Аналитика процессов, протекающих в камере сгорания нетрадиционной тепловой машины (двигателя) в условиях реализации полных нагрузок

Abstract

В статье на базе анализа условий реализации рабочего цикла в камере сгорания тепловой машины (двигателя внутреннего сгорания) новой схемы делается предложение о комплексном аналитическом описании процессов, составляющих её рабочий цикл. Кратко анализируются принципиальные конструктивные схемы новых тепловых машин с механизмом преобразования возвратно-поступательного движения их поршней во вращательное грузового вала. На основе уравнений термодинамики, механики и теории двигателй внутреннего сгорания с использованием ступенчатой функции Хевисайда формируется система уравнений, описывающих характер протекания параметров и показателей цикла в условиях использования тепловой машины на режимах полных (и близких к ним) нагрузок. Применительно к конкретной схеме бескривошипной поршневой машины (двигателя) приводятся примеры численной оценки параметров и показателей рабочего цикла такой тепловой машины. Показывается, что в сходственных условиях реализации рабочего цикла в бескривошипной поршневой машине (двигателе) и двигателе с кривошипно-шатунным механизмом, в бескривошипном двигателе (с двухпериодной беговой дорожкой) тоже значение мощности реализуется при частотах вращения в два раза меньших, чем в двигателях внутреннего сгорания с кривошипно-шатунным механизмом. Делается рекомен- дация о возможности и целесообразности применения бескривошипных поршневых машин-двигателей в качестве источников механической энергии. Based on the analysis of the conditions for the implementation of the working cycle in the combustion chamber of a heat engine (internal combustion engine) of a new scheme, the article proposes a comprehensive analytical description of the processes that make up its working cycle. Briefly analyzed are the basic structural schemes of new heat engines with a mechanism for converting the reciprocating motion of their pistons into a rotational cargo shaft. Based on the equations of thermodynamics, mechanics, and the theory of internal combustion engines using the Heaviside step function, a system of equations is formed that describes the nature of the flow of parameters and cycle indicators under conditions of using a heat engine at full (and close to) load conditions. In relation to a specific scheme of a crankless piston machine (engine), examples of numerical evaluation of the parameters and indicators of the duty cycle of such a heat engine are given. It is shown that under similar conditions for the implementation of the duty cycle in a crankless piston machine (engine) and an engine with a crank mechanism, in a crankless engine (with a two-period treadmill), the same power value is realized at rotational speeds two times lower than in internal engines combustion with a crank mechanism. A recommendation is made about the possibility and expediency of using crankless piston machines-engines as sources of mechanical energy.