Роторно-лопастной двигатель. Начало.

ingener

Здорово все это!
Моей проблемой оказалась длина шатунов (я оставил пока колена оппозитными).

На верхней шестерне-коленвале я изобразил длину шатунов разной (абсурд, собственно), - ради симметричности углов сближения водил лопастей (они обозначены синим и красным)

А на нижней шестерне-коленвале я изобразил другой вариант: шатуны отходят от оппозитных колен коленвала РАВНОЙ длины.
За это пришлось "поплатиться" несимметричностью положения водил лопастей... (цвета сиреневый и розовый).
Этот вариант тоже чреват:   асимметрия будет то слева от шестерни, то справа.
Значит абсолютный ход пары лопастей тоже будет дрейфующим, то левее ожидаемого, то правее?

Как Вы собственно мыслили уменьшение оппозитности колен коленвала?
Я "предвижу" тоже недопустимость такого хода мысли...

На нижнем (или верхнем) коленвале нужно поменять местами шейки шатунов.
Длина шатунов должна быть такой, чтобы в среднем положении (при одинаковом объеме всех камер) они пересекались с водилами под прямым углом. Это даст симметрию движений и лучшую сбалансированность.
 
Кстати, неподвижную шестерню можно расположитьмежду водилами и лопастями. Тогда эксцентрик нужно будет размещать снаружи большой шестерни.
Не получиться ли тогда это,  планетарно-киривошипный механизм http://ekoteh.narod.ru/rbe_new/rotor_valve/analysis/page03.html
 
Меня все удивляет как шестерни не будут нагружены куда девается  сила от действия  расширяющихся газов /рабочий ход/ это возможно если будет механизм стопорения одной лопасти на схеме его нет.Если опять за счет сил инерции тогда просто еще один вариант Ё-мотора.
 

OXOTHuK

Я люблю считать!
Откуда
г. Снежинск
@ provocator

Сила переходит в крутящий момент, я уже сделал статический расчёт, если Макс разрешит, могу выложить результаты.
 

ingener

Здорово все это!
Искушенные патентные адвокаты богатого заказчика-"изобретателя" раскритикуют побочное свойство (неуравновешенность и др.) известного патента, - потом "уравновесят" недостатки и заявят инвесторам, что только их патент становится практичным по сравнению с прототипом из России...
Всем руководит экономическая выгода. Если автор идеи не будет артачиться и требовать себе 100% прибыли от использования его идеи, то финансистам гораздо выгоднее хорошо заплатить ему за сопровождение внедрения его идеи, чем тратиться на адвокатов и потом доверять внедрение идеи посторонним людям.
 

ingener

Здорово все это!
Не получиться ли тогда это,  планетарно-киривошипный механизм http://ekoteh.narod.ru/rbe_new/rotor_valve/analysis/page03.html
Нет, там совсем другой механизм, далекий от практической реализации.
Меня все удивляет как шестерни не будут нагружены куда девается  сила от действия  расширяющихся газов /рабочий ход/ это возможно если будет механизм стопорения одной лопасти на схеме его нет.Если опять за счет сил инерции тогда просто еще один вариант Ё-мотора.
Нет, шестерни конечно будут нагружены. Но они даже полезный крутящий момент будут передавать не полностью. Часть усилия перейдет непосредственно на эксцентрик, если рядом с зубьями сделать дорожки качения.
 

Beatle

Make it
Откуда
Moscow
@ provocator

При данной схеме вся сила от давления газов проходит через ось между шестернями, зубья при этом остаются разгруженными. Вот и весь секрет. Естественно, они в какой-то мере будут нагружены, но это не та нагрузка, если бы шестерни находились в силовой схеме.

@ ingener

На счет инвесторов - все верно. Тут тонкая у них психология. На счет данной идеи, то их нужно искать лишь среди бизнес ангелов и венчурных инвесторов. И те и те не жалеют денег, умеют считать риски, но забирают не менее половины от дела. В лучшем случае удастся сохранить 51%...
На счет патентов - да, запад сейчас особенный. Никто не хочет портить ни свою репутацию, ни своё имя. Поэтому даже заявка на патент даёт гарантию определённую. США - это мафия частного бизнеса, если кто-то играет не по правилам, то другие просто перестают с ним работать.

@ JohnDoe

Изучаю ваше решение по уплотнениям.
На счет медно-графитовых уплотнителей, так и я писал. А еще статью нашел у Игоря Петровича на сайте. В общем, мысли совпадают часто. Но это только 1 из пар трения. По какой поверхности им лучше всего тереться? Сами понимаете, если они будут ходить по наждаке, толку ноль, как и ноль толку, если они будут ходить по идеально отполированному желе. Так что тут возникает все же вопрос. К тому же есть масса марок медно-графитовых сплавов.
 

