Kỹ sư Nga phát minh động cơ 2 kỳ "tăng tốc sức mạnh vượt trội", được cấp luôn bằng sáng chế

Kỹ sư Nga sáng chế chu trình làm việc mới cho động cơ hai kỳ

Nhà sáng chế Alexander Sergeev đến từ thành phố Samara (Nga) đã chính thức nhận bằng sáng chế cho chu trình điều khiển động cơ đốt trong hai kỳ thế hệ mới.

Điểm cốt lõi của phát minh này nằm ở cơ chế chuẩn bị hỗn hợp nhiên liệu-không khí bên trong một xi-lanh máy nén riêng biệt, sau đó quá trình đốt cháy được kích hoạt tại một buồng đốt phụ (đệm) dạng vòng.

Tác giả kỳ vọng động cơ "hai tăng - một giảm" (gia tăng công suất, gia tăng hiệu suất nhiệt; giảm thiểu đáng kể độ độc hại của khí thải ra môi trường) này sẽ tăng tốc sức mạnh và nâng cao độ ổn định vận hành cho máy móc.

Nguyên lý tách biệt: Từ chuẩn bị đến đốt cháy

Bản chất của sơ đồ kỹ thuật do kỹ sư Alexander Sergeev đề xuất là sự tách biệt hoàn toàn giữa quá trình chuẩn bị hỗn hợp nhiên liệu và quá trình đốt cháy thực tế.

Ban đầu, một hỗn hợp nhiên liệu - không khí rất đậm đặc (hỗn hợp giàu) được hòa trộn ngay bên trong xi-lanh máy nén với hệ số dư thừa không khí duy trì ở mức nhỏ hơn hoặc bằng 0,5.

Ngay khi các cửa quét và cửa xả của xi-lanh công tác khép lại, lượng hỗn hợp giàu này sẽ được nạp vào kênh dẫn dạng vòng phía trên bao quanh buồng đốt - vốn đóng vai trò như một buồng đốt phụ (prechamber).

Tại đây, nhiên liệu tiếp tục đi vào buồng đốt chính và hòa trộn với lượng không khí nén có sẵn từ xi-lanh công tác, tạo thành hỗn hợp nghèo hơn nhưng đạt độ đồng đều cao.

Để kích nổ, hệ thống bố trí nhiều bugi đánh lửa với các điện cực nằm trực tiếp trong buồng đốt phụ dạng vòng. Tia lửa điện được thiết lập để phóng ra trước khi pít-tông đạt điểm chết trên (ĐCT) từ 20° đến 0°.

Các tia lửa dạng ngọn lửa sinh ra từ buồng đốt phụ sẽ phun mạnh vào buồng đốt chính, kích nổ toàn bộ hỗn hợp nhiên liệu còn lại trong khoảng từ 0° đến 20° sau ĐCT.

Theo tính toán của tác giả, cơ chế này giúp đồng bộ hóa chính xác thời điểm bắt đầu bốc cháy với hành trình di chuyển của pít-tông, qua đó rút ngắn đáng kể tổng thời gian của quá trình cháy.

Hệ thống kênh xoáy và tiềm năng thực tế

Bằng sáng chế cũng mô tả chi tiết một hệ thống kênh dẫn bổ sung phức tạp. Kênh dạng vòng phía dưới được nối liền với buồng đốt chính thông qua nhiều kênh dẫn đối diện đặt vuông góc với trục xi-lanh.

Sự tương tác dòng chảy tại đây tạo ra các dòng xoáy bão hòa, thúc đẩy quá trình hòa trộn nhiên liệu diễn ra triệt để và giúp màng lửa lan rộng với tốc độ tối đa. Tổng diện tích mặt cắt ngang của các kênh này được khống chế không vượt quá diện tích mặt cắt của các kênh nối giữa kênh vòng phía dưới với xi-lanh công tác.

Thiết kế của tác giả cho phép động cơ vận hành ở tỷ số nén linh hoạt trong khoảng từ 9 đến 20.

Giải pháp kỹ thuật mới được thiết kế nhằm đẩy nhanh tốc độ đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu, mở rộng dải vận hành ổn định và nâng cao hiệu suất tổng thể cho động cơ đốt trong. Những ưu điểm lý thuyết được tuyên bố bao gồm: Nhiên liệu được đốt cháy hoàn toàn hơn, gia tăng công suất, tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng phát thải độc hại ra không khí.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng bằng sáng chế hiện tại mới chỉ xác nhận tính khả thi về mặt cấu trúc và nguyên lý vận hành động lực học, chứ chưa phải là kết quả kiểm chứng thực nghiệm trên một mẫu động cơ thương mại hoàn chỉnh.

Tham khảo: FT