Роторно-лопастной двигатель. Начало.

Beatle

Make it
Откуда
Moscow
@ Bulagen

Ну так вопросы конкретно и заданы, см. выше.
4 вопроса, на которые никто так и не ответил.
 

Beatle

Make it
Откуда
Moscow
@ А.Г.К

Спасибо!
Вот только я его не продвигать собираюсь.
Это просто приятное хобби, скажем так: трачу с удовольствием на это свободное время.
 

Beatle

Make it
Откуда
Moscow
Так как у аксакалов энтузиазм пока на уровне эстонцев.
Я сразу тогда задам все вопросы, глядишь дело и пойдет.

Уплотнители.
Вопросы:
1) Из какого материала их лучше изготовить? Из чугуна? Какой марки? Или это будет напрямую зависеть от того, из какого материала сделан корпус?
2) Нужно ли уплотнять вот в этом месте?

Т.е. это то место, где лопасти сопрягаются между собой. Или же здесь просто оставить минимальный зазор и из-за того, что материал лопастей будет один, то это не повлияет на компрессию.
Вот тут явно стоял какой-то уплотнитель.

3) Как уплотнить вот это место (некоторые источники утверждают, что это один из самых ощутимых недостатков роторно-лопастных двигателей):

В общем зону уплотнения я выделил красным. Поясню: это то место, где вал лопасти входит в корпус. Нужно ли вообще уплотнять это место на опытном образце? Или все же нужно и тогда - как?
 

Beatle

Make it
Откуда
Moscow
А теперь еще все вопросы вкратце, для тех, кто упорно не видит, что обсуждать:


Вопросы по корпусу:
1) Из какого материала его изготавливать?
Моё мнение: В качестве материала использовать сталь. Вопрос - какую именно марку стали использовать?

Лопасти.
1) Материал, из которых изготавливать лопасти?
Идеальным материалом был бы алюминий. В учебниках по материаловедению четко написано: "сплав алюминий АЛ4 подходит для производства поршней двигателей внутреннего сгорания".
Вопрос в том, что это за сплав АЛ4, как легко он поддаётся механической обработке и подходит ли для создания лопастей для данного двигателя?

Общие вопросы Лопасти-Корпус:
1) Какой зазор установить между корпусом и лопастями? А так же между стенками корпуса и лопастями?
Полезная информация: корпус и лопасти в диаметре - 200 мм, т.е. 20 см.

Уплотнители.
Вопросы:
1) Из какого материала их лучше изготовить? Из чугуна? Какой марки? Или это будет напрямую зависеть от того, из какого материала сделан корпус?
2) Нужно ли уплотнять вот в этом месте?
Т.е. это то место, где лопасти сопрягаются между собой. Или же здесь просто оставить минимальный зазор и из-за того, что материал лопастей будет один, то это не повлияет на компрессию.
3) Как уплотнить место, где вал лопасти входит в корпус. Нужно ли вообще уплотнять это место на опытном образце? Или все же нужно и тогда - как?
 

Bulagen

Аксиальщик, волновик - пока что теоретик
Откуда
г. Тюмень
Ну так вопросы конкретно и заданы, см. выше.4 вопроса, на которые никто так и не ответил.
Попытки найти эти вопросы в изложенной выше псевдоструктурированной галиматье вызывают тоску, потому как накидано там в разных местах гораздо больше чем 4 ... У меня раньше был такой знакомый-мечтатель, страдающий манией руководителя и считающий, что достаточно написать алгоритм к реализации чего-бы то нибыло и все сразу на это набросятся и развернут бурную деятельность по этих планов реализации... Такой подход в среде свободного общения увы не работает... Вы хотите адептов вашему проекту? Их нет у нас. И я для себя ничего интересного в вашей теме не нашел. Желаю успехов...
 

Beatle

Make it
Откуда
Moscow
@ Bulagen

Мда.
Без комментариев. Постараюсь удержать себя от желания перейти на личности.
Желаю Вам, чтобы побольше людей это желание в себе удерживали.
 

