Диафрагменно-Поршневая Машина

[JohnDoe]

Вот "одновальный", БСМ-ный вариант. Причём большое отверстие выполнено прямо в поршне(показал заливкой, что поршень сплошной), т.е. поршень служит и поршнем, и кулисой(если эксцентриковый механизм заменить кулисным) и ползуном. Габарит и массу можно сильно сократить, сместив отверстие ближе к центру, укоротив "полки" поршней, наделав окон облегчения и пр. Самое забавное, что в данной и предыдущей схемах разгружаются коренные шейки вала, нагрузку воспринимает корпус/картер. Вполне мозно попробовать КВ из дюраля сваять или вообще из пластика типа торлона. ))))))

 

[JohnDoe]

Вот, примерно так, без "обрезания" лишнего мяса с поршней и корпуса(без мышки рисовать тяжко очень). В ведомых поршнях такиеже отверстия как и в ведущем, т.е. поршни идентичны. Это и для уравновешивания, балансировки хорошо, и для снижения массы и для... РЕСУРСА! Типа при переборке можно менять поршни местами, износился ведущий поршень, разбилось в нём отверстие под КВ/эксцентрик - перекинул на местами с ведомый и дальше юзаешь девайс. И так пока все поршня не поработают ведущими. ;D

 

[L270767]

Углы у поршней срезал, чтобы пропустить болтики для соединения крышек корпуса. Но в реальном двигателе этих мест креплений будет не достаточно, т.к. основное давление точно по середине. Болт пропускать через КС и сама КС становится в форме бублика?

 

[JohnDoe]

Углы у поршней срезал, чтобы пропустить болтики для соединения крышек корпуса. Но в реальном двигателе этих мест креплений будет не достаточно, т.к. основное давление точно по середине. Болт пропускать через КС и сама КС становится в форме бублика?

Ну, габариты самих поршней можно ещё существенно сократить. В самом-разсамом случае длины контактирующей плоскости в 20(удвоенный проставленный размер в "10" на ней) более чем достаточно. А значит  крепления существенно сместятся к центру, жёсткость кратно возрастёт. Плюс внешние рёбра жёсткости на крышках, одновременно могут играть роль рёбер охлаждения.
Вариант с пропусканием болта через КС конечно возможен, но нежелателен, лишняя поверхность теплообмена(потери). Хотя, в свете планируемого создания вихревого течения заряда в КС, такое решение может оказаться даже полезным.

 

[L270767]

Как видно, значимо уменьшить габариты не смог, приняв для себя минимальное приближение шатуна к внутренней стенки поршня в 1 мм.
О БСМ думал, но полагаю, что получилось бы еще более громоздко из-за включения поперечных ползунов. Явно было бы больше деталей.

 

[JohnDoe]

О БСМ думал, но полагаю, что получилось бы еще более громоздко из-за включения поперечных ползунов. Явно было бы больше деталей. 

Ничего добавлять не надо! На представленных схемах ползуны уже есть - это корпус и... сами поршни! Каждый поршень опирается и скользит одной стороной("гипотенузой") по корпусу, а 2-мя другими сторонами("катетами") по соседним поршням:

Вся геометрия построена так, что двигаться поршни могут только по прямой. Для БСМ само то. Я и думал, что вы изначально его применили. Если на рисунке выше считать, что красный квадратик это шатунная шейка КВ. малый красный круг - шестерня/ролик радиусом R1, а большой красный круг - отверстие/шестерня внутреннего зацепления с радиусом R2= 2*R1, то получаем классический бесшатунный механизм. Деталек, в сравнении с КШМ, много меньше. Но, даже если Вы будете делать с КШМ, то можно, в представленных схемах  обойтись лишь ОДНИМ КШМ, остальные три поршня будут ведомыми, только обязательна надёжная смазка сопрягаемых поверхностей и поршней и корпуса.
ИМХУ

 

[L270767]

@ JohnDoe

В БСМ эксцентрик, ведущий поршень, должен контролироваться "поперечным" эксцентриком, скользящим поперек основного "в своих санях по своей колее". И вот это городить сложно и многодетально.  В БСМ Баландина поперечные ползуны использованы на такие же поршни, а в Вашем механизме их ни на что полезное не использовать. Поэтому КШМ считаю здесь предпочтительней.
Красные квадратики с закругленными углами - это валы, с насаженными на них втулками - маленькие кружки, и эксцентрики - большие кружки (с экцентриситетом) со смещением 4 мм. На эксцентрики насажены шатуны - синие "груши".
R1 - так поставил компьютер радиус окружности в миллиметрах, которую я нарисовал, показав минимальное приближение шатуна к внутренней стенке поршня.
Весь БСМ внутрь поршня не поместить. Там может быть только один эксцентрик на КВ или на эксцентриковом вале. Второй эксцентрик в поперечных ползунах пришлось бы размещать на корпусе.
Если у Вас есть другое предложение по механизму - жду.
3 "лишних" вала можно будет убрать потом из модельки.

