双子座柴油机吸引行业’s Eye

作者:斯科特·斯潘格勒(Scott Spangler),2008年8月18日

杰瑟恩_Gemini引擎_profile 乍一看,Gemini 100看起来像是紧凑的水冷飞机发动机,带有四个对置的气缸。很窄,不是很高或很深’与Continental O-200的尺寸大致相同,并具有相同的输出功率100 hp。那’双子座动力装置开发部总裁兼首席执行官蒂姆·阿彻(Tim Archer)说,’的制造商。双子座具有三个气缸和六个活塞,可燃烧柴油/喷气式飞机A。

再来?

杰瑟恩_Gemini引擎 像很多飞行员一样,我’我不是很多减速机,但这引起了我的注意。双子座是对置的活塞发动机,这意味着燃烧室形成在同一气缸中的两个活塞之间。进气口和排气口是气缸壁和活塞上的孔口’s动作打开和关闭它们。

平行曲轴将动力传递至机壳前部的减速齿轮。这些曲柄较短,因此不受传统发动机较长曲柄的扭转负载。为了确保可靠性,Gemini曲柄由EN40钢制成,该钢通常用于制造一级方程式发动机的曲柄,通常以19,000 rpm的转速运行,阿彻说。

显然我’我不是唯一被这一创新动力装置吸引的人。 动力装置发展已签署一份备忘录,为意大利飞机制造商Tecnam提供预认证的Gemini 100和两台涡轮增压Gemini 125发动机。在EAA AirVenture期间,其他七架飞机制造商对发动机表示了兴趣,尤其是即将推出的180/200 hp和300 hp版本。该公司已经完成了600 hp以下双子座发动机的设计研究。

对于液体冷却,航空柴油一直是重量的问题。这种创新的设计似乎找到了解决方案。 1,600 cc / 98立方英寸的Gemini 100的安装重量为166磅。安装完毕后,O-200的重量将近200磅,而112 hp的Lycoming O-235的秤重则为242磅。 

JetWhine_Tecnam_P92 EagletTecnam将评估其双子座100 P92伊格尔特,一种由100马力的Rotax 912 ULS2驱动的LSA,安装重量约为170磅。 Gemini 125s将为   P2006T 双胞胎。

燃料是重量的另一个考虑因素。双子座100拥有一个 单位油耗 的.38。根据机身和螺旋桨等公式中的其他变量,阿切尔无奈地将其转换为3至3.5 gph。它’有趣的是,长时间在互联网上搜索avgas发动机的特定油耗数字并没有带来任何乐趣。

JetWhine_Gemini Engine_正面 阿彻表示,双子座100的零售价为18,000美元,而125的零售价为23,500美元。“TBO看起来需要2,000小时,”他说,并补充说,加上发动机的运行数据,它可能会增加到3,000小时。他预计将不会在TBO之前进行检查,例如对减速器进行检查,并且赢得了三个气缸’在第三次大修之前,无需更换。

所有这些听起来确实不错,但是我心中的怀疑者说,自第二次世界大战以来,工程师们一直在尝试开发一种可行的航空柴油。设计来了又消失了,但很少有人飞来飞去。 Tecnam将给双子座飞机一些测试翼,很有趣的是,看看其他对大型发动机感兴趣的制造商是否遵循了他们最初的兴趣。— 斯科特·斯潘格勒

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30对“双子座柴油机吸引行业’s Eye”

  1. 艾伦·拉尔森 说:

    您可能尚未找到avgas的特定燃料消耗量,但与Google仅仅花费了几分钟,便找到了Rotax 912发动机的编号。
    Rotax 912(100 hp)发动机在75%的功率下以4.9 gal / hr的参考功率燃烧,sfc为
    4.9 * 6/75 = .392磅/ hp-hr。
    双子座的.38数值对于75%的功率(6.7磅/加仑)而言可提供4.25加仑/小时的能量
    声称的3-3.5加仑/小时。 动力装置发展网站显示75 hp的sfc接近.41 lbs / hr,在75%的功率下,油耗约为4.6 gal / hr。
    因此,双子座并没有达到要求的范围,而且仅以加仑/小时的速度稍微领先于Rotax 912 S,而以磅/小时的速度测量时,Rotax的燃烧实际上更少。
    虽然为LSA配备高效柴油发动机的想法似乎很美妙,但该发动机的数字却没有’似乎真的能兑现。

