Поршни-пилюли + кинематика Neander, есть ли перспективы?

ПРичины простые - мало пятно контакта. При гидродинамической паре трения пятно контакта на порядок больше, чем у тел качения. Поэтому более равномерная нагрузка и меньшие удельные давления. Есть и много других причин - лучшее охлаждение, вынос продуктов износа и тд.
Однако, игольчатые подшипники - вполне себе применяются на верхних, а в мототехнике и - на нижних головках шатуна.

Эта конструкция - вариант плоского игольчатого подшипника, но без сепаратора и с принудительной смазкой,
которая, кстати, обеспечит и охлаждение, и вынос продуктов износа.

предлагаемая мной как альтернатива, т. к. длительная работоспособность исходного варианта от Sytech - вызывает некоторые сомнения - в ней, как мне кажется, масляный клин может разрушаться при смене направления движения ползуна, т. е. дважды за оборот коленвала.
 
а ведь с кинематикой "а-ля Neander"
Называется она ромбический привод и на бумаге больно красивая. Но - она создает дикую нагрузку на стенки цилиндра при малейшем износе шестерней. На ней много кто стирлинг делал где нету ударов - ходили, но не долго. Оно неплохо работает если добавлен мелкий шатун для свободы при неточносятх механизма. Но тогда не так красиво.
 
Нет разницы дизель или бензин. Скорость распространения пламени примерно одинаковая
У дизеля КС в виде выемки в днище поршня, емнип большая часть топлива сгорает в ней.
Покажите дизель с диаметром поршней ~156 мм, одной форсункой и рабочими оборотами 3300...4000.
У нас форум авиационный, а не автотракторный 🙂
Я рисую то, что можно относительно просто собрать с использованием доступных ЗЧ
на заказ для действующего макета - вполне могут и напечатать поршни на SLS принтере, и кольца нарезать лазером.
Задорого
No comments 😁
по осям крайних коренных шеек - он ровно в два раза короче
Если по осям коренных шеек, то 445/267=1,6(6)
Возможно будет =2, если пользоваться альтернативной математикой 😁
Только непонятно причём тут шейки 🙂
Ну дык второй коленвал иначе не поместится 🙂
Об том и речь. Применение овальных поршней Вы обосновывали уменьшением габаритов мотора, при этом "раздув" примерно в два раза объём катрера.
 
Однако, игольчатые подшипники - вполне себе применяются на верхних, а в мототехнике и - на нижних головках шатуна.

Эта конструкция - вариант плоского игольчатого подшипника, но без сепаратора и с принудительной смазкой,
которая, кстати, обеспечит и охлаждение, и вынос продуктов износа.

предлагаемая мной как альтернатива, т. к. длительная работоспособность исходного варианта от Sytech - вызывает некоторые сомнения - в ней, как мне кажется, масляный клин может разрушаться при смене направления движения ползуна, т. е. дважды за оборот коленвала.
У Вас просто нарисовано неправильно. У бесшатунника - Sytech и другие надо делать обоймы с телами качения с обоих сторон ползуна. Ну и собирать ползун надо с натягом по направляющим. Тогда будет толк. Но такой подшипник увеличивает массу ползуна, появляются лишние детали - ролики, сепаратор и тд. Что не хорошо.

масляный клин может разрушаться при смене направления движения ползуна, т. е. дважды за оборот коленвала.
Но в крейцкопфных моторах ведь не разрушается!
 
Называется она ромбический привод и на бумаге больно красивая. Но - она создает дикую нагрузку на стенки цилиндра при малейшем износе шестерней. На ней много кто стирлинг делал где нету ударов - ходили, но не долго. Оно неплохо работает если добавлен мелкий шатун для свободы при неточносятх механизма. Но тогда не так красиво.
тогда уж "полуромбический", т.к. только половина от исходника)
1743580001897.png
1743580178230.png


По компенсации износа - согласен, вполне вероятно, видимо поэтому - в серийном лодочном Неандере и добавили ещё один шарнир вокруг поршневых пальцев (заявляют ресурс в 10000 часов). В мотоциклетном варианте - его не было.

В отечественной же практике, эта схема названа автором "КШМ со сдвоенными кинематическими связями", она же "Неадер с кривыми шатунами 😉"
1743580439965.png

Покажите дизель с диаметром поршней ~156 мм, одной форсункой и рабочими оборотами 3300...4000.
У нас форум авиационный, а не автотракторный 🙂
Если КС в днище поршня, какая разница какой формы объем, в который расширяются газы, круглый или овальный? Допускаю, что будет менее оптимальным процесс сгорания, но не факт что сколько нибудь существенно.
По нагрузкам на один шатун и шейки коленвалов, схема с овальными поршнями 76х156mm примерно эквивалентна круглому поршню D 82мм.

