logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Nowy dwusuwowy silnik Mazdy z zaworami, który nie spala oleju

andreyatakum 08 Maj 2024 08:08 3108 19
REKLAMA
  • W dzisiejszym artykule przyglądamy się zasadzie działania nowego dwusuwowego silnika z zaworami, który nie zużywa oleju. Został on niedawno opatentowany przez japońskiego producenta Mazda, który planuje zastosować go w swoich samochodach. Zastanówmy się więc, jak to działa.



    Sposób funkcjonowania standardowego silnika dwusuwowego
    Przypomnijmy sobie działanie konwencjonalnego silnika dwusuwowego. Gdy tłok porusza się w górę, wytwarza pod sobą podciśnienie, powodując przedostanie się mieszanki do skrzyni korbowej. Następnie, kiedy tłok wykonuje ruch w dół, wstępnie spręża mieszankę i kieruje ją przez okienka w ściankach do cylindra. Wreszcie, tłok znów podnosi się i zamyka okna. Spręża mieszankę paliwowo-powietrzną, która zapalana jest przez iskrę i następuje spalanie. Popycha ono tłok w dół, wytwarzając moment obrotowy na wale korbowym.

    Otwór wydechowy otwiera się w tym samym czasie, gdy ze skrzyni korbowej uwalniane są sprężone gazy w celu odświeżenia mieszanki paliwowo-powietrznej. To prawda, że ​​​​jej część wylatuje przez okno wydechowe, co powoduje próżne paliwa. Natomiast w silniku dwusuwowym na każdy obrót wału korbowego przypada jedna iskra. Daje to dodatkowy moment obrotowy.

    Porównanie silnika 2- i 4-suwowego
    Z drugiej strony, silnik 4-suwowy ma dobrze określone cykle: dolot, zawór zamyka się, kompresja mieszanki, zapłon, rozpręża się, otwiera zawór wydechowy i opróżnia cylinder, aby rozpocząć proces od nowa. Tutaj zapłon następuje co 2 obroty wału korbowego. Eksponuje to, że moc silnika 4-suwowego jest o połowę mniejsza niż 2-suwowego, przy wszystkich innych czynnikach niezmienionych — pojemności, stopnia sprężania, liczbie oktanowej paliwa.

    Jednak ten pierwszy nie wykorzystuje skrzyni korbowej do zasysania mieszanki, co oznacza, że ​​może znajdować się tam olej smarujący części. Dodatkowo cykl wydechowy i dolotowy nie przebiegają jednocześnie, jak w silniku 2-suwowym, co poprawia efektywność spalania i zapewnia większą oszczędność paliwa. Natomiast silnik 2-suwowy jest teoretycznie 2 razy mocniejszy od 4-suwowego. Jak możemy połączyć te dwie zasady i uzyskać z nich to, co najlepsze?

    Dwusuwowy silnik wysokoprężny a horyzont na innowację
    Zanim pokażemy rozwiązanie inżynierów Mazdy, powinniśmy rozważyć 2-suwowy silnik wysokoprężny. Jest on szeroko stosowany w gigantycznych maszynach, takich jak statki morskie i niektóre lokomotywy.
    Dwusuwowy silnik wysokoprężny, w przeciwieństwie do dwusuwowego, benzynowego, zamiast skrzyni korbowej wykorzystuje do wlotu sprężarkę, która wtłacza powietrze do cylindra przez okienko w dolnej jego części. Posiada również zawory wydechowe w głowicy cylindrów, co pozwala na bardzo dobre przepłukanie i zapewnia wystarczającą ilość powietrza do spalania oleju napędowego. Sprężarki napędzane paskiem typu SuperCharger działają lepiej przy niskich prędkościach niż turbosprężarki napędzane spalinami.

    Gdyby zastosowano turbinę, to przy niskiej prędkości obrotowej silnika nie wytworzyłaby ona wystarczającego ciśnienia, a spaliny uciekałyby przez otwór wlotowy. Silnik więc zatrzymywałby się, ponieważ nie dostawałoby się świeże powietrze. Ponieważ skrzynia korbowa nie jest wykorzystywana do tworzenia mieszanki, można ją napełnić olejem i zapewnić smarowanie silnika.

