Делаем бесшатунный мотор Баландина

[Madras]

Насколько это реально, как работающий двигатель?

КБ Русский мотор | Бесшатунный двигатель Баландина

kbrusmotor.ru

Практика против теории? Или наоборот? Ваше мнение уважаемые форумчане!

 

[kamuta]

Практика против теории

1. Сколько висит это на сайте?
"Всё, что можно было сделать без финансирования, сделано.
Для завершения работ по созданию опытного образца, пригодного для опытной эксплуатации, требуется около 16 (шестнадцати) миллионов рублей." - Если бы реально хотели, то запустили бы проект с видео на кикстартере например, и за месяц набрали бы денег...
2. Вот этот узел

представляет собой последовательную систему рычагов-ослабителей (попробуйте крутить свободный редуктор наоборот за выходной вал), в которой даже при очень малом трении возникают сильные инерционные нагрузки (пробовали на шарикоподшипниках - крутить очень тяжело!)... Попросите например видео где поршня пытаются сдвинуть вручную... 🙂

 

[Иванов]

В конце 80-х, нгачале 90-х годов прошлого века, изучая авиационные поршневые моторы, в библиотеке мне попалась замечательная книга. Точного названия уже не вспомню. Называлась примерно " Авиационные моторы схемы С.С.Баландина". В ней были описаны в хронологическом порядке моторы, разработанные его КБ. Описание конструкции было тесно переплетено с описанием производственных смежных задач, которые приходилось решать при изготовлении. Так же, кратко описывалась организационная работа по изготовлению, с привязкой к "ситуации момента". Это было не только техническое, но и историко-документальное изложение истории создания и внедрения в производство моторов бесшатунной схемы. Рассматривалась экономическая составляющая производства и эксплуатации моторов.
На протяжении всего описания прослеживается "конкуренция" бесшатунных моторов с традиционной схемой, сравнение основных характеристик "одноклассников". Плюсы и минусы, на текущий момент, той или иной схемы мотора.
Зканчивалась книга на том, что на такой-то год... ( примерно, начало 60-х гг.) были подготовлены к производству несколько разных по мощности моторов, максимальный из линейки - мощностью до 3600 л.с. (!)... Но, пришла эпоха реактивной авиации...

Если рассматривать бесшатунные моторы по схеме Баландина, с точки зрения современных материалов и технологий...то можно отметить следующие, их основные качества :
*( прошу не судить строго, пишу по памяти...)

Как заявляется в статье, на которую дана ссылка выше,
" Преимущества бесшатунной схемы

Отсутствует боковое усилие поршня на стенки цилиндров

Меньше габариты

Более высокая удельная мощность

Повышенная экономичность

В 5-7 раз более высокий ресурс

Простота устройства, что в 2-3 раза снижает трудоёмкость изготовления

Меньшая теплоотдача в системы охлаждения, что снижает вес и габариты в 1,5-2 раза

Полная уравновешенность (как у электромотора или турбины "

С учётом опыта, изложенного в книге по Баландинским моторам, у меня сложилось несколько отличное мнение. Позволю себе изложить его, в виде сравнения с классическими моторами, по пунктам, приведённым выше.

"Отсутствует боковое усилие поршня на стенки цилиндров"
1. Основной выигрыш у Баландинских моторов, относительно моторов с кривошипом, по этому параметру был до тех пор, пока не появились нормальные ( "продвинутые" ) методики расчёта и технологии получения геометрии поршней; качественные материалы гильз, колец и поршней ( с хорошими антифрикцонными свойствами и высокими рабочими температурами ); а главное, качественные масла с присадками, позволяющие выдерживать механические и температурные нагрузки без разрыва масляной плёнки в зазоре между стенкой цилиндра и поршнем.
После решения этих задач, боковая нагрузка на стенку цилиндра перестала быть значимой проблемой.

