Роторно-лопастной. Не "ножницы", но похоже.

[L270767]

Просматривая соседнюю тему и учитывая свой отрицательный опыт изготовить что-либо руками с нуля, родилась идея. А может опять вспомнил что-то ранее прочитанное. На авторство не претендую.
Полагаю, что сейчас легче всего найти автомобильный четырехцилиндровый четырехтактный двигатель с  разводом коленвала: 0-180-180-0. И переделать крышку цилиндров и систему газораспределения, например так:
Цилиндр №2 чисто компрессор, т.е. всасывает ТВС (топливовоздушную смесь) через свой впускной клапан и после НМТ и закрытия впускного клапана вдавливает ее в КС (камеру сгорания) в крышке цилиндров между 2 и 3 цилиндрами через выпускной клапан, который закроется при подходе к ВМТ. После чего вновь откроется его впускной клапан. 
Цилиндр №3 - рабочий. Т.е. совершает работу от газов из КС от ВМТ до НМТ, точнее после открытия клапана, соединяющего его с КС. У НМТ клапан соединяющий с КС закрывается, а в цилиндр №3 впрыскивается дополнительной форсункой вода. Образовавшийся пар вновь создаст давление в цилиндре №3, но охладит как его, так и газы. На цилиндре №3 откроется выпускной клапан, соединяющий его с цилиндрами №1 и №4, которые находятся в этот момент в ВМТ. Так как общая площадь головок поршней 1 и 4 больше площади поршня №3, то при выталкивании газа из цилиндра №3 поршнями 1 и 4 будет совершаться дополнительная работа. Выпуск отработанных газов (охлажденных и с низким давлением) в атмосферу через выпускные клапана цилиндров №1 и №4.
Мощность двигателя уменьшится практически в 2 раза, так как за один оборот коленвала будет только один полноценный рабочий ход поршня от топлива, а не 2, как в оригинальном двигателе. Поэтому полагаю, что для авиации, где каждый грамм на учете, такой двигатель не подойдет. Но за счет вставки парового цикла считаю, что увеличится КПД двигателя. Кроме того, не нужен будет глушитель, облегчается система охлаждения, т.к. три цилиндра точно не надо охлаждать. Вода в цилиндр впрыскивается не под большим давлением, значит меньше вероятность образования в цилиндре химических реакций и вредящих металлу образований (кислот, щелочей). Правда, если впрыскивать возможно только дистиллированную воду, а не из под крана, то нечего и огород городить - в магазинах литр дистиллированной воды дороже литра бензина.

 

[L270767]

На форуме больше не осталось критиков? Все молчат, по этому я посчитал, что такой цикл работы двс хороший и нарисовал у себя в голове уже трехцилиндровый двигатель, который и проще и лучше.
Скажите, почему он не будет работать, а то опять я потрачу  кучу времени на бесполезные рисунки.

 

[JohnDoe]

На форуме больше не осталось критиков? Все молчат, по этому я посчитал, что такой цикл работы двс хороший и нарисовал у себя в голове уже трехцилиндровый двигатель, который и проще и лучше.
Скажите, почему он не будет работать, а то опять я потрачу  кучу времени на бесполезные рисунки.

Ну, про воду Вы сами всё сказали... Не нужно её в ДВС с газами мешать, плохо будет(кислоты  и пр.) Из лужи тоже не пойдёт, нужно как минимум дистилированную, а про цену Вы, опять же, сказали. И даже дистилированная из магазина будет давать накипь. И после контакта с ВГ повторно её будет не использовать(см.выше про кислоты и т.д.), проще "выкинуть" в атмосферу.
Ну и собсно про внешнюю КС. На сжигание ТВС нужно ВРЕМЯ. В идеале макс.давление в КС должно достигаться когда  поршень в цилиндре №3(рабочем) будет в ВМТ, открываем клапана(выпуск в КС, впуск - в цил№3). При постоянном объёме смесь горит конечно быстро, но, КМК, потребуется смещение поршней по углу ПКВ, типа как у Кушуля.
Ну и проблемы с продувкой КС, её теплонапряжённостью и т.д.
Проектов ДВС-компаундов было тьма, но никто дальше лабораторий не вышел, слишко много гиммора при неочевидных плюсах. Единственные ДВС-компаунды это циклы Аткинсона и Миллера, т.е. с продолженным расширением. Ну и моя ДПМ может(и задумывалась) быть нечто похожим. Но без воды.
ИМХУ

