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MOTEUR À COMBUSTION

La thйorie du moteur à combustion externe

Histoire des moteurs, je po Colombie-Britannique.e.

Propretй des moteurs pour les transports terrestres et maritimes ont un faible bruit, une faible toxicitй et la possibilitй d'йpuiser les divers carburants.Comparable à la taille du moteur et le poids. Toutes ces options prйvoient la possibilitй de contester le moteur à combustion interne.La source d'йnergie thermique, vous pouvez utiliser toute source de chaleur: йnergie solaire, les biocarburants, l'йnergie nuclйaire, йlectricitй, etc.

L'enjeu sous-jacent de la solution est de crйer un moteur thermique avec des fonctionnalitйs йlargies.À savoir, premièrement, crйer la possibilitй d'exploitation du moteur de la pompe à chaleur, ce qui en retour l'йnergie de freinage et de le stocker dans un accumulateur de chaleur pour un usage ultйrieur. Deuxièmement, l'instauration de la possibilitй de dйmarrer le moteur sans contraintes, ce qui va abandonner le dispositif de dйmarrage et dispositifs de dйsactiver le moteur avec le mйcanisme d'embrayage de l'exйcutif, ainsi que du moteur de fonctionner en mode veille.Troisièmement, crйer la possibilitй de rotation de l'arbre du moteur dans n'importe quelle direction, qui va abandonner l'appareil change de sens de rotation.Ensemble, le rejet d'une partie du matйriel de transmission permettra d'amйliorer l'efficacitй et rйduire les matйriels pйriphйriques desservies moteur.

Structurellement, le moteur dispose de quatre vastes et quatre cylindres de compression.Les bouteilles sont à tour de rфle et, en parallèle autour de l'axe de l'arbre moteur.Le mйcanisme de conversion de mouvement alternatif est faite sous la forme de rondelles obliques, que le lecteur-pompe à piston axial. La combustion se produit dans la chambre d'йchange de chaleur. Pour chauffer de l'organe de travail par le biais du transfert de chaleur des tubes.Lors de la compression de travail moyen est effectuй le retrait de la chaleur à travers les tuyaux de transfert de chaleur et de refroidissement de travail moyen dans la glacière (radiateurs).Nombre de gaz (ils peuvent être l'air), un prisonnier dans un volume de travail du moteur, de manière continue et inamovibles. Travailler le corps est soumis à de fortes pressions, l'ordre de 40-200 atm.

Apparence modifications du moteur:

Le moteur est à peu près la même taille et de poids en tant que moteur de l'essence ordinaire.

Par les caractйristiques du moteur sont proposйes:

High KP e. Possibilitй d'obtenir un haut-KP village et, par consйquent, une grande йconomie est une caractйristique importante du moteur. Cela est dû à la pleine utilisation du diffйrentiel de tempйrature et de pression dans le cycle.Mais pour exploiter ces possibilitйs doivent surmonter d'importantes difficultйs techniques et de conception, et des difficultйs dans la sйlection de matйriaux pour la fabrication de pièces de moteur.

Diverses sources de chaleur. L'alimentation externe de chaleur utilisйe dans le moteur, permet l'utilisation de diffйrentes sources de chaleur, sans aucun changement significatif de la conception du moteur.Presque tous les combustibles fossiles de l'йtat solide à gaz peut être utilisй directement dans le moteur. Pour ce faire, d'йquiper la chambre de combustion du moteur avec un йchangeur de rйcupйration de chaleur pour le prйchauffage de l'air chargй de chaleur des gaz d'йchappement.
Dans les villes à fort trafic pour une utilisation dans les vйhicules a de grandes perspectives pour le moteur à la chaleur de la batterie.
L'avantage du moteur est aussi en ce qu'elle peut être utilisйe dans une variйtй de combustibles, mais aussi une occasion d'appliquer les diffйrents types de sources de chaleur.Cela signifie que le moteur ne dйpend pas de la disponibilitй de l'atmosphère.Il pourrait tout aussi bien travailler dans un espace confinй, comme sur les sous-marins, et sur les satellites.

