Поршневые на Керосине

Андрей, в авиации много, что зарождается, да не много, что остается.Может где-то эти моторы и остались, но до популярности им очень далеко.Этой идеей занимались и не только в авиации, да вот никуда она не пошла.Кажущиеся преимущества оказываются не так уж велики, но при этом вносят массу сложностей.

Касательно безшатунного механизма:

Сокращение удельного веса - очень сомневаюсь.
Удельный вес БШМотора примерно равен удельному весу обычного мотора аналогичной размерности и назначения.
[qыote author=516077646D5E526A73686F6269746A010 link=1315510946/79#79 date=1316376652]Компактность - согласен. [/quote]
А я нет. Двухтакные БШМоторы вообще преимущества по размерам не имеют, четырехтактные меньше примерно на 10 - 15%.
Большой ход поршня - не получается, и как следствие того тенденция к росту оборотов, что требует редуктора и сокращает время сгорания.
Фразу не понял. Почему "не получается большого хода"? Мы получали тот ход, который хотели...
Надежность - полностью не согласен.
Откуда у Вас данные по надежности БШМоторов?
 
Простота конструкции - не согласен.
Силовой механизм рядного двухцилиндрового двигателя Ока сложнее силового механизма рядного двухцилиндрового БШМотора 2Д200 по всем параметра: количеству деталей, трущимся поверхностей, технологической сложности изготовления и тд.
Смазка деталей - сложнее, чем в шатунных.
Совершенно не согласен. Точек смазки под давлением в бесшатунных двигателях не больше, чем в КШМ двигателях. Например, в четырехцилиндровом двигателе ВАЗ 2108 5 коренных шеек и 4 шатунные смазываются под давлением. Те же самые 9 точек смазки есть и в силовом механизме четырехцилиндрового БШМотора   ДНБ - 4.
Замирание поршня в ВМТ - не значительное и просходит в ущерб замирания в НМТ, что тоже важно для лучшего заполнения цилиндров, особенно ощутимо в двухтактниках, но важно и для 4-х тактников.
Разницы между ВМТ и НМТ в БСМ не понимаю. Замирание поршней БСМ мертвых точках настолько значительное, что видно невооруженным глазом на двух примерно одинаковых двигателях, но с разными силовыми механизмами. Вы просто это никогда не видели, в отличии от меня.
По поводу двухцилиндрового цикла потом...
 
Касательно двухцилиндрового цикла:

Сложность конструкции - увеличивается.
Сложность конструкции уменьшается. Двигатель ВНИИ3.101 имел на одну свечу зажигания меньше, чем аналог - донор по сравнительным испытаниям.
Площади потенциальных утечек компрессии - увеличиваются.
Канал между цилиндрами может выполнятся "по простому", то есть на поверхности сопряжения ГБЦ - БЦ. А может в глубине головки цилиндров. В последнем случае прокладка между ГБЦ и БЦ точно такая же, как и в обычном двигателе.
Борьба с вибрациями - усложняется.
В двухцилиндровых двигателях (Ока, ВНИИ 3.101 и др.) силовой механизм остается без изменений, таким же как и у обычного двигателя. Чем усложняется?
В двигателях с большим числом цилиндров возможны разные варианты, но больших проблем с этим у Кушуля никогда не было. А и него были и 6 и 8цилиндровые двигатели, в том числе и дизели.
Появляется палзун + сопутствующие механизмы.
Сравнение по количеству, размеру и сложности деталей БШМоторов и обычных, я привел выше. А при двухцилиндровом процессе никаких ползунов может и не быть. В Кушулях их и не было...
Рабочий объем на размер двигателя - падает (тенденция к маленьким поршням).
Не понимаю фразы, тенденции не улавливали никогда. Наоборот, блок цилиндров становится двухрядным и очень компактным. Цилиндры стоят плотно, как бутылки в ящике. 8 цилиндровый двигатель Кушуля ДК - 14 спокойно становился на место штатного 4 цилиндровог двигателя под капот ГАЗ 2410 и еще место оставалось. Реальный исторический факт!
Форма камеры сгорания - скорее всего ухудшается.
Это Вы как художник художнику говорите?
 
По поводу большого хода, конечно можно сделать любой, но согласитесь, что даже при пропорциях 1:1 (диаметр поршня / ход), и каленвалной шейке не зауменьшенной до крайности, весь механизм выглядит немного странновато, неговоря уже о его весе, нагрузках и т.д.

