Циклоидный двигатель

Мультик вспомнил. Не дословно, но что-то на вроде: "Не, не догонишь. Пока ты на коне раз, два, три, четыре, он раз-два, раз-два."
Вроде подходит под число оборотов вала по отношению к ротору.

Очевидно, под числом "оборотов вала по отношению к ротору", вы имеете в виду вал и ротор в механизме секции РПД Ванкеля? Там действительно за один полный оборот ротора вал делает три своих полных оборота в том же направлении.

В механизме циклоидной муфты в секции ЦД ротор и вал тоже вращаются в одном направлении, но при этом они вращаются абсолютно синхронно, то есть с одинаковой угловой скоростью.
 
Похоже, что другие вопросы, предположения и возражения относительно предложенного циклоидного двигателя пока ещё не созрели. Готов ответить на них как здесь, так и по мэйлу rotomotor@yandex.ru или на сайте http://roto-motor.com через «Контакт с автором».

По-прежнему нуждаюсь в спонсорах, партнёрах и любой помощи со стороны желающих помочь мне в изготовлении и запуске нового типа ДВС.

Однако, если кто-нибудь захочет самостоятельно изготовить, например, авиационный модельный циклоидный ДВС объёмом 6,5 куб.см на калильном зажигании (рис.9), то я могу выслать ему чертежи деталей (16 деталей механизма + газовые уплотнения ротора). Предполагаю, что по мощности он может быть эквивалентен 4-тактному поршневому ДВС объёмом 25 куб.см.
Для него у меня есть осовский карбюратор и мечик для нарезки дюймовой резьбы под стандартную свечу накаливания.
 

Вложения

  • Ris_9-5.jpg
    Ris_9-5.jpg
    224,3 КБ · Просмотры: 257
Победив в 20-м веке паровой котёл и крейцкопфный поршень парового двигателя при помощи 4-тактного цикла и тронкового поршня, производители ДВС и в 21-м веке по инерции продолжили мучить железо ДВС высокими оборотами его вала. При этом по-прежнему они всё ещё безуспешно стремятся преодолеть 35%-й рубеж эффективности работы серийных ДВС, которого их мудрые предшественники достигли в тихоходных компаундных паровых двигателях ещё в конце 19-го века.

Сегодня двигателю внутреннего сгорания уже нет смысла продолжать доказывать своё право на жизнь, которого на рубеже 19-го и 20-го веков в жёсткой конкурентной борьбе с паровым двигателем он добился исключительно при помощи повышенных оборотов своего быстроходного вала. То есть это было сделано просто за счёт кратного увеличения числа дискретных импульсов тактов рабочего хода (полных циклов) заряда рабочего тела в единицу времени (за одну минуту).

Я же предлагаю вернуться к низким рабочим оборотам вала, порядка 500 оборотов в минуту, в каждой секции нового 4-тактного циклоидного двигателя посредством повышения в ней в 8 раз числа тактов рабочего хода в каждом одном обороте её вала по сравнению с каждой секцией традиционного 4-тактного поршневого ДВС.

Существует мнение, что поддержание высоких оборотов вала, убивающих ресурс, выгодно производителям легковых автомобилей, заинтересованным в массовости выпуска своей продукции и сокращении межремонтного срока эксплуатации. Поэтому им на руку низкий рабочий ресурс их ДВС. Не на пустом же месте возрождается интерес к изрядно подзабытой электротяге, не смотря на имеющиеся у неё недостатки.

Однако кроме ДВС для легковых автомобилей существуют и профессиональные транспортные и стационарные силовые установки, особенно военные, в которых главным показателем и основной характеристикой, прежде всего, является именно ресурс работы ДВС. А высокий ресурс двигателя – это всегда низкие рабочие обороты его вала.
 
Зачем же жить фантазиями то.

