Загрузка...
Категории:

Загрузка...

Двухгибридный комбинированный двигатель внутреннего сгорания с новым рабочим телом, с тяговыми характеристиками паровой машины

Загрузка...
Поиск по сайту:


Скачать 101.38 Kb.
Дата24.03.2012
Размер101.38 Kb.
ТипДокументы
Содержание
Недостатки обычных и гибридных ДВС. Критика.
При четырехкратном преобразовании одного вида энергии в другие
Такова суть всех гибридных ДВС
При установке на автомобиль новый двухгибридный ДВС не будет нуждаться
Для этого надо
В накопительном баллоне уже готовое индикаторное давление
Конструктивная технология получения нового рабочего тела с увеличенным удельным весом и теплоемкостью
Пар слишком теплоемок
При сжатии газов в компрессоре пар в разы снижает температуру газов
В теплотехнике имеется классический аксиомный пример
Часть узлов нового гибридного ДВС были испытаны автором
По телевидению президент США Д.Буш недавно сделал заявление
Формула изобретения.
Подобный материал:

Двухгибридный комбинированный двигатель внутреннего сгорания с новым рабочим телом, с тяговыми характеристиками паровой машины.


ЦЕЛИ ИЗОБРЕТЕНИЯ.


  1. Конструктивно в наибольшей степени уменьшить тепловые потери ДВС с выхлопом и камерой сгорания.

  2. Увеличение мощности с экологическим и бесшумным выхлопом без наличия трехкомпонентного дожигателя выхлопа, системы выпуска и глушителя звука.

  3. Использовать тепло от выхлопа 33% для получения дополнительной механической энергии с целью увеличения суммарного КПД.

  4. Иметь тяговые характеристики паровой машины на колеса автомобиля на всех режимах его движения.

  5. Существенно уменьшить пожароопасность ДВС.

  6. Сократить предельно количество узлов и деталей ДВС с целью уменьшения веса, габаритов, цены с увеличением моторесурса.


^ Недостатки обычных и гибридных ДВС. Критика.


Обычные ДВС строятся с запасом мощности для интенсивного разгона, обгона, движения на подъем и тяжелых условий движения автомобиля, что используется в 10-15% случаях. ДВС имеет КПД 24% только в одном оптимальном режиме оборотов и нагрузки.

На малонагруженных режимах, в условиях города и т.д., КПД ДВС уменьшается до 18-14-10-8%, а содержание СО и расход топлива увеличиваются почти вдвое.

Конструктора ДВС нашли компромиссное решение, чтобы ДВС работал на всех режимах автомобиля только в оптимальном режиме с КПД 24%. Для этого устанавливают на автомобиль ДВС в 30 л.сил вместо 90 л.сил, чем и достигается экономия топлива. Например, у гибридного «Приуса» официальная экономия топлива достигает 50%.

Избыток мощности у ДВС на малонагруженных режимах используется на привод обратимого генератора электромотора, энергией которого заряжаются щелочные аккумуляторы, преобразуя электрическую энергию в электрохимическую. Электрохимическая энергия используется посредством электродвигателя как дополнение к мощности ДВС на больших нагрузках. Или только от одних аккумуляторов при условии, что вся мощность ДВС используется только на зарядку аккумуляторов.

И далее, 33% тепла от выхлопа ДВС у гибридного «Приуса», как и у всех ДВС не используется для получения дополнительной механической энергии, а сам выхлоп производится в атмосферу.

Необходим трехкомпонентный дожигатель выхлопа, который нейтрализует выхлопные газы не более чем до 90% и система глушения шума выхлопа.

^ При четырехкратном преобразовании одного вида энергии в другие, если взять КПД электродвигателя и аккумуляторов 90%, что маловероятно, то в механическую энергию возвращается только 60% на больших нагрузках ДВС. Т.е. за запас энергии и ее сохранение приходится платить ДВС, на 40% больше расходовать топливо.

Камеры сгорания обычных и гибридных ДВС конструктивно несовершенны. Они не обеспечивают полного сгорания топливной смеси, высоких степеней сжатия без детонации. До 50% тепла от горения недоиспользуется для получения повышенного индикаторного давления на поршень, ввиду увеличенной внутренней площади нагрева камер сгорания и светового излучения от горения топливной смеси при температуре +2500 - +2700оС. В световое излучение переходит до 60% тепла, для которого газы почти прозрачны и нагревают непрозрачные камеру сгорания, поршень и клапана, тепло от которых выносится системой охлаждения.

