Квазитурбинная мотопила

Каких только мотопил не изобретают в мире и сегодня на повестке дня квазитурбинная мотопила. Мы уже с вами рассматривали дизельную пилу, электрическую пилу и некоторые мотопилы прошлых лет. Что ж, рассмотрим безпоршневую роторную мотопилу, в частности, ее пневматический прототип.

Что же собой представляет квазитурбинная мотопила?

Как я уже сказал, это безпоршневая роторная мотопила, особенностью которой является именно двигатель несвойственного для нас механизма в целом и его принципа работы. Данный тип двигателя не создает вибрацию, выкидывает меньше газов, малошумен. Существует только образец такой мотопилы (в продаже нет) применения двигателя QT мощностью 1,5 кВт. Это экспериментальный образец (для создания бензопилы с квазимоторным двигателем) и нацелен он для спроса в лесопромышленную отрасль. Так называемый «проект для лесных регионов, стремящихся к местному экономическому развитию и диверсификации». Насколько этот тип бензопилы будет востребован на рынке – вопрос времени.

Какие аргументы в пользу развития и производства квазитурбинных бензопил? Какова цель производителя?

Соглашусь с производителем, что цель в эксклюзивности. У конкурентов не будет аналогичного продукта. Кроме того, из-за терапевтических, безопасных, медицинских и экологических преимуществ продукта, поддержки со стороны экспертов в области здравоохранения, возникает большая вероятность подключения страховых компаний и работодателей. Можно предположить, что профессиональные покупатели будут готовы платить больше, чтобы получить эти преимущества!

Если удастся продавить на рынок этот продукт, то это позволит компании успешно конкурировать с другими производителями, начинающими внедрять квазитурбинную технологию.

А пока перечислю преимущества квазитурбинной бензопилы. Ниже затрону замечания по данной системе.

Превосходные характеристики:

• «Безопасно-терапевтическая квазитурбинная бензопила» с нулевой вибрацией
  (снижает риск синдрома Рейно);
• Сохранение здоровье за счет меньшего загрязнения (меньше отравления выхлопными газами и меньше побочных эффектов);
• Меньше шума (уменьшение защиты окружающей среды и ушей);
• Способность к быстрой остановке повышает безопасность (превосходный крутящий момент позволяет снизить рабочие обороты и уменьшить инерцию);
• Возможность пневматического пуска (воздушный стартер) с использованием менее чем литрового баллона, находящегося под давлением камеры сгорания!

Квазимоторная бензопила: описание двигателя

Для прототипа квазитурбинной бензопилы был создан пневматический двигатель и вот его описание:

• Вес корпуса и ротора не оптимизировался и весит около 9 кг (внешний диаметр цилиндра составляет около 7 7/8 дюйма и толщина 2 1/2 дюйма без учета периферийных устройств). Он имеет общий объем впуска 600 см³ за оборот.
• Ротор и цилиндрический внешний корпус изготовлены из высококачественной стали (в настоящее время нет алюминиевых прототипов).
• Все основные прототипы состоят из цилиндрического статорного блока, ротора и вала диаметром 3/4 дюйма.
• Два впускных отверстия с наружной трубной резьбой 1/2 дюйма NPT и 2 выпускных отверстия с наружной трубной резьбой 1/2 дюйма NPT. Предпочтительно менее пикового значения 45,4 кг на квадратный дюйм.
• Требуется периодическая смазка.
• Идеально подходит для применения в горнодобывающей промышленности и для воздушных транспортных средств (авиамобилей).

Теперь о замечаниях по эффективности пневматической системы.

• Высокоэффективный пневматический двигатель не гарантирует высокой эффективности всей пневматической системы.
• Весь газ нагревается при сжатии и остывает при релаксации.
• Нельзя недооценивать охлаждающий эффект. Например, типичный 200-барный (атм.) цилиндр, пустой адиабатический (без термализации до температуры окружающей среды), дает в конце воздух настолько холодный, что его объем составляет 1/4 объема воздуха после возвращения к температуре окружающей среды (изотермическая релаксация).
• В таких температурных условиях на входе в пневмодвигатель КПД катастрофически низок, а смазка затвердевает, что значительно увеличивает внутреннее трение двигателя.

Как правило, обратимость цикла сжатия-релаксации уменьшается с увеличением давления, что благоприятствует использованию с точки зрения высокой эффективности использования минимально возможного расчетного давления.

Измерение температуры выхлопных газов в целом дает хорошее представление об эффективности, поскольку минимум энергии, теряемой в окружающую среду, соответствует температуре выхлопных газов, равной (ни ниже, ни выше) температуре окружающей среды.

