Бесшатунные двигатели - 2

[kamuta]

Что касается обсуждаемой диссертации, ничего нового в ней нет

Есть ли где-то анализ мех. потерь от перпендикулярности траектории шейки КВ и давления вблизи ВМТ? Пробовал на разборке - КВ можно сдвинуть ударом кувалды по поршню только при угле больше 10 градусов после ВМТ...
С другой стороны расцвета свободно-поршневых тоже не наблюдается...

 

[Андрей Миллер]

Миллер, степень сжатия регулируется везде и всегда, если того захочет авторский коллектив. Поэтому с шатунами или без, экономичность от переменного хода поршня была, есть, и будет всегда. Что касается обсуждаемой диссертации, ничего нового в ней нет ... прописаны давно известные истины, при чтении есть полное ощущение "дежавю".

Диссертация 1998 года. Работы проводились до этого. Регулируемая степень сжатия наимение интересное место в этих работах. Многие тут работали - результата - серийного выпуска нет.
А вот повышение характеристик из за синусоидального закона движения поршней и его не касания стенки цилиндра - это самое интересное. Работы были сделаны квалифицированно, научная идентичность соблюдена.
Кстати, а что есть у Вас?

 

[Kim]

Есть ли где-то анализ мех. потерь от перпендикулярности траектории шейки КВ и давления вблизи ВМТ? Пробовал на разборке - КВ можно сдвинуть ударом кувалды по поршню только при угле больше 10 градусов после ВМТ...
С другой стороны расцвета свободно-поршневых тоже не наблюдается...

а нам про синусы и косинусы ещё в школе рассказывали...

кувалда есть - остального не надо...

 

[A&Ts]

...ударом кувалды по поршню только при угле больше 10 градусов после ВМТ...

Об оптимальном положении удара кувалды Рz относительно в.м.т. (Сгорание в быстроходных поршневых двигателях А.Н. Воинов «Машиностроение»)...

 

[kamuta]

Сгорание в быстроходных поршневых двигателях...
"максимум давления лежит в пределах 12-15гр. поворота КВ после ВМТ"

Спасибо - поскольку максимум давления приходится примерно на середину графика давления, становится ясно что реальная работа только начинается когда пройдена половина площади давления, т.е. реальные потери от "коленвального" механизма составляют не менее половины от возможной работы если бы работа производилась всей площадью кривой давления газов... Причем эти потери одинаковы для КШМ и для бесшатунников с коленвалом...
Получается что двигатели лишенные этого недостатка, например свободнопоршневые, имеют огромную фору... Не так ли?

P.S. Правда у свободнопоршневых есть свой источник (огромных?) потерь - необходимость тратить работу на торможение и разгон... 🙂
так что 21 век вполне может стать переломным...

 

[RVD]

Есть ли где-то анализ мех. потерь от перпендикулярности траектории шейки ...

... нагрузку несет гидродинамический слой масла в подшипнике, и там оно невелико. Коэф. трения подшипника скольжения под нагрузкой мизерный: 0.01-0.005 - это даже меньше чем у подшипника качения. И кувалдой бить вовсе не обязательно, чтобы это понять, силы инерции поршень вытянут из ВМТ, можете не сомневаться.

Максимум давления приходится не на середину графика, а в точке Pz - точке максимального давления сгорания., а она как правило, всегда за ВМТ. Потери на трение от поршня тоже невелики, 5-15%. Кольца отбирают порядка 35%... Цифры могут гулять, в зависимости от того где используется ДВС. СПГГ по трению, не сильно отличается от классического тронкового ДВС, потому как основные потери, это трение колец.

 

[KarnoKul]

... не сильно отличается от классического тронкового ДВС, потому как основные потери, это трение колец.

Если от бокового давления юбки поршня на стенку цилиндра лекарство более-менее найдено: это крейцкопф или БСМ, то вот с несмазываемыми композитными компрессионными поршневыми кольцами, на мой взгляд, ситуация менее "продвинутая".
Поиски информации по ключевым словам выводят лишь на двигатель Алексея Вуля, где применены широкие карбоновые компрессионные кольца с "поджимающими пружинками", да ещё на несколько давнишних статей с подобными решениями.
То ли этой темой никто не занимается, то ли – "шифруются"?