 

[L270767]

На днях меня заклинило по "скольжению" Ванкеля. Вспомнил, что действительно почти не скользит, а катится ротор в двигателе Сарича, а также в подобных ему, с плоско-параллельным перемещением рабочего органа, в том числе в моей машине. Из двух машин получился бы ДВС. А лучше из трех - не надо дополнительных клапанов. У меня даже на машину и двухпоршневой ДВС патент на изобретение есть. Но заброшен из-за того, что изготовить корпус и поршень с необходимыми допусками сложнее, чем двигатель Ванкеля. А торцевая площадь поршня значительно больше, чем у Ванкеля. От скуки решил сделать модельку своего насоса. Убедился, что вращается, а также убедился, что работать будет только с апексами на углах: четыре на выступе корпуса и четыре на рабочем конце поршня. Поршень при работе в НМТ должен касаться корпуса тремя точками, а в остальное время двумя, "бегущие" друг к другу и к выпускному окну у нагнетатального насоса, или разбегаться от впускного окна у всасывающего насоса. Но чтобы были эти точки соприкосновения нужны подпружиненные уплотнения. А это значительно усложняет конструкцию. Как спиральные насосы работают, ведь у них точек контакта значительно больше?

И до меня дошло, что рабочая полость ДВС должна быть в цилиндре и запираться цилиндрическим поршнем. При всех других формах из-за уплотнений тепловые двигатели сложны.


https://youtu.be/Qo-WREMrxoA

 

[KV1237542]

Гляньте распределение потерь тепла в ДВС. В стенки теряется всего около 10% тепла остальное с выхлопными газами раза в 3 больше если на их пути теплообменник поставить
Но там турбину ставят.
Др дело полный демонтаж в ДВС системы охлаждения
С ее сложностью и весом
И охлаждение впрыском дистиллята внутрь.

 

[L270767]

Роторный поршневой четырехтактный четырехцилиндровый ДВС без клапанов.

Прототипом является

Только целью было отказаться в механизме от кулачков. Также чтобы избежать тарельчатых, механических клапанов должен вращаться блок цилиндров. Чтобы уменьшить силу трения, рабочая газовая зона не снаружи ротора, не на корпусе, а в оси. Там впускное и выпускное окно, а также запальная свеча или форсунка. Рисовал, чтобы напечатать из пластика, но забросил из-за множества шестерней, которые надо будет подтачивать надфилями. Кроме того, придумал, как можно сделать подобный механизм, но почти без шестерней. Т.е. каждый поршень за один оборот ротора с цилиндрами совершит 4 такта для всасывания, сжатия-воспламенения, рабочего хода и выхлопа. Т.е. как у Ванкеля. Можно с работой на корпус, что облегчает охлаждение и смазку, а можно и сжатие-расширение поршнями к центру. Какие есть недостатки у такого механизма? Привод поршней сложный, бесшатунный. Можно и проще- шатунами. В таком виде БСМ не дает преимуществ в уменьшении размера, о чем мечтал, когда рисовал.

 

[Alex_520]

Механизм связи очень напоминает орбитальный ДВС с тороидальным цилиндром Бориса Михайловича Манжелевского. Только у него солнечная шестерня была не внутренняя, а наружная.
RU2413U1 - ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ - Яндекс.Патенты

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

Механизм связи очень напоминает орбитальный ДВС с тороидальным цилиндром Бориса Михайловича Манжелевского.

Роторный двигатель с тороидальными цилиндрами воплотил в металл, на заводе "Поршень", Григорьянц Роберт Аветисович. Существенный недостаток всех тороидальных двигателей заключается в том что, кольца уплотнения испытывают, кроме распирающих газовых сил, ещё и центробежную нагрузку. Потери на трение от колец в таких двигателях больше чем у двигателей с обычным КШМ, так что, смысла особого нет. Потешить своё самолюбие патентом на такую конструкцию можно, и всё.

 

[Alex_520]

По словам покойного Бориса Михайловича Манжелевского - этот ваш "фактор" выеденного яйца не стоит.