Ну а почему бы и не да? Стильно, модно, молодёжно )

Если по осям коренных шеек, то 445/267=1,6(6)
Возможно будет =2, если пользоваться альтернативной математикой 😁
Только непонятно причём тут шейки 🙂
Межцентровое расстояние цилиндров у ВАЗ 2108 и далее - 89мм, по осям шеек аналогично.

89*2 - ВАЗ1111
178мм между 1й и 3й шейками по осям

89*4 - ВАЗ 2108
356мм между 1й и 5й шейками по осям

356/178
2.0 раза. Без учёта толщины стенок, и всяческого навесного, естественно.

Об том и речь. Применение овальных поршней Вы обосновывали уменьшением габаритов мотора, при этом "раздув" примерно в два раза объём катрера.
Длина мотора - уменьшается, ширина - увеличивается.

В нижней части блока - место 5 поперечных перегородок с корневыми подшипниками, остаётся три, но вдвое большей длины, продольные стенки - сокращаются примерно в два раза по длине.
В верхней части блока, где цилиндры - длина опять же сокращается вдвое, но появляется 80мм вставка в средней части перемычек между цилиндрами.

Масса такого 2Ц блока будет меньше, исходного 4Ц.
Масса головки блока - тоже будет меньше, из-за сокращения длины.
Поршни/шатуны ~ примерно так же.
А вот коленвалы с шестернями - таки да - тяжелее.

У Вас просто нарисовано неправильно. У бесшатунника - Sytech и другие надо делать обоймы с телами качения с обоих сторон ползуна. Ну и собирать ползун надо с натягом по направляющим. Тогда будет толк. Но такой подшипник увеличивает массу ползуна, появляются лишние детали - ролики, сепаратор и тд. Что не хорошо.
Это я в силу природной лени только половинку изобразил) Полностью - вот так:
1743582251544.png

Причём, т.к. ползун с подшипниками вращается вместе с КВ - его можно уравновесить противовесом КВ, т.е. рост его массы вроде бы не критичен - это же не поступательно движущаяся масса. Сепаратор, имхо, не нужен - без него выше нагрузочная способность, а трение роликов друг о друга, в условиях обильной смазки - не критично. Натяг, имхо, не нужен, т.к. на рабочем ходе - направляющие , через ролики, прижимает к ползуну давлением газов на поршень.

масляный клин может разрушаться при смене направления движения ползуна, т. е. дважды за оборот коленвала.
Но в крейцкопфных моторах ведь не разрушается!
В крейцкопфном моторе - давление газов на поршень действует вдоль ползуна, а не по нормали. И нет жёстких ограничений по его площади.

А в конструкции от sytech - когда поршень около ВМТ и давление газов максимально - ползун неподвижен, и его соприкосновению с направляющей противодействует только давление масла от маслонасоса, подаваемое через центральный канал. И сам ползун - не сказать, что большой...
1743583180929.png

Насчёт разрушения масляного при смене направления движения - наверно , Вы правы, это маловероятно.
Т.к. в этих точках нагрузка на подшипник ползуна уже меньше, чем около ВМТ.
 
она же "Неадер с кривыми шатунами 😉"
А смысл ? Малый диаметр поршней?

Раз модель делали во фреекаде - поверните шестеренки на необходимый зазор (в обе стороны, так ка нагрузка идет знакоперемнная при отборе нагрузки только с одного вала) и там все становится пределно ясно. На стрилинге это завелось только когда поршень это диск с ПТФЭ юбкой.
 
Основная идея - "как запихнуть побольше кубатуры в минимальную длину мотора"
Длина мотора - уменьшается, ширина - увеличивается.
Если имелось ввиду уменьшить общие габариты мотора, то пока что 1:1 ничья с заметным усложнением поршневой группы и увеличением числа кривошипно-шатунных деталей.
Если имелось ввиду конкретно и дословно получить минимальную длину мотора, то это решается звёздообразным расположением цилиндров 🙂
 
А смысл ? Малый диаметр поршней?
Да ХЗ, может быть автору просто очень хотелось патент - а Хельмут Бетцмеер со своим "Неандером" успел раньше)
Раз модель делали во фреекаде - поверните шестеренки на необходимый зазор (в обе стороны, так ка нагрузка идет знакоперемнная при отборе нагрузки только с одного вала) и там все становится пределно ясно. На стрилинге это завелось только когда поршень это диск с ПТФЭ юбкой.
1743587983548.png

так и есть, при разнице 0.025 градуса по валам - юбка уже трется о цилиндр (при исходном зазоре в 1мм).
Но мотоциклетный Неандер то как-то работал, и вроде даже неплохо.