Может кто-либо обладает свежей информацией по теме несмазываемых высокотемпературных композитных поршневых колец с "малым" трением???

 

[RVD]

Может кто-либо обладает свежей информацией по теме несмазываемых высокотемпературных композитных поршневых колец с "малым" трением???

Композинтность к трению отношение не имеет. Но это не значит что от трения нельзя избавиться, очень даже можно. Однако это такая область, в которой никто с вами информацией делиться не будет.

 

[KarnoKul]

Композинтность к трению отношение не имеет. Но это не значит что от трения нельзя избавиться, очень даже можно. Однако это такая область, в которой никто с вами информацией делиться не будет.

"Криогенщики" в области несмазываемых поршневых компрессионных колец, КМК, продвинулись дальше двигателистов, используя для поршней, применяемых в криогенных машинах, соединения на основе молибдена. И различных публикаций по этой теме в их области намного больше. (ИМХО)

 

[RVD]

"Криогенщики" в области несмазываемых поршневых компрессионных колец, КМК, продвинулись дальше двигателистов ...

Это всё вранье, никто никуда не продвинулся. Разве что стирлингисты, от них остались уплотнения на давление 20 МПа преодолевшие нагрев 700 -750гр. Цельсия, работающие без смазки. Но это всё в далеком прошлом - диссертации есть, а людей давно уже нет. Остались только "особи с гаджетами, сидящие на пальмах".
Относительно криогеники, на низких температурах всё решается турбодетандерами на подшипниковых опорах с газовой смазкой, остальное малопродуктивно.

 

[KarnoKul]

Это всё вранье, никто никуда не продвинулся. Разве что стирлингисты, от них остались уплотнения на давление 20 МПа преодолевшие нагрев 700 -750гр. Цельсия, работающие без смазки. ...

Да. Речь шла именно о несмазываемых компрессионных уплотнениях поршней криогенных машин Стирлинга, которые в миниатюрном исполнении выпускаются до н.в. , в т.ч. для охлаждения матриц радиэлектронной аппаратуры.
А что до стирлингистов-двигателистов, от которых "... остались уплотнения на давление 20 МПа преодолевшие нагрев 700 -750гр. Цельсия, работающие без смазки..." – такой информацией не располагаю. Буду благодарен, если дадите "наводку".

 

[Varan]

т.е. реальные потери от "коленвального" механизма составляют не менее половины от возможной работы если бы работа производилась всей площадью кривой давления газов... Причем эти потери одинаковы для КШМ и для бесшатунников с коленвалом...
Получается что двигатели лишенные этого недостатка, например свободнопоршневые, имеют огромную фору... Не так ли?

совсем не так, потери что от коленвального механизма что от бесшатунного что в свободнопоршневых различаются только за счет разности механического кпд, если бы трения не было то и никаких потерь от механизма преобразования не было совсем

 

[RVD]

Буду благодарен, если дадите "наводку".

Наводку на что ? на покрытие, вы её все равно его не воспроизведете, производство, которое ее обеспечивало, как я уже говорил, нет. А диссертация... расшивать и ксерить 250 страниц, не вижу смысла.
В криогенике работают только никелевые сплавы, остальное быстро выходит из строя.

 

[KarnoKul]

В свое время тов. Некрасов убедил Вуля попробовать эти кольца. Они из графита с большим сечением и состоят из подпружиненных сегментов. Идея себя не оправдывает. Все это хуже традиционных колец и работает ненадежно. Смазка на рабочих поверхностях мотора все равно нужна. Потому практического выигрыша не будет.

Вывод сделан на основании каких-то известных исследований-испытаний или на основе мнений и предположений, исходя из жизненного опыта???
Можно ли, на ваш взгляд, ожидать "прорывов" в создании несмазываемых высокотемпературных компрессионных поршневых колец (уплотнений)?

