Роторно-лопастной двигатель. Начало.

[Beatle]

Вера в патенты, как источник денег автору - блажь.

Имение патента, но не имение предпринимательской жилки, естественно, никому еще не приносило счастья.
Зарабатывает умеющий зарабатывать, тогда как работает умеющий работать и только работать.

 

[Bиктор]

Если одна деталь скользит по другой со скоростью выше, чем 15 м/с, то эти детали могут свариться

Это верно для стали, и вероятно, для других металлов.

Но не для ситалла, у которого свойства - антифрикционного сухого трения, и рабочий диапазон температур 900-1000[ch186]

Ситалл не "сваривается" от быстрого трения, легок как алюминий (или титан?), дешев как стекло, а тверд как чугун...
Ну и полируется до гладкости горного хрусталя 🙂

А вынесенная камера сгорания - выгодна горячестью стенок, - хорошими условиями для быстрого сгорания.

Однако, больше времени на ПОЛНОЕ сгорание пока (высокооборотному) РЛД ничего не пообещало...

Отрезок времени, отведенный на цикличное сгорание, особенно у 8-камерного - вынужденно уменьшается  :-X

 

[Beatle]

@ Bиктор

Я просто сторонник, чтобы хотя бы малооборотный двигатель заработал как надо. А потом... потом потихоньку проводить расчеты, испытания и идти вперед)

На счет ситаллов - думать надо!
Мой девиз вообще простой: делать все, как можно проще из всего, что есть вокруг и доступно.
Если уж это будет работать, то можно улучшать хоть до бесконечности  😉

 

[JohnDoe]

Ведь то, не поршневой у Вас вариант, а лопастной?

Да фиг его знает, я и сам затрудняюсь в определении "класса" двигателя, потому и придумал термин мною Вам озвученный. 😉

Вот такую красоту надо навести и в РЛД!

... и он плавно превратится в мою вариацию!  ;D

Так же если и РЛД использовать преимущественно на высоких обротах, то мы теряем низкие, а значит в автомобиль такой двигатель мы уже не поставим. Получается весьма узкоспециализированный двигатель.

ИМХУ, это одна из причин по которой Ёшники "отвязали" свой РЛД от трансмиссии и пришли к схеме последовательного гибрида.

Зарабатывает умеющий зарабатывать, тогда как работает умеющий работать и только работать.

Профсоюзы, не спать! 😀

 

[Bиктор]

Вот вы впрыскиваете бензин сразу в камеру, а тут лопасти по 1000 градусов.

Вот потому и называется впрыск прямым - он производится только в тот момент, когда уже ПОРА начинать гореть топливу!

Он тут же начинает самовозгораться и не дай бог детонировать.

Детонирование - это болезнь карбюраторных ДВС и может быть, - ДВС с непрямым впрыском в коллектор.
Для систем с прямым впрыском в КС - это нонсенс.
Топливный распыленный факел горит сразу, по мере впрыска,
а не ждет, пока произойдет объемное смешивание - а потом взрыв-детонация... Как-то так.

Не надо делать из бензинового двигателя дизельный.

  Надо, надо!  Только не получается из-за отсутствия ТНВД-насоса для бензина с давлением 200-1000 кГ/см[ch178]

Бесплунжерные электро-насос-форсунки могут в эту область внести новую тенденцию, имхо.

Можно, конечно делать впрыск в отдельную камеру сгорания, которая кое-как охлаждается... Вот такой вариант еще допустим.

Вывод не обоснованный.
Цикл Эльсбетта показал, что лучше НЕ НАГРЕВАТь стенки, а воздухом изнутри изолировать стенки цилиндра ДВС, за счет разделения объема на двух-температурные зоны, чем охлаждать их после того, как они УЖЕ нагрелись.
Польза - малый расход топлива, при малом нагреве стенок..., а не при сильном охлаждении!

Но!
Ну, не зря же никто пока не ставит керамику на ДВС

Опыты передовых в этом японцев показали только то, что "керамические" моторы имеют снижение наполнения воздухом на всасе из атмосферы.
Помощь этому пришла, однако, давно:  наддув нагнетателем.

К тому же керамика намного дороже для массовых моторов, чем надо производителям.

В отличие от ситаллов...  🙂
Производители не переходят на необычную ситалловую технологию производства - пока удается дурачить обывателя и всучивать/продавать ему про-пиаренные старые технические решения без дополнительных капиталовложений.

Ну не дураки ведь миллиардеры?
Козыри у них чаще всего в рукаве (много лет), нежели в продукции...

То, что видит потребитель, - это тот мизер, который должны видеть отвлеченные от ловких рук и обманутые зрители на сеансе с фокусником-факиром 🙂 
(Так за границей, по крайней мере, но успешно внедряется и у нас на каждом шагу)

 

[Beatle]

@ Bиктор

Может быть, Вы и правы.

