Бесшатунные двигатели - 2

[Владимир Александрович]

Мой знакомый в итоге сделал все правильно - отказался от бесперспективной затеи.

  А у знакомого случайно инициалы не В.И. 😉

 

[cloud]

Тогда зачем, Владимир Илларионович Вы поставили кардан в каждый из 4-х поршней? 

Это эксперимент. Могу вернуться к жесткому креплению поршня к штоку, но при определенных условиях.

Несоосность, неперпендикулярность, разнодлинность, разнотемпературность, разноупругость звеньев механизма в присутствии лишней кинематической связи - это и есть условия для возникновения "клина".

Все, кроме лишней кинематической связи, есть издержки гаражных технологий и ограниченных возможностей. Но даже в оговоренных условиях можно влезть в потребные допуски.
Всречный вопрос - а что такое "клин"? В каком сочленении или сопряжении он, якобы, возникает? Поршень-цилиндр, направляющая-ползун, штоковый или опорный подшипник, где?

Зачем закрывать глаза на объективную реальность.

Очень хотел бы увидеть объективную реальность!

 

[cloud]

А у знакомого случайно инициалы не В.И.

У меня никогда не было автомобиля марки ВАЗ-2101, первая была Ауди-80. Но это не важно. Главное в другом - до такой глупости с керосином я бы просто не додумался. И потом, у меня всегда было достаточно средств, чтобы покупать нормальный бензин.
Но с инициалами Вы угадали - его действительно звали Василий Иванович и лет уже пятнадцать он бродит где-то в  параллельных мирах.

 

[Андрей Миллер]

Соответственно температурный режим поршня щадящий и условий для лакообразования, то бищь осмоления масла гораздо меньше. 

Алексей, ну какой же может быть "щадящий" режим в горшке диаметром на 0,5 м при ходе 2м!?
Там Т сгорания больше в разы, чем в малых двигателях.
Про "качество" топлива этих двигателей знают все судомеханики (а я как раз из них). Оно самое плохое из всех моторных топлив.
Крейцкопфный дизель с прямой передачей на винт и утилизационным котлом - самое термодинамически эффективное устройство в мире - КПД за 50%.
Стоимость эксплуатации - самая приемлемая. Весь торговый флот СТОИТ на этом двигателе.
В ВМФ не применяется по причине больших вертикальных размеров...

 

[cloud]

В то же время бесшатунный двигатель с БСМ на основе силовых серьг обладает еще одним важным преимуществом, существенно снижающим его стоимость. Он позволяет практически воплотить принцип модульности при создании моторов разной мощности. Основные узлы могут быть спроектированы так, что из них на одном участке можно собирать 6-9 разных по мощности и схеме двигателей. Да, при этом в моторе возникает некоторое количество «лишних» деталей, но открывающиеся возможности многократно перекрывают этот недостаток. Например, имея такие модульные узлы можно производить следующую товарную группу 4-х тактных бесшатунных двигателей:
- 2-х цилиндровый оппозитный;
- 4-х цилиндровый оппозитный;
- 6-ти цилиндровый оппозитный;
- 8-ми цилиндровый оппозитный;
- 8-ми цилиндровый двойной крест;
- 12-ти цилиндровый тройной крест;
- 16-ти цилиндровый четверной крест;
- 8-ми цилиндровый V-образный;
- 12-ти цилиндровый V-образный.
Такими возможностями пока обладает только БСМ на основе силовых серьг.

То есть получается так, что другие схемы БСМ, с синхронизирующими шестернями, со спаренными эксцентриками и с шестернями внутреннего зацепления, не позволяют спроектировать секционную или модульную компоновку? Но ведь еще С.С.Баландин на двигателях МБ-4 и МБ-8 продемонстрировал возможность сборки семейства унифицированных БСМ различной мощности.  :-?
"Силовой механизм двигателя М-127К состоит из трех бесшатунных механизмов типа двигателя ОМ-127РН, расположенных по длине двигателя и смещенных один относительно другого по углу поворота вала на 120[sup]0[/sup]" стр.77 Бесшатунные ДВС С.С.Баландин

 

[Андрей Миллер]

Зачем закрывать глаза на объективную реальность. Давайте об этом поговорим еще раз, коль созрели плоды новых сомнений.

Обьективная реальность состоит в том, что клина на БСмоторе ни у кого не было, кроме одного товарища - федерального эксперта....

 

[Владимир Александрович]

Всречный вопрос - а что такое "клин"? В каком сочленении или сопряжении он, якобы, возникает? Поршень-цилиндр, направляющая-ползун, штоковый или опорный подшипник, где?

