Турбонаддув для ИЖа и ресурс двигателя
Вопрос о возможности турбонаддува для двухтактных двигателей неоднократно поднимался в форуме www.motoizh.ru. Однако всегда ответом были слова типа "невозможно", "бред", и т.п. Тем не менее, не так давно я прочитал про наддув у двухтактных довоенных (!) спортивных мотоциклов. Это и заставило меня задуматься еще раз над вопросами наддува, и связанными с ними проблемами ресурса двигателя. Возможно, в мои рассуждения вкралась ошибка - буду рад исправлениям. Итак, начнем.
Для начала посчитаем производительность насоса, который бы производил наддув. Он должен быть как минимум в 1,2-1,5 производительнее поршневой системы самого двигателя, производительность которого несложно подсчитать. Для простоты подсчета возьмем рабочий объем равным 350 см3 ровно и к.п.д. равным 1 (на самом деле, эти величины несколько ниже), а число оборотов в минуту равным 5000. Итак, имеем 5000*350=1750000 см3/мин. Величина крайне нестандартная и неудобная для обращения. Переведем это в литры в минуту - 1см3=1000дм3, получаем 1750 л/мин. Весьма солидная цифра! Кстати, кому не лень, тот может подсчитать скорость движения воздуха в диффузоре карбюратора - она тоже впечатляет! Отсюда ясно, что о всякого рода электрических вентиляторах стоит забыть - чтобы получить подобную производительность (и не забывайте о давлении!) необходим двигатель не меньше киловатта, что потребует и генератора такой же мощности. Я, правда, не считал, а взял данные с... пылесосов. Если несколько и ошибся, то, по крайней мере, порядок цифр такой же.
Единственно приемлемым решением является механический наддув, причем осуществить собственно турбонаддув представляется мне невозможным. Дело в том, что при турбонаддуве наддув производится турбиной, вращаемой выхлопными газами. Выпуск же двухтактного двигателя - вещь настолько тонкая, что лезть туда с турбинами имхо абсолютно не стОит! Остается наддув с приводом от коленвала. Частота вращения крыльчатки наддувного насоса (на самом деле это вентилятор, т.к. давление его невелико, но лучше называть его насосом) должна быть не менее 10000 об/мин (по аналогии с автомобильными). Достичь ее несложно при помощи всего лишь двух шкивов - передаточное отношение невелико. Так что проблема насоса сложна, но решаема. Одно из решений описано на oppozit.ru для двигателя ЗАЗ (МеМЗ).
Теперь рассмотрим возможность наддува именно на двухтактном двигателе с точки зрения работы системы впуска. Вопрос настолько деликатный, что большинство сразу же отметало его, даже не рассматривая всерьез. Однако давайте рассуждать логически. Что мы имеем "потактно"? Я несколько вольно взял такты работы двигателя, чтобы нагляднее показать процесс.
1. Сжатие. Разрежение в камере КШМ будет точно такое же, однако давление горючей смеси со стороны впускного окна будет выше за счет наддува, что приведет к помещению большего количества (в молях) смеси в камеру КШМ. Вроде как хорошо.
2. Рабочий ход. Поскольку в рабочей камере больше горючей смеси, это вызовет увеличение давления и, следовательно, увеличит момент двигателя. Гут.
3. Выпуск. Без изменений. Почти...
4. Продувка и впуск. А вот тут беда. Находящаяся под бОльшим давлением горючая смесь будет активно стремиться в выпускное окно, и без изменений в конструкции выпуска просто вылетит наружу. Не вся, конечно, но та "добавочная доза" - большей частью.
Так что, правы были те, кто утверждали невозможность наддува в двухтактном двигателе? А как же тогда те довоенные мотоциклы? Выход есть, причем не такой уж сложный. Точнее, выходов несколько. Во-первых, выпускной клапан - конструкция порядком подзабытая, но применявшаяся в свое время на спортивных мотоциклах. Во-вторых, выпускной резонатор с острой характеристикой. В данном случае он очень даже может помочь, создавая "подпор" горючей смеси в виде резонансной волны. В-третьих, золотниковый клапан. С помощью него можно создать несимметричные фазы работы двигателя, что позволит избежать прямого выброса. В-четвертых, инжекторный впрыск. Но о нем позже.
