Роторный двигатель братьев Чантурия

Kanonier

Я люблю строить самолеты!
Канонир, во многоглаголании несть спасения. А ваш с претензией на "Одесский" юмор, так, хамство в лёгкой степени. Ещё раз ,для "юмористов", характер износа нужно наблюдать визуально, что в технике является нормальной общепринятой практикой. Вы занимаетесь данной темой и сбор информации это ваша забота. Описывать износ глупое занятие.

Претензии отчасти обоснованные. Помнится, как только я появился в славном городе Одесса, так сразу начали проводить Юморины. А как шутили на 4-й Фонтана, где меня четыре года учили Родину любить и профессионально убивать людей. Друзей и однокашников навалом. Да  и сын гражданин Одессы.
А теперь по теме.
Плотность иная.
инерционность
Гидроудар
Раб.давление- 7 мПа  -  а среднее давление такта расширения -1, 3 мПа
Кулачок – а у нас лопатка на привязи.
Кавитация
Ненужное вычеркнуть.
 

А.Г.К

Я люблю строить самолеты!
Постройте раскладку сил действующую на лопатку, учтите тип трения в направляющей лопатки. Лопаточные, а точнее шиберные машины применимы только в пневматике и гидравлике и то сдают позиции другим типам расширительных машин из-за повышенного износа лопаток и направляющих пазов, а там ещё куча других проблем. Не надо забывать о соотношении консольной части и опорной при максимальном вылете. Не существует работоспособных шиберных ДВС, есть отдельные образцы "портящие воздух". Всё это уже неоднократно проходили. Занятие изобретательством конечно интересное дело но как говорил Иосиф Виссарионович: "Надо меньше изобретать, а больше конструировать". Пётр 1 говорил: "Кто прожекты зело дурные чинить будет того прикажу нещадно плетьми пороть". И ведь они правы. В патентах действительно стоящими наберётся от силы процентов 10, остальное так, ни о чём, удовлетворение собственной гордыни. Постарайтесь трезво всё взвесить, жизнь ведь коротка и тратить её на пустые прожекты глупо.
 

Kanonier

Я люблю строить самолеты!
Постройте раскладку сил действующую на лопатку, учтите тип трения в направляющей лопатки. Лопаточные, а точнее шиберные машины применимы только в пневматике и гидравлике и то сдают позиции другим типам расширительных машин из-за повышенного износа лопаток и направляющих пазов, а там ещё куча других проблем. Не надо забывать о соотношении консольной части и опорной при максимальном вылете. Не существует работоспособных шиберных ДВС, есть отдельные образцы "портящие воздух". Всё это уже неоднократно проходили. Занятие изобретательством конечно интересное дело но как говорил Иосиф Виссарионович: "Надо меньше изобретать, а больше конструировать". Пётр 1 говорил: "Кто прожекты зело дурные чинить будет того прикажу нещадно плетьми пороть". И ведь они правы. В патентах действительно стоящими наберётся от силы процентов 10, остальное так, ни о чём, удовлетворение собственной гордыни. Постарайтесь трезво всё взвесить, жизнь ведь коротка и тратить её на пустые прожекты глупо.
Ну вот, теперь более предметно (обязательно кусок дерьма в  оппонента кинуть, но без этого было бы даже  неинтересно). Итак отвечаю по поводу трения. Практически все наблюдаемые шиберные насосы и патенты ДВС имеют одну особенность. Выдвижение подвижного элемента осуществляется по принципу кулачка динамического или геометрического замыкания. Отсюда и большие контактные напряжения, повышенный износ (хотя насосы считаются вполне надежными). У нас же лопаточка привязана и выдвигается по закону ползуна и в соответствии с вращением ротора. Кшм в основе ВУ гарантия точности экспозиции лопатки, и лопатка отслеживает профиль полости (который тоже подчиняется тому же закону). Если снять уплотняющие элементы, то лопатка вообще до полости дотрагиваться не будет. И сила трения определяется упругостью элементов уплотнения а также  центробежной и силой давления газов, воздействующих на них. Что в поршне соответствует крейцкопфу. Причем, закон выдвижения выбран так, что температурное расширение элементов до вала (втулки)ВУ,  и от последних до лопатки ВУ вычитается. И набегает там всего 0,1 мм, что компенсируется элементами уплотнения. Пока хватит. Вы согласны со мной. Если нет –аргументы.
 

Ротор

Сергиев-Посад
А уплотнения из чего? Тут один двигателист предлагал набивной сальник от коленвала Волги.
 