KCB

Я люблю самолеты!
Откуда
Новосибирск
Цели и задачи!Основная цель - создание опытного образца.Из этого задачи:1) Создать рабочий двигатель, запустить его и снять данные.
;)Коль позволено вносить свою лепту в раздел цели и задачи,то попробую внести поправки в целеуказании,думаю имею на это право,поскольку двигатель сей у нас есть в качестве рабочей модели выполненый в металле.
  Итак предлагаю,оставить пункт№1 из всего списка и ....
...и собственно всё пока ;)
Как только его выполните,то многие вопросы отпадут сами,а то может и вся тема отпадет. :eek:
Удачи!
 

Beatle

Make it
Откуда
Moscow
@ kuzma

Спасибо!
Если у Вас есть данный двигатель в металле, то можете Вы все-таки поделитесь информацией, из какого металла изготовлен цилиндр двигателя?
Буду очень благодарен!

Спасибо за ответ!
 

Beatle

Make it
Откуда
Moscow
В общем, с горем пополам нашлась некоторая информация по стали, из которой можно изготавливать цилиндр.
Вот список: 38Х2МЮА, 38Х2ЮА, 38ХВФЮ, 20Х3МВФ, 38Х2Ю
Сегодня передам информацию тем ребятам, которые будут детали делать.
Посмотрим, что они скажут. Хотя, сейчас праздники и, наверное, они дадут ответ не раньше рабочих дней.
 

Bulagen

Аксиальщик, волновик - пока что теоретик
Откуда
г. Тюмень
Beatle, я конечно зря вас "покусал". Но ваше "словоблудие" (ради Бога не обижайтесь снова :) ) и излишний энтузиазм требовалось хоть как-то остановить.

Теперь по существу...

Вот смотрю я на ваш дизайн и вижу боковые пазы для уплотнительных пластин, это означает, что эти пластины скользят по торцевым поверхностям рабочего цилиндра, а следовательно передача усилий от лопастных элементов к элементам синхронизирующего механизма осуществляется неким валом.... Я допускаю, что могу быть не прав, но считаю, что основная проблема подавляющего большинства РЛД это передача момента от лопастей к механизму синхронизации и обратно через вот эти "тонюсенькие" (специально акцентирую внимание кавычками) валы вдоль оси цилиндра. По этой причине РЛД не могут обеспечивать надежную работу и приемлемые частоты колебания лопастей. Т.е. вот каждый лопастной элемент имеет довольно существенный момент инерции, и на высоких частотах колебания при работе двигателя этот момент инерции создает высокий инерционный момент (т.е. крутящий момент от сил инерции). Но возможности вала по передаче крутящих моментов (как от сил давления газов, так и от сил инерции) весьма ограничены. Попробуйте для начала:
1) посчитать прочность вала (т.е. максимальный момент который он может передать) исходя из его диаметра и параметров предполагаемого конструкционного материала (желательно с учетом знакопеременного характера нагрузки);
2) определить момент инерции лопастного элемента;
3) Выяснить зависимось момента сил инерции лопастного элемента т частоты работы двигателя.
4) Оценить максимальные обороты двигателя.

Я думаю вы будете не очень приятно удивлены.
 

Beatle

Make it
Откуда
Moscow
Ладно, не будем спускаться до фамильярности.
Было, проехали.

Да, Вы правы. Пазы для уплотнительных пластин. На самом деле это просто самый просто способ (на мой взгляд) для уплотнения, да и образец мне требуется не рабочий, а всего лишь для пробы.

По вопросам передачи механической работы через тонюсенькие валы Вы абсолютно правы!

Вопрос решался не мной. Я в сопромате, как балерина в политике. Но задавался как раз этими самыми вопросами.
Так что этот вопрос решал за меня этот знакомый.

Вот ответы:
Максимальные обороты данного двигателя - 4000 об./мин. (Взято из головы, но это говорит о том, что мы не будем поднимать обороты выше, это предел, о котором мы договорились).
На этих оборотах учитывая материалы (условно алюминий для лопастей, сталь для корпуса) и все нагрузки запас прочности будет равным четырём.

Я извиняюсь, могу что-то не так сказать, я не специалист в данной области и лишь говорю, что слышал своими ушами, возможно как-то перефразировав, потому что сам что-то не так понял.
В общем, по мнению моего товарища "держаться будет, ничего не отвалится, но надо собрать и попробовать, а уже потом смотреть".

