DeadDenne
Продажа комплектующих - 2015chernov@mail.ru
- Откуда
- Беларусь, Минск
Народный двигатель
Thread moderators:
свободник
С виду прям обыкновенная планетовская. Усиления бы добавить по кругу от шпильки к шпильке. А чем родная планетовская не устраивае.т Степень сжатия там не дюжая, можно еще малость разжать и точнув сквишь зону под ф76 и будет как раз для увеличившейся кубатуры
Антон Алексеев
Я люблю помогать строить самолеты!
- Откуда
- Томск
Уклоны литейные обязательно нужно моделить (рёбра в виде клина, вдобавок, лучше тепло отводят). И скругления.
Моторс-инжиниринг
Техника- наше все!
- Откуда
- Беларусь
Да, с нее нарисовано. Еще отредактирую. Родная под 1 свечу, поставлю две. И мне сделать ее проще чем покупать. Тем более, что сегодня они есть. А завтра может не быть или цену взвинтят. Я привык идти от простого к сложному. Сделаю рабочий прототип. Потом посмотрю на, что он способен. И начну дорабатывать.
Буду выкладывать чертежи. Мне не жалко. Коллективный разум всегда лучше. И Вам спасибо, за рецензии.
Моторс-инжиниринг
Техника- наше все!
- Откуда
- Беларусь
Сделаю 🙂
- Откуда
- Брянская обл.
Не надо было этого делать!
Столько времени потратил на исследовательскую работу по этой теме, куча опытов, экспериментов, разработал свой собственный рецепт формомассы, подобрал разделитель и т.д. и т.п.
А в итоге хрень хренью эта гипсовая технология. Самая главная надежда была на то, что в отличие от ХТС на смоле гипс можно нагревать перед заливкой метелла до 300 и выше градусов. Ну, типа алюминий будет хорошо проливать тонкие ребра при горячей форме. Но как оказалось, не знаю почему, но никаких бонусов это прогретость не дала. Один хрен ребра не пролились.
Опыты проводил на простейшей головке для двухтактника.
На фото слева отливка в гипс, справа серая - ХТСная (серая получилось после термообработки). Хтсная оказалась лучше, хоть и заливалась на холодную.
Кстати, Керхером вымывается мой состав, но лучше этого не делать )))) все вокруг становиться белым. Вода проделывает отверстия в гипсе между ребер и рикошетит во все стороны. Ужас просто!!!
Попалась в интернетах статья и видео о семействе (из двух штук) крайне интересных моторов Napier Nomad 1/2, появившихся на закате поршневой авиации, и скончавшихся вместе с ней. И если первый из них был избыточно сложным, то второй - уже более подходит на роль прототипа.
Как мне кажется, некоторые их технические решения, в различных комбинациях, могут быть использованы для пресловутого "народного двигателя", с широким использованием серийных компонентов.
Итак, краткий исторический экскурс:
Napier Nomad Compound Aircraft Engine
Видео, для тех, кто осилил "то-что-теперь-нельзя-называть":
Упрощённая схема Napier Nomad 2:
Конструкция:
Конструктивно, Napier Nomad 2 это 12-и цилиндровый двухтактный дизельный двигатель, с газораспределением через продувочные окна и сухим картером, в конфигурации Flat-12 (не оппозитный, т.е. оба шатуна противоположных цилиндров на одной шатунной шейке, использован вильчатый шатун), и принудительным (комбинированным - механически через вариатор и от турбины) наддувом.
Что из этого можно было бы применить на практике в "народном двигателе"?
1. Базовую конфигурацию Р-4, с использованием серийного коленвала из автокомпонентов.
2. Газораспределение через продувочные окна, аналогично прототипу, с обеспечением наддува (см.ниже).
3. Дизель или бензин (во втором случае - с непосредственным впрыском, либо непосредственно в камеру сгорания, либо в цилиндр на такте сжатия после закрытия выпускных окон - в этом случае, вероятно, можно применить более простую и дешевую форсунку)
4. Водяное (с мокрыми гильзами) или воздушное охлаждение, заготовки гильз, кольца, пальцы, шатуны и вкладыши - доступны из автокомпонентов.
