Роторно-лопастной двигатель. Начало.

[Bиктор]

Разница в креплении лопастей к втулкам полу-осей (сравните пост 620 и 621) обеспечивает второму варианту строения лопасти пустотелость/легкость, меньший момент инерции. (Особенно, если втулки лопастей выходят по разные стороны статора-корпуса - они тогда минимального диаметра, и дополнительно снижают вес/момент инерции/габариты)

Кроме того момент инерции прямоугольного "лба" лопасти при равной площади (по посту 620) обеспечивает преимущества в пользу прямоугольного... такой РЛД может оказаться быстроходнее и мощнее при равных габаритах.

Но ... на прямоугольном "лбе" лопасти вогнутость в виде полу-сферы как-то не обещает таких выгод по вихреобразованию/топливосмешению как у почти круглого "лба" 🙁  Значит, несовершенное сгорание - обусловит у "быстроходного прямоугольника" перерасход топлива ?

Ситуация типа: - "Те раки были маленькие... НО зато по 3 рубля!"

 

[Bиктор]

Из опыта теплонапряженных "поршневиков" можно позаимствовать понятие о распределении температуры по дну "лбу" поршня/лопасти...

Mожно видеть, что у охлаждаемого кольцами и юбкой поршня, температура поверхности может находится в пределах от 308[ch186] до 114[ch186].
У прямоугольного "лба" лопасти больше периметр соприкасания лопасти с корпусом, по сравнению с круглым - при равной их площади и при равном "сборе" теплоты!
Стало быть прямоугольная лопасть по краям охлаждается лучше, чем лопасть с круглой или кругловатой формой "лба".

На рисунке ниже видно, что боковые стенки "кратера" горячее у верхней части.  Можно ли это объяснить тем, что теплоотводящие кольца находятся несколько ниже, а путь теплоотвода туда - длиннее?

 

[Bиктор]

На строении дизельного поршня сказывается и понятие о смешении топлива с воздухом.

У дизелей времени отводится на это смешивание намного меньше, по сравнению с карбюраторным.

Приходится принимать меры к интенсификации смешивания впрыскиваемого (и в бензиновых ДВС прямого впрыска тоже) топлива.

На рис. видно специфическое строение лунки во "лбу" одного из проектируемых поршней.
Обилие вариаций подобных лунок для ДВС со впрыском - говорит о том, что все еще нет идеального результата. Поиски продолжаются...
Люди твердят о вихрях в камере сгорания, а представляют при этом разные вещи.  Как, откуда и куда вихрь должен зарождаться, идти, разделять слои...?

Думая о "лунках для впрыска" РЛД ... волосы шевелятся 🙂
Как их сделать?  Какие они оптимальны, учтя, что схема-то движения лопастей у РЛД принципиально как у схемы с встречным движением поршней. 
С тем отличием, что РЛД делает это без двух коленвалов и синхронизатором между ними.
Хватает одного синхронизатора на оба блока лопастей РЛД...

Чертёжное представление поршня на рисунке показывает, что вблизи "лба" поршня, снята узкая длинная фаска, образующая небольшую конусность.

Говорят, что этот конус расчитан специально на "жуткое" расширение очень нагретой верхней части поршня.

Чтоб не клинил, при температурной "игре зазора", зазор делают обоснованно широким, а потом его же и уплотняют...кольцами.  Здесь - три кольца - так как "игра в зазоре" придумана большая. Так - испокон веков!

У бензинового ДВС температуры в КС ниже, чем у дизеля. Меньшее количество компрессионных колец - обычно 2.

У РЛД по ё-решению - тоже по два кольца, разделяющих соседние камеры с разным давлением.

Это расплата за высокие температуры (у дизеля) и за... неприменение ситаллового "чугуно-люминя" с отсутствующей тепло-деформационной "игрой в зазоре" 🙂

 

[Bиктор]

Но оказывается имелись технические решения и для "холодного дизеля" и для заблаговременного создания вихря в камере.