 

[Андрей Миллер]

Вывод сделан на основании каких-то известных исследований-испытаний или на основе мнений и предположений, исходя из жизненного опыта???
Можно ли, на ваш взгляд, ожидать "прорывов" в создании несмазываемых высокотемпературных компрессионных поршневых колец (уплотнений)?

РОман Дюма "Граф Монте - Кристо" заканчивается словами "ждать и надеяться" 🙂

 

[Антон Алексеев]

Может кто-либо обладает свежей информацией по теме несмазываемых высокотемпературных композитных поршневых колец с "малым" трением???

О каких температурах идёт речь? Пиковых и средних.

 

[RVD]

Вывод сделан на основании каких-то известных исследований-испытаний или на основе мнений и предположений, исходя из жизненного опыта???
Можно ли, на ваш взгляд, ожидать "прорывов" в создании несмазываемых высокотемпературных компрессионных поршневых колец (уплотнений)?

Начнем по порядку: ...Некрасов убедил Вуля", лично я в курсе этой истории. В свое время мы эту тему с Некрасовым, когда он еще был жив "перетирали" (как туда Ворогушин затесался, непонятно); так вот у Некрасова был диссертант, который провел серию опытов с графитовыми кольцами, и всё работало (исключительно сухой вариант). А как у Вуля сложились испытания, не знаю, скорее всего были отклонения от заданного варианта в плане технологии изготовления или подготовки, поэтому и результат соответствующий.
Но если абстрагироваться от всех, у меня есть свое понимание ситуации - графитовые кольца которые должны работать на сухую, на самом деле в ДВС на сухую не работают, ибо ниже их, в картере хранится масло, предназначенное для смазки подшипников и всего прочего. Разделительная линия по маслу - маслосъемное кольцо, которое в любом случае на зеркале что-то да оставляет, так вот графитовые кольца неизбежно выдвинутся на ту поверхность, где присутствует смазка ( как минимум заедут на углубления от хонинговальной сетки), соответственно графит начнет размываться вследствие замасливания опорной поверхности. Т.е. для нормальной работы графитового уплотнения нужна абсолютно сухая "подложка", как на щетках электродвигателя, тогда будет и ресурс, в противном случае, уплотнение быстро износится. Вывод, поршневая ДВС не годится для графита. Нужна керамика с 14 классом шероховатости поверхности для трения, и "выше". Другой вариант, убрать зависимость прижима колец на зеркало цилиндра от давления в камере сгорания, я этот вариант пробовал ... трудоемко, но работает.

 

[Kim]

Вывод, поршневая ДВС не годится для графита.

Как говорил кролик:
- Что значит Я? Я бывают азные!!!

Вот например у Владимира Илларионовича совершенно может отсутствовать смазка на кольцах,
потому что под кольцами не ёмкость с маслом, а наддувочная...

 

[Андрей Миллер]

Как говорил кролик:
- Что значит Я? Я бывают азные!!!

Вот например у Владимира Илларионовича совершенно может отсутствовать смазка на кольцах,
потому что под кольцами не ёмкость с маслом, а наддувочная...

Да, один из вариантов. Но он к сожалению этот вариант не попробовал, хотя я ему намекал. А может и попробовал и уже безуспешно пытается потратить Нобелевскую премию.. 🙂
А было бы очень интересно узнать. Понятно что испытаний на ресурс Владимир Илларионович без Нобелевки не потянет, но хоть пару минут на ХХ....
А еще можно попробовать работу ВООБЩЕ БЕЗ КОЛЕЦ.... 😳

 

[Сосед Николаич]

Потери на трение от поршня тоже невелики, 5-15%. Кольца отбирают порядка 35%...

А вот практика говорит, что износ цилиндра в БШМ ниже во сколько-то раз, чуть-ли в 10 раз, чем износ цилиндра в тронковом КШМ. Причём износ цилиндра (тронкового) УКАЗЫВАЕТ на кольца и боковую силу характерной ступенькой и овальностью износа. Кроме того, в ДВС с БШМ установлено значительное снижение температуры масла относительно расчётного. Так что влияние БШМ на трение колец не исследовано, но оно положительно. Влияние крейцкопфа на трение колец на просторах интернета не нашёл, может, кто-то выложит?