Kanonier

Я люблю строить самолеты!
До уплотнений  дойдем. Определимся сначала с трением и нагрузками на лопатку.
 

Kanonier

Я люблю строить самолеты!
Теперь рассмотрим и сравним динамические нагрузки на поршень и на лопатку ведущие к износу направляющих. Я уже писал, что поршень сразу получает удар силой соответствующей максимальному давлению,  а  максимальная сила действующая на лопатку появляется при уже значительно пониженном давлении ( и где-то в 2,5 раза меньше). И не сразу, а при определенном повороте ротора (что приведено соответствует 30-40 град.ПКВ ). Лопатка нагружается постепенно, с меньшей максимальной силой, и всегда только на определенную грань(у рабочей на заднюю, у компрессионной на переднюю). Опорная часть при максимальном вылете для рабочей лопатки и компрессионной будет 2/3 общей длины. Большие  площади контакта лопатки и направляющих, смазка под давлением ( об этом уже было сказано). Что еще надо? Когда разговор шел о шиберных насосах А.Г.К. невольно сделал рекламу.  В  работе лопатки насоса при раб.давлении 7 мПа ( а у нас 1,3 Мпа ), и с несжимаемой (а газы прекрасные демпферы), инерционной средой большой плотности, при кратно большем давлении и неблагоприятными явлениями (гидроудар, кавитация), выявлять износ, степень которого можно значительно уменьшить в нашем случае за счет привода.
 

А.Г.К

Я люблю строить самолеты!
Желаю удачи в постройке двигателя. Два подобных изделия уже видел. Один уже благополучно почил в Бозе, второй ждёт таже участь. Может у вас получится чудо.
 

Kanonier

Я люблю строить самолеты!
Спасибо! Я уверен, что вы вполне искренне желаете. И если можно ссылочку на эти изделия.
 

ingener

Здорово все это!
Теперь рассмотрим и сравним динамические нагрузки на поршень и на лопатку ведущие к износу направляющих.
Вы не учли, что на поршень действует только боковая составляющая силы от шатуна, а на лопатку - вся сила газов. Поэтому механические потери увеличиваются по сравнению с поршневиком в несколько раз. И если не применять подшипников качения (с габаритами вроде тех, что на шатунной шейке коленвала), то будут больше, чем в поршневике, даже несмотря на те преимущества, которые вы описали. Кроме того с радиальными уплотнениями у вас та же проблема, что и в двигателе Ванкеля - они контачат со стенкой только по линии, а не по площади. Это тоже можно решить, но увеличивается вес уплотнений и давление от центробежной силы. Это тоже можно решить, но... В общем, проблемы нарастают как снежный ком.
 

Ротор

Сергиев-Посад
Kanonier! Вы тут сами с собой беседу ведёте о воздушных замках. Не надоело мозги парить?
 

Kanonier

Я люблю строить самолеты!
ХРИСТОС ВОСКРЕС! С ПРАЗДНИКОМ ПРОВОСЛАВНЫЕ ну и все прочие. Мысли разбегаются, руки дрожат, печень ноет, вид пищи вызывает отвращение – праздник удался.
Вы не учли, что на поршень действует только боковая составляющая силы от шатуна, а на лопатку - вся сила газов. Поэтому механические потери увеличиваются по сравнению с поршневиком в несколько раз. И если не применять подшипников качения (с габаритами вроде тех, что на шатунной шейке коленвала), то будут больше, чем в поршневике, даже несмотря на те преимущества, которые вы описали. Кроме того с радиальными уплотнениями у вас та же проблема, что и в двигателе Ванкеля - они контачат со стенкой только по линии, а не по площади. Это тоже можно решить, но увеличивается вес уплотнений и давление от центробежной силы. Это тоже можно решить, но... В общем, проблемы нарастают как снежный ком. 

