Роторно-лопастной двигатель. Начало.

[Beatle]

Все же смесь куда-то да денется.
Важным будет, чтобы энергия после сгорания перешла в давление, а не в тепло. При такой схеме меня смущает тот случай, когда смесь будет отдавать тепло через стенки камеры сгорания...
Но! Это все равно не однозначно.
Нужно взвесить плюсы и минусы.
Тем более, если думать, то камеру сгорания можно сделать из термостойких материалов, тем самым обеспечив и лучшее сгорание смесь, особенно возле стенок и меньший процент потерь подобного теплообмена.
Не знаю, идея интересная, надо обмозговать (с)

Спасибо за эту идею!

А что скажете на счет продува? Сейчас уже нет сил что-то рисовать.
На словах: сначала лопасти загоняют через одно отверстие смесь в камеру сгорания. Далее происходит воспламенение, затем через другое отверстие газы выходят и совершают рабочий ход.
Далее все повторяется.

 

[provocator]

По поводу ситалла  http://www.prom-info.com/index.php?m=4&sid=&id=31 Очень похоже на изготовление еще одного "хрустального черепа" методом современной технологии. Если ссылка не работает копируйте и в поисковик.

 

[provocator]

Таким образом,
ударное перемещение жидкости
, возникающее
при развитии и схлопывании кавитационных полостей
, вызывает пластические деформации металлических объектов, помещенных вблизи зоны разряда.

"Вырывание" металла под действием кавитации  известно с момента перехода на современный  гребной винт.   

 

[ingener]

Все же смесь куда-то да денется.

Деваться ей некуда, кроме как просачиваться через щели. Но потери от такого просачивания будут на высоких оборотах гораздо меньше потерь на трение уплотняющих колец. И меньше потерь на трение газов о лопатки в газовых турбинах малой мощности.

Тем более, если думать, то камеру сгорания можно сделать из термостойких материалов, тем самым обеспечив и лучшее сгорание смесь, особенно возле стенок и меньший процент потерь подобного теплообмена.

Так это само собой! Футеровка камеры сгорания практически обязательна для уменьшения отвода тепла и продления срока службы. Это не проблема. Сейчас есть много подходящих материалов, длительно работающих при температуре выше 1400 градусов. (Приблизительно такая температура должна быть у стенок камеры сгорания.)
А температура поверхности керамических лопастей РЛД должна быть около 600 градусов, что будет способствовать их самоочищению.  Охлаждаться они будут только путем передачи тепла через место крепления к стальной втулке. Подшипники которой должны хорошо охлаждаться плотным масляным туманом.  (Применение масла без газовой фракции на высоких оборотах вызовет ненужные гидродинамические потери.)
Температура стенок камер РЛД должна быть немного ниже - порядка 400 градусов для обеспечения малоинтенсивного образования на них нагара, уплотняющего ненужные зазоры. Такая температура обеспечится естественным воздушным охлаждением с ребрами только в самых термически нагруженных местах. Тем более к стабильности этой температуры не предъявляется особых требований.

А что скажете на счет продува? Сейчас уже нет сил что-то рисовать.
На словах: сначала лопасти загоняют через одно отверстие смесь в камеру сгорания. Далее происходит воспламенение, затем через другое отверстие газы выходят и совершают рабочий ход.
Далее все повторяется.

Нет никакой проблемы.
Достаточно на приведенной мной выше картинке поставить в канале, ведущем к камере сгорания, перемычку, разделяющую входящий и выходящий потоки газов. Однако не думаю, что это целесообразно, так как некоторое перемешивание уже горящих газов со свежей смесью будет способствовать ускорению процессов горения, исключению детонации, снижению необходимого объема камеры сгорания и тепловых потерь, а также к снижению максимальных температур в наиболее напряженных точках камеры сгорания.
И конечно же не нужно в действительности повторять геометрию канала в камеру сгорания и лопастей, изображенную на моем схематическом рисунке. Есть гораздо более рациональные формы.

 

[alrod]

Всем привет,
Нашёл пару интересных ссылок по поводу тороидальных двигателей (может что-то упоминалось уже)

История:
http://www.aqpl43.dsl.pipex.com/MUSEUM/POWER/unusualICeng/toroidalIC/toroidalIC.htm

(обратите внимания на элиптический кулачковый синхронизатор Tschudi)

Старый патент 1977 года:
http://www.freepatentsonline.com/4035111.pdf

А вот что-то новое:
http://www.rexresearch.com/morgado/morgado.htm
Его патент:
http://www.freepatentsonline.com/6739307.pdf

Илюстрация (в экселе!):
http://www.angellabsllc.com/video/animation.xls

 

[Beatle]

@ ingener

Здравая мысль. Я думаю, что эту идею надо запомнить и отложить.
В любом случае, сейчас приоритетом стоит получение и испытание рабочего синхронизатора. Если таковой появится, то можно продолжать работу в разных направлениях.
Зато есть пища для мышления. Попробую обдумать в течении нескольких дней.

