Юный техник 1998-06, страница 69
полигон ЕСЛИ ПОРШНЮ ДАТЬ СВОБОДУ...Пожалуй, каждый школьник сегодня знает, как устроек двигатель внутреннего сгорания: в камере поджигаемся рабочая смесь — н расширяющиеся газы толкают поршень- Принцип этот справедлив для крошечных моторов авиамоделей и громоздких двигателей автомобилей, локомотивов и морских судов. И, увы., мэдели-калютки как и гиганты, работают с КПД на 20% меньше, чем могли бы. Почему? Все дело в том, что поршень не свободен, а связан с кривошипчо-шатунннм механизмом (рис. 1). Устройство эго хоть простор но по~ери на трение достигают е нем 15 — 20%, Это кода двигатель развивает полную мощьость, Ну а на частичных нагрузках (что особен но важно, например, для апомсбиля едда о по городу) и все пятьдесят! Подумать тольчо: из каждых десяти литров бензина, сгорающего в а втомашине, только пять уходят на дело! Попытки заменить кривошипно-шатунный механизм чем-то более совершенным успеха пока не имели. Зато инженеры преуспели в создании энергетических установок, у которых есть и цилиндры, и поршни, а никаких других особых механизмов... не существует. На рисунке 2 приведена схема простейшего свобсднопорыневого компрессора. Тут поршень цилиндра двигателя (обычно двухтактного) соединен штоком с поршнем компрессора. Вот как вся система работает. Представим: в цилиндре двигателя произошла вспышка, и поршни пришли в движение. В компрессоре началось сжатие воздуха. Вот оно достигло давления во внешней Л цепи- Теперь воздух остается лишь вытеснить из цилиндра. Но поршни останавливаются как раз тогда, когда в компрессорной части еще осталось немного воздуха. Он начинаем расширяться. А энер!ии его достаточно для сжатия следующей порции рабочей смеси в цилиндре двигателя. В обычных двигателях возникают значительные силы, прижимающие поршень х стенке цилиндра. Они — тавная причина noiepb энергии на трение и износ. В свободнопоршне-вых устройствах этих сил нет. Поэтому потери на трение здесь ничтожны, а износ незначителен. А можно сделать и так, что поршень вообще не будет касаться цилиндра, заставив его двигаться на гмазке из... воздуха 65 |
