Бесшатунные двигатели - 2

[Владимир Александрович]

Конструкции очень похожи, но Вы как всегда исключили соединительный вал (если да, то зачем зубчатые колеса?), и поставили еще две роликовые опоры.

      Андрей, здесь основная идея в пальце. Соединительный вал в данном примере не имеет функции синхронизации, но сохраняет вместе с шестернями и в присутствии демпфера функцию внутреннего редуктора. 
            В другом варианте под чистый "крест" шестерен нет, а роликовый подшипник занимает их место, имея меньший диаметр.
            Тут могут быть реализованы несколько вариаций с разной степенью жесткости на поперечное нагружение. Мне ли Вам объяснять, что каждую из них надо обсчитывать в поле реальных сил и их плеч.
             Действительно, применение высокопрочного пальца наиболее эффективно, когда охватывается только одна пара совмещенных эксцентриков. Если три шейки как у Вас на рисунке, то скорее всего нужно делать отбор мощности с двух сторон. Остальные параметры можно подобрать под приемлемые.

 

[Владимир Александрович]

А вообще, все многоцилиндровые двигатели Кушуля, и эта шестерка и ДК - 14, были с прицепными шатунами.
Наверх 

         Но я видел КВ шестерки Кушуля на фотографии. Там парные шейки были разнесены примерно на 20 градусов и как будто из-за этого возникала очень приличная неуравновешенность всего двигателя с дополнительным шумом в салоне Волги, который оппоненты использовали против разработки Кушуля.

 

[Андрей Миллер]

Андрей, здесь основная идея в пальце. 

Конечно, палец (или шейка КВ) обеспечивает целостность КВ и натяг подшипников КВ, без которых подшипниковые опоры качения работать нормально не могут.
При применении соединительного вала, нагрузка на шейку может быть увеличена при сохранении размера по оси двигателя.
Демпфирующая роль пальца, так же очень важна. Увы, нам пока применить эту схему не удалось.
Приходилось выбирать и выбирали самое надежное...

 

[Андрей Миллер]

Мы как раз начали переходить от Каспия 65 к БК 93. В статье приведен разрез одного из вариантов этого двигателя. Силовой механизм здесь еще трехвальный, как у Каспия, но вот все остальное уже другое.... 

У этого двигателя соединительный вал низу и между линиями двух КВ. Зубчатые венцы кривошипов с каждой стороны входят в зацепление с зубчатым колесом соединительного вала. То есть всего 4 точки зацепления...

 

[Андрей Миллер]

Но я видел КВ шестерки Кушуля на фотографии. Там парные шейки были разнесены примерно на 20 градусов и как будто из-за этого возникала очень приличная неуравновешенность всего двигателя с дополнительным шумом в салоне Волги, который оппоненты использовали против разработки Кушуля. 

У Кушуля был свой "седунов" - И. Зиновьев и стоящий за ним НАМИ ...
Про "шум в салоне" я уже писал:
В статье И. Зиновьева, « По следам сенсаций », (Техника Молодежи, №11, 1983г,  http://volnovoidvigatel.ru/), есть интересное место:
« В НАМИ был проведен эксперимент, во время которого оба цилиндра двигателя (двигателя Кушуля) одновременно заполнялись топливно – воздушной смесью через два карбюратора. В этом случае максимальная мощность двигателя увеличилась более чем на 15%, но ведь это уже другой процесс!»
Отсюда следует, что НАМИ сам сделал попытку  испытать  способ работы А. И. Костина («другой процесс!»), при испытаниях двигателя Кушуля, и даже констатировал его высокие параметры! Правда дальше идет следующий абзац:
«Кроме того, процесс сгорания в двигателе В. Кушуля вызывает вибрацию, которая приводит к настолько повышенному шуму в салоне автомобиля, что езда в нем становится крайне неприятной и утомительной».
Рискну предположить, что при испытаниях в НАМИ  двигателя Кушуля,  по способу работы А. И. Костина, сам двигатель изменен не был, был только установлен второй карбюратор. При этом, топливно – воздушная смесь поступающая в цилиндр высокого сжатия (а в двигателе Кушуля, там степень сжатия порядка 25) стала детонировать. Что и привело к «повышенному шуму» и «вибрациям». НАМИ этот «результат» устроил.
На самом деле никаких особых вибраций в двигателях  Кушуля не было, а способ работы А. И. Костина требует наличия камеры сгорания в обоих цилиндрах и других изменений конструкции двигателя. НАМИ, разумеется, ничего этого делать не стал…
Разнесенные шейки КВ в двигателях Кушуля были только в некоторых двигателях, например Л6 и некоторые другие. В основном применялись прицепные шатуны. С уравновешенностью так же больших проблем не было.
Например, в восьмерке ДК - 14, уравновешенность получается лучше чем в рядной четвертке, по схеме которой он (ДК - 14) работал, так как каждая пара поршней создает общую ВМТ в течении 22 градусов поворота КВ....