Еще раз: на бумаге все может быть красиво. Важно понять, как это будет в железе.
Как только соберу в железе, расскажу, что получилось.
Может, действительно будет так, что он заведется и развалится. Или вообще не заведется.  :p

Но не попробовав, не поймешь! :cool:
 

Bиктор

Моя интерпретация Вашего текста - зависит и от Вас
Если даже предложенная мной схема синхронизации лопастей неработоспособна, то это никак не значит, что я откажусь от идеи воплощения двигателя в железо. Вопрос работоспособности данной схемы будет ясен только как раз после того, как весь механизм появится в железе. Но мне очень не хочется делать только механизм, потому что половина стоимости это механизм, вторая половина - корпус и лопасти,
Макс, мне известны другие изобретатели, которые изобрели (или может быть повторили давно известное, но забытое) механизм отбора мощности (механизм синхронизации лопастей и выходного вала) или механизм связи лопастей и рабочего вала. Известны и такие, которые просто повторили - изготовили двигатель Кауэртца и он заработал. Известны такие, которые убедились уже в работоспособности и оригинальности (патентноспособности) их механизма на третьем-четвертом опытном образце двигателя. Они хотят убедиться теперь в надежности преобразующего механизма на большой мощности (несколько сотен киловатт). Изготовлен корпус, лопасти, валы и их механизм преобразования. Есть управляющая электроника, насос и форсунка впрыска топлива.

Чего нет...
- Нет нагрузочного стенда и
- нет желания "дразнить гусей",
- нет желания публиковать успешно проверенный ими работоспособный механизм отбора мощности и управления лопастями.

Я не мог до сих пор убедить их выйти к общественности нашего форума. Местное патентование для них малопривлекательно, а для международного - не хватает средств. Они стоят на том, чтобы закончить очередной опытный экземпляр с полноценным охлаждением, чтобы иметь убедительность и аргументы для спонсоров международного патентования.
По этой же причине я не вправе назвать их имена.
(Уплотнения для них тоже не представляет проблемы)
Камеру сгорания можно формировать, как уже упоминалось, смежными лопастями. Идеальной полусферы можно и не добиваться, вполне приемлемой КС может быть короткий полуцилиндр.

И корпус и лопасти, насколько я знаю, они сделали из стали.
Однако, другой специалист и умелец сделал и то и другое из алюминиевого сплава. Для корпуса взял алюминиевый цилиндр от мотоцикла Хонда и "перефрезеровал" его под свои цели.

Я лично сожалею, что многие одиночки и маленькие группы видят в других конкурентов, а не сообщников в деле РЛ ДВС. В то же время они тратятся на то, что уже сделано у далеких единомышленников...
Игорь Петрович - большой авторитет в двигателестроении, но он отступился от своих патентованных механизмов отбора мощности для Роторно-Лопастных ДВС. Жизнь заставила, видимо, заняться Ванкелевскими ДВС.

А жаль... Крутящий момент у РЛ ДВС весьма высок при невысоких оборотах, идеально подходящих для самолетного винта. Плавно вращающемуся выходному валу не нужен редуктор - напрямую экономится вес СУ.
 

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
" Bиктор"

"Жизнь отводит человеку на предмет его страсти ровно столько времени , чтобы он успел понять, на сколько глубоки его заблуждения".                                 

                              РЛД

При взгляде издалека в РЛД все прекрасно, но как только начинаешь влезать в детали этой конструкции, то начинают вырисовываться такие подробности, которые не приемлимы ни с точки зрения здравого смысла, ни с точки зрения работоспособности.

Уплонения:

Если они контактные, то их очень иного, и все они трутся об одно и тоже зеркало "цилиндров". Внутренняя проблема колец, их смазка. Первое компрессионное кольцо бежит всегда впереди, спрашивается как его смазывать, ведь оно не возвращается "назад", за новой порцией смазки, как в обычном поршневом ДВС. Значет его участь такая же как и у Ванкеля, работать всухую, или точнее с маслом на прогар. Тогда смысл остальных колец просто теряется.
  Выяснили - в этом двигатели смазкка может быть либо сухая, либо полусухая, отсюда вывод, колец много по всем граням по паре - большие потери на трение. Ожидаемый механический КПД примерно 65 - 70%.