Если имелось ввиду уменьшить общие габариты мотора, то пока что 1:1 ничья с заметным усложнением поршневой группы и увеличением числа кривошипно-шатунных деталей.
Если имелось ввиду конкретно и дословно получить минимальную длину мотора, то это решается звёздообразным расположением цилиндров 🙂
Согласен, в целом. Но возможность получить с двигателя той же длины, что и условная рядная четвёрка, вдвое больше мощности (пусть он и станет шире), при этом - из доп.деталей - только второй коленвал и второй комплект шатунов и пальцев (ну и немножко больше клапанов) - таки есть.

Но вообще, если уж куда и запихивать овальные поршни с максимальной отдачей - то в 8-и цилиндровый Sytech (Flat-8) со ScotchYoke - тут даже и габариты практически не изменятся, просто станет более квадратным. Что интересно, у такой 8ки - длина как у Р4 с тем же межцентроввым расстоянием, и при этом - идеальный баланс по силам инерции и первого и второго порядка.

1743589520907.png


Кажется, получилась бы неплохая альтернатива семейству "чемоданов" (5ТДФ и др.)
1743589622051.png
 
тогда уж "полуромбический", т.к. только половина от исходника)
Посмотреть вложение 573563 Посмотреть вложение 573564

По компенсации износа - согласен, вполне вероятно, видимо поэтому - в серийном лодочном Неандере и добавили ещё один шарнир вокруг поршневых пальцев (заявляют ресурс в 10000 часов). В мотоциклетном варианте - его не было.

В отечественной же практике, эта схема названа автором "КШМ со сдвоенными кинематическими связями", она же "Неадер с кривыми шатунами 😉"
Посмотреть вложение 573565

Если КС в днище поршня, какая разница какой формы объем, в который расширяются газы, круглый или овальный? Допускаю, что будет менее оптимальным процесс сгорания, но не факт что сколько нибудь существенно.
По нагрузкам на один шатун и шейки коленвалов, схема с овальными поршнями 76х156mm примерно эквивалентна круглому поршню D 82мм.


Ну а почему бы и не да? Стильно, модно, молодёжно )


Межцентровое расстояние цилиндров у ВАЗ 2108 и далее - 89мм, по осям шеек аналогично.

89*2 - ВАЗ1111
178мм между 1й и 3й шейками по осям

89*4 - ВАЗ 2108
356мм между 1й и 5й шейками по осям

356/178
2.0 раза. Без учёта толщины стенок, и всяческого навесного, естественно.


Длина мотора - уменьшается, ширина - увеличивается.

В нижней части блока - место 5 поперечных перегородок с корневыми подшипниками, остаётся три, но вдвое большей длины, продольные стенки - сокращаются примерно в два раза по длине.
В верхней части блока, где цилиндры - длина опять же сокращается вдвое, но появляется 80мм вставка в средней части перемычек между цилиндрами.

Масса такого 2Ц блока будет меньше, исходного 4Ц.
Масса головки блока - тоже будет меньше, из-за сокращения длины.
Поршни/шатуны ~ примерно так же.
А вот коленвалы с шестернями - таки да - тяжелее.


Это я в силу природной лени только половинку изобразил) Полностью - вот так:
Посмотреть вложение 573570
Причём, т.к. ползун с подшипниками вращается вместе с КВ - его можно уравновесить противовесом КВ, т.е. рост его массы вроде бы не критичен - это же не поступательно движущаяся масса. Сепаратор, имхо, не нужен - без него выше нагрузочная способность, а трение роликов друг о друга, в условиях обильной смазки - не критично. Натяг, имхо, не нужен, т.к. на рабочем ходе - направляющие , через ролики, прижимает к ползуну давлением газов на поршень.


В крейцкопфном моторе - давление газов на поршень действует вдоль ползуна, а не по нормали. И нет жёстких ограничений по его площади.