 

[L270767]

Готов напечатать такую модельку. Красным цветом нарисован корпус, синим - поршни, фиолетовым - шатуны, голубым - вал с насаженными на него эксцентриками и втулками, зеленым - в другой плоскости дышло и эксцентрики на тех же валах.
Поршни в НМТ дополнительно развел на 2 мм., чем уменьшил геометрическую степень сжатия до 9: 4х4 против 12х12. Увеличить степень сжатия можно тем что в КС поместить какой либо предмет, например болт, соединяющий крышки корпуса  🙂.
Между трущимися деталями, в т.ч. между поршнями 0.2 мм. Меньше не получается, пробовал.

 

[JohnDoe]

Готов напечатать такую модельку.

Ну,что ж, к другим вариантам можно вернуться и позже. 😉

Поршни в НМТ дополнительно развел на 2 мм., чем уменьшил геометрическую степень сжатия до 9: 4х4 против 12х12. Увеличить степень сжатия можно тем что в КС поместить какой либо предмет, например болт, соединяющий крышки корпуса 

Лучше, вместо болта, устроить  два автоклапана в крышках. В одной впускной, во второй - выпускной. Можно будет модельку как насос использовать.

Между трущимися деталями, в т.ч. между поршнями 0.2 мм. Меньше не получается, пробовал. 

Если принтер печатает с допуском 0,1мм так и будет. Можно предусмотреть вставку каких-нить "прокладок", уплотнений из фторопласта, например. В реальной конструкции их всё равно делать нужно.

 

[L270767]

Модель печатаю. И это действительно наглядная модель с смотровым окном. Изделие, в том числе насос, я раньше сделать не смог. В качестве уплотнений использовал войлок, пластины стекловаты, металлической и каменной ваты. Если делал плотно, то модель не мог прокрутить. А когда срезал лишнее, пропадала герметизация. А пластик по пластику при быстром вращении дрелью нагреваются, плавятся, а после остановки детали спаиваются.

 

[JohnDoe]

Изделие, в том числе насос, я раньше сделать не смог.

По моей схеме или какие-то другие опыты? Хотя от схемы тут мало что зависит, скорее от точности оборудования.

А когда срезал лишнее, пропадала герметизация.

Нужна шлифовка, но это в гараже с необходимой точностью врядли. Хотя.... чисто ручная работа с контролем размеров чуть ли не после каждого маха напильником... вполне аозможн, но больно гиморно.

А пластик по пластику при быстром вращении дрелью нагреваются, плавятся, а после остановки детали спаиваются. 

Фторопласт-4 рабочая Т до 200гр.С, смазка водой, влагой содержащейся в воздухе.

 

[L270767]

https://www.youtube.com/watch?v=yudWLcPqVXg

Если действительно делать 4 привода на каждый поршень, то механизм получается огромен относительно рабочего объема. Ну а без нагрузки действительно один поршень толкает 3 остальных.

 

[JohnDoe]

https://www.youtube.com/watch?v=yudWLcPqVXg

Если действительно делать 4 привода на каждый поршень, то механизм получается огромен относительно рабочего объема. Ну а без нагрузки действительно один поршень толкает 3 остальных.

Спасибо! Приятно видеть свою идею в металле в пластмассе! Пусть и пока не в оптимальном вероянте. Спасибо ещё раз!
1 поршень будет толкать другие и под нагрузкой, вопрос надёжной смазки и точности изготовления(минимальная возможность перекоса, клина). В общем простора для работы вагон.

 

[L270767]

Вынос КШМ из поршня на крышку позволит на четверть уменьшить габариты механизма, но все равно они значительные.

 

[L270767]

Вот еще вариант компоновки. Еще чуть поменьше. Но в этом случае КШМ на всю машину только один, снаружи от крышки.
Правда второй КШМ можно запихнуть.

 

[L270767]

https://www.youtube.com/watch?v=XmAYFBXTMPw

Не почувствовал разницы, что с 1 шатуном (он под крышкой поршня), что с 4 приводами на каждый поршень. Тогда зачем огород городить?

 

[JohnDoe]

Может всё же прикинете Кривошипно-кулисный механизм?
[media]https://www.youtube.com/watch?v=fP3QduFQzwQ[/media]

В качестве кулисы - поршень с пазом в котором движется камень, ползуны не нужны, как  я раньше писал.
Хотя и у КШМ тут резервы ещё не исчерпаны.
ИМХУ

 

[L270767]

А где ДВС с кулисой? Один оппозитник, который все пытаются делать.  Т.е. остается выбирать между КШМ и БСМ.

С кулисой сделать проще. А если с КВ - то и компактней.

 

[JohnDoe]

Т.е. остается выбирать между КШМ и БСМ.

Дык ККМ это один из вариантов БСМ, шатуна-то нет! 😉 Чуть позже попробую схематически изобразить, если выйдет.
А можно вот такой(Булаген его как-то уже постил в какой-то теме):
[media]https://www.youtube.com/watch?v=FsNe5tRxTgQ[/media]

 

[JohnDoe]

С кулисой сделать проще. А если с КВ - то и компактней. 

Вот-вот. Я про это и говорил с самого начала. Правда, может колченого выражался, не вполне ясно. Сорри, ежели что. :-[