Альтернативные варианты кинематических схем авиационных двигателей

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

Данную тему открываю для расширения кругозора самодеятельных конструкторов авиационных моторов. Поршневой авиационный мотор будет востребован ещё не менее 20...30 лет. Причиной востребованности является конкурентоспособность по отношению к другим типам силовых установок по критерию "стоимость-эффективность". Лично для меня проектирование авиамоторов перешло в разряд хобби. Причина проста, возраст. Дальше дело за молодыми. Я просто решил поделиться своими наработками, вдруг кому ни будь окажутся полезными.
Сейчас выложу информацию по Х-образному двигателю, дальше, по мере доработки по другим альтернативным схемам. На картинках приводится внешний вид 3D массово габаритные макеты. Сейчас в авиации применяются в основном рядная схема (обычный рядник, оппозитник и V-образник), гораздо реже радиальная схема (звёзды). У Всех этих схем есть свои достоинства и недостатки.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

Разработка схемы Х-образного двигателя начиналась с размерности 4Ч 10,95х10. Расчётная мощность 125 л.с. при 2800 об/мин. ЦПГ рассчитывалось под поршневые кольца ф109,5 (3-й ремонтный размер колец Урал-375). Эти кольца прекратили выпускать, они ещё сохранились кое где на складах. Двигатель проектировался с углом развала между смежными цилиндрами в 75 градусов. Взвесив все за и против решил от казаться от этой размерности и угла между цилиндрами.

 

[мир]

Красавец, ждём в металле.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

Решил переделать двигатель под угол развала в 60 градусов. Кольца взял от ММЗ-245 ф110 мм. Данные кольца себя хорошо показали на тюнинговых моторах изготавливаемых в г. Волжский. Решил применить моно цилиндры, по типу последних вариантов "Лайкоминг" и "Джабиру". Моноцилиндры позволяют существенно снизить теплонапряжённость цилиндров хотя сложнее в производстве. В связи с проблемами с электронными компонентами для системы распределённого впрыска, решил вернуться к карбюраторной системе питания с проточной системой подачи топлива электробензонасосом (снижаем вероятность образования паровой пробки).
Вместе с Романом Плетнёвым, фирма АКМ-Авиа г. Пермь, провели работы по обмеру и эскизированию американского карбюратора "Аэроинжектор-35". На основе этого сделаем документацию на свой вариант карбюратора, под наши госты и т.т. требования. В двигателе применены индивидуальный привод ГРМ на каждый цилиндр и индивидуальные системы зажигания для каждого цилиндра. Системы зажигания построены на жигулёвских модуляторах и датчиках Холла. Привод дисков от распредвалов. Маслонасос сдвоенный на базе шестерён Ваз-2108. Подача воздуха осуществляется вихревой газодувкой. Основное назначение газодувки, гомогенизация топливовоздушной смеси и низкий наддув. После доводки газодувки она сможет обеспечить повышение мощности на 10%. Коренные вкладыши от Ваз-2108. Шатунные, оригинальные БрС-3, с приработочным оловянным слоем. Фактически данный двигатель можно рассматривать как разновидность радиального двигателя или оппозитное сочетание 2-х V-образников. Расчётная мощность двигателя 135 л.с. при 2800 об/мин. После доводки мощность повысится до 140 л.с. Сухая масса двигателя 82 кг.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

Красавец, ждём в металле.

Не при моей жизни 😆

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

Причиной выбор радиальной схемы является снижение массы двигателя по сравнению с классическими рядными компоновками. Для примера приведу два варианта обычной оппозитной схемы и ПДП-балансирного двигателя, все с одинаковым числом поршней, т.е. 4.
АПД-366 4Ч10,8х10 Мощность 125 л.с. при 3000об/мин. Сухой вес 98 кг.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

Следующий оппозит жидкостного охлаждения АКМ-314 4Ч10х10 с L- камерой (нижнеклапанник, аналог D-мотора).
Мощность 108 л.с. при 3000 об/мин. Сухой вес 88 кг.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

Двигатель ПДП балансирной схемы АПД-100 4Ч (10х10)2 с с L- камерой (нижнеклапанник). Мощность 108 л.с. при 3000 об/мин. Сухой вес 86 кг. Мощные двигатели такого типа лучше делать с четырьмя камерами сгорания (8 поршней). Таким образом, понятно, Х-образная схема или "звезда" позволяют сделать более лёгкий безредукторный двигатель.

 

[мир]

А смысл ветки?

 

[RVD]

А смысл ветки?