@ alrod

Патент от 75 года удивил....
А те ребята из настоящего так и не построили нормальный двигатель. Там весь проект больше походил на распил бабла, нежели на реализацию действительно рабочего двигателя: даже беглым взглядом можно было заметить массу противоречий и несостыковок в конструкции. Но парни где-то нехили бабла получили. Однако результат нулевой. Куда пошло бабло - непонятно.

 

[Bиктор]

Очень похоже на изготовление еще одного "хрустального черепа" методом современной технологии

Мне кажется, для РЛД не все так же "трагично".

Эти микротрещинки после алмазного резания ситалла снижают радиопрозрачность обтекателя радара на современном истребителе.
Там у военных - да, важно снижение качеств радио-оптики, поэтому там и за ценой не постоят, - пригождаются и исследования ученых по методам устранения помех.

Но, как я уже упоминал, любители самодельных телескопов, убедились, что полировка ситалла, как ни странно, более приемлема, чем алмазная шлифовка.
А нам, имхо, может оказаться достаточной по точности пресс-литье нагретого до 600[ch186] пластичного стекла, с последующей кристаллизацией (при 850[ch186] в течение 30 часов) и финишной полировкой.
К формам для точного прессования, конечно, нужны высокие требования: - и не в последнюю очередь по температурной стабильности размеров.
Пока на ум приходит, что пресс-формы могли бы быть из ... нерасширяющегося ситалла. Они подходят и по стойкости к термошоку и по твердости/модулю упругости.
Правда, - точными их однажды сделать, - да, обойдется дорого!

 

[Bиктор]

"Вырывание" металла под действием кавитацииизвестно

Там  я пытался поставить акцент на принципиальной возможности бесплунжерного впрыска.
Но и недостаток - разрушение металла электрода, нельзя умалчивать.  Надо бы подумать, что будет в ситалловом канале форсунки с соляркой, если в нем электроразрядом "взорвать" молекулы топлива...

 

[ingener]

В любом случае, сейчас приоритетом стоит получение и испытание рабочего синхронизатора. Если таковой появится, то можно продолжать работу в разных направлениях.

Так он уже есть. Это почти такой же механизм, как на анимации двигателя ё-мобиля, только кривошипы с двумя шейками, смещенными на 180 градусов (как коленвал оппозитного двигателя) и водила не одноплечие с противовесами, а симметричные двуплечие. Число шатунов увеличивается в два раза, но зато механизм становится жестче, детали нагружаются гораздо более рационально, без консольных рычагов и пальцев. Ставить под вопрос работоспособность такого механизма бессмысленно, так как он практически полностью повторяет кинематическую схему двух поршневых двигателей, общий картер которых вращается шестернями , расположенными на двух коленвалах. Причем шестерни передают только полезный крутящий момент двигателя. Правда, не сглаженный маховиками, но это не принципиально. Для чистоты подобия можно и маховики вставить, но это неразумно, так как подшипники сильнее нагружаться будут.
Проблема в том, что этот механизм, изготовленный по существующим технологиям, будет прекрасно работать на оборотах, типичных для поршневого двигателя. А для РЛД нужны как минимум в три раза более высокие обороты. Это и создаст новые по сравнению с поршневыми двигателями технологические проблемы. Но практически все они уже давно решены при производстве ТРД.
Так что создание конкурентноспособного РЛД практически обречено на успех, если объединить опыт проектирования поршневых и турбореактивных двигателей.

Высокая цена авиационных двигателей объясняется не столько трудозатратами для их изготовления, сколько эксклюзивностью, мелкосерийностью их производства. Преимущества, заложенные в конструкцию РЛД, позволяют ему за счет его более высокой топливной экономичности конкурировать с обычными поршневыми двигателями. Но ошибочно считать по примеру маркетологов ё-мобиля, что двигатель производимый по технологиям, промежуточным между авиационными и автомобильными двигателями, будет стоить дешевле автомобильного двигателя. Попытки сэкономить и создать РЛД "на коленке" будут неизбежно заводить в тот же тупик, в котором уже сидят очень многие создатели РЛД. Но применение в автомобильном двигателе самых современных авиационных "турбореактивных" или "турбовальных" технологий приведет в конечном итоге к их удешевлению и безусловному преимуществу РЛД.