@ JohnDoe


Ёшники делают последовательный гибрид, потому что это дешево. Дешевле, чем делать нормальную трансмиссию.
Я бы на их выставке. Все выглядит качественно. Но сделано все по дешевым технологиям. Как-то так.
Характеристики своего ДВС они не раскрывают. Так что мы тут не можем судить.

 

[Bиктор]

делать все, как можно проще из всего, что есть вокруг и доступно.
Если уж это будет работать, то можно улучшать хоть до бесконечности

Так могут думать только очччень молодые фирмы - у них нет другого шанса.

Но экономических / конкурентных шансов у молодых, по сравнению с миллиардерами, - все равно нет! (Молодой Прохоров - не в счет, он сам миллиардер, хотя только "втискивается" на рынок авто-мото)
Молодых "кидают через бедро" большие боссы - и не важны при этом средства.  А цель они достигают много чаще, чем дерзкие-одиночки...
Мелкие рыбешки выживают, когда они в стайке 🙂

Не случайно подкупная печать внушает, например, недоверие в результат поездки авто 600км/на бортовых электроисточниках.
А молодая фирма правильно прильнула к другим - не к авто-мото, а к фирмам с "накопителями энергии" в промышленных масштабах.
Если наш Прохоров поддержит именно их - выиграют оба.

 

[Beatle]

@ Bиктор

Виктор, я крайне с вами не согласен.
Долго объяснять, почему. Да и не вижу смысла.

 

[Bиктор]

крайне с вами не согласен

Не Ваш, а мой опыт... показывает, что согласие еще придет! 
Лет этак... через 30 🙂

 

[Beatle]

Поживем - увидим. =)

 

[ingener]

Керамика для ДВС по 4 тактной схеме не пошла в своё время по одной банальной причине, которую кто-то на этой ветке уже упоминал. Если температура поверхности более 1000 градусов, а керамика до такой точно нагреется или даже больше, то смесь начинает самовоспламеняться или же микро частицы бензина просто конденсируют и отскакивают от такой поверхности, как это происходит с каплей воды на сковородке.

С керамикой было проведено масса испытаний. Многие концерны хотели создать подобный двигатель. Но, как мы все видим, не покотило.

В рамки поршневой концепции керамика действительно плохо вписывается. В газотурбинных двигателях только она и работает, но ей там не хватает прочности при высоких температурах, необходимых для достижения высокого КПД. А РЛД может разгрузить керамику корпуса тора от механических нагрузок, а керамику лопастей от предельных температур. Так что с РЛД она прекрасно сочетаться будет. Кстати, кольцевые уплотнения, защищающие подшипники РЛД можно подсмотреть на ТРД.
Проблемы самовоспламенения с вынесенной камерой сгорания нет абсолютно. Мало того, высокая температура стенок даже полезна и поджиг смеси при пуске должен осуществляться свечой накаливания. А после пуска свечу можно будет отключать. (Как на авиамодельных калилках)

1) Смесь горит, конечно быстро, но у неё есть предел. На формулах 1 при 15 000 оборотах этот предел достигнут и смесь не всегда успевает сгорать, пока поршень движется от ВМТ к НМТ. Однако, насколько я понял, эта проблема частично решается тем, что смесь в отдельной камере сгорания горит постоянно - как-то так.

В вынесенной камере сгорания эта проблема решается полностью. Вынесенную камеру сгорания можно свободно оптимизировать в широких пределах как и камеру сгорания ТРД.

3) Самый важный нюанс: РПД на высоких обротах показывает характеристики лучшем, чем поршневой двигатель. Даже в плане экономичности. Тогда почему РПД так много жрет бензина? (я водил RX-8 - 20 л на 100 км). Дело в том, что уплотнители начинают нормально функционировать только на высоких оборотах. На низких же утечки весьма велики. Так же если и РЛД использовать преимущественно на высоких обротах, то мы теряем низкие, а значит в автомобиль такой двигатель мы уже не поставим. Получается весьма узкоспециализированный двигатель.

Да, диапазон рабочих оборотов будет у РЛД сужен. Но автоматические коробки передач или электрическая трансмиссия с емкостным накопителем могут выручить.

