Бесшатунные двигатели - 2

[Владимир П-к]

В итоге БСМ в существующих вариантах не вдохновил. 

Скорее всего где-то запутались в расчетах или ложный посыл для расчетов. Требуется эксперименальная проверка расчетов. Дабы убедится в правильности исходников. Иииии дисертация готова.

 

[cloud]

1. Уже приводил статью с анализом БСМ Ответ #14839
В Питерском двигателе экспериментально подтверждено давление поршней на стенку цилиндра у "БСМ Миллера".
2. Wiseman потратил несколько лет и убедился в больших потерях своего двигателя по сравнению с шатунным. Как экспериментально, так и теоретически.
3. Есть отчёт испанской Bocanegra Motor о зря потраченных 6 годах. 

Возможно из конструкции можно что-то выжать.

Какой смысл тогда напрягаться и считать?

Валерий, Вы чрезмерно переполнены пессимизмом по отношению к БСМ, но периодически возвращаетесь к этой теме, хотя обещали уйти навсегда.   :STUPID
Да плюньте на всех и сделайте свой бесшатунный крестик! Много не потеряете, но приобретете гораздо больше. В любом смысле. :IMHO

 

[Сосед Николаич]

При вашей геометрии "как есть" будет то же самое. Нормальное усилие в "ползуне" гарантированно больше чем боковое давление поршня.

А поподробней можна узнать, как эта "гарантия" получается? А то по С. Баландину вроде как одно и тоже усилие (сила N) действует либо на поршни, либо на ползуны. При равных площадях ползуна и поршней давление одинаковое  (конечно, с учётом цилиндрической формы поршней)
Может, тут другая какая сила рассматривается?
Поясните, пожалуйста, уважаемый.

 

[Сосед Николаич]

Бороться можно
- меньшим коэффициентом трения чем в паре поршень-гильза
- трением качения вместо скольжения в области направляющих
- увеличивая высоту части скольжения
[highlight]- дезаксиальностью механизма [/highlight]

Как-то тяжело  дезаксиал в БШМ вписывается. Схемку не нарисуете?

 

[Jbiplane]

Как-то тяжело  дезаксиал в БШМ вписывается

Как раз легко. Ответ #14853

При этом в отличие от шатунного не требуется особых усилий в реализации и закон движения поршня не изменится.

В варианте с ползуном получится даже прочнее. Могу накидать статейку с формулами по этому поводу.

 

[Сосед Николаич]

Как-то тяжело  дезаксиал в БШМ вписывается

Как раз легко. Ответ #14853

При этом в отличие от шатунного не требуется особых усилий в реализации и закон движения поршня не изменится.

В варианте с ползуном получится даже прочнее. Могу накидать статейку с формулами по этому поводу.

Да не надо формулу, не стоит статью городить, "нам бы схемку аль чертёж". А то по Артоболевскому  (1525) получается вместо прямолинейного движения эллипсное

 

[Jbiplane]

"нам бы схемку аль чертёж"

В ответе #14853 - поршни со штоками торчат вертикально вверх и вниз из ушек со смещением. И всего то делов.

 

[KarnoKul]

"нам бы схемку аль чертёж"

В ответе #14853 - поршни со штоками торчат вертикально вверх и вниз из ушек со смещением. И всего то делов.

Идея понятна (если правильно понял) -  за счет осевого смещения штоков разгрузить "скользуны", уменьшив на них нагрузку. Или все гораздо интереснее - штоки оставить как нарисованы, а на "ушки" подвесить под 45 градусов серьговые  шатуны для дополнительного компрессора???

 

[Jbiplane]

за счет осевого смещения штоков разгрузить "скользуны", уменьшив на них нагрузку

Да

 

[Сосед Николаич]

В ответе #14853 - поршни со штоками торчат вертикально вверх и вниз из ушек со смещением. И всего то делов.

Сложно что-то - две пары поршней вверх и вниз? Нарисуйте, Валерий, пожалуйста. Правда, глубину Вашей конструкторской мысли не догоняю...

 

[KarnoKul]

за счет осевого смещения штоков разгрузить "скользуны", уменьшив на них нагрузку

Да

Такая схема требует тщательного анализа, т.к. на первый взгляд - уменьшив пиковую нагрузку на "скользуны", интегральная нагрузка на них (суммарное трение в цикле) останется неизменным (так как распределится по такту). Учитывая возросшую технологическую сложность - вопрос: в чем выигрыш?

 

[Jbiplane]

схема требует тщательного анализа

В шатунном механизме средняя дезаксиальность уменьшает трение на 6 процентов, но возникает более сложный закон движения и большие вибрации. В случае БСМ такого не будет. Вопрос только в правильной величине дезаксиальности.

