Прямой привод винта от автомобильного двигателя

Всем здрасьте!
Интересуюсь темой прямого безредукторного привода воздушного винта СЛА от автомобильного двигателя.
Для начала постараюсь изложить что лично для себя почерпнул в интернете по этому вопросу.
Самые главные плюсы, как я это вижу: снижение оборотов максимальной мощности двигателя хотя бы в 2 раза; упрощение конструкции; повышение надёжности; избавление от маховика и некоторых "лишних" деталей; уменьшение шума; приятный звук... Самое главное - доступность и бюджетность.

Выбирая и подготавливая двигатель "плясать" очень желательно с другого конца, то есть от воздушного винта и втулки его крепления, которые ценят приложенный к себе равномерный крутящий момент.

Малоцилиндровый поршневой двигатель имеет крутящий момент в пиковых значениях гораздо выше, чем указано в графиках момента и мощности. В первом приближении, разницу пиковых моментов и среднего крутящего момента примерно можно оценить по степени сжатия или взглянув на маховик )))

Снижение пиковых значений между рабочими ходами рассмотрим на простейшем примере двухцилиндрового четырёх-тактного двигателя. Если кто помнит, такие стояли на автомобилях Ока, где для плавности общего крутящего момента двигателя вспышки чередовались через 360 градусов.
Для тех кто интересовался вопросом плавности работы ДВС, озвучу немного шокирующую информацию. Наименьшие пульсации крутящего момента возникают при угле между вспышками 80-85 градусов.

Если перейти от двух цилиндров и "закольцевать" это дело в бесконечность, то получаем минимально необходимое число цилиндров = 9. Это и будет тем самым двигателем, который запросто обходится без маховика, а так же без вопросов позволяет устанавливать любой редуктор.

Теперь "ближе к телу", к самым распространённым автомобильным 4-х цилиндровым двигателям, у которых помимо пульсаций крутящего момента, он ещё и знакопеременный. Уверен, что для таких двигателей, втулки винтов и сами винты должны быть усилены, особенно если это двигатель дизельный, с огромной пульсацией крутящего момента.

6 цилиндровый двигатель. Казалось бы разница всего в два цилиндра, и пульсации крутящего момента никуда не делись, но смак в том, что пропадает знакопеременность пульсаций. То есть, нагрузка прилагаемая к винту, направлена всегда в одном направлении, хотя между пиками моментов и падает практически до нуля.
Так же для 6 цилиндров требуемый момент инерции маховика примерно в 2...2,5 раза меньше чем для 4 цилиндров.
С другой стороны, если прочность винта рассчитана на неравномерность пульсаций момента 4-х цилиндрового двигателя, то нет необходимости в дублировании зажигания - пропуски не так страшны как на многоцилиндровых.

Какие особенности у современных авиационных СЛАшных двигателей с прямым приводом винта? Обычно это плоские 4 или 6 цилиндров. Низкая степень сжатия 7...8,5. Обороты максимальной мощности 2800...3500. Узкие фазы ГРМ. Двухклапанные головки.

Современный автомобильный двигатель не очень то вписывается под такую задачу. Самое простое - подобрать двигатель с подходящими характеристиками. Например Honda L-серия i-DSI объёмом 1,33 или 1,5 будут иметь 50-55 л.с. при 3000 (это если с двигателем не делать ничего). Максимальный крутящий момент и наименьший расход на оборотах 2700...2800, то есть в крейсере. Диаметр винта наверное не более 1,4 если самодельный деревянный.
Добавьте примеров двигателей кто знает. Четырёх цилиндровый дизель не предлагать :)

Наверное самый правильный вариант как основу использовать изначально турбо мотор. Во-первых, из за низкой степени сжатия. Во-вторых, фазы ГРМ у них обычно уже, чем у атмосферных.
Однозначное удаление или глушение систем типа VVTi, Vtec, коллекторов с изменяемой геометрией и прочих систем, предначенных для высоких оборотов.
Ну и далее кучей перечислю весь возможный колхозинг пришедший в голову )))
Перешлифовка кулачков распредвала для уменьшения фаз - делается даже в гаражных условиях, видео на Ютубе хватает. Установка клапанных пружин меньшей жёсткости, раза в четыре. Отключение половины клапанов, при 4-х клапанных головках - способов несколько, вплоть до заглушки на клапанное седло.

