Двухтактные и четырехтактные двигатели — это двигатели , которые сочетают в себе элементы как двухтактных , так и четырехтактных двигателей. Обычно они включают два поршня .
Двигатель M4+2 , также известный как двухпоршневой двигатель внутреннего сгорания , представляет собой тип двигателя внутреннего сгорания, изобретенный польским патентообладателем Петром Менжиком. [1]
Двигатель M4+2 получил свое название от сочетания двухтактных двигателей и четырехтактных двигателей . Двухтактный двигатель внутреннего сгорания характеризуется простой конструкцией и системой изменения воздушной нагрузки, а также большим индексом выходной мощности. Цилиндры обоих модулей двухпоршневого двигателя были объединены вдоль одной оси с общей головкой цилиндра в виде кольца. Поршни движутся с разной скоростью и с соответствующим смещением ступеней. Два коленчатых вала соединены специальной трансмиссией, которая вращает четырехтактный коленчатый вал со скоростью, вдвое большей скорости двухтактного коленчатого вала. В M4+2 преимущества соединения обоих двигателей очевидны; поршни двигателя , работающего в одном цилиндре внутреннего сгорания , установлены напротив друг друга, но в разных режимах. Двигатели с оппозитными поршнями ранее были опробованы как в двухтактном, так и в четырехтактном режиме, сочетание двух различных циклов является уникальным для этого двигателя. Двигатель имеет гораздо большую эффективность по сравнению с показателем безубыточности, известным для двигателей внутреннего сгорания (около 35%), и близок к показателю, связанному с паровыми турбинами или электродвигателями (около 70%). [ необходима цитата ]
Преимущества:
Идея была разработана в Силезском технологическом университете , Польша, под руководством Адама Цесёлкевича. [4] Патент под номером 195052 был выдан Польским патентным ведомством . [5] Работа над новым двигателем внутреннего сгорания была выполнена компанией IZOLING PW в сотрудничестве с Силезским технологическим университетом в Гливице. Также были проведены консультации с исследователями из Технического университета Кракова. На данный момент изготовлены две рабочие модели двигателя. Предварительная модель основана на двух существующих двигателях (двухтактный двигатель мотоцикла и четырехтактный двигатель малой машины). Эта модель подтверждает концепцию соединения двух- и четырехтактных двигателей. Вторая модель является функциональной моделью. Новое решение для двигателя внутреннего сгорания было представлено на научных конференциях (KONES '2002, Seminary of biofuels 2003 и т. д.) и в средствах массовой информации (журналы, газеты, TVP, радио).
Этапы рабочего цикла:
Процесс наполнения происходит на этапе избыточного давления с использованием механического газового компрессора и дросселя для регулирования.
Изменение нагрузки осуществляется с помощью четырехтактного поршня, работающего как динамическая система наддува и обеспечивающего хорошую очистку рабочего пространства.
Существует возможность изменения взаимного расположения поршней в процессе работы двигателя, что дает возможность изменять степень сжатия в зависимости от временного уровня нагрузки. Это предполагает возможность использования различных видов топлива для сгорания (низкооктановый бензин, биотопливо с высоким содержанием растительных компонентов).
Рабочий цикл характеризуется почти постоянной характеристикой сгорания рабочего пространства, объем которого увеличивается на этапе расширения. [6] [7]
Двигатель характеризуется:
Расчеты показывают, что новый двигатель имеет более выгодные параметры и показатели работы:
Двухтактные режимы в настоящее время исследуются в Ricardo Consulting Engineers в Великобритании . Концепция заключается в переключении с одного режима на другой в зависимости от значения оборотов в минуту . Четырехтактный двигатель более эффективен при работе на полном газу, в то время как для двухтактного двигателя все наоборот. Когда небольшой автомобиль с большой нагрузкой работает на половинной скорости, двигатель автоматически переключается в двухтактный режим, который в этом случае более эффективен. Исследования по этому вопросу показали снижение расхода топлива на 27%. [8] [9]
Двигатель M4+2 имеет четырехтактный поршень и двухтактный поршень. Вал четырехтактного поршня вращается в два раза быстрее, чем вал двухтактного поршня, а двухтактная часть всегда работает на половинной скорости. Это гарантирует, что обе части работают оптимально с точки зрения расхода топлива в любое время. Те же принципы применимы к наличию двух отдельных двигателей, но конструкция M4+2 намного проще.