 

[Владимир Александрович]

Отсюда следует, что НАМИ сам сделал попытку испытать способ работы А. И. Костина («другой процесс!»), при испытаниях двигателя Кушуля, и даже констатировал его высокие параметры!

      Тут я что-то упустил в понимании разницы между циклом Кушуля и Костина. До сих пор я считал, что цикл Кушуля реализуется за счет сдвига фаз сжатия в двух сообщающихся цилиндрах, обеспеченного кинематикой КВ, а цикл Костина за счет разной степени сжатия в двух сообщающихся цилиндрах при синхронном движении в них поршней. Разве к моменту испытаний в НАМИ там можно было опробовать оба цикла описанным Вами способом?
   

 

[Андрей Миллер]

Разве к моменту испытаний в НАМИ там можно было опробовать оба цикла описанным Вами способом?

Конечно нельзя. Но "если очень хочется, то можно".
НАМИ столкнулся с недостаточной удельной мощностью двигателя Кушуля и решили заставить работать оба цилиндра. Но для этого надо было сделать КС и сжатия во втором цилиндре и сделать силовой механизм с синхронным движением поршней. А они только поставили второй карбюратор.
Во втором цилиндре двигателя Кушуля делалось все возможное, что бы максимально повысить СС. Ведь туда подается только чистый воздух. А тут пошла смесь....
Но даже при этом "испытании" удельная мощность выросла на 15%. Даже по Зиновьеву!
То есть, даже двигатель Кушуля, работавший по способу работы Костина, вышел на удельную мощность обычного двигателя. Если бы все было сделано как надо, то удельная мощность нового двигателя превысила бы удельную  мощность аналога...

 

[Андрей Миллер]

цикл Костина за счет разной степени сжатия в двух сообщающихся цилиндрах при синхронном движении в них поршней.

За счет разницы СС в цилиндрах осуществляется только поступление бедной смеси в свечной цилиндр до момента зажигания. Далее всем "командует" газодинамика. Один факел в цилиндр с бедной смесью, второй (после сгорания бедной смеси) обратно для дожигания богатой...

 

[Владимир Александрович]

Один факел в цилиндр с бедной смесью, второй (после сгорания бедной смеси) обратно для дожигания богатой... 

           Очень похоже на форкамерный процесс, только форкамера с меняющимся объемом.

 

[Андрей Миллер]

только форкамера с меняющимся объемом.

Самае главное, форкамера - весь цилиндр и нет плохо проходимых "апендиксов" типа самой же форкамеры...

 

[cloud]

Если с этим узлом отработать все пропорции, то параметры нагружения могут быть получены вполне приемлемые, а диаметр эксцентрика будет значительно меньше, чем в двигателе Владимира Илларионовича, или можно выбрать большее значение рабочего хода.