Проблема смазки не в количестве отверстий, а в том, что присутствуют детали (напр. ползун в пазе), которому приходится постоянно передвигаться в область низкого давления масла в области его контакта.  Проблема, конечно , решаема, но уверенность в двигателе как-то снижается.  Отсюда и мнение по поводу надежности.

Разницы между ВМТ и НМТ в БСМ не понимаю

В вашем двигателе возвратно поступательные движения поршней происходят по синусоидной волне, правильно?  В обычном имеется отклонение: ВМТ поршень проходит быстрее, а нижнюю медленее, чем по синусоиду.  Так вот, чтоб газы обменялись, а это происходит в и вокруг НМТ, одни вышли, другие вошли нужно время.  В вашем двигателе это время сокращается.

Замирание поршней БСМ мертвых точках настолько значительное, что видно невооруженным глазом

Конечно видно, но на сколько пришлось бы снизить обороты обычного двигателя, чтоб эти скорости сравнялись?  Процентов думаю на 10%, но при этом в обычных двигателях время в НМТ возрастает еще больше, что позволяет более полное заполнение цилиндров.  Помните, что авиационный двигатель без редуктора крутится не более 3000 об/мин.
 
Вы свой двухпоршневой двигатель сравниваете с другими двухпоршневыми, но ведь поршни у тех независимые друг от друга, а у вас зависимые, ваши два поршня надо рассматривать как один.  У них и вспышка одна на двоих и динамические колебания на двоих.  Отсюда наше недопонимание логики друг друга.  В Оке захотели поставить их рядом, поставили, в авиацию этот двигатель не пойдет.  Фольксваген захотели опозитник сделать и сделали, для авиации пойдет, а в вашем опозитнике уже 4 поршня получается.  4 поршня на ту же мощьность? - на кой надо?, к тому же они создают огромные колебания вращательного момента.  6-ку опозитную с вашим мотором не сделаешь, скажем без особых выкрутасов.  8-ку делать - опять поршней слишком много получается, значит их размер меньше делать надо, и т.д. и т.п.

Рабочий объем на размер двигателя - падает (тенденция к маленьким поршням). 

Если бы на место этих двух маленьких поршей поставить один большой, то на сколько бы увеличился рабочий объем? 

Площади потенциальных утечек компрессии - увеличиваются. 

Если бы тот же объем, что сжимают два ваших поршня сжимать одним, то общая длина поршневых колец, была бы меньше, да и кольцевых разрывов было бы в два раза меньше.

Это Вы как художник художнику говорите? 
Да нет, просто форма растянутая получается, теплопотеря выше и т.д., но это ладно, можно что-нибудь придумать, не столь важно.
 
Андрей не надо забывать ещё про характер нагружения согласующих шестерён БШМ, а если примените рычажный механизм синхронизации то это увеличит габариты двигателя. Мой друг занимался бесшатунниками, хотя сам специалист по рабочему процессу, скоро его статья на эту тему должна выйти в одном из журналов. Резервы улучшения ДВС находятся не в типе механизма преобразования, а в рабочем процессе, в механике крохи. Да и цикл Кушуля хорош был в 70-е годы, качественное смесеобразование топливовоздушной смеси можно обеспечить при прямом впрыске того же керосина в цилиндр при зажигании от свечи. К стати Истринцы собираются делать вариант М-11 с Г-образной камерой. С чего бы это? Бельгийский LF-26 имеет тоже Г-образную камеру, степень сжатия 8 и весьма не дурные характеристики. Ребята работают с прицелом на керосин. Простая съёмная головка цилиндра позволяет достаточно просто и дёшево отработать рабочий процесс на керосине. Естественно по экономике он будет хуже бензинок процентов на 10-15 но для лёгкомоторной авиации это не критично, а малый удельный вес и небольшой "лоб" ему в плюс. Безпрецезионные системы впрыска давно отработаны харьковчанами. У нас есть всё для того чтобы создать приличный двигатель. Но пока что те у кого есть деньги занимаются экзотикой. Вот и у нас сделали 2 двигателя и оба экзотика, которая не работает, всем хочется прославиться. Авиадвигатель для лёгкого самолёта это оппозит большого рабочего объёма с умеренным Ре оборотами до 2500, тип охлаждения по выбору, предпочтителен воздушный. Это известно с 30-х годов прошлого века, не надо извращаться. Роторные двигатели имеют право на развитие но это турбины.
 
