Бесшатунные двигатели - 2

[Владимир Александрович]

В эксцентриковом БСМ весь механизм синхронизируется именно основным КВ, а вот эксцентрик (как правило сдвоенный) отвечает за синхронизацию штоковых шеек...

         Андрей, ну нельзя рассматривать согласованную работу звеньев системы ОС=АС=СВ отдельно. Свои функции они выполняют только вместе. Спаренный эксцентрик АСВ не сможет синхронизировать штоковые шейки между собой в отрыве от основного КВ ОС. Только вместе.

А у Вас с Владимиром Александровичем одна серьговая муфта синхронизирует все на свете.

   И в серьговом БСМ планетарный КВ АСВ жестко связывает штоковые шейки, но это не значит, что эти шейки синхронизируются без серьговой муфты О1С1, О2С2, О3С3. Только вместе.

причем вторая даже и не нужна.

   Это не соответствует действительности. Так могло быть в серьговом БСМ с ЦОЭ, т.е. с отдельными опорами ОС для планетарного КВ. Без них роль опоры для планетарного КВ выполняют опоры полувалов О-О, на которые опорное усилие приходит через серьги. В такой схеме серьгового БСМ должны быть передняя (выходная и одновременно несущая) и задняя (несущая) серьговые муфты О1С1, О2С2, О3С3.

 

[Владимир Александрович]

что приводит Баландина к ошибкам в силах и моментах БШМ

     Там нет ошибки, Николаич. На схеме все изображено правильно. Я думал, что Вы уже давно разобрались. Оказывается нет.

по п.15. Во всех случаях на ПКВ, реализованный хоть в эксцентриках, хоть в классическим виде, сила Р создаёт момент и ПКВ передаёт крутящий момент на выходной вал. 

       Если Вы прикладываете какую-то силу к подвижному телу, а тело не может двигаться без преодоления реакций поверхностей, которые ограничивают его движение, прежде всего надо правильно определить величину и направление этих реакций. Ползун опирается на направляющую и реакция направляющей будет направлена перпендикулярно к ее поверхности. Через палец поршня составляющая силы будет направлена вдоль звена АС (правило стержня в шарнирах с двух сторон). Соответственно, силу Р Вы должны разложить именно так, как показано на рисунке и никак иначе. Применительно к БСМ там должен быть нарисован еще один ползун со своими силами и реакциями. Отсюда должно быть понятно, что в БСМ звено АСВ, работая на изгиб как балка с тремя опорами, толкает звено ОС парой сил через шарнир С.  А уже касательная составляющая силы, действующая в шарнире С на плече ОС создает выходной крутящий момент двигателя.
 

 

[Сосед Николаич]

Там нет ошибки, Николаич. На схеме все изображено правильно. Я думал, что Вы уже давно разобрались. Оказывается нет.

Я-то разобрался, в том числе и в ошибках))
Уточним.
1. Вы написали

2. Шатуны заменяются штоком со строго прямолинейным движением.

Я Вам на это ответил со ссылкой на С.Баландина, что это не так. Что скажите?


2. Ошибкой Баландина является представление БШМ как частного случая КШМ, где длина шатуна равна длине кривошипа. Это не так: БШМ является другим механизмом, где ход поршня равен 4 ([highlight]ЧЕТЫРЁМ[/highlight]) длинам кривошипа, в отличие от КШМ с его 2 ([highlight]ДВУМЯ[/highlight]) длинами кривошипа. 

 

[Сосед Николаич]

Если Вы прикладываете какую-то силу к подвижному телу, а тело не может двигаться без преодоления реакций поверхностей, которые ограничивают его движение, прежде всего надо правильно определить величину и направление этих реакций

Здесь ВАЖНО правильно разложить первую силу Р. Ещё раз, сила Р создаёт момент, который поворачивает шатун и прижимает поршень к боковой поверхности цилиндра. И только тут появляется сила N, с которой прижимается поршень.
То есть, сила Р НЕ РАСКЛАДЫВАЕТСЯ на S и N, сила N есть СЛЕДСТВИЕ МОМЕНТА СИЛЫ Р.
Классическое разложение силы Р  - упрощённое, для студентов.

 

[Владимир Александрович]

Я Вам на это ответил со ссылкой на С.Баландина, что это не так. Что скажите?

     Я скажу, что строить на этом какой-то спор бессмысленно. Некоторые товарищи звено АС называют вращающимся шатуном - восприятие у них такое. Как образное мышление при сравнении с КШМ это допустимо, но принцип работы то разный. На самом деле физически звено АС и СВ во всех схемах БСМ, это колена планетарного КВ со своим эксцентриситетом. И работать надо именно с таким восприятием. Все остальное от лукавого.