Жаль, что такая постановка дела сейчас не по карману даже М. Прохорову. Но все равно разработанный его командой РЛД может оказаться близким к практическому применению. Но достаточного ресурса по сравнению с обычными поршневиками ни заметно превосходящей топливной экономичности у него скорее всего не будет. Так что в серию он пока не пойдет.

 

[JohnDoe]

Пока на ум приходит, что пресс-формы могли бы быть из ... нерасширяющегося ситалла.

А ещё есть старая технология литья в разрушаемые формы. применяется широко и повсеместно, от литья дверных ручек и подстаканников до электродов в металургии и т.д. Составы применяют разные, мне думается что хорошо будет песок + "жидкое стекло" в качестве связующего. Стеклянное литьё и песок должны иметь одинаковый коэффициент теплового расширения. Для предотвращения "прилипания" заготовки к форме "восковку" сначала обвалять в графите.

Правда, - точными их однажды сделать, - да, обойдется дорого!

Точными, в вышеприведённом случае, нужно сделать формы для литья "болвана"/"восковки". Это не проблема.

 

[А.Г.К]

РЛД Это "Франкенштейн" поршневика и турбины, здесь объединяются недостатки обоих типов двигателей. Более перспективной будет разработка вихревых газовых турбин (это не двигатели Шаубергера). В мощностном диапазоне до 500 л.с. они могут оказаться востребованы. Данный класс турбин только начал развиваться.

 

[Beatle]

@ ingener

Простите меня за наглость.
Для общей картины в голове нужны картинки.
Не составит труда нарисовать? Хотя бы принципиальную схему.

Одна картинка - все равно, что 1000 слов.

 

[Bиктор]

сейчас приоритетом стоит получение и испытание рабочего синхронизатора

Как Ваше тех.решение синхронизатора "относится" к высоким оборотам, как это мыслит Виктор, - до 15 000 ?

 

[Beatle]

@ Bиктор

Виктор, пока Inventor выдал данные, что до 10 000 оборотов.
Если облегчить механизм, то черт его знает... Сами понимаете, не все так просто, как хотелось бы.

 

[georgka]

Но применение в автомобильном двигателе самых современных авиационных "турбореактивных" или "турбовальных" технологий приведет в конечном итоге к

Небольшая реплика:
ДВС для своего производства требует точностей на порядок выше, чем "большой" ГТД и в 3..5 раз - по сравнению с "малыми".
В производстве роторных деталей турбокомпрессоров, автомобилисты давно не отстают от авиаторов и даже их опережают (массовость заставила!)... По технологиям, стоимости, материалам.

 

[Bиктор]

Для общей картины в голове нужны картинки

Если я правильно Виктора понял, то вот набросок:

- неподвижное солнечное колесо внешнего зацепления заменено на колесо внутреннего зацепления;
- сателлитных шестерней со сдвоенным кривошипом - 2 штуки

Нарисованные шатуны должны быть, видимо, расположены с разных сторон сателлитной шестерни.
Положение кривошипов, шатунов и двуплечих рычагов (разного цвета для разных пар лопастей) - изображено для "сжатия"...

Еще существенное, что на "дедушкином прототипе" механизма имеется (справа):  соотношение числа зубьев у него 2:1.
На моей схеме следовало бы это же соотношение соблюсти (прошу "пардону").

 

[henryk]

превосходящей топливной экономичности у него скорее всего не будет. 

http://www.cnet.com.au/volkswagen-l1-almost-1l-100km-339298585.htm

=1l/100km!

 

[provocator]

электроразрядом "взорвать" молекулы топлива...

Получиться горение топлива в плазме.Был фильм горение низкосортного топлива в плазме, факел получается как при горении водорода.

 

[Beatle]

@ Bиктор

На этой схеме все равно вся нагрузка проходит через зубчатое зацепление. Зубья шестерен будут точно так же напряжены.

 

[ingener]

Для общей картины в голове нужны картинки.

Надеюсь, тут что-то понятно:

И эта схема тоже правильная, но в ней оси шеек коленвала должны быть смещены не на 180 градусов, а с учетом угла между водилами:

На этой схеме все равно вся нагрузка проходит через зубчатое зацепление. Зубья шестерен будут точно так же напряжены.

Нет, инерционные нагрузки от лопастей и нагрузки от давления газов замыкаются через шатуны и коленвалы. Через шестерни передается только полезный крутящий момент. Как и через шестерни обычной коробки передач автомобиля. Только не сглаженный маховиком.

Небольшая реплика:
ДВС для своего производства требует точностей на порядок выше, чем "большой" ГТД и в 3..5 раз - по сравнению с "малыми".

Я это понимаю, но последний раз на отечественной механообработке был лет 30 назад. Так что в подсознании она у меня ассоциируется с горами не убранной стружки и подгонкой размеров кувалдой.  🙂