Ресурс роторного двигателя ни в какое сравнение не идет с ресурсом поршневых двигателей.
Причем ресурс роторного определяется как раз вращением самого ротора а не выходного вала, то есть перед обычным роторным двигателем с таким же ротором и той же мощности  у вас никакого преимущества нет, правда в отличии от обычного вы еще не доказали ваша схема вообще будет работать а не развалится при первой же попытке. Так как скорость вращения выходного вала на ресурс двигателя существенного влияния не оказывает, он в другом месте изнашивается.

у  роторного по стандартной схеме  обороты выходного вала будут выше чем у предложенного вами, что при использовании на транспортном средстве даст небольшое преимущество за счет меньших передаточных чисел коробки передач, а при работе на генератор это будет минусом.

Ну и про главное требование к военной технике это да прямо в точку- у танкового двигателя 5ТДФ вначале был ресурс 150 моточасов, потом был доведен  аж до 500часов. А танков с таким двигателем (Т64) наклепали без счета.


Да и у роторного двигателя на низких оборотах экономичность сильно падает, ну вот свойство такое у него есть врожденное, так что его лучше раскручивать побыстрее.
 
.....Я же предлагаю вернуться к низким рабочим оборотам вала, порядка 500 оборотов в минуту, в каждой секции нового 4-тактного циклоидного двигателя посредством повышения в ней в 8 раз числа тактов рабочего хода в каждом одном обороте её вала по сравнению с каждой секцией традиционного 4-тактного поршневого ДВС.....

Очень уж напомнили мне ЭТИ слова нашего пермского изобретателя тороидального поршневого двигателя Манжелевского Бориса Михайловича, которые он мне году в 1985-1986 сказал примерно то же самое.

Только у него рабочий объём был побольше, масса двигателя (в чугунном исполнении!) 18 кг при максимальной мощности в 64 л.с. Минимальные устойчивые обороты выходного вала были 36 об/мин, а максимальные - порядка 1300 об/мин. Большие обороты не позволяла система зажигания сделать, т.к. за один оборот выходного вала по его периметру происходило аж 12 рабочих ходов (т.е порядка 15600 вспышек свечи в минуту). А электронного зажигания в те годы у нас в городе ещё не существовало...
 
500 оборотов в минуту, в каждой секции нового 4-тактного циклоидного двигателя посредством повышения в ней в 8 раз числа тактов рабочего хода в каждом одном обороте 
тороидального поршневого двигателя Манжелевского Бориса Михайловича,...  ... порядка 15600 вспышек свечи в минуту
Проблема здесь не в количестве искр от одной свечи (одногоршковые двухтактники крутили в 60-х и 20 т. об/мин), а в теплонапряженности рабочей поверхности корпуса (Вашего ЦД или Ванкеля) в зоне свечи. В 4-т ПД есть холодный цикл, не позволяющий перегреваться данному месту в ГБЦ, а в случае перегрева ничего особо страшного не происходит. ГБЦ в ПД - это не ЦПГ... (извините за абрревиатурную коллизию...)
В вашем ЦД поверхность корпуса в зоне свечи практически постоянно (в 8 раз чаще) омывается пламенем с t>>1500[sup]0[/sup]С. Это, прежде всего, коробление поверхности, по которой скользит торцевой уплотнитель-"нож"с  неизбежным увеличением утечек рабочего тела при "сжатии-расширении". (В НАТИ столкнулись с этим при создании Ванкеля-дизеля для комбайнов в начале 70-х.) И остальные термические "плюсы" - перегрев свечи с вероятным калильным зажиганием, сухое трение по "сверхгорячему" и прочие радости...
 
.....Я же предлагаю вернуться к низким рабочим оборотам вала, порядка 500 оборотов в минуту, в каждой секции нового 4-тактного циклоидного двигателя посредством повышения в ней в 8 раз числа тактов рабочего хода в каждом одном обороте её вала по сравнению с каждой секцией традиционного 4-тактного поршневого ДВС.....

Очень уж напомнили мне ЭТИ слова нашего пермского изобретателя тороидального поршневого двигателя Манжелевского Бориса Михайловича, которые он мне году в 1985-1986 сказал примерно то же самое.

