Бесшатунные двигатели - 2

[cloud]

Когда Вы компоновали двигатель в проекте, рассматривали вариант, у которого цилиндры развернуты по своим осям на 900 в противоположные стороны так, чтобы выхлопные и впускные патрубкипопарно объединялись

Владимир Александрович, в существующем двигатели цилиндры можно развернуть на 90 и 180 град. По карбюраторам я уже рассказывал о том, что пробовал разные варианты - 1,2 и 4 карбюратора. В них есть свои преимущества и недостатки. Мне больше понравился вариант с четырьмя карбюраторами. По выхлопной системе, мне кажется, также наиболее эффективной должна быть выхлопная система с четырьмя резонаторами.
Вариантов компоновки рассматривалось несколько, но необходимо было выбрать один. Учитывая, что двигатели мои это, прежде всего демонстраторы, Ваша терминология мне понравилась, поэтому есть, что есть. В компоновке, о которой Вы говорите, не совсем правильно для 2Т объединять по впуску соседние через 90 град. цилиндры – накладываются фазы всасывания с последующим большим "пробелом". Кроме того в развале нижних цилиндров удобно разместилась емкость для масла. Ну и т.д.

 

[Владимир П-к]

    Напомнить хочется про дв. Борка (Рассела Борка, ныне покойного и В США занимаются доводкой его идей его последователи) там много замечетельных находок которые не грех использовать. Дв. двух тактный 500 куб.см, 40 л.с. при 4000об/мин расход топлива 130г/л.с. часК(как у лучших дизельных), холодный выхлоп.
     Отмечается что прямолинейное движение штока уменьшает ускорение поршней на 25% в сравнени с КШМ (отсутствует приращение длины шатуна в проекции на ось движения поршня перед остановкой в ВТМ и НМТ).
     Улучшается по этой же причине условия горения ТС т.к. поршень "долше задерживается в ВМТ" и условия горения приближаются к условиям горения при постоянном объёме.
      Степерь сжатия довели до 15:1 для бензина и 24:1 для дизтоплива. Использовали двигатель на различных видах топлива и бензиновые даже без свечи)
      В.И., Вам можно безболезненно увеличить степень сжатия от номинала. Тем более что сделать в Вашем случае очень просто.

 

[Владимир Александрович]

В компоновке, о которой Вы говорите, не совсем правильно для 2Т объединять по впуску соседние через 90 град. цилиндры – накладываются фазы всасывания с последующим большим "пробелом".

     Да, Владимир Илларионович, это существенный момент для классического двухтактника. У меня на дизельной "зарисовке" такой причинно-следственной связи нет. Да, и самих карбюраторов тоже нет.
       Расположение между развалом нижних цилиндров емкости для масла - отличное решение. В демонстраторе я тоже располагаю отдельную масляную емкость именно там. Кстати,такое решение упрощает форму центрального корпуса и делает его симметричной.
        Жизнь преподнесла сюрприз. Оказывается очень нужны не акробатические авиационные поршневые двигатели с вертикальным положением основного вала. Пришлось учесть еще вариант с емкостью для масла, установленной с нижнего торца вала.

 

[cloud]

Оказывается очень нужны не акробатические авиационные поршневые двигатели с вертикальным положением основного вала. Пришлось учесть еще вариант с емкостью для масла, установленной с нижнего торца вала. 

Вертикальное положение основного вала - это крест лежа? То есть вертолетный вариант?

 

[cloud]

В.И., Вам можно безболезненно увеличить степень сжатия от номинала. Тем более что сделать в Вашем случае очень просто.

Да, действительно, это не сложно сделать.

 

[Владимир П-к]

    Про холодный выхлоп у дв. Борка.
    Скорее всего у них там использован длинно ходовой вариант дв. Именно поэтому совершив работу на фазе расширения газы достаточно охлаждаются. Чего и В.А. следует употребить для пущей наглядности.

 

[Владимир Александрович]

Вертикальное положение основного вала - это крест лежа? То есть вертолетный вариант? 

       И вертолетный, и для винтов вертикального управления.
   

 

[Владимир Александрович]

Скорее всего у них там использован длинно ходовой вариант дв. Именно поэтому совершив работу на фазе расширения газы достаточно охлаждаются. Чего и В.А. следует употребить для пущей наглядности. 