Это очень малоизвестное решение по оч-оч-ень экономному сгоранию любого жидкого топлива в дизеле с грубым распылением в форсунке 1мм, где в камере мощный вихрь создан заранее, до прихода поршня в ВМТ.

И это же - пример, как умело "лоббисты" дорогого барахла глушат идеи, угрожающие накатанному выпуску без дополнительных инвестиций...

Я имею в виду упомянутые уже здесь (и тоже не замеченные) тех.решения немца Elsbett'a.

Весьма хотелось бы, чтобы забота Эльсбета о заблаговременном вихре в камере оказалась реализуемой в роторно-лопастном варианте (хоть и в бензиновом)!

 

[Bиктор]

Дизель Эльбета имел диаметр поршня 82мм, ход - 92мм
Он имел "щедрый" наддув. Как видно на фото - имел ресивер-охладитель наддуваемого воздуха.

Топливные насосы высокого давления он сделал индивидуальными на каждый цилиндр, с приводом от специального кулачкового вала в головке цилиндров.

Трубки к форсунке предусмотрел специально очень короткие.
Это обеспечивало уменьшение пульсаций диаметра трубок и более короткое время распыливания топлива.

Для "всеядности" по виду топлива - его форсунки имели только единственное отверстие, и главное - отверстие очень большого диаметра: 1мм. Оно никогда не закоксовывалось!

Оно давало грубый распыл факела впрыска... но топливо до сих пор в его двигателе сгорает экономичнее, чем во многих современных дизелях.

Есть ли загадка дизеля Эльсбетта и в чем она?
Есть загадка - его дизель отдавал в стенки цилиндра и головки очень мало тепла, - тепло шло в основном на полезную работу.
Подтверждается это тем, что ему не нужно было специальное водяное охлаждение (отпадал вес, уменьшались габариты и сложность).
Его дизель был испытан на опытном Москвич-2141, выиграл в гонке на экономичность Рига-Москва, чуть не пошел в российском и в бразильском производстве .

Только на родине изобретателя, в Германии, конкуренты не допустили его в широкое производство.
Есть такой "цивилизованный" метод "выкручивания рук":  предлагали купить у него лицензию на производство, но не простую (когда изобретатель остается владельцем), а "исключительную" лицензию.
Предлагали даже 50 миллионов марок (желая поскорее забыть об изобретателе и заставить общественность забыть) и желая засунуть купленный по исключительной лицензии патент ПОД СУКНО, чтобы ничто не бросало тень на их и без того ходкий на рынке товар (хуже, но зато без переделок производства).

Эльсбет, однако, предпочитал оставаться хозяином своей интеллектуальной собственности: продавал простые лицензии по цене в 11 раз меньше, в надежде найти массовое производство в России, Бразилии, в Африке...

Его маленький дизелёк, всего с тремя цилиндрами, - имел сравнительно больше крутящий эффективный момент и ставил рекорды по минимуму расхода топлива (не говоря уж - какого топлива, - бросового в том числе масла) на гонках "Тысяча озер" и на тестах ADAC.
Однако, дошло до того, что "лоббисты" не стали засчитывать результаты авто с его мотором, а то и отказывали в участии автомобилю, ставившему в прошлых соревнованиях в тупик, не замечавщих его "толстосумов", которым надо было подогреть интерес у публики к "назначенному" ими автомобилю.

 

[Bиктор]

Можно ли перенять решения Эльсбета в РЛД?
Вопрос трудный, но занятный...

 

[RVD]

Друзья, всем спасибо за подсказки по сварке, хотя Виктор и пытается все это "глушить" большим количеством новых распредложений по своей теме, но он так и не смог решить задачку третьего уровня (читайте ТРИЗ), а еще замахивается на РЛД  🙂

А решение оказалось еще проще, я взял речной песок, и засыпал его в свариваемые трубы, предварительно прихваченные между собой сварными точками.  Песок хорошо утрамбовал (как при гнутье труб), забил с двух сторон чёпы... и обварил трубы. Результат великолепный, на месте стыков никаких соплей !!!