Только у него рабочий объём был побольше, масса двигателя (в чугунном исполнении!) 18 кг при максимальной мощности в 64 л.с. Минимальные устойчивые обороты выходного вала были 36 об/мин, а максимальные - порядка 1300 об/мин. Большие обороты не позволяла система зажигания сделать, т.к. за один оборот выходного вала по его периметру происходило аж 12 рабочих ходов (т.е порядка 15600 вспышек свечи в минуту). А электронного зажигания в те годы у нас в городе ещё не существовало...

Скажите, пожалуйста, а тороидальный поршневой двигатель – это не тот же роторно-лопастной двигатель, как, например, предполагался использоваться в Ё-мобиле?
Или это двигатель с какой-то другой конструкцией механизма?
Судя по вашим словам, двигатель Манжелевского успешно запускался и работал?

12 рабочих ходов (ТРХ) за один оборот вала – это серьёзная цифра. В ЦД она скромнее – 4 ТРХ на оборот (каждые 75 градусов одного оборота вала приходится на ТРХ и 15 градусов – на паузу между окончанием предыдущего и началом следующего ТРХ).

В одной секции 4-тактного ЦД при 500 оборотах вала за одну минуту происходит 500*4 = 2000 импульсов зажигания (вспышек свечи).
В одном цилиндре 4-тактного ПД эти же 2000 импульсов зажигания происходят за 2000/0,5 = 4000 оборотов его вала в минуту. И при этом его стандартная система зажигания работает надёжно.
Поэтому она вполне может использоваться и в ЦД.
 
Проблема здесь не в количестве искр от одной свечи (одногоршковые двухтактники крутили в 60-х и 20 т. об/мин), а в теплонапряженности рабочей поверхности корпуса (Вашего ЦД или Ванкеля) в зоне свечи. В 4-т ПД есть холодный цикл, не позволяющий перегреваться данному месту в ГБЦ, а в случае перегрева ничего особо страшного не происходит. ГБЦ в ПД - это не ЦПГ... (извините за абрревиатурную коллизию...)
В вашем ЦД поверхность корпуса в зоне свечи практически постоянно (в 8 раз чаще) омывается пламенем с t>>1500[sup]0[/sup]С. Это, прежде всего, коробление поверхности, по которой скользит торцевой уплотнитель-"нож"с  неизбежным увеличением утечек рабочего тела при "сжатии-расширении". (В НАТИ столкнулись с этим при создании Ванкеля-дизеля для комбайнов в начале 70-х.) И остальные термические "плюсы" - перегрев свечи с вероятным калильным зажиганием, сухое трение по "сверхгорячему" и прочие радости...

И всё же более серьёзным «ножом» по горячему я назвал бы верхнее компрессионное кольцо, которое вместе с поршнем поворачиваясь на ребро, режет им зеркало цилиндра, попутно разбивая своими плоскостями верхнюю и нижнюю кромку своей поршневой канавки.

Да, отмеченные Вами «радости» могут быть и в рабочей полости секции ЦД, ведь она, кроме некоторых нюансов, почти ничем не отличается от таковой в секции РПД Ванкеля. Тем не менее, РПД Ванкеля, как и ПД, всё же имеет свою успешную практику коммерческой эксплуатации. Не у нас в России, конечно, а за её рубежами.

В ЦД зона свечи «в 8 раз чаще омывается пламенем с t>>1500 градусов C», чаще по отношению к чему?
Я считаю, что оценочным критерием для сравнения здесь должен выступать интервал времени, которым традиционно считается одна минута.

Тогда, например, при числе 500 оборотов вала в минуту внутри рабочей полости секции ЦД происходят 2000 импульсов зажигания.
Чтобы выработать то же самое количество механической энергии в том же совокупном количестве 2000 импульсов зажигания секции ПД того же рабочего объёма потребуется вращение её вала в 4000 оборотов в минуту, а секции РПД Ванкеля – 2000 оборотов её вала в минуту.
То есть для выработки одинакового количества механической энергии в каждой из секций трёх сравниваемых типов ДВС по отношению к единому оценочному интервалу в размере одной минуты требуется одно и то же число импульсов зажигания, но при этом – разное число оборотов вала.