Во-первых - какие там могут быть центробежные силы, если минимальные обороты рабочего вала на малом газу на его рабочем макете (без системы охлаждения отработавшего на стенде в ВИАМ более 2,5 часов НЕПРЕРЫВНО!) были равны всего 36 оборотам в минуту, а максимальные обороты рабочего вала двигателя не превышали 1300 об/мин?

Во вторых - боковое трение его поршней (в форме сарделек) было ничтожно малым. Так что там вполне возможно было вместо колец использовать лабиринтные уплотнения. Именно ЭТО мне говорил сам Борис Михайлович в 1983 году!

Основная проблемы двигателя этого типа была в том, что конструкционные материалы того времени (более 70-ти с лишним лет назад!) не могли долго выдерживать чудовищные знакопеременные нагружения. За один оборот рабочего вала в этом двигателе происходило 12 рабочих циклов. И при перегазовке двигателя с режима малого газа на взлётный приёмистость составляла сотые доли секунды!
На стенде в ВИАМ-е у него скрутило хвостовик рабочего вала от сил инерции воздушного винта от ПО-2 (который ему навесили в качестве мулинетки тамошние специалисты). Диаметр рабочего вала был 38 мм.

А ещё, в те годы просто ещё не было малогабаритных качественных систем зажигания, способных обеспечить полноценную искру зажигания при максимальных оборотах такого движка - умножьте 1300 об/мин на 12 и скажите, какая система зажигания сможет обеспечить 15600 вспышек В МИНУТУ в рабочих полостях такого двигателя?

При массе в 20 с небольшим килограммов (где основную часть составляло навесное оборудование) тот движок выдавал на валу около 40 л.с. И по словам самого Бориса Михайловича его легко можно было форсировать до 64 л.с. (по его расчётам) при установке полноценной системы зажигания (которая по своей массе была бы сопоставима с самим двигателем)...

 

[L270767]

А ещё, в те годы просто ещё не было малогабаритных качественных систем зажигания, способных обеспечить полноценную искру зажигания при максимальных оборотах такого движка - умножьте 1300 об/мин на 12 и скажите, какая система зажигания сможет обеспечить 15600 вспышек В МИНУТУ в рабочих полостях такого двигателя?

Я уже отошел от мечты про РЛД, прошу обсудить последний предложенный мною поршневой. Но по зажиганию есть вопрос: почему обязательно свеча зажигания, а не предкамера с постоянным горением, или "запальный шар", который вроде раньше применяли на судовых дизелях? Или при этом большие потери топлива?

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

Во вторых - боковое трение его поршней (в форме сарделек) было ничтожно малым.

У Григорьянца, к стати вдохновлённого работами вашего знакомого, тоже было мнение что будет минимальное трение. Двигатель крутили на стенде и получили задиры в зоне на которую действуют центробежные силы, обороты тоже были в районе 1800. Ну а тороидальные рабочие камеры это вообще "верх технологичности". Многих изобретателей уносит в "дальние дали", их увлекает идея, они не думают как и на чём всё это изготавливать, а потом ремонтировать в процессе эксплуатации. "Бумажных тигров" видимо-невидимо, вот только реальных конструкций не очень много. "Чудо конструкций" двигателей навыдумывали великое множество. В реалии только обычные поршневики и газотурбинные двигатели, причина проста, технологичность.

 

[slav]

прошу обсудить последний предложенный мною поршневой.

Подумалось будут большие крутильные колебания , при взаимодействии сателлитных шестерен с малой ,,ползунковой,, шестерней .

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

прошу обсудить последний предложенный мною поршневой.

У вас будет "засада" в центральной, золотниковой части. Как поведёт себя металл или керамика то известно только Всевышнему. Пока в Мире не наблюдается победного шествия двигателей с золотниками в горячей части, есть отдельные образцы небольшой мощности и всё. Прототип гораздо проще но и там есть избыточные звенья, с точки зрения ТММ. Ваша конструкция может быть применена на пневмо и гидромашинах.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

На стенде в ВИАМ-е у него скрутило хвостовик рабочего вала от сил инерции воздушного винта от ПО-2 (который ему навесили в качестве мулинетки тамошние специалисты). Диаметр рабочего вала был 38 мм.