Ошибкой Баландина является представление БШМ как частного случая КШМ, где длина шатуна равна длине кривошипа. 

    С чего Вы взяли, что это ошибка. Отталкиваясь от КШМ, он поясняет принципиальное отличие БСМ и приводит нас к мысли, что в условиях равенства АС=ОС механизм будет работоспособен только в присутствии второго ползуна со звеном СВ. При этом он подчеркивает, что БСМ никогда не обращается в КШМ, т.к. в нем равенство звеньев  АС=ОС недопустимо из-за возрастания до бесконечности нагрузки при прохождении точкой А ползуна центра О механизма.

Это не так: БШМ является другим механизмом, где ход поршня равен 4 (ЧЕТЫРЁМ) длинам кривошипа, в отличие от КШМ с его 2 (ДВУМЯ) длинами кривошипа.

      А что он где-то отрицал разницу в размерах звеньев? Наоборот, данный факт подчеркивался им как особенность БСМ. Утверждать другое просто нелепо. Даже смешно приписывать С.С. Баландину это как его ошибку. Несерьезно. Уже столько опровергателей содержания его книги я наслушался, что просто диву даюсь, как люди не настораживаются. Ведь прежде чем что-то опровергать надо самому хорошенько проштудировать все вопросы механики и учесть, что книга является итогом работы больших коллективов узких специалистов в своем деле. Зачем же так просто ставить себя в позу владельца истины в конечной инстанции.   

   

 

[Владимир Александрович]

Здесь ВАЖНО правильно разложить первую силу Р. Ещё раз, сила Р создаёт момент, который поворачивает шатун и прижимает поршень к боковой поверхности цилиндра. И только тут появляется сила N, с которой прижимается поршень.

     Если так угодно, можете к моим словам добавить еще микроперемещение (выборку зазора у ползуна) прежде чем появится сила реакции N. Что нибудь от этого изменилось. С.С.Баландин на схеме нарисовал как раз тот момент, когда зазор ползун-направляющая уже выбран. Ходу его объяснения это не наносит никакого ущерба. По влиянию зазоров он дал отдельное пояснение на. Рис. 8,9 и 10. И спасибо ему за это. Получилось доходчиво и наглядно.

То есть, сила Р НЕ РАСКЛАДЫВАЕТСЯ на S и N, сила N есть СЛЕДСТВИЕ МОМЕНТА СИЛЫ Р. 

     Совершенно излишняя прелюдия. Она больше для учеников школы, впервые изучающих разложение и взаимодействие сил в разделе физики - механика. Инженеры между собой воспринимают это как само собой разумеющееся.

 

[Андрей Миллер]

для сравнения: для синхронизации с помощью промежуточного вала нужно ДВЕ зубчатые передачи - одна для синхронизации вала с левым кривошипом, другая - с правым.)

Читать и читать...

Причем здесь тогда соединительный вал, если зубчатые колеса все и так синхронизируют?
Вы Баландина, Вуля и нас считаете идиотами? 🙂
ВАм даже читать бесполезно... 🙁

 

[Андрей Миллер]

нельзя рассматривать согласованную работу звеньев системы ОС=АС=СВ отдельно. Свои функции они выполняют только вместе.

КВ в эксцентрикой схеме вполне работоспособен и отдельно. Он отличается от обычного КВ только радиусом кривошипа.
Да это будет уже КШМ.

Но Вы прямо написали, что в этом случае нет "ОРБИТАЛЬНОГО ВАЛА" - а это уже свидетельствует о непонимании работы БШМ.

КВ здесь не является орбитальным...

Спаренный эксцентрик АСВ не сможет синхронизировать штоковые шейки между собой в отрыве от основного КВ ОС. Только вместе.

Зачем же в отрыве, БСМ есть БСМ, но роли там все расписаны..
В общем ВАм надо не читать, а крутить. Причем не пластик, а металл. Тогда все сразу поймете..

 

[KarnoKul]

+++/--- ?
=механический КПД по сравнении с КШМ ? 