По этому поводу мое мнение трехлетней давности  из другого, широко известного в узких кругах форума, чтобы облегчить себе работу.
Владимир Александрович, согласен с Вами только в части творческого подхода.
Однако в данном, конкретном случае просто отсутствует необходимость уменьшения диаметра эксцентрика. То есть, если мы решили применить эксцентриковый БШ-механизм без соединительного вала, то это уже предполагает избранную нами короткоходную версию двигателя. И мы заранее соглашаемся на все ограничения, которые есть в том, избранном преобразовательном механизме.
КШМ применяется в ДВС давно и успешно. Благодаря тому, что это относительно очень простой механизм. Моторы с БШ-механизмами сложнее и находят применение, в основном у "смелых" самодеятельных конструкторов. Не всегда успешно, но чаще всего из-за ограниченных технологических возможностей. Поэтому стремление проектировать узлы и детали БШ-механизма максимально простыми и технологичными позволяет увидеть его "в металле".  От проектирования на бумаге до сборки в целом готового изделия...
Что же касается диаметра эксцентрика, то здесь без вариантов. Его диаметр должен определяться ходом поршня, диаметром шееки коленвала и действующими нагрузками. Врядли у Вас найдется столько свободного времени, чтобы создать, хотя бы эскизный проект БСМ на основе предложенного узла. Уверен, что такой метод уменьшения диаметра повлечет за собою огромную массу всяких проблем.
Поэтому, это мое личное мнение, подобное усовершенствование узла право на существование имеет, но только на бумаге. На пути к реализации (гипотетически) такой узел "зарубят" сразу.
Мое стремление к предельно простой конструкции БСМ и какой-то позитивный результат в этом направлении, вызывают мой "стон" при виде такого сложного узла. Такая конструкция "потянула" за собою четыре подшипника, те же шестерни, разъемный крейцкопф (иначе не соберешь), с подводом масла не все просто. Сами эксцентрики с тонюсенькой стеночкой (в сечении), а у меня там кольцевая масляная канавка. Палец только соединяет два кривошипа в строго определенном положении, а где гарантия, что при каких-то условиях это положение не изменится? Только одна функция у пальца - соединить кривошипы. Тогда нужно просто вернуться к БСМ с соединительным валом.

 

[Владимир Александрович]

По этому поводу мое мнение трехлетней давностииз другого, широко известного в узких кругах форума, чтобы облегчить себе работу.

          Да, Владимир Илларионович, я помню этот текст с Вашим мнением. В данном случае, помещением этой картинки  отмечена похожесть идеологии двух узлов у двух авторов, а тогда был разговор о принципиальной возможности изменять диаметр эксцентриков за счет варьирования диаметром нерабочей части шейки. Конечно, это делает узел более сложным. Это очевидно. В таких случаях последнее слово за балансом приоритетов. Для промышленного производства и сборки могут быть условия, когда такие решения выгодны. Пример - узел КВ мотоциклетного двигателя с напрессованными на шейку шатуна полувалами, который продается в сборе с шатунами и подшипниками. 
          Поэтому в конструкциях я никогда не рассматриваю понятие "сложность" изолированно. Считаю более обоснованным рассматривать отношение "сложность/функциональность".

 

[cloud]

Владимир Александрович, в данном случае очевидна некорректность сравнения "моих" спаренных эксцентриков с Вашим вариантом. Почему? Сравниваются две схемы БСМ - с соединительным валом и без него. Это некорректно во-первых. То что Вы называете у себя спаренными эксцентриками, есть не совсем правильно или совсем неправильно. В Вашем случае это коленчатый вал, который имеет две опорные и две штоковые шейки. Варианты исполнения могут быть разными, но суть его и название не должны меняться. Как у Вуля, так и у Вас это эксцентриковый КВ. Но у меня схема БЕЗ соединительного вала. Поэтому сравнивать размеры похожих элементов разных  схем механизма некорректно.

Пример - узел КВ мотоциклетного двигателя с напрессованными на шейку шатуна полувалами, который продается в сборе с шатунами и подшипниками.
Поэтому в конструкциях я никогда не рассматриваю понятие "сложность" изолированно. Считаю более обоснованным рассматривать отношение "сложность/функциональность". 