И что считать большими оборотами для РПД? Обороты выходного вала? Но они там в 3 раза выше, чем скорость перемещения газа в корпусе. А у РЛД они в 2 или 4 раза меньше. так что для сравнения этих двигателей нужно как-то определиться с оборотами для сравнения происходящих газодинамических процессов. Лучше брать за основу число оборотов выходного вала, деленное на число его оборотов, приходящихся на один цикл в одной рабочей камере. Тогда оборотам выходного вала например 3000 об/мин будет соответствовать:

Для обычного ДВС 3000/2=1500 эквивалентных оборотов в минуту
Для 8-камерного РЛД 3000/0,5=6000 эквивалентных оборотов в минуту
Для РПД 3000/3=1000 эквивалентных оборотов в минуту

Говоря о необходимости минимум 15 000 оборотов для РЛД я имею ввиду именно эквивалентные обороты. То есть для 8-камерного РЛД это 15 000*0,5 = 7500 оборотов выходного вала. Это минимум. Желательно добиться намного больше.

А у РПД низкий КПД именно из-за низких эквивалентных оборотов и хреновой формы камеры сгорания. Все тепло уходит в охлаждение. А обороты поднять не дает конструкция уплотнений.

А вынесенная камера сгорания - выгодна горячестью стенок, - хорошими условиями для быстрого сгорания.

Однако, больше времени на ПОЛНОЕ сгорание пока (высокооборотному) РЛД ничего не пообещало...

Вы просто недопоняли смысл вынесенной камеры сгорания. Она может быть в принципе любого объема и в ней могут одновременно и не в течении времени максимального сжатия, а в течении всего цикла гореть сразу несколько порций смеси. Так что времени - хоть залейся.

Опыты передовых в этом японцев показали только то, что "керамические" моторы имеют снижение наполнения воздухом на всасе из атмосферы.
Помощь этому пришла, однако, давно:  наддув нагнетателем.

На этапе конструирования мотора степень наполнения - всего лишь один из факторов, которые нужно учесть, чтобы получить ожидаемые характеристики. От нее ни холодно и не жарко. Но я за применение турбонаддува. Это позволит для двигателя той же мощности уменьшить размеры камер и сократить протяженность щелей и соответственно уменьшить потери.

 

[alrod]

Разрешите вставить свои пять копеек по поводу охлаждения поршня.
Что если в такте подачи горючей смеси пропускать её сквозь тело поршня тем самым охлаждая его?

 

[Bиктор]

Вы просто недопоняли смысл вынесенной камеры сгорания.

Виктор, я действительно недопонимаю,
- как можно предусмотреть фазы циклического газораспределения
- для случая с непрерывным горением,

- давление сжатия, как кажется, все еще должно быть в 3-5 раз ниже, чем давление после сгорания.

Как же удастся втискивать в камеру непрерывного горения -   источник высокого давления для межлопастных камер расширения,
- втискивать свежий, "немного сжатый" воздух?

Жидкость впрыскивать, - нет проблем, на мизерные ее количества нужна малая мощность при большом давлении,

но воздух... его надо много 😱

Она может быть в принципе любого объема и в ней могут одновременно и не в течении времени максимального сжатия, а в течении всего цикла гореть сразу несколько порций смеси. Так что времени - хоть залейся.

Камера одна, горение непрерывное, - давление стабильное, - не циклическое...
Где же завязка на цикличность? Или отвязка...  🙂

 

[Beatle]

Любопытное замечание: за последние несколько дней идей по РЛД было высказано больше, чем за многие недели.

 

[Bиктор]

Что если в такте подачи горючей смеси пропускать её сквозь тело поршня тем самым охлаждая его? 

Я - так ЗА.
Может быть ничто не мешает сделать в одном месте статора "дырку насквозь" и делать "затяжку" воздуха с наддувом?

- Или без наддува, - проветривать с обеих сторон лопасти, втягивая воздух с обеих сторон статора?

Полость внутри лопасти, с учетом ее консольного нагружения можно сделать подобной этой, - как на рисунке...

На статоре "дыра" тоже может иметь подобную форму...

 

[ingener]

Разрешите вставить свои пять копеек по поводу охлаждения поршня.
Что если в такте подачи горючей смеси пропускать её сквозь тело поршня тем самым охлаждая его?

О! У меня даже целых 6 или 7 копеек есть!
Если уж речь идет об охлаждении, то в одном из японских патентов РЛД делается 6-камерным и тогда появляется еще целых 2 такта для самопродувки и охлаждения лопастей.
Но по моему охлаждение РЛД противопоказано. Охлаждать там нужно только подшипники.

Я действительно недопонимаю,
- как можно предусмотреть фазы циклического газораспределения
- для случая с непрерывным горением,

- давление сжатия, как кажется, все еще должно быть в 3-5 раз быть ниже, чем давление после сгорания.

Как же удастся втискивать в камеру непрерывного горения -   источник высокого давления для межлопастных камер расширения,
-свежий, "немного сжатый" воздух?