5. Наддув - тут возможно несколько вариантов:
а) В виде серийного центробежного нагнетателя с приводом поликлиновым или зубчатым ремнём от КВ через электромагнитную муфту, при этом ремень также приводит мотор-генератор (синхронный ЭД с постоянными магнитами). Наддув при запуске - осуществляется при выключенной муфте, с приводом нагнетателя от мотор генератора. Энергия выхлопных газов может частично утилизироваться в реактивных патрубках, создавая дополнительную тягу.
b) В виде турбокомпрессора, совмещенного с мотор-генератором. Наддув при запуске - осуществляется посредством мотор-генератора. Однако, серийных таких нет, а изготовление может быть затруднительно.
6. Вполне возможным выглядит и масштабирование до конфигурации Flat-8, при наличии такой потребности.
Как мне кажется, некоторые их технические решения, в различных комбинациях, могут быть использованы для пресловутого "народного двигателя", с широким использованием серийных компонентов.
Итак, краткий исторический экскурс:
Napier Nomad Compound Aircraft Engine
Видео, для тех, кто осилил "то-что-теперь-нельзя-называть":
Упрощённая схема Napier Nomad 2:
Конструкция:
Конструктивно, Napier Nomad 2 это 12-и цилиндровый двухтактный дизельный двигатель, с газораспределением через продувочные окна и сухим картером, в конфигурации Flat-12 (не оппозитный, т.е. оба шатуна противоположных цилиндров на одной шатунной шейке, использован вильчатый шатун), и принудительным (комбинированным - механически через вариатор и от турбины) наддувом.
Что из этого можно было бы применить на практике в "народном двигателе"?
1. Базовую конфигурацию Р-4, с использованием серийного коленвала из автокомпонентов.
2. Газораспределение через продувочные окна, аналогично прототипу, с обеспечением наддува (см.ниже).
3. Дизель или бензин (во втором случае - с непосредственным впрыском, либо непосредственно в камеру сгорания, либо в цилиндр на такте сжатия после закрытия выпускных окон - в этом случае, вероятно, можно применить более простую и дешевую форсунку)
4. Водяное (с мокрыми гильзами) или воздушное охлаждение, заготовки гильз, кольца, пальцы, шатуны и вкладыши - доступны из автокомпонентов.
5. Наддув - тут возможно несколько вариантов:
а) В виде серийного центробежного нагнетателя с приводом поликлиновым или зубчатым ремнём от КВ через электромагнитную муфту, при этом ремень также приводит мотор-генератор (синхронный ЭД с постоянными магнитами). Наддув при запуске - осуществляется при выключенной муфте, с приводом нагнетателя от мотор генератора. Энергия выхлопных газов может частично утилизироваться в реактивных патрубках, создавая дополнительную тягу.
b) В виде турбокомпрессора, совмещенного с мотор-генератором. Наддув при запуске - осуществляется посредством мотор-генератора. Однако, серийных таких нет, а изготовление может быть затруднительно.
6. Вполне возможным выглядит и масштабирование до конфигурации Flat-8, при наличии такой потребности.
- Откуда
- Комсомольск-на-Амуре
Изобразите хотя бы в эскизе как всё это может выглядеть в моторе, например, 50 л.с., как имеющего наибольшую потребность в народной/самодельной авиации.
Ок, давайте прикинем.
Двигатель примем безредукторный, перевернутый Р-4, воздушного охлаждения, для винта диаметром полтора метра. Скорость конца лопасти для начала примем по минимуму - 150м/с
150*60/(3.1415*1900) = 1.5м винт при 1900об/мин.
Как прототип качества организации двухтактного рабочего процесса в единичном цилиндре - возьмём Иж-П5 (72/85мм, 346 см3, 22л.с при 4850 об/мин).