Как известный, давно применяемый способ сборки, пример неубедителен для Вашего случая. Введение соединительного пальца в схему с соединительным валом преследуют одну и ту же цель - сохранить синхронность вращения кривошипов. Присутствие пальца будет отличать такую схему от известной у С.С.Баландина и в этом может быть новизна при рассмотрении заявки на патент. Но только для такого случая. Глубоко сомневаюсь в целесообразности и жизнеспособности таких вариантов. Но, способ сотворить из двух схем третью, следует рассматривать как яркий пример творческого подхода.

 

[Владимир Александрович]

В Вашем случае это коленчатый вал, который имеет две опорные и две штоковые шейки. 

     С этим утверждением согласен.

Присутствие пальца будет отличать такую схему от известной у С.С.Баландина и в этом может быть новизна при рассмотрении заявки на патент.

        Да, Владимир Илларионович, это патентоспособное решение. Вы хорошо выделяете существенные признаки, пригодные для патентования. Я догадываюсь, что Вы если не писали заявки то пытались работать с ними.
      Что касается меня, то найденные два года назад решения по БСМ с силовыми серьгами оказалось более универсальными и поэтому я их запатентовал. Этого вполне достаточно. 
   

 

[cloud]

Вы хорошо выделяете существенные признаки, пригодные для патентования. Я догадываюсь, что Вы если не писали заявки то пытались работать с ними. 

Владимир Александрович, заявки не писал и не работал с ними. Достаточно было проследить логику и последовательность в действиях.

 

[Андрей Миллер]

Один факел в цилиндр с бедной смесью, второй (после сгорания бедной смеси) обратно для дожигания богатой... Очень похоже на форкамерный процесс, только форкамера с меняющимся объемом.

Если быть совсем точными, то в двигателе А. И. Костина зажигание во втором цилиндре факельное. Этот факел, выходящий из цилиндра со свечой зажигания обладает большой энергией и сжигает бедную смесь в бесвечном цилиндре. Потом - обратный процесс.
В двигателе В. М. Кушуля зажигание происходит в цилиндре и после 20 22 градусов горения ТВС туда подается высокосжатый воздух из соседнего цилиндра.
ТВС окончательно сгорает и расширяется в первом и во втором цилиндре. Для расширения во втором цилиндре сгоревшей смеси надо пройти "косой канал"...

 

[cloud]

Что касается меня, то найденные два года назад решения по БСМ с силовыми серьгами оказалось более универсальными и поэтому я их запатентовал. Этого вполне достаточно.

Буду выглядеть большим скептиком, если попытаюсь высказать свое мнение по Вашим патентам области БСМ. Я не увидел в них полезности для практического применения. Возможно, такая моя оценка может Вам показаться достаточно высокомерной и, конечно же, неприятной, но от себя не уйти. Я их отношу к категории – изобретение ради изобретения. Ведь известны факты, когда вольно или невольно возникала проблема, вокруг которой сосредотачивались умы в поисках решений. В качестве примера вспомним про "заклинивание" БСМ в каждом четвертом моторе. Созданных реальных "Баландиных", наверное, не наберется за всю историю столько, чтобы можно было набрать такую статистику. Но слово выскочило и взбудоражило творческие умы, которым нашлась "работа". Много чего появилось по решению "проблемы", статьи в умных изданиях, запатентованные идеи и т.д. Не нашлось только одного, главного аргумента - бесшатунного двигателя, созданного по Баландину, на котором можно было бы наглядно продемонстрировать пресловутый "клин". Вот поэтому я – скептик. :IMHO

 

[Владимир Александрович]

Буду выглядеть большим скептиком, если попытаюсь высказать свое мнение по Вашим патентам области БСМ. Я не увидел в них полезности для практического применения. 

       Владимир Илларионович, в мою задачу не входит переубеждать Вас в обратном. К этому надо прийти самому на основе объективных критериев оценки. 

Я их отношу к категории – изобретение ради изобретения.

       Такой вывод мне лично непонятен, т.к. все патенты, которые я имею решают конкретную проблему. Где-то менее, где-то более успешно. Вопрос о том нашло ли решение конкретное применение было бы наивно относить к разряду "изобретение ради изобретения". В этой сфере  доминируют уже совсем другие факторы.