По поводу большого хода, конечно можно сделать любой, но согласитесь, что даже при пропорциях 1:1 (диаметр поршня / ход), и каленвалной шейке не зауменьшенной до крайности, весь механизм выглядит немного странновато, неговоря уже о его весе, нагрузках и т.д.
Павел, не соглашусь, посмотрите на механизм ДНБ - 4 или двигателя Сloida. Что здесь странного? Непривычно, да.
В БСМ ДНБ - 4 даже все вкладыши подшипников стандартные, кроме втулок опорных подшипников КВ.
Проблема смазки не в количестве отверстий, а в том, что присутствуют детали (напр. ползун в пазе), которому приходится постоянно передвигаться в область низкого давления масла в области его контакта.Проблема, конечно , решаема, но уверенность в двигателе как-то снижается.Отсюда и мнение по поводу надежности.
Павел, если люди решили проблемы поршня обычного ДВС, "которому приходится постоянно передвигаться в область" где смазки вообще нет (полусухое трение) и высокие температуры, что же боятся за ползун работающий с подачей масла под давлением от циркуляционного насоса!
 
В вашем двигателе возвратно поступательные движения поршней происходят по синусоидной волне, правильно?В обычном имеется отклонение: ВМТ поршень проходит быстрее, а нижнюю медленее, чем по синусоиду.Так вот, чтоб газы обменялись, а это происходит в и вокруг НМТ, одни вышли, другие вошли нужно время.В вашем двигателе это время сокращается. 
Павел, Вы не правы. Каждый ползун (и поршень) БСМ проходит свою траекторию по синусоиде, только у горизонтального ползуна она сдвинута на 90 градусов.
Форма синусоиды в ВМТ и НМТ абсолютно одинакова.
Что касается времени газообмена, то что Баландин, что другие конструкторы сделавшие БШМ двигатель проблемы не ощущали. Вполне возможно, что за счет большего времени (в углах поворота КВ) в НМТ это время больше, чем у КШМа...
Конечно видно, но на сколько пришлось бы снизить обороты обычного двигателя, чтоб эти скорости сравнялись?Процентов думаю на 10%, но при этом в обычных двигателях время в НМТ возрастает еще больше, что позволяет более полное заполнение цилиндров.Помните, что авиационный двигатель без редуктора крутится не более 3000 об/мин.
Если Вы имеете ввиду скорость наполнения цилиндра (а говорили мы о замирании поршней в МТ), то мы никаких проблем мы здесь не ощущали. Ни в двухтактном цикле, ни с клапанами. Надо еще посмотреть что больше: замирание поршня БСМ или КШМ. Не уверен, что КШМ здесь выиграет, так синусоида не очень сильно отличается от параболы...
 
Вы свой двухпоршневой двигатель сравниваете с другими двухпоршневыми, но ведь поршни у тех независимые друг от друга, а у вас зависимые, ваши два поршня надо рассматривать как один.У них и вспышка одна на двоих и динамические колебания на двоих.Отсюда наше недопонимание логики друг друга.
Конечно, поршни могут быть связаны рабочим процессом (это у нас), или одним КВ. У нас и тем и другим. В нашем случае происходит ухудшение такого параметра как РАВНОМЕРНОСТЬ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА.
Тоесть можно получать тысячу рублей каждый месяц из четырех, а можно каждые два месяца по две тысячи...
Огромных колебаний вращательного момента здесь не наблюдается, хотя конечно лучше иметь V образную восьмерку, чем рядную четверку такого же рабочего обьема.
Но эта жертва дает нашему двигателю неоспоримые преимущества, в том числе в применении керосина...
 
Если бы на место этих двух маленьких поршей поставить один большой, то на сколько бы увеличился рабочий объем?
Павел, зачем? Практичные размеры цилиндров хорошо известны. Сделать наш рабочий процесс в одном цилиндре невозможно. При КШМе "большие горшки" создают большую вибрацию и не дают возможности развивать высокие обороты.
Если бы тот же объем, что сжимают два ваших поршня сжимать одним, то общая длина поршневых колец, была бы меньше, да и кольцевых разрывов было бы в два раза меньше. 
Правильные рассуждения. Но никто не будет 4 цилиндра заменять одним, который больше в 4 раза...
Поверхность КС сдвоенных цилиндров больша только на поверхность канала. С учетом большей СС, применяемой в наших двигателях, то реально, она даже меньше, чем у современных бензиновых двигателей со СС 10,5...
 
Павел, если люди решили проблемы поршня обычного ДВС, "которому приходится постоянно передвигаться в область" где смазки вообще нет (полусухое трение) и высокие температуры, что же боятся за ползун работающий с подачей масла под давлением от циркуляционного насоса! 