Сначала нужно вспомнить, как работает газотурбинный двигатель. В РЛД с внешней камерой сгорания все то же самое. Только сжимается не чистый воздух, а уже готовая топливная смесь. Хотя я не против и впрыска топлива уже после сжатия в рабочую камеру перед вытеснением смеси в камеру сгорания. Это несколько лучше, хотя и сложнее.
Итак, мы имеем смесь, сжатую до почти максимального давления и только что поступившую в камеру сгорания, где уже находятся 1-4 порции смеси, поступивших туда ранее. Они уже почти сгорели и начинают интенсивно перемешиваться с свежей еще не сгоревшей смесью. Естественно фронт пламени сразу приобретает большую площадь и быстро проходит по всей свежей порции смеси. Но еще необходимо время на гомогенизацию пламени разные рекомбинации и диссоциации ионов.  На это времени у нас нет, потому что часть смеси уже уходит из камеры сгорания в рабочую камеру. Какая часть? По весу - та же самая, что и только что поступила в камеру. А по объему - значительно больше, так как температура (при практически том же давлении) увеличилась за счет горения. Соотношение объемов регулируется фазами открытия и закрытия окна в камеру сгорания. При расширении в рабочей камере этот больший объем совершит гораздо большую работу, чем при сжатии, так как давление будет дольше оставаться более высоким, чем при сжатии. Хотя максимальные давления и сжатия и расширения практически одинаковы. при расширении врабочей камере находится смесь перемешанная в камере сгорания, состоящая из полностью сгоревшей смеси и небольшой части не полностью сгоревшей смеси. Эта часть в присутствии полностью сгоревшей смеси догорает гораздо быстрее. С учетом высокой температуры стенок мы имеем идеальное сгорание.
Ни о какой детонации не может быть и речи, так как времени не хватает даже не то что на распространение фронта пламени с нарастающей скоростью и переходом его во фронт детонации, а даже на взаимодействие между молекулами топливной смеси. Вспомните пламя ацетиленовой горелки. Там смесь в зону горения поступает уже перемешанная, но цвет пламени распределяется слоями в соответствии с этапами химической реакции горения ацетилена в кислороде. Кстати, при желании по толщине слоев пламени можно определить время, необходимое для химической реакции горения. (Любая химическая реакция протекает с определенной, далеко не бесконечной скоростью)

 

[Bиктор]

в одном из японских патентов РЛД делается 6-камерным и тогда появляется еще целых 2 такта для самопродувки и охлаждения лопастей.

Виктор, спасибо за лик-без по ГТД!

Мое смущение перед 6-тактными японскими предложениями по поршневикам было "девственным" лишь в 1978г.
Они еще и добавляли к 5-ому такту немного топлива - для полного сгорания "мелочи" и вторичный рабочий ход давал, кроме прибавки мощности, еще и выхлоп почище.

Но мне в то время не было известно об их попытках сделать 6-тактным роторно-лопастной ДВС.

Виктор, могли бы Вы подкинуть нашим здешним спецам по японской патентной базе номер конкретного патента?
Или у Вас наготове уже графические материалы по 6-тактным РЛД?  Покажите!  😀

 

[Bиктор]

Вспомните пламя ацетиленовой горелки. Там смесь в зону горения поступает уже перемешанная,
но цвет пламени распределяется слоями в соответствии с этапами химической реакции горения ацетилена в кислороде.

Кстати, при желании по толщине слоев пламени можно определить время,
необходимое для химической реакции горения. (Любая химическая реакция протекает с определенной, далеко не бесконечной скоростью) 

Если вспоминать, то... надо сделать и опыт сжигания такой смеси в условиях горячей КС: - под давлением, с избытком воздуха.

Что-то мне подсказывает, что скорость хим.реакций возрастет и картинка по распределению температур и форме пламени будет иной, чем на свежем воздухе, на лужку 🙂

Это может внести благоприятную поправку в ожидания по полному сгоранию за короткое время...

 

[ingener]

Виктор, могли бы Вы подкинуть нашим здешним спецам по японской патентной базе номер конкретного патента?

Нет, такой информацией не располагаю. А ссылки на рисунки японских патентов, в том числе и 6-ти тактного РЛД, мелькали на предыдущей странице этой темы.

 

[Bиктор]

В посте 869 (на нижнем краю страницы 29) я о 6-тактном цикле для РЛД уже повторно замолвил слово 🙂

Виктор, Вы, вероятно, не заметили тот пас?
Mогли бы Вы на рисунке дорисовать, как бы Вы разместили каналы на корпусе, и внешнюю КС на корпусе?

Или для случая 8-и камерного...
У меня есть "навязчивое сопротивление", что в конце сжатия-вытеснения воздуха/смеси во внешнюю КС, -

- еще нельзя "брать" сгоревшие и стремящиеся к расширению газы, - в следующее же мгновение после вытеснения свежего заряда...

- как бы слишком мало времени прошло, чтобы "брать рабочие газы" в расходящуюся камеру (между лопастями)...