Роторно-лопастной двигатель. Начало.

[Bиктор]

мне сдаётся, что для привода электрогенератора можно и без синхронизатора обойтись. посадить каждую пару лопастей на свой синхронный мотор, одним мотором упираться, с другого мощность снимать. в принципе, можно и возвратное движение организовать 

Схематично - мыслимо, а взгляните энергетически:  лопасть под действием силы газов в несколько тонн (величина условная), должна сдерживаться эл.мотором...  Ведь от него потребуется крутящие моменты (значит и употребится ток!) сравнимые по величине (закон действия и противодействия Ньютона?).
На управляющую функцию такой "синхронизатор" уже не потянет (с малыми затратами энергии на "себя любимого"), ИМХО. 
Обычно, "упор лопасти" в синхронизаторе мыслят получать на 99,9% от пассивного сопротивления материалов (внутреннее напряжения металла например) и на мало процентов дополнительных затрат энергии... на трение.

 

[Bиктор]

Но есть взаимное возвратно-поступательное перемещение лопастей и "консольных уплотнителей" на них относительно дисков, на которых закреплены эти самые лопасти.

Действительно!
Примем во внимание, что участок такого движения уплотнителей имеет место только примерно на 1/8 доле от общего периметра "щелей" - с наименьшими взаимными скоростями контактирующих поверхностей...

 

[Bиктор]

Это верно только для одного из возможных вариантов взаимного перемещения лопастей и не факт, что оптимального. Если рассматривать реальный механизм, а не теоретическую схему, то откроется много интересных нюансов.

Заинтриговали!
По какому критерию оптимальности Вы это увидели?

Давайте для определенности привяжемся, например, к этому конкретному моторчику дедушки из Германии, скан-фото которого я привожу: лопасти прямоугольные, вращаются и совершают одновременно "ножницеобразное" движение ("кошки мышки").
Закон изменения угловой скорости обоих блоков лопастей - синусоидальный. Сдвиг фаз - обеспечивается у него четырьмя кривошипными механизмами с тягами ( по две пары шатунов к двуплечим водилам [схематично розового и синего] полых коаксиальных валов, на которых внутри статора прикручены 4 одинаковые лопасти).
Механизм этот не практичен по ресурсу, но он работает. Опускаем его из виду, оставляя только факт оптимальности симметричных синусоидальных скоростей по минимуму ускорений, по сравнению с механизмами с не синусоидальными или не симметричными законами...

 

[anton19286]

Схематично - мыслимо, а взгляните энергетически:  лопасть под действием силы газов в несколько тонн (величина условная), должна сдерживаться эл.мотором...  Ведь от него потребуется крутящие моменты (значит и употребится ток!) сравнимые по величине (закон действия и противодействия Ньютона?).

Да, мне тоже кажется, что потери будут именно из за больших импульсных токов. Да и в такой конфигурации ротор полностью смысл теряет, можно линейным двигателем обойтись. Как, кстати, на стирлингах и делают.

 

[Bиктор]

... посадить каждую пару лопастей на свой синхро... 

Я нахожу Вашу мысль в этой части весьма здравой - обойтись без коаксиальности валов, оставаясь при их соосности 🙂
Этим бы началось "раздевание" кривошипного "короля" в синхронизаторах РЛД!
Даешь уменьшение числа и размеров массивных элементов конструкции синхронизатора  😀

 

[JohnDoe]

А вот остроумное решение (сорри, если уже было):
http://www.roundengine.com/roundengine_power/variable_disp.htm
На русском:
http://www.membrana.ru/articles/technic/2006/12/13/193400.htm
Картинка оттуда (чтоб всё не смотреть, если лень):

 

[Bиктор]

польские исследования показали оптимум при 30% воды \смешанной с соляркой\

Это был комментарий Хенрика по поводу одной из альтернативных технологий Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI).
Речь при этом идет, если я правильно понял, о "замедленном" сжигании топлива, препятствующем чрезмерно быстрому нарастанию пика температуры в камере сгорания.
Выгод от этого видимо, много. Важный из них - предотвращение слишком высокого пика температуры (он хоть и кратковременен в масштабах цикла, но ведет ко многим негативным последствиям, в том числе - к образованию очень вредных окислов азота, к разрушительной детонации).