Это условие может быть достигнуто легким подогревом (солнечным) газа перед его поступлением в пневмодвигатель. Поскольку квазитурбина вращается при давлении всего 1/10 атмосферы (бар) (0,45 кг на квадратный дюйм!), понятно, почему квазитурбина так хорошо адаптирована к высокоэффективной системе.

Многое из вышеописанного не совсем понятно. Поэтому необходимо рассказать про сам механизм и принцип действия двигателя этой мотопилы. Так как механизм этот достаточно сложный и его не просто описать простыми словами, приведу ниже научно-апеллирующую трактовку.

О квазитурбинном двигателе

Квазитурбинный двигатель – это предлагаемый роторный двигатель, без наличия поршней, с ротором в виде ромба, стороны которого соединены в вершинах шарнирами.

Объем, который находится между сторонами ротора и его кожухом, создает сжатие и расширение точно такому же, как в двигателе Ванкеля. Однако шарниры в квазитурбинном двигателе по краям позволяют увеличить соотношение объемов.

Геометрическая неопределенность формы статора конфайнмента квазитурбины допускает различные профили и конструктивные характеристики. Если сравнивать конструкцию лопастных насосов, где удлинение лопасти необходимо и против которого действует давление, чтобы вызвать вращение, контурные уплотнения квазитурбины имеют минимальное удлинение, и вращение не происходит в результате давления на эти уплотнения.

Так как вращательная сила внутри квазитурбины возникает ввиду давления на всю поворотную лопатку, а не на выдвижные лопатки, образующие геометрический противоток в перекрытиях камер, статоры QT с высоким эксцентриситетом (числовая характеристика конического сечения, показывающая степень его отклонения от окружности) внушительно увеличивают объем рабочего хода, который способен превышать весь объем двигателя на один оборот.

Подобное высокое отношение рабочего объема к внешнему объему двигателя, близкое к единице, приводит к исключительной удельной мощности двигателя по объему и весу при сохранении высокого крутящего момента.

На данный момент существует не менее четырех предложенных вариантов:

• Двухпортовый с каретками – аналог двигателя внутреннего сгорания.
• Четырехпортовый без кареток – альтернатива пневматическому или гидравлическому двигателю, паровому двигателю или насосу.
• Двухпортовый без кареток – прототип, который по задумке должен объединить некоторые достоинства существующих двух- и четырехпортовых вариантов.
• Существует проект с использованием фиксированного заряда газа, без портов и без кареток, - аналог двигателя Стирлинга.

Двухпортовый с каретками

Итак, двухпортовый с каретками – аналог двигателя внутреннего сгорания. В начале разработки этого вида квазитурбины применялась 3-ех колесная тележка для поддержки каждой вершины ротора. Колеса этих четырех тележек (всего двенадцать колес) проходили по периферии машинного отделения.

Фото-детонация

Предыдущие разработки с двухпортовой конструкцией с каретками положило начало новым исследованиям и возник новый и более совершенный режим сгорания, который инженеры квазитурбины назвали фотодетонацией.

 Фотодетонация напоминает нежелательные стуки в обычных двигателях внутреннего сгорания.

Четырехпортовый без кареток

Вариант четырехпортовый без кареток значительно упрощен, чтобы исключить каретки. Тем не менее порты были продублированы на противоположной стороне корпуса и это создало операцию с четырех ходов за цикл до двух, а также удвоило количество циклов на оборот ротора. Данный механизм был представлен как работающий – прототип пневматического двигателя, который использует накопленный сжатый воздух. Или аналог паровому двигателю. По крайней мере, так опубликовано в научных статьях. Это изобретение снова предлагается для использования в качестве насоса. И, кроме того, в качестве нагнетателя.

В данной модели задействованы переработанные лопасти, удлиненные. Только основная геометрия ротора является общей с более ранней конструкцией.

Пневматический двигатель данного варианта был публично показан для привода картинга осенью 2004 года, а другой – для небольшого автомобиля годом позже. Следует отметить, что питанием для обоих автомобилей стал накопленный сжатый воздух. Еще чуть позже была изобретена пневматическая цепная пила с приводом от воздушного шланга от обычного внешнего компрессора. Именно её работу вы можете наблюдать в видеоролике ниже данной статьи.

Двухпортовый без кареток

Этот третий вариант сочетает в себе аспекты первых двух. По состоянию на 2005 год этот вариант является только концептуальным. Он не был создан, хотя существуют его иллюстрации. При его возможном выпуске, он бы не поддерживал фотодетонацию.

