Бесшатунные двигатели - 2

[Сосед Николаич]

"зубчатый, с внутренним зацеплением со всеми его недостатками и эксцентрик от них не спасает."  - Прошу список недостатков.
А пока достоинства сх.ЗП (схемы с Зубчатой Передачей) по сравнению с классическим Баландиным (крестовой, с крейцкопфами):
1)Уменьшение на порядок сил, действующих на цилиндр со стороны поршня - при качании шатуна-эк. на 0,25мм и при эксцентроситете 15мм соотношение плеча к радиусу =60, у КШМ =1.7, у кл. Баландина =1. Правда, это соотношение м.б. при некоторых условиях и в ВМТ, в отличие от КШМ и кл. Баландина, где оно стремится к бесконечности.
2). Действующие силы в сх.ЗП раскладываются несколько другим образом, чем в КШМ и в кл.Баландина:

 

[Сосед Николаич]

Для упрощения шатун 1-2 считаем строго по оси цилиндра.
Т.о., сила F1 через шатун прикладывается к валу-эксцентрику
в т.2 и раскладывается на F2 и F3А, F2 - в т.С, где также раскладывается на Ff2 и Ff3. Сила Ff2 уравновешена Мн, сила Ff3 - реакцией опоры О (не показана). Сила F3 создаёт м-нт Mf3 на зубчатом колесе, что приводит к появлению силы Fm3 на т.С и также уравновешивается Мн.
Сила F3=F*sin A, где А - угол поворота водила (А=0 в ВМТ) - это то усилие, которое действует на зубья, и в ВМТ тоже равно нулю, т.е. ударные нагрузки на передачу не действуют.
В КШМ и в кл. Баландина силы увеличиваются примерно в 1.3 -1.7 раза.

 

[Сосед Николаич]

Если чего неправильно, прошу отметить.
Относительно ЗП в Ванкеле: большие сомнения в её только синхронизирующем функции. Есть ли какой-никакой анализ сил/моментов?

С уважением.

 

[cloud]

Соседу предлагаю отбросить все сомнения (по Ванкелю тоже) и приступить к практической реализации зубчато-эксцентрикового силового бесшатунного механизма. Затем,  результатами своего труда, удивить и порадовать  всех сторонников и противников разнообразных вариантов бесшатунных механизмов. Это будет здорово!  :~)

 

[Bulagen]

Схема Булата, к сожалению, не работает.При подходе к ВМТ эксцентрик (3) под действием силы F провернётся на 180 очень резко с большим ускорением со всеми вытекающими, экс. вал (2) совершит колебательное движение без всякого ограничения со стороны водила(1). Установка ограничителей приведёт к ударам в упоры.

Уважаемый Сосед!
Не надо "рубить с плеча"... Я понимаю, что у вас легкая эйфория от придуманного, но всё таки спешить с выводами в будущем не стоит 🙂/ Вы не до конца поняли мою схему и то, что имел в виду Cloud упоминая "эксцентриковую втулку", эта деталь на самом деле аналогом "эксцентрикового вала" не является. Та схема, которая нарисована Вами в посте #560 с моей ничего общего не имеет, и прежде чем делать громкие заявления о якобы провороте эксцентрика, предлагаю вам:
1) ещё раз внимательно ознакомиться со схемой в посте #482.
2) Понять что
а) Водильный вал обозначен черным цветом
б) Эксцентриковый вал обозначен зеленым
в) Эксцентриковая втулка обозначена красным
3) Ещё раз прокрутить это в голове либо в Solid Works, которым как я понял вы владеете. Кстати, при этом Вы  можете ввести в размеры любые разумные "погрешности изготовления" и убедиться, что все нормально компенсируется и ничто никуда на 180[sup]О[/sup] не проворачивается.

 

[Сосед Николаич]

Булат Батькович , к сожалению, не знаю Вашего отчества - здоровья Вашим родителям - да, грешен, не разобрался. Каюсь, впредь буду смотрительней и тщательней.
Но, на мой сугубо односторонний взгляд, конструкция ещё более неработоспособна. При приводе от водила (жёлтый) (рис 1-2-3) ось эксцентрика (красный) занимает положение 90 градусов к оси водила. За счёт инерции БШМ займёт положение рис 4  (предположим). Но водило тянет т. D вперёд и вниз,  за ней и т.С, а ей надо вперёд и вверх.
В результате звено АС клинит. То есть, БШМ клинит на первой четверти оборота, в отличие от #560, который крутится, но не так.

С уважением.

 

[Bulagen]

Сосед Тоже-Батькович, мне импонирует ваша колкость 🙂, но "вернемся к нашим баранам"...
Давайте разбираться по порядку и я попрошу вас представить, что водила (OD) и втулки (DC) нет, а есть только эксцентрик (ACB), вершины которого (А) и (В) (удерживаемые крейцкопфами) ходят вдоль горизонтальной и вертикальной осей. Представили? Какую траекторию будет описывать точка (С)? Вы согласны, что это будет окружность с радиусом (ОС)?

 

[Сосед Николаич]

Да, Булат, согласен.

 

[Сосед Николаич]

Вы предлагаете  водило OD сделать "подсборноой" длины? С помощью эксцентрика? Тогда по окончании сборки его надо закрепить, но остаются неотработанными неточности изготовления, требующие переменной длины OD, а также  температурные и силовыу изменения.
Проясните, пожалуйста.

