Свободно-поршневые генераторы газа и компрессоры.

KV1237542

Я люблю строить самолеты!
     Для меня есть в РЛД 1-но рациональное звено: если сделать свободно-поршневой аналог с квадратными стенками, возможно оставить трение только на центральном подшипнике, а на остальных сделать лабиринтное (фрезеровать много мелких пазов)
зазоры по верхней/нижней крышке можно регулировать прокладками...
 

МаГент

Я люблю самолеты!
Откуда
киров
Такность в вопросе о потерянном ходе или раннем выхлопе вообще не причем. Она никак на них не влияет.
Допускаю, что ошибаюсь, но в тех учебниках, что мне доступны потерянный ход определяют так "Из рассмотрения рабочего цикла двухтактного двигателя (индикаторная диаграмма на рис. 1.12) видно, что на части хода поршня, когда происходит газообмен, полезная работа не совершается. Объем VП, соответствующий этой части хода поршня, называется потерянным". Если Вы хотите назвать часть хода поршня от ВМТ   с открытым выпускным окном "потерянным" по аналогии с двухтактным, то это возможно. Он является "потерянным" в том смысле, что не дает поршню совершать мех работу. Так ведь именно к этому мы и стремились, вводя ранний выхлоп. Поскольку холодный поршень равен горячему, появляется избыток мех энергии, чтобы от него избавиться открываем выпуск пораньше. Мех энергия поршня снижается, энергия выхлопа растет. Поскольку выхлоп происходит в общий ресивер, в нем появляется более энергичный газ. Что и требуется, механический баланс восстановлен, и получена дополнительная энергия минуя двойное преобразование: давление выхлопа - кинетическая энергия поршня - давление газа. КПД генерациигаза очевидно растет.
 

МаГент

Я люблю самолеты!
Откуда
киров
если сделать свободно-поршневой аналог с квадратными стенками, возможно оставить трение только на центральном подшипнике, а на остальных сделать лабиринтное (фрезеровать много мелких пазов)
зазоры по верхней/нижней крышке можно регулировать прокладками...
Неплохая мысль...
 

Владимир Александрович

Дорогу осилит идущий!
Откуда
Москва
если сделать свободно-поршневой аналог с квадратными стенками, возможно оставить трение только на центральном подшипнике, а на остальных сделать лабиринтное
     Не понятно какие квадратные стенки имеются ввиду. Давайте стремиться соблюдать принятую терминологию. Если это касается использования лабиринтного уплотнения на поршне вместо колец, то я такое применил в двухстороннем компрессорном поршне СПГГ "Циклон-1". Там оно было полезно для регулирования производительности компрессорных объемов путем изменения величины перепуска воздуха между смежными компрессорными полостями. Так как время такта уменьшается с ростом режима, то уменьшается время перепуска воздуха через уплотнение и производительность компрессорных полостей растет и наоборот.
   
 

Владимир Александрович

Дорогу осилит идущий!
Откуда
Москва
Поскольку холодный поршень равен горячему, появляется избыток мех энергии, чтобы от него избавиться открываем выпуск пораньше. Мех энергия поршня снижается, энергия выхлопа растет.
      Почему Вы все время упускаете такой важный момент: Если окном открываете выпуск "пораньше", то тем самым и момент начала сжатия в цилиндре становится "попозже", т.е. сдвигая кромку выхлопного окна к ВМТ, уменьшаете общую мощность установки. В то время как способ раннего выпуска предполагает, что ход сжатия остается постоянным и мощность сгорания топлива тоже, а уже варьированием момента открытия выпускного клапана можно больше забирать энергии на выхлоп и меньше оставлять на механическую работу в самом цилиндре.
    Однако у нас окна, а не управляемые клапаны. Начало сжатия сдвигается одновременно со сдвигом кромки окна выхлопа. Все это достаточно очевидно.  Многие вопросы отпадут сами собой когда начнете считать конкретную схему.