Пересчитаем на размерность 76/80мм , что бы использовать готовые коленвалы и заготовки гильз.
8*3.1415*(7.6/2)**2 = 363 см3 - чуть больше, чем у прототипа, приемлемо.
Вычислим момент прототипа при 4850 об/мин: 9550*(22/1.36)/4850 = 31.85 Н*м.
Мощность, допуская, что момент постоянный, при 1900об/мин:
(31.85*1900*1.36)/9550 = 8.62 л.с.
Итого, с 4-х цилиндров 34.5 л.с. Маловато.
Пересчитаем на скорость конца лопасти 180м/с:
180*60/(3.1415*2250) = 1.527 винт при 2250 об/мин.
Мощность, допуская, что момент постоянный, при 2250 об/мин:
(31.85*2250*1.36)/9550 = 10.2 л.с., т.е. с 4-х цилиндров примерно 40 л.с.
Однако, мы не учитывали эффект от наддува (как, впрочем, и затраты мощности на привод продувочного компрессора), а также - наличие прямого впрыска и связанных с этим плюшек в виде возможности повышения степени сжатия.
Т.е. недостающие до ТЗ 10л.с. - вполне возможно получить от вышеперечисленного.
Также можно немного увеличить ход - есть тюнинговые валы ВАЗ 21213 на 85мм ход поршня.
тогда объём одного цилиндра будет уже 385.5 см3, а общая мощность около 45 л.с. без учёта наддува и впрыска.
Теперь по компоновке - перевернутая потребует сухого картера и двух маслонасосов.
Размещение вспомогательных агрегатов (наддув, мотор-генератор) - с задней стороны, с приводом от носка коленвала.
Впуск и выпуск в такой размерности кажется удобным и целесообразным разнести на разные стороны.
Реактивные выхлопные патрубки - можно использовать и в качестве эжекторов для прокачки охлаждающего воздуха.
Подачу охлаждающего воздуха - можно реализовать центробежным вентилятором на переднем конце коленвала, зубчатый венец стартера - на нем же.
Направление охлаждающего воздуха к цилиндрам - капотами вокруг двигателя, и перегородками.
- Откуда
- Комсомольск-на-Амуре
Стенка цилиндра + рёбра охлаждения получаются не более 9 мм между цилиндрами. Придётся рёбра в плане делать квадратоподобными. Значит литьё. Значит люминий. Значит вставные гильзы.
Проще и дешевле выглядит вариант фрезернуть рёбра из стальной толстостенной трубы. Без литья и вставных гильз.
Зачем на 4-тактном колене 2-тактный мотор? Плавность хода останется как у 2-цилиндрового.
С какой целью в расчётах применяете окружные скорости лопастей 150 и 180 м/с?
2250 об/мин при ходе поршя 85 мм - это средняя скорость поршней ~6,4 м/с.
Обычна она лежит в диапазоне 8...11 м/с.
Исходил из Вашего же запроса 🙂 Однако, требование 4Т - кажется не совсем корректным)
Размерность, в принципе, можно и пересмотреть - сделать менее 76мм. Однако, 76мм кажется лучше с точки зрения доступности элементов поршневой - колец, пальцев.
Я думал о литье (в кокиль ?), с использованием готовых заготовок гильз для формирования внутренней полости цилиндра. Вроде этих:
Т.е. цилиндры отдельные, крепятся на шпильках к картеру. Если внешний диаметр залитой гильзы 81мм, а толщина литой оболочки минимум 3мм, то ребра получаются всего 3.4мм высотой в просвете между цилиндрами.
Возможно, вариант с фрезерованными цилиндрами и проще.
1. Такое колено легкодоступно - мы же хотим просто и, желательно, дешево?
2. У 2Т нет ГРМ, он технически проще и легче.
3. У 2Т выше удельная мощность.
4. Плавность хода у 2Т Р-4 будет такая же, как у 2Т Р-2 - однако, он, всё же, сбалансирован по силам инерции первого порядка и их моментам.