Нюанс по степени сжатия. При узких фазах ГРМ и малой заявленной степени сжатия на низких оборотах реальная компрессия запросто может быть больше, чем при большей заявленной степени сжатия у высокооборотистого двигателя с широкими фазами на этих же низких оборотах.

Думаю для начала темы достаточно :)
Всё вышеизложенное спать спокойно не давало и требовало излияния, на правах диванного эксперда.
Очень надеюсь что "практики" авиатюнинга где надо поправят.
 
Последнее редактирование:

Vitalich

Я люблю строить самолеты!
Откуда
Омск
Мне видится все намного проще. Отбросить всякие пульсации , фазы, мазы,степени сжатия и прочее. Оставить , мощность и обороты, конкретного двигателя. Двигатель бОльшего объема всегда будет выигрывать. При четырех и более цилиндрах, деревянный, моноблочный винт выдержит любые пульсации. Обороты не более 3000, опять же какой аппарат если более 150км\час можно поднять до 3600об\мин. Ф вита как можно больше, из расчета не более 240 м \сек на конце лопасти. Все.
 

дед Вячик

Чешу в затылке..
Откуда
г.Астана
Ермаков воплощал эту идею. Поначалу был доволен, потом отказался - тупо не хватало тяги. Поставил редуктор и теперь доволен ещё больше :) Делайте выводы ;)
 

Const163

Хотелось бы летать, но приходится строить
Серей Шевчик подлетывал уже
Я еще пока - нет, но вот

20190609_170724.jpg
 
Последнее редактирование:

Const163

Хотелось бы летать, но приходится строить
А так история авиации знает много таких примеров

WcoRZ84KSq6bfFWkCZS01A.jpg


Ford-a-reves.jpg


piet1.jpg
 

Const163

Хотелось бы летать, но приходится строить
Мне видится все намного проще. Отбросить всякие пульсации , фазы, мазы,степени сжатия и прочее. Оставить , мощность и обороты, конкретного двигателя. Двигатель бОльшего объема всегда будет выигрывать. При четырех и более цилиндрах, деревянный, моноблочный винт выдержит любые пульсации. Обороты не более 3000, опять же какой аппарат если более 150км\час можно поднять до 3600об\мин. Ф вита как можно больше, из расчета не более 240 м \сек на конце лопасти. Все.
Все верно, только диам. получается не больше 1,6-1,7 м. Сергей подлетывал на моноблоке 1,5м, говорит даже лучше, чем на ростовском 1,68- меньше вырождается.
 

mdp-shnik

Я люблю строить самолеты!
Я думаю, что главной проблемой современных автомобильных моторов являются слишком их высокие обороты. Как известно, средняя скорость поршня не должна превышать 10 м/с. Современные масла поднимают этот предел незначительно. Средняя скорость поршня равна

V = 2nh.

Здесь h - ход поршня (м), n - частота вращения вала (об/с).

Возьмём для примера мотор с ходом поршня 90 мм (Хонда, не важно какая). Получим, что предельная безопасная частота равна 55,5 об/с = 3333 об/мин. А мотор можно раскручивать до 6500 об/мин. Получаем, что полезная мощность такого двига вдвое меньше заявленной.
Аналогично и с мотором Ротакс-912, который считается авиационным. Его длительная мощность не более 50 л.с.

Что касается прямого привода, то нужно уметь делать винты, способные переваривать дозвуковую скорость концов до 300 м/с.
 

