• Внимание всем пользователям раздела "Торговля". Остальные могут не читать.
    С сегодняшнего дня для использования раздела Торговля (публикации в нем тем или сообщений), потребуется учетная запись, защищенная с помощью двухфакторной авторизации (2FA). Включение 2FA выполняется в настройках.
    В данной теме вы можете получить дополнительную информацию.

Роторные двигатели - идеи и критика.

Барада

Я люблю строить самолеты!
Откуда
Краснодар
Игорь Петрович, привет :)
Позже на ресурс проверим. Очень уж замороченная конструкция получается.
ход относительно друг друга у них конечно есть, но мне кажется это все не так безперспективно.
Сейчас пока я запущу берилиевую бронзу закаленную и состаренную. посмотрим как это заработает...
 

niksann

Старейший участник
Гуглил по наводке RVD коловратные механизмы, ну и глядя на россыпи роторов, навеяло по мотивам, так сказать.

Если это баян, извиняйте! Да и не для практичного воплощение сие, чисто так... лысину почесать.

Роторы компрессора и расширительного блока работают в противофазе. Т.е. когда идет загрузка камеры сгорания свежей порцией смеси, золотник расширения закрыт. Таким образом, перед нагнетанием воздуха в КС, давление в ней частично падает, а перед открытием расширительного шлюза, наоборот, возрастает. Поэтому в принципе размер компрессора и расширителя можно делать одинаковыми, но для увеличения КПД, конечно же, лучше компрессор сделать короче.


Горение в камере сгорания непрерывное, поэтому зажигание необходимо только при запуске.

Камеры сгорания идут вдоль всего двигателя, что с одной стороны увеличивает теплопотери, а с другой, позволяет увеличить время на качественное сгорание топлива. А значит позволит увеличить быстроходность двигателя - увеличить его удельную мощность.

Из видимых плюсов:

Нет возвратно поступательных.
Нет клапанов.
Все нагрузки симетрично взаимно уравновешены.
Тепловые нагрузки почти симметричны.
Отсутствие вибраций, кроме моментно осевых.

Из минусов: Достаточно большие теплопотери. Частично эти потери можно уменьшить, увеличив рабочую температуру деталей расширительной части, и применив материалы контактирующие с горячим газом с более низкой теплопроводностью (чугун).

В целом, такой механизм рассматриваю как конкурент двухтактникам. Примерно такая же экономичность, но видится более надежным и наверное, более мощным.


Роторный шлюзовой.jpg


Роторный шлюзовой корпус.jpg


Роторный шлюзовой Объем.jpg
 

niksann

Старейший участник
Сравнительные размеры. Верхний 50 л.с., нижний 150 л.с.
Правда на нижнем еще вентилятор нужен, редуктор и генератор с маслонасосом.
На первый взгляд так вроде заманчиво. Тем более, что сложности в изготовлении особых нет.

сравнение.jpg
 

Андрей Миллер

Я люблю строить самолеты!
Заблокирован
Недопустимая лексика
Сравнительные размеры. Верхний 50 л.с., нижний 150 л.с.
Правда на нижнем еще вентилятор нужен, редуктор и генератор с маслонасосом.
На первый взгляд так вроде заманчиво. Тем более, что сложности в изготовлении особых нет.

Посмотреть вложение 496860
Я не понял кому Вы это предлагаете, седунову?
Попробуйте. :geek:
Через 24 года появятся модельки из оргстекла....
Проверено историей реальной жизни. Причем у этого трепла в отличии от многих из нас есть многое из того что нужно для реализации подобных проектов. Но ни одного реализованного проекта нет....
 

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
...Из минусов: Достаточно большие теплопотери. Частично эти потери можно уменьшить, увеличив рабочую температуру деталей расширительной части, и применив материалы контактирующие с горячим газом с более низкой теплопроводностью (чугун).

В целом, такой механизм рассматриваю как конкурент двухтактникам. Примерно такая же экономичность, но видится более надежным и наверное, более мощным.
В случае, если это двигатель, а не компрессор..., всасывающая часть - теплопроводный ротор (можно силуминовый), расширительная часть, только высоколегированная сталь, титан, или керамика, лучше двуокись циркония - т.е. материал с минимальной теплопроводностью. Статор, те же принципы. Таким образом реализуется "изотермическое" сжатие, и "адиабатное" расширение, так что это скорее перспективнее двухтактника... 😎
 