То есть относительно «высоко температурного омывания пламенем» зоны свечи зажигания, корректной, с моей точки зрения, является оценка по числу оборотов вала в минуту, но не по числу импульсов зажигания за каждый один его оборот.
 
2 СУ

Пишите в личку, не будем засорять ветку.

Движок Манжелевского (его рабочая часть в виде тора) очень напоминает двигатель для Ё-мобиля. А вот механизм согласования движения дисков с поршнями у него был ДРУГОЙ, где усилия "размазывались" на 6-12 узлах по радиусу дисков. И блок согласования состоял из двух идентичных "бочонков", вписываемых внутрь тора с двух сторон, т.е не выделялся в сторону от рабочей камеры. Всё было ОЧЕНЬ компактно и ремонтопригодно!

Движок тот существовал в виде реально работающего макета (для кратковременной работы для демонстрации преобразования ступенчатого движения поршней по тору во вращательное РАВНОМЕРНОЕ вращение выходного вала, т.к. не имел системы охлаждения).
Но в лаборатории ВИАМ в Воронеже его погоняли на стенде более 2,5 часов вообще без какого-либо охлаждения. И после этого он ещё и запускался...

Дочка Бориса Михайловича года два назад была готова обсудить вопрос "отдать-продать" оставшиеся от отца чертежи. Но она сейчас живёт в Аделаиде (Австралия)...
 
.....Я же предлагаю вернуться к низким рабочим оборотам вала, порядка 500 оборотов в минуту, в каждой секции нового 4-тактного циклоидного двигателя посредством повышения в ней в 8 раз числа тактов рабочего хода в каждом одном обороте её вала по сравнению с каждой секцией традиционного 4-тактного поршневого ДВС.....

Очень уж напомнили мне ЭТИ слова нашего пермского изобретателя тороидального поршневого двигателя Манжелевского Бориса Михайловича, которые он мне году в 1985-1986 сказал примерно то же самое.

Сам факт внимания к теме оборотов вала в пределах сотен оборотов в минуту, обычно свойственных крейцкопфным двигателям, обсуждается давно – уже более 100 лет. Поэтому проблема снижения оборотов вала в ДВС - это не чья-то личная прихоть.

Этот вопрос стал актуальным сразу, как появился быстроходный тронковый поршень Г.Даймлера (патент № 34926 от 1883 года), обладавший меньшими габаритами и инерционной массой по сравнению с громоздким, массивным и поэтому тихоходным крейцкопфным поршнем и, соответственно, валом. Ещё на рубеже 19 и 20 веков высокие обороты вала в ДВС были одним из предметов спора между специалистами паровых двигателей и ДВС, результаты которых всегда заканчивались не в пользу ДВС. Поскольку, как известно, в трансмиссии двигателя, например, массового выпускаемого паровоза не было таких балластных механизмов, как коробка передач и муфта сцепления. И дифференциала тоже не было. И эти факты представляли собой убийственный аргумент. Похожая на современную конструкция коробки передач появилась лишь примерно через полвека после патентования тронкового поршня.

Это сейчас, коробка передач воспринимается как, хотя громоздкий и дорогой, но всё же необходимый компонент трансмиссии лишь потому, что валы отбора мощности у современных ДВС, как правило, являются быстроходными. Теперь никто уже не обращает внимания, что, например, скорость вращения колёс легкового автомобиля при трогании с места примерно в 8 раз ниже в этот момент, чем скорость вращения вала ДВС. Поскольку в среднем в 3,5 раза она сначала понижается коробкой передач и ещё дополнительно уменьшается  примерно в 4,5 раза – в главной передаче дифференциала ведущих колёс.
А конструкция редукторов порой существенно сложнее, чем у ДВС, которого они обслуживают.

