Двухтактная вариация двигателя Avadi

Откуда
С-Пб
Есть у avadiengines весьма интересный прототип одноцилиндрового 4Т двигателя, для БПЛА и иных подобных применений, с полностью сбалансированным КШМ, объединенным с редуктором.
Главным плюсом этой конструкции является практически идеальная сбалансированность, отсутствие боковых сил на поршне (что позволяет уменьшить высоту юбки) ну и кроме того, в довесок - малый мидель и встроенный редуктор.

1737671309314.png


Однако, у этого прототипа не особенно впечатляющие хар-ки, в первую очередь, имхо, из за отвратительного наполнения цилиндра, вызванного золотниковым газораспределением.

Дополнительного секаса разработчикам, как можно предположить с заметной долей вероятности, доставляет и уплотнение подвижного газового стыка между вращающимся цилиндром, и неподвижной частью камеры сгорания с установленной в ней свечой зажигания, что также вряд ли добавит надёжности.

Собственно, все эти проблемы - очень доступно изложены в этом видео-обзоре.

Однако, использование такого КШМ - возможно и в двухтактном двигателе, при этом - большая часть вышеописанных недостатков естественным образом самоустраняется, а плюсы - остаются.
При передаточной паре редуктора, 1:2 как у оригинала AVADI , и двух продувочных окнах на вращающемся цилиндре - они будут совмещаться с впускным и выпускным каналами в конце каждого рабочего хода. Свечу, установленную на вращающемся цилиндре, нужно оснастить подвижным контактом, что не представляет особой сложности.
Принудительное охлаждение вращающегося цилиндра - организовать по типу центробежного вентилятора.

1737672393372.png


1737675105387.png


Возможна также реализация двухтактного дизеля по похожей схеме, с центральным выпускным клапаном (вращающимся вместе с цилиндром, с приводом от кулачка на подвижной части) и впуском воздуха через продувочные окна (либо наоборот, впуск через клапан - выпуск через окна). В этом случае - в неподвижной части цилиндра необходима форкамера с форсункой, а в подвижной - отверстие , совмещающее форкамеру с камерой сгорания. Но тут надо думать , насколько это в принципе целесообразно, т.к. двухтактные дизели требуют наддув. Да и сложностей больше - например, уплотнение форкамеры.
 
Представлял подобный проект 4-х тактного двигателя с золотниковым ГРМ для мало ресурсного ПД для ударного БПЛА. Основывался на представленном выше варианте двигателя. Получил по полной. Сам отказался от этого варианта из-за высокой стоимости изготовления конических зубчатых пар. Этот вариант просто обычная поисковая проработка, реальной перспективы ни какой, дорогое удовольствие с ограниченным ресурсом.
 
Не помню, озвучивалась ли главная проблема такого двигателя в обзорном видео (давно смотрел), заключающаяся в том, что коленвал вращается одновременно в двух перпендикулярных плоскостях, что естественно вызовет огромные переменные ломающие нагрузки в нем. Только по этой причине даже не посмотрел бы в его сторону.

Непонятно, зачем они заставили карусельно вращаться коленвал, когда можно было заставить вращаться лишь одну коническую шестерню во второй плоскости с выходным валом. При этом компоновка осталась той же, но двигатель превратился бы в самый обычный, с нормальной работой. Хоть и с двумя шатунами, как на каком-то мотоцикле.

Кстати, на счет сбалансированности там не все идеально, противовесы то разнесены вдоль оси коленвала. Конструкция двигателя с двумя балансирными валами была бы не тяжелее, но проще и надежнее. Сейчас есть много движков одноцилиндровых 4-х тактных на помпах, генераторах и проч., так некоторые работают очень мягко и тихо, хотя и с одним балансирным валом.
 
Представлял подобный проект 4-х тактного двигателя с золотниковым ГРМ для мало ресурсного ПД для ударного БПЛА. Основывался на представленном выше варианте двигателя. Получил по полной. Сам отказался от этого варианта из-за высокой стоимости изготовления конических зубчатых пар. Этот вариант просто обычная поисковая проработка, реальной перспективы ни какой, дорогое удовольствие с ограниченным ресурсом.
Так о том и речь, что в 2Т варианте - проблем с золотниковым ГРМ нет. А наличие редуктора - позволяет поднять эффективность винта, за счет увеличения его диаметра.
Не помню, озвучивалась ли главная проблема такого двигателя в обзорном видео (давно смотрел), заключающаяся в том, что коленвал вращается одновременно в двух перпендикулярных плоскостях, что естественно вызовет огромные переменные ломающие нагрузки в нем. Только по этой причине даже не посмотрел бы в его сторону.