 

[Kobold]

Валерий, а вы уверены в адекватности вашей модели? А то у вас показатели сил скачут туда-сюда в зависимости от небольшого изменения формы ползунов.

 

[Kim]

динамический анализ бесшатунного механизма с достоверными результатами

1. Уже приводил статью с анализом БСМ Ответ #14839
В Питерском двигателе экспериментально [highlight]подтверждено давление поршней на стенку цилиндра у "БСМ Миллера"[/highlight].
2. Wiseman потратил несколько лет и убедился в больших потерях своего двигателя по сравнению с шатунным. Как экспериментально, так и теоретически.
3. Есть отчёт испанской Bocanegra Motor о зря потраченных 6 годах.

При вашей геометрии "как есть" будет то же самое. Нормальное усилие в "ползуне" гарантированно больше чем боковое давление поршня. Рычаг... Перемещение равно ходу поршня. Следовательно потери на трение будут больше чем у шатунного.

По потерям получается даже хуже статически определимого кривошипно-ползунного. Такой механизм используется в японских и итальянских холодильниках, нашей Бирюсе. Ползун там цилиндрической формы. Работает узел десятки лет. Фото прилагаю.

Возможно из конструкции можно чтото выжать. Но вы не хотите  ничего изменять. Если проигрывается в статике, гарантированно проиграется и в динамике. Какой смысл тогда напрягаться и считать?

В итоге БСМ в существующих вариантах не вдохновил. Сделаю скорее всего в этом году классическую 2-тактную звезду типа 3W-102 STR 3 FI

Забавно слышать о недостатках двигателя от  кого угодно, но не от автора двигателя. Видимо, как источник информации автор не вызывает доверия по той причине, что ни хрена о двигателе не знает.

Второе. В бытность свою работы в ЦНИИшнице нам говорили, что комп лишь обрабатывает информацию, а не создаёт правильную. Что туда засунешь - то и так и обработает.
Заклинания типа: "Программа правильная" ситуацию не исправляют.

Третье. Что-то там было сказано про статику. Правильно ли я понял, что программа считает статику? Ну типа так можно считать прыгуна с шестом в статике? Тогда прыгун не способен быть ни в каком положении...

 

[Jbiplane]

что программа считает статику

Ансис считает что угодно, хоть процесс продырявливания пулей препятствия, хоть акустику глушителя. Механизмы двигателя достаточно простой объект изучения.

Статика первый этап для оценки работоспособности механизма.
Зная по индикаторной диаграмме значения газодинамических сил в зависимости от угла поворота кв получаем усилия в механизме.

Далее зная нагрузку на двигатель и момент инерции маховика определяются динамические усилия в механизме. Этот этап как раз никаких сложностей не представляет.

вы уверены в адекватности вашей модели

Уже на этом этапе усилия оказались велики, а результат сильно зависит от величины зазоров. При геометрии ув. cloud и "Миллера" поршни передают боковую нагрузку. Это было [highlight]доказано экспериментально[/highlight], ссылку на исследование я приводил. Прилагаю пару скриншотов из статьи. У меня получились близкие результаты. Дальнейший динамический анализ потерял смысл.

Почему усилия в ползуне велики очевидно. Если в паре поршень-цилиндр делается такой большой зазор, что исчезает боковое давление поршня, оно должно быть компенсировано значительно большим усилием в ползуне... То есть изначально потери на трение в этом механизме будут больше чем у шатунного.

НО ДВИГАТЕЛЬ БЕЗ ПОЛЗУНОВ С ОПИРАНИЕМ НА ПОРШНИ ИМЕЕТ ЧУТЬ МЕНЬШИЕ ПОТЕРИ ЧЕМ АНАЛОГИЧНЫЙ ШАТУННЫЙ. Наряду с лучшим уравновешиванием возможно получится более менее интересный вариант.

Введением дезаксиальности или другими мерами можно попытаться спасти ползунную схему.

 

[Владимир Александрович]

Почему усилия в ползуне велики очевидно. Если в паре поршень-цилиндр делается такой большой зазор, что исчезает боковое давление поршня, оно должно быть компенсировано значительно большим усилием в ползуне... То есть изначально потери на трение в этом механизме будут больше чем у шатунного.

