Бесшатунные двигатели - 2

[Сосед Николаич]

а прогноз да,затраты на трение колец с ростом оборотов могут даже снижаться, 

Прогноз на основании чего - уменьшении среднего  эффективного давления? А ход кольца тоже падает с ростом оборотов? Износ цилиндра увеличивается с ростом оборотов (пока так было) - стало быть, и работа трения растёт, - Ваш прогноз не оправдан.
И инерционные нагрузки каким боком на трении колец влияют?

 

[gorgee]

[quote author=2662283A Ваш прогноз не оправдан.
И инерционные нагрузки каким боком на трении колец влияют? [/quote]


На кольца никаким,а на поршень боком и ещё каким боком.
Из-за чего и сыр-бор.

 

[Сосед Николаич]

На кольца никаким,а на поршень боком и ещё каким боком.
Из-за чего и сыр-бор.

Итого.
1. Заметного уменьшения трения в паре "поршень/цилиндр"  изготовители дизеля по суперсхеме не отметили - нет данных ни о возросшем механическом КПД, ни о снижении температуры масла, ни об уменьшении износа/увеличении ресурса ЦПГ.
2 Весь сыр-бор из-за установки дизеля на мотоциклы и как подвесной лодочный мотор. Т.к. дизель получался только одно/двухцилиндровым, пришлось городить схему уравновешивания. Фирма выбрала такую реализацию -уравновешивание достигнуто. Другие задачи - уменьшение веса, увеличение мощности, более высокий КПД этой схемой на данном уровне технологии не решается.

 

[KarnoKul]

Владимир Илларионович, а может Вам начать борьбу за снижение массы. 

Владимир Александрович, борьбу за снижение массы двигателя можно даже не начинать. Многократно говорилось, повторюсь еще раз. У меня нет свободных средств в достаточном количестве для того, чтобы не тратить бесполезно время, а заказать изготовление деталей двигателя и купить японско-корейско-китайские цилиндры, поршни, карбюраторы или впрысковую аппаратуру, зажигание...Кстати, выпускать их (двухтактные моторы и запчасти к ним) будут еще очень долго, на наш с Вами век их хватит с лихвой.

Облегчить художественной фрезировкой корпус 

Мой картер облегчать художественной фрезеровкой нет необходимости, все лишнее удаляю при изготовлении - есть такая дурная привычка.
Убрать вес можно за счет цилиндров. Внимательный читатель помнит, что ранее я уже приводил некоторые сравнения. Напомню, мои восходовские цилиндры весят по 4 кг каждый. Один из Хиртов имеет цилиндры, с близкими к восходовским размерами, весом 0,4 кг каждый. Так вот применив такие цилиндры, "сброшу" сразу почти 15 кг. Тогда мой мотор без японских поршней (с украинскими) будет весить аж 20 кг при мощности 60-65 лошадей.
Тогда можно сказать как в старом анекдоте:-"...балованая ваша Галя!"

Уважаемый Владимир Илларионович!
За счет чего, по вашему мнению, Хирту удалось добиться такого облегчения цилиндра (0,4 кг/шт)???
За счет специальных компонент в сплаве, за счет состава самого сплава или за счет тонкого "художественного" литья?

 

[cloud]

скорее всего

за счет тонкого "художественного" литья?

и никасиль вместо чугунной гильзы.

 

[KarnoKul]

скорее всего

за счет тонкого "художественного" литья?

и никасиль вместо чугунной гильзы.

Владимир Илларионович!
Спасибо за скорый и внятный ответ!
Да уж, снижение веса цилиндра на порядок (в десять раз) - очень впечатляет!
Может быть Вы знаете ответ еще на один двигателестроительный вопрос, на который длительное время не могу найти ответа ни в технической литературе, ни в среде, известных мне, ученых и специалистов?
Предпосылка.
Для уменьшения трения  шеек стальных и чугунных коленвалов применяют вкладыши из алюминиевого сплава АО20 (пример двигатель МЕМЗ-968 для автомобилей ЗАЗ-968).
Вопрос. Можно ли применить вкладыши из алюминиевого сплава АО20 для пары трения, второй элемент которой  выполнен из магниевого сплава (например, МЛ-5)?, или, иными словами, из какого сплава лучше выполнить подшипник скольжения для направляющих опор магниевого штока или магниевого коленвала???