Альтернативные варианты кинематических схем авиационных двигателей

 

[niksann]

Кольца взял от ММЗ-245 ф110 мм. Данные кольца себя хорошо показали на тюнинговых моторах изготавливаемых в г. Волжский. .......
Коренные вкладыши от Ваз-2108. Шатунные, оригинальные БрС-3,

Да, Х-образная схема любопытна!
А не маловато будет вазовский размерчик вкладышей на 110мм цилиндры?
И что-то не гуглится БрС-3, наверное от него и шатуны? Это двигатель какой-то?

 

[niksann]

Алексей Геннадьевич, у Вас все цилиндры в одной плоскости. Прицепные шатуны, как у звезд?
Подумалось вначале, что по два шатуна на шейку на двухколенный КВ.

 

[kamuta]

Фактически данный двигатель можно рассматривать как разновидность радиального двигателя или оппозитное сочетание 2-х V-образников. Расчётная мощность двигателя 135 л.с. при 2800 об/мин. После доводки мощность повысится до 140 л.с. Сухая масса двигателя 82 кг.

C помощью 3Д модели можно вычислить какой будет вес АПД-135, если убрать все ребра охлаждения, карбюраторы, стартер и генератор?

Привод дисков от распредвалов

распредвалов два?

 

[Splice]

Не при моей жизни 😆

Алексей Геннадьевич, приветствую. А что с той версией двигателя, которая уже была в металле? Которую на выставке Вы с Плетневом рекламировали.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

А смысл ветки?

А смысл вопроса?
Вот вступительное слово при открытии этой ветки.
"Данную тему открываю для расширения кругозора самодеятельных конструкторов авиационных моторов."
Если кто-то думает что частный предприниматель в России, не важно кто он по финансовому положению (олигарх, средний или мелкий предприниматель) осилит самостоятельно производство авиационных моторов то пусть для начала вернётся к такой дисциплине как "Политэкономия" и почитает главы про деление производства на группы "А" и "Б". На Западе тоже ведь, через одну, акционерные общества. Точное машиностроение, а производство моторов относится именно к точному машиностроению, вещь крайне затратная. Заниматься глупостями типа разработки "универсальных двигателей", это моё личное мнение, я никому бы не советовал. Не существует таких двигателей в природе.
Молодёжь будет пытаться проектировать свои двигатели, я пытаюсь показать на примере что их ждёт если они примут то или иное направление. Кроме того, это сподвигнет их изучать профильную техническую литературу. С наскока, "кавалерийскими атаками" ничего серьёзного нельзя добиться. Я прекрасно понимаю что будущее за молодыми вот и решил поделиться с ними собственным опытом. На производство моторов у меня нет ни денег, ни завода, да и здоровье уже оставляет желать лучшего.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

А не маловато будет вазовский размерчик вкладышей на 110мм цилиндры?
И что-то не гуглится БрС-3

Насчёт БрС-3, каюсь, недосмотрел. Это БрС-30, свинцовистая бронза, старая основа всех нагруженных вкладышей, применяется с 30-х годов прошлого века. В единичном производстве заливается в коккиль с применением спреерного охлаждения для ликвидации ликвации. Насчёт размеров вкладышей. Маслонасос спаренный, прокачка масла усиленная, температурный режим будет обеспечен.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

все цилиндры в одной плоскости. Прицепные шатуны, как у звезд?
Подумалось вначале, что по два шатуна на шейку на двухколенный КВ.

Прицепные шатуны как у звёзд, по типу дизеля "Зиммеринг". Можно конечно сделать либо два шатуна с прицепными или четыре вильчатых шатуна, но это приводит к смещению совмещённых цилиндров. Для двигателя с верхними распредвалами это не существенно, в моём случае хотелось всё расположить в одной плоскости.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

C помощью 3Д модели можно вычислить какой будет вес АПД-135, если убрать все ребра охлаждения, карбюраторы, стартер и генератор?

Конечно можно, просто придётся поработать с цилиндром. Исключить из расчёта карбюратор, стартер и генератор вообще дело нескольких секунд.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

распредвалов два?

Распредвалов 4, индивидуальные на каждый цилиндр как у М-11. На распредвалах по одному кулачку которые обслуживают одновременно коромысла впускного и выпускного клапанов. Если вас устраивает вариант попроще, симметричное газораспределение, применяются нижние коромысла с роликами. Если очень хочется не симметричных фаз, а это повышение мощности и экономичности, то придётся делать два разных коромысла для управления впускным и выпускным клапанами.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

что с той версией двигателя, которая уже была в металле?

Ковидло однако всех круто подкосило. Сейчас пока некоторая остановка, нужны средства. Главный конструктор этого двигателя Митрофанов С.В. Я делал конструкторскую документацию. Он там что-то делает. Лично я не вижу особых преимуществ 2-х тактного бензинового ПДП над 4-х тактниками. Я сторонник 4-х тактных ПДП.