Бесшатунные двигатели - 2

[Владимир Александрович]

Просто я считаю, что касание поршней БСМ, если оно и происходит, принципиально не может привести к клину или задиру.

       Андрей, конечно не может привести, разве об этом речь?
Генераторами клинящего эффекта являются два основных фактора (корпусные отклонения я пока опускаю).
Первый и основной (Рис.7 на странице выше, которую поместил Владимир Илларионович), когда размер звена ОС<АС=CВ на величину превышающую половину суммарного допуска подвижных посадок связанных узлов вращения этих звеньев.
Второй - наличие в схеме "крест" боковых импульсов силы от вспышек топливной смеси в перпендикулярных цилиндрах. В рядных конструкциях двигателей вашей группы этого фактора нет.

Самый важный первый фактор, но в производстве по общемашиностроительным допускам и посадкам критической разницы вполне можно избежать, если его правильно учесть. Ведь чтобы "процесс пошел" по клину надо допустить достаточно заметную погрешность, которая инструментально определяется.

Если все же указанная критическая разница прошла, то величина импульса силы на направляющую при прохождении совмещенных звеньев АС и ОС линии центра двигателя будет пропорциональна жесткости взаимодействующих деталей, в том числе и корпуса. Сюда добавится еще боковой импульс от вспышки. Вот вам и условия "клина".  Причем в "кресте" трехточечный нагрузочный контакт, т.е. есть неопределенность в том, какую часть перегрузки возьмет на себя направляющая, а какую боковые поверхности поршней или направляющие штоков. Соответственно разными могут быть последствия от этого клина на деталях.

Следовательно, и тезис о "заклинивании поршня БСМ о зеркало цилиндров" является несостоятельным.
Что бы окончательно убедится в этом, достаточно посмотреть на фото поршней М - 11, применявшихся на ОМБ... 

       В поршнях ОМБ оставлены пальцы на которые своими концами посажен общий шток. 
Это гарантирует равномерность нагрузки на боковые поверхности поршней. Клина от боковых сил там никогда не будет, тем более, что штоки в поперечном направлении упруги. Описанный выше случай обернулся бы перегрузкой именно на средней части направляющей.


Все неприятности исчезают на весь жизненный цикл двигателя, если при изготовлении обеспечено условие ОС>AС=CВ, или применен промежуточный элемент (по последней статье).

 

[cloud]

Следовательно, и тезис о "заклинивании поршня БСМ о зеркало цилиндров" является несостоятельным.

Таким образом, если нет проблемы, то нет необходимости с нею бороться. В тысячный раз нужно повторить о том, что практика - критерий истины.
У сторонников мифа о "клине" мне бы очень хотелось услышать пояснение, как они себе представляют физическую картину "клина". То есть бесшатунный механизм остановился и наступил кирдык. Что случилось вдруг такое, что элементы механизма перестали вращаться или перемещаться.

 

[Владимир Александрович]

Следовательно, и тезис о "заклинивании поршня БСМ о зеркало цилиндров" является несостоятельным. 

      В такой формулировке да. Поршень в цилиндре может клиниться в независимости от устройства механизма преобразования, когда слишком малый зазор выбирается после прогрева "на верхах". Особенно это касается суперкороткоходовых ПД, где большое значение придается созданию технологического конуса на зеркале цилиндра вблизи ВМТ при хонинговании. Малейшая ошибка и "на верхах" поршень настолько прочно загоняется в клин, что по инерции происходит разрыв шатуна. Такие случаи были на двухтактных двухцилиндровых оппозитных двигателях для СЛА, причем заводского серийного изготовления. Один из таких разорванных шатунов много лет назад мне продемонстрировали в МАИ.

У сторонников мифа о "клине" мне бы очень хотелось услышать пояснение, как они себе представляют физическую картину "клина". То есть бесшатунный механизм остановился и наступил кирдык. 

       Если БСМ "на низах" работал, а "на верхах" быстро остановился, это значит, что ошибки в назначении полей допусков в звеньях механизма значительны, а жесткость системы слишком высока, чтобы их компенсировать. Практически я нигде не встречал упоминаний о таком крайнем случае с БСМ. Движущие силы от рабочих цилиндров очень высоки по сравнению с силами сопротивления вращению даже если в парах трения совсем не было бы масла. Поэтому эффекты клинения сопровождаются интенсификацией зонного тепловыделения и повышенным износом. Внешнее проявление этого явления сопровождается "затяжелением", когда возникает ощущение, что обороты двигателя занижены из-за посторонней внутренней нагрузки. Вот и в ЗИЛовском бесшатуннике столкнулись с этим явлением. Оно выразилось в пережоге вкладышей на шатунных шейках, хотя их рабочие площади были выбраны из условий допустимой удельной нагрузки.
        Авторы В.Н.Симонов и С.С. Сурок, которые имели непосредственное отношение к ЗИЛовскому бесшатуннику, в своей статье "Размерные цепи бесшатунного механизма С.С. Баландина. Анализ работоспособности механизма" (ж. Грузовик" №10 2008г) выделяют целых три рода клина в БСМ.
      Можно, конечно, основываясь на "истине" своей практики со штучными образцами, иронизировать и дальше над теми кто придает значение этим особенностям. Однако у меня нет никаких сомнений в том, что проектировщикам рано или поздно придется с ними разбираться и учитывать необходимые требования.
      