  Нельзя же бесконечно повторять штампы, которые давно и многократно опровергнуты. У С.С. Баландина точному расчету усилий в БСМ посвящен целый раздел. В параграфе 20 (стр.109) изложен упрощенный метод определения усилий, формулы которого можно было ввести в исследуемую модель с построением графика подобного Рис.102. И потом, при переходе с поршней на ползуны компенсируются не боковые усилия, а реактивные моменты. Если в КШМ реактивный крутящий момент воспринимается только стенкой гильзы цилиндра и в нем есть еще составляющая от процесса сжатия в смежном цилиндре, то в БСМ реактивный момент воспринимается двумя ползунами последовательно по эстафете. Сначала собственный ползун до угла 45 град. пока растет плечо момента и далее с 45 до 135 град  смежный ползун, который продолжает увеличение реактивного плеча момента до ВМТ в своем цилиндре и т.д. При этом от реактивного момента (в отличие от КШМ) отнимается составляющая момента от сил сжатия в смежном цилиндре. Добавите сюда инерционную составляющую от масс движения и получите полную картину компенсации нагрузок. Вот по этим результатам можно делать достаточно объективные выводы. Причем надо иметь ввиду, что в абсолютно жестком БСМ ползуны передают нагрузку только на 30% своего хода и на участке средней скорости более чем в 2 раза меньшей средней скорости поршней в двигателе.

Введением дезаксиальности или другими мерами можно попытаться спасти ползунную схему.

Дезаксиальность в БСМ нарушает симметричность восприятия нагрузок. На кромках ползуна вы можете получить тот самый резец, который "врезается" в направляющую, чтобы снять с нее стружку. В то время как противоположная кромка увеличит свой зазор, облегчив выброс масла с опорной поверхности. Имеем масляный клин наоборот. Не годится!

 

[Kobold]

Владимир Александрович, имею провокационный вопрос. Допускаете ли вы то, что Баландин мог ошибиться в расчётах усилий в БСМ? Ну вот просто не было тогда таких инструментов анализа, как ANSYS, CATIA и SolidWorks, а аналитически определить силы - забыл какую-то составляющую учесть и вуаля.

А мотор работает, ползуны крепкие, твёрдые, смазыаются хорошо и изнашиваются мало. Так и не узнал до самой смерти, что силы на ползунах в разы превышают боковые силы между поршнем и цилиндров.

Как вам такое развитие событий?

 

[Владимир Александрович]

Владимир Александрович, имею провокационный вопрос. Допускаете ли вы то, что Баландин мог ошибиться в расчётах усилий в БСМ? Ну вот просто не было тогда таких инструментов анализа, как ANSYS, CATIA и SolidWorks, а аналитически определить силы - забыл какую-то составляющую учесть и вуаля.

Допустить такое практически невозможно. С.С.Баландин изложил в книге методики и расчеты разработанные большими коллективами специалистов моторостроения разных институтов, участвоавших в тематике по двигателям с БСМ. Методики и расчеты многократно проверялись и результаты сравнивались с опытными данными, в том числе в ЦИАМ. Современные инструменты анализа ANSYS, CATIA и SolidWorks рассчитают Вам все правильно, но только в том случае, если Вы заложите в эти программы правильную методику, четко понимая границы влияния каждого параметра. Kim недавно совершенно к месту обратил на это внимание. По высказываниям jbiplane можно уверенно сделать вывод, что он не разобрался в особенностях работы БСМ и это сразу отразилось на результатах его анализа. Программа здесь не виновата. Что вложил в нее - то и получил. 

 

[Jbiplane]

Программа здесь не виновата.

Сотый раз повторяю. Прочитайте статью питерского политеха 2015 года. На поршни БСМ закрепили [highlight]датчики измерения ускорений[/highlight] по 3 осям и экспериментально подтвердили давление поршней на стенку цилиндра у двигателя изготовленного ранее на этой кафедре. Значит механизм с центральными ползунами не выполняет в необходимой мере той функции ради которой был придуман.

Динамическое моделирование бесшатунного силового механизма. Дворцов В. С.
https://ntv.spbstu.ru/fulltext/N3.226.2015_12.PDF

В этой же статье приведены расчёты в Ansys и Autodesk для сравнения экспериментальных данных с расчётными.

Всё считалось абсолютно как здесь, только на ползунах задавались контакты скольжения
[media]https://www.youtube.com/watch?v=6-zihr_ENuQ[/media]

Мои посты не против БСМ как такового, просто в вариантах Cloud и Д200 центральная часть ползуна слишком мягкая, а штоки наоборот слишком жесткие. Будет происходить контакт как в ползуне, так и в поршне. Это происходит в данном варианте и если без зазоров от ВМТ до 37 градусов после. Может оно и не плохо и не надо с этим никак бороться.

Если нужно, то ужесточение центральной части ползуна, ослабление штоков, введение шарнира и, возможно дезаксиальность сведут контакт поршня с цилиндром к минимуму.

 

[Kim]

Датчики ускорения...
ахренеть...
т.е. поршень может касаться, может не касаться, но если датчики сказали...

и после этого они хотят, чтобы мы любили род человеческий...


Цитата:
Ансис считает что угодно, хоть процесс продырявливания пулей препятствия, хоть акустику глушителя. Механизмы двигателя достаточно простой объект изучения.

вот пусть он и считает дырки от бублика, а не лезет куда не надо...