глупый вопрос по конструкции ДВС - зачем впускные клапана?

[Алексей_512]

Вот у меня простой глупый вопрос: зачем нужны впускные клапана?

TFSI на VW давно научились прямым впрыском впрыскивать топливо в цилиндр. Почему бы таким же прямым впрыском не впрыскивать воздух через форсунку, а?
то есть вкручиваем две форсунки в цилиндр, через одну гоним воздух, через другую топливо.

смотрите, сколько плюсов:

1) камера сгорания охлаждается резко расширяющимся воздухом (форсунка греется, но голова охлаждается антифризом).
2) все 4 клапана - выпускные! вентиляция камеры сгорания -- просто супер!

минусы: нужен компрессор высокого давления для впускного воздуха. Возможно, понадобится даже баллон ресивера литров на двадцать (при 200 атм это 4000 литров воздуха).
нужна форсунка на каждый цилиндр(вольво этим не напугать, по-моему).

но КПД двигателя должно неплохо подрасти с таким изменением конструкции?
турбину тоже можно выбросить, ибо давления будет хоть упейся, хоть чисто на сжатом воздухе езди.

единственное, что разрушает мою волшебную теорию -- производительность такой форсунки и, соотвественно, компрессора. Что-то мне подсказывает, что это должны быть десятки(сотни?) литров в минуту -- придётся таскать за собой прицеп с компрессором. Но пусть ДВС сам себе и компрессирует воздух возросшим КПД. Не?

[MozG]

Алексей_512, Так впускной клапан это и есть форсунка для воздуха.




Для прохождения нужного количества воздуха в малом коридоре времени отверстие соответствующее.


1 литр топлива полностью сгорает в 10 000 литрах воздуха, вот форсунки и разные
при 23%м содержании кислорода.

[бульбаш]

Так а нафига форсунки с распылителями? Воздух и сам неплохо разойдется в камере.

[moon_ster]

Такой двигатель действительно обладает сумасшедшей мощностью, но я не уверен, что за счет КПД, а, скорее, за счет более плотной топливовоздушной смеси. Соответственно, ее сгорание приводит к высвобождению куда большей кинетической энергии. Нужны двигатели из более прочных материалов, их износостойкость под жирнющим вопросом. Сам компрессор уже давно в меньших масштабах и силах нагнетания ставится на те же мерсы. А иглой форсунки грубо говоря действительно становится тот же клапан. Короче, это всего лишь задумка, как с переподвыподвертом сжать большой движок до размеров маленького и поиметь на этом геморроя с ресурсом и расходом топлива.
А вентиляции камеры сгорания и так достаточно. Вон те же VW ставили 5 клапанов на свои бензинки. Существенного изменения мощности не произошло, а гемор с движками возрос. Чего стоит один кулачковый механизм, и ГБЦ когда их нужно впихнуть в те же размеры. Получается, что по полезной площади открытого клапана объем всасываемых или выталкиваемых газов увеличивается не на 50% (соотношение 2 и 3 клапанов к примеру на выпуск или же на впуск, в зависимости от того, где появились 3 клапана вместо 2-х) а куда меньше (уменьшение диаметра клапана на трешке по сравнению с двушкой, плюс площадь самого штока клапана, хорошо если +20% наскребется).

Главный вопрос описанного в шапке двигателя - соотношение цены его изготовления с учетом устойчивости к безумному расширению вследствие воспламенения смеси к необходимости получения подобных высокомощных и малоразмерных двигателей. Поэтому вместо нагнетателя турбина, а вместо форсунки клапан - самая практичная вещь.

Вот если бы подобная схема вела к увеличению мощности при как минимум сохранении(либо увеличении) ресурса и сохранении (либо уменьшении) стоимости материалов двигателя и расходуемого топлива, тогда бы давно аплодировали стоя!

Добавлено спустя 3 минуты 25 секунд:

Так а нафига форсунки с распылителями? Воздух и сам неплохо разойдется в камере.

Вот и получится тот же клапан =))) Опять велосипед изобрели!

[Алексей_512]

ребята, впускной клапан это хорошо. НО МАЛО.

Всё это я придумал потому, что как-то надо улучшить вентиляцию камеры сгорания. Так пусть будет 4 клапана на выпуск! а на впуск ни одного. Вот в чём смысл!

