Роторно-лопастной двигатель. Начало.

[PavelZ]

У вас ведь все равно электрогенератор.

Нет, я параллельно рассматриваю два варианта, механический и электронный.

Современная технология производства ремней позволяет делать бесступенчатые вариаторы. В приводе ГРМ ДВС ремни также ведут себя вполне достойно.

Продумывая рабочий цикл РЛД, пришёл к выводу, что его можно варьировать в некоторых пределах, согласовывая такты впуск-сжатие-раб.ход-выпуск у ДВС (впуск-выпуск у расширителя) с работой механизма (электронной схемы) синхронизации. Можно подобрать такие соотношения, когда знакопеременные нагрузки на узел синхронизации снизят своё отрицательное влияние.

В электронной схеме генератор задней лопасти будет двигаться в обратную сторону (только значительно медленнее передней) во время такта впуска (расширения).

В механической схеме можно сделать преднатяжители на ремнях управляемые гидравликой, а сам цикл ДВС подкорректировать с учётом растяжения-сжатия ремней, которое полностью компенсировать преднатяжителями не удастся.

Могу сделать модели и анимацию в Cinema4D, но хочу освоить Siemens NX и делать всё в нём. За книгу спасибо, кстати.

С внешним сгоранием и парогенератором не хочется делать несколько расширителей (по аналогии с турбинами), а смешать газ и пар. Впрочем можно сделать дополнительный контур на аммиаке, для утилизации остатков тепла, с отдельным расширителем и генераторами, его можно использовать и в аварийных режимах используя, к примеру, солнечное тепло.

 

[DVSZ]

Современная технология производства ремней позволяет делать бесступенчатые вариаторы

В вариаторе нет знакопеременных нагрузок высокой частоты.

Из Вашего описания очень трудно понять о какой конструкции идет речь.
Лично мне кажется, что речь идет о каком - то электронно - механическом конгломерате со множеством различных компенсаторов.

А что касается анимации то я сначала создал программу в экселе и рассчитал координаты точек профиля зубчатых колес. Затем перенес их в корел драйв и создал 120 картинок тоже программным способом и потом перенес их в фотошоп и сделал анимацию для веб страниц. Таким образом я могу за 5 минут изготовить любую анимацию круглых или некруглых колес (с нужным мне передаточным отношением, модулем, диаметром, коэфициентом кривизны). Ну а для трехмерного моделирования использовал Компс 3Д, но там процедура создания анимации немного сложнее.
Делайте картинку плоской, не изощряйтесь.

http://s53.radikal.ru/i139/1109/35/c7e9b1119f2c.gif (Внутреннее зацепление, 32 зуба, угол профиля 20 градусов, модуль 4,6, две пары таких соединений создают максимальный угол расхождения поршней 7,5 градуса).

 

[Викторович63]

ДЛЯ РаvelZ ! Посмотри стр. 71 и рядом там много интересного.

 

[Bиктор]

На странице 7, в постах 200, 201 - показан был такой же принцип согласования скоростей равномерного вала и каждой неравномерно-вращающейся лопасти/вала.  Синим цветом показан вал и блок эллипсных зубчатых колес - они вращаются равномерно, так как через них замкнуты противоположно действующие силы от рабочих поверхностей лопастей.

Зеленый и красный эллипс (соответственно и лопасти) - имеют периодически изменяемую в противофазе скорость.

Принцип долго казался мне элегантным ...
Пока не прорисовал ТО САМОЕ угловое положение вторичных эллипсов/лопастей, в котором происходит вспышка топливной смеси в секции.

Оказалось, что в этот САМЫЙ момент эллипсы имеют "косой зубчатый контакт" - и стремятся НЕ прижаться друг к другу, а наоборот - удалиться друг от друга - от места зацепления зубьев.