Beatle

Make it
Откуда
Moscow
Искушенные патентные адвокаты богатого заказчика-"изобретателя" раскритикуют побочное свойство (неуравновешенность и др.) известного патента, - потом "уравновесят" недостатки и заявят инвесторам, что только их патент становится практичным по сравнению с прототипом из России...
Вряд ли они смогут перекрыть заявку: у меня там указано и о необходимости уравновешивания и т.д. К тому жесть есть формула, в которой четко описан принцип. Чтобы перекрыть заявку, нужно придумать другой принцип. Вот оно как.
Можно, конечно, запатентовать какую-то особенную форму зуба, но это лишь дополнение будет, а не основа.
 

Beatle

Make it
Откуда
Moscow
Ах, и да! Ищем человека, который отлично разбирается в теории рабочего процесса. А так же работает на ansys.
 

ingener

Здорово все это!
В лучшем случае удастся сохранить 51%...
Хм...
Это если вам удастся организовать производство двигателей с нуля в чистом поле и вы располагаете достаточными собственными ресурсами с привлечением кредитов.
А если наладить выпуск на существующем производстве - то предел мечтаний автора идеи 5-10% от части прибыли, полученной именно за счет его идеи.
Увы, такова практика.  :(
По какой поверхности им лучше всего тереться? Сами понимаете, если они будут ходить по наждаке, толку ноль, как и ноль толку, если они будут ходить по идеально отполированному желе.
Шероховатость на поверхности трения нужна только для удержания смазки. Если смазки нет, то одна из поверхностей должна быть максимально твердой и максимально гладкой.

Но я сомневаюсь, что потери от трения без смазки будут меньше потерь от утечек через щели без уплотнений. Особенно если сделать камеры сгорания сильно вытянутыми вдоль хода лопастей. Неохлаждаемый корпус вполне позволяет пренебрегать оптимизацией площади стенок рабочей камеры. Зато позволяет оптимизировать длину и ширину щелей. При удлиненной камере вполне можно получить маленький диаметр лопастей, маленький зазор вокруг них и малую длину щелей. А медно-графитовые кольца со стыком между окнами выхлопа и всасывания вполне подойдут для торцевых уплотнений. Скорость вращения лопастей выбирается максимально возможной из условия недопущения сверхзвуковых течений потоков в камеру сгорания и из нее. Ориентировочно средняя линейная скорость лопастей должна быть около 30 м/с и намного выше ее вряд ли удастся поднять. Так как скорость в щелях с канавками не может быть выше скорости звука, то потери в них не очень велики и определяются отношением площади лопастей к площади щелей и отношением скорости звука к средней скорости воздушного потока в двигателе. Получить потери на утечку менее 5% - нет особой проблемы. А вот сделать потери на трение без смазки менее 5% - это проблема.
 

Beatle

Make it
Откуда
Moscow
Хм...Это если вам удастся организовать производство двигателей с нуля в чистом поле и вы располагаете достаточными собственными ресурсами с привлечением кредитов.А если наладить выпуск на существующем производстве - то предел мечтаний автора идеи 5-10% от части прибыли, полученной именно за счет его идеи.Увы, такова практика. 
Практика чего? И кого конкретно?
Увы, но как правило, люди, особенно умные инженеры, не знают особенностей бизнеса и инвестиций. Я не собираюсь никому ничего рассказывать и пояснять, так как практика показала, что кто умеет услышать, тот слышит, кто не умеет, тот не слышит.
Во-первых, прибыль - это прибыль. Доля - это доля. Акционер может получать 1% прибыли, но иметь 90% доли. И т.д. и т.п. Кредиты, лизинги и прочее - это вообще другой разряд науки. Благо, что у меня образование и опыт работы в этой сфере. =) Там нет ничего сложного. Нужно просто знать правила игры.
Но дело об этом. Я не ищу инвестора и искать не собираюсь ближайшее время уж точно. Я лишь говорю, что это не трудно для тех, кто в этом разбирается. И очень трудно для тех, кто в этом не понимает ничего: он будет винить людей вокруг, инвесторов, рынки и кого угодно, но только не себя, постоянно повторяя: "это мир такой, все так устроено, к сожалению"

Поэтому любому человеку, который хочет найти на свою идею деньги, я рекомендую познакомиться хоть поверхностно с теорией продаж, маркетинга, финансов и т.д.
Трудно о чем-то говорить, когда под рукой нет точных данных. Чем их меньше, тем меньше мы можем сказать. Домыслы же в таких ситуациях являются гвоздями в гроб. Если нет информации, не нужно её выдумывать, нужно её искать!
 