    Problem polega na tym, że w ściankach cylindrów znajdują się otwory wlotowe, przez które olej przedostaje się do komory spalania i tam ostatecznie następuje reakcja. Ponadto dwusuwowy silnik wysokoprężny jest wydajny tylko wtedy, gdy ma dużą pojemność i długi skok, co utrudnia jego montaż pod maską samochodu osobowego. Teraz, dzięki nowemu patentowi Mazdy, staje się to możliwe.
    Przyjrzyjmy się temu bliżej, aby zrozumieć, jak pozorna prostota konstrukcji kryje w sobie złożone procesy operacyjne.

    Sposób działania silnika
    Po pierwsze, całość ma wałek rozrządu, zawory dolotowe i wydechowe. Miska olejowa służy wyłącznie do podawania oleju. Zasadniczo jest to silnik 4-suwowy, ale ze sprężarką pasową, podobnie jak 2-suwowy, wysokoprężny.

    Kiedy tłok przesuwa się do dolnego martwego punktu, zawór wlotowy pozostaje otwarty, podczas gdy tłok porusza się w górę, sprężarka wytwarza ciśnienie i pompuje powietrze. Zawór dolotowy zamyka się i powietrze jest sprężane, natomiast wtryskiwacz bezpośredni podaje paliwo z bardzo wysokim ciśnieniem. Pojawia się iskra i zapalona mieszanka popycha tłok w dół. Po osiągnięciu dolnego martwego punktu zawór wydechowy otwiera się.
    Po tysięcznych sekundy otwiera się też zawór dolotowy.

    Sprężarka ponownie pompuje powietrze, a spaliny są wypychane przez zawór do kolektora wydechowego. Otwór wlotowy jest pionowy i znajduje się bliżej ściany cylindra, co poprawia oczyszczanie.

    Gniazdo zaworu dolotowego ma również specjalny kształt, a zawór ma dwa poziomy otwarcia. W pierwszej fazie powietrze kierowane jest tylko wzdłuż ścianki cylindra. Potem zawór otwiera się całkowicie.
    Proces dolotu i wydechu odbywa się jednocześnie, jak w każdym silniku dwusuwowym.

    Dzięki tej sprężarce w zasadzie możliwa jest transformacja. Dowolny silnik 4-suwowy można przekształcić w dwusuwowy. Należy zauważyć, że wałki rozrządu obracają się z tą samą szybkością, co wał korbowy, podczas gdy prędkość wałka rozrządu czterosuwu jest o połowę mniejsza. Specjalne gniazdo i kierunkowy kanał dolotowy zapobiegają wydostawaniu się czystego powietrza z cylindrów. W silniku zastosowano także dodatkowe technologie, takie jak zmienne wałki rozrządu umożliwiające realizację funkcji specjalnych i recyrkulację spalin. W warunkach niewielkiego obciążenia zawór wydechowy zamyka się wcześniej, zapobiegając ulatnianiu się gazów spalinowych.

    Te spaliny pozostają w cylindrze, aby wypełnić komorę i zwiększyć kompresję. Wysoka temperatura już spalonych gazów pozwala również na pracę silnika bez użycia świecy zapłonowej, ponieważ, jak w przypadku wszystkich Dieslów, mieszanka jest wtryskiwana w ostatniej chwili i zapala się pod wpływem sprężania i temperatury. Ciśnienie wtrysku powyżej 700 bar. 3 razy wyższe niż w przypadku silnika benzynowego lub zbliżone do ciśnienia wtrysku oleju napędowego. Tryb ten radykalnie zwiększa wydajność silnika przy niewielkim obciążeniu i zmniejsza zużycie paliwa.

    Technologia Skyactiv
    Oczywiście, jak każdy inny silnik musi zapewniać odpowiedni stosunek ilości powietrza do paliwa.
    W tym przypadku jest to 14.1:1. Oznacza to, że ​​potrzebujemy 14.1 części powietrza na każdą część paliwa. Jeśli więc, zamiast wprowadzać powietrze do silnika, usunie się już spalone, obojętne spaliny, zmniejszy to ilość paliwa.
    Eksponuje to, że nawet jeśli mamy duży silnik, to zapełnimy prawie wszystko spalinami. Potem tylko trochę czystego powietrza, odpowiednią ilość paliwa i w końcu uzyskamy osiągi ze znacznie mniejszego silnika.