В запатентованной модели квазитурбины возможны многие другие конструкции, с каретками или без них и с разным количеством портов.

Квазитурбинная бензопила

Прототип квазитурбинной бензопилы с «нулевой вибрацией» был разработан на основе приложения для бензопилы. То есть, как вы поняли, есть несколько видов (вариантов) квазимоторных двигателей, а для анализа работы потенциально созданной квазитурбинной бензопилы была предложена демонстрация её пневматического прототипа.

Что говорят в «народе»

Теперь предлагаю ознакомиться с мнениями о квазитурбинной мотопиле иностранцев, и о двигателе в целом – обычных пользователей, при просмотре их видео пневматического прототипа бензопилы.

Джошуа Финли:

- Это так здорово! Бензопила с квазитурбинным приводом так же крута, как и бензопила Ванкеля: все виды вращательного совершенства! Это тоже звучит почти как двигатель Ванкеля. Представьте себе квазитурбину, приводящую в действие легкий спортивный автомобиль. Если он преуспеет в качестве двигателя внутреннего сгорания, то у нас будет два типа беспоршневых роторных двигателей на дорогах и на гоночных трассах, и представьте, как это было бы здорово! Ванкель и квазитурбина, создавая роторную революцию.

Вилли:

- Купите двигатель побольше и пильный диск, и он отлично подойдет для лесопилки. Используйте компрессор кондиционера, чтобы бесшумно сжимать воздух, и запустите свою мельницу с помощью солнечных батарей, которые могут держать вашу мельницу в тени.

Филипп ХАРДЕЛЬ:

- То, как он смазывается, я думаю, что лопастные двигатели, такие как компрессоры, лучше, потому что они выглядят очень механическими, зная, что лопастной компрессор может работать 40 000 часов.

Оливье:

- Это похоже на что-то из 1920-х годов.

Хайден С:

- Получить мотодвигатель для уменьшения трения роторов

очень круто, бензопила на сжатом воздухе.

Родригао Фрейташ:

- Заточите цепь, она тупая!!!!

Стоун Фреш:

- Я не профессионал, но, рассудите сами – 2 бара в два раза больше атмосферного давления... Вот вам пример для рассуждения: 2 бара в велосипедном колесе - это плохо накачанное колесо, которое ослаблено во время езды, поэтому это очень низкое давление. Вследствие этого он не должен потреблять много, компрессор холодильника должен помочь, если нет необходимости в постоянном электроснабжении, но здесь преимущество, прежде всего, в отсутствии вибрации и, следовательно, износа деталей.

Ответ: Йогунмм:

- Интересно, спасибо за разъяснения!! Квазитурбинный двигатель кажется мне очень интересным и перспективным, но я уже несколько лет не замечаю никакой «настоящей» эволюции... сейчас пытаюсь воссоздать на 3D-принтере небольшую модель, которая тоже будет работать со сжатым воздухом.

Майк Маккарри:

- Классная пила!

Analyste:

- У этой штуки наблюдается очень низкая мощность: нужно в 3 раза больше времени, чтобы пилить, чем обычной электрической бензопилой. Я думаю, что вы не знаете, что такое настоящая бензопила, а не игрушка, подобная этой ... Квазитурбина, представленная как «чудо-двигатель века», как не реальное приложение, датируемое 1999 г. Для сравнения, двигатель Ванкеля сразу нашел применение...

Ответ: Слэппи Фиствад:

- На счет Ванкеля – дерьмовый двигатель, который только Мазда сделала массовым, и этот двигатель был очень плохим исполнением. Даже Мазда со мной согласна, так как ИХ БОЛЬШЕ НЕ ПРОИЗВОДЯТ. РЖУ НЕ МОГУ!

Ответ: Analyste:

- Вы действительно юморист! Ванкель работает +50 лет и до сих пор строится для военных целей, и Mazda объявляет о возвращении Ванкеля (с наддувом), который был остановлен только потому, что Ванкель (как квазитурбина !) смазывается 0,5% масла в бензине, как и 2-тактные двигатели.

Ответ: Замзам Дагделен:

- Ванкель сразу же начал использоваться компаниями, потому что его изобретателем был инженер крупной автомобильной и мотоциклетной компании NSU. Вместо небольшой семьи, которая интересуется механикой.

Ответ: Джу ван лиер:

- Скорость цепи низкая, поэтому она медленная.

Дорогие читатели, как вы думаете, квазитурбинная мотопила имеет шанс на воплощение идей и надежд ее создателей?