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
Роторы компрессора и расширительного блока работают в противофазе. Т.е. когда идет загрузка камеры сгорания свежей порцией смеси, золотник расширения закрыт. Таким образом, перед нагнетанием воздуха в КС, давление в ней частично падает, а перед открытием расширительного шлюза, наоборот, возрастает. Поэтому в принципе размер компрессора и расширителя можно делать одинаковыми, но для увеличения КПД, конечно же, лучше компрессор сделать короче.
Что-то близкое к теме. Впервые на этом форуме вижу человека который поднимает тему пульсации в каналах. Всё немного иначе...при открытии одной стороны витка, воздух всасывается, но на момент схлопывания витка частично сокращается в объеме, выталкивая часть воздуха обратно, поэтому первый виток требует уменьшения шага винта по отношению ко второму. Последний виток компрессорного отсека при своем минимальном объеме раскрывается, и выдавливает сжатый воздух, но не в камеру сгорания а в ресивер, откуда отжимая тарелки клапанов перепускается в камеру сгорания-расширения. Не обязательно выжигать воздух в камере сгорания, это можно сделать и позже, например в камере расширения, куда предварительно впрыскивается порция топлива. Для окисления большей части топлива в ДВС отводится примерно 30 градусов угла поворота коленчатого вала, а на весь цикл расширения дается 120-150 градусов. В РВД длительность расширения составляет от 360 до 720 градусов по углу, и более. Поэтому первый по ходу виток почти не меняет своего объема ... загружая его сгоранием после отсечки шлюзом, можно уйти от изобары и перейти на изохору, и избавить от перегрева общую камеру сгорания. Можно придумать варианты, как и смешанного, так и раздельного сгорания, в том числе и комбинированного. И ещё одна важная особенность, каждый участок тела ротора будет иметь свою собственную стабильную температуру, она не будет колебаться как в поршневике, это ведет к повышению термического КПД.

RVD_001.png
 

niksann

Старейший участник
Последний виток компрессорного отсека при своем минимальном объеме раскрывается, и выдавливает сжатый воздух, но не в камеру сгорания а в ресивер, откуда отжимая тарелки клапанов перепускается в камеру сгорания-расширения.
Так или иначе, но в момент, когда открываются перепускные клапана, давление в ресивере компрессора должно быть выше чем в камере сгорания.
У Вас на рисунке нагнетатель имеет такие же габариты как и расширитель, следовательно в КС должны быть пульсации давления синхронные с работой клапанов, или расширитель должен быть большего размера. Разве нет?
У меня по проекту постом выше (который я признал не дееспособным) очередная порция свежей сжатой смеси во много раз меньше объема КС, поэтому расширительный блок пришлось увеличивать почти в 2 раза. При этом пульсации давления в КС составили бы примерно 2% (уже не помню точно, появилась мысль намного интересней, поэтому о роторнике такого типа перестал печалиться)).

И ещё одна важная особенность, каждый участок тела ротора будет иметь свою собственную стабильную температуру, она не будет колебаться как в поршневике, это ведет к повышению термического КПД.
Все так, только это подразумевает дорогущие материалы и отсутствие смазки. Без смазки уплотнять такие изощренные поверхности да при таких рабочих температурах возможно ли? Расход воздуха ведь не очень большой, не будет буксовать? В моем тоже такая проблема имеется в расширителе.
 
Последнее редактирование:

niksann

Старейший участник
Кстати, я чуть выше немного накосячил с конструкцией роторника с сателлитами. А именно, окна впуска и выпуска должны быть не на одном уровне.
Но теперь это не важно. Работать будет, но с низким КПД, а это уже не интересно.

Роторник.jpg
 

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
Так или иначе, но в момент, когда открываются перепускные клапана, давление в ресивере компрессора должно быть выше чем в камере сгорания.
Разумеется
У Вас на рисунке нагнетатель имеет такие же габариты как и расширитель, следовательно в КС должны быть пульсации давления синхронные с работой клапанов, или расширитель должен быть большего размера. Разве нет?
Нет, ресивер намного больше по объему, он занимает почти весь объем бублика, и выдавливаемые в него порции сжатого воздуха "мизерны", соответственно они поглощаются ресивером почти без пульсаций, с увеличением количества заходов ротора, пульсации еще уменьшатся. Мне представляется, что оптимальнее всего использовать пропорцию ротора к статору 2/3 (мы же пока говорим о пропорции 1/2). Клапана же воздух будут стравливать практически постоянно. А вот в камере расширения пульсации будут ощутимее, ведь от "оставшегося" объема (ресивер горящего газа) непрерывно будут отрезаться капсулированные объемы газа.
Возвращаясь к первому витку - выброс части воздуха из первого витка при закрытии шлюза можно предотвратить полностью, в случае ограничения площади впускного окна, перекрытием части периметра всасывания (см. приложение).