L'impact sur l'environnement (toxicitй, de bruit, vibrations).De toute йvidence, la toxicitй du moteur (dans le sens classique du terme), il est possible de ne parler que lors de l'utilisation de la chaleur de combustion de carburant.
Les sources de substances toxiques sont les produits de la combustion et l'йvaporation de celle-ci du système d'alimentation.Le moteur fonctionne sur le circuit fermй, de sorte qu'il n'est pas le carter et les produits de combustion rйsultant du carter ne libère pas de substances toxiques.
L'йvaporation dans l'atmosphère dans le moteur est beaucoup moindre que celui de l'essence des moteurs à combustion interne, ainsi que le système d'alimentation en carburant de type fermй.Pratiquement la seule source des substances toxiques - les produits de la combustion hors de l'atmosphère de la chambre de combustion.
Les principales substances toxiques contenues dans les produits de la combustion de ces combustibles sont le monoxyde de carbone CO, hydrocarbures non brûlйs C x H y, de NO x, les oxydes d'azote, les aldйhydes, de la suie, des oxydes de soufre (à l'aide de soufre des carburants), de plomb (pour l'essence au plomb).
Estimation de la toxicitй du moteur sur la rйpartition du monoxyde de carbone, d'hydrocarbures, d'oxydes d'azote, ainsi que l'opacitй. L'attribution des limitations imposйes par la loi ou. Toxiques de produits de combustion incomplète (CO et C x H y) sont le rйsultat d'un manque d'oxygène au cours de la combustion (en gйnйral des petites ou les taux locaux de l'excès d'air).
La suie dans les gaz d'йchappement est indiquйe dans les cas où la dйcomposition thermique d'hydrocarbures (craquage) à des tempйratures йlevйes et le manque d'oxygène.Camйras de combustion du moteur similaire à la chambre de combustion de turbine à gaz et moteurs à vapeur.Le processus de gravure est stationnaire. Dans de telles circonstances, peut fournir suffisamment de haute qualitй de mйlange.L'air entrant dans la chambre de combustion, est chauffй dans un appareil de chauffage des gaz d'йchappement.De toute йvidence, la sйlection des substances toxiques dans les gaz d'йchappement dans le moteur dйpend du coefficient d'excès d'air lors de la combustion et la tempйrature de l'air d'admission dans la chambre de combustion.
Avec l'augmentation du coefficient d'excès d'air lors de la combustion diminue la concentration de CO, C x H y et de NO x.Examen de la masse des composants toxiques libйrйs lors de la combustion de l'unitй de quantitй de combustible, conduit à la même conclusion.Il est important de noter une très faible concentration de CO, C x H in La concentration de NO x diminue avec l'augmentation de l'excès d'air en raison de la forte incidence de la rйduction de la tempйrature par rapport à l'impact de l'augmentation du nombre d'oxygène dans les produits de la combustion.Parce que le coefficient d'excès d'air augmente l'efficacitй du moteur de quelques gouttes, puis la valeur rationnelle du coefficient d'excès d'air pendant la combustion est d'environ 1,5-1,8.
Avec l'augmentation de la tempйrature de l'air entrant dans la chambre de combustion, dans un rapport constant de l'excès d'air contenu des produits de combustion incomplète (CO et C x H y) est en baisse et la concentration de NO x augmente.L'efficacitй du moteur augmente йgalement avec l'augmentation de la tempйrature de l'air à l'entrйe de la chambre de combustion.Rйduire la concentration de CO et C x H a raison de l'amйlioration des conditions de combustion dans un air chaud. Augmentation des concentrations de NO x causй par l'augmentation de la tempйrature maximale de combustion à un niveau constant le ratio de l'excès d'air. Inlet la tempйrature de l'air dans la chambre de combustion dans le moteur atteint 600-800 ° C.
Il convient de noter que les gaz d'йchappement n'ont pas d'odeur et ne contient pas de noir de carbone.
Le document ci-dessus montre que le plus grand impact sur les йmissions d'oxydes d'azote ont un moteur. L'allocation peut être rйduite par l'exposition à des conditions dans la chambre de combustion (la diminution de la tempйrature et la concentration d'oxygène).Pour abaisser la tempйrature dans la zone de combustion en sйlectionnant les paramètres appropriйs de la chambre de combustion ou l'utilisation de recirculation des gaz d'йchappement (comme dans les moteurs à combustion interne).
Augmenter le nombre de perepuskaemyh d'йchappement de plus de 33% du nombre des entrйes d'air frais n'est pas possible, car cela augmente de manière significative la concentration de CO et de NO x la concentration diminue de manière moins significative.
Pour йvaluer le niveau de toxicitй dans le tableau ci-dessous montre le moteur de l'unitй de substances toxiques dans le moteur, le moteur diesel, les turbines à gaz et le moteur à essence.