Вот вы сами описали закономерный итог работы такой машины. Центробежные силы зависят не столько от оборотов сколько от радиуса действия силы. Вал скрутило из-за того что двигатель "поймал клина", произошла резкая остановка, маховик (воздушный винт) свернул вал. Заклинивание поршней также закономерный итог. Двигатель прогрелся, в металле корпуса начались структурные изменения, начало расти зерно металла. Начались термические поводки. Поршень с кольцами начал работать как шабер. Подобную картину на двигателе Григорьянца я наблюдал лично. При мне произошло заклинивание двигателя. Короче, господа, не страдайте фигнёй. Это на бумаге и в "пламенных речах" всё красиво, на практике есть куча "засад" которые нужно обходить и преодолевать.

 

[Alex_520]

Алексей!
Если вы и работаете конструктором также "внимательно и тщательно" анализируя всё, как вы чужие посты на этом форуме читаете, то реально работающего двигателя от вас лично ожидать вряд ли стоит.
"Всё дело в мелочах"(С)...

Кто вам писал про "клин" того двигателя Манжелевского?
Даже отработав на стенде (без системы охлаждения!) 2,5 часа, движок Манжелевского легко запускался. Правда уже не с четверти оборота, а с пары оборотов рабочего вала. "Вскрытие" его показало, что у него по всей длине тороидального цилиндра был задир от разрушившегося поршневого кольца глубиной до 2,0 мм. И несмотря на это движок повторно ЗАПУСКАЛСЯ! Покажите нам хотя бы один поршневой движок, который с таким дефектом бы запускался ХОЛОДНЫМ!
Вал выходной у него скрутило совсем не от того, что движок встал от "клина", а от того, что приёмистость его при перегазовке от режима МГ до максимального была сотые доли секунды, а "мулинетка" (в виде воздушного винта от М-11 с самолёта ПО-2) по массе своей и по диаметру была в разы больше чем сам движок. Он по своему размеру был аналогичен мужской шляпе того времени. Посчитайте нагрузки от инерции этой "мулинетки" сами, поймёте о чём речь...
Проблема была в том, что движок этот начальники пермского завода авиационных моторов послали на испытания в Воронеж, а вот его конструктора туда не командировали (пожалели командировочных). И воронежские "специалисты" из ВИАМ-а оказались подобны вам. Даже не поняв того, что перед ними не полноценный двигатель, а лишь рабочий макет, подтверждающий принцип работы (равномерное вращение выходного вала при прерывистом поступательном движении поршней в тороидальном цилиндре В ОДНОМ И ТОМ ЖЕ НАПРАВЛЕНИИ их перемещения по орбите!), у которого отсутствовала система охлаждения и который был предназначен лишь для кратковременных запусков для подтверждения работоспособности схемы, они его прогоняли на стенде более двух часов БЕЗ ОСТАНОВОК, проверяя на всех режимах его работы (от МГ до взлётного, включая и перегазовки для проверки приёмистости).
Сам Манжелевский в Воронеж прилетел ЗА СВОЙ СЧЁТ лишь после того, как прочитал присланный из Воронежа протокол испытаний. Протокол этот в архивах ВИАМ есть. Год 1953-й. Ищите сами - "ищущий да обрящет!"(С). Движок этот до развала завода на отдельные конторки (в холдинге "Пермские моторы") до 2000-х годов хранился в запасниках заводского музея. И я лично в 83-м году крутил его за выходной вал ГОЛОЙ РУКОЙ! Никакого клина там не было!
В те годы ЧПУ еще не было даже в мыслях. И поэтому и тороидальный цилиндр из двух идентичных половинок, и поршни в виде сарделек для Манжелевского на заводе выточил обычный токарь на обычном токарном станке типа ДИП. Так что не надо усложнять простое!
После тех испытаний 53-го года в ВИАМ отец и сын Манжелевские получили закрытый патент "без права его публикации" на четверть века (в те годы как раз Ванкель развивался). И до 1980 года они работали над этим движком в закрытом режиме, под контролем спецов в сапогах из заводского 2-го отдела.
Как мне потом заводские двигателисты (из числа "дельтанутых") пояснили, движок этот работоспособен был бы при мощностях в тысячи лошадиных сил. На безредукторных вертолётах или же на тепловозах (в дизельном варианте). Просто потому, что в такой размерности ещё можно было создать ресурсный движок такой конструкции.
Но Борис Михайлович (вместе со своим отцом - Михаилом Ефимовичем) очень хотели получить патент именно на двигатель такой схемы, а не не механизм согласования движения поршней в нём. Поэтому от рекламы этого движка (на телепередаче "Это вы можете",которую вёл мой знакомый Владимир Соловьёв) они тогда категорически отказались оба.
Патент (ссылку на который я давал выше) получила всё таки приёмная дочь Бориса Михайловича Эльвира, которая сейчас проживает в Аделаиде (Австралия). Лет восемь назад я с нею в переписке состоял...
Вот такая интересная история лишь одной пермской семьи инженеров с "Пермских моторов".
А ведь жил в Перми и был лучшим сталинским рационализатором на этом же заводе и Валентин Валентинович Поляков, создавший целую гамму звездообразных двухтактных авиационных двигателей со ступенчатыми поршнями.
Но это уже совсем другая история...