Для РЛД же очень важен аспект охлаждения при уменьшенных габаритах.
Чтобы не обгорали кромки лопастей, лучше иметь процесс сгорания "замедленный", с меньшими средними температурами, но при этом без уменьшения эффекта расширяющихся газов.
Хенрик упомянул о добавлении воды в топливо. Хорошо бы получить от него больше подробностей о практической стороне дела!
В статье о HCCI говорится о снижении скорости сгорания за счет многочисленных, но маломощных очажков горения. Вокруг каждого такого очажка имеется много воздуха, который видимо усредняет температуру в районе сгоревшего очажка?
На рисунке слева отображены эти параллельные очажки горения в цилиндре, по сравнению с дизельным впрыском и смесью, подготовленной карбюратором.
Интенсивность красного цвета условно изображает объемную концентрацию топлива.

Указанный процесс воздействует на интенсивность ПОДВОДА тепла к конструкции камеры сгорания, заранее избегая экстремумов.  Этим самым уже немного разгружается задача об ОТВОДЕ лишнего тепла от конструкции...

Если я правильно понял Хенрика, именно добавление микрокапель воды в топливную смесь делает возможным этот процесс дробления процесса горения на множество "не сильно горячих" очажков?
Мне кажется, что и вскипание микрокапель воды, добавляет к давлению сгоревших газов ту долю расширяющегося пара, которая как "затягивает" процесс расширения газов во времени, так и немного "утолщает" индикаторную диаграмму (площадь работы) в верхней части...

Негативные стороны применения воды в камере сгорания упоминаются в цитате:
"Работа на водотопливных смесях связана и с некоторыми неприятностями. В отработавших газах незначительно увеличивается концентрация углеводородов.

Нередко в эксплуатационных условиях двигатели работают не вполне устойчиво, особенно при полностью открытой дроссельной заслонке, при движении автомобиля на малой скорости.
Все это связано с неравномерным распределением воды по цилиндрам двигателя."
(источник - http://ecotuning.com.ua/statiya.php)

Оптимизм в этом отношении в пользу РЛД базируется на том, что "многоцилиндровости" у РЛД как бы не существует 🙂  Заряд попадает в камеры по одному и тому же пути...

 

[Bиктор]

наглядный пример "установки телеги впереди лошади"

Уважаемый А.Г.К, могли бы Вы "послать" нас более конкретным образом? 🙂

Если Вы уже устали это объяснять, то дайте, пожалуйста, ссылки на Вашу опубликованную аргументацию: как следует и что следует сделать, чтобы "лошадь была не толкающей" ?

 

[Bиктор]

Вам для начала надо отработать рабочий процесс в столь "неоднозначной" камере сгорания, которая существует в РЛД.

Вам уже задавался вопрос о Ваших основаниях считать КС РЛД неоднозначной. Хотелось бы дождаться ответа 🙂

Необходимо решить проблемы с неравномерным нагревом рабочей полости РЛД и как следствие компенсировать локальные термические поводки в зоне сгорания.

Тут мне навскидку приходит в голову применение "тепловых трубок" (с вакуумом внутри, порцией жидкости, фитиль-капиллярами по оси и свободными внутри стенками).
Как Вы знаете, тепловые трубки (ТТ) содержат пары жидкости внутри, которые мгновенно и интенсивно переносят тепло от горячего источника в зону другого конца, менее нагретую.
Главная особенность ТТ - ее почти равная температура по всей ее длине.
Представьте, что в паз снаружи статора РЛД вложена такая длинная тепловая трубка:  она соединяет "перегретую зону" статора с зоной "недогретой", по пути своего следования выравнивая температуры.
Результат ее применения - именно искомая нами компенсация различий в терморежиме и терморасширении частей корпуса!
Кто-то сумеет расчитать мощность тепловых трубок для корпуса РЛД так, чтобы тема "термоповодки" столь небольшого корпуса исчезла совсем...

Какие бы пары сухого трения не существовали необходимо решить вопросы смазки и отвода смазки.

Как Вы сами уже упоминали на этой ветке - опыты смазки и охлаждения впрыскиваемой водой в принципе, - положительны!
Посмотрите специально еще раз на корпус РЛД, и форму лопастей, имеющих выфрезеровки внутри...
Вы заметите, что при боковом (торцовом) подводе рабочей смеси, впускное окно сообщается с внутренними поверхностями каждой лопасти!
Как Вы думаете, мешает ли что-нибудь циклично впрыскивать воду... (при форсаже хотя бы) - внутрь такой полой лопасти?!
Расскажите нам, пожалуйста, куда денется пар, отводящий тепло от лбов лопасти изнутри?
Мне кажется, что он создавая давление - пойдет через уплотняемые щели к какому-нибудь выходу (по ситуации: либо в камеру слева, либо в камеру справа - где давление меньше).
Это ли не способ интенсивного охлаждения?
Это ли не способ "заполнить щели" паром под давлением, чтоб в них утечкам из КС препятствовать встречными "утечками пара" изнутри лопасти?