Ведь известны факты, когда вольно или невольно возникала проблема, вокруг которой сосредотачивались умы в поисках решений. 

        Можно по разному относится к достоверности информации о каждом четвертом двигателе С.С.Баландина, где проявлялся клин, но то что условия для его возникновения имеются в известных схемах БСМ отрицать нельзя (приплюсуем сюда и Ваш опыт на прогретом двигателе), поскольку присутствует лишняя кинематическая связь. Данный вопрос на другом форуме нами обсуждался. Я предполагаю, что именно по причине склонности к возникновению клина (или "затяжеления" при работе) в свое время ГКНТ рекомендовал заводам продолжать развивать ДВС с КШМ особенно не заморачиваясь поиском решений. А ведь тогда и С.С.Баландин был еще жив и мог сотрудничать с заводами, как с  предприятием "ЗИЛ". Очень плохо, что приходится гадать о том, что и как тогда происходило. Как будто лица, принимавшие такие решения постарались замести все следы своей некомпетентности.

Не нашлось только одного, главного аргумента - бесшатунного двигателя, созданного по Баландину, на котором можно было бы наглядно продемонстрировать пресловутый "клин".

   Я не понял,  Владимир Илларионович, зачем создавать двигатель "по Баландину", чтобы на нем наглядно показать "клин". Наоборот, надо создавать двигатель с БСМ, где клин по определению свойств механизма не возможен.
         Мой оптимизм взрастает не на пустом месте. Для меня сейчас нет вопроса как делать такой БСМ. Все наработки тщательно просчитаны. Проблема общая для многих из нас - за счет каких ресурсов и где задействовать цикл ОКР и производства. Слова "двигатель будущего", "новейший двигатель", "революционный двигатель" "изобретен двигатель" и т.п. уже настолько зашорены, что серьезные инвесторы сначала начинают широко улыбаться и искать глазами доказательства того, что перед ними нормальный человек. Вот до чего мы дожились.

 

[Владимир Александрович]

Если быть совсем точными, то в двигателе А. И. Костина зажигание во втором цилиндре факельное.

          Андрей, спасибо за уточнения. Разница в циклах Костина и Кушуля мне теперь более понятна. А в литровой мощности при сопоставимых условиях цикл Костина или Кушуля проигрывает двигателям с КШМ или нет? Будет ли например 18 цилиндровая "звезда" с циклом Костина идентична по мощности 18 цилиндровой "звезде" с КШМ?

 

[cloud]

К этому надо прийти самому на основе объективных критериев оценки.

Объективных критериев оценки нет ни у Вас ни у меня, тем более. Теоретические прикидки без практического подтверждения не будут объективными. Избитый аргумент, но от него никуда не денешься.

все патенты, которые я имею решают конкретную проблему. Где-то менее, где-то более успешно. 

На каком практическом примере Вы можете это продемонстрировать?

условия для его возникновения имеются в известных схемах БСМ отрицать нельзя (приплюсуем сюда и Ваш опыт на прогретом двигателе), поскольку присутствует лишняя кинематическая связь. Данный вопрос на другом форуме нами обсуждался. Я предполагаю, что именно по причине склонности к возникновению клина (или "затяжеления" при работе)

Банальный перегрев поршня приведет к "затяжелению" или к обрыву поршня может происходить на любом двигателе, на КШМ тоже. Я также на этом "попался", был обрыв поршня в моей практике, а после "затяжелений" я мог обнаружить "поплывший" поршень в одном из цилиндров.
Что же касается избыточных кинематических связей, то в одном из первых постов первой части этой темы в 2006 году, я говорил о необходимсти примененя принципа самоустанавливаемости в бесшатунных двигателях.
Один из возможных вариантов проверил на своем моторе, таким образом подтвердив правильность своих выводов.
"Мои" шарниры ивестны давно и Вам я показывал варианты исполнения. Патента на эту "новизну" нет и не будет, но "оно" работает.