Jakie są problemy przy budowie silników dwusuwowych o dużej pojemności skokowej?

9

Rozumiem (ze wstępnych badań), że kiedy silnik staje się większy, a przy większej pojemności skokowej praktycznie nie można mieć silnika dwusuwowego.

Jakie są implikacje w budowie dwusuwowych silników o większej pojemności?

BraveNinja
źródło
2
Silniki największych statków mają wyporność większą niż 2000 litrów i moc 5000 kW. Oczywiście na cylinder, a często mają ich 14. I: są to silniki dwusuwowe, które są bardziej wydajne pod względem zużycia paliwa niż teoretyczny czterosuwowy silnik o tej samej mocy.
Sweber
1
Dwa uderzenia nie są przyjazne dla niedźwiedzia polarnego, jeśli chodzi o emisje.
Kapitan Kenpachi

Odpowiedzi:

6

Smarowanie i chłodzenie silników dwusuwowych zawsze były czynnikami ograniczającymi. Im większy silnik, tym większe problemy. Duży dwusuw ma bardzo krótki okres użytkowania, nawet przy ciągłej konserwacji.

Silniki dwusuwowe spalają olej w paliwie, a spalanie oleju powoduje zanieczyszczenie.

Ładowanie cylindrów przez ich rozmieszczenie portów oznacza, że ​​nie są one wydajne paliwowo. Nieefektywne spalanie większej ilości paliwa powoduje większe zanieczyszczenie.

Komunistyczny wschodnioniemiecki Trabant był ostatnim pojazdem wyprodukowanym z dwusuwowym silnikiem, nie trzeba nic więcej mówić.

Obecnie dwusuwowy jest stosowany w maszynach takich jak kosiarki do trawy i pompy wodne, gdzie jego prosta konstrukcja z małymi rozmiarami i minimalną konserwacją sprawiają, że jest on „użyteczny”.

Allan Osborne
źródło
Dzięki .. Czy możesz podać jakiś pomysł na temat „ładowania cylindrów”, o którym wspomniałeś w odpowiedzi.
BraveNinja,
@ user3065750 ... Wierzę, że chodzi o wydajność objętościową (jak dobrze cylinder wypełnia się mieszanką paliwowo-powietrzną). Jest bardzo słaby jak na silnik 2-suwowy. Dwusuwowy silnik gazowy nie wykorzystuje zaworów (jak czterosuwowy), ale zamiast tego wykorzystuje otwory z boku ścianki cylindra, aby umożliwić wejście mieszanki paliwowo-powietrznej i otwory po przeciwnej stronie, aby odpowietrzyć wydech. Tłok ma w nim określony kształt, aby promować / kierować przepływ przez cylinder. IIRC, porty wydechowe znajdują się wyżej w cylindrze niż porty dolotowe, więc cylinder wydmuchuje się przed wlotem.
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
Możesz mieć silniki dwusuwowe, które nie spalają oleju, wystarczy pompować powietrze do cylindra w inny sposób. Myślę, że to właśnie robią silniki morskie (duże).
FarO
9

Nie jestem pewien, skąd pomysł, że nie zbudowali dwusuwowych silników o większej pojemności. Detroit Diesel zbudował serię 71, która była dwusuwowymi silnikami o bardzo dużej pojemności. Z Wikipedii :

Detroit Diesel Series 71 to dwusuwowy silnik wysokoprężny, dostępny zarówno w konfiguracji inline, jak i V, z modelami inline zawierającymi jeden, dwa, trzy, cztery i sześć cylindrów oraz typy V, w tym sześć, osiem, 12, 16 i 24 cylindry. Dwie największe jednostki V wykorzystywały wiele głowic cylindrów na zespół, aby utrzymać rozmiar i ciężar głowicy w rozsądnych proporcjach, V-16 z czterema głowicami z czterocylindrowego modelu rzędowego i V-24 z czterema głowicami z sześciocylindrowego cylindra Model. Ta funkcja pomogła również w obniżeniu całkowitego kosztu tych dużych silników poprzez utrzymanie podobieństwa części z mniejszymi modelami.

Silniki te wymagały doładowania (dmuchawy typu root), aby silnik działał prawidłowo, ponieważ normalnie wolnossący silnik nie mógł pobierać wystarczającej ilości powietrza do prawidłowego funkcjonowania. Z tego powodu cała skrzynia korbowa była pod ciśnieniem. Niektóre większe silniki miały zarówno turbosprężarkę, jak i turbosprężarkę umieszczoną w linii, aby wytworzyć ilość powietrza potrzebną do zasilania potwora. Wykorzystali także zawory wydechowe (dwa lub cztery) do odpowietrzenia wydechu. Ponieważ silniki te są zasilane olejem napędowym, a olej napędowy sam w sobie jest olejem, zapewniono dla nich odpowiednią ilość smaru. Żywotność silnika była dobra i opłacalna. Przestali go budować w 1995 roku na rzecz projektu czterosuwowego. Uważam, że było to spowodowane bardziej wydajną konstrukcją czterosuwową.