Все автомобили с ДВС по ездовым качествам до сих пор не достигли тяговых характеристик паровой машины паровоза, хотя за последние 60 лет ДВС кардинально усовершенствовались. Они стали сложнее и дороже. Расход топлива уменьшили до 15-20%, но полного сгорания топливной смеси так и не достигли.

За компромиссную экономию топлива приходится дополнительно платить. Гибридные ДВС в три раза дороже обычных из-за тяжелых, громоздких и дорогих аккумуляторов. Они занимают много места, увеличивают вес автомобиля, не улучшают экологию, увеличивают дополнительно расход топлива.

^ Такова суть всех гибридных ДВС, которые считаются экономически выгодными в наше время, когда нефти сжигают больше, чем ее добывают и ее запасы истощаются.


Однако имеется конструкция нового двухгибридного ДВС в виде технического эскиза с основными обозначениями и пояснениями. В нем все указанные критикой недостатки конструктивно устранены. Новый ДВС скомпонован из узлов двигателей внутреннего и внешнего сгорания, но в новой конструктивной взаимосвязи по тепловым процессам с применением нового рабочего тела, которое является основой изобретения, ранее нигде не применявшегося.


^ При установке на автомобиль новый двухгибридный ДВС не будет нуждаться:


1) В маховике, 2) Муфте сцепления, 3) Коробке передач, 4) Тормозах, 5)Стартере, 6) Выхлопном наружном коллекторе, 7) Трехкомпонентном дожигателе выхлопных газов, 8) Системе выпуска газов. 9) Глушителе звука выхлопа, 10) Электронном впрыске топлива с дорогим и сложным компьютерным управлением. Впрыск заменен «Новинкой Морозова-88», готовящей новую топливную смесь по качеству, недоступному впрыскным системам ДВС. 11) Сложный и дорогой четырехтактный ДВС заменен двухтактным с новой камерой сгорания с экологическим выхлопом и с наилучшими экономическими характеристиками. 12) И всем том, что было придумано для ДВС за последние 60 лет.


В итоге, пока теоретически, с учетом многолетней практики, удалось существенно уменьшить по всем параметрам количество узлов и деталей нового двухгибридного ДВС, использовать 33% тепла от выхлопа ДВС для получения дополнительной механической энергии с тяговыми характеристиками на колеса автомобиля паровой машины, которая способна временно увеличить свою мощность в 6-8 раз когда потребуется. Обоснованно предполагаемый общий КПД равен 52-54% против 24% обычного ДВС. Пуск ДВС происходит от тяговой машины. Для этого пришлось придумать новое рабочее тело с повышенным удельным весом и теплоемкостью. Без него все изложенное было бы невозможно.


Краткая новизна изобретения нового двухгибридного ДВС по использованию 33% тепла от выхлопа.


^ Для этого надо:

Всю механическую энергию ДВС с КПД 24% преобразовать в энергию сжатого газообразного нового рабочего тела с увеличенным удельным весом и теплоемкостью. Это достигается тем, что вся мощность ДВС расходуется на привод компрессора, на сжатие нового рабочего тела и подачу его в баллон накопитель емкостью 10-15-20 литров.

Новое свойство рабочего тела позволяет сжать его до давления в 40-50 атм. с температурой конца сжатия +140 - +180оС с наименьшим расходом механической энергии от ДВС. В баллоне, по его центру, расположен оребренный выхлопной коллектор-теплообменник от ДВС, заключенный в теплоизолированную трубу. Рабочее тело с давлением 40-50 атм. проходит оребренный теплообменник, нагреваемый выхлопными газами с температурой +900 - +1300оС, нагреваясь само до +350 - +400оС и увеличивая свой объем в три и более раз.

При давлении нового рабочего тела 40-50 атм происходит наиболее интенсивный отбор тепла от оребренного выхлопного коллектора ДВС за наименьшее время. Почти все тепло отбирается от выхлопных газов на нагрев нового рабочего тела с давлением 40-50 атм. В дальнейшем рабочее тело направляется на тяговую машину - аналог паровой для привода колес автомобиля с тяговыми характеристиками паровой машины.