Непонятно, зачем они заставили карусельно вращаться коленвал, когда можно было заставить вращаться лишь одну коническую шестерню во второй плоскости с выходным валом. При этом компоновка осталась той же, но двигатель превратился бы в самый обычный, с нормальной работой. Хоть и с двумя шатунами, как на каком-то мотоцикле.

Кстати, на счет сбалансированности там не все идеально, противовесы то разнесены вдоль оси коленвала. Конструкция двигателя с двумя балансирными валами была бы не тяжелее, но проще и надежнее. Сейчас есть много движков одноцилиндровых 4-х тактных на помпах, генераторах и проч., так некоторые работают очень мягко и тихо, хотя и с одним балансирным валом.
Кстати, да, отличная идея, в 2Т варианте - можно цилиндр и вовсе не вращать.
По поводу балансирных валов - два вала + редуктор + обычный КШМ, будет скорее всего тяжелее, чем комбинированный КШМ с редуктором.
Что же касается баланса - да, там есть некоторое расстояние между противовесами, но оно мало, т.е. и момент небольшой.
1737705329966.png
 
Последнее редактирование:
Преимуществ такая схема не имеет, одни проблемы. По этому от данной схемы отказался. Обычная одноцилиндровка, легче, проще, дешевле и технологичней. 3D-модель можно построить и сравнить с аналогом обычного одноцилиндрового двигателя. Для авиадвигателей одноцилиндровка имеет смысл только для лёгких БПЛА.
 
Это одна из разновидностей ромбического привода. Где все хорошо на бумаге, иногда не плохо при прокрутке без нагрузки - но в реалной жизни лезут люфты в шестерне и все вертится вокруг вертикалной оси на 2-3 градуса. И ах и ох создает трения. Ниже пример который работает в моторе без ударов. И то доп звено свободы ввели.
1737712408645.png
 
По поводу балансирных валов - два вала + редуктор + обычный КШМ, будет скорее всего тяжелее, чем комбинированный КШМ с редуктором.
Когда нахожусь месяц на вахте, по вечерам делать нечего, так зарисовываю всякие свои мысли.
Пробовал прорисовывать и версию одноцилиндра 2т. Правда немного потыкав оставил эту тему. Для гражданских целей появились сомнения в ресурсе, а тема БПЛА меня не интересует, смысл ею заниматься если сам с ней никаким боком не связан.

Но из того, что успел намоделировать.
В таком виде вес 5,6 кг, мощность 22 л.с. при 5500 об/мин. Винт 0,9м, что эквивалентно винту 1,87 м для двигателя Ротакс 912.
Рассматривал и версию с балансирными валами, даже не поленился детально высчитать необходимые массы противовесов.
Так вот сами балансирные валы в сумме с центральной шестерней завесили для данного двигателя 760 грамм в чугунном исполнении. Плюс доп. масса в картере, итого примерно лишний кг на двигатель.
Но в конце отказался от этих валов. Не такая уж и большая вибрация получается. Учитывая, что предполагалось таких двигателей ставить н ультра-ЛА 2 шт. консольно по бокам, то с вибрацией на фюзеляж проблем бы не было. К тому же, как не балансируй одноцилиндровый двигатель, все равно остается пульсирующий реактивный момент на картере, т.е. мотораму все равно будет трусить. А тут примерно то на то и выходит.

Одноцил.jpg


Балансиры.jpg
 
Последнее редактирование:
Когда нахожусь месяц на вахте, по вечерам делать нечего, так зарисовываю всякие свои мысли.
Пробовал прорисовывать и версию одноцилиндра 2т. Правда немного потыкав оставил эту тему. Для гражданских целей появились сомнения в ресурсе, а тема БПЛА меня не интересует, смысл ею заниматься если сам с ней никаким боком не связан.

Но из того, что успел намоделировать.
В таком виде вес 5,6 кг, мощность 22 л.с. при 5500 об/мин. Винт 0,9м, что эквивалентно винту 1,87 м для двигателя Ротакс 912.
Рассматривал и версию с балансирными валами, даже не поленился детально высчитать необходимые массы противовесов.
Так вот сами балансирные валы в сумме с центральной шестерней завесили для данного двигателя 760 грамм в чугунном исполнении. Плюс доп. масса в картере, итого примерно лишний кг на двигатель.
Но в конце отказался от этих валов. Не такая уж и большая вибрация получается. Учитывая, что предполагалось таких двигателей ставить н ультра-ЛА 2 шт. консольно по бокам, то с вибрацией на фюзеляж проблем бы не было. К тому же, как не балансируй одноцилиндровый двигатель, все равно остается пульсирующий реактивный момент на картере, т.е. мотораму все равно будет трусить. А тут примерно то на то и выходит.