 

[Bиктор]

Можно ли перенять решения Эльсбета в РЛД?
Вопрос трудный, но занятный...

Опять же в РЛД, не потребовалось бы три ТНВД и три форсунки:

Достаточно было бы их по одному - на все 4 рабочих хода за оборот...
То есть РЛД очень трудно сделать дорогим и сложным! 🙂

Разве что, если очень постараться "раздуть размеры" синхронизатора, и так сначала увеличить инерционные силы, свойственные схеме РЛД, - а потом уже бороться против них, - снижением оборотов 🙂

 

[Bиктор]

Виктор ... пытается все это "глушить" 

Любезный Игорь Петрович, не соблаговолите ли Вы заметить, что Вы "сыплетете песочек" флуда в ветку, предназначенную для РЛД?
Ваши  флудливые попытки "глушить тему" РЛД можно пресечь и с помощью Админа. Так сами угомонитесь или КАК?

 

[Bиктор]

Как заставлял Эльсбет вращаться воздушный заряд в КС?

Ответ на этот вопрос мог бы быть полезен при проектировании РЛД.

Строение "лба" поршня двигателя Елько немного подсказывает:  УЖЕ вращающийся с момента СИЛьного нагнетания воздушный заряд,  у ВМТ зажимался плоской крышкой головки цилиндров в еще более узкую круглую камеру - "горшок" внутри поршня.

Принцип сохранения импульса вращения заставлял поток воздуха, зажатый в меньшем диаметре камеры внутри поршня, многократно увеличить угловую скорость по сравнению с вращением вдоль круглых стенок цилиндра до подхода к ВМТ!

 

[Bиктор]

В маленькой фирме Эльсбета ввели понятие о двухтемпературном сгорании топлива в углублении поршня: duothermische Verbrennung.

Я поискал в интернете на предмет распространенности этого понятия , - результат негативный.
Либо переобозван и забыт, либо "заглушен" и забыт 🙁

На схеме выше, видны обе зоны с разной температурой (как это представляли разработчики этого необычного мотора). Они обозначены разным цветом.

Кто мне скажет, имеет ли разделение температур здесь сходство с разделением температур в трубке Ранка?

Какую роль играло описанное составное строение поршня в экономном сгорании грубо распыленного, любого топлива?

Какие геометрические признаки такого поршня мотора Елько следовало бы "отследить" в особенностях "лба" лопасти РЛД?

 

[Bиктор]

Алексей Джигурда с завода АЗЛК, державший, видимо, в руках детали этого мотора, писал между прочим, что конструкция того поршня составная: верхняя часть, которую видно  на схеме смешивания впрыскиваемого топлива (см. выше), - она из чугуна.

Нижняя часть конструкции  поршня на этой схеме показана не достаточно подробна, но Алексей Джигурда писал, что нижняя часть углубленной круглой камеры, снаружи внизу имела приливы и опиралась расширениями на палец шатуна.

Еще ниже, каким-то способом подвешивалась алюминиевая юбка. Оставался воздушный зазор между верхней и нижней частью.

Вряд ли это было сделано случайно. Но из каких соображений?

Рисунок взят из патентного описания изобретения Elsbett'a.

 

[Bиктор]

Можно ли поверить на слово тем, кто утверждал, что горячий воздух дополнительно распылял своей огромной угловой скоростью грубо впрыснутое топливо?

Верно ли, что основное горение шло в центральной зоне "горшка" внутри поршня, не касаясь ни стенок поршня, ни стенок цилиндра?

В результате этого ли была достигнута малая фактическая теплонапряженность корпуса и поршня?  В головке цилиндров совсем не было предусмотрено каналов для охлаждения, она прижималась к блоку цилиндров БЕЗ прокладки...