     Понятие "Клина" механизма с избыточной связью можно сформулировать как резкое возрастание сил сопротивления движению его звеньев в двух взаимно перпендикулярных плоскостях его расположения и движения. Причем, на мой взгляд, правильно отделять "Клин" от факторов, обусловленных точностью изготовления и правильностью сборки.
   Начальная посылка - механизм собран и нормально вращается в холодном состоянии, точность изготовления по конструкторской документации выдержана. Однако, присутствие избыточной обратной связи может создать условия "клина", когда двигатель заработает и он, образно говоря, начнет "дышать".
В этом случае избыточная связь в механизме движения начинает играть роль звена жесткости, которое выбрав замыкающий зазор размерной цепи, обеспечивающей подвижность механизма, зажимает его одновременно по всем сочленениям с нарастанием сил сопротивления движению.
   Есть два основных пути устранения этого недостатка:
1. Изучив особенности "дыхания" БСМ в двигателе:
          - задать в конструкторской документации упредительные компенсационные размеры в деталях;
          - обеспечить податливость сопряжений в подвижных парах там, где это не нарушает рабочих функций механизма.
2. Устранить избыточную связь в БСМ, переведя его в статически определимую систему, что кардинально решает проблему.
 
      Второй путь, естественно, предпочтительнее.   

 

[Андрей Миллер]

Пример – Воронежский механический завод. Выпуск даже моторов М-14 с КШМ ему совсем не выгодениз-за мелкосерийности типа и низких объемов валовой выручки. 

Конечно, у нас не выпускаются рабочие лошадки - Цессны и Робинссоны, которые могли бы продаватся даже у нас, а тем более и  в мире тысячами штук. Вот и был бы рынок для такого мотора.
Однако, частный бизнес у нас слаб, а гос. конторы этим заниматся не хотят. У них есть дела поважнее! 😡

 

[Андрей Миллер]

В этом случае избыточная связь в механизме движения начинает играть роль звена жесткости, которое выбрав замыкающий зазор размерной цепи, обеспечивающей подвижность механизма зажимает его одновременно по всем сочленениям с нарастанием сил сопротивления движению.

Владимир Александрович, искренне завидую Вашему умению четко излагать сложные "вещи" 🙂
Однако, все что написано здесь (а так же выше и ниже, в Вашем тексте) является обычной задачей при проектировании ЛЮБОЙ машины, даже мясорубки.
Поэтому при проектировании любой машины всегда задаются конструктивные, технологические, сервисные и тд. мероприятия и процессы для обепечения ее (машины) работоспособности.
Вопрос, на мой взгляд, должен стоять так: есть ли необходимость в данном конкретном случае в обеспечении ОСОБЫХ мер для обеспечения работоспособности БСМотора?

 

[Владимир Александрович]

То есть получается так, что другие схемы БСМ, с синхронизирующими шестернями, со спаренными эксцентриками и с шестернями внутреннего зацепления, не позволяют спроектировать секционную или модульную компоновку? 

      Секционный вариант доступен всем поршневым двигателям. Речь только о модульном принципе, когда никаких дополнительных деталей изготавливать не нужно. Есть спецификация деталей и из них вы собираете то, что заказал покупатель.    
      Схема БСМ со спаренными эксцентриками позволяет спроектировать модульную конструкцию, но она будет тяжелее в зонах сочленения собранных модулей. Я попробовал, мне не понравилось, хотя более опытным конструкторам здесь есть над чем поработать.
      Схема БСМ с синхронизирующими шестернями будет очень громоздкой, т.к. она сама по себе сложнее, да еще прибавка лишних деталей, которые неизбежны в модульной конструкции, добавит дополнительной массы, увеличит сложность конструкции и, соответственно снизит надежность.
      Схема БСМ с зубчатыми парами внутреннего зацепления по утяжелению догоняет предыдущую ( в каждом модуле по две пары колес), но по конструкции проще.

 

[Владимир Александрович]

Вопрос, на мой взгляд, должен стоять так: есть ли необходимость в данном конкретном случае в обеспечении ОСОБЫХ мер для обеспечения работоспособности БСМотора? 

     Данный момент должен осмыслить каждый конструктор или руководитель бригады. Я пошел по второму пути и это сразу упростило все подходы к конфигурации узлов, и к стати, стало одним из условий реализуемости модульного принципа. 
 

 

[Андрей Миллер]

И не исключён банальный питтинг от всё тех же кромочных нагрузок. "Прелести" игольчатых подшипников мне известны. Пришлось с ними поработать. Всё таки подшипники скольжения будут получше.

Сдвоенные игольчатые подшипники в расточках кривошипов БСМотора 2Д200 показали себя с наилучшей стороны. Никакого износа пока не было. Кстати, и штоковые подшипники на этом двигателе так же игольчатые... 🙂
Двигатель, как я уже писал, работал часами на 5000 об/мин с мощностью порядка 10 кВт, то есть 50-60% от расчетной.
Это данные стенда... Таким образом, подшипники в расточках кривошипов работали на 10 000 об/мин....
Но это их расчетные параметры, они и должны работать на таких оборотах и нагрузках 🙂

 

[Андрей Миллер]

Алексей Геннадьевич, БСМ оппозитник это не оптимальная кинематическая схема, которую можно сравнивать с КШМ-оппозитником. Я призывал и призываю не кастрировать полноценный бесшатунный силовой механизм!