   
 

МаГент

Я люблю самолеты!
Откуда
киров
как способ раннего выпуска предполагает, что ход сжатия остается постоянным и мощность сгорания топлива тоже, а уже варьированием момента открытия выпускного клапана можно больше забирать энергии на выхлоп и меньше оставлять на механическую работу в самом цилиндре.
    Однако у нас окна, а не управляемые клапаны. Начало сжатия сдвигается одновременно со сдвигом кромки окна выхлопа. Все это достаточно очевидно. 
Владимир, Александрович, По ходу развития нашего диалога понятно , что как минимум один из нас не улавливает некоторые тонкости газораспределения в РЛД. Я уверен, что в ДВС Вам известно намного больше, но именно газораспределение в РЛД как мне кажется я понимаю точно. В вики http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%BE-%D0%BB%D0%BE%D0%BF%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%BD%D0%BE%D0%B9_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C есть анимашка, неплохо демонстрирующая эти детали. Давайте вместе посмотрим на нее и либо вы мне укажете в чем я заблуждаюсь, либо наоборот.
 

KV1237542

Я люблю строить самолеты!
Не понятно какие квадратные стенки имеются ввиду.
Ну я имею ввиду - бублик - как бы замкнутый в кольцо квадратный профиль, круглый для меня лично совершенно не приемлем по технологическим причинам
 

МаГент

Я люблю самолеты!
Откуда
киров
замкнутый в кольцо квадратный профиль, круглый для меня лично совершенно не приемлем по технологическим причинам
Круглый конечно красив и ГС в нем сгорает получше, но не настолько, чтобы отказаться от прямоугольника.  ;)
 

Владимир Александрович

Дорогу осилит идущий!
Откуда
Москва
Давайте вместе посмотрим на нее и либо вы мне укажете в чем я заблуждаюсь, либо наоборот. 
      На анимации, показанной по ссылке реализуется возможность раннего выпуска, т.к. начало сжатия по закону движения лопастей идет после перекрытия кромки впускного окна, а не выпускного, как в линейном цилиндре СПДК или СПГГ. Я предполагал, что лопасть идущая вперед в конце такта возвращается навстречу идущей за ней, чтобы одновременно остановиться у ВМТ. Вы же рисунок своего варианта РЛД поместили, а его работу не описали. Вот и пошло расхождение в понимании.
   
 

Владимир Александрович

Дорогу осилит идущий!
Откуда
Москва
Ну я имею ввиду - бублик - как бы замкнутый в кольцо квадратный профиль,
   Теперь понятно. Но в рабочем цилиндре лабиринтное уплотнение неприемлемо. Не будет необходимой компрессии. Да и квадратный профиль надежно уплотнить скользящими уплотнениями не получается. Это видно из истории сражений за РПД.  Уплотнительные кольца сегодня - это само совершенство. Поршневой двигатель умрет вместе с ними.
 

KV1237542

Я люблю строить самолеты!
  У меня есть на бумаге автореферат по лабиринтным уплотнениям компрессоров: как правило зазоры 0,05...0,1мм для поршня ф около 100мм, и частота около 300-500 мин-1
  Написано, что при зазоре 0,05мм уплотнение уступает обычному 15...20%
  Но при смещении центровки протечки сильно увеличиваются, вообще могут достигать и 50% от подачи

Книги под рукой нет, но примерно так
 

МаГент

Я люблю самолеты!
Откуда
киров
Но в рабочем цилиндре лабиринтное уплотнение неприемлемо. Не будет необходимой компрессии. Да и квадратный профиль надежно уплотнить скользящими уплотнениями не получается.
Как я понял, коллега  KV1237542 имеет в виду, что РЛД и отчасти СПГГ позволяет так закрепить (подвесить) поршень, что фактически будет исключаться контакт боковой поверхности поршня с цилиндром. При этом зазор возможно сделать весьма малым. По его (и частично моему) мнению это позволит исключить вообще контактный тип уплотнений. Тогда прямоугольные поршни получат право на жизнь...
 

Владимир Александрович

Дорогу осилит идущий!
Откуда
Москва
и частота около 300-500 мин-1
   Ошибки здесь нет? Частота измеряется в Гц - число колебаний в секунду.

Написано, что при зазоре 0,05мм уплотнение уступает обычному 15...20%
      Там должная быть зависимость протечек через лабиринтное уплотнение от частоты циклов.