Необходимо решить проблему уплотнительных элементов, решить проблему с повышенным износом уплотнителей в районе максимальной термической поводки, т.е камеры сгорания.

А это после изложенного выше может быть отпадет и само собой, если упомянутые "потуги" увенчаются успехом в той или иной мере.
Но серьезная проблема остается - трение и износ лопастей без масла, но в присутствии на поверхностях статора (и внутри лопастей, а также внутри "щелей") - микрокапель воды или пара...
Так что к выбору материала трущихся пар надо, конечно, подойти именно под знаком их работы не в масле, а в ""воде.
Надеюсь, что эти проблемы решаемы - для того или иного заданного ресурса РЛД...  🙂

(красным внизу показано охлаждающее действие впускной смеси внутри лопасти, выше по ходу может стоять и дополнительная водяная форсунка, которая делает впрыск не в камеру сжатия, а внутрь каждой проходящей мимо лопасти - очень малую дозу)

 

[А.Г.К]

Для Виктора.
Посмотрел Ваши замечания, фантазия у Вас богатая, в данном случае наблюдается типичное "изобретательство". Комментировать не вижу смысла, Вам нравится сам процесс, я вышел из того возраста когда втягиваются в бесконечные и бессмысленные споры, которые в общем ни о чем. Нравится РЛД, делайте, успехов в сём начинании. Наверное каждый должен пройти своим путём ошибок. Я в молодости тоже много ошибался. Набьёте шишек, получите опыт. Увлечение РЛД у меня давно прошло, тоже был такой грех. Просто я видел это все в металле издающее звуки и портящее воздух. Экзотикой как правило занимаются люди далекие от двигателестроения и имеющие большое желание прославиться. Могу только пожелать удачи.

 

[Bиктор]

я видел это все в металле издающее звуки и портящее воздух

Могли бы Вы коротко обрисовать, какой в принципе синхронизатор тогда стоял на том/тех двигателе?
Если я ошибки и делаю, то увы - не по молодости и не из тщеславия, - мне 60 🙂
Я разделяю предположение уважаемого В.П. Лапшина, что роторные объемные машины могут еще занять "нишу" между поршневиками и ГТД...

 

[Bиктор]

Для большей наглядности положений лопастей РЛД и иллюстрации величин их скоростей и ускорений для каждого положения поворота выходного вала, имеющего равномерную скорость, электроинженер Кардашев применял такую диаграмму.

По горизонтальной оси отображается угол поворота выходного вала в градусах, а по вертикальной оси можно также в градусах задавать угол раствора единичной лопасти, считывать угловое расстояние между осями лопастей, или по их кромкам - в любой момент поворота вала.

Цветом можно выделять две смежные лопасти.
Тонкая линия под определенным избранным углом - отображает неизменную скорость вала отбора мощности.
А две цветные линии одинакового цвета - периодическое движение, скорость и ускорение двух кромок одной лопасти.

Пара синусоидальных линий другого цвета, тоже колеблющихся около своей средней величины (не показана), - это отображение положений, скоростей и ускорений смежной лопасти, с которой образуется общая камера.


Фазы наклонных синусоид скоростей смежных лопастей имеют сдвиг.
Субъективно повышение скорости лопасти воспринимается через кажущееся утонение толщины лопасти, а замедление - через ощущение, что лопасть в данной зоне - толще.
Ускорение лопасти тем больше, чем круче синусоида движения приподнимается над прямой линией равномерного вала (для любой точки можно провести к синусоиде тангенту).

Замедляющаяся лопасть будет в зонах замедления показывать угол тангенты к синусоиде - меньше угла наклона базовой линии - линии вала.

 

[JohnDoe]

Сегодня по "5 канал"(Спб) была передача "Истории из будушего" с Прохоровым. Застал только самую концовку, как понял говорили в основном о "Ё-мобиле" и его потрохах (ну не без заездов в модернизацию и бла-бла-бла). Кто видел? Чего интересного говорили?
В конце программы промелькнула информация об отборе г.Прохоровым неких перспективных изобретений, я так понял для внедрения, кто, что знает?