Я как один из "отщепенцев - кастраторов"  🙂 могу сказать  в свое оправдание только то, что крест или Х под капот автомобиля или лодки ну никак не лезет! 🙁
А наша компоновка с вертикальными цилиндрами очень компактна. По сравнению с крестом Баландина (классическая четвертка) наш двухрядник с такими же цилиндрами  компактнее на 20%...
Сравнение не придуманное, а реальное...

 

[А.Г.К]

Там Т сгорания больше в разы, чем в малых двигателях.

Андрей это ты о чём? Извини судовые дизеля не плазменные звездолёты. :IMHO

 

[А.Г.К]

крест или Х под капот автомобиля или лодки ну никак не лезет

Но ведь есть и вертикальный тип установки силового механизма, как например на подвесниках. Понимаю что нестандартно. Можно получить очень плотную компоновку в сочетании с планетарной коробкой. Седунов, к стати такую компоновку предлагал, да и я имел грех прорисовать подобное.

 

[Андрей Миллер]

Но ведь есть и вертикальный тип установки силового механизма, как например на подвесниках. Понимаю что нестандартно. Можно получить очень плотную компоновку в сочетании с планетарной коробкой.

У подвесников,  крестобразной компоновки Вы не найдете. Там вертикально поставленный рядник или V - образник.
Если вертикально поставить Х, то плотность не улучшится, упростится доступ к его ГБЦ для обслуживания.
Но что делать с четырьмя "гитарами" ГРМ? Не многовато ли для Оки г. Седунова?

 

[cloud]

Понятие "Клина" механизма с избыточной связью можно сформулировать как резкое возрастание сил сопротивления движению его звеньев в двух взаимно перпендикулярных плоскостях его расположения и движения. Причем, на мой взгляд, правильно отделять "Клин" от факторов, обусловленных точностью изготовления и правильностью сборки. 

Владимир Александрович, все общо и никакой конкретики, то есть типа - "с точки зрения банальной эрудиции..."

В этом случае избыточная связь в механизме движения начинает играть роль звена жесткости, которое выбрав замыкающий зазор размерной цепи, обеспечивающей подвижность механизма, зажимает его одновременно по всем сочленениям с нарастанием сил сопротивления движению

Все также в общем, но так хочется увидеть подтверждение по результатам стендовых или других испытаний. И, конечно же, достоверные сведения. Как "врезается" поршень в зеркало цилиндра мне уже пытались рассказать.

Есть два основных пути устранения этого недостатка:

Наверное, путь все-таки один - на стр.11 в известной книге об этом сказано:"Величины зазоров и допусков на несоосности и отклонения в размерах элементов механизма..." и далее по тексту.

 

[Владимир Александрович]

Сдвоенные игольчатые подшипники в расточках кривошипов БСМотора 2Д200 показали себя с наилучшей стороны.

    Этот опыт, Андрей, очень интересен. Вы везде применили подшипники качения в 2Д200 или были места, где остались подшипники скольжения?

 

[cloud]

Секционный вариант доступен всем поршневым двигателям. Речь только о модульном принципе, когда никаких дополнительных деталей изготавливать не нужно. Есть спецификация деталей и из них вы собираете то, что заказал покупатель.
Схема БСМ со спаренными эксцентриками позволяет спроектировать модульную конструкцию, но она будет тяжелее в зонах сочленения собранных модулей. Я попробовал, мне не понравилось, хотя более опытным конструкторам здесь есть над чем поработать.
Схема БСМ с синхронизирующими шестернями будет очень громоздкой, т.к. она сама по себе сложнее, да еще прибавка лишних деталей, которые неизбежны в модульной конструкции, добавит дополнительной массы, увеличит сложность конструкции и, соответственно снизит надежность.
Схема БСМ с зубчатыми парами внутреннего зацепления по утяжелению догоняет предыдущую ( в каждом модуле по две пары колес), но по конструкции проще. 

Владимир Александрович, Вы плавно свернули в сторону описания только недостатков (но это под вопросом) практически реализованых схем БСМ. Но речь-то в принципе идет о унифицированом семействе двигателей различной мощности, которые собираются из одних и тех же узлов и деталей.

Такими возможностями пока обладает только БСМ на основе силовых серьг.

 

[Владимир Александрович]

все общо и никакой конкретики,

      Владимир Илларионович, Вы попросили ответить на вопрос - я сформулировал ответ как результат практической работы, проделанной при  изучении этого вопроса. 
Какой момент надо пояснить еще более подробно? Или, что не понятно в сказанном?