При этом, энергия нового сжатого рабочего тела преобразуется в механическую, которая в сумме состоит из 24% КПД ДВС, полученного из 38% индикаторного ДВС с расходом на самообслуживание ДВС 14%.

^ В накопительном баллоне уже готовое индикаторное давление с температурой, созданного посредством ДВС и компрессора с 33% тепла от выхлопа. Потери тепла на самообслуживание тяговой машины отсутствуют. А на ее внутреннее трение расходуется не более 1% тепла. В итоге, с учетом тепловых потерь 3%, получаем дополнительно 30% механической энергии от тяговой машины. Что в сумме составит общий КПД в 54%.

Однако, реальный общий КПД двухгибридного ДВС может увеличиться до 60% и выше за счет применения на ДВС новой камеры сгорания. В ней конструктивно в 2 – 2,5 раза уменьшены тепловые потери от горения топливной смеси в систему охлаждения с учетом полного экологического сгорания новой топливной смеси от «Новинки».

Вторая гибридность нового ДВС образуется от использования 33% тепла от выхлопа в механическую работу.


^ Конструктивная технология получения нового рабочего тела с увеличенным удельным весом и теплоемкостью.


Получается при совместной последовательной работе ДВС с компрессором следующим образом. Компрессор с приводом от ДВС всасывает охлажденные выхлопные газы от ДВС и, сжимая их, подает в баллон накопитель, в котором давление газов и их температура увеличиваются. Газы имеют очень малый удельный вес и теплоемкость.

Например. При их сжатии до 10 атм температура газов увеличивается до +300оС и выше.. А это потери тепла в окружающую среду и малое давление газов, которые воспримут малую часть тепла в баллоне накопителе от теплообменника.

^ Пар слишком теплоемок и ему не хватит тепла от теплообменника, чтобы заметно увеличить температуру, давление, объем в баллоне накопителе. Пар очень теплоемок. Один килограмм пара при атмосферном давлении с температурой +100оС при его конденсации нагревает 6 кг воды до +100оС. Один грамм воды создает объем 1600см3 при его испарении в пар с температурой +100оС.

И далее. При увеличении давления газов в баллоне накопителе увеличивается нагрузка на компрессор, механическая и тепловая. От температуры сжатых газов вода в автономной системе охлаждения компрессора кипит при температуре +80оС под воздействием вакуума, образуемого при всасывании газов. Насыщенный пар с температурой +80оС подсасывается к газам и смешивается с ними перед их сжатием в компрессоре.

^ При сжатии газов в компрессоре пар в разы снижает температуру газов нагреваясь сам, чем уменьшается расход механической энергии ДВС на компрессор. При увеличении нагрузки на компрессор, температура сжимаемого уже нового рабочего тела увеличивается, за счет чего увеличивается и парообразование в системе охлаждения компрессора. При этом не происходит повышение температуры нового рабочего тела выше расчетной. Т.е. система саморегулирующая. Вакуум (степень разряжения) можно регулировать дросселем. В итоге получаем новое рабочее тело с необходимыми свойствами для увеличения КПД.

^ В теплотехнике имеется классический аксиомный пример. Газ, взятый при давлении 50 атм и температуре +350оС и пропущенный через расширительную машину, преобразует на 100% все свое тепло в механическую работу с температурой выхлопа в окружающую среду +20оС.

С использованием нового рабочего тела с увеличенным удельным весом и теплоемкостью (выше, чем в газах), температура выхлопа из тяговой машины будет выше, приблизительно составляя +40оС - +80оС, ввиду его увеличенной теплоемкости, за счет части пара в газах.

Но это одновременно увеличит и КПД тяговой машины, подогревая теплоемким паром газы при их расширении в цилиндрах тяговой машины, увеличивая линию их расширения с меньшим падением давления газов.

Наверно понятна и разница по тепловым потерям ДВС 33% тепла с температурой выхлопа +900оС - +1300оС, в сравнении с выхлопом тяговой машины +40оС - +80оС с потерей тепла не более 3%. Т.е. аналог тому, как обычный ДВС лучше тянет в дождливую и туманную погоду, засасывая с топливной смесью насыщенный влажный воздух. При этом температура горения топливной смеси снижается незначительно, а давление на поршень увеличивается и ДВС не перегревается, увеличивая мощность.