Охлаждение:

Роторы, а точнее лопасти можно смазывать только маслом, а у него низкая теплоемкость и теплопроводность (по сумме в 10 раз меньше чем у воды), осюда раздутая до неприличия маслосистема с холодильниками. При этом надо не забывать, что лопасти, это те детали, которые в ДВС принимают на себя всю мощь теплового потока от сгоревших газов. Спрашивается, как отводить от них теплоту при столь больших тепловых потоках да еще при повышенных мощностях ДВС -   большой вопрос ?

Механизм синхронизации:

Отвод мощности от РЛД производится торсионными валами, иначе вылы отбора мощности не назовешь. В конце концов их пути "пересекаются" и на выходе "как-то" снимается разность угловых моментов, а до этого их оси испытывают огромные перегрузки, как от газовых сил, так и от сил инерции. Размещение механизма синхронизации под лопастями переводит этот механизм в зону дейстаия высоких температур, что неприемлимо ни с какой стороны.

Рабочий процесс:

Крайне затруднен, как по причине организации сгорания топлива в квадратных камерах сгорания, усугубляемых наличем большого количесва угловых уплотнений, так и трудностями работы системы питания.

Разве этого мало. Остальные недостатки добъют любителей этих схем на периоде доводок. А они еще покруче названных.
 

А.Г.К

Я люблю строить самолеты!
Разрешите вставить свою реплику. Я видел подобный двигатель в середине 80-х в лаборатории ДВС ВЗПИ, им занимался Виктор Петрович Демидов. На вопрос ну и как он ответил, ребята не занимайтесь ерундой. Им написана книга по двигателям данного типа. А теперь о материалах. Ну если уж очень хочется заниматься подобным двигателем то занимайтесь. Естественно корпус и лопасти можно изготовить из литейных алюминиевых сплавов и покрыть их слоем керамики методом микродугового оксидирования. Я работал с подобными покрытиями совместно с Бакировым Юлием Александровичем, получили прекрасные результаты на 2-х тактных двигателях. По крайней мере Вы получите опыт который затем примените на чем нибудь стоящем. Дерзайте.
 

KCB

Я люблю самолеты!
Откуда
Новосибирск
Описанные выше стали как нельзя лучше подойдут для цилиндра,из 38х2мюа например изготовлен цилиндр на м14
сталь с" ю" т.е. с алюминием в составе  хорошо подвергается азотированию которое не боится высоких температур по сравнению с цементацией и обладает высокой твердостью,также список можно пополнить хромоникелевыми сталями-
40хнва,40хн2ма,40х2н2ма,40хн,ну или на худой конец 40х сгодится.,но это не цилиндр,а гильза ,сам корпус отлит из силумина с высоким содержанием кремния типа АК12 м2 или АК9м2.
 

KCB

Я люблю самолеты!
Откуда
Новосибирск
ДА,еще, на счет ерунды никого не слушайте, это беспредметный разговор.И по материалам для первого образца заморачиваться не стоит,это в дальнейшем если всё получится и будет желание можно подобрать материалы для большего ресурса.
 

Beatle

Make it
Откуда
Moscow
@ Bиктор

Спасибо за информацию!

Я лично сожалею, что многие одиночки и маленькие группы видят в других конкурентов, а не сообщников в деле РЛ ДВС.
Я как раз и занимаюсь этой идеей потому что это даёт как раз интересные знакомства, знания опыт. Кто знает? Может и я познакомлюсь с этими людьми и мы будем думать вместе, будем дополнять опыт друг друга, знания и умения.

В то же время они тратятся на то, что уже сделано у далеких единомышленников...
Повторение - мать учения. Это значит не только повторять вновь и вновь свой опыт, но и опыт других людей.