Эка вы все в кучу навалили. Давайте по порядку, сравним с поршневым.
Преобразование энергии. Поршень – максимальное давление на максимальную площадь (фазы горения) – максимальная сила, удар по всему КШМ (включая коренные подшипники). Это ограниченно скоростью повышения давления 0,25 мПа/град.пкв. Иначе уменьшение срока службы деталей КШМ. А теперь допустим мы имеем систему объемного поджига смеси (в нашем случае с этим справляется на три порядка дешевая нить накаливания). Этим можно добиться воспламенение бедных смесей –и возможность повысить СС и соответственно КПД, а еще иметь возможность перейти к качественному регулированию ( тогда не нужен, еще только экспериментальный  механизм изменения степени сжатия). Сколько плюсов сразу. Но применение этой системы (лазерная или нечто другое), приведет к кратному увеличению скорости горения (не путать с детонацией), и отсюда надо значительно усиливать весь механизм преобразования (тем самым увеличиваем механические потери –инерционные, трения и т.д.).
В нашем случае. С одной стороны неподвижный корпус, с другой выемка в роторе оптимальной формы. Процесс горения происходит и на диаметрально- противоположной стороне. Отсюда  результирующая сила на опоры вала равна нулю (теоретически), ну и такие же соответственные потери. И отсюда ограничения определяются не прочностью конструкции, а прочностью материала, что может быть на порядок больше.
В процессе преобразования в поршне участвуют три звена (поршень, шатун, кривошип коленвала), у нас два (лопатка, направляющие в роторе). Лишнее звено – лишние потери.
Далее процесс расширения. У поршня начинается с максимальной силы газов, что сразу напрягает весь КШМ. А у нас постепенное увеличение силы газов на лопатку до максимальной( в приведенном варианте соответствует 35-40 град.пкв.). Но максимальное значение у нас в 2,5 раза меньше силы газов у поршневого (давление к этому времени, из-за расширения объема  упало). Соответственно нагрузка на лопатку, где-то соответствует воздействию тангенциальной составляющей на кривошип минуя промежуточные звенья (как бы  кривошип с выдвижным плечом). А нормальная составляющая,  в поршневом (потери на силу трения в опорах), соответствует  в нашем случае изгибающему моменту  увеличивающего силу трения в направляющих лопатки.
Так же нормальная составляющая силы ползуна-лопатки  при выдвижении лопатки может вычитаться от прижимной силы  изгибающего момента. Это зависит от определенного первоначального направления вращения вала(втулки) ВУ. Потом при задвигании сила увеличит трение –но давление уже упадет.
В шиберных насосах (кратно большие давления и более плотная среда), лопатка выдвигается посредством только центробежной силы. Спасибо А.Г.К. за рекламу. А у нас целое устройство на это работает.
Инерционные потери- массы возвратно поступательных элементов в поршне, больше и перемещение они совершают на расстоянии в полтора раза больше (это потом покажу).
Ну и в поршневом потери на трение поршня (без учета колец). Отсюда пока рассмотренные потери на трение в нашем варианте все же меньше.
А трение с элементами уплотнения сравним и рассмотрим ниже.
 

Kanonier

Я люблю строить самолеты!
Про –о-о-о- , да праздник удался!

Лопатка (рабочая), это довольно толстый кусок железа (12 мм), и разместить на торцах по два уплотняющих элемента (компрессионные скобы) вполне возможно. Для компрессионной лопатки(10-8 мм) хватит и по одному. Контакт по линии только для торца идущего по профильному участку. При этом можно разместить два, а с учетом скоса и все три элемента уплотнения.  Учтем, что наиболее ответственный участок для рабочей лопатки, это нисходящий участок профиля рабочей полости (для компрессионной- восходящий). Тогда сделав соответствующий скос торца лопатки, можно добиться то, что в начале нисходящего участка (максимальное давление) будут работать все элементы уплотнения, а затем постепенно отключаясь (просто не будут доставать до профильной стенки полости) к середине полости только один (и все это по мере падения давления). А в зоне выпускного окна будет расширение, Г –образные компрессионные скобы вообще не будут доставать до стенок полости. Вот такая борьба за уменьшении трения. Можно еще круче сделать, но с этой информацией повременим. Благодаря специализации, соответствующая лопатка совершает однонаправленное движение и одностороннее динамическое воздействие газов (в поршне разностороннее движение(( возвратно-поступательное)), и одностороннее воздействие газов, в Ванкеле однонаправленное движение и разностороннее воздействие газов). Ну и как не воспользоваться таким подарком судьбы. А также надо помнить, что лопатка только отслеживает профиль полости ( слава КШМ в основе ВУ).
 