"Меньше габариты"
2. Габариты и вес были меньше при той же мощности, сравнительно с аналогичными кривошипными моторами. До тех пор, пока не решили задачи по п.1. Однако, габариты за счёт дополнительного пространства в блоке мотора, которое занимал кулисный механизм, практически сравнивались с моторами классической схемы, а более "продвинутые" по конструкции на тот же момент времени кривошипные моторы имели и меньшие габариты при аналогичной мощности.

"Более высокая удельная мощность"
3. Да, удельные мощности получали более высокие...
В книге беспристрастно рассказано о том, как конкурировали моторы Баландина с классиками и как "качели" первенства постоянно колебались в пользу то одной схемы, то другой, в зависимости от применявшихся новшеств в конструкции; развития эффективности систем двигателей; получаемых фондов на новые, качественные материалы; политических и административных решений...
Осмновной тезис о преимуществе Баландинской схемы связан с меньшими потерями на трение. Грубо говоря, в моторе схемы Баландина, то же количество металла работало с более высоким КПД по трению и производило больше полезной работы. До поры... ( см. п.1 )

"Повышенная экономичность"
4. Этот пункт был полностью зависим от п.1, как его производная. Меньше потери на трение - меньше расход мощности на преодоление сил трения. При тех же литровых и мощностных характеристиках как у классического кривошипного мотора, у Баландинского ( был выше общий КПД и ) требовалось меньше топлива.

"В 5-7 раз более высокий ресурс"
5. ЭТО НЕ ПРАВДА. И это основная не правда.
Не смотря на то, что кулисный механизм находится в относительно холодной зоне мотора и трение в кулисе позволяет применять низкосортные смазки, не работоспособные на горячей стенке цилиндра, нагрузка на кулисный механизм значительно выше, чем на поршневую стенку. Это требовало не только увеличения площади контакта кулисы*, но и снижало его ресурс. Как выяснилось в эксплуатации, переборка и замена кулисного механизма требовалась регулярно и была в прямой зависимости от его конструктивных параметров ( вес, габарит... ). Основным неудобством являлось невозможность ремонта кулисного механизма вне завода, производящего моторы. Кулисный механизм собирался на каждом серийном моторе индивидуально, по месту (!). Для его сборки требовалось большое количество высоко квалифицированного ручного труда. Детали этих механизмов НЕ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМЫЕ. При серийном выпуске и эксплуатации этих моторов, необходимо было организовать оборот моторов для ремонта через завод изготовитель. ( Здесь полная аналогия с последующей эксплуатацией газотурбинных моторов ). Экономическая составляющая ремонта этих моторов была в разы проигрышнее, чем классическая кривошипная схема мотора, а межремонтный ресурс мало отличался от классики, поскольку ремонт кулисы приравнивался по ресурсу ( и был более затратным ) к капитальному ремонту классической схемы. Даже не смотря на то, что поршневой механизм и цилиндры мотора схемы Баландина "выхаживали" несколько переборок кулисного механизма.
*( и веса всего механизма..., а так же, увеличивало габарит мотора. По этой причине некоторые одноклассники классической схемы, выпускавшиеся в тот же период времени были легче ).

"Простота устройства, что в 2-3 раза снижает трудоёмкость изготовления"
6. Да, для отдельных деталей, это справедливо. Но, только не для кулисного механизма. Он становится "камнем преткновения" для серийного производства, поскольку является прецизионным, высоко нагруженным, не взаимозаменяемым механизмом, сбольшим количеством несерийных подгоночных и регулировочных операций при сборке. Для каждого мотора собирается индивидуально.
В книге дана экономическая оценка производства моторов Баландина. Она далеко не в их пользу... Что послужило основными причинами не принятия их в качестве основного серийного мотора для тех или иных нужд. Однако, для рекордных аппаратов и для ограниченных применений ( в основном военного назначения ) в замену серийно выпускающимся моторам кривошипной схемы, моторы Баландина с успехом применялись. Но, не долго... Как только, для нужд народного хозяйства, на очередном "технологическом витке" разрабатывался новый, более совершенный и мощный классический мотор, он с успехом заменял мотор с кулисным механизмом и внедрялся в серию.