На рисунке - это третья позиция, считая слева. Обратите внимание, что зеленый и красный эллипсы расположились почти под "острым углом" - момент ВМТ в секции между лопастями. Цветными точками показаны зоны контакта зубьев каждого из этих эллипсов с жестким блоком эллипсов (синим) выходного вала.
Приглядитесь:  и зеленая и красная лопасть (их эллипсы) стремятся при рабочем ходе "отскочить" от "синих" эллипсов 🙂 
Без нагрузки - механизм может красиво "информировать" о своем принципе, но при рабочем ходе - рискует проинформировать о поломке синхронизатора.

Короче, "трагедия" в том, что зубья эллипсных колес не сопротивляются  "на отрыв" (в момент вспышки) - они ведь не крючко-образные 🙂

 

[DVSZ]

Короче, "трагедия" в том, что зубья эллипсных колес не сопротивляются"на отрыв" (в момент вспышки) - они ведь не крючко-образные Улыбка

Профиль эвольвенты левой и правой стороны каждого зуба некруглых колес попеременно "крючкообразные" и "бочкообразные" и совсем непохожы на эвольвенту круглых колес. Но они все равно остаются эвольвентами и обеспечивают выполнение основного закона зубчатого зацепления. Постройте математическую модель и Вы убедитесь в этом.

 

[DVSZ]

И еще, думаю, что трагедия некруглых колес применительно к согласованию скоростей равномерного вала и каждой неравномерно вращающейся лопасти заключается в их силовой неравномерности. Кроме того силы инерции никто не отменял ...

 

[Bиктор]

[/quote]

они все равно остаются эвольвентами и обеспечивают выполнение основного закона зубчатого зацепления. Постройте математическую модель и Вы убедитесь в этом. 

Сомневаться в свойствах эвольвенты не приходится - РЛД говорил здесь о другом, - что эллиптические зубчатые колеса при ТРЕБУЕМых параметрах эллипсности (степени сжатия) УЖЕ не выдерживали эмпирической проверки.
То есть физическая модель полезнее математической, когда идет оценка реалистичности технического решения.

Мат.модель лучше бы использовать не для того, чтобы вообразить осуществимость идеи, а для того, чтобы доказать НЕРАБОТОСПСОБНОСТь конкретной идеи.
Есть ведь доказанная Гёделем теорема, (здесь - в вольном изложении) что невозможно доказать непротиворечивость системы утверждений средствами самой этой системы!
Мат.модель - служанка, которая никогда не скажет "нет", если она составлена и заточена с целью сказать "да" 🙂

В целом же, я с Вами согласен (читая Ваши др. посты) - зубчатые некруглые колеса НЕ для РЛД!

 

[Bиктор]

Я бы искал другую схему привода. Или, скажем, использовал бы внутреннее зацепление из некруглых колес, но вместо зубьев попробовал бы использовать магниты. Получилось бы некое электромагнитное бесконтактное зацепление с периодически изменяемым передаточным отношением. У вас ведь все равно электрогенератор. Но это в том случае если позволит нагрузка... 

Согласен с Вами... еще можно искать другие типы привода.

Однако, механическая силовая передача по реально достигаемой силовой напряженности  превышает реально достигаемую силовую напряженность электро-устройств, имхо.
Поэтому электро-синхронизаторы - заведомо не справятся с пиками ударных нагрузок, возникающих при вспышке смеси в РЛД.
Ведь нужна  жесткость характеристик механизма синхронизации валов - НЕ деформироваться и не поддаваться туда, куда не допустимо?
При сжатии смеси - эллиптические колеса, например, - прижимаются друг к другу (через зубья), а в следующий момент - момент вспышки, - они уже ударно отходят от контактной передней поверхности зубьев к их обратной контактной стороне!

 

[Bиктор]

скажем, использовал бы внутреннее зацепление из некруглых колес, но вместо зубьев...

Мысль интересная, - идеальная формулировка почти по ТРИЗ (теории решения изобретательских задач):  зацепление - без зубьев!