А в конструкции от sytech - когда поршень около ВМТ и давление газов максимально - ползун неподвижен, и его соприкосновению с направляющей противодействует только давление масла от маслонасоса, подаваемое через центральный канал. И сам ползун - не сказать, что большой...
Посмотреть вложение 573571
Насчёт разрушения масляного при смене направления движения - наверно , Вы правы, это маловероятно.
Т.к. в этих точках нагрузка на подшипник ползуна уже меньше, чем около ВМТ.
Сила действует вдоль ползуна, но потом идет укороченный шатун. А он создает увеличенную боковую (нормальную) силу. Разницы с обычным КШМом почти никакой, но есть главное - перенос контакта поршня с цилиндром вниз на ползун крейкопфа. И она все решает - мех. КПД больше 0,9 и тд.
Если бы не размеры этих ДВС, то они вытеснили бы все стальное.
1743590603725.png


Тут не понятно зачем делать такие гусеницы от танка Первой МВ, когда есть много подшипников качения постапельного перемещения.
 
Тут не понятно зачем делать такие гусеницы от танка Первой МВ,
Что бы в зоне контакта ползуна с направляющей было максимальное число роликов
Что бы ролики двигались без проскальзывания относительно направляющих
Что бы износ этих роликов был равномерным
как-то так
1743594774663.png

когда есть много подшипников качения постапельного перемещения.
Это какие? Не знаком с таким термином.
 
"подшипников качения постапельного перемещения" . У меня тот же вопрос, т.к. Гугл ни чего не нашел, а тема очень интересует.
 
Что бы в зоне контакта ползуна с направляющей было максимальное число роликов
Что бы ролики двигались без проскальзывания относительно направляющих
Что бы износ этих роликов был равномерным
как-то так
Посмотреть вложение 573596

Это какие? Не знаком с таким термином.
Опоры качения ползунов поступательного перемещения. Так это называется. Да в Анурьеве этого нет, но такие ползуны есть в станкостроении и других отраслях. Кстати, в роботах должны быть тоже.
По рисунку - у Вас синим цветом изображен ползун. в БСМ и в ККМ (это Ситэк) он трется с двух сторон. Двойной контур подшипника не имеет никакого смысла - нагрузка идет сверху вниз и количество роликов под нагрузкой одинаково. Только нагрузка идет через два ряда тел качения. Зачем это не понятно. Есть смысл в сдвоенных круглых подшипниках качения - кольцо в кольце или два рядом. Тогда да можно улучшить ряд параметров - гироскопытак и делают.
При ползунах поступательного перемещения достаточно одного ряда но при таких огромных знакопеременных нагрузках хорошая работа не очевидна. Кстати, это касается и клапанов в поршнях и другой экзотики. На это действуют ускорения в 100 Же и как будет работать клапанная пружина не понятно. А обидно выкидывать сделанный новый мотор из за экзотики...
 
Опоры качения ползунов поступательного перемещения. Так это называется. Да в Анурьеве этого нет, но такие ползуны есть в станкостроении и других отраслях. Кстати, в роботах должны быть тоже.
Так и не понял, о чём Вы. Если не сложно - покажите картинкой.

По рисунку - у Вас синим цветом изображен ползун. в БСМ и в ККМ (это Ситэк) он трется с двух сторон. Двойной контур подшипника не имеет никакого смысла - нагрузка идет сверху вниз и количество роликов под нагрузкой одинаково. Только нагрузка идет через два ряда тел качения. Зачем это не понятно. Есть смысл в сдвоенных круглых подшипниках качения - кольцо в кольце или два рядом. Тогда да можно улучшить ряд параметров - гироскопытак и делают.


Что-то не могу понять я Вашу логику...

Смотрим на картинку, рабочий ход в ЛЕВОМ цилиндре, шатун давит через направляющую на ползун (красная сторона), поворачивая коленвал. Противоположная сторона ползуна (синяя) - разгружена.
Рабочий ход в правом цилиндре - всё, очевидно, наоборот, работает другая сторона ползуна.
1743612786545.png



В этой конструкции - всё точно так же, работают ролики по линии соприкосновения с направляющей (по красной линии), а циркуляция этих роликов - идёт через обратный канал (который ближе к оси вращения ползуна на шейке коленвала) - ролики в нем свободно перекатываются. Таким образом, пока ползун движется из одного крайнего положения в другое - в работе побывают все ролики, износ будет равномерным.