       В авиационном варианте длинный ход меня привлекает по ряду существенных позиций, о которых здесь уже писалось. Неудобство в том, что серийные ЦПГ не дают простора для вариантов. Даже удлинительную втулку не всегда удается использовать, т.к. очень близко примыкает тело шпилек.

 

[Владимир П-к]

     В. А. пологаю в Вашем дв. стапень сжатия можно увеличитьне не на 1 а на 3-4 единицы.
     Про вставку. Сделайте для демонстратора гладкую стальную или оребненную. Вспомните мотор 21 Волги со стальной вставкой в верхней части цилиндра. Очень ходимый был мотор.

 

[Владимир Александрович]

В. А. пологаю в Вашем дв. стапень сжатия можно увеличитьне не на 1 а на 3-4 единицы.

         Почему Вы пришли к такому мнению?

Про вставку. Сделайте для демонстратора гладкую стальную или оребненную.

     Вставка и удлинительная втулка - я их разделяю. Первая по существу гильза в гильзе. Меняется диаметр поршня и колец. Вторая - большей частью внутреннего диаметра напресовывается на нижнюю выступающую часть гильзы, а меньший внутренний диаметр совпадает с диаметром гильзы. Диаметр поршня и колец не меняется.
     Есть, правда, вариант полной расточки и удаления гильзы с запресовкой на ее место новой стальной тонкостенной нужной длинны, но трудоемкость работ значительно возрастает.

 

[Владимир П-к]

     Владимир Александрович в Вашей ситуации вернее, быстрее и гораздо нагляднее, и если хотите, демонстративнее сделать одноцилиндровый, на длинных серьгах, длинноходовой и ЕЩЕ с изменяемой степенью сжатия. Где Вы сможете продемонстрировать и мощность и степень сжатия (её повышение) и безредукторность (к примеру с 1 цилиндром 1000об/мин и 5 л.с. то в оппозитном варианте 2000об/мин и примерно 20л.с., а при 8цил = 80л.с.). Ну а над длинноходовым цилиндром и механизмом изменения степени сжатия придется покорпеть. Но это зло не так большой руки.
     Сделав такой демонстратор вы и себя и других убедите в правильности выбранного решения и сразу наметите пути его реализации.

 

[Владимир П-к]

    Почему степень сжатия возрастет на 3-4 единицы.
    В длинноходовом дв. высота КС увеличивается, а отношение площади к объму уменьшается и следовательно, условия для процесса горения улучшаются.
    При длинном ходе всасывания и сжатия при более равномерном движении поршня (ускорения меньше на 25%) смесь лучше перемешивается и становитьтся более равномерной.
    За счет меньших ускорений, как было показано ранее, и выборки зазоров в пальце, на шейке коленвала и на двух шейках длинных серьг поршень как бы останавливается в ВТМ, что улучшает процесс горения проходящий почти как при постоянном объёме.

 

[Владимир Александрович]

в Вашей ситуации вернее, быстрее и гораздо нагляднее, и если хотите, демонстративнее сделать одноцилиндровый, на длинных серьгах, длинноходовой и ЕЩЕ с изменяемой степенью сжатия.

      Одноцилиндровый БСМ не конкурент одноцилиндровому КШМ. Изменяемая степень сжатия не нужна, т.к. речь идет об авиационных двигателях, которые большую часть своего ресурса отрабатывают на режимах 0,7-0,8 номинала. Намного проще для демонстратора использовать ЦПГ в первозданном виде, но с полноценным количеством цилиндров - в моем случае это 8 цилиндров двойного креста и 4-х тактный цикл или 4-ре оппозитных цилиндра и 4-х тактный цикл.

В длинноходовом дв. высота КС увеличивается, а отношение площади к объму уменьшается и следовательно, условия для процесса горения улучшаются.

    Сама по себе мысль правильная, только допустимая степень сжатия от этого не повышается. Наоборот, большая доля сохраненного тепла в цикле быстрее доводит температуру смеси до точки взрывного горения (детонации).

При длинном ходе всасывания и сжатия при более равномерном движении поршня (ускорения меньше на 25%) смесь лучше перемешивается и становитьтся более равномерной.

     С ростом хода поршня при прочих равных условиях пиковые ускорения действительно снижаются и очень ощутимо. 25% слишком безотносительная цифра. Снижение ускорений с ростом хода - это функциональная зависимость, которую можно изобразить графически.

За счет меньших ускорений, как было показано ранее, и выборки зазоров в пальце, на шейке коленвала и на двух шейках длинных серьг поршень как бы останавливается в ВТМ, что улучшает процесс горения проходящий почти как при постоянном объёме. 