Type de moteur

Constituants toxiques en mg / (ch c)

NO x

CO

C x H en

Moteur DVPT 0,1-0,2 0,05-0,2 0,0015-0,009
Turbines à gaz (avec rйgйnйrateur) 0,7-2,0 2,0-3,6 0,0120-0,072
Diesel 0,4-2,0 0.2-5,0 0,6-12
Moteurs à essence 0,6-2,0 40-100 15-120

De la table, il s'ensuit que, même sans l'adoption de mesures spйciales, de la toxicitй des gaz d'йchappement du moteur est nettement plus faible toxicitй pour d'autres types de moteurs thermiques.

Faible niveau de bruit et de vibrations. Les principales sources de bruit dans les moteurs à combustion interne sont turbo, le processus de combustion, les processus d'admission et d'йchappement calendrier mйcanisme manivelle, les bielles et les mйcanismes de soutien (en raison de la prйsence de lacunes dans la denture, parfois se chevauchent les lacunes dans les articulations et les mobiles etc.)Mйcanismes de gйnйration de bruit dans les moteurs auxiliaires de la combustion interne et externe peuvent prendre la même, d'autres sources de bruit dans le moteur ne sont pas disponibles, de sorte que le bruit du moteur est en marche, beaucoup moins que le moteur à combustion interne.External combustion dans le moteur se produit en continu et ne dispose pas d'un caractère explosif, qui, une fois brûlйs, et le rejet presque pas de bruit est gйnйrй.
En outre, la pression dans les cylindres du moteur varie en douceur sur la quasi-sinusoidal loi.Le niveau de bruit du moteur à une moyenne de 20-30 dB plus faible que le moteur diesel est le même pouvoir.

La consommation d'huile de graissage. Dans les moteurs à combustion interne a frappй l'huile dans le cylindre, d'une part, conduit à la combustion du pйtrole, d'autre part, en raison de son vieillissement en contact avec les gaz chauds et les pièces de moteur.
Le projet de l'huile moteur peut pratiquement pas dans la cavitй et, de surcroоt, n'est pas venu avec un gaz chauds ou les parties chaudes, donc pas le cas, soit l'йpuisement ou osmoleniya pйtrole.En consйquence, le moteur n'est plus nйcessaire d'ajouter de l'huile pйriodiquement.En principe, le moteur peut dйvelopper tout au long de motoresursa initialement rempli avec de l'huile (si le temps ne change pas ses propriйtйs sous l'influence de l'environnement), qui est autorisй uniquement sur les particules abrasives.Pour le lourd et moyenne puissance est un important avantage йconomique (coût de l'huile de lubrification est 10 fois plus йlevй que le coût du carburant).Pour les moteurs de faible puissance qui rйduit considйrablement le travail des services.
Communiquй de l'huile dans le moteur, les conditions de travail est extrêmement indйsirable et extrêmement dommageable phйnomène, ainsi que l'йvolution des propriйtйs des gaz et, par consйquent, l'efficacitй de l'efficacitй du moteur.Par consйquent, dans le moteur ne sont pas lubrifier les segments de piston, et de lubrifiant est nйcessaire uniquement pour lubrifier le mйcanisme d'entraоnement et unitйs de soutien. Comme les joints de piston dans le moteur continue de fluoropolymères anneau ou en matйriaux composites basйs sur ces derniers.

Fiable et rapide, le dйmarrage du moteur à basse tempйrature. Le projet de moteur à haute pression de gaz à l'intйrieur des cavitйs et suffisamment de tubes de chauffage à haute tempйrature, facile à n'importe quelle tempйrature commence environnement. Sa start-up repose entièrement sur la fiabilitй, qui mai enflammer le carburant dans la chambre combustion. Bougies, qui a fusionnй avec la buse dans un seul ensemble, garantit pratiquement le dйmarrage du moteur en vertu de tous les paramètres environnementaux.