А смазочное масло - было растительным, с повышенной вискозностью (вязкое)...

А было это же масло еще и охладителем:  оно поступало в картер через "рубашку охлаждения" блока цилиндров...

А было это масло еще и ... ТОПЛИВОМ: подогретое в рубашке цилиндров оно шло к топливному насосу высокого давления и  - в форсунку с малым временем открытия.

Лишь после сгорания топлива теплые газы смешивалось с воздухом другой температурной зоны, - когда пик температуры уже спадал, а поршень уже устремлялся к НМТ?

На схеме клапанов (см.рисунок ниже) виден один большой центрально расположенный выпускной клапан, и два впускных клапана, расположенных тесно друг к другу на периферии - у стенок цилиндра.
На виде сбоку обобщенно изображены пути подачи воздуха и отвода газов. Центральный выпускной клапан - сам по себе "вдвинут" внутрь "горшка" в поршне.

 

[RVD]

А вы виктор кто, хозяин данной ветки, или может арендатор ?. Наверное по этой причине вы пишите, что хотите, а остальные могут здесь проходить только под вашим патронажем ? так что-ли.

Ну и пускайте пузыри здесь далее, я больше с вами общаться не намерен.

 

[Bиктор]

А вы виктор кто, хозяин

Пишите и Вы по теме. Никто никому не мешает писать по теме роторно-лопастных машин без флуда. "Флуд и споры до драки" - в другом разделе.

Если о проблематике РЛД, накопленной Вами не хотите писать, - это Ваше дело.
Сюда заходят люди, заинтересованные в развитии РЛД. Я - один из них. Только поэтому писать мое имя с маленькой буквы - не стоило, согласитесь? 🙂

Желаю Вам успехов в дизеле-54 !

 

[Bиктор]

Опыт Эльсбета с экономным сжиганием топлива в цилиндре рядового размера диаметром 82мм, мотора Elko 1,45 литра рабочего объема, мощностью 80л.с. при 4800об/мин и крутящем моменте 15кг·м (150н·м) - стоит того, чтобы быть изученным поподробнее - пригодится для РЛД.

Подчеркивается, что избыток воздуха был существенным, по сравнению с впрыскиваемой порцией грубого распыления. Алексей Джигурда упоминал, если не ошибаюсь, - в 1,2-1,5 раза было воздуха больше, чем надо по стехиометрическому соотношению.

Лишний воздух вращался у стенок цилиндра, а факел топлива подавался ближе к центру, по ходу вращения воздуха - в тот момент, когда воздух с периферии вытеснялся при подходе к ВМТ в центральный "горшок" - с большим вращательным ускорением при этом.

Этот же ускоряющийся, - ввиду уменьшения объема над поршнем, воздух - заводил в центр горшка и "струю" топлива...

Почему частички топлива, "стремились ускориться поменьше" - и уклонялись в центр, - попутно с наиболее быстрыми потоками воздуха ?
Вот там, видимо, и происходило - отстраненно от стенок "горшка", - окончательное перемешивание и основное сгорание... ?
Момент впрыска настраивался по оборотам специальным центробежным регулятором.

Для перенятия процесса в РЛД нужно бы в "прошивке" электронного управления впрыском предусмотреть подобие опережающих свойств центробежного регулятора.

 

[Bиктор]

Все тонкости успешного образца мотора Elko, следует как-то переварить, - так, чтобы стало ясно, почему после такого успеха, - у того же инженера, - НЕ получился такой же трюк в моторе со встречным движением поршней. в двухтактном варианте...

Вопреки усовершенствованию окон продувки (были полностью устранены перемычки в окнах)... мотор не удовлетворял взыскательного изобретателя до самой его кончины.

Обычные кольца были сменены широкими манжетами, без проблем проходившими бесперемычечные окна продувки.

Обращает на себя внимание диаметр нижней шейки шатуна - он приближается к диаметру поршня ...