    Przy dużych obciążeniach wałek rozrządu ustawia się w pozycji pełnego przedmuchu, usuwając wszystkie spaliny i przepuszczając maksymalną ilość czystego powietrza. Wtrysk paliwa rozpoczyna się wcześnie, aby umożliwić lepsze wymieszanie. W tym trybie do zapłonu mieszanki używana jest świeca zapłonowa. Zasadniczo silnik ten spożytkowuje zaawansowaną technologię Mazdy, Skyactiv, która wykorzystuje bardzo duże wyprzedzenie zapłonu i kontroluje detonację.

    Charakterystyka silnika Mazdy
    W ten sposób całość łączy w sobie zalety silników dwusuwowych i czterosuwowych.

    Wymieńmy więc główne cechy:
    * Zawory, podobnie jak w silniku 4-suwowym, pozwalają na precyzyjną kontrolę przepływu gazu.
    * Układ recyrkulacji pseudospalin w oleju napędowym poddaje recyklingowi gazy w celu utrzymania wysokiego stopnia sprężania i zmniejszenia emisji przy niskich prędkościach.
    * Jedna iskra na obrót, jak w silnikach dwusuwowych, co podwaja wykorzystanie cylindrów i zmniejsza wielkość całości.
    * Niskie zużycie oleju. Sprężarka powietrza działa jak dwusuwowy silnik wysokoprężny.
    * System Skyactiv zwiększa wydajność i wykorzystuje każdą kroplę benzyny oraz spala ją tak, jakby był to olej napędowy, co oznacza wysoką oszczędność paliwa.
    * I wreszcie bardzo wysoki stopień kompresji, bliski szesnastu.

    Miejmy nadzieję, że już niedługo ten silnik zacznie być montowany w samochodach i usłyszymy jego dźwięk. A kto wie, jak to będzie? Podobnie jak V8? Ponieważ ma dwa razy więcej cykli pracy niż silnik 4-cylindrowy. Czy ta technologia stanie się konkurencją dla elektrycznych systemów napędowych w transporcie naziemnym? Pokaże czas.

    Fajne? Ranking DIY
    O autorze
    andreyatakum
    Poziom 13  
    Offline 
    Elektronik, podróżnik, dziennikarz niezależny
    Specjalizuje się w: komunikacja bezprzewodowa
    andreyatakum napisał 471 postów o ocenie 590. Mieszka w mieście Antalya. Jest z nami od 2021 roku.
  • REKLAMA
  • #2 21074039
    ArturAVS
    Moderator
    Z tym nie spalaniem oleju to tak nie do końca prawda, zawsze jakieś pozostałości filmu olejowego pozostaną na tulei cylindra i nie da się tego uniknąć. A w miarę zużycia pierścieni tłokowych, będzie to coraz większa ilość. Nie mniej, jest to minimalizacja tego efektu/zjawiska.
  • #3 21074062
    andreyatakum
    Poziom 13  
    ArturAVS napisał:
    olejowego pozostaną na tulei cylindra i nie da się tego uniknąć.

    Jeżeli to zużycie jest na poziomie 4-suwowca to już coś. Bo normalnie 2-suwowiec za dużo spala oleju. Nawet z rozdzienym smarowaniem - przez okienka w tulei.
  • #4 21074435
    E8600
    Poziom 41  
    Komu ma się udać jak nie Japonii. Silnik wbrew pozorom nie jest dużą rewolucja a cały myk polega na tym, że mały lekki 2 cylindrowy silnik będzie generować moc 4 cylindrowego. Olej w skrzyni korbowej w silniku 2T jest wadą tam powinna być sucha miska olejowa a rozrząd na dzisiejsze standardy powinien być pneumatyczny. Nic dziwnego, że celują w bardzo ubogą mieszankę sprawdzoną w skyactiv.
  • #5 21074513
    jariko
    Poziom 17  
    ArturAVS napisał:
    Z tym nie spalaniem oleju to tak nie do końca prawda, zawsze jakieś pozostałości filmu olejowego pozostaną na tulei cylindra i nie da się tego uniknąć. A w miarę zużycia pierścieni tłokowych, będzie to coraz większa ilość. Nie mniej, jest to minimalizacja tego efektu/zjawiska.