[AIL]

Хы, а ведь интересно на самом деле получается.
Вопрос лишь в том, не сожрется ли весь приход мощности компрессором - производительность-то нужна будь здоров.
А так да, дунуть 5-6 бар в камеру (не надуть камеру до 5-6 бар!) - будет отличное перемешивание, заодно и охлаждение может улучшиться - продувочку-то можно и в момент выпуска устроить дополнительную...
Осталось выяснить где грабли лежат.

[builder]

Это кроме бензина заправляцца надо будет еще и сжиженным кислородом?

[бульбаш]

Встречное предложение. Раз компьютер успешно управляет форсунками - можно доверить ему управлять и клапанами. Поставить соленоид на каждый клапан, чутка помощнее генератор - и айда. При этом можно сделать клапан диаметром на весь цилиндр, а уже в нем - выпускной клапан.
По крайней мере, можно будет выбросить ремень или цепь ГРМ. Меньше шума.

Безымянный.png

[img]https://s3-ap-northeast-1.amazonaws.com/volvoclu/thumb_3754_66abdd05837208c5d36fcd79835db421[/img]

[pilot2k]

бульбаш, не, аналоговые механизмы еще никакой компьютер не обошел))))))

[Denis B.]

pilot2k, Электромагнитный привод газораспределительного клапана поршневого двигателя -вот загугли

[Алексей_512]

По крайней мере, можно будет выбросить ремень или цепь ГРМ. Меньше шума.

как раз одна из актуальных проблем Э-М клапанов - сильно возрастающий шум. Прям очень сильно. Но про электромагнитные клапана я думал, когда пришла пора менять ремень ГРМ )))

Добавлено спустя 17 минут 2 секунды:
Парни, похоже собака скрыта в производительности компрессора для этих воздушных форсунок + в самих воздушных форсунках.

Двигатель должен за такт сожрать как минимум свой объём воздуха. Т.е. один цилиндр в 2,5 литровом 5-цилиндровом двигателе должен за такт сожрать 0,5 литра воздуха (без учёта турбины).

таких тактов при 3000 об\мин - 1500 тактов(эм... вроде так). Итого, 750 литров воздуха только на один цилиндр. На пять цилиндров -- 3750 литров воздуха в минуту.
чтобы лить столько воздуха через форсунку, его придётся заливать чуть ли не в жидком виде, а иначе не успеть залить такой объём, хоть десять форсунок на цилиндр поставь.

К тому же, я не видел форсунок на высокое давление. Поискал в интернете - максимальное рабочее давление воздушных форсунок 5-7 бар. Почему так? в чём проблема? я не знаю.

[MozG]

В проблема в том что сжатый воздух при движении с таким давлением работает как наждак.

[бульбаш]

бульбаш, не, аналоговые механизмы еще никакой компьютер не обошел))))))

А впрыск?

[AIL]

http://www.youtube.com/watch?v=Bch5B23_pu0

И в целом много кто копает в эту сторону... В основном правда безуспешно.

...А Кристиан молодец. Вот пример как человек реализует свою мечту.

[бульбаш]

Безымянный.png

А если вместо клапана поставить два таких диска, один из которых будет вращаться относительно другого, синхронизировав их скорость вращения с вращением коленвала? Через большие дырки воздух намного лучше заполнит камеру.
[img]https://s3-ap-northeast-1.amazonaws.com/volvoclu/thumb_3754_13a05d81d4bc26b34458d4002cd8f6d5[/img]

[MozG]

бульбаш, падение компрессии и как следствие КПД

[бульбаш]

Откуда падение? Если диски нормально притерты - будет держать, как шаровый кран. Можно и сделать их тоже керамическими.

[Marshall]

Вообще эта тема немного с баяном http://www.yaplakal.com/forum11/topic748843.html

[moon_ster]

Возвращаемся к тому, чего хотим добиться этим улучшайзингом. Если просто избавиться от ГРМ-а, то ффтопку, а если мощу двигла поднять, то слишком уж накладная мощность получится. Дешевле V12 какое-нибудь купить будет, чем разработать и, главное, эксплуатировать такой двигатель в повседневности.