Но и при достижении максимально высокой скорости автомобиля скорость вращения колёс автомобиля всё равно в 4,5 раза ниже скорости вращения вала ДВС. Даже в трансмиссии двухколёсного мотоцикла, кроме сцепления, после ДВС присутствуют ещё два редуктора (шестерёнчатый и цепной). Без редуктора после ДВС не обходятся даже приводы воздушного и гребного винта. Не зря же, например, финская «W[ch228]rtsil[ch228]» продолжает выпускать крейцкопфные ДВС для судовых силовых установок – https://www.drive2.ru/b/1257159/ (100 оборотов вала в минуту).
Сегодня факту наличия редукторов в приводе от ДВС найдётся масса убедительных объяснений, а тех людей, кто теперь пытается усомниться в эффективности такой схемы, сходу дружно обвинят в невежестве. Хотя в начале прошлого века приверженцы нового в то время ДВС с быстроходным валом так и не убедили преобладавших тогда специалистов крейцкопфного парового двигателя с тихоходным валом. Их просто взяли на измор.
 
Совершенно  ненаучные  фантазии при попытке оправдать  свои ничем необоснованные идеи.

Отличие парового двигателя от двс в разной зависимости изменения крутящего момента от оборотов.
ДВС вообще не подходит для использования в качестве привода транспортного средства и только наличие коробки передач позволяет его там использовать.

Ну и совершенно неясно почему отсутствие дифференциала в паровозе доказывает преимущество парового двигателя над двс , на тепловозах тоже дифференциала не наблюдается, в ж/д транспорте функции дифференциала выполняется формой колес.
 
"финская «W[ch228]rtsil[ch228]» продолжает выпускать крейцкопфные ДВС "

Финская компания с корейскими плакатами. Но действительно, двигатели впечатляют.
 

Вложения

  • 244f44cs-960.jpg
    244f44cs-960.jpg
    52 КБ · Просмотры: 233
Совершенно  ненаучные  фантазии при попытке оправдать  свои ничем необоснованные идеи.

Отличие парового двигателя от двс в разной зависимости изменения крутящего момента от оборотов.
ДВС вообще не подходит для использования в качестве привода транспортного средства и только наличие коробки передач позволяет его там использовать.

Ну и совершенно неясно почему отсутствие дифференциала в паровозе доказывает преимущество парового двигателя над двс , на тепловозах тоже дифференциала не наблюдается, в ж/д транспорте функции дифференциала выполняется формой колес.

Мне давно известна ваша неуёмная тяга затроллить тему ветки, обвиняя её автора во всех возможных грехах.

Перед публикацией вы сами-то хоть читаете второй раз то, что изначально пишите в порыве гнева? 
 
да нет никакого гнева-есть сожаление о том что человек заболел самоценной идеей и не желает видеть действительность
 
Сожаление от собственной нереализованной идеи, ведь так?
 
В роторной секции ЦД с 4-гранным ротором геометрически возможная максимальная степень сжатия при отсутствии выемки на грани ротора составляет около 11 единиц, против примерно 14,5 единиц в секции 3-гранного ротора, как в РПД Ванкеля. С учётом незначительной выемки на грани 4-гранного ротора максимальная степень сжатия может составлять не более 9 – 10 единиц.

Если же в секции ЦД требуется более существенно повысить степень сжатия, например, для воспроизводства в ней дизельного цикла, то можно воспользоваться известным приёмом принудительного повышения массы газового заряда рабочего тела в её полости объёмного вытеснения. Для этого удобнее всего применить турбо наддув.

Поскольку каждая секция 4-гранного ротора ЦД за каждый один оборот вала воспроизводит 4 полных цикла и, соответственно, 4 такта рабочего хода заряда и 4 такта выпуска. То есть ровно столько же, как и в 8-цилиндровом ПД. Но с той лишь разницей, что такт выпуска по углу оборота вала в секции ЦД более чем в полтора раза длиннее, по сравнению с секцией ПД, а в канале выпуска секции ЦД ещё и отсутствуют клапаны, создающие собой дополнительное механическое сопротивление потоку выхлопного газа.