Все так, только это подразумевает дорогущие материалы и отсутствие смазки. Без смазки уплотнять такие изощренные поверхности да при таких рабочих температурах возможно ли? Расход воздуха ведь не очень большой, не будет буксовать? В моем тоже такая проблема имеется в расширителе.
Смазка в РВД отсутствует по определению, её там нет, и быть не должно. Уплотнительный периметр будет лучше всего работать на расширении. В чем его суть: на керамической поверхности высокотемпературный газ (низкотемпературная плазма) не может охлаждаться через стенку (а сама стенка - точнее ее поверхностный слой имеет температуру омываемого ею газа), поэтому над поверхностью детали образуется пристеночный слой "плазмы", который в зазоре ведет себя как уплотнительный плазменный шнур, задерживающий газ в каждой капсулированной ячейке. Соответственно система охлаждения более актуальна для компрессорного отсека нежели для расширительного.
Теперь о стоимости. К примеру, керамические лопатки турбины работают с очень большими окружными скоростями, и сами они являются концентраторами напряжения, понятно, что здесь очень высокая стоимость определяется очень сложными условиями эксплуатации... .В РВД по определению низкие обороты (статор вообще неподвижен), поверхности ротора имеют синусоидальный профиль, а на профиле нет концентраторов напряжения. Двуокись циркония (держит температуру в 2300 С) хорошо спекается в матрице, где нет сложной формы.


Сектор.jpg
 
Последнее редактирование:

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
Кстати, я чуть выше немного накосячил с конструкцией роторника с сателлитами. А именно, окна впуска и выпуска должны быть не на одном уровне.
Но теперь это не важно. Работать будет, но с низким КПД, а это уже не интересно.
Впервые вижу машину "Тверского" с двумя роликами на сторону. Подобными механизмами занимается Игорь Исаев из Краснодара, он уже не одну паровую машину построил.
 

niksann

Старейший участник
.В РВД по определению низкие обороты
В РВД длительность расширения составляет от 360 до 720 градусов по углу, и более.
Низкие обороты, большая длительность обработки заряда - все это признаки маленькой мощности.
Например, модель в #2353 в таком виде как нарисована с диаметром ротора по лопаткам 110мм имеет вес 10,3 кг, при этом секундный расход воздуха 50 л. (Обороты ротора - 12000, затворных роликов соответственно 48 000 об/мин.) Т.е. габариты и вес делают такой двигатель рентабельным там где вес и размеры более критичны, чем расход топлива.
Сейчас правда меня заинтересовала машина с низкооборотным ротором (3000 об/мин) и более совершенной конструкцией. Настолько заинтересовала, что делиться конструктивом пока не хочется.

А у Вас что с показателем мощность-масса?

Про принцип работы Вашего двигателя все равно не понял. Точнее понял, что он точно такой же как и у машины "Тверского" с двумя роликами :). У него тоже воздух загоняется маленькими порциями в большую КС а в расширительной части наоборот забирается для расширения, и тоже порциями с отсечкой. Но забираться газ из КС должен бОльшими порциями чем вталкиваться в нее, из-за того что забирается газ с меньшей плотностью (с большей температурой). При этом клапана никакие не нужны. Давление в КС будет автоматически определяться разностью размеров лопаток расширителя и компрессора, а так же количеством сожженного топлива.
У Вас размер роторов с обоих сторон двигателя одинаков, что и не понятно.
 

Андрей Миллер

Я люблю строить самолеты!
Заблокирован
седунов, в ГТД статор тоже неподвижен. На всякий случай вдруг вы не знали.
Низкие обороты, большая длительность обработки заряда - все это признаки маленькой мощности.
Например, модель в #2353 в таком виде как нарисована с диаметром ротора по лопаткам 110мм имеет вес 10,3 кг, при этом секундный расход воздуха 50 л. (Обороты ротора - 12000, затворных роликов соответственно 48 000 об/мин.) Т.е. габариты и вес делают такой двигатель рентабельным там где вес и размеры более критичны, чем расход топлива.
Сейчас правда меня заинтересовала машина с низкооборотным ротором (3000 об/мин) и более совершенной конструкцией. Настолько заинтересовала, что делиться конструктивом пока не хочется.

А у Вас что с показателем мощность-масса?