С уважением.

 

[Сосед Николаич]

Владимир Илларионович, Вы уж ответьте пожалуйста, какие ещё недостатки есть у зубчатой передачи внутреннего зацепления (ЗП вн.з).
Как я понял, ЗП плохо работают в силовых схемах ДВС - не держат ударные нагузки (например, лопастные ДВС с механизмом Кауэртца). Я ответил, что в данной конструкции ударные нагрузки воспринимает оси эксценрикового вала и водила, на ЗП они не действуют. Ваш ответ #564 можно считать за согласие?
Насколько мне известно, нагрузочная способность у ЗП вн.з. больше, чем ЗП обычной, внешнего зацпления, т.к. количество зубьев, находящихся в зацеплении, больше (20-30%). Правда, они дороже.

С уважением.

 

[cloud]

Уважаемый Сосед Иваныч! Вы напрасно пытаетесь втянуть меня в активное обсуждение актуальности зубчатых передач в силовых пребразовательных механизмах ДВС, БСМ в частности. Я согласен с выводами многих специалистов по ДВС, с Баландиным С.С., а также с Седуновым И.П., о нецелесообразности  применения ЗП по перечисленным и другим, известных Вам причинам. Поэтому, если Вы уверены в своих убеждениях, то  есть :IMHO, тогда почему бы не проверить все практикой?

 

[Сосед Николаич]

О.к. Спасибо

 

[Bulagen]

Да, Булат, согласен.

Отлично!

Вы предлагаете  водило OD сделать "подсборноой" длины? С помощью эксцентрика? Тогда по окончании сборки его надо закрепить, но остаются неотработанными неточности изготовления, требующие переменной длины OD, а также  температурные и силовыу изменения. Проясните, пожалуйста.

Водило (OD) оно жесткое, поэтому точка (D) описывает окружность радиусом |OD| вокруг точки (О). В идеальном случае, если Окр(OD) и Окр(ОС) совпадают независимо от любых обстоятельств, то тогда никакой эксцентриковой втулки в принципе и не надо, ведь точка (D) будет совпадать с точкой  (С) при любом раскладе... Но в реальности такого не бывает и линия окружности Окр(OD) хоть и незначительно (допустим на пару десятых миллиметра), да отклоняется от линии Окр(ОС) и конечно более корректно писать допустим (OD) и (O`C) где значок (`) означает, что точки (O) и (О`) это на самом деле разные точки, которые в идеальном случае должны были бы совпадать, но так бывает далеко не всегда (т.е практически никогда не бывает 🙂 ) и происходит это под действием разных факторов, таких как различие температурных деформаций деталей, изготовленных из разных материалов, наличие деформаций, вызванных действием инерционных или газовых сил, неточности изготовления и сборки и т.п. Но снова зафиксируем, что отклонения траекторий (С) и (D) весьма малы. Если размах  отклонения составит величину 0,4 мм, то при эксцентриситете компенсирующей втулки (CD) = 6 мм угловой размах её колебаний относительно водила (OD) составит величину порядка 4-х градусов.

Но я склоняюсь к мнению, что в принципе, механизм можно скомпоновать таким образом, что можно будет обойтись и безо всякой втулки, компенисрующей отклонения окружностей (OD) и (O`C). Я понимаю, что буду подвергнут обструкции, но это решение состоит в отказе от крейцкопфов и передаче направляющих функций штокам, которые за счет набольшей податливости в среднем положении будут компенсировать неточности сборки.

 

[Bulagen]

В принципе все варианты источников отклонения я нарисовал в посте #475.

 

[Сосед Николаич]

Булат, относительно схемы #475. Или после сборки эксцентрик наглухо стопорится - компенсируется статическая ошибка без компенсации динамической. Или вариант #566. Другого я не вижу. Может, кто другой увидит?
А вот относительно варианта без крейцкопфов - вполне здравая идея, тут есть и упрощение конструкции, и возможное решение клина классического Баландина. Надо посмотреть, повертеть.

 

[Bulagen]

А ещё лучше вот так (чтобы разгрузить поршн и от боковой  нагрузки)

 

[Bulagen]

Булат, относительно схемы #475. Или после сборки эксцентрик наглухо стопорится - компенсируется статическая ошибка без компенсации динамической. Или вариант #566. Другого я не вижу. Может, кто другой увидит?

Зачем Э-втулку стопорить? Во время работы (СD) должна колебаться относительо водила (OD) в диапазоне положений 88-92 [sup]о[/sup] компенсируя не только исходное статитеское несовпадение окружностей, но и изменения этого несовпадения, возникающее в переходных процессах, при износе и т.п.

 

[cloud]

Я понимаю, что буду подвергнут обструкции, но это решение состоит в отказе от крейцкопфов и передаче направляющих функций штокам, которые за счет набольшей податливости в среднем положении будут компенсировать неточности сборки.

Все правильно, верной дорогой идете, товарищи!  😀 http://www.dself.dsl.pipex.com/MUSEUM//POWER/parsep/parsep.htm

 

[Bulagen]

Не понял, а причем тут этот биротативны динозавр?
...
Или это история развития идеи?

 

[cloud]

Ну, не только биротативный динозаврик. Да, действительно корни там...