Посмотреть вложение 570244

Посмотреть вложение 570245
Так примерно устроена советская бензопила Тайга 216, сам её пользовался при строительстве дома, когда делали перекрытие оставляешь её заведенной на доске и она стоит не двигается, а всякие Партнёры и Штили гусиным шагом уходят))) и кстати эта Тайга при работе на лесоповале сучкорезом, а это больше часов чем обычный Урал на валке, замечен большим ресурсом, их в основном убивали бревном упавшим, так что видимо смысл в ур.валах есть
 
  • Мне нравится!
Reactions: BSM
видимо смысл в ур.валах есть
Есть ещё советские ГОСТы где оговорен допустимый уровень виброускорений на органах управления ручного механизированного инструмента с ПД. Когда мы сертифицировали двигатель "Сунгирь-2" то нахлебались по полной по данному вопросу. Я занимался этим лично. Приходилось спорить с представителями сертифицирующей организации. Довели уровень вибрации до требуемого уровня за счёт демпферов, геморройное это дело. Тогда поставщики импортной техники просто за взятки обходили наши существующие нормы получая за доллары разрешения на каждые полгода. В научной литературе указывалась как самая опасная седьмая гармоника, почему, не знаю. Сейчас всё это не актуально, своего производства таких моторов в стране нет.
 
Это одна из разновидностей ромбического привода. Где все хорошо на бумаге, иногда не плохо при прокрутке без нагрузки - но в реалной жизни лезут люфты в шестерне и все вертится вокруг вертикалной оси на 2-3 градуса. И ах и ох создает трения. Ниже пример который работает в моторе без ударов. И то доп звено свободы ввели.
Справедливости ради, у механизма avadi люфты в зацеплении шестерен на положение частей не влияют, т.к. есть ешё два шатуна, соединенных с кривошипами и поршнем, в сами шестерни сидят вместе с кривошипами на валах, жестко закрепленных к вращающемуся цилиндру.
 
Так примерно устроена советская бензопила Тайга 216, ....оставляешь её заведенной на доске и она стоит не двигается, а всякие Партнёры и Штили гусиным шагом уходят))) ...., так что видимо смысл в ур.валах есть

Есть ещё советские ГОСТы где оговорен допустимый уровень виброускорений на органах управления ручного механизированного инструмента с ПД. Когда мы сертифицировали двигатель "Сунгирь-2" то нахлебались по полной по данному вопросу. Я занимался этим лично. Приходилось спорить с представителями сертифицирующей организации. Довели уровень вибрации до требуемого уровня за счёт демпферов, геморройное это дело. Тогда поставщики импортной техники просто за взятки обходили наши существующие нормы получая за доллары разрешения на каждые полгода. В научной литературе указывалась как самая опасная седьмая гармоника, почему, не знаю. Сейчас всё это не актуально, своего производства таких моторов в стране нет.
Спасибо, и не знал что в пилах когда-то делали уравновешивающие валы.
Сейчас такое, как понимаю, не практикуется, так что можно рассматривать как "технологии древней цивилизации"... Пользовался champion-251, там таких излишеств не наблюдается, и после работы руки гудят...
1737728186844.png
 
Спасибо, и не знал что в пилах когда-то делали уравновешивающие валы.
Сейчас такое, как понимаю, не практикуется, так что можно рассматривать как "технологии древней цивилизации"...
Двигатель автомобиля ВАЗ-11113 "Ока" имел два уравновешивающих вала, Схема уравновешивания (сил инерции 1-го порядка) довольно простая, если нарисовать вращение векторов дисбаланса. Я пересчитывал пару раз гонщикам сколько материала снимать надо с щек и с урвалов при установке спортивных комплектующих ЦПГ... Балансировка уходила довольно существенно, так, первый раз когда Дима Интегратор перегнал из Кургана машину в Тюмень у него с подрамника три болта от вибрации отпало...
 
Двигатель автомобиля ВАЗ-11113 "Ока" имел два уравновешивающих вала, Схема уравновешивания (сил инерции 1-го порядка) довольно простая, если нарисовать вращение векторов дисбаланса. Я пересчитывал пару раз гонщикам сколько материала снимать надо с щек и с урвалов при установке спортивных комплектующих ЦПГ... Балансировка уходила довольно существенно, так, первый раз когда Дима Интегратор перегнал из Кургана машину в Тюмень у него с подрамника три болта от вибрации отпало...
Про Оку в курсе, у меня она была первой машиной)
 
Назад
Вверх