       

 

[cloud]

Вот и в ЗИЛовском бесшатуннике столкнулись с этим явлением. Оно выразилось в пережоге вкладышей на шатунных шейках, хотя их рабочие площади были выбраны из условий допустимой удельной нагрузки. 

Можно, конечно, основываясь на "истине" своей практики со штучными образцами, иронизировать и дальше над теми кто придает значение этим особенностям.

Подобная физическая картина возникает в шатунных или коренных подшиниках в двигателях с КШМ при определенных условиях. Причины могут быть разные и они известны.
Не ирония, а просто позиция по отношению к проблеме, когда вброшенная, до конца не проверенная и не подтвержденная, информация обрастает всевозможными способами её решения. Шесть штучных образцов с различными кинематическими схемами и отличающимися технологическими условиями при их реализации, не выявили пресловутого "клина". Почему шесть образцов?
Два от Андрея Миллера, два от Алексея Вуля и два моих. Еще можно добавить сюда двигатель Владислава Поспелова с шестернями внутреннего зацепления – будет семь.
В перечисленных моторах были разного рода проблемы, но про "клины" мне не пришлось услышать.

 

[Андрей Миллер]

Два от Андрея Миллера

Почему только два?!  У нас был еще и Каспий 65, а у В.П, Копцева еще рабочий макет до Каспия 65...

 

[Андрей Миллер]

Первый и основной (Рис.7 на странице выше, которую поместил Владимир Илларионович), когда размер звена ОС<АС=CВ на величину превышающую половину суммарного допуска подвижных посадок связанных узлов вращения этих звеньев.

Когда размер не соответствует необходимому значению, то понятно, что это плохо. Но данный факт не говорит о том, что порок находится в самой схеме БСМ и ее нужно менять: вводить новые элементы и тд.

Второй - наличие в схеме "крест" боковых импульсов силы от вспышек топливной смеси в перпендикулярных цилиндрах. В рядных конструкциях двигателей вашей группы этого фактора нет.

У нас этот фактор мог бы быть, если бы мы стали строить двигатели с большим числом цилиндров, чем 4.
Симметричный КВ, при его правильном использовании, боковых вспышек не "боится".
Сам механизм с таким валом несколько жестче, чем с КВ Баландина....

Причем в "кресте" трехточечный нагрузочный контакт, т.е. есть неопределенность в том, какую часть перегрузки возьмет на себя направляющая, а какую боковые поверхности поршней или направляющие штоков. Соответственно разными могут быть последствия от этого клина на деталях.

Часть нагрузки в "кресте" идет сразу на опорный подшипник КВ в расточках кривошипов.
У нас все тоже самое, только "силовая решетка" БЦ жестче: на один КВ три пары направляюших, а не две.
Так как точка  Рz редко соответствует ВМТ, то нагрузку в наших двигателях одновремено воспринимает большее количество ползунов и направляющих, а в 2Д200 нагрузка на максимальной мощности двигателя полностью симметрична ...

 

[Андрей Миллер]

Результат будет одинаков как у БСМ, точно также у КШМ-мотора.

К нам в ЛИАП как то приходил конструктор с одного из питерских предприятий. Он как раз приехал из командировки в Китай, где с 50- 60 годов, по лицензии делали наш дизель.
Много лет там было все нормально и вдруг пошли клины и задиры. Что интересно, сами китайцы разобратся не смогли и вызвали "десант" с завода.
Что КШМотор, что БСМ... нужна доводка, нормальный технологический процесс, контроль, сервис  и тд.
Лично я считаю, что для КШМ даже еще более жесткий, так как неопределенностей там больше, чем в БСМ.
"Простота"  КШМа на самом деле кажушаяся, она с лихвой "компенсируется" избыточными кинематическими связями поршня и условиями его смазки...

 

[cloud]

Почему только два?! У нас был еще и Каспий 65, а у В.П, Копцева еще рабочий макет до Каспия 65...