  2. 麦克风 说:

    希望您认识到,在欧洲,我们使用公升,如果必须使用加仑,则它们属于英制。确保没有将每小时美制加仑与英制加仑进行比较。这可能是造成差距的原因。

  3. 艾伦·拉森(Alan Larson) 说:

    感谢Mike提醒我有关英制加仑的信息。我的计算是针对Rotax和Gemini使用美国加仑和英镑。显然,当他提到3.5加仑/小时时,可能是英制加仑。
    如果他们以升为单位指定两者,那会更清楚,但是混合升和马力也似乎有点奇怪。
    我仍然希望这样的发动机可以使我们的飞机发动机效率更高,并具有较长的TBO(且维护成本更低)。

  4. 用“活塞”标记的最新链接-JabberTags 说:

    […] public links >>活塞式双子座柴油发动机吸引了业界的眼球url33ad在2008年6月10日星期一保存。Cambelt的变化,现在将不会超过3000转。…]

  5. 菲尔 说:

    我认为,我们分配给替代燃料的创新视而不见
    带给航空业,也可以带给航空业。多燃料发动机
    用于飞机。没见过到经常!谁知道扭矩值
    双子座?我敢打赌’将Rotax翻倍!扭矩使推进器转动
    它不是?如果它’用相同数量的燃料完成了两倍的工作,
    对我来说听起来更有效率….

  6. 安托万 说:

    有趣的分析艾伦。我完全同意你的发现。
    实际上,比较加仑(任何形式)甚至升的燃油消耗没有多大意义。
    我们应该以磅或千克的燃油重量工作。柴油每单位重量的能量含量与AVGAS相同,因此任何差异均归因于实施质量。
    我认为柴油发动机的唯一真正好处是:
    –消除了对AVGAS的需求,而后者是昂贵的,环境不足的燃料
    –挥发少,易发生爆炸。
    众所周知,内燃机具有非常相似的效率。没有免费的午餐…
    燃油经济性有可能实现飞跃性发展,但我们不应该在发动机方面期待它。如何使机身更轻?上周,我以120节的巡航速度飞行了一个(真正的)4座,每小时燃烧17升(4.5 USG)AVGAS。我赢了 ’不要提及这架飞机,因为这不是此职位的目的,但它的空重为330千克(700磅左右)。发动机是Rotax 912S。

  7. 埃蒙 说:

    最后一句有些讽刺。该引擎基于第二次世界大战时期的Junkers(德语)引擎。英国还有另一家开发商正在开发类似的发动机,我相信两家制造商之间存在一些争议。两点。 1.柴油更重,但特定的燃油消耗是航空发动机最重要的性能指标(我真的必须详细说明吗?)2.压缩率和每个周期的动力冲程数是使该发动机如此如此的原因-厉害您可以谈论未经证实的技术,但最重要的是,这些项目始终是营销它的组织的资本(K)的问题。可惜我们’尽管该发动机非常紧凑,但仍处于衰退状态,它可以安装在紧凑型汽车的后座下方,从而使rmr布局看上去非常摇摆。新甲壳虫? pleasease

  8. 罗杰·穆索 说:

    100 hp Gemini发动机是增压发动机,消耗约30%的能量。 125 hp Gemini车型采用涡轮增压,仅消耗5%的能量(相同发动机并提供125 hp)。这是功效的显着提高。罗杰

  9. 埃蒙 说:

    真的,增压器可以拉35马力吗?

  10. 罗杰·穆索 说:

    双子座发动机可产生约130 hp的功率。增压器消耗约30 hp的功率,而该道具总共可使用100 hp的功率。涡轮增压版本需要约5 hp的涡轮增压器,而剩余的125 hp可用于道具。涡轮增压版本上确实有一个增压器,但用于启动目的,然后停产。

  11. 埃蒙 说:

    您实际上是在说这件事。您在开发引擎吗? (一世’我实际上是在问)我意识到发动机没有进气冲程,但是即使如此,我相信这两种设备都能提高动力。没有任何一个,引擎将不会产生130hp的功率,否则,为什么要使用它们呢?那里’在老一代人中,一个有趣的想法是涡轮增压器实际上并没有增加动力。没有一种设备能达到完美的效率,因此涡轮增压器和增压器无法免费提高发动机性能,但是它们减去功率的想法有些荒谬。

