминалось, основная особенность предлагаемой схемы — интеграция контура жидкостного охлаждения с системой выпуска отработавших газов. Попутно облегчена передача, снижены инерционные нагрузки и обороты холостого хода. «Скелетом» установки послужил двухтактный дизель с оп-позитными поршнями и прямоточной продувкой, задействованный в режиме свободно-поршневого генератора газа. Многим знаком этот «старичок» по учебнику С.В Бальяна «Техническая термодинамика и тепловые двигатели» (1973, с.254 — 255). Схему из этого «букваря» инженера я дополнил объемной гидромашиной, впускной патрубок которой связан с диффузором эжекторного смесителя. В эжекторе образуется гетерофазная смесь отработавших газов (ОГ) с нагретой в рубашке охлаждения охлаждающей жидкостью (ОЖ). Последующее отделение ОГ происходит в циклонном сепараторе. Шум выпуска практически отсутствует, так как средой его распространения в эжекторе, гидромашине и сепараторе является пена. Общая схема установки изображена на ил. 9. По краям цилиндра 2 двигателя расположены буферные полости 5. Поршни 1 двигателя образуют моноблок с поршнями 6 компрессора. Моноблоки движутся без механического ограничения хода. Симметричность хода моноблоков обеспечивает синхронизатор в виде зубчатого колеса и двух зубчатых реек (на рисунке не показаны)- Зубчатое колесо приводит помпу и топливный насос (также не показаны). При расширении газов в цилиндрах двигателя поршни 1 движутся в стороны буферных полостей 5 (от верхней мертвой точки к нижней). Через воздухозаборник 20 и фильтр 21 воздух всасывается в полости 4 компрессорных цилиндров 7. Воздух в полостях 5 сжимается. Когда поршни 1 перемещаются к нижней мертвой точке, правый поршень открывает выпускные окна 9 в цилиндре, и отработавшие газы удаляются из него. Затем левый поршень открывает продувочные окна 10, через которые из продувочного ресивера 8 воздух поступает на продувку и наполнение цилиндра. Обратный ход поршней обеспечивается расширением воздуха в полостях 5. При этом движении компрессорные поршни 6 сжимают воздух в полостях 4 и подают его под давлением 0,4 — 0,7 МПа в продувочный ресивер. Поршни же 1 двигателя (после того, как они закроют продувочные и выпускные окна) сжимают воздух, оставшийся в цилиндре 2 двигателя. У верхней мертвой точки через форсунку 3 в цилиндр впрыскивается топливо, сжигаемое в сжатом воздухе. Продукты сгорания сообщают поршням ход к нижней мертвой точке, цикл повторяется. Теперь о новациях. Из бака 12 помпа 13 прокачивает ОЖ через рубашку охлаждения цилиндров. Перегретая до состояния пара или парожидкостной смеси ОЖ поступает в эжектор 16, где смешивается с ОГ. Образуется гетерофазная среда — пена с высокими значениями энтальпии и кинетической энергии. Тип эжектора имеет решающее значение (эффективность всей схемы определяется в том числе и степенью сжатия). Но на данном этапе конкретизировать соответствующие ноу-хау нецелесообразно. Из диффузора эжектора энергоемкая пена нагнетается в гидромашину 17, создавая крутящий момент вала отбора мощности 18. Отработанная пена подается в сепаратор 19, где газовая фаза отделяется для выброса в атмосферу через осевой патрубок циклона. При этом в ОЖ остаются абсорбированная сажа и полициклические углеводороды, что снижает токсичность выхлопа. Возможно применение физико-химических методов очистки ОЖ в баке 12, но это вопрос отдельный. Еще горячая после гидромашины 17 и сепаратора 19 ОЖ прокачивается через радиатор 14 и поступает в рубашки 11. Степень перегрева ОЖ легко регулируется кратностью прокачки (то есть является функцией частоты вращения рабочего колеса помпы или ходов плунжера, либо диафрагмы, если помпа относится к последним двум типам насосов). Понятно, что в роли радиатора 14 может выступать и оребрение корпуса циклона 19 (на рисунке не показано). Возможно использование установки в качестве мобильного источника теплоснабжения, что достигается связью вала 18 с электрогенератором; радиатор 14 при этом служит для отопления объекта. В заключение — некоторые подробности устройства гидромашины 17 (ил. 10). Объемная роторная гидромашина СВГ 092/01 заявлена мною в Роспатент как изобретение. Ее особенность — реактивное истечение рабочего тела из сопла 8 эксцентричного вытеснителя 6, жестко скрепленного с ротором 5 Замыкатель 7 выполнен раздвижным (двустворчатым) Створки утапливаются в торцах статора 2 при контакте клиновидного вытеснителя с профилированными поверхностями замыкателя. Рабочее тело истекает из сопла 8 непрерывно, даже во время пересечения вытеснителем плоскости замыкателя В отличие от реактивной гидротурбины, КПД объемно-роторной машины СВГ-92/01 практически не зависит от угловой скорости ротора. □ С.Геллер, г.Ростов-на-Дону P.S. Я прикинул, что опытный образец установки (вместе с ее основной частью — серийным свободнопоршневым генератором газа) потянет где-то на 25 тыс долл Для концерна «Даймлер-Крайслер» или, скажем, Газпрома — сумма совершенно ничтожная... Надеюсь, что специалисты подтвердят мою концепцию. Это не какой-то вечный двигатель или «злободневный» теплогенератор Потапова. Все, что мною изобретено — воспроизводимо. ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 4 2002 38 |