 

[cloud]

Вопрос. Можно ли применить вкладыши из алюминиевого сплава АО20 для пары трения, второй элемент которой  выполнен из магниевого сплава (например, МЛ-5)?, или, иными словами, из какого сплава лучше выполнить подшипник скольжения для направляющих опор магниевого штока или магниевого коленвала???

Думаю, что можно все! Проблема в другом - а будет ли оно работать?  🙂

 

[Kim]

работать не будет
в паре скольжения один материал мягкий, второй твёрдый

а вот с никасилом лучше не связываться

 

[Jbiplane]

Хирту удалось добиться такого облегчения цилиндра (0,4 кг/шт)

Цилиндр самого лёгкого Hirt F36 (Solo 210) весит не 0,4, а 1,4 кг, а с головкой все 2. Самые лёгкие цилиндры такой размерности у 3W
https://3w-modellmotoren.de/product/3w-342i-b2/?lang=en
Он вместе с головкой весит 1050 грамм

 

[cloud]

Цилиндр самого лёгкого Hirt F36 (Solo 210) весит не 0,4, а 1,4 кг

Еще в далеком уже 1993 году, будучи на АЭРО-93 в г. Фридрихсхафен со своим бесшатунным мотором, пообщался с представителем от Hirt. С его слов легко  запомнились две цифры - цена одного цилиндра 400 дойчмарок и вес 400 грамм. Вполне допускаю, что кто-то из нас мог ошибиться, поэтому спорить не буду.

 

[KarnoKul]

работать не будет
в паре скольжения один материал мягкий, второй твёрдый

В некоторых новых автомобилях иностранного производства использованы двигатели, в которых применены коленчатые валы из алюминия или из магния. (Chrysler  SRT Viper GTS-R, Mercedes-Benz A 45 AMG, BMW N52, Lexus LFA). Вызывает творческий познавательный интерес вопрос: какие сплавы использованы в коренных и шатунных подшипниках скольжения в качестве пар трения с алюминиевой или магниевой шейками коленвалов?  И почему российские проектировщики и производители авиационных/автомобильных  поршневых двигателей не применяют легкие коленвалы из алюминия или магния?  Возможно, форумчане помогут найти ответы на эти вопросы.

 

[cloud]

Вызывает творческий познавательный интерес вопрос: какие сплавы использованы в коренных и шатунных подшипниках скольжения в качестве пар трения с алюминиевой или магниевой шейками коленвалов?

Один из вариантов пар трения - алюминий по алюминию с МДО-покрытием.

 

[Kim]

работать не будет
в паре скольжения один материал мягкий, второй твёрдый

В некоторых новых автомобилях иностранного производства использованы двигатели, в которых применены коленчатые валы из алюминия или из магния. (Chrysler  SRT Viper GTS-R, Mercedes-Benz A 45 AMG, BMW N52, Lexus LFA). Вызывает творческий познавательный интерес вопрос: какие сплавы использованы в коренных и шатунных подшипниках скольжения в качестве пар трения с алюминиевой или магниевой шейками коленвалов?  И почему российские проектировщики и производители авиационных/автомобильных  поршневых двигателей не применяют легкие коленвалы из алюминия или магния?  Возможно, форумчане помогут найти ответы на эти вопросы.

Сталь имеет наибольшую прочность, отнесённую к единице стоимости.
А чугуний лучше льётся. И у него хороший гистерезис ударных нагрузок.
Нет НИ ОДНОГО ПРЕИМУЩЕСТВА коленвалов из люминия и прочего магния.

Наилучшие моторы автомобилей выпускались в 90-е годы.
В этом веке идёт ухудшение, и чем дальше, тем быстрее.
Если вы ставите задачу создание хорошего двигателя по совокупности качеств, то нужно ориентироваться на 90-е.

Нынешние производители зарабатывают на стоимости сервиса и запчастей.
У тех же мерседесов куча программного обеспечения и многие компоненты нужно прописывать через их сайт. А это процедура платная и единичный заход туда начинается с 4 тысяч рублей.
И в каждую деталь засовывают маленькие электромоторы по 3000 рублей штука. Неоригинал $2, но его так просто не поставить...