Про принцип работы Вашего двигателя все равно не понял. Точнее понял, что он точно такой же как и у машины "Тверского" с двумя роликами :). У него тоже воздух загоняется маленькими порциями в большую КС а в расширительной части наоборот забирается для расширения, и тоже порциями с отсечкой. Но забираться газ из КС должен бОльшими порциями чем вталкиваться в нее, из-за того что забирается газ с меньшей плотностью (с большей температурой). При этом клапана никакие не нужны. Давление в КС будет автоматически определяться разностью размеров лопаток расширителя и компрессора, а так же количеством сожженного топлива.
У Вас размер роторов с обоих сторон двигателя одинаков, что и не понятно.
Помимо откровенных ляпов, решающее слово в данной мясорубке будет решать КПД обоих конусов - ступеней. По опыту ГТД они должны быть намного выше, чем 70%. Причем КПД "компрессорной части" должна быть выше 75%.
Насколько я знаю нигде на таких конусах такие КПД НЕ достигнуты. А негативный опыт центробежных компрессоров на аиационных ТРД подтверждает это мнение....
 

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
Низкие обороты, большая длительность обработки заряда - все это признаки маленькой мощности.
Это не так. Низкие обороты ротора, это одна ветвь, а вторая, обкатывание ротора в сторону противоположную вращению. Если вы внимательно читали материал статьи, там все соотношения мощности по отношению к поршневой машине представлены, для справки однозаходный ротор эквивалентен 4х- 8-ми - 12ти цилиндровой поршневой машине (в зависимости от привода). Чем больше заходов, тем большее соотношение количества обкатываний к вращающемуся ротору. Т.е. при неизменном количестве оборотов выходного вала, количество обкатываний растет, а с ней растет и мощность. В РВД (пропорция 1/2) за один оборот вала, два объема засасывается; в поршневой машине за два оборота - один объем, т.е. четыре к одному - с одной стороны.

Клапана в РВД нужны не для этого, их функция поддерживать необходимое давление в ресивере, там хранится воздух для резкого набора мощности, т.е. придания двигателю приёмистости. Вторая функция клапанов, не давать сбрасывать закачиваемый в ресивер воздух, когда двигатель запускается, иначе не накачать ресивер (см. схему). Пока двигатель работает от баллона происходит закачка воздуха через компрессорный отсек в буферную емкость (ресивер) двигателя, вплоть до момента, когда начинают работать перепускные клапана. Момент начала подъема перепускного клапана означает отключение системы запуска двигателя и переход её в режим автозаполнения.


58812.png
 
Последнее редактирование:

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
Про принцип работы Вашего двигателя все равно не понял.
Ничего страшно, со временем разберетесь. Конечно есть и нюансы. В отличии от такой же объемной (а не лопаточной машины, к коей пытаются привязаться некоторые обезьянки) винтовой машины Лисхольма, для получения давления в ресивере методом сухого сжатия, ей для этого нужно три ступени сжатия с несколькими перепускными коллекторами, в РВД три ступени заменяются одной, соответственно общая длина уплотнительного контура в 5-7 раз меньше, на соответствующую величину меньше и протечки. И еще, у Лисхольма нет чисто внутреннего сжатия воздуха, на выходе как и у компрессора РУТС присутствует "изохорная" составляющая сжатия (в 3-х ступенях три), тогда как в РВД 100% сжатие внутреннее, в пределах одной ступени.
Мы имеем всю туже коловратную машину, но с тремя координатами движения вместо обычных двух, что дает конусные движухи рабочего тела. На двух координатах этого эффекта не получить. Из всего что есть, коловратный принцип сжатия самый продуктивный, виток сжатия имеет минимальные отклонения от профиля.
 
Последнее редактирование:

niksann

Старейший участник
Ничего страшно, со временем разберетесь.
Боюсь, что нет. С практической точки зрения такой двигатель не интересен. Он даже сложен для понимания его работы, не говоря о том, чтобы его воспроизвести в металле. Двуокись циркония говорите?!!! А чугун случаем не подойдет... ;)
Конкретно меня сейчас интересует двигатель для моих хотелок 60 л.с. при 18 килограммах веса, и чтобы экономичность была как у 4-х тактника.
Двигатель над которым работаю (2-х цилиндровый оппозит) даст мне 50 л.с. при 38 кг. веса. Для табуреточных вертолетов и автожиров проходит, а для самолетов (115) уже нет. Если конечно самолет не сделан из хворостинок.
А хотелось бы еще и для всяких мотоциклов с винтиками. Сейчас конечно с электромоторами играются, но думаю, это не надолго. Поиграются и надоест. Аккумуляторы в ближайшей перспективе мощнее не станут, а желание всякую экзотику создавать останется. Чем сейчас людям еще заниматься.
Вот для этих целей роторник бы и подошел. Только конечно без пусковых баллонов и задвижек. Все должно быть крайне неприхотливо, надежно и дешево. В противном случае это никому будет не нужно.

А для более серьезных леталок, для коммерческого использования пусть двигатели создают серьезные компании, которые смогут свою продукцию сертифицировать. В виде частной инициативы ими вообще нет смысла заниматься.
 
Последнее редактирование:
Вверх