Aby pokazać, jak duży był silnik, każdy cylinder przesunął się o 71 cali sześciennych (stąd nazwa serii). 24-cylindrowy silnik wyparł 1704ci (27,9l) i wytworzył 1800 koni mechanicznych. Nie mam numeru momentu obrotowego, ale zakładam, że był OGROMNY.

Uważam, że to, co Allan powiedział o 2-suwowych silnikach benzynowych (benzynowych), jest bardzo prawdziwe, ale rozumiem, że większe silniki z 2-suwowymi silnikami zostały wyprodukowane i były opłacalne komercyjnie.

Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
źródło
Detroit zbudował również silnik serii 149 (również dwusuwowy z dmuchawą do korzeni), w wersjach 8, 12 i 16 cylindrowych. 16 był wielkości Sprintera (mniej więcej nie było sprinterów, gdy nad nimi pracowałem). Uważam, że ogromne silniki okrętowe produkowane przez Wärtsilä są również dwusuwowe , ich średnica wynosi około 1 metra, a każdy cylinder rozwija moc około 7500 KM. Nie jestem pewien co do Detroits, ale Wärtsilä wciąż produkuje silniki okrętowe.
dlu
@dlu - A Wärtsilä wytwarza wszystkie HP / TQ około 120 rpms. To niesamowite bestie!
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
7

Wiem, że ten wątek jest nieco stary, ale Detroit Diesel i GM EMD (Electro-Motive Division) mają wiele dwusuwowych silników Diesla. Skrzynie korbowe!Cóż, nie są pod ciśnieniem. Jego działanie różni się od mniejszego silnika dwusuwowego. Zamiast spodu tłoka „wypychającego” paliwo pneumatyczne do portu przesyłowego, silniki te mają galerię powietrzną wokół tulei cylindrowych. Blok cylindrów jest obrabiany w celu przyjęcia tulei cylindrów. Bezpośrednio pod pokładem bloków znajduje się woda, a pod nią galeria lotnicza. Cylindry mają tradycyjny pierścień otworów, a tłok działa jak zawór wlotowy w konwencjonalnym sensie. Powietrze pod ciśnieniem jest dostarczane, zwykle, ale nie zawsze, przez dmuchawę Rootsa. Wyczerpanie odbywa się za pomocą 2 lub 4 zaworów w głowicy cylindrów, które są uruchamiane za pomocą krzywki. Dostarczanie paliwa odbywa się za pomocą wtryskiwacza jednostkowego (jeden wtryskiwacz na cylinder pod ciśnieniem w cylindrze, a nie przez zdalną pompę wtryskową).

Rozmiary Detroit Diesel są na cylinder, tzn. 8 V92 oznacza V8 i 92 cu na cylinder. 6-71 oznacza rzędowy 6, 71 cu na cylinder. EMD są podobne 16V645 oznacza V16 i 645 cu na cylinder. EMD są bardzo powszechne na całym świecie, szczególnie w produkcji energii elektrycznej. Stosowane są również w holownikach i lokomotywach spalinowych z silnikiem wysokoprężnym.

Co ciekawe, niektóre EMD mają hybrydową turbosprężarkę. Duża (około 6 stóp) dmuchawa odśrodkowa jest napędzana przez wał korbowy w celu uruchomienia i pracy na biegu jałowym, a następnie następuje wydech. Sprzęgło najazdowe umożliwia swobodne buforowanie sprężarki.

Problemem we wszystkich silnikach z doładowaniem, podobnie jak w silnikach normalnie zasysanych, jest to, że na moc wyjściową ma wpływ wysokość. Im wyżej, tym mniej mocy wytwarzasz. Silniki z turbodoładowaniem rozwiązują ten problem, więc moc znamionowa jest utrzymywana na wszystkich wysokościach, które mogą zobaczyć pojazdy kołowe. Wspominam o tym, ponieważ dmuchawa na dwusuwowych silnikach Diesla NIE DZIAŁA JAKO DOŁADOWNIK. Jest to pompa powietrza wyporowego. Detroit Diesel kategoryzuje wszystkie bezładowane 2-suwowe silniki wysokoprężne jako N. N oznacza naturalny. Na przykład 8V92n w przeciwieństwie do 8V92t. Ns traci moc wraz ze wzrostem temperatury i wysokości, podczas gdy Ts utrzymują moc znamionową, ponieważ mają zarówno turbodoładowanie, jak i dmuchawę. Turbo Detroit Diesel 2 suwy mają zarówno dmuchawę, jak i turbodoładowanie. Podobnie do hybrydowej jednostki głównej turbo EMD, Dmuchawa Rootsa jest wymagana do uruchomienia i pracy na biegu jałowym, następnie turbo przejmuje kontrolę. Niestety pasożytnicze straty pompowania dmuchawy (opłacone za straty paliwa i mocy) są nadal stosowane, ponieważ nie ma możliwości odłączenia dmuchawy. Mają klapę obejściową, co pozwala zaoszczędzić 30% obciążenia dmuchawy, omijając powietrze podczas pompowania turbosprężarki, ale wirniki dmuchawy nadal się obracają. Hybrydowy projekt został zaproponowany dla Detroit Diesel Silver Series, ale został odrzucony z powodu kosztów na korzyść klapy obejściowej, ale jak wspomniano, wirniki w dmuchawie wciąż się obracają. ale wirniki dmuchawy nadal się obracają. Hybrydowy projekt został zaproponowany dla Detroit Diesel Silver Series, ale został odrzucony z powodu kosztów na korzyść klapy obejściowej, ale jak wspomniano, wirniki w dmuchawie wciąż się obracają. ale wirniki dmuchawy nadal się obracają. Hybrydowy projekt został zaproponowany dla Detroit Diesel Silver Series, ale został odrzucony z powodu kosztów na korzyść klapy obejściowej, ale jak wspomniano, wirniki w dmuchawie wciąż się obracają.