Имелись ли "горшки" в обоих поршнях, или только в одном из них ? - Неясно.

 

[JohnDoe]

имеет ли разделение температур здесь сходство с разделением температур в трубке Ранка?

ИМХУ, несомненно. В этом и смысл. Это "газовая изоляция" про которую я уже неоднократно писал и Вам в т.ч. Кстати, там же, где я давал Вам ссылку на статью о "дивном дизеле" следом идёт ссылка на статью в которой описан опыт применения эффекта Ранка-Хилша для газовой изоляции стенок плазмотрона. Да и вообще, та работа целиком посвященна эффекту Ранка-Хилша.

Можно ли поверить на слово тем, кто утверждал, что горячий воздух дополнительно распылял своей огромной угловой скоростью грубо впрыснутое топливо?

Ессно.

Почему частички топлива, "стремились ускориться поменьше" - и уклонялись в центр, - попутно с наиболее быстрыми потоками воздуха ?

Это вытекает из законов физики - "частички топлива" имеют изначально меньшую угловую скорость поэтому отклоняются к центру, в центре вихря давление падает(согласно Бернулли) - это вызывает более интенсивное испарение топлива. По-этому можно впрыскивать его в более "грубой форме". Т.к. в центре вихря давление(а значит и кол-во воздуха) падает, причем значительно из-за больших скоростей потока, воздух надо подавать с большим избытком, для образования смеси. И даже в этом случае в центре вихря должна образовываться "богатая" смесь. Это ведет к большей детонационной стойкости, меньшей температуре вспышки, меньшим потерям на излучение и пр.
Справедливости ради надо сказать что Элковцы были не первые. Был у нас такой дядька - Кушуль, он применил подобное решение в своём "бездымном двигателе". Статья о нём и судьбе его изобретения(ещё более печальной чем у Элсбета) есть на сайте RVD. Отличие было в том, что у Кушуля в качестве насоса для воздуха применялся соседний цилиндр. Элковцы просто заменили это на турбонаддув. Кушуль в своей книге много места посвятил вихреобразованию и объяснению того, нифига это надо, и что там происходит.
Книга у меня есть в эл.виде, спасибо форумчанам, поделились. Могу выслать, там есть ответы на некоторые Ваши вопросы.

 

[Bиктор]

Кушуль в своей книге 

Спасибо, Вячеслав, пришлите пожалуйста!
Первоисточник часто богаче смыслом, чем цитаты из него или пересказы 🙂

Когда-то читал короткую статью в журнале "За рулём", но - очень давно...

Про эффект Ранка, сам Эльсбет ни разу не упоминал, - обратное было бы видно в интернет-музее его фирмы, предполагаю.

В Вашем обосновании сходства процессов в "горшке" поршня у Эльсбета... не уловил решающего, что подтвердилось бы сыновьями Эльсбета, ведущими музей отца:  в материалах музея говорится о ХОЛОДНОМ воздухе НА ПЕРИФЕРИИ КС мотора Елько, а в эффекте Ранка - периферийный воздух - ГОРЯЧЕЕ, чем и были удивлены все исследователи: факты - "против ожидания" логики 🙂

Ну, а как у Кушуля, если мы уж видим параллели?
Вращающийся воздух на периферии горячее или холоднее?

Где разрешение такого недоразумения?

 

[provocator]

Андрей Юрьевич, есть промышленные электризёры (другие), пусть они добывают водород и кислород. Это - недешево.

Ваш вариант электролизёра предусматривает пьезоэлементы.
Засада, однако, в том, что пьезоэлементы очень слабо изменяют свои размеры, или выдают слабый потенциал при сжатии. В тысячи раз меньше, чем надо ( НЕ 50кг/см[ch178]).

Пьезоэлементы  вполне справятся с давлением на разрыв воды только несколько в ином виде а перемещение чтобы развести электроды хватит и такого http://www.elpapiezo.ru/body.shtml?for_printing=1&