Kanonier

Я люблю строить самолеты!
Двигатель совершает 8 рабочих хода, за один оборот ротора. 2000-1500 об/мин. –низкооборотистый (придерживаемся ограничениям 15 м/с).
Ву выглядит несколько сложным, но это плата за точность работы, за отсутствие разрушительных контактных напряжений. Поэтому лопатка не выполняет роль фрезы. Это проблема которую создает кулачковая схема, особенно в условиях бедной смазки. У нас усилия элементов уплотнения на стенки полости, можно предусмотреть, и создать их необходимо низкими.   
Двигатель соответствует низкооборотистому, восьмицилиндровому поршневому собрату (одновременно два рабочих хода) в приведенном варианте (по количеству рабочих тактов), когда 1500об.мин.  нашего соответствует 3000 об/м. поршневого. И сколько поршней, шатунов, и ГРМ (еще для пущей эффективности четырехклапаное газораспределнние), и других  тяжелых железок содержит это изделие, и какие потери они создадут? Это надо учитывать, и другими глазами глядеть на сложности нашего варианта. Ну, про габариты тоже очевидно.
Ну и надо помнить, что это машина двойного действия, одна лопатка участвует в двух тактах одновременно.
Из всего вышесказанного можно считать механический КПД будет до 92%. 
 

Kanonier

Я люблю строить самолеты!
Схема двигателя Отто себя исчерпала. Какие потуги необходимы, что бы повысить КПД на единицы процентов. Пока наиболее удачно такое повышение происходит за счет повышения октанового числа топлива, новых материалов и качества эксплуатационных жидкостей (масел). Улучшение системы зажигания или непосредственный впрыск бензина (GDI) ведут к серьезному усложнению и трудностям в эксплуатации. И это потому, что сама схема мешает реализовать наилучшие условия для горения ВТС. А это, когда скорость сгорание кратно больше –уходят проблемы  поджига бедных смесей отсюда- отсутствие детонации, повышения СС, качественное регулирование, нет необходимости в УОЗ.
НО сама схема не позволяет резкого повышения давления, иначе поршневая вылетит сразу, или через некоторое время в поддон. И поэтому ( в поршневом) все делается, что бы улучшая процессы горения их ухудшать(попытка навязать управляемое горение).
У нас же, (устал повторять) этой проблемы в принципе нет. У нас две железяки подвергаются нагрузкам – неподвижный корпус и ротор (тоже можно считать неподвижным т.к. на диаметрально противоположной стороне, тоже горение). А затем относительно ПОСТЕПЕННО нагружается специализированная  рабочая лопатка. В это плане наша схема более продвинутая (пусть хоть только теоретически). Тогда можно поднять СС до 14-15 и перейти к качественному регулированию. В плане повышения КПД для этого способа это предел. 
 

Kanonier

Я люблю строить самолеты!
СС -14-15 позволяет поднять термический КПД чуть более 10 % , далее нет смысла гнать (см. график зависимости КПД от СС).
И следующий существенный способ поднятия КПД (до 10%), это цикл Аткинсона.
Ну и что может поршневой? Ну во первых уже не Аткинсона, а Миллера (отрыжка). При этом на малых оборотах проблема (решение-наддув, вот маразм поршневика- мы выплевываем часть заряда, но для определенных режимах нам нужен наддув (или перепускной канал со своим клапаном и приводом к нему -на каждый цилиндр). И при этом фактическое изменение (уменьшение) объема двигателя. Можно и Аткинсона, но тогда нужны отдельные компрессионные и рабочие цилиндры, выносная камера сгорания, куча клапанов и приводов к ним.
Наша схема решает это элементарно просто, путем уменьшении длины соответствующего рычага вала(втулки) ВУ. Отсюда уменьшается величина выдвижения компрессионной лопатки, при этом механические потери только падают. Диапазон изменения соотношений объема рабочих и компрессионных полостей ограничивается здравым смыслом.
Эффект Иббадулаева, как я понимаю, основана том, что наполнение зарядом составляет 0,5-0,7, и свервысокое сжатие (это геометрия) в переводе на приведенную СС и будет около 15. И цикл Миллера получаем с превышением такта расширения над тактом сжатия где-то в полтора раза. И все правильно КПД существенно вырос и экономия должна быть, что и подтверждается и к чему стремиться надо.
НО это двигатель меньшего объема, может работать на строго определенных режимах, и наверно не очень долго. Это основные доводы его оппонентов (многие из которых и на этом форуме присутствовали). При этом они указывали, что все ведущие компании мира давным давно, и много лет пытались таким способом повысить эффективность ПОРШНЕВОГО двигателя. И НЕ ПОЛУЧИЛОСЬ.
Что мы и утверждаем, ПОРШНЕВИК –ВЫЖАТЫЙ ЛИМОН. 
 