  12. 埃蒙 说:

    我想我’我问你引用你的消息来源

  13. 随便 说:

    实际上,涡轮增压器不使用发动机动力,而是利用废气中的废热。增压器需要惊人的功率,我不会’在100马力的柴油机上找不到30马力的增压器令人惊讶。在上一代的大活塞发动机飞机发动机中,涡轮增压器实际上利用了足够的动力来不仅使增压器运转,而且还向推进器提供动力。

    许多涡轮增压汽油发动机每马力实际上比非涡轮发动机使用更多的燃油的原因是因为需要降低压缩比以避免爆炸。在柴油中,没有爆炸的可能性,因此压缩比和增压不会对燃油效率产生不利影响(实际上,它们都会提高效率)。顺便说一下,由于可能/需要的极高的压缩比,柴油几乎总是比汽油发动机更高效。由于燃烧室中的热点不会’不会引起爆炸。汽油发动机必须像低温一样运转的部分原因是为了减少爆炸的可能性。

    在过去的好日子里,机场(用于军用和商用客机)可以使用130辛烷值,有时甚至更高的辛烷值燃料,爆炸问题的限制较小,但是在100辛烷值和空冷条件下,许多活塞飞机发动机的运行温度低至7: 1压缩。与此相比,现代的液冷汽车发动机以11:1(但在大功率设置下需要延迟点火以抑制爆炸)和柴油机以20-25:1运转。对于那些在大学学习热力学的人来说,他们知道内燃机的理论效率与压缩比直接相关,所以柴油就是’压缩比,而不是直接喷射/压缩点火,从而提高了效率。

    我要说的是,未开发柴油飞机发动机的主要原因仅仅是自第二次世界大战以来基本上没有开发任何新的飞机发动机。我们所使用的发动机几乎与1945年的发动机相同。所有的钱都花在了涡轮发动机的开发上,而活塞发动机只是对老式发动机的稍作改动。 Theilert和其他一些公司终于开始生产大量的柴油发动机(他们的财务问题尚待解决),因此,我们希望飞机的效率和可靠性得到显着改善。

  14. 罗杰·穆索 说:

    只要看一个hotrod或dragster,您就会看到一条很大的宽皮带,带肋骨驱动增压器。那些6英寸宽的皮带旨在将数十马力传递给压缩机。增压发动机的总马力可能翻倍,因此可实现hp的净收益。

  15. 埃蒙 说:

    好吧,我想我们俩都明白,但是如果“马力净收益”是通过强制感应实现的,您在这里的第二条评论是错误的,因为这意味着如果没有强制感应,则发动机将更强大。我没’尝试纠正您的问题,以至于您是否想知道您是否有一个独特的引擎(例如负扭矩阶段)需要增压器,而增压器并不一定会提高动力。

  16. 罗杰·穆索 说:

    潜在的130 hp发动机的参考值是使用以下理论可用功率:磅燃料/马力/小时方程式。大多数人都对通过测功计测试的支撑或驱动轴的可用马力感兴趣。有许多‘tricks’增加可用的马力,但有些却很昂贵或很沉重,或者会降低发动机寿命,或降低可靠性等。涡轮增压器的性能要比增压器好约6倍(效率更高)。如果您购买汽车,涡轮增压器是非常普遍的选择,我怀疑您是否可以在普通汽车上找到增压器作为选择。

  17. 双子座发动机即将投产-Jetwhine:航空嗡嗡声和大胆的意见 说:

    […]更具挑战性。但是三缸,六活塞柴油/ Jet A 动力装置开发总裁蒂姆·阿彻(Tim Archer)说,双子座100号(见双子座柴油机吸引了业界的目光)正在实现这一目标。…]

  18. 账单 说:

    我正在设计3人座两栖动物,并且正在研究各种发动机。但是标准之一是生物燃料的相容性(峰值油等)。该引擎尚未经过测试,但是具有生物柴油兼容性的范围。除了Rotax,双子座看起来是不错的发动机合作伙伴选择。如果服务期结束,那么那里也有足够的优势。我很高兴这个引擎可用。

  19. 安迪·基奇(Andy Keech) 说:

    该引擎是E3类(Autoguros)创世界纪录的竞争者…see my website).
    巡航动力下的发动机转速是多少?