Const163

Хотелось бы летать, но приходится строить
Я думаю, что главной проблемой современных автомобильных моторов являются слишком их высокие обороты. Как известно, средняя скорость поршня не должна превышать 10 м/с. Современные масла поднимают этот предел незначительно. Средняя скорость поршня равна

V = 2nh.

Здесь h - ход поршня (м), n - частота вращения вала (об/с).

Возьмём для примера мотор с ходом поршня 90 мм (Хонда, не важно какая). Получим, что предельная безопасная частота равна 55,5 об/с = 3333 об/мин. А мотор можно раскручивать до 6500 об/мин. Получаем, что полезная мощность такого двига вдвое меньше заявленной.
Аналогично и с мотором Ротакс-912, который считается авиационным. Его длительная мощность не более 50 л.с.

Что касается прямого привода, то нужно уметь делать винты, способные переваривать дозвуковую скорость концов до 300 м/с.
Все верно, в погоне за экономичностью, автомоторы поднимают обороты максимальной мощности. Вот вариант Toyota Hilux 2.2 с прямым винтом
11.JPG
 

мир

Авиация это моё ВСЁ.
Откуда
Коломна
Идея рабочая и не раз подтвержденная на летных образцах. Цель редуктора снять полную мощность с мотора, но плата за это низкий ресурс мотора т.к. работа на высоких оборотах мало идёт ему на пользу. Если и ставить напрямую винт на вал, то обязательно через муфту и с подшипниками, на прямую мы ставили , работали моторы, но выработка носка вала была у всех повышенная как правило часов через 100 текли сальники. Автомотор и авиа мотор разные агрегаты, условия эксплуатации значительно разные и установка автоконверсии лишь выкручивание из ситуации.А так берете литра на 3,5-4 мотор ,что то типа Субару EZ и напрямую с винтом 1,75 можно снять до 200 кг, при этом вес самолета значительно возрастет и центровка уйдет вперед , стоит это учесть.
 

Const163

Хотелось бы летать, но приходится строить
to мир:
220 кг тяги мы снимали с умз 421 2,9л с 3-х лопастным винтом 1684 мм, с 2-х лопастным - 180.
Подшипниковый узел у меня стоит, но выявилась такая проблема: при прогреве коленвал удлиняется и перегружает передний конический подшипник. Очень чувствуется при запуске за винт. Думаю, снять всю эту требуху вместе с колоколом, сразу минус почти 15 кг. Или поставить один радиально-упорный на скользящей посадке.
 

дед Вячик

Чешу в затылке..
Откуда
г.Астана
история авиации знает много таких примеров
Ну так это, кажется, длинноходный низкооборотник от старого грузовика, ему редуктор не особо и требуется, только вот весит он..
берете литра на 3,5-4 мотор ,что то типа Субару EZ и напрямую с винтом 1,75 можно снять до 200 кг, при этом вес самолета значительно возрастет
Ну да, видно по промятым колёсам
Буфер обмена.jpg

В любом случае конверсия это компромисс, не важно, с редуктором или без, и каждый его выбирает в соответствии со своими требованиями и условиями
 

Const163

Хотелось бы летать, но приходится строить
"Ну так это, кажется, длинноходный низкооборотник от старого грузовика, ему редуктор не особо и требуется, только вот весит он.."
Весит он 120 кг при объеме 3,3 л, обороты винта 2000-2200.
"Ну да, видно по промятым колёсам"
Аппарат в музее, думаю колеса недокачены.
"В любом случае конверсия это компромисс, не важно, с редуктором или без, и каждый его выбирает в соответствии со своими требованиями и условиями"
Все это от нищебродства, ясное дело)) Было бы бабло, купил бы Лайкоминг.
 