Андрей, что ж вы сравниваете...  Какое давление?  Какие площади?  Где уж тут сравнение? 

Если на коленвал смотреть в замедленном действии во время работы, он изгибается как макаронина.  Давления там на него несравнимые с давлениями на стенки поршня.

Даже если подавать масло насосом, всеравно, думаю, останется тенденция ползуну зарываться углом в паз.  Подавать в углы отдельно, не сделает никакой разницы. Если только использовать разные источники масла, чтоб избежать перетекания, но к чему вся эта сложность.  Овчинка выделки не стоит.
 
Андрей не надо забывать ещё про характер нагружения согласующих шестерён БШМ, а если примените рычажный механизм синхронизации то это увеличит габариты двигателя.
Алексей, проблемы с шестернями нет! Они нормально работают и даже их качество может быть вполне обычным.
Обычный эвольвентный профиль ничем не хуже других и даже мнопарные зацепления не обязательны.
Поэтому рычажный механизм и не нужен.
Да и цикл Кушуля хорош был в 70-е годы, качественное смесеобразование топливовоздушной смеси можно обеспечить при прямом впрыске того же керосина в цилиндр при зажигании от свечи.
Цикл Кушуля был хорош как раз потому, что впрыска у него не было. А было время для смесеобразования и сгорания любого топлива, в том чиле дизельного.
Прямой впрыск это дорого, нет времени  (осорбенно на высоких оборотах и мощности) на смесеобразование и сгорание и тд. Поэтому и появляется дым на малых альфа и высоких оборотах и прочие радости...
К стати Истринцы собираются делать вариант М-11 с Г-образной камерой. С чего бы это? Бельгийский LF-26 имеет тоже Г-образную камеру, степень сжатия 8 и весьма не дурные характеристики. Ребята работают с прицелом на керосин.
А что еще им делать? Они кроме одного цилиндра больше ничего не понимают...
Простая съёмная головка цилиндра позволяет достаточно просто и дёшево отработать рабочий процесс на керосине. Естественно по экономике он будет хуже бензинок процентов на 10-15 но для лёгкомоторной авиации это не критично, а малый удельный вес и небольшой "лоб" ему в плюс.
Ну а разве у нас дорого и сложно? У нас тоже сьемные простые головки. При этом у нас экономичность хуже не будет.
Безпрецезионные системы впрыска давно отработаны харьковчанами. У нас есть всё для того чтобы создать приличный двигатель. Но пока что те у кого есть деньги занимаются экзотикой. Вот и у нас сделали 2 двигателя и оба экзотика, которая не работает, всем хочется прославиться.
На 2Д200 у нас будут  стоять ФЭДовские форсунки. Топливный насос делали сами на НПО Климова. Беспрецизионник в плане. Мы сделали "экзотику", но она работает. Но это конечно не главное. Главное, что эта работа дает! А дает это экономичность, экологию, многотопливность и тд....
 
Авиадвигатель для лёгкого самолёта это оппозит большого рабочего объёма с умеренным Ре оборотами до 2500, тип охлаждения по выбору, предпочтителен воздушный. Это известно с 30-х годов прошлого века, не надо извращаться. Роторные двигатели имеют право на развитие но это турбины. 
Мы можем сделать такой оппозит на керосине и бензине и дизтопливе. Никаких извращений я у нас не вижу, а вот успехов у авиадизелей, керосинок, да и у бензиновых поршневых авиадвигателей мало, можно сказать, что и нет вообще.
И отличные харковские форсунки здесь ничего не изменят...
 
Резервы улучшения ДВС находятся не в типе механизма преобразования, а в рабочем процессе, в механике крохи. 

Вполне согласен с Алексеем. 

Авиадвигатель для лёгкого самолёта это оппозит большого рабочего объёма с умеренным Ре оборотами 

Тоже верно.

Также имеется масса "инструментов" в наши дни, которыми раньше невозможно было пользоваться.

Турбины - это бурно развивающаяся отрасль, они становятся лучше с каждым днем. 

Инжекторы - тоже самое.

Познания и моделирование аэродинамики, гидродинамики, горения с появлением компьютеров полетели вверх с большой скоростью.

Системы настройки и управления двигателем, различные датчики, сенсеры, контроллеры.

Новые материалы высокой прочности и температуры плавления, тепловые барьеры, износостойкие материалы и т.д.

Вот в чем будущее.  А мы тут про шатуны спорим. 

Многое из перечисленного уже вполне доступно инженерам и разработчикам.
 