    我打电话给你打电话吗?

  20. 彼得 说:

    The opposed piston 2 stroke was very succesful in German aircraft, up to several thousand horse power 和 also US submarins 和 small ships in the the 1930 to 50s. Based 上 the inlet 和 exhaust port overlap I doubt you can technicaly super or turbo charge this engine compared to a 4 stroke. What the 鼓风机 is used for is to replace the inlet stroke 上 a 4 stroke. When this happens using an engine driven 鼓风机, air is lost though the exhaust port wasting power. If a turboer powered 鼓风机 is used, then this wasted blow through 和 exhaust energy is recovered, also gives some back pressure causing high cylinder pressures.
    三个气缸也意味着动力冲程重叠,这意味着该道具不会像在4缸4冲程中那样在30%的时间内驱动发动机。如此降低谐波,认为6缸4冲程。 Wilksch航空柴油机,目前为3缸单元单曲轴设计,在泵头中使用普通的提升阀进行排气,并为进气口提供进气口。这意味着它们可以在进气口仍然打开的情况下关闭排气门,并以4冲程的方式真正为气缸充气。确实没有必要建造4冲程柴油,更适合2冲程。一种不错的设计是Zoche风冷300hp 8缸双排2冲程,带有涡轮增压器和超级增压器,重量约为360lbs。

  21. 埃蒙 说:

    我相信它们是一个滑动的钻头,它朝着冲程的底部覆盖了排气口,并允许任何强制进气系统维持压力。我觉得他们’他们的清理工作非常精确。必须有一些重叠,但是所有此类的较旧引擎都解决了您描述的问题的90%。

  22. 戴夫 说:

    回覆。涡轮增压器的评论;

    据我了解,双子座目前使用离心压缩机。从概念上讲,这可以看作是涡轮增压器的压缩分量(一半)。它产生进气。因此,这不是一个‘blower’ as this device does not materially increase intake air pressure. A centrifugal compressor requires energy to spin it; in the current incarnation this is provided directly from the crank 和 the power required must be subtracted from the engine output ( as said before ). The turbo version substitutes the crank input with free exhaust energy ( also said ) 和 the engine output will therefore rise accordingly. However, there is low exhaust energy when the engine rpm is low 和 therefore insufficient air flow is produced by the turbo to scavenge the cylinders of exhaust gases ( also said ). An additional engine driven 鼓风机 is typically employed at low revs 和 is normally de-clutched in some fashion after about 1200 rpm when the exhaust gases have enough energy to spin the turbo.

  23. 埃蒙 说:

    离心压缩机不会实质性增加进气压力吗?你们对物理学有一些有趣的想法。除了没有人引用示例或来源之外,这是一次有趣的对话。增压器产生的功率比不增压的功率更大。那’这就是为什么Mini S具有增压器并且比常规mini更快的原因。授予增压器会抢走一些动力,但最终会通过增加进入气缸的气流压力并因此增加发动机的有效排量来产生更多动力。它还增加了有效压缩,从而进一步提高了发动机的效率。我也不认为这是离合器分离设计。涡轮增压器产生过高增压时,增压器似乎一直在运行。与汽油相比,Disselle的承受力要大得多

  24. 柯林双引擎 说:

    好的,确实,一个非常有趣的发动机项目在汽车/商业发动机方面拥有丰富的经验,在为航空发动机重量追逐灵丹妙药不是唯一因素时,会遇到许多直接相反的问题。
    汽车/汽车柴油与汽油直到最近,德国和日本人在高速柴油方面的发展一直是经济用高性能柴油的汽油。
    性能不仅与压缩比直接相关,或者更确切地说与燃烧室压力直接相关,这就是涡轮增压增压将两级涡轮增压变成增压器的原因
    底特律的两冲程柴油机多年来一直在卡车和客车发动机中采用这些技术
    vee 16 detroit two vee eights twin turbos into holmes 鼓风机s running at 2000 rpm is music like a merlin.
    如果将道具直接悬挂在曲柄上,那么摩擦力2000 rpm大约是曲柄速度2/2500的正确值,道具尖端的速度保持在声速以下,并且避免了那些速度下的所有空气动力学问题,空气螺丝在可靠的rpm范围,过高的rpm不仅效率低下,而且在工程控制中需要引入过大的集中力/离心力来控制重量。
    不幸的是,对于汽油或柴油F1发动机和追逐20,000 + rpm以上的日本自行车发动机而言,任何发动机的bhp输出都直接随着转速的增加而增加
    是的我说20,000 RPM
    这就是为什么rotax theilet和其他采用ve 8的小四冲程美国实验建筑者都使用2.2 2.4 2.7等减速箱,但重量更大的原因。
    我喜欢双子座,多年来我一直在用钢衬里圆柱画铝块,
    今天的加工中心可以依靠计算机专业知识(如程序员)轻松地用贾比鲁发动机等铝坯加工而成的块。我的想法从我在1960年代被杀死的用于商用卡车的TS 3和TS 4发动机的经验中汲取了很多当ROUTES集团成为克莱斯勒公司的一部分时。
    这些小增压3&四缸对置活塞发动机为其尺寸提供了惊人的动力,但枢轴摇臂连杆却与主曲柄相撞。
    那就是为什么我喜欢两个曲柄装在主齿轮输出轴上的想法,这也提供了选择某些减速齿轮的可扩展性,并且通过试验,最佳的发动机输出扭矩曲线可以与支撑速度匹配,这种类型的发动机需要旋转以产生动力/不利的是,无论油门设置如何,较高的转速都会消耗更多的燃油。这样就变成了使功率与飞行阶段相匹配的问题,即最初起飞时特别重的最大燃油最大重量,甚至可能扑翼而来的紧急情况最大程度地加重了某些东西,即使最先进的喷气机衬套也不能没有燃油抛弃
    最好的问候蒂姆·阿彻(Tim Archer)和他的团队,我很期待能坐在我的PA 28 Cherokee双子座后面,让我知道是否需要任何飞行测试飞行员。 B列

  25. 马努奥斯·帕塔科斯(Manousos Pattakos) 说:

    以双子座或容克斯的对置活塞发动机或…然后将活塞上下颠倒即可获得OPRE发动机(对置活塞拉杆发动机)。
    活塞不接触衬套,也不接触端口或端口桥。
    活塞等待燃烧完成。
    活塞进行扫气。
    二阶惯性预测与中风时的燃烧预测相反。
    齿轮较短。
    长度和重量较小。

  26. AirVenture更新:双子座柴油发动机-Jetwhine:航空嗡嗡声和大胆的意见 说:

    […] EAA AirVenture Oshkosh 2008我写了有关动力装置开发的文章’的Gemini柴油发动机(Gemini柴油发动机吸引了业界的目光),并于2009年1月进行了更新(Gemini Engine投入生产)。因为读者是[…]

  27. AirVenture更新:双子座柴油机|出租飞机 说:

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  28. 比尔·伊扎德 说:

    您好,您的发动机在生产中吗?比尔·伊扎德

  29. 理查德 说:

    好的,Rotax在将AV Gas转换为电源方面非常有效,但是’仅约100 HP。 914’BSFC差很多。

    LycoSaur’的BSFC接近Rotax的两倍’,而且我还没有看到Rotax的马力超过115。

  30. 彼得 说:

    尽管我喜欢这个引擎,但我认为Ecomotors的设计更简单,更具有前瞻性。拉杆对置活塞设计。我相信一家欧洲直升机制造商正在考虑将其用于轻型斩波器。

    http://thekneeslider.com/archives/2009/12/21/ecomotors-opoc-two-stroke-engines-opposed-piston-opposed-cylinder/

    使用电动机/发电机增压涡轮增压器消除了低速时对增压器的需要,消除了线轴加速时的涡轮滞后,并且在涡轮机加速时也能充当发电机。早在1990年代后期,我认为美国大陆航空在他们设计和运行的两杆赛车上做了同样的事情,可惜他们罐装了它。看到他们刚刚购买了法国SMA 4冲程设计,这是一个坏主意。我认为2冲程柴油机是最好的。

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