Malish

Я люблю строить самолеты, но больше люблю летать!
Откуда
Волгоград
Идея рабочая и не раз подтвержденная на летных образцах. Цель редуктора снять полную мощность с мотора, но плата за это низкий ресурс мотора т.к. работа на высоких оборотах мало идёт ему на пользу.
Но, с другой стороны, автомобильный мотор "развивает" мощность и крутящий момент только на больших оборотах, а вину эти "обороты" - тоже не в пользу!
 

Const163

Хотелось бы летать, но приходится строить
to Maish:
у Вас вообще мультипликатор стоит, если не ошибаюсь))
 

Malish

Я люблю строить самолеты, но больше люблю летать!
Откуда
Волгоград
to Maish:
у Вас вообще мультипликатор стоит, если не ошибаюсь))
Да, для ВЕНТИЛЯТОРОВ(это не винт, а "почти" турбина) нужны большие обороты. Наши "вентиляторы"(690 мм в диаметре) должны вращаться со скоростью 7000 об/м для полной эффективности. Двигатель "загнётся" в несколько часов на таких оборотах - поэтому у нас и стоит "мультипликатор" - повышающий обороты от двигателя к вентиляторам в 1,5 раза.
 

Const163

Хотелось бы летать, но приходится строить
Да это шутки ради.
Это понятно, но и момент падает также в 1,5 раза, значит мотор на 4600 об/мин обеспечивает необходимый момент с учетом мультипликации
 

Vitalich

Я люблю строить самолеты!
Откуда
Омск
Подшипниковый узел у меня стоит, но выявилась такая проблема: при прогреве коленвал удлиняется и перегружает передний конический подшипник
Перегружается не только конический подшипник, а перегружаются и упорные полукольца К.В . и если не развалились, значит нагрузку от винта выдержат с легкостью , без всяких дополнительных упоров. Просто повесьте винт на к.в. Сразу отпадет куча железа. Тем более УМЗ. там все гигантских размеров и К.В. и упорные полукольца.
 

Malish

Я люблю строить самолеты, но больше люблю летать!
Откуда
Волгоград
Это понятно, но и момент падает также в 1,5 раза, значит мотор на 4600 об/мин обеспечивает необходимый момент с учетом мультипликации
Конечно при "мультипликации" крутящий момент от двигателя тоже падает. Поэтому я(и "гонщики" тоже) выбрал этот двигатель(LS 6), у него "график" крутящего момента от 3500 об/м до 5000 об/м - почти ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ! ;)
 
Мне видится все намного проще. Отбросить всякие пульсации , фазы, мазы
Куда отбросить пульсации, если они есть? :)
Оставить , мощность и обороты, конкретного двигателя
Тогда придется ставить винт диаметром 0,7...0,8 м.
Двигатель бОльшего объема всегда будет выигрывать
Это само собой. При падении оборотов вдвое, для сохранения прежней мощности, нужно увеличить рабочий объём двигателя примерно на 70%
При четырех и более цилиндрах, деревянный, моноблочный винт выдержит любые пульсации
Ходят слухи, что дизеля с прямым приводом разваливают винты. Хотя это скорее всего только слухи :)
если более 150км\час можно поднять до 3600об\мин
В первую мировую для этой скорости обходились в два раза меньшими оборотами.
Ф вита как можно больше, из расчета не более 240 м \сек на конце лопасти
Почему то в голове отложились такие цифры:
Максимум 220 м/с
На крейсере 200 м/с
Рассматриваю исключительно самодельные деревянные винты "гаражного" исполнения.
 

Const163

Хотелось бы летать, но приходится строить
Перегружается не только конический подшипник, а перегружаются и упорные полукольца К.В . и если не развалились, значит нагрузку от винта выдержат с легкостью , без всяких дополнительных упоров. Просто повесьте винт на к.в. Сразу отпадет куча железа. Тем более УМЗ. там все гигантских размеров и К.В. и упорные полукольца.
Вот я тоже так думаю. Перед тем, как начать испытания померю между упорным кольцом и торцом ведущей шестерни ГРМ и затем через часов 20.
 
Вверх