Свободно-поршневые генераторы газа и компрессоры.

[Владимир Александрович]

предохранительный клапан про достижении определенного давления открыватся и бьет по кристаллу - получите Вашу искру.

     Михаил Иванович, не создавайте себе еще одну группу неизвестных. Используйте готовую систему зажигания с "Дружбы". Иначе утоните в воронке проблем.

Совершенно аналогично тот же клапан подает воздух под плунжер топливного насоса и выплевывает порцию топлива в цилиндр.

   В дизельном СПГГ это называется аккумуляторной системой впрыска. Она необходима из-за отсутствия равномерного вращательного движения. Скорость вращения кулачка плунжерного насоса у ВМТ падает настолько, что впрыск идет вяло со снижением энергии струи. На Вашем опытном экземпляре двухтактника можно обойтись пока штатными карбюраторами. Главное эффективный линейный генератор.

Сделав цилиндры подвижными в осевом направлении, можем осуществлять управление, меняя рабочий объем цилиндра, т.е степень сжатия и ход поршней.

     И это пока не нужно. Здесь есть свои проблемы.

Соответственно нужно изменять объемы компрессора. При уменьшении хода поршня вредные объемы компрессора возрастают. 

      На практике так и происходит. Уменьшается ход поршня, уменьшается производительность компрессорных полостей, но в ограниченных пределах. Чтобы уйти на более низкие режимы добавляют еще какой-нибудь из известных способов регулирования (рециркуляция, дросселирование, перепуск сжатого воздуха в ресивер за СПГ минуя рабочий цилиндр и т.п.)

Можно использовать телескопический поршень компрессора, выбирая вредное пространство за счет длины компрессорного поршня.

    Реализовать в узле, находящемся в условиях воздействия высокочастотных механических нагрузок не реально и не продуктивно по отношению к более простым способам.




 

 

[Владимир Александрович]

Для начала попытаюсь использовать цилиндропоршневые группы от всемирно известной бензопилы "дружба-2". Не дефицит и достаточно хорошо подогнаны. Для начала нужно просто собрать и запустить СПД на холстом ходу. Убедиться, что все это действительно работает. Потом заняться генератором. 

      План отличный. Хватило бы упорства довести начатое до конца.

Поразительно, что линейные генераторы, про котрые мне известно, выполнены с очень странной компоновкой, не сказать еще хужей. Такое ощущение, что эти электрики никогда в глаза нормального, вращающегося генератора или двигателя вообще не видели - якорь толкают полюсом вперед-назад. 

    Хоть я и не электрик, мне тоже некоторые моменты кажутся не логичными. Я относил это к своей некомпетенции в данной области знаний.

В нормальных генераторах эта часть магнитного поля обычно уходит в потери рассеяния, снижая КПД. Поэтому и КПД ЛАД и весовая отдача соответственные - не боле 6% - нормальный процент т.н. торцевых потерь. 

     Мне, например, непонятно, зачем статор сделан так, что якорь в крайних положениях выходит из него. Мне кажется потери резко снизятся, а мощность увеличится, если статор будет охватывать весь ход якоря с учетом его габаритов, так чтобы нельзя было сказать о выходе якоря из статора.

   

 

[Владимир Александрович]

Придется самому заняться вопросом. Простейшее решение - напомнить господам электрикам о существовании банальных щеток и токоведущих шин.

    Наверное и супермагнитные материалы, созданные за последние десятилетия, здесь к месту.

Так и здесь - сменить направление вектра магнитной индукции - и потери уменьшатся в разы. 

    Михаил Иванович, а как будете "видеть" свои манипуляции линиями магнитного поля, чтобы выявить их оптимальный вид и построить "боевым" порядком?

Однако кто мешает просто отключать часть обмотки возбуждения на выступающем конце якоря? 

     Зачем отключать выступающие концы, когда выгоднее сделать длину статора с полным охватом крайних положений якоре.
Мне не понятно.

Как-то вот так, что ли... 

    В квадратах обмоток статора, мне кажется, пропадают участки, расположенные параллельно оси движения якоря. Там не будет наводиться ЭДС. Можно ли квадраты обмоток расположить с наложением друг на друга, чтобы приблизить поперечные участки и таким образом увеличить количество квадратов  обмоток на длине статора? Или разместить их по винтовой линии (как резьбу) плотно друг к другу с выводом концов на наружные клеммы. В конце концов мы все помним катушки с сердечником. Только между витками надо как-то расположить элементы магнитопроводов.

 

[Владимир Александрович]

Я пару лет назад, после того как Жорж