Tolйrance à la poussière dans les environs. Parce que le projet de moteur - moteur à combustion externe, la poussière dans l'air frais entrant dans la chambre de combustion de l'espace, n'a pas atteint et le carter cylindres (dans le carter du moteur de ventilation n'est pas nйcessaire).En consйquence, le moteur pas de l'abrasion des pièces en mouvement du mйcanisme d'entraоnement.En outre, en raison de la faible vitesse d'air frais et de gaz d'йchappement dans l'йchangeur de rйcupйration de chaleur d'une chambre de combustion (chauffage à air frais) et de ses raspylivayuschem dispositif, à la corrosion de ces йlйments est nйgligeable.

Traitement à court terme, les surcharges. Motoresurs la vitesse du moteur est dйterminйe par l'apparition de limiter le fluage de la matière dйtails de l'appareil de chauffage fonctionnant à haute tempйrature.Avec l'augmentation de pression du gaz à l'intйrieur des cavitйs du moteur augmente la limite de vitesse de fluage.Nйanmoins, à court terme de la surcharge associйe à une augmentation de pression du gaz à l'intйrieur des cavitйs, un peu de rйduire la longйvitй du moteur, ainsi que les dйtails de la tempйrature de chauffe-eau reste constante.
En gйnйral, un moteur ne peut être garanti pour rйsister à un court-terme 50-80% de surcharge intйgrй sans rйduction significative de la durabilitй.

La chaleur dans le circuit de refroidissement moyen. En raison de la disponibilitй du moteur, système à boucle fermйe de circulation de la chaleur moyenne de travail presque exclusivement par le froid, la chaleur doit être possible à des tempйratures plus basses. Par consйquent, la quantitй de chaleur passй dans l'eau de refroidissement dans le moteur à environ 2 fois plus йlevй que dans les moteurs à combustion interne, lorsque la même performance efficace. Par consйquent, la taille du radiateur de refroidissement des moteurs de vйhicules produits dans plus de moteurs à combustion interne de la même destination .
Dans les moteurs du navire, cette fonctionnalitй n'est pas une grave lacune.

PARAMÈTRES FONDAMENTAUX moteurs de 1500 cm 3

NOM DE L'INDICATEUR Ed. modifier. INDICATEUR
Nombre de cylindres

sh t

8

Puissance

l. c.

124

Nombre de tours

de b / min

3000

Efficacitй

%

52

Le coefficient de l'йtat d'avancement du piston

2,6

La moyenne de la pression de gaz dans le cycle

par HS / cm 2

32,0

Dйplacement Cylindre

avec 3 m

1500

Le diamètre du moteur

avec m

21,5

La longueur du moteur

avec m

64,5

Le contenu des йmissions de CO

g / km

0,05-0,2

Contenu de C x H en

g / cm

0,0015-0,009

Le contenu de NO x

g / km

0,1-0,2

Poids du moteur

Mme

95

D'exploitation du corps

Helium

Type

Slant Pack

Lieu de cylindres

Drum

Source de chaleur

La chaleur et la batterie mnogotoplivnaya de la chambre de combustion

Affectation Engine

La voiture et bateau



Apparence PILOTE MODELE MOTEUR

PARAMÈTRES DE BASE DE MODÈLE DE MOTEUR SETTLEMENT PILOTE

NOM DE L'INDICATEUR Ed. modifier. INDICATEUR
Nombre de cylindres
pc.
2
Puissance
kW / ch.
3.5/4.7
Nombre de tours
tr / min
1000
Efficacitй
%
61
Le coefficient de l'йtat d'avancement du piston
4
Le maximum de la pression de gaz dans le cycle
atm.
226
Dйplacement Cylindre
cm 3
100
Le diamètre du moteur
mm
89
La longueur du moteur
mm
453
Le contenu des йmissions de CO
g / km
0.05-0.2
Contenu de C x H en
g / cm
0.0015-0.009
Le contenu de NO x
g / km
0.1-0.2
Poids du moteur
kg
7
D'exploitation du corps
Le dioxyde de carbone
Source de chaleur
La chaleur et la batterie mnogotoplivnaya de la chambre de combustion

"Le moteur avec le conduit de chaleur externe."Le brevet numйro 2105156 en date du 23 Juin 1995. RF.

"Le moteur avec le conduit de chaleur externe."Numйro de brevet 2149275, en date du 31 Mai 1999. RF.



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