Какое давление?Какие площади?Где уж тут сравнение?
Павел, я отличие от Вас конструктор. Я считаю эти давления, когда проектирую двигатель. Поверьте, там нет ничего страшного, приезжайте в Питер, я Вам покажу бесшатунник работающий на 5000 об/мин, где есть страшный горизонтальный ползун!
Вот в этом двигателе:
http://s53.radikal.ru/i139/1109/43/5716f0091cbf.jpg
 
Познания и моделирование аэродинамики, гидродинамики, горения с появлением компьютеров полетели вверх с большой скоростью.
Павел, никто никуда не полетит без "программы полета". Вы не помните, а лет 15 назад стоят такой "шорох" по поводу керамики в ДВС, высокотемпературной сверхпроводимости и других гаджетов. Кто бы мне теперь сказал ГДЕ ЭТО ВСЕ?
А на  высокотемпературную  сверхпроводимость между прочим было потрачено 25 миллиардов долларов!
Когда полетим?
 
Павел, я отличие от Вас конструктор. Я считаю эти давления, когда проектирую двигатель.

Я хоть и простой пилот-авиамеханик, но тоже считать немного умею, и не только давления и нагрузки, но также многое другое.  Инженерить я любил с самого детства, кровь такая досталась.  Когда, пару тысяч часов работы спустя, у вас или кого-нибудь еще этот ползун заклинит на высоте, тоже посчитайте во что это может встать.  Пока двигатель в лаборатории или на стенде -он ваш, но когда он в воздухе - он мой, и поскольку я несу ответственность за пассажиров, я хочу знать не только куда там ползуна носит, но также чем там каждая гайка и болт занимаются.

Мне, когда я сажусь за штурвал, приятно осознавать, что за пропеллером стоит простая и надежная машина, которая, может и не самая экономичная в мире, но довезет меня и моих пассажиров куда надо.

На этом форуме я предложил не заниматься экзотикой, а разработать такую-же простую и надежную машину, только работающую на доступном, и сертифицированном для использовании в авиации топливе - керосине. 

Есть идеи как это можно сделать, нужны деньги.
 
я Вам покажу бесшатунник работающий на 5000 об/мин, 
Андрей, а нафига авиационному двигателю 5000 об/мин. Вы инженер, постройте графики суммарных моментов 4-х цилиндровых двигателей посмотрите на их характер. Проблемы в зубчатом зацеплении редукторов есть. Редуктор наиболее приемлем только для 4-х тактников с числом цилиндров от 6-ти и выше. А так будет городильня из демпферов, противоперегрузочных муфт и т.д. Беззазорное зацепление позволит только уменьшить питтинг. К стати, у Истринцев двигатель рабочий и они развиваются. Ваш двигатель наверное более нужен на земле, но видно что он никому не нужен. Не обижайтесь но всё это напоминает анекдот про "Неуловимого Джо". Ваша настойчивость и есть то что называется "в плену у идеи". Я знаю ещё несколько человек которые находятся в таком состоянии, доводы на них не действуют всё принимают в штыки.
 
Андрей, а нафига авиационному двигателю 5000 об/мин. 
Алексей, 2Д200 не авиационный двигатель. Нужно будет 2500 об/мин сделаем сколько надо. Хотя полностью уравновешенный, легкий и экономичный двигатель, это все о нем.
К нам как то приехал конструктор  небольшого дизеля. После показа двигателя 2Д200, его взяли в руки и положили в ящик, где он хранился. У конструктора, когда он это увидел изменилось лицо. Его двигатель меньшей мощности весил более 70 кг...
При этом это был одноцилиндровый двигатель, то есть такой, как любит Павел: одним поршнем сжиматся один заряд и тд.
По уравновешенности 2Д200 и КШМ одноцилиндровки даже и говорить не приходится, это небо и земля...
 
Когда, пару тысяч часов работы спустя, у вас или кого-нибудь еще этот ползун заклинит на высоте, тоже посчитайте во что это может встать.
Павел, Вы не читали бесшатунную ветку, а я рассказывал там про еще один наш наш бесшатунный двигатель ДНБ - 4. Во время испытаний, в его картере бывало, что кипело масло. Система смазки еще была не отработана. Один раз двигатель прихватило, но после того как двигатель остыл и стал работать дальше, клина НЕ БЫЛО! После разборки никаких следов задира, износа и тд. на поверхностях трения так же обнаружено не было.
Для любого поршня обычного двигателя, это был бы конец...
 
Назад
Вверх