Параметры аккумуляторов для бытовой электроники постоянно улучшаются, но потребителям этого мало. Давай, мол, революцию, хотим работать на своих ноутбуках целые сутки без подзарядки. Учёные дают оригинальный ответ на эти требования — создают ДВС для компьютера.

Промышленно-университетская исследовательская организация «Центр сенсоров и актуаторов в Беркли» (Berkeley Sensor & Actuator Center), университет Калифорнии в Беркли (University of California, Berkeley), исследовательское агентство Пентагона DARPA и ряд компаний США работают над любопытным проектом — двигателями Ванкеля размером в считанные миллиметры.

Руководит программой MEMS Rotary Engine Power System профессор Альберт Пизано (Albert P. Pisano) из университета Калифорнии.

Уже построен целый ряд роторно-поршневых ДВС с поперечником ротора всего в десяток-другой миллиметров и даже — один-три миллиметра с выходной мощностью, соответственно, 4-100 Ватт и 0,026-0,03 Ватта.

Какие же «автомобильчики» исследователи намерены приводить в движение этими микро-ДВС? Тут пора пояснить, что MEMS в названии программы означает «микро-электро-механические системы».

Эти необычные ванкели призваны крутить генераторы и давать ток для электронных приборов, различных датчиков (в том числе, работающих «в поле» с военными, скажем, целями), ноутбуков, сотовых телефонов, микророботов и тому подобных электронных устройств.

А этот ротор и вовсе имеет диаметр 3 миллиметра (фото с сайта me.berkeley.edu).

Казалось бы, чего огород городить с ДВС, имеющим подвижные части?

Есть же прекрасные литиево-ионные батареи, совершенствование которых ещё, заметим, продолжается.

По мнению профессора Пизано, резон есть. Микроскопические ванкели обладают плотностью энергии примерно 2300 Ватт-часов на килограмм (в случае использования жидкого водорода, как топлива, и с учётом КПД движка 20%), что раз в 7 больше, чем у литиевых аккумуляторов и раз в 14, чем у щелочных батареек.

Конечная цель — создание миниатюрных устройств в габаритах и дизайне привычных аккумуляторов (для сотовых телефонов, например), включающих в себя и запас топлива, и ДВС, и генератор.

Рассматриваются при этом модели под разные виды топлива (водород, углеводороды, спирты).

Россыпь 1-миллиметровых роторов и корпусов для них экспериментаторы «печатают» словно пирожки — из единой заготовки (фото с сайта me.berkeley.edu).

Интересно, что для самых маленьких своих движков исследователи предусмотрели оригинальный способ массового производства роторов и корпусов из кремния, способа, чем-то похожего на производство микросхем.

Исследование, начатое несколько лет назад, породило массу субпроектов.

Целый ряд организаций занимается созданием наилучших технологий, материалов и устройств для формирования топливной смеси, поджига её в столь миниатюрных ДВС, интегрирования генератора прямо в ротор и других подобных задач.

Упорству исследователей можно позавидовать. Но сторонникам идеи микроскопических ДВС противостоит другой сильный лагерь — создатели топливных элементов.

Схема «роторной» батарейки (иллюстрация с сайта darpa.mil).

Миниатюризация и повышение технических характеристик последних идёт полным ходом. Предлагаются как варианты под водород, так и установки, в составе которых есть реформер, преобразующий в водород исходное топливо — чаще всего алкоголь.

Вот, к примеру японская фирма Casio в 2002 году создала сверхминиатюрные топливные элементы для ноутбуков и фотокамер по габаритам и соединительным деталям точно соответствующие стандартным аккумуляторам.

Элементы дополнены сверхминиатюрными реформерами, вырабатывающими водород из метанола.

По заявлениям фирмы, эти элементы легче аналогов по размерам литиево-ионных батарей при значительно большей ёмкости: типичный ноутбук проработает на них 16-20 часов.

Casio намеревалась вывести на рынок свои топливные элементы в 2004 году. Пока тихо.

Топливные элементы от Casio, выполненные в форме аккумуляторов для ноутбуков и фотоаппаратов (фото с сайта world.casio.com).

Было ещё несколько сходных проектов у других компаний (и сроки начала продаж также называли — где-то в 2004-м), но об их массовом распространении также что-то не слышно. И про миниатюрные ванкели свежих и обнадёживающих (в смысле внедрения) новостей, увы, нет.