По бесшатунным ДВС вообще:
+++
1. Механический КПД 0,93-0,94 (с КШМ 0,78-0,85. Отдельные нетрадиционные конструкции до 0,9)
2. Шатуны заменяются штоком со строго прямолинейным движением.
3. Чисто синусоидальный закон изменения скорости поршня.
4. Отсутствует боковое давление поршня на гильзу цилиндра.
5. Поршни не изнашивается и имеют простую цилиндрическую форму с увеличенными допусками на зазоры.
6. Равномерный износ поршневых колец.
7. Минимальный расход масла.
8. Кратно больший ресурс ЦПГ по сравнению с КШМ равной размерности.
9. Полная уравновешенность при работе.
10. Пониженные инерционные нагрузки. Запас по форсированию оборотности примерно на 30% выше, чем у ДВС с КШМ.
11. Ужатый по диаметральным габаритам картер примерно на 25-30%.
12. Максимальная степень сжатия в сопоставимых условиях и размерности рабочего объема может быть выше на 1-1,5.
13. Для производства достаточно оборудования и технологий, применяемых для изготовления традиционных ДВС с КШМ.
14. Могут создаваться очень мощные (до 24000л.с.) и высокооборотные (2650-2800об,мин) ПД с уд. весом 0,25 кг.л.с.
15. В БСМ с соединительным валом планетарный КВ не передает крутящий момент и работает только на изгиб.
16. В БСМ со спаренными эксцетриками и в серьговом БСМ соединительный вал не нужен.

---
1. Бесшатунные механизмы содержат избыточные связи и поэтому требуют высокой точности изготовления сопряжений.
2. Требования к размерным цепям должны учитывать эксплуатационный износ.
3. БСМ с соединительным валом содержит дополнительные опоры и пары зубчатых колес усложняющих конструкцию.
4. БСМ со спаренными эксцентриками имеет большой диаметр эксцентриков и высокую скорость скольжения на них.
5. БСМ с серьгами требует точного размера между осями отверстий серьг и точного расположения осей пальцев на планшайбах.

Владимир Илларионович, перестав тратить силы на бессмысленное переубеждение неубеждаемых - сотворил целый ряд двигателей с замечательной технологичной бесшатунной конструкцией!!!

Желаю и Владимиру Александровичу "не заводиться" на дискуссии о неработоспособности "серьгового" механизма БСМ, а направить усилия на технологичность изготовления и сборки различных компоновок и вариантов двигателя и их патентование, потому как с работоспособностью конструкции - более или менее проясняется!

При этом пытаюсь виртуально представить и сопоставить по весу и габаритам два крестообразных (звездообразных) однорядных БСМ двигателя: с "серьговым" механизмом  и со спаренной эксцентриковой втулкой, при одинаковом ходе поршня и одинаковых  диаметрах  цилиндров.

 

[Сосед Николаич]

С чего Вы взяли, что это ошибка. Отталкиваясь от КШМ, он поясняет принципиальное отличие БСМ и приводит нас к мысли, что в условиях равенства АС=ОС механизм будет работоспособен только в присутствии второго ползуна со звеном СВ. При этом он подчеркивает, что БСМ никогда не обращается в КШМ, т.к. в нем равенство звеньев  АС=ОС недопустимо из-за возрастания до бесконечности нагрузки при прохождении точкой А ползуна центра

Согласно Артоболевскому, при одном ползуне механизм работоспособен. В реальности сила не растёт до бесконечности, а ограничен зазорами - возрастание до 10 раз.  Если не делать выходным кривошипом звено "ОС" - то сила N=0, или в реальности определяется только моментом трения, и примерно в 10 раз меньше в центральной точке, чем сила N при 45гр в схеме Баландина.
И Баландин ВСЕ расчёты проводит на основании разложения силы Р, как в КШМ. А это ошибка.

 

[Сосед Николаич]

[highlight]Сосед Николаич писал(а) Сегодня :: 18:20:36:
Но Вы прямо написали, что в этом случае нет "ОРБИТАЛЬНОГО ВАЛА" - а это уже свидетельствует о непонимании работы БШМ.[/highlight]

КВ здесь не является орбитальным...

Как же с Вами, Андрей, тяжело... Вы читаете только то, что хотите и придумываете за меня мои слова.
ЕЩЁ РАЗ.
В случае вала с эксцентриками БШМ в механизме ДВА КОЛЕНВАЛА. ДВА. ДВА КОЛЕНВАЛА - один выходной, с одним коленом, второй- эксцентриковый вал, с двумя коленами, который и есть ОРБИТАЛЬНЫЙ. Или, он же, ПЛАНЕТАРНЫЙ КОЛЕНВАЛ.
Выполненный в  виде эксцентриков, он от этого не перестал быть КОЛЕНВАЛОМ.

 

[Сосед Николаич]

Причем здесь тогда соединительный вал, если зубчатые колеса все и так синхронизируют?

И кого синхронизируют зубчатые колёса БЕЗ соединительного вала? Прям даже страшно такие простые вопросы задавать...

 

[Владимир Александрович]

КВ в эксцентрикой схеме вполне работоспособен и отдельно. Он отличается от обычного КВ только радиусом кривошипа.
Да это будет уже КШМ.

      В серьговой схеме планетарный КВ тоже работоспособен отдельно и отличается от обычного только радиусом кривошипа. И что из этого? Мы же обсуждаем БСМ и говорим о его необходимых условиях работы. А одно из них - взаимодействие всех звеньев механизма в соответствии с их ролью.