1743613409979.png



При ползунах поступательного перемещения достаточно одного ряда но при таких огромных знакопеременных нагрузках хорошая работа не очевидна.
Перекатыванию плоских объектов по горизонтальной плоскости с помощью цилиндрических катков - наверное, уже несколько тысячелетий)
Не факт, что картинка соответствует реальным событиям, но имхо, вполне вероятна)
1743613899590.png


Кстати, это касается и клапанов в поршнях и другой экзотики. На это действуют ускорения в 100 Же и как будет работать клапанная пружина не понятно. А обидно выкидывать сделанный новый мотор из за экзотики...
Разве это кто-то предлагал?

Линейный подшипник с циркуляцией тел качения - не новая придумка, их уже давно придумали.
Вот тут даже готовые продают, для станков.
1743616232219.png
 
Последнее редактирование:
Опоры качения ползунов поступательного перемещения
Я правильно понял, что это для стержня в цилиндре? Тогда для ползуна не подойдёт.
А по игольчатым подшипникам: так и хочется перенести их с камня на направляющие, как на картинке про Египет.
 
Но мотоциклетный Неандер то как-то работал, и вроде даже неплохо.
Так и стирлинги филипса и мана работали сразу с ромбическим приводом, а когда дело дошло до ресурсных испытаний и моделей на десятки киловатт - перешли на кшм с ползуном. И кстати этот мега палец - он только повернет поршень вокруг оси, но не в бок.

И там если копнуть историю - то рисуйте снизу еще одну пару шатунов, оба в идут в одну точку и это точка - линейный подшипник 🙂 все, можно убирать шестеренки. Верх будет всегда идти по той же линий как и наш линейный подшипник. Но мощность отбирать очень хорошо с обоих валов генераторами. Симметрично. 🙂 в справочнике механизмов такое увидел. Вторую половину.
 
Я правильно понял, что это для стержня в цилиндре? Тогда для ползуна не подойдёт.
А по игольчатым подшипникам: так и хочется перенести их с камня на направляющие, как на картинке про Египет.
Это увеличит массу поступательно движущихся частей, а значит и силы инерции. Если же подшипник в ползуне - его можно сбалансировать противовесом коленвала.
 
И кстати про линейные подшипники и двигатели
Ниже парный привод с фазами 150 градусов между цилиндрами. И линейный подшипник и как креицкопф и как мехазм скотта.
 

Вложения

  • shem.gif
    shem.gif
    14,1 КБ · Просмотры: 9
Так и не понял, о чём Вы. Если не сложно - покажите картинкой.




Что-то не могу понять я Вашу логику...

Смотрим на картинку, рабочий ход в ЛЕВОМ цилиндре, шатун давит через направляющую на ползун (красная сторона), поворачивая коленвал. Противоположная сторона ползуна (синяя) - разгружена.
Рабочий ход в правом цилиндре - всё, очевидно, наоборот, работает другая сторона ползуна.
Посмотреть вложение 573624


В этой конструкции - всё точно так же, работают ролики по линии соприкосновения с направляющей (по красной линии), а циркуляция этих роликов - идёт через обратный канал (который ближе к оси вращения ползуна на шейке коленвала) - ролики в нем свободно перекатываются. Таким образом, пока ползун движется из одного крайнего положения в другое - в работе побывают все ролики, износ будет равномерным.

Посмотреть вложение 573626



Перекатыванию плоских объектов по горизонтальной плоскости с помощью цилиндрических катков - наверное, уже несколько тысячелетий)
Не факт, что картинка соответствует реальным событиям, но имхо, вполне вероятна)
Посмотреть вложение 573627


Разве это кто-то предлагал?

Линейный подшипник с циркуляцией тел качения - не новая придумка, их уже давно придумали.
Вот тут даже готовые продают, для станков.
Посмотреть вложение 573628
Конечно, в соседней ветке. А может и здесь.
Линейные подшипники продают, но в двигателях они хорошо не работают. Впрочем кто это проверял?
Просто лучше сразу делать скольжения что бы потом ни о чем не жалеть.
А патентов таких море..
 
Я правильно понял, что это для стержня в цилиндре? Тогда для ползуна не подойдёт.
А по игольчатым подшипникам: так и хочется перенести их с камня на направляющие, как на картинке про...
Ползун и есть стержень, только в направляющих...Они бывают замкнутые и разомкнутые. Кстати, в крейцах бывают ползуны с одной направляющей, то есть НЕ замкнутые. Но там для этого делается дезаксаж....
 
Назад
Вверх