Но при смещении центровки протечки сильно увеличиваются, вообще могут достигать и 50% от подачи
     Это еще зависит от конфигурации самих уплотнений. Если это будет просто группа проточенных канавок - одна характеристика протечек. Если это будут круговые соты - другая. Сотовое лабиринтные уплотнения выгоднее. Каждая сота при уменьшении зазора работает как элементарная воздушная подушка. Кроме того, они являются сопротивлением для кругового (по периметру поршня) перетекания прорывающегося воздуха.




   
 

Владимир Александрович

Дорогу осилит идущий!
Откуда
Москва
Как я понял, коллегаKV1237542 имеет в виду, что РЛД и отчасти СПГГ позволяет так закрепить (подвесить) поршень, что фактически будет исключаться контакт боковой поверхности поршня с цилиндром. При этом зазор возможно сделать весьма малым. 
        В свободно-поршневых установках поршень не подвешивается. Поршень рабочего цилиндра скользит по зеркалу также, как в вальных ДВС, с той лишь разницей, что у него нет больших боковых сил. Однако поршень компрессора, составляющий один жесткий узел с поршнем рабочего цилиндра, должен иметь допуск на зазор гарантировано больше, чтобы при работе не было клинящих эффектов. С этой точки зрения условно можно сказать, что поршень компрессора подвешен, но практически будут зоны где компрессорный поршень касается стенок без больших боковых усилий. Источников таких сил просто нет.
   
 

KV1237542

Я люблю строить самолеты!
Как я понял, коллегаKV1237542 имеет в виду, что РЛД и отчасти СПГГ позволяет так закрепить (подвесить) поршень, что фактически будет исключаться контакт боковой поверхности поршня с цилиндром. При этом зазор возможно сделать весьма малым. По его (и частично моему) мнению это позволит исключить вообще контактный тип уплотнений. Тогда прямоугольные поршни получат право на жизнь... 
Совершенно верно, в обычных компрессорах с лабиринтным уплотнением контакт стенки с поршнем исключен, есть дополнительные скользящие направляющие., громоздкая конструкция...

Это еще зависит от конфигурации самих уплотнений. Если это будет просто группа проточенных канавок - одна характеристика протечек. Если это будут круговые соты - другая. Сотовое лабиринтные уплотнения выгоднее. Каждая сота при уменьшении зазора работает как элементарная воздушная подушка. Кроме того, они являются сопротивлением для кругового (по периметру поршня) перетекания прорывающегося воздуха.
Главное иметь как можно больше канавок, с острым краем, чтобы воздух мах дросселировался при перетекании, фактически достигается нарезкой очень мелкой резьбы (как помню)

Ошибки здесь нет? Частота измеряется в Гц - число колебаний в секунду.
Пересмотрю внимательнее
 

KV1237542

Я люблю строить самолеты!
     Вообщем если обеспечить зазор в 0,05мм, и резьба с шагом 0,3...0,5мм, скажем мм, на длине 50мм, то для ф поршня 60...80мм и частоты 100гц протечки возможно будут приемлемыми (я о полости ДВС), Но подвесить так - лучше всего на газостатической подушке, т.е. 1-е  50 мм поршня - лабиринтное, далее 50 мм - гладкая пов-ть с вставкими из Флувиса, для переходных режимов + питающие отверстия для газостатической подушки (грузоподъемность при 4-6 атм - даже для плохого случая (нужен малый эксцентриситет), я думаю можно принять 0,1*4...6  кг/см2 площади, те для малоразмерного СПД с легким поршнем - хватает с избытком) вообще для радиального подшипника 0,2...0,4кг/см2

Опять же, оговорюсь меня интересует избыток воздуха в ДВС - 5...6, т.е. не напряженный температурный режим

Я здесь говорю о нормальной конфигурации СПД

У меня есть Константинеску - газовая смазка - тяжеловатый - но всеобъемлющий на мой взгляд труд, в эл. виде., вообщем прикидывал на основании этого
Другое дело, поршень может колебаться, но радиальные зазоры невелики и усилия будут небольшие
 
Вверх