     На самом деле так называемый "выстой" поршня в ВМТ зависит от отношения длины шатуна к радиусу кривошипа КВ. Чем выше значение этого отношения тем больше по времени "выстой". Это легко доказать тригонометрически. В БСМ названное отношение равно 1. Поэтому и "выстой" поршня в БСМ на самом деле меньше, а не больше. Выборка зазоров в сочленениях не играет никакой роли.

 

[Владимир П-к]

     Преимущества БШМ не исчерпываются только повышением мех. КПД гораздо важнее параметры оптимизации рабочечого процесса которое может обеспечить этот механизм.
     В короткоходовых дв. с КШМ КС предстовляет собой блин или диск. Отсюда приповерхностные явления резко ухудшают рабочий процесс именно поэтому в современных короткоходовых двигателях резко возрасли требования к топливу чтобы обеспечить рабочий процесс приемлимого качества в таких плохих условиях. Но короткоходвые позволяют снизить скорость поршня при увеличении оборотов и мощности двигателя и росте удельной мощности.
     В дв. с БШМ приуеличении хода поршня скорость поршня растет медленнее чем у дв. КШМ и это преимущество нужно использовать. Последователи Рассела Борка использовали его с лихвой. В. А., в Вашем двигателе 62х64=200см СС-10 отдача 11л.с. при 5600об/мин, возмем 62х96=300см СС-14  отдача будет 12л при 2800об/мин. При максимальн4000об/мин отдача будет 17л.с.. Замете не при 7000об/мин. Игра стоит свечек.

 

[Андрей Миллер]

Поэтому и "выстой" поршня в БСМ на самом деле меньше, а не больше.

На глаз кажется совсем наоборот!

 

[Владимир П-к]

   Про "ВЫСТОЙ" поршня в зоне ВТМ.
   А.М. Вы правильно пологали, что "совсем наоборот", а именно, "выстой" это понятие времени прохождения зоны ВТМ (ну около 20град) приналичии шатуна чем более корткого тем с большим ускоренеием проходящим ВТМ (на угол поворота коленала наладывается угол поворота шатуна) а значит и за менеьшее время пошень пролетает ВТМ, но замедляется в середине пути. Время это динамический анализ, а не тригонометрический. Увы.

 

[Андрей Миллер]

а значит и за менеьшее время пошень пролетает ВТМ, но замедляется в середине пути. 

Да, а вот  в БСМ все правильнее. Поршни реально в МТ висят дольше. Как то я сравнивал два почти одинаковых двигателя со снятыми ГБЦ - БСМотор 2Д200 и с КШМом  - АИК 97. Разница ОЧЕНЬ заметная...

 

[Владимир Александрович]

Время это динамический анализ, а не тригонометрический. Увы. 

     Ребята, все гораздо проще. Исходная константа - постоянные обороты КВ. Значит для сравниваемых случаев имеете право задавать равные углы поворота вала. Считаете проекции радиуса кривошипа на ось цилиндра по углу поворота вблизи ВМТ и проекцию длины шатуна (радиуса планетарного вала в БСМ) на туже ось по связанному углу отклонения (это операция с тригонометрическими функциями Sin и Cos). Суммируете полученные значения и отнимаете от полного хода поршня. Можно даже посчитпть для одного единственного угла поворотв вала, например 20[sup]0[/sup]. Результат покажет, что на этом угле поршень КШМ отойдет от ВМТ на меньшее расстояние, чем поршень БСМ.
        Зрение может ошибаться через эффект оптического обмана. Математика этого сделать не позволит.

 

[Владимир П-к]

     В.А., Вы с каким-то маниакальным нслаждением наступаете на одни и те же грабли - проекция это растояние, но не ВРЕМЯ.  При равномерном движении коленвала БШМ движет поршень неравномерно, а КШМ с коротким шатуном движет поршень ЕЩЁ более существенно неравномерно и в завершающей стадии вблизи ВМТ особенно. Висит комп. не могу прицепить расчеты. Прошу прощения.

 

[Андрей Миллер]

Зрение может ошибаться через эффект оптического обмана. Математика этого сделать не позволит.

Владимир Александрович, Вы слишком низкого мнения о моем зрении! 🙂
На самом деле, мы все "накрутились" с этими двигателями. То есть видел это не я один. Разница  действительно впечатляет уже при ходах поршня порядка 47 - 50 мм....