Микродвигатель МАРЗ-2.5Д предназначен для ус­тановки на самодвижущиеся модели самолетов, глиссеров, автомобилей, аэросаней и т. п.

МАРЗ-2,5Д является одноцилинд­ровым двухтактным двигателем внутреннего сго­рания.

Топливовоздушная смесь воспламеняется в цилиндре двигателя без постороннего источника зажигания, от возникновения большой темпера­туры при ее сжатии. Энергия сгорающего топли­ва в цилиндре при помощи кривошипно-шатунного механизма преобразуется в кине­тическую энергию на его валу.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

1. Диаметр цилиндра - 15,5 мм.
2. Ход поршня - 13 мм.
3. Объем цилиндра - 2,48 см 3 .
4. Мощность микродвигателя

не менее - 0,25 кВт.

1. Частота вращения с воздушным винтом 200 X 100 не менее 15 500 об/мин.
2. Состав топлива, применяемого (по объему): 50% эфира (техничес­кого), 30 - керосина, 10 - масла мине­рального МС-20; 10% масла касторового.
3. Охлаждение микродвигателя - воздушное.

1. Смазка микродвигателя осуществляется за счет масла, содержащегося в топливе.
2. Габариты: высота - 71 мм; длина - 98 мм; ширина - 39 мм.

1. Масса микродвигателя не более 155 г.
2. Моторесурс не менее 6 ч.
3. Степень сжатия - 10 … 16.
4. Продувка - шестиканальная.
5. Направление вращения со стороны винта - против часовой стрелки.

РАБОТА ДВИГАТЕЛЯ

При поворачивании коленчатого вала 6 (рис. 1) против часовой стрелки и движении поршня 1 в цилиндре от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ) в карте­ре 8 двигателя образуется разрежение. Благода­ря открытию золотником 11 канала от карбюра­тора через последний будет проходить воздух, который вызывает разрежение в его диффузоре и поступление в него топлива. Топливо, истекая через регулируемый жиклер 2 и смешиваясь с воздухом, образует топливовоздушную смесь, которая поступает в картер двигателя (всасы­вание смеси).

В это время топливовоздушная смесь, посту­пившая в цилиндр через продувочные окна (за период продувки), будет сжиматься. При поло­жении поршня, близком к ВМТ, в результате сильного нагрева топливовоздушная смесь вос­пламенится, и поршень пойдет вниз из-за воз­росшего давления сгоревших газов в цилиндре, вращая при помощи шатуна коленчатый вал двигателя, совершая рабочий ход.

При дальнейшем движении поршня к НМТ он верхней кромкой днища откроет продувочные окна в стенках цилиндра, и продукты сгорания будут через них выходить в атмосферу (выпуск продуктов сгорания). При своем движении к НМТ поршень откроет шесть продувочных каналов в стенке юбки цилиндра. Подготовленная и сжа-

Рис.1 МАРЗ-2.5

Рис.2 Диаграмма газораспределения

тая рабочая смесь из картера двигателя, омывая днище поршня и стенки цилиндра как бы фон­таном, поступит в цилиндр (продувка цилиндра). При возвратном движении поршня к ВМТ он перекроет как каналы, по которым топливно-воздушная смесь поступает в цилиндр, так и каналы выпуска продуктов сгорания. Начнется сжатие топливной смеси. Таким образом, цикл в двигателе будет повторяться, как указано выше.

На рис. 2 дана диаграмма газораспределения двигателя МАРЗ-2.5Д, на которой показаны про­цессы, происходящие в цилиндре двигателя в зависимости от угла поворота коленчатого вала (положения поршня).