Поэтому 4 такта выпуска в ЦД за один оборот вала создают собой более благоприятные условия для работы турбины наддува, потому что повышенная частота их повторения исключает в турбине проявление эффекта «турбоямы» даже на минимальных оборотах вала. Данный фактор позволяет применять небольшую по размерам индивидуальную турбину наддува для каждой одной секции ЦД, что существенно упрощает конфигурацию и конструкцию взаимно независимых впускных и выпускных трубопроводов в соседних секциях одного многосекционного двигателя и значительно снижает механическое сопротивление для перемещающихся по ним газовых потоков. 
 
повышенная частота их повторения исключает в турбине проявление эффекта «турбоямы» даже на минимальных оборотах вала.
"Турбояма" зависит от массового расхода, а не от оборотов. "Повышенная частота" может улучшить условия работы для ТКР вследствии снижения пульсаций.

Данный фактор позволяет применять небольшую по размерам индивидуальную турбину наддува для каждой одной секции ЦД, что существенно упрощает конфигурацию и конструкцию взаимно независимых впускных и выпускных трубопроводов в соседних секциях одного многосекционного двигателя и значительно снижает механическое сопротивление для перемещающихся по ним газовых потоков. 
КМК, Вы ошибаетесь, т.к. "дружить" трубопроводы между собой всё равно придётся, т.к. нужно учитывать противодавление/сопротивление выпуска ТКР-ов. Так что выйдет ещё дороже/сложнее чем с одним общим ТКР.
ИМХУ
 
повышенная частота их повторения исключает в турбине проявление эффекта «турбоямы» даже на минимальных оборотах вала.
"Турбояма" зависит от массового расхода, а не от оборотов. "Повышенная частота" может улучшить условия работы для ТКР вследствии снижения пульсаций.

КМК, Вы ошибаетесь, т.к. "дружить" трубопроводы между собой всё равно придётся, т.к. нужно учитывать противодавление/сопротивление выпуска ТКР-ов. Так что выйдет ещё дороже/сложнее чем с одним общим ТКР.
ИМХУ

О том и речь, что в одной секции ЦД наблюдается такой же «массовый расход», как и в 8-цилиндровом ПД при взаимно одинаковых оборотах вала. 
Против «дружбы» принципиальных возражений нет. Но при этом появляется ещё один вариант компоновки наддува – индивидуального на каждую секцию двигателя.
 
я стремлюсь назад, в историческое прошлое, а конкретно – к паровозу. 


Целью таких действий является[highlight] повышение значений удельных показателей и степени эффективности работы ДВС. [/highlight]

Так бы сразу и сказали. Больше вопросов не имею :craZy

Можно говорить, что циклоидный ДВС выполнил поставленную ему задачу приближения по своим свойствам к двигателю паровоза, получив при этом три существенных преимущества по сравнению с поршневым ДВС:

1. Для выработки одинаковой с поршневым двигателем мощности при равном числе оборотов вала, циклоидный двигатель способен обладать 4-кратно меньшими габаритами, весом, числом секций, общим объёмом своей рабочей полости и, соответственно, кратно более высокими удельными показателями.

2. А при равном числе секций и такой же величине рабочего объёма каждой из них, как и в поршневом двигателе, одинаковое с ним значение мощности циклоидный двигатель способен вырабатывать при 4-кратно меньшем числе оборотов вала в минуту, позволяя отказаться от редуктора (коробки передач) в приводе нагрузки, и, соответственно, способен иметь кратно более высокий эксплуатационный ресурс.

3. Компаундное исполнение в рамках механизма каждой одной секции циклоидного двигателя позволяет кратно повысить его эффективность по сравнению с секцией традиционного поршневого двигателя.

На этом я предлагаю пока завершить обсуждение темы циклоидного двигателя. На вопросы могу ответить через эл.почту rotomotor@yandеx.ru .

Следующей перспективной задачей будет поиск оптимального сочетания первых двух указанных преимуществ в рамках одной конструкции компаундного циклоидного двигателя.

Желаю всем удачи в Новом 2019 году!
 
Назад
Вверх