В общем ВАм надо не читать, а крутить. Причем не пластик, а металл. Тогда все сразу поймете.

      Я бы с удовольствием покрутил металл на радость Вам и себе. Пока придется видимо довольствоваться пластиком. Сегодня мне показали отпечатанный образец серьги. Получилось безупречно и красиво. Боюсь, Андрей, тебе придется разочароваться во многих своих утверждениях. Я строю аргументы, как правило, на тех основаниях, которые уже продумал и просчитал. Отсюда сформировалась уверенность. Серьговому БСМ жить! 

 

[Сосед Николаич]

КВ в эксцентрикой схеме вполне работоспособен и отдельно. Он отличается от обычного КВ только радиусом кривошипа.
Да это будет уже КШМ.

Вот Вы опять попали в небо этим предложением. КВ  с эксцентриками отличается от обычного КВ только диаметром  шеек, а не радиусом кривошипа.
Как у Вас  такие ляпы проходят...

 

[Сосед Николаич]

В серьговой схеме планетарный КВ тоже работоспособен отдельно и отличается от обычного только радиусом кривошипа. И что из этого? Мы же обсуждаем БСМ и говорим о его необходимых условиях работы. А одно из них - взаимодействие всех звеньев механизма в соответствии с их ролью

Владимир Александрович! поправляю и Вас тоже - при одном и том же ходе поршня КВ отличаются не радиусом кривошипа, а диаметрами шеек.

 

[Сосед Николаич]

2. Шатуны заменяются штоком со строго прямолинейным движением.

Владимир Александрович, это положение противоречит написанному у Баландина. Вы опечатались?

 

[Сосед Николаич]

Совершенно излишняя прелюдия. Она больше для учеников школы, впервые изучающих разложение и взаимодействие сил в разделе физики - механика. Инженеры между собой воспринимают это как само собой разумеющееся.

Однако Вы продолжаете отрицать момент на шатуне от силы Р? Или я где-то что-то пропустил?

 

[Владимир Александрович]

Владимир Илларионович, перестав тратить силы на бессмысленное переубеждение неубеждаемых - сотворил целый ряд двигателей с замечательной технологичной бесшатунной конструкцией!!!

       У Владимира Илларионовича есть собственная производственная база - оборудованная мастерская. И хорошо, что он создал и пользуется этими возможностями.

направить усилия на технологичность изготовления и сборки различных компоновок и вариантов двигателя и их патентование, потому как с работоспособностью конструкции - более или менее проясняется!

    На этот счет все в порядке. Уже имеется определенный задел проработанных конструкций с серьговым БСМ для разных схем бесшатунных двигателей 4-х тактных и 2-х тактных. Отработана методика создания компоновок под разные исходные параметры.

При этом пытаюсь виртуально представить и сопоставить по весу и габаритам два крестообразных (звездообразных) однорядных БСМ двигателя: с "серьговым" механизмом и со спаренной эксцентриковой втулкой, при одинаковом ходе поршня и одинаковых диаметрах цилиндров. 

    Эти две схемы определяют примерно одинаковые габариты двигателя при прочих равных условиях. Принципиальная разница в том, что в схеме со спаренными эксцентриками нельзя увеличивать ход поршня, т.к. сильно растет диаметр эксцентриков, а в серьговом БСМ этого ограничения нет. Отношение S/D можно увеличивать столько, сколько это необходимо по требованиям назначения двигателя.

 

[Владимир Александрович]

Согласно Артоболевскому, при одном ползуне механизм работоспособен. В реальности сила не растёт до бесконечности, а ограничен зазорами - возрастание до 10 раз.

      Понятно, что в реальности сила N не растет до бесконечности, если есть упругие деформации или просто сделать звено АС чуть чуть короче звена ОС. Только в центре О без второго ползуна сразу возникнут потери крутящего момента и, соответственно, мощности. Такой результат никому не нужен.

И Баландин ВСЕ расчёты проводит на основании разложения силы Р, как в КШМ. А это ошибка. 

     Эта фраза напрямую выдает Вас. Потому что "все расчеты", изложенные в книге Вы совершенно не проработали и уже заявляете об ошибке С.С.Баландина. Несолидно.

   

 

[Владимир Александрович]

при одном и том же ходе поршня КВ отличаются не радиусом кривошипа, а диаметрами шеек. 

       Зря Вы так себя компроментируете. Это же азы.  В КШМ ход поршня это 2 радиуса R кривошипа, в БСМ при равном ходе S - 4 радиуса r кривошипа. R=2r.
      Диаметр шеек определяется удельным допустимым давлением на поверхность скольжения подшипника с учетом передаваемого момента.