Paweł
źródło
6

Być może podczas zadawania pytania myślałeś o dwusuwowych silnikach benzynowych .

Evinrude zbudował 2-suwowy silnik benzynowy o pojemności 3,6 litra do silników zaburtowych łodzi.

http://www.roadandtrack.com/car-culture/videos/a7300/video-insane-evinrude-johnson-two-stroke-v8-startup/

Co ciekawe, wydechy znajdują się w literach V w tej konstrukcji, co jest konieczne, ponieważ gaźniki muszą wlot do skrzyni korbowej.

2-suwowe turbodoładowane silniki wysokoprężne to tak naprawdę zupełnie inny rodzaj silnika z różnymi metodami smarowania i oczyszczania.

Aby podkreślić, że silniki dwusuwowe mogą być naprawdę bardzo duże, wypróbuj wyporność o pojemności ponad 1000 litrów: https://en.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rtsil%C3%A4-Sulzer_RTA96-C

Argenti Apparatus
źródło
Zapomniałem, że silniki łodzi mają konstrukcję dwusuwową, ale powinienem był to zrozumieć. Świetne połączenie!
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
2

Suzuki zbudował dwusuwowy silnik benzynowy do motocykla w latach 60. i 70., które były tak samo trwałe, jak oferowane wówczas czterosuwowe silniki motocyklowe o podobnej pojemności. Suzuki zbudował 3 cylindrowy dwusuwowy motocykl z chłodnicą wody o pojemności 750 cm3, którego żywotność ponad 100 000 mil bez przebudowy nie była niespotykana. Mam jeden z nich w mojej kolekcji. Ta maszyna ma już ponad 40 lat i ponad 40 000 mil i nadal działa dobrze. Silnik nigdy nie został otwarty. Przejechałem kontynent 3 razy na dwusuwowym dwusuwowym motocyklu Suzuki o pojemności 500 cm3. Sprzedałem ten sam motocykl z około 50 000 mil, bez wewnętrznej pracy silnika. Sprzedałem go koledze, który zabrał go na cały kontynent po raz czwarty. Zadzwonił do mnie, kiedy zakończył tournée po kraju tym Suzuki. Jego jedyną porażką jest zerwany kabel prędkościomierza. Tam zgubiłem maszynę. Maszyny te zostały zbudowane przy użyciu technologii z lat 50. i 60. XX wieku, z których ostatnia była oferowana do sprzedaży tutaj w Stanach Zjednoczonych w 1977 r. Naprawdę nie wiadomo, dokąd ta technologia mogła się udać. Umowa o partnerstwie gospodarczym zasadniczo uregulowała ją jako niewykonalną z ekonomicznego punktu widzenia. Przy dzisiejszych smarach, metalach i materiałach hybrydowych tak naprawdę nie wiadomo, gdzie byłyby dziś dwusuwowe silniki benzynowe. Umowa o partnerstwie gospodarczym zasadniczo uregulowała ją jako niewykonalną z ekonomicznego punktu widzenia. Przy dzisiejszych smarach, metalach i materiałach hybrydowych tak naprawdę nie wiadomo, gdzie byłyby dziś dwusuwowe silniki benzynowe. Umowa o partnerstwie gospodarczym zasadniczo uregulowała ją jako niewykonalną z ekonomicznego punktu widzenia. Przy dzisiejszych smarach, metalach i materiałach hybrydowych tak naprawdę nie wiadomo, gdzie byłyby dziś dwusuwowe silniki benzynowe.

Ćwiek
źródło
1
Chociaż jest to świetna informacja, nie jestem pewien, czy naprawdę odpowiada ona na pytanie dotyczące problemów z budowaniem 2-suwowych silników o większej pojemności skokowej .
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2