1. Окружные скорости лопастей 150 и 180 м/с задавались исходя из рекомедаций в литературе, емнип - не рекомендуется превышать 180 м/с.
2. Что плохого в относительно низкой скорости поршня? Как минимум, это положительно отразится на ресурсе.
3. Если вернуться к Вашему ТЗ, то для винта 1.5м без редуктора - приемлемо 2800 об/мин, при этом и мощность вырастет (можно уменьшить размерность, если что), и скорость поршня будет ближе к указанному вами диапазону.
На размерности 72/85 при 2800 об/мин можно получить (31.85*2800*1.36)/9550 = 12.7 л.с. с цилиндра.
П.С: по здравому размышлению, кажется что электрически управляемую муфту из привода центробежного компрессора - можно исключить, сделав привод постоянным от коленвала (ремнём с задней стороны от шкива на носке коленвала). кроме того, можно исключить и отдельный стартер, заменив его стартер/генератором на переднем конце коленвала.
Вложения
- Откуда
- Комсомольск-на-Амуре
Убираем грм; добавляем компрессор с его приводом. Упрощение?
Ещё Вы забыли добавить маслонасос, маслобак и сопутствующую арматуру. А так же само масло. Потому как раз уж Вы решили не прогонять бензо/масло/воздушную смесь через картер, то придётся применять подшипники скольжения и смазку под давлением.
В чём упрощение и облегчение?
Плавность хода как у 4-тактника. Удельный расход по умолчанию учеличится.
Поршневая РМЗ-250/500 имеет диаметр 72 мм.
Некоторые форумчанины не стесняются крутить за 270 м/с.
Одни плюсы, если мы собираемся строить судовой дизель.
У нас на первом месте параметр кг/л.с. Это если в первом приближении расходом топлива пренебречь.
Средняя скорость поршня ограничена, помимо материалов поршневой, возможностями применяемого масла.
100 лет назад 6 м/с было отличным результатом. Сейчас ротаксы работают со скоростями 11...12 м/с, но при обязательном наличии строго определённого масла. Иначе ресурс никто не гарантирует.
Для наших целей, с обычными автомобильными магазинными маслами, наверное ~8 м/с минимум, при котором всё будет работать долго и надёжно.
Последнее редактирование:
old_soarer
Мотор в самолете вещь, в принципе, лишняя.
- Откуда
- Северный Казахстан
Средняя скорость поршня двигателя ВАЗ-2106 = 15м/с.
Так, для информации.
old_soarer
Мотор в самолете вещь, в принципе, лишняя.
- Откуда
- Северный Казахстан
Некоторые форумчанины и за 300м/с крутят в некоторых обстоятельствах. Обстоятельства, правда, довольно специфические. 🙂
Короче, если точно знаете что делаете - можно не обращать особо внимания на внешнее мнение.
- Откуда
- Комсомольск-на-Амуре
Это при 5625 об/мин. И часто Вы так отжигаете? И как долго?
Подавляющее большинство владельцев Ваз-2106 за всю жизнь машины даже на нейтралке не крутили мотор до таких оборотов. Не говоря уже о работе мотора на этих оборотах при максимальной нагрузке и долго.
Максимальный крутящий момент упомянутого мотора развивается при 3000...3400 об/мин. Это и есть средняя скорость поршней 8...9 м/с., при которой мотор может работать долго с максимальной загрузкой. На этот режим и проектируются авиационные моторы.
Компрессор - готовое покупное изделие, навесной агрегат. И, хотя с этим и можно поспорить, один компрессор для наддува 2Т - всё же проще, чем весь комплект ГРМ на 4Т Р-4.
На забыл, бак на эскизе есть (желтенький), да и маслонасосов нужно два, раз картер сухой. Для них, наверное, также можно использовать готовые комплектующие, типа шестеренных пар:
Упрощение - в том, что бы по максимуму использовать готовые покупные изделия - коленвал, вкладыши подшипников, шатуны, пальцы, кольца (поршневые и маслосъёмные), шестеренчатые пары маслонасосов, гильзы цилиндров, форсунки.