    miałem kilka starych samochodów i od wymiany do wymiany nigdy oleju nie dolewałem, więc da się takie silniki zrobić. Nawet Polonez 1,6 nie brał oleju.
  • REKLAMA
  • #6 21074539
    ArturAVS
    Moderator
    @jariko A miarą zużycia był bagnet?
  • #7 21074568
    BANANvanDYK
    Poziom 42  
    Niestety to tak nie działa.
    Silniki Diesla 2T produkowano zawsze z przepłukiwaniem jednokierunkowym stosując okna w cylindrze. Kierunek przepływu w górę lub w dół. Istnienie okien w gładzi cylindra uniemożliwia całkowite odseparowanie skrzyni korbowej pierścieniami, więc mamy przeciek oleju do okien. Dokładność przepłukania ma ogromny wpływ na sprawność silnika, ponieważ pozostałość spalin = EGR.
    Nie da się zrobić dwusuwa z 4T, ponieważ zawory grzybkowe się do tego nie nadają. W cylindrze musi zajść przepłukiwanie zwrotne, czyli takie ukierunkowanie strumienia powietrza, że popłynie w dół cylindra, odbije się od denka tłoka, popłynie we górę i opuści cylinder zaworem wydechowym. Jednym słowem, odwrócenie tego co występuje w zwykłym benzynowym silniku 2T. Niedokładność przepłukiwania zwrotnego wpływa negatywnie na EGR.
    Poza tym zawory grzybkowe nadają się jedynie do silników Diesla, bo ograniczają prędkość obrotową silnika o połowę względem 4T, a prędkość obrotowa silnika Diesla jest ograniczona czasem spalania paliwa.
  • #8 21074605
    JarekZiajka
    Poziom 1  
    Przecież to nie jest typowy dwusuw. Ma skrzynię korbową jak każdy silnik 4T. Dołożyli sprężarkę. Która spręża czyste powietrze a paliwo jest wtryskiwane bez oleju . Więc gdzie ma być to spalanie oleju?
  • #9 21074870
    carrot
    Moderator Samochody
    Cytat:
    zawory grzybkowe nadają się jedynie do silników Diesla, bo ograniczają prędkość obrotową silnika o połowę względem 4T,

    Jeśli stosuje się klasycznie sprężyny zaworowe, to masz rację, ale jest rozwiązanie wykorzystujące dodatkowe krzywki na wałku rozrządu domykające zawory, tzw. rozrząd desmodromiczny. Ducati stosuje takie rozwiązanie w swoich motocyklach
  • REKLAMA
  • #10 21075329
    jariko
    Poziom 17  
    Są też silniki 2T przeciwsobne z turbiną doładowującą. Pozbyli się rozrządu i zaworów.


  • #11 21075376
    siewcu
    Poziom 35  
    BANANvanDYK napisał:
    prędkość obrotowa silnika Diesla jest ograniczona czasem spalania paliwa.

    Proszę o konkretne dowody na to.
  • #12 21075776
    BANANvanDYK
    Poziom 42  
    Na przykład: Tłokowe silniki spalinowe średnio i szybkoobrotowe, Wajand, wydanie drugie zmienione, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne: strona 97
  • #13 21075814
    siewcu
    Poziom 35  
    No cóż, nie dowiem się. Takie rewelacje słyszałem już dawno, że diesla nie można kręcić powyżej 5000 rpm, bo paliwo nie zdąży się spalić. Wystarczyło jednak, że ktoś "kilku" osobom o tym nie powiedział i kręcili swoje diesle z powodzeniem do ponad 7000 rpm(po odpowiednim przygotowaniu silnika i osprzętu oczywiście).
  • REKLAMA
  • #14 21075865
    E8600
    Poziom 41  
    Należy odróżnić szukanie mocy od szukania oszczędności w paliwie. Dzisiaj szuka się sposobu jak zmusić silnik do pracy dosłownie wąchając paliwo dlatego właśnie wymyślono skyactiv z wstępną komorą spalania umieszczoną w denku tłoka.
  • #15 21076208
    LEDówki
    Poziom 42  
    Zrobili to, co trzeba było zrobić żeby silnik dwutaktowy nie musiał palić oleju z benzyną. Problemem pewnie była sprężarka i ustawienie strumienia powietrza żeby wydmuchać spaliny w krótkim czasie. Takie coś było wiadomo 30 lat temu albo i wcześniej, ale nikomu nie było potrzebne, więc robione były silniki 4 taktowe. Niech robią, może się przyjmie.
  • #16 21076348
    E8600
    Poziom 41  
    Na kanale 2STROKE STUFFING w serwisie youtube "szalony" norweg od dłuższego czasu kombinuje jak wykrzesać moc z 50 ccm silnika 2T z tym, że opiera się na klasycznym rozrządzie takiego silnika w postaci okien w cylindrze. Docelowo chce pobić rekord w tej klasie na pustyni Bonneville. 