Kanonier

Я люблю строить самолеты!
Да народ на ветке попался в основном душевный, ну уж очень  стеснительный и скромный ( не себя показать, ни на других посмотреть- попинать ).
 

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
@ Kanonier
Ниасилил я Вашу идею. Честно. Мне б чего по-проще, аниашку там, и т.д. Есть собственная(непотентованнная) схема, но без Ваших "косяков"(на первый взгляд). А так... Сильно напоминает разговор с сиамим собой. Вполне себе вариант.
 

georgii-2

ЗРИ В КОРЕНЬ !!!
Спору нет, в принципе, все задачи в Вашей конструкции решены. Но уж очень сложным путём, согласитесь. Никакого сравнения со сферической машиной Михаила Кузнецова:

http://video.yandex.kz/users/neuromir-itv/view/28/

http://neuromir-itv.ya.ru/replies.xml?item_no=304

http://energyua.com/2007/06/22/789.html

Идея роторного двигателя рано или поздно победит поршневик. Весь вопрос - какой ценой?

А меня интересует, собственно, источник информации о повышении к.п.д. в результате превышения степени расширения над степенью сжатия, - приведённые Вами цифры.
Откуда цифирь?
Как раз этот вопрос и обсуждался, если это можно назвать обсуждением, в топике:

http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1300566777

Не подскажете?

Большая проблема просчитать добавку к.п.д. с всё бОльшей точностью. Даже симуляторы типа Лотус Енджине, говорят основаны на полуэмпирических формулах подогнанных под практические результаты.

Ну и не останавливайтесь, если данное направление не даёт желаемый результат, это вовсе не значит, что нет других путей. Как сказал Бартини: - "Догонять бесполезно - надо идти наперерез".
Найти бы вариант где все усилия от лопаток, почти также как и в поршневике перекладывались бы полностью на шарниры. И все усилия бы достаточно легко просчитывались.
 

Kanonier

Я люблю строить самолеты!
Ниасилил я Вашу идею. Честно. Мне б чего по-проще, аниашку там, и т.д
Я понимаю, что у большинства нет желания и упорства вникать в тонкости чужой схемы. И это правильно. Для этого есть автор, который должен распинаться и доказывать преимущества своего проекта. Поэтому я воспринимаю адекватно любой камень в свой огород -схему (даже если это заблуждения из-за поверхностного восприятия данной схемы), и должен упорно пояснять заблуждения тому кто “НЕАСИЛИЛ “.

Есть собственная(непотентованнная) схема, но без Ваших "косяков"(на первый взгляд).
“Не гонялся бы, ты поп  за дешевизной”- сразу скажу, упрощение схемы всегда ведет к ухудшению главных показателей, халява даром не проходит. Потом надо такие сложные довески прикручивать. Ванкель- гениальная простота, и в этом же его проклятие.

Спору нет, в принципе, все задачи в Вашей конструкции решены. Но уж очень сложным путём, согласитесь. Никакого сравнения со сферической машиной Михаила Кузнецова:

Двигатель Кузнецова, это расширительная машина, и ему нужно быть острожный с заявлениями о мощности. Такие цифры свидетельствуют, что он не совсем понимает смысл сказанного (я в это не верю), либо чего-то не договаривает.

В ДВС все связано , в механике не может быть появление какой то сверхестественной силы (выигрываем в силе –проигрываем в расстоянии). И кинематика должна быть такая, чтобы просто обеспечить НАИЛУЧШЕЕ протекание ПРОЦЕССОВ термодинамики. И это конечно обеспечивает специализация. В чем Кузнецов и прав. 

Ну у нас и компрессор, и камера сгорания в одном корпусе, и при этом специализация обеспечена. И лопатки специализированы. А просто расширительная машина (об этом ниже), и у нас несложной и понятной получается, с прекрасными удельными характеристиками. А рояль (парогенератор с аксессуарами, и  соответствующими габаритами) в кустах.

А меня интересует, собственно, источник информации о повышении к.п.д. в результате превышения степени расширения над степенью сжатия, - приведённые Вами цифры.
Откуда цифирь?
Повышение КПД от СС в учебнике по ДВС (график зависимости). Повышение КПД от разницы степени сжатия и расширения (а точнее их отношения), получены через тепловой расчет. Да и на индикаторной видно насколько приблизительно можно увеличивать расширение ( в 2 раза –а дальше вся выгода в скрип). И не думайте расширением уравнивать выхлоп с атмосферным- засмеют.
 
Вверх