Beatle

Make it
Откуда
Moscow
Шероховатость на поверхности трения нужна только для удержания смазки. Если смазки нет, то одна из поверхностей должна быть максимально твердой и максимально гладкой.Но я сомневаюсь, что потери от трения без смазки будут меньше потерь от утечек через щели без уплотнений. Особенно если сделать камеры сгорания сильно вытянутыми вдоль хода лопастей. Неохлаждаемый корпус вполне позволяет пренебрегать оптимизацией площади стенок рабочей камеры. Зато позволяет оптимизировать длину и ширину щелей. При удлиненной камере вполне можно получить маленький диаметр лопастей, маленький зазор вокруг них и малую длину щелей. А медно-графитовые кольца со стыком между окнами выхлопа и всасывания вполне подойдут для торцевых уплотнений. Скорость вращения лопастей выбирается максимально возможной из условия недопущения сверхзвуковых течений потоков в камеру сгорания и из нее. Ориентировочно средняя линейная скорость лопастей должна быть около 30 м/с и намного выше ее вряд ли удастся поднять. Так как скорость в щелях с канавками не может быть выше скорости звука, то потери в них не очень велики и определяются отношением площади лопастей к площади щелей и отношением скорости звука к средней скорости воздушного потока в двигателе. Получить потери на утечку менее 5% - нет особой проблемы. А вот сделать потери на трение без смазки менее 5% - это проблема
Ну, так естественно, пары сухого трения работаю тем лучше, чем отшлифованнее их поверхности.
О цифрах сейчас говорить еще рано. Это может показать только моделирование и расчеты или вообще испытания.

Контактные уплотнители позволяют охлаждать лопасти. Я пока иду самым простым путем, а именно камера сгорания между лопастей, значит они будут сильно нагружены в плане тепла. Тепло нужно отводить. Только после испытаний контактных и бесконтактных уплотнителей можно говорить о преимуществе каждого из них. Без испытаний и расчетов домыслы ложны и смысла в них нет.
На данном этапе, я считаю, что проще изготовить именно контактный тип уплотнителя, чем бесконтактный. Путь меньше сопротивления.
Для РЛД нет аналогов. Значит многие вещи приходится делать с нуля. Вот так.

Да и вопрос то вот в чем стоит: какую маркую медно-графита лучше использовать. И по какой поверхности им лучше тереться. Может, достаточно будет хромировать поверхности корпуса и т.д. и т.п. Я сейчас пытаюсь найти статьи на эту тему.
 

ingener

Здорово все это!
Контактные уплотнители позволяют охлаждать лопасти
Зато лопастям, не имеющим контактов с трущимися поверхностями, не требуется охлаждение.
Вообще.
На данном этапе, я считаю, что проще изготовить именно контактный тип уплотнителя, чем бесконтактный.
Имхо бесконтактный улотнитель вообще не нужно изготавливать. Достаточно канавок на лопастях и дисках, к которым они крепятся.
Двигатель без уплотнений сделать проще, чем с уплотнениями. Причем первый образец не обязательно делать с минимальными потерями в щелях. Обычный поршневой двигатель с залегшими кольцами теряет около 20% мощности на макимальных оборотах. То есть в двигатель, даже рассчитанный на применение колец, их можно не ставить и он будет работать. (Если удастся его завести.  :) ) Опытный экземпляр можно изготавливать из жаропрочной нержавейки с небольшими ребрами воздушного охлаждения. Правда охлаждение масла все равно нужно предусматривать. Я думаю лопасти из нержавейки выдержат и без охлаждения, а корпусу хватит воздушного охлаждения. У нержавейки достаточно низкий коэффициент теплопередачи, чтобы защитить подшипники от перегрева. И в то же время не очень большой коэффициент линейного расширения, позволяющий на перывых порах не учитывать искажения формы тора от его неравномерного прогрева. Кроме того, лопасти и тор из нержавейки не нужно шлифовать. Достаточно токарной и чистой фрезерной обработки. Небольшая шероховатость будет только уменьшать утечки через щели.
Имхо рост КПД такого двигателя за счет только небольшого частичного охлаждения будет все равно больше, чем потери от очень грубо выполненных бесконтактных уплотнений. Только делать его сразу нужно в комплекте с нагружающим его генератором, который одновременно будет служить достаточно мощным стартером. В качестве генератора для удешевления можно взять асинхронный двигатель мощностью процентов 30 от ожидаемой мощности двигателя с расчетом на рост его мощности при увеличении оборотов в несколько раз выше синхронных. Только нагрузочный реостат тогда нужно будет сделать регулируемым.
Да и вопрос то вот в чем стоит: какую маркую медно-графита лучше использовать. И по какой поверхности им лучше тереться. Может, достаточно будет хромировать поверхности корпуса и т.д. и т.п.
В коллекторных двигателях щетки трутся не по медному коллектору, а по какому-то (не помню) очень твердому самообразующемуся химическому соединению на поверхности коллекторных пластин. При этом чем тверже медно-графитовые  щетки, тем больше они служат. А мягкие щетки применяют только при больших токах через них. У них меньше электрические потери.
Мне кажется что блестящее хромирование после шлифовки с хорошим классом чистоты даст достаточно гладкое покрытие для медно-графитовых щеток. А вот твердость его под сомнением. Возможно придется применять мягкий меднографит.
 

