Специалисты Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого (НовГУ) разработали конструкцию четырёхвального двухтактного двигателя с противоположно движущимися поршнями. В основе силовой установки — четыре составных цилиндра, соединённые картерами и валами.
В каждом цилиндре поршни движутся навстречу друг другу. Такое решение позволяет совместить компактную компоновку с высокой удельной мощностью двухтактного рабочего процесса.
Камеру сгорания выполнили в виде вставной конструкции со сферическими вытеснителями, а её профиль в продольном сечении описывается как проекция гиперболоида. Такая форма должна поддерживать интенсивный вихрь свежего заряда перед воспламенением.
Специалисты привели расчётный вариант двигателя рабочим объёмом 1,207 л. При среднем эффективном давлении 0,6 МПа и частоте вращения 5000 об/мин расчётная эффективная мощность составляет 60,4 кВт, или 82,1 л. с.
При этом двухтактный цикл способен давать более высокую литровую мощность по сравнению с четырёхтактными двигателями.
Схема с противоположно движущимися поршнями предполагает размещение двух поршней в одном цилиндре: они движутся навстречу друг другу и сходятся в центре, формируя камеру сгорания без традиционной головки цилиндра. Такой принцип применялся ещё в авиационных и танковых двигателях середины XX века — в частности, в советском дизеле 5ТД и британском Junkers Jumo 205.
Основное преимущество схемы — высокая удельная мощность при двухтактном рабочем цикле: каждый цилиндр совершает рабочий ход вдвое чаще, чем в четырёхтактном двигателе. Отсутствие головки цилиндра упрощает конструкцию и снижает тепловые потери через неё. Однако организация газообмена и смазки в двухтактной схеме остаётся технически сложной задачей.
Российские конструкторы регулярно предлагают новые вариации этого принципа. Ранее ростовский инженер разработал двухтактный двигатель с противоположно движущимися поршнями на жидком аммиаке с предкамерным воспламенением и коронным разрядом. Независимо от топлива и способа поджига авторы подобных проектов, как правило, указывают на приближение процесса сгорания к изохорному режиму как на ключевой фактор повышения КПД. Новгородская разработка отличается четырёхвальной компоновкой и оригинальной гиперболоидной формой камеры сгорания, призванной интенсифицировать вихревое движение заряда.
Читайте ещё материалы по теме:
- В России разработали первый в мире плазменный двигатель с магнитным соплом
- Учёные НГТУ создали платформу без двигателя, которая перевозит технику через болота и лёд
- Томские Кулибины создали поршневой двигатель без шатуна