^ Часть узлов нового гибридного ДВС были испытаны автором, работающим в свое время испытателем на ВТЗ. Это «Новинка Морозова-88», установленная на многих тысячах ДВС, которая снизила эксплуатационные расходы на ДВС до 40%. И новая камера сгорания, изготовленная в 6-ти экземплярах для двухтактного ДВС. Будь я директором автозавода, она прошла бы испытания и на четырехтактном ДВС. Она теоретически, по заключению Ученого совета кафедры ДВС Владимирского государственного университета, способна сэкономить 1/3 топлива с увеличением мощности до 20% с экологическим выхлопом. Что и указали в выданном мне «Протоколе № 63-А».

Новый двухгибридный ДВС может заинтересовать автопромы тех стран, где своей нефти нет или ее мало, где ее приходится закупать по международным ценам.

^ По телевидению президент США Д.Буш недавно сделал заявление, что выделил миллиарды долларов на создание новой конструкции ДВС для американских автомобилей, наиболее экологичного и экономичного. США закупает 25% всей мировой добычи нефти.

Автор предполагает, что новый двухгибридный ДВС по своим технико-экономическим показателям вполне бы устроил автопромышленников США, с их развитой наукой, если эта информация дойдет до американских инженеров.


^ Формула изобретения.


Новый двухгибридный ДВС отличается от гибридного тем, что …


  1. Используется новое рабочее тело с увеличенным удельным весом и теплоемкостью для преобразования 33% тепла от выхлопа ДВС в дополнительную механическую энергию.

  2. Новое рабочее тело образуется от последовательной и совместной работы ДВС и компрессора. Состоит из выхлопных газов и насыщенного водяного пара с давлением и температурой.

  3. Запасает энергию от ДВС и 33% тепла от выхлопных газов в виде энергии сжатого нового газообразного рабочего тела с давлением и температурой в накопительном баллоне среднего давления.

  4. Дорогие, громоздкие и тяжелые аккумуляторы заменены баллоном накопителем среднего давления, чем уменьшаем вес, габариты и цену в 5-6 раз с одинаковым запасом энергии.

  5. Электродвигатель заменен тяговой машиной, аналогично паровой, с питанием от накопительного баллона среднего давления.

  6. При преобразовании нового рабочего тела с давлением и температурой в механическую работу, теряется не более 2% тепла. У обычных ДВС теряется 76% тепла в сумме и 1/3 механической на сжатие топливной смеси.

  7. ДВС двухгибридный конструктивно усовершенствован «Новинкой Морозова-88» и новой камерой сгорания, чем существенно увеличена мощность с меньшим расходом топлива.

  8. Выхлоп из тяговой машины экологичен и бесшумен.

  9. Не нуждается в большинстве узлов для самообслуживания обычного ДВС и гибридного ДВС автомобиля.

  10. Автомобиль с двухгибридным ДВС имеет на колеса все тяговые характеристики паровой машины паровоза.

  11. Конструктивно скомпонован из узлов двигателя внутреннего и внешнего сгорания с ожидаемым КПД 52-60%.

  12. В противопожарном отношении наиболее безопасен. Наружные температуры узлов в пределах +40 оС - +80оС.

  13. Для получения и использования нового рабочего тела, кроме топлива, нужен незначительный запас воды для компрессора.


Аналога, в котором бы использовалось «Новое рабочее тело», позволяющее использовать 33% тепла от выхлопа ДВС для получения дополнительной механической энергии, необнаружено во всех автопромах мира.


10 августа 2006 года.


Адрес автора: Российская Федерация, 600020 г. Владимир, ул. Большая Нижегородская, дом 1-А, квартира 12, тел. (4922) 32-21-41 Морозов Владимир Николаевич. Возраст 76 лет.






Скачать, 19.46kb.
Поиск по сайту:

Добавить текст на свой сайт
Загрузка...


База данных защищена авторским правом ©ДуГендокс 2000-2014
При копировании материала укажите ссылку
наши контакты
DoGendocs.ru
Рейтинг@Mail.ru