"Меньшая теплоотдача в системы охлаждения, что снижает вес и габариты в 1,5-2 раза"
7. Да,.. была существенно меньше, до появления качественных смазывающих материалов. Конечно, не в 1,5 - 2 раза, как хотелось бы ( разве что, если сравнивать работу моторов при сухой холодной прокрутке - без запуска ). В книге дана полная раскладка по тепловым потерям у сравниваемых моторов... Не буду приводить цифры, поскольку точных значений не помню. Но, в экономике серийно выпускавшихся и массово эксплуатирующихся изделий ( самолёты, трактора, корабли ), даже 20% - этот колоссальный выигрыш...
Про вес и габариты моторов больших мощностей ( тыс. л.с. ) этот тезис вообще не актуален.

"Полная уравновешенность (как у электромотора или турбины "
8. Этот тезис, наверное, для тех, кто не знаком с конструкцией моторов вообще ( разве что, разбирал электро моторчики )... В моторах Баландинской схемы есть и кривошип ( механизм преобразования возвратно-поступательных перемещений кулисы в вращение вала ) и движущиеся возвратно-поступательно массы поршней со штоками. Не все же моторы Баландинской схемы оппозитные многоцилиндровые...

Как-то так...

 

[cloud]

Как-то так...

Во многом как-то не так. Тов. Иванов сам допускает множество неточностей и несоответствий, зря полагаясь на свою память. Чтобы делать серьезный анализ, нужно перечитать книжку, которая называется "Бесшатунные двигатели внутреннего сгорания. С.С. Баландин". Было два издания - 1968 и 1972 года.
Вроде бы и неплохо, что бесшатунники продолжают интересовать мотористов, но должен напомнить о том, что на этом форуме уже есть бесшатунная тема, которая была создана мною в декабре 2005 года.

Насколько это реально, как работающий двигатель?

Спрашивает автор этой ветки. Ответ несложно обнаружить на этом форуме.

https://www.youtube.com/channel/UCHpdhe-tkN4qvFd3Qb-PIdQ

 

[Kim]

есть в этом же разделе тема: " Бесшатунные двигатели " - 75 страниц, 1499 сообщений
в альтернативных есть Бесшатунные двигатели - 2 - 1098 страниц, 21953 сообщения

плодитесь и размножайтесь...
если не хотите читать то, что уже обсудили...

 

[Иванов]

"Бесшатунные двигатели внутреннего сгорания. С.С. Баландин".
Спасибо за подсказку названия книги. Возможно, что это та книга.
Но, возможно, что и не та... В то время, я читал много литературы по моторам и интересовали, в основном, авиационные моторы. По памяти, в книге о бесшатунных моторах С.С.Баландина описывалось как основное их применение в авиации... ( это так? если Вы её читали недавно ). Попробую найти её в доступе в электронном виде. С удовольствием перечитаю... ( как, впрочем, и большинство литературы, написанной до 70-го года...)

По прочтении, я сделал выводы по интересующим меня вопросам. У меня сложилось представление, что моторы этой схемы имели некоторые преимущества, сообразно своему времени... Недостаток качественных материалов и отсутствие "высоких" технологий в серийном производстве выводили их в лидерство по удельным характеристикам.
Однако, с развитием массового двигателестроения и появлением высококачественных ГСМ, новых сплавов с высокими показателями и т.п., моторостроение пошло по пути массовости, технологичности, повышения надёжности, снижения стоимости производства. Баландинские моторы окончательно утратили привлекательность.

Впрочем, как предмет для технического творчества, в гаражных условиях ( как раз, при отсутствии всех названных составляющих технического прогресса ) мотор по схеме С.С.Баландина может оказаться весьма результативным продуктом. Хотя, на мой взгляд, в малой размерности ( до 100 л.с. ) никогда уже не сможет конкурировать с мотором классической схемы, произведённым по серийным "заводским" технологиям...