 

[Jbiplane]

Нет НИ ОДНОГО ПРЕИМУЩЕСТВА коленвалов из люминия и прочего магния

100%

Даже титановые коленвалы на формуле 1 не получились. Кроме плохих усталостных характеристик цветных металлов, распределённый момент инерции (масса) по длине "железного" коленвала оказывается полезным при уменьшении пульсации напряжений. Тупо в Ансисе меняете плотность материала до 2.7 и при динамическом анализе напряжения существенно вырастают.

 

[KarnoKul]

Нет НИ ОДНОГО ПРЕИМУЩЕСТВА коленвалов из люминия и прочего магния

100%
Даже титановые коленвалы на формуле 1 не получились. Кроме плохих усталостных характеристик цветных металлов, распределённый момент инерции (масса) по длине "железного" коленвала оказывается полезным при уменьшении пульсации напряжений. Тупо в Ансисе меняете плотность материала до 2.7 и при динамическом анализе напряжения существенно вырастают.

С вышеизложенным трудно не согласиться, если речь идёт о ДВС, в которых воздействие на поршень носит взрывной (импульсный) характер.
Но, если воздействие сил на поршень плавное (синусоидальное или близкое к нему), как это происходит в двигателях с внешним подводом теплоты (в т.ч. Стирлингах) - то и алюминиевые и магниевые коленвалы возможно будут способны "держать" динамические нагрузки в заданных  пределах. Что по этому поводу скажет "Ансис"?

 

[Jbiplane]

если воздействие сил на поршень плавное

На фиг тогда там вообще поршневик уплющился. Я делал спиральную расширительную машину (scroll exopander) с гарантированными зазорами. Вот чужое видео процесса
[media]https://www.youtube.com/watch?v=XrHN-OlNrpQ[/media]

Картинки выкладывал в теме самодельный ДВС. При стационарном горении такие машины получаются без Ниокр и сразу рабочие. Весит такая машина раз в 8 меньше аналогичного поршневого (давление соседних камер расширения отличается мало). Износа рабочих поверхностей нет, практически вечная. Пульсаций крутящего момента нет вообще. Динамические нагрузки никакие (можно вообще сделать чистое вращение биротативным механизмом). КПД до меньшей мере процентов на 20 выше любого поршневого. Расширение можно производить вплоть до атмосферного давления.

Снимал давно на мобильник, тогда качество было только такое.
[media]https://www.youtube.com/watch?v=Rubb6vpvGCc[/media]

 

[cloud]

Износа рабочих поверхностей нет, практически вечная. Пульсаций крутящего момента нет вообще.

И двигателя тоже нет пока. Или я ошибаюсь?

 

[Jbiplane]

И двигателя тоже нет пока

И двигателя тоже нет пока. Или я ошибаюсь

С внешним подводом теплоты и замкнутым герметичным контуром рабочего тела ВЫСОКОГО давления множество. Это конкурент Стирлинга.  На водяном пару тоже работают неплохо. Холодильники дорогих моделей используют именно такие компрессоры. Внутреннего циклического сгорания с подводом внешнего воздуха делать смысла не имеет. Для низких давлений просто дорого и тяжело, а если снаружи ещё грязь будет набиваться вааще швах.

 

[KarnoKul]

Вызывает творческий познавательный интерес вопрос: какие сплавы использованы в коренных и шатунных подшипниках скольжения в качестве пар трения с алюминиевой или магниевой шейками коленвалов?

Один из вариантов пар трения - алюминий по алюминию с МДО-покрытием.

Согласен - это один из достойных внимания вариантов решения!
Возможно, производители двигателей с алюминиевыми и магниевыми коленвалами так и поступают.
Но точно выяснить это не представилось возможным, ни один дилер этих моторов, к которым обращался, не смогли ничего ответить по существу.

 

[cloud]

С внешним подводом теплоты и замкнутым герметичным контуром рабочего тела ВЫСОКОГО давления множество. Это конкурент Стирлинга.  На водяном пару тоже работают неплохо. Холодильники дорогих моделей используют именно такие компрессоры. Внутреннего циклического сгорания с подводом внешнего воздуха делать смысла не имеет. Для низких давлений просто дорого и тяжело, а если снаружи ещё грязь будет набиваться вааще швах.

Понятно, авиационный поршневой двигатель внутреннего сгорания продолжает оставаться ведущим в своем классе.