Уже доказанная многократно непрактичность зубьев для ударной нагрузки, как это имеет место в РЛД (из-за "перещелкивающего" выбора зазоров туда-сюда, - то есть из-за неизбежности "игры зазора" ввиду знакопеременности нагрузки, обусловленной то сжатием смеси, то ее "взрывом"), заставляет искать решения, уменьшающие контактные напряжения в зоне зацепления.

Из известных способов повышения контактной механической прочности - увеличение радиуса кривизны контактирующей зоны и увеличение твердости поверхности.
Для зубов - это нежелательно: зубы всегда много меньше диаметра шестерни, да и нарезать многочисленные зубья в сверхтвердом материале - слишком дорого и долго.

Выход мне видится тоже в том, чтобы внутреннее зацепление [эксцентрика] делать вообще без зубов - гладкой, простой и из очень твердого материала (как белый чугун, ситалл или керамика).
Тогда в контакте обкатывания без проскальзывания обеспечен максимальный диаметр контактирующих тел и максимальная контактная механическая прочность - то есть надежная продолжительная работоспособность механизма.

Пробная мат.модель, поясняющая такое зацепление - на рисунке. Показана траектория обкатывания без проскальзывания желтого и синего эксцентриков, диаметром в 4 раза меньше диаметра колеса внутреннего зацепления, и смещенных по фазе относительно друг друга.  Внешняя огибающая линия - линия зацепления. Внутри видна делительная окружность, по которой равномерно перемещается смещенная ось эксцентриков. 
Очевидно, что мы другим путем пришли повторно к эллиптическим линиям зацепления, - но УЖЕ без зубьев!  По сути - это эксцентриковая передача с двумя (!!!) круглыми максимально большими "зубьями"...

 

[Varan]

НУ некоторые все же строят работаюшие двс с зубчиками

 

[Varan]

А насчет использовать зацепление без зубьев, то на выставке архимед регулярно представлялся к показу планетарный циклоидальный редуктор, там вместо зубьев использовалась пружина, может стоит попробовать подобный подход использовать и  для обеспечения неравномерного вращения

 

[Андрей Миллер]

некоторые все же строят работаюшие двс с зубчиками

Отщепенцы, а не конструкторы! ;D

планетарный циклоидальный редуктор, там вместо зубьев использовалась пружина,

В приводе маслонасоса дешевых бензопил вместо приводной шестерни на КВ стоит пружина. И это работает! 😉

 

[Varan]

это не отщепенец, а просто самородок, тоже на архимеде видел, двигатель у него работает правда ресурс не знаю какой

приведенный редуктор , схема  которого на фото имеет высокое передаточное число и выпускается для использования в бурильных установках, тут подход серьезный и основательный от основательной фирмы

 

[Bиктор]

некоторые все же строят работаюшие двс с зубчиками

У каждого - свобода воли 🙂   Первые паровозы, имели по инерции мЫшления, тоже зубчатые колеса и зубчатые рельсы...

В нашем случае - зачем делать сложно и дорого?  Если гладкие эксцентрики могут прижиматься за счет центробежной силы к гладкой фигурной направляющей - с такой же силой, как тяжелые паровозы давят на рельсы!

Если бы такие соосные эксцентрики катились по двум параллельным "рельсам", то обеспечивало ли бы смещение фаз циклоид на 180 градусов  непроскальзываемость?  Общая ось обоих эксцентриков движется равномерно и без бугров (паровоз с такими рельсами и эксцентриковыми колесами ехал бы без тряски 🙂 )

Но конечно эллипсно-производный профиль "кругового рельса" можно-нужно сделать для такого случая с двумя-четырьма "долинами и холмиками" вдоль оборота, чтобы был-таки упор, почти как у классического зуба, - на случай малых оборотов и прижима на холостом ходу...

Эксцентрики "точатся" на простейшем токарном станке, а "волны" на круговом профиле, - можно после токарного доводить наждаком и шлифмашинкой?