Ну и, попутно, обеспечим высокий ресурс - исключив масляное голодание как класс.
Подозреваю, что 2Т Р-4 с плоским КВ , в части плавности хода, будет неотличим от 4Т Р-4.
Насчёт расхода - возможно, но не факт - у 2Т скорее всего будут меньше мех.потери (нет ГРМ, затраты на привод компрессора - небольшие из-за малого давления наддува). А других причин - как бы и нет, т.к. непосредственный впрыск.
На поршневую 72мм подходят от ZAZ Таврия 1102-1105 дв. 1.1-1.2L. Есть ещё из мото-ассортимента в таком диаметре.
В целом согласен, размерность 72/85 подходит лучше, как минимум - с точки зрения охлаждения при заданном готовым коленвалом межцентровом расстоянии.
Ну давайте поднимем обороты до 2850, будет больше 180м/с) Я не настаиваю, только мощность выше заданной ТЗ в 50л.с. будет)
При 2850 об/мин и ходе 85мм - получим искомые 8м/с.
И мощность 4*(31.85*2850*1.36)/9550 = 51.7 л.с , без учёта наддува и впрыска.
В истории есть примеры и сверхзвуковых воздушных винтов) только не пошли в серию, уж больно громкие получились)
old_soarer
Мотор в самолете вещь, в принципе, лишняя.
- Откуда
- Северный Казахстан
ВАЗ-2106 во времена 4-скоростных коробок бегал по трассе 100км/ч с оборотами около 4000 мин^-1. Это примерно 10 м/с средней скорости поршня. Причем длительно. На минеральном автомобильном масле.
Ставим себе на высотные долголёты винты с окружной на взлетном режиме слегка за 300м/с. КПД на взлётном режиме небольшой, и фиг с ним. Всё-равно избыток мощности в наличии. Зато на крейсерском режиме окружная получается 160...180. А это хорошо.
Взлетный режим - меньше минуты, а крейсерский - часы. Иногда даже сутки.
Да, на взлёте орёт громко, но недолго. 🙂
И я сразу оговорил:
old_soarer
Мотор в самолете вещь, в принципе, лишняя.
- Откуда
- Северный Казахстан
Средние скорости поршней классических авиационных ПД 40-х годов - 12..14 м/с на взлетном режиме, т.е. на максимально-длительном - 9..10 м/с. На крейсерском, соответственно, - 8..9. У автомобильных ПД 80-х годов. работавших на минеральном масле, немного больше - на метр - два.
Т.е. можно закладывать в проект средние скорость поршня 8-10 м/с на крейсерском режиме и 14-16 на взлётном. Ничего нового изобретать не придется. Можно будет всё сделать по классике.
И по окружной скорости винта: если на взлётном режиме будет 250м/с - то на крейсерском - 140-180, в зависимости от того, что в конкретном аппарате будет считаться крейсерским. 🙂 Ничего страшного не произойдет, если обычный (не мой специфический 🙂 ) винт сделать с окружной скоростью 270м/с.
P.S. Если что, я знаю что пишут в книжках. Но сверх этого имею и свой опыт. А критерием истины является практика. 😊
Т.е. можно закладывать в проект средние скорость поршня 8-10 м/с на крейсерском режиме и 14-16 на взлётном. Ничего нового изобретать не придется. Можно будет всё сделать по классике.
И по окружной скорости винта: если на взлётном режиме будет 250м/с - то на крейсерском - 140-180, в зависимости от того, что в конкретном аппарате будет считаться крейсерским. 🙂 Ничего страшного не произойдет, если обычный (не мой специфический 🙂 ) винт сделать с окружной скоростью 270м/с.
P.S. Если что, я знаю что пишут в книжках. Но сверх этого имею и свой опыт. А критерием истины является практика. 😊
