Предпосылки создания изобретения

Четыре цикла Отто двигателя был изначально задушен, задерживая опережение зажигания, однако, этот метод очень неэффективен и был заменен методом сегодняшнего использования дроссельной заслонки карбюратора. На начальном развитие автомобиля, двигатель имел низкую степень сжатия и маломощным, по сравнению с весом транспортного средства.

Во время последующей эволюции автомобиля, двигатели стали более мощными по отношению к весу автомобиля, и автомобиль стал более обтекаемым так что меньше работы требуется для приведения в движение заданной массы. При большей мощности к весу, автомобиль теперь имел способность очень быстро ускоряться и обеспечить необходимое управление в условиях дорожного движения.

Развитие автомобилей сегодня с мощностью на единицу массы создали условия, когда двигатель был задушен выдавать только от десять до двадцати процентов от его полной мощности, когда плавание на 90 км/ч. Во время круизных условиях, когда двигатель задушен до пятнадцати процентов от полной мощности, КПД двигателя падает с тридцати процентов до половины.

Присущая неэффективности метода сегодняшнего автомобильного двигатели в крейсерских условиях была признана многими учеными и привело к ряду решений.

Первый метод заключается в замене автомобильных двигателей на дизельные двигатели, которые более эффективны при частичной нагрузке. Это решение не было приемлемым, однако, большинство автомобильного парка не может быть преобразовано в использование дизельного топлива. Кроме того, существуют характерные проблемы с дизельными двигателями, такие как загрязнение, стоимость и отсутствием мощности.

Другой метод используется, чтобы уменьшить объем двигателя и установить турбонагнетатель, чтобы обеспечить дополнительную мощности при полной нагрузке. Этот метод не был с готовностью принят, прежде всего из-за отставания времени, необходимого для достижения полной мощности и / или проблемы износа турбины.

Тем не менее другие методы повышения эффективности частичной нагрузки должны были использовать системы, которые используют турбины для двигателей нижнего цикла, такие как Ранкин паровой двигатель, который работает на температуре выхлопных газов. Эти методы оказались весьма не приемлемыми из-за малой относительной выгоды по сравнению с затратами и проблемы технического обслуживания.

Существует метод который использует электромагнитные клапаны для управления потребление синхронизации. Этот метод также производит грубую работу двигателя, которая производит износ двигателя.

Наиболее популярные методы использования двигателя с перерывами на полную мощность и использовать накопленную энергию при частичной нагрузке. Маховики и переменные передач были использованы некоторыми исследователями, в то время как другие использовали для хранения батарей Engery которая питает небольшой электрический двигатель. Тем не менее другие исследователи использовали второй меньший двигатель, как на мотоцикле, прикрепленный к задней части автомобиля для питания автомобиля во время крейсерских условиях. Эти методы добились резкого улучшения в эффективности работы автомобиля при работе двигателя на тридцать процентов эффективности, а не пятнадцать процентов в крейсерском условиях.

Все известные методы, предлагаемые, однако, оказывают существенное ограничение в том, что срок службы двигателя уменьшается. Стоимость компромисс этих методов оправдана, однако, потому что экономия топлива перевешивает увеличение стоимости и неудобства.

В случае, если двигатель Отто был использован в разработке самолетов, исследователи построили испытательные стенды для проверки работы двигателя в условиях полета. Основной причиной для выполнения этих испытаний являлось определение мощность на заданной высоте и разработать методы от обледенения карбюратора. Эти тесты, разработанаяе электроэнергия-топливо потока данных для пилотов, чтобы они могли оценить дальность полета и скорости движения. Примером такого испытательного стенда в швейцарских Пат. Номер 199229.

В настоящее время большинство самолетов с двигателями Отто имеют инструкцию по эксплуатации, которая показывает мощность и расход топлива для данных условий высоты. Эти графики обычно показывают условия эксплуатации до 25 000 футов потолок для большинства винтовых самолетов является 25000 футов, после чего плотность воздуха составляет около половины, что на уровне моря. На этой высоте, двигатель может производить только половину мощности, доступной на уровне моря. В этих условиях, самолет двигатель работает при той же эффективности, как на уровне моря и диаграммы расхода топлива показали, что расход топлива на милю является одинаковым, независимо от высоты. Причина не существует явного различия в том, что эффективность задушенного двигателя начинает уменьшаться на половине.

Пилоты реактивных самолетов сегодня не ограничиваются в 25000 футов. Потому что самолеты не винтовые и имеют больше мощности. Пропеллер ограничен по высоте, потому что, как воздух становится тоньше, оборотов в минуту от винта не может быть увеличен (I Маха окружная скорость предела). Угол атаки винта, следовательно, увеличилось до ближайшем состояние стенд на потолок.

С появлением реактивных самолетов, многие пилоты теперь летают до 41000 футов У этих пилотов есть инструкции, которая показывают расход топлива на милю пути. Существует единное соглашение между этими пилотами, чтобы добраться до высоты быстро и остаться на высоте с целью экономии топлива. Вверх они летят примерно двадцать пять процентов от полной мощности на уровне моря. Существует общее заблуждение среди этих пилотов, почему они получают меньше расход топлива на высоте. Большинство считают, что воздух тоньше и поэтому сопротивление уменьшается. В действительности, подъемной силы и аэродинамического качества постоянная для данного угла атаки и скорость увеличивается с уменьшением плотности воздуха.

Это не очевидно для большинства пилотов реактивных самолетов, что, в самом деле, когда реактивный двигатель работает в более разряженном воздухе соотношение топливо-воздух может поддерживать высокая температура горения. Если же самолет должен уменьшить его высоту, работают на двадцать пять процентов от полной мощности, то реактивный двигатель должен быть запущен с большим соотношением воздух-топливо, и это снижает температуру сгорания и КПД двигателя.

Использование высоты или снижения плотности воздуха, следовательно, очень эффективный способ дросселирования реактивного двигателя. То же самое справедливо для дизельного двигателя, в этом случае температура сгорания можно поддерживать во время дросселирования, чем снижение температуры за счет уменьшения топливо-воздух соотношении.

Это не очевидно, однако, что двигатель Отто, может быть эффективно дросселирован одним и тем же способом. В двигателе Отто, топливо-воздух коэффициент остается постоянным так же как и температура горения. В двигателе Отто, неэффективность удушения с дроссельной заслонкой вызвано явное увеличение температуры на входе и явное увеличение обратного давления.

Если двигатель Отто функционирует на 41000 футов, он получит воздуха на входе 1/5 давление уровнем моря и при температуре -60 и выхлопных атмосферу 1/5 давление уровня моря. Мощности в двигателе Отто будет около двадцати пяти процентов от полной мощности на уровне моря.

Если же двигатель, работающий на 41000 футов были иметь входе температуру поднимают до 100 давление на уровне моря, эффективность двигателя будет значительно сокращены. Из этого явления, я поэтому вывод, что двигатель Отто также может быть очень эффективно дросселируют при использовании высоты или снижения плотности воздуха.