 

[RVD]

Граждане, вы напрасно спорите, я например видел двигатель от Ё-мобиля, после его обкатки, так там всё в задирах. Псевдопоршни при ускорении увеличивают свой диаметр, нагрев дополнительно меняет геометрию, квадратно-круглые кольца не лучшее решение, без них велики протечки, никакие лабиринты не работают, смазка колец - на прогар ............ .

 

[Alex_520]

Я уже написал выше, что работоспособный и ресурсный двигатель такой схемы может существовать лишь там, где мощность его измеряется тысячами лошадей, а рабочие оборота вала его - сотнями (если не десятками!) в минуту. То есть в большой авиации такой тип безредукторного двигателя внутреннего сгорания возможен лишь на очень тяжёлых вертолётах. Или же на земле - на тепловозах и в судовых силовых установках.
Так что для малой авиации даже рассматривать его не стоит...

 

[RVD]

Я уже написал выше, что работоспособный и ресурсный двигатель такой схемы может существовать лишь там, где мощность его измеряется тысячами лошадей, а рабочие оборота вала его - сотнями ...
Так что для малой авиации даже рассматривать его не стоит...

И для большой тоже, слишком велики недостатки.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

Алексей!
Если вы и работаете конструктором также "внимательно и тщательно" анализируя всё, как вы чужие посты на этом форуме читаете, то реально работающего двигателя от вас лично ожидать вряд ли стоит.

Увы! Реально работающего, серийного двигателя, не стоит ждать не только от меня. Я работал на моторных заводах и прекрасно знаю что для этого нужно. Таких денег частный инвестор просто не имеет, а у государственных мужей уже давно всё распределено. Изобретателей великое множество и все они уверены что создали "бомбу" в мире двигателей. Я пенсионер, подрабатываю разработкой нестандартного оборудования. Фазу разработок двигателей для государства и частных заказчиков уже прошёл давно. Если государство серьёзно не займётся разработкой поршневых авиадвигателей любого назначения ничего путного от частников в России ожидать не стоит. Нет у частников денег на всё это. Ну а мечтатели могут мечтать себе что угодно.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

И несмотря на это движок повторно ЗАПУСКАЛСЯ! Покажите нам хотя бы один поршневой движок, который с таким дефектом бы запускался ХОЛОДНЫМ!

И чем вы удивили. Двигатель "Сунгирь", производства Волгоградского моторного завода, с керамическим покрытием гильзы цилиндра, на 50 моточасу работы получил задир и остановку из-за выпавшего стопорного штифта поршневого кольца. Двигатель разобрали, заменили поршень. Цилиндр с керамикой был один. Я зачистил задир в районе выпускного окна. Двигатель собрали и продолжили испытания керамического покрытия. Нормативный ресурс двигателя "Сунгирь" 500 моточасов по ГОСТ. Такой ресурс установлен для двигателей рабочим объёмом до 50 кубиков. Двигатель с керамическим покрытием отработал 1035 моточасов. Испытания остановили из-за того что надоело нашему руководству. Микрометрические измерения показали что на керамике только начала появляться приработка. Так что проходили это.