 

[Bulagen]

Видимо вот тут попозже выложат
http://5-tv.ru/programs/broadcast/506098//

 

[JohnDoe]

Видимо вот тут попозже выложат
http://5-tv.ru/programs/broadcast/506098//

Ага, я тоже было туда сунулся. Правда с местными расценками на инет я без штанов останусь, если посмотрю повтор.  🙁

 

[JohnDoe]

Вот, "5 канал" выложил запись передачи с Прохоровым:
http://www.5-tv.ru/programs/broadcast/506098/
Прямая ссылка на видеофайл (для скачивания) размер 225 метров:
http://img.5-tv.ru/shared/files/201101/1_145851.flv
Уже качаю, пока на работе 😉

 

[Bиктор]

Еще одна диаграмма по Кардашеву.

Показаны все четыре лопасти, - две розовые и две бордовые парные синусоиды.
Камеры с разных сторон одной и тоже лопасти находятся при разных тактах параллельных четырехтактных циклов.

Верхняя штриховая и нижняя штриховая линия "розовой лопасти" на этой развертке могут быть совмещены, если развертку свернуть и представить  в виде цилиндра.

Вертикальными осевыми линиями показаны на горизонтальной оси положения вала через каждые 90[ch186].

На примере одной пары сопряженных лопастей, участвующих в противофазных периодических скоростях, показаны направления и порядок величин инерционных сил, действующих на лопасти в разных положениях выходного вала.
Видно, что инерционные силы взаимно уравновешиваются (через синхронизатор).

 

[hab]

Видимо вот тут попозже выложат
http://5-tv.ru/programs/broadcast/506098//

ведущий п-дит активней гостя. ничего нового и дельного

 

[RVD]

" hab"

В продолжении. Просто поразительно, как этот Ковальчук обходит острые углы. В этой встрече присутствует только одна мысль: Прохоров получил прямой доступ к абсолютно бесплатной, я бы сказал точнее - абсолютно дармовой интелектуальной собственности инженерного корпуса России. И очень умело все это под себя интерпретирует.

"... когда не нужно иметь огромную дорогостоящую собственную лабораторию, а всего лишь собственный экспертный центр и внятных людей, которые могут сделать внятное техзадание, а использовать надо весь мир, их интелект, который будет работать на ВАС !!! "

Слово ВАС означает работать не на государство, а работать на частного предпринимателя Прохорова. Вы бесплатно или за гроши отдаете свою интелектуальную собственность, оставаясь тем кем есть, он взамен получает прибавочную стоимость в виде много миллиардных состояний - все по Марксу.

На западе чтобы получить "товар" один владелец фирмы договаривается с другим владельцем фирмы о цене. Когда представитель компании договаривается о том же самом с частником, цена продукта для приобретателя в сотни, если не в тысячи раз дешевле, нет накладных расходов фирмы. А так как у нас имеются только частники, то весь Прохоровский проект может стоить не миллиарды долларов а вполне заявленные 150 миллионов, включая со строительством завода. Ведущие экономисты в один голос трубят, что де невозможно за эти деньги построить завод, а не то чтобы еще и спроектировать авто... возможно, ведь в руки Прохорову стекается все абсолютно бесплатно, и в этом смысле он молодец, воспользовался тем, что до него раньше никто не делал, изымая у человеков интелект за рожок со свистком, вспомним чукчей из фильма "начальник чукотки".

 

[Bиктор]

в этом смысле он молодец, воспользовался тем, что до него раньше никто не делал [highlight]?[/highlight], изымая у человеков интелект за рожок со свистком

В той или иной мере, сказанное правдиво относится и к "Западу" и к "Востоку": в Германии например, тоже правит "капитал", - маленькие фирмы и одиночки подминаются "за гроши", а в коммун. Китае - миллионы юных людей работают "за суп в столовке фирмы". Цена "рожку со свистком" создается так, как она создается: в этом участвует как "покупатель", так и "продавец".

Оставим, однако, социальный аспект "трагедии индивидов" другим форумам.
У нас тема техническая. В технике славяне могли и могут самоутверждаться для пользы своих стран. Интеллектуальные усилия могут и должны быть востребованы также в нынешние (трудные) времена!
Не хотелось бы и роторно-лопастной-ДВС "рабски" закупать у китайцев...