На нижнем рисунке разрез испанского патента - видны подобные сдвоенные эксцентрики, каждый из них там двигает свой блок лопастей. Ротор, правда, стремно большого диаметра, - ни дать ни взять, автор хочет "дисковые маховики" вращать неравномерно 🙂

 

[Bиктор]

на фото имеет высокое передаточное число и выпускается для использования в бурильных установках

А можете пояснить роль пружин, - как они работают?
Бурильная колонна работает "на упор" - не должна заклинивать, но если "трудно", то должна бы снизить обороты и увеличить крутящий момент?

 

[Varan]

где точно ставятся не знаю, это замена обычным редукторам на бурильных ставятся потому что их заинтересовало и они стали заказывать такие редукторы, кроме редуктора эта штука заменяет упругую муфту,
есть левое и правое колесо из навитой пружины отличающееся на малое  количество витков
одна пружина неподвижна в корпусе, вторая связана с выходлным валом, средняя косостоящая пружина установлена на коленчатом валу с кривым коленом и входит в зацерление с обоими боковыми пружинами, обкатываясь при вращениее входного кривого колен вала по неподвижной пружине толкает подвижную и заставляет выходной вал вращаться, если сделать  вместо пружин зубчатые колеса механизм заклинит , а пружины раюботают так как обладают упругостью и витки могут чуть смещеться, если интересно завтра найду ссылку на патенты и автора

 

[Alex_520]

На нижнем рисунке разрез испанского патента - видны подобные сдвоенные эксцентрики, каждый из них там двигает свой блок лопастей. Ротор, правда, стремно большого диаметра, - ни дать ни взять, автор хочет "дисковые маховики" вращать неравномерно

Мысленно "переверните" нарисованную в патенте схему на 180 градусов и получите согласующий механизма двигателя Манжелевского Б.М. из Перми...

Более компактно и более ремонтопригодно получалось. И движок у него реально работал.

 

[Андрей Миллер]

с такой же силой, как тяжелые паровозы давят на рельсы

Дело в том, что паровозы частенько "проворачивают ось", ничего плохого с ними при этом не происходит.
Для двигателя это, как правило неприемлнмо, так как сбивается газораспределение, зажигание и тд.
Так что все просто... 🙂

 

[RVD]

Дело в том, что [highlight]паровозы [/highlight]частенько "проворачивают ось", ничего плохого с ними при этом не происходит.  ... Так что все просто... 🙂 

Господин незнайка про паровозы пишет в настоящем времени, вот оказывается где он обитает ... в паровозном музее, скручивает паровозам оси.

Так что все просто - металлолом нонче в цене.  ;D ;D ;D

 

[Bиктор]

они стали заказывать такие редукторы, кроме редуктора эта штука заменяет упругую муфту,

Действительно часто бывают технические решения, которые достигают результат за счет податливости и упругости, а не жесткости!

есть левое и правое колесо из навитой пружины отличающееся на малое количество витков
одна пружина неподвижна в корпусе, вторая связана с выходным валом, средняя косостоящая пружина установлена на коленчатом валу с кривым коленом и входит в зацепление с обоими боковыми пружинами, обкатываясь при вращениее входного кривого колен вала по неподвижной пружине толкает подвижную и заставляет выходной вал вращаться,

Есть у Вас еще схемы, поясняющие процесс взаимодействия?
Мне кажется, - Вы уже имеете и идею, что там можно для РЛД перенять?

если сделать вместо пружин зубчатые колеса механизм заклинит

Хотелось бы еще подучиться, за счет чего отказ от жесткости конструкции создает надежность в работе...

, а пружины раюботают так как обладают упругостью и витки могут чуть смещаться,

Видимо, при податливости один механизм, переходя "в оборону и отступая" приобретает новые конструктивные свойства. Кажется, так пакет рессор безударно увеличивает  свою несущую способность, когда одни пластины поддаваясь, прилегают к другим: происходит их временная консолидация и суммирование свойств

если интересно завтра найду ссылку на патенты и автора 

Мне интересно!  Если не всем интересно, - можно в личку, особенно графические материалы (понадобится меньше поясняющих слов)...