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
Мне кажется что блестящее хромирование после шлифовки с хорошим классом чистоты даст достаточно гладкое покрытие для медно-графитовых щеток.
На чересчур гладкиховерхностях не держится масло, именно в этом и скрывается смысл такой операции как "хонингование". Примененение "безмаслянных" уплотнителей мы и рассматриваем. Иначе- прощай, экология! А без неё, болезной, щаз хрен получишь сертификат. Или штрафами удушат.
"Так шта...." Меднографит или керамика, как в приложении на сайте у ИП описанно. Обсасывали сие в ветке "Керамика в цилиндрах ДВС", в этом разделе.
 

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
Вот, ещё посетила мысль по уплотнениям.
Можно особо не заморачиваться с ними(в опытном образце) т.к. можно применить те же апексы что и в Ванкеле, но за счёт отсутсвия периодических сил(в отличии от Ванкеля в РЛД лопасть/поршень по вертикали не совершает колебаний) ресурс вырастет, ИМХУ. И значительно.
"Так что..... На завод, к станочникам!" (с) из призывов к демонстрации 7-го ноября XXII-го съезда ЦК КПСС
;)
 
К тому жесть есть формула, в которой четко описан принцип
В том то и дело формула пишется так чтобы охватить как можно больше вариантов, а добавление известного  к известному изобретением не является,  по статистике  на 10 заявок один патент.Удачи. /Чем меньше аналогов тем выше шанс/ .А на количество полученных  патентов и внедренных, статистика и того хуже.
 

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
http://www.katernik.spb.ru/rldvs.htm
а на что здесь похож синхронизатор [smiley=huh.gif] 
Это прообраз Ё-мотора, его автор работает в Ё-команде, тот самый "сумашедший парень из Новосибирска"
 

А.Г.К

Я люблю строить самолеты!
Ах, и да! Ищем человека, который отлично разбирается в теории рабочего процесса. А так же работает на ansys.
Вот опять я зашёл на ваш форум. Не нужен вам специалист по рабочему процессу, ему пока просто нечего делать. Просто вы не знаете технологии создания двигателя. В случае с РЛД всё значительно сложнее. Если в классическом поршневике рабочий процесс отрабатывается на одноцилиндровке, в вашем случае требуется создание полноразмерного двигателя. Создание нового поршневого двигателя обходится в сотни миллионов рублей, РЛД потребует не меньших затрат. Вам потребуется изготовить новый двигатель, снять испытательный бокс, нанять инженеров испытателей и мотористов. Написать программу испытаний. "Препарировать" двигатель для установки датчиков, обкатать двигатель и снять с него характеристики.
После этого потребуется специалист по рабочему процессу и не только он. По данным индицирования можно будет что-то говорить и решать в какую сторону двигаться. Затем начнётся отработка рабочего процесса, для чего потребуется изготовление нескольких вариантов поршней лопастей, впускных каналов и т. д. Если будут получены приемлемые данные по токсичности и расходу топлива тогда можно будет дорабатывать механизм синхронизации. В современных системах конечно можно смоделировать газодинамику но это весьма приближенно, отработка двигателей ведётся на реальных двигателях.
Вам осталось найти альтруиста олигарха или добрую фею которые будут финансировать работы по созданию двигателя.
Есть ещё вариант, выйти на китайцев и попытаться убедить их в преимуществе вашей разработки над Ё-мобильной, они падки на такие вещи. Если вам это интересно то отрабатывайте синхронизирующий механизм. Желаю удачи.
 
Вверх