Игорь Петрович - большой авторитет в двигателестроении, но он отступился от своих патентованных механизмов отбора мощности для Роторно-Лопастных ДВС. Жизнь заставила, видимо, заняться Ванкелевскими ДВС.
У каждого человека свои предубеждения, цели и мнение. Лично я очень высокого мнения о Игоре Петровиче, нашел его сайт (как мне казалась это именно его сайт) по РПД, с удовольствием прочитал информацию, что находится на его просторах. Надо отдать должное, что идея синхронизации лопастей родилась у меня именно тогда, когда давным давно я прочитал его сообщение как раз на стенах этого форума.

На сегодня, мне кажется рано спорить о преимуществах РЛДВС или о его недостатках. Лично я рабочего образца не видел ни разу.

На счет уплотнений, есть варианты решения этих самых уплотнений тем способом, что они не будут нуждаться в смазке. Это пока теория и еще одна идея. Но она будет опробована лишь после того, если заработает хоть какой-то вариант двигателя. Я не говорю о тех вариантах, которые создают, заводят и испытывают другие изобретатели, например коллектив из Харькова.

Вопросы охлаждения, синхронизации и реализации рабочего процесса. Все это важно! И я никак не утверждаю, что все это бац и решилось и резко получился двигатель лучше всех. Время, опыт покажут, что из всего этого выйдет.

@А.Г.К

Можно ли где-то найти/приобрести данную книгу?
По крайней мере Вы получите опыт который затем примените на чем нибудь стоящем. Дерзайте.
Вот именно это и самое ценное в данной работе!

Как раз из этой марки стали и будет изготовлен корпус. Именно корпус, а не гильза: впрессовать гильзу в корпус - та еще задача, которая несколько удорожит весь проект. Только с одним литым корпусом двигатель вполне может работать.
Еще не решен вопрос, из чего изготавливать лопасти. Если изготавливать их так же из стали, то их масса будет в 3 раза выше, чем те же лопасти из алюминия - высокая цена.
ДА,еще, на счет ерунды никого не слушайте, это беспредметный разговор.
Ну, вообще, людей нужно слушать, особенно если они большие специалисты в своей области. Но при этом нужно всегда сохранять своё мнение!  :)
 

А.Г.К

Я люблю строить самолеты!
По поводу книги Демидова. Название точно не помню, она была у нас в заводской библиотеке. Я ее немного почитал на том и закончил. Попробуйте найти какую нибудь книгу Демидова, а там в ссылках должно быть.
 

Bиктор

Моя интерпретация Вашего текста - зависит и от Вас
Повторение - мать учения
Согласен, конечно. Таков и селекционный отбор в биологическом роду: повтор, но с новыми нюансами!
Я от души желаю Вам познакомиться поближе, например, с харьковчанами.
Вам нужны корпус и лопасти, а, представьте, что они есть уже.
Простой повтор чужого успешного опыта - это параллельный ход "прогресса", а повтор с развитием чужого опыта - это последовательный ход прогресса.
Попробуйте заинтересовать Игоря Петровича, например, в уступке за умеренную цену его готовых узлов РЛ ДВС. Возможно, они ему уже не нужны?
Попробуйте скооперироваться с другими - одним не хватает немного средств или рабочей силы, другим не хватает готовых опытных узлов.
Меня можно назвать фантазером, но я предлагаю людям, увлеченным РЛ ДВС, обговорить условия использования готового нагрузочного стенда (например, у ИП -RVD).
Поездка в далекий город может быть в смысле кооперации быть выгодней, чем каждому "городить свой собственный огородик" и тратить средства на то, что другим уже доказано и проверено...
"Больная" тема - секретность вокруг своего собственного озарения (технич. решения), легко решается взаимной личной подпиской о неразглашении. Естественная предпосылка для этого - обыкновенное доверие к порядочности единомышленника.
Более того, мой изобретательский опыт показал, что "идеи витают в воздухе", и люди зачастую таят друг от друга очень похожие свои идеи :)   Ей Богу: стоит доверить другу!
 

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
Естественно корпус и лопасти можно изготовить из литейных алюминиевых сплавов и покрыть их слоем керамики методом микродугового оксидирования.
Что ни тема, Вы все время сворачиваете на материалы. Предлагаемые Вами покрытия РЛД не нужны, более того они там  вредны.
 
Вверх