ЗАПУСК И РЕГУЛИРОВКА ДВИГАТЕЛЯ

1. С нового двигателя удалить консервационную смазку промывкой в бензине или керосине. Затем через выхлопные окна и футорку 13 (см. рис. 1) залить по 8… 10 капель касторово­го масла и провернуть 2 … 3 раза коленчатый вал 6 для равномерного распределения смазки б цилиндре и под золотником, что важно при первом запуске двигателя.
2. Топливо для двигателя тщательно про­фильтровать.
3. Закрепить двигатель на прочно укреплен­ной доске (установке), поставить на коленчатый вал двигателя воздушный винт, подвести к жик­леру 2 карбюратора шланг от топливного бачка и прочно закрепить его на штуцере карбюратора. Уровень топлива в топливном бачке перед за­пуском должен находиться на уровне отверстия жиклера или немного выше его.
4. Завернуть до отказа иглу 23 жиклера кар­бюратора и отвернуть ее на три полных оборота.
5. Установить контрпоршень в положение, со­ответствующее положению поршня в ВМТ, и за­тем отвернуть винт 3 контрпоршня на 1,5… 2 оборота.
6. Закрыть пальцем впускной канал футорки 13 и повернуть воздушный винт 2 … 3 раза для всасывания топлива в картер двигателя. Открыть впускной канал и снова повернуть ко­ленчатый вал двигателя на 2… 3 оборота.
7. Резкими ударами пальца по лопасти вин­та и одновременно подбирая наивыгоднейшую степень сжатия топливовоздушной смеси враще­нием регулировочного винта контрпоршня, при­вести коленчатый вал двигателя во вращение против часовой стрелки (при виде на винт см. рис. 1). После нескольких вспышек двигатель должен заработать.

Предупреждение. Во время работы двигателя нельзя находиться в плоскости вращения винта.

На работающем двигателе отрегулировать максимальные обороты винтом контрпоршня и иглой карбюратора.

Примечания: а) Если двигатель после нес­кольких вспышек не заработал (что указывает на большую или малую компрессию в цилинд­ре), следует произвести регулировку винтом контрпоршня или отрегулировать подачу топ­лива.

б) Если при увеличении компрессии работа­ющий двигатель уменьшает обороты, то регулировочный винт контрпоршня следует отвернуть или уменьшить подачу топлива.

1. Дать проработать двигателю на средних оборотах 20 мин для приработки трущихся его частей и получения навыков в его регулировке.
2. Снять двигатель с доски (установки) и протереть его насухо, причем необходимо смот­реть за тем, чтобы в отверстия выпускных окон цилиндра и в канал карбюратора не попала грязь и другие посторонние частицы.

После этого двигатель готов для установки на модель. Запуск двигателя на модели произ­водить, как указано выше.

Более подробно с микродвигателем МАРЗ-2.5Д можно ознакомиться в инструкции PDF и на чертеже DWG

Вконтакте

Надо купить модель двигателя внутреннего сгорания ? Большой выбор доступных по ценам моторов представлен на сайте «Время Машин». Гарантированно высокое качество, услуга доставки, много способов оплаты, в том числе заказ в кредит, - наши условия устроят любого покупателя!

Владельцы радиоуправляемых автомобилей или летательных аппаратов с мотором рано или поздно сталкиваются с проблемой покупки запчастей. Такая серьезная техника нуждается в своевременном уходе. Бывает, необходимо поменять двигатель или отдельную запчасть к нему. Но найти ее не всегда просто, а цена зачастую «кусается». Мы поможем с решением этого вопроса. Наши специалисты готовы не только подобрать нужный товар, но и выполнить ремонт.

В каталоге представлены моторы и запчасти к ним. У нас можно найти 3D-модель двигателя внутреннего сгорания:

• для машины,
• вертолета,
• самолета.

Чтобы поиск занял меньше времени, воспользуйтесь системой подбора товаров при помощи фильтров и сортировки. А можно просто позвонить или написать консультантам и озвучить свои пожелания.

Восемь причин, чтобы заказать двигателя внутреннего сгорания у нас

• Привлекательная стоимость.
• Большой ассортимент: моторы для разных моделей, колокола сцепления, шатуны и многое другое.
• Бесплатные услуги курьера при заказе от 7000 рублей.
• Отправление товара в ваш город или самовывоз.
• Выгодные условия для оптовых покупателей.
• Гарантия качества фирменных моторов.
• Помощь специалистов и удобный самостоятельный поиск в иллюстрированном каталоге.
• Быстрое обслуживание на всех этапах.

Если вам нужно купить модель двигателя внутреннего сгорания, познакомьтесь с ассортиментом каталога «Время Машин». На сайте обязательно найдется то, что вы ищете! Выбирайте подходящий товар и оформляйте покупку в режиме онлайн.