Тогда исправляю, 2+2=4. А всего девять, даже может быть больше. Было бы очень неплохо , если б по всем известным бесшатунным моторам появился обзорный материал, отработанный на достоверных сведениях. Без зашоренности и предвзятости.

 

[Владимир Александрович]

Подобная физическая картина возникает в шатунных или коренных подшиниках в двигателях с КШМ при определенных условиях. Причины могут быть разные и они известны. 

       Совершенно верно, известны, но только ЗИЛовцы нашли в известном неизвестное. А поскольку они еще имели возможность общаться с С.С. Баландиным, то, скорее всего, он тоже был в курсе их проблем.

Тогда исправляю, 2+2=4. А всего девять, даже может быть больше.

Два от Андрея Миллера, два от Алексея Вуля и два моих. Еще можно добавить сюда двигатель Владислава Поспелова с шестернями внутреннего зацепления – будет семь.

      Это просто замечательно. Оказывается не так мало. Честь и хвала создателям.

В перечисленных моторах были разного рода проблемы, но про "клины" мне не пришлось услышать.

     Это было маловероятно, учитывая отеческую заботу над каждым из них.
На самом деле правильно поставить диагноз, склонен двигатель к проявлению клина или нет можно только в серии с прогоном каждого из них "на верхах" под нагрузкой в течение определенного времени наработки. Серия уже дает разброс номинальных и монтажных размеров деталей и зазоров в подвижных сочленениях. Тогда можно будет сделать объективный вывод по данной разработке.

   

 

[Владимир Александрович]

Когда размер не соответствует необходимому значению, то понятно, что это плохо. Но данный факт не говорит о том, что порок находится в самой схеме БСМ и ее нужно менять: вводить новые элементы и тд.

Почему "порок". Я вовсе не считаю, что схема БСМ порочна. Она просто имеет свои особенности как всякий механизм и их надо правильно учитывать, чтобы она полностью раскрыла свои возможности.

У нас этот фактор мог бы быть, если бы мы стали строить двигатели с большим числом цилиндров, чем 4.

      Андрей, можете нарисовать в Word такую схему и вставить сюда как картинку?

У нас все тоже самое, только "силовая решетка" БЦ жестче: на один КВ три пары направляющих, а не две.

     Да, симметричный КВ в БСМ для цикла Костина и Кушуля удачное решение. Я с этим согласен. Потенциал развития у схемы большой. Удалось бы Вам продолжить свои работы в этом направлении.

 

[Андрей Миллер]

Было бы очень неплохо , если б по всем известным бесшатунным моторам появился обзорный материал, отработанный на достоверных сведениях. Без зашоренности и предвзятости. 

Конечно, было бы здорово, но не у всех были и есть возможности для проведения необходимых замеров и исследований. А государство ничего делать не хочет...

 

[Владимир Александрович]

"Простота"КШМа на самом деле кажушаяся, она с лихвой "компенсируется" избыточными кинематическими связями поршня.....

Вот с этого места пожалуйста по подробнее..... Какие избыточные связи у поршня КШМ?

Было бы очень неплохо , если б по всем известным бесшатунным моторам появился обзорный материал, отработанный на достоверных сведениях. Без зашоренности и предвзятости. 

        Всецело поддерживаю и поддерживал эту идею раньше. Взяли бы да договорились написать совместный труд. Каждый все о своих двигателях. Авторам реализовать это проект гораздо легче, чем историкам техники. Отработать тексты, отобрать схемы, картинки, чертежи узлов, сформировать таблицы данных, увязать материал с книгой С.С. Баландина, дать анализ своего и чужого опыта. В итоге получится прекрасная, живая и востребованная на книжном рынке работа. Я первый куплю 10 экземпляров с автографами авторов и буду при случае дарить подающим надежды "Ползуновым". 

 

[Андрей Миллер]

Какие избыточные связи у поршня КШМ?

Перемещения поршня вокруг оси поршневого пальца, перекладка поршня в мертвых точках, воздействие момента трения поршневого пальца на поршень . Прямая зависимость работы поршня от параметров  шатуна, гидромеханических  характеристик пары поршень - цилиндр и другое. Все перечисленое либо отсутсвует в поршне БСМ либо проявляется в гораздо меньшей степени...

 

[Андрей Миллер]

Было бы очень неплохо , если б по всем известным бесшатунным моторам появился обзорный материал, отработанный на достоверных сведениях. Без зашоренности и предвзятости.Всецело поддерживаю и поддерживал эту идею раньше. Взяли бы да договорились написать совместный труд.