Однако
Выше 600oC закись азота разлагается по реакции:
2N2O = 2N2 + O2
Именно эта реакция, проходящая в двигателе, имеет для нас наибольшее значение: так, как все газы занимают практически одинаковый объем (+-2%) при разложении образуются 3 объема, при 2-х исходных.
Можно себе представить что такое расширение газов способно "двигать горы" поршней в цилиндрах, заставляя химию совершать физическую (точнее механическую) работу.
Фактор2. Атомарный кислород
Данному фактору мы присвоили второй номер по порядку, но не по значению.
При распаде молекулы N2O образуется кислород, но в момент разложения он появляется в так называемой атомарной форме. Каждый из атомов кислорода, полученный в результате раздложения закиси не успевает "найти себе пару" - второй атом килорода. А, не образовав молекулу, атомарный кислород, являясь более реакционноспособным, вступает в реакцию горения топлива с более высокой интенсивностью, чем, например, кислород воздуха, находящийся в молекулярном виде.
Этот фактор, видимо, является самым важным в действии нитроса, как поставщика кислорода в атомарном виде.
Таким образом молекулу закиси азота можно назвать енкапсулятором атомарного кислорода.
Фактор3. Снижение температуры
Снижение температуры поступающей воздушно-топливной смеси является также одним из немаловажных факторов действия закиси. Выходя из баллона N2O расширяется с сильным понижением температуры.
Закись азота по своим физическим свойствам исключительно похожа на углекислоту, примениемую, в частности, в огнетушителях, где проявляется тот же эффект сильного снижения температуры при расширении из сжатого или сжиженного состояния в нормальные условия. Закись, как и углекислота, может превратиться в снег, а в горячем коллекторе существенно снизить температуру.
Таким образом сбывается мечта тюнингатора - натолкать в цилиндры побольше воздуха (окислителя). А при понижении температуры в том же объеме находится больше газа. И пусть большей частью это воздух, просто его масса становится больше. А это означает, что большее количество топлива может быть сожжено и, соответственно, большая работа может быть совершена.
Особенно заметно этот эффект проявляется в жаркое время суток. Вот тогда автомобиль, обрудованный нитробустером, имеет дополнителное преимущество.
была у дальнобойщиков тема....батька мне рассказывал... что ставили балоны с кислородом.... все бы ни че да поршневая горит....
на мой взгляд особо двух тактник не переделаешь... я не говорю о том что это не возможно... возможно все...
тока с учетом воздушной системы охлаждения... и т.д. и т.п. ижа или другого 2-х тактного мотоцикла хватит примерно клилометров так на 15 - 20... а потом клину даст от перегрева... и ни че с этим не поделаешь
вам проблем прибавить!
На выпуск неодходимо поставить золотник, возможно его придется изготавливать с нуля, и придумывать к нему привод. Впринципе если все это сделать, то уже можно пробовать, но есть одно но. С применением наддува очень сильно повышается компрессия, что может привести к нехорошим последствиям, чтобы этого избежать нужно снизить степень сжатия двигателя, в зависимости от того, сколько давит наддув, чем больше давления в наддуве, тем сильнее нужно разжимать камеру сгарания. Ну и напоследок, турбина обеспечивает мотор большим давлением, а мы после разгона решили сбросить газ, давление должно кудато уйти, для этого нужно поставить стравливающий клапан перед целиндром настроеный на нужное давление. И здесь не без косяков, ведь в этой схеме кто понял заметте, что под давлением находится не просто воздух, а смесь воздуха и бензина, тогда клапан будет стравливать часть бензина, жалко бенз, нужно придумать какойнибудь отделитель или что-нибудь похожее.
Вот мое предложение, сейчас многие начнут орать в один голос, что это все фуфло, но вы это ничем не докажите пока не попробуете, а расчеты в какойто степени ерунда, нужно брать и пробовать!!!!!!!!