  • #17 21076427
    kmieciu
    Poziom 19  
    >>21075376
    Diesle są silnikami nadkwadratowymi i dlatego nie będą kręciły się tak wysoko jak benzynowe( te z reguły mają podobny stosunek skoku do średnicy tłoka). Typowym przykładem są motocyklowe silniki wyczynowe, które mają dużo większą średnicę tłoka i mały jego skok i dlatego kręcą się tak wysoko.
  • #18 21076456
    szym86
    Poziom 13  
    Ostatnio wszędzie jest o nowych silnikach bo to jest bardzo klikalne i buduje nadzieję przeciwnikom ev. Ja takie rewelacje traktuję z uśmiechem. Silniki przez 100 lat ewoluowały do obecnego stanu bo jest to pewne optimum jeśli chodzi i trwałość, koszt budowy, emisyjność itp. Niech się Mazda skupi na elektrykach bo zostanie z niej tyle co zostało z Nokii.
  • #19 21076514
    Jogesh
    Poziom 28  
    Mi się bardzo podoba, że rozwijają silniki spalinowe. Jednymi z ciekawszych wydawały mi się silniki turbinowe, z tego powodu, że mogą spalać wiele rodzajów paliwa. Kiedyś wyprodukowano serię samochodów z silnikami turbinowymi.

    Elektryki to przyszłość tak twierdza marketingowcy. Ale mamy kilak tematów na elektrodzie odnośnie elektryków i koledzy z elektrody nie są tak zachwyceni.

    Ciekawą alternatywą są ogniwa paliwowe na wodór. Nie pod ciśnieniem, a przechowywany w metalu. W sumie podobnie to działa dla użytkownika jak akumulator, tylko o wiele trwalszy.

    Co do silnika z tematu, to czemu nie. O ile politycy nie zabronią to nadal będą użytkownicy samochodów spalinowych.
  • #20 21076608
    jariko
    Poziom 17  
    jest jeszcze inny sposób przechowywania wodoru - Pasta wodorowa:
    " Pasta przechowywana jest w pojeździe w formie specjalnego wkładu, a gdy paliwo się skończy, użytkownik pojazdu musi tylko wymienić stary wkład na nowy - i napełnić zbiornik wodą.
    Jak wyjaśnił dr Marcus Vogt z zespołu pracującego nad POWERPASTE, substancja ta przechowuje wodór za pomocą specjalnej formuły chemicznej, w pokojowej temperaturze, a potem uwalnia go pod wpływem ciśnienia na żądanie." ..... "Zarazem pasta niemieckich naukowców ma "ogromną gęstość energii", przekonuje dr Vogt. W porównaniu do baterii, gęstość pasty jest dziesięć razy większa. To zaś powoduje, że zasięgi oferowane pojazdom przez silnik napędzany pastą jest porównywalny - a może i większy - niż w przypadku baku z benzyną." (cytowane z Business Insider Espana)

Podsumowanie tematu

Nowy dwusuwowy silnik Mazdy z zaworami, który nie spala oleju, wzbudza dyskusje na temat jego działania i efektywności. Użytkownicy podkreślają, że całkowite wyeliminowanie spalania oleju jest trudne, ale możliwe jest znaczne ograniczenie tego zjawiska. Silnik ma być lekki, dwucylindrowy, generujący moc porównywalną z silnikiem czterocylindrowym. Wskazano na zastosowanie sprężarki oraz nowoczesnych rozwiązań, takich jak pneumatyczny rozrząd. Wiele osób zauważa, że silniki dwusuwowe mają swoje ograniczenia, a ich konstrukcja wymaga precyzyjnego przepłukiwania, co wpływa na efektywność. Dyskusja obejmuje również alternatywne technologie, takie jak ogniwa paliwowe na wodór oraz pasty wodorowe, które mogą stanowić przyszłość napędu w motoryzacji.
Podsumowanie wygenerowane przez model językowy.
REKLAMA