Я лично полностью за. Глядишь, на завод заработаем  Только вот ДОСТОВЕРНЫХ СВЕДЕНИЙ маловато. С учетом разноплановости интересов авторов и их разработок можно сделать только выводы о работоспособности БСМ и ее перспективности. Но этой новости 74 года (с момента испытаний ОМБ)...

 

[Андрей Миллер]

Скопировал типичные представления о БШМоторе из интернета: "И все-таки двигатель Баландина так и не получил широкого распространения. Почему? Главный изъян мотора — появление так называемых избыточных кинематических связей. Дело в том, что шток, связывающий между собой поршни, имеет три опоры. Дополнительная опора в этом случае играет роль избыточной связи. Чтобы такой механизм надежно функционировал, необходима либо высокая податливость опор, либо безупречная точность изготовления деталей. А поскольку опоры коленчатого вала или сам вал сделать податливыми нельзя, остается уповать на технологию высочайшего уровня, доступную эксклюзивным производствам. Но даже при выполнении этого условия естественный износ деталей во время работы может свести все усилия по получению высокой точности на нет. Однако остается еще один способ выбраться из тупика — изменить кинематическую схему"...
Видите, Владимир Александрович, что предлагается из за наличия "страшной третьей опоры"? Изменить кинематическую схему! Все в "страшном тупике", из которого никак не выбратся!

 

[cloud]

"И все-таки двигатель Баландина так и не получил широкого распространения. Почему? Главный изъян мотора — появление так называемых избыточных кинематических связей. Дело в том, что шток, связывающий между собой поршни, имеет три опоры. Дополнительная опора в этом случае играет роль избыточной связи. Чтобы такой механизм надежно функционировал, необходима либо высокая податливость опор, либо безупречная точность изготовления деталей. А поскольку опоры коленчатого вала или сам вал сделать податливыми нельзя, остается уповать на технологию высочайшего уровня, доступную эксклюзивным производствам. Но даже при выполнении этого условия естественный износ деталей во время работы может свести все усилия по получению высокой точности на нет. Однако остается еще один способ выбраться из тупика — изменить кинематическую схему"...

И кто же автор этих умозаключений?

 

[cloud]

И кто же автор этих умозаключений?

Вот нашел: Казалось бы, сколько много у этого двигателя преимуществ по сравнению с шатунным, но почему же он до сих пор не был запущен в серийное производство? А дело все в следующем. Проблемы с этой конструкцией начались почти сразу же после постройки первых прототипов. Они категорически сопротивлялись работать, "первенцев" заклинивало практически после первых оборотов коленчатого вала. Но после того как эта проблема была решена, дело тогда было в задире поршней, начались новые неприятности - двигатель отказывался нарабатывать положенный моторесурс. На сей раз, виной всему стал чрезвычайно сильный износ направляющих ползунов. Тогда же столкнулись и с трудностью подачи смазки к ползунам и их направляющим
Подписано - Максим УТЕШЕВ. Интересно, он сам это все придумал или кто-то ему нарассказывал? Однако похожий стиль изложения "проблемы" кажется где-то уже встречал. Даже могу угадать с одного раза.

 

[Владимир Александрович]

Андрей, но Вы же написали:

"Простота"КШМа на самом деле кажушаяся, она с лихвой "компенсируется" избыточными кинематическими связями поршня 

  ... , а то, что Вы перечислили к кинематическим связям не относится.

Все перечисленое либо отсутсвует в поршне БСМ либо проявляется в гораздо меньшей степени... 

   С этим нельзя не согласиться.

 

[Владимир Александрович]

Видите, Владимир Александрович, что предлагается из за наличия "страшной третьей опоры"? Изменить кинематическую схему! Все в "страшном тупике", из которого никак не выбратся! 

      Да, Андрей, я тоже встречал  много совершенно некорректных высказываний о БСМ. Создавалось впечатление, что шел не поиск истины, а исполнялись заказные мероприятия. Один "Денис" чего стоит. На самом деле все необычные проявления в работе этого механизма находятся в рамках инженерных задач средней сложности. К тому же облегченных возможностью переноса опыта конструирования двигателей с КШМ. У вашей группы же не опустились руки когда установленный на стенд двигатель трудно было провернуть и запустить. Разобрались и дело пошло.
     Я придаю большое значение тому, что Вы здесь много и доказательно выступаете, опираясь на историю своих разработок. Со временем это даст хорошие плоды и, я уверен, постепенно исправит ситуацию с отношением к БСМ. "Из искры возгорится пламя!"

 

[Андрей Миллер]

Даже могу угадать с одного раза.

Даже угадывать не надо, такой автор у нас один!
Он все видит и все знает, особенно про клины и питтинг!