 

[cloud]

По прочтении, я сделал выводы по интересующим меня вопросам. У меня сложилось представление, что моторы этой схемы имели некоторые преимущества, сообразно своему времени... Недостаток качественных материалов и отсутствие "высоких" технологий в серийном производстве выводили их в лидерство по удельным характеристикам.

Двигатели С.С. Баландина никогда не выпускались серийно. Поэтому ваши рассуждения и некоторые выводы, опирающиеся на серийное производство и есть ошибочными. На период 1938-1948 годы Баландину, когда он активно занимался своими моторами, в опытном производстве ему были доступны технологии авиационного двигателестроения.

Однако, с развитием массового двигателестроения и появлением высококачественных ГСМ, новых сплавов с высокими показателями и т.п., моторостроение пошло по пути массовости, технологичности, повышения надёжности, снижения стоимости производства.

Применим сослагательное наклонение. Если бы по каким-то причинам, точно не конструктивным, техническим или технологическим, двигатели Баландина были, скажем вытеснены КШМ, то тот прогресс, что вами упомянут имел бы место в развитии бесшатунной схемы.

Баландинские моторы окончательно утратили привлекательность.

Я бы так не сказал. Есть много примеров, когда подтверждается интерес к этому необычному силовому механизму.

 

[cloud]

Впрочем, как предмет для технического творчества, в гаражных условиях ( как раз, при отсутствии всех названных составляющих технического прогресса ) мотор по схеме С.С.Баландина может оказаться весьма результативным продуктом.

Можно с вами поспорить. Про гаражно-сарайные технологии, когда-то уже давно, имел неосторожность применить такой термин. Так было сказано в противовес утверждениям про сверхточные, прецизионные допуски при изготовлении деталей бесшатунного силового механизма. То есть попытался доказать, что используя простые технологии, в простых "гаражно-сарайных" условиях можно построить бесшатунный двигатель. У меня получилось, первый мотор наработал около ста часов, на земле конечно же. Но этот мотор был экспериментальным, демонстратором по сути. Который должен был оставаться на земле. Хороший и надежный мотор нужно изготавливать в соответствующих условиях, испытывать, дорабатывать и т.д. То есть точно также как делают хорошие моторы с кривошипно-шатунным силовым механизмом.

 

[cloud]

Да, для отдельных деталей, это справедливо. Но, только не для кулисного механизма. Он становится "камнем преткновения" для серийного производства, поскольку является прецизионным, высоко нагруженным, не взаимозаменяемым механизмом, с большим количеством несерийных подгоночных и регулировочных операций при сборке.

Это в качестве примера, как в одном месте вы говорите о "высоких" технологиях для БСМ и тут же о достаточности "гаражных" технологий. Как-то определитесь. 😡

 

[gorgee]

Это в качестве примера, как в одном месте вы говорите о "высоких" технологиях для БСМ и тут же о достаточности "гаражных" технологий. Как-то определитесь. 😡

Здесь очевидно идет речь, о том, что в единичном экземпляре проще обеспечить необходимую для БСМ строгую параллельность направляющих ползуна и осей цилиндров, а также их симметричность с расточкой картера и штока, что в КШМ имеет существенно более свободные допуски, как в серийном производстве, так и по износу.

 

[cloud]

Здесь очевидно идет речь...

Не нужно додумывать за автора. Что пишут, то и читаем...

 

[Иванов]

Это в качестве примера, как в одном месте вы говорите о "высоких" технологиях для БСМ и тут же о достаточности "гаражных" технологий. Как-то определитесь. 😡

Не вижу здесь противоречия. Если вы владеете ( знакомы ) и с теми и другими технологиями ( и серийного производства, где приоритет технологичности, и штучного производства, где приоритет - достижение положительного результата, не считаясь с затратами ), то, при соответствующем качестве в обоих случаях, получаем в разы отличающиеся стоимости конечных изделий.

В условиях "гаражных" можно долго "ковыряться" ( чем я сам, часто занимаюсь ) и произвести штучный, прецизионный механизм, превосходящий по характеристикам любое серийное изделие. Но, при попытке адаптации к серии ( и требованиям серийного производства ) это творение окажется не жизнеспособным...

Я могу ошибаться в деталях описания, которые могли не упоминаться в книге "Бесшатунные двигатели внутреннего сгорания. С.С. Баландин". В то время я читал много литаратуры, в том числе мемуары конструкторов и воспоминания авиаторов - эксплуатировавших технику в частях... Мои выводы, скорее всего не изложены в данной книге, а являются следствием интегральной личной оценки моторов бсшатунной схемы ( Баландина, в частности ). Касаясь сравнений моторов Баландина с классиками ( шатунными ), - история повторяется. Сейчас, конструкторы "линейных" или "аксиальных" моторов и систем генерации электроэнергии, на новом витке истории сталкиваются с аналогичными проблемами ( конструкции БШМ ).

В истории эволюции нет запрета на разнообразие видов. Но есть ограничения... и естественный отбор, который отсекает "тупиковые" ветви эволюции.

 

[Madras]

" Если бы реально хотели, то запустили бы проект с видео на кикстартере например, и за месяц набрали бы денег...
2. Вот этот узел"

И я тоже такого мнения. Лично звонил им, и предлагал им, изготовить реальный двигатель. А также указал сайт реаа. ру для ознакомления.

 

[cloud]

А 16 млн. рублей или 200 тыс. американских рублей вы им не предлагали?

 

[SergeS]

В условиях "гаражных" можно долго "ковыряться" ( чем я сам, часто занимаюсь ) и произвести штучный, прецизионный механизм, превосходящий по характеристикам любое серийное изделие. Но, при попытке адаптации к серии ( и требованиям серийного производства ) это творение окажется не жизнеспособным...

А вот здесь я не соглашусь.

 

[cloud]

В условиях "гаражных" можно долго "ковыряться" ( чем я сам, часто занимаюсь ) и произвести штучный, прецизионный механизм, превосходящий по характеристикам любое серийное изделие. Но, при попытке адаптации к серии ( и требованиям серийного производства ) это творение окажется не жизнеспособным...

А вот здесь я не соглашусь.

И я тоже не соглашусь. Причем, категорически. Проекты для "гаража" и для серии это совершенно разные технологии, финансирование и т.п.

 

[SergeS]

Ну да. Делать порошки из твердых сплавов в вакууме в гараже, или эрозионные станки, или хитрые твердые/жаростойкие покрытия, керамика... ... ... и сама прецизионностьпод конец.
Гаражи, даже в англии и в других странах со свободным творчеством, в конце концов начали использовать серийные моторы , узлы и агрегаты, ограничив себя изготовлением корпусов, и внутренним обустройством типа сидений.

 

[Vladimir1950]

За 16 лимонов можно оборудовать неплохой мехучасток с кучей ЧПУ. Откуда такие потребности в таких деньгах?

 

[cloud]

За 16 лимонов можно оборудовать неплохой мехучасток с кучей ЧПУ. Откуда такие потребности в таких деньгах?

Наверное посчитали...

 

[SergeS]

За 16 лимонов можно оборудовать неплохой мехучасток с кучей ЧПУ. Откуда такие потребности в таких деньгах?

Толковый чпу и один не получится купить за 16 миллионов. А если фрезернорасточной чтобы блоками моторов заниматься, так и не чпу не купишь, если ни какое ни будь уделаное барахло проработавшее сто лет.
Да и люди со своими потребностями в счёт не идут, как я понимаю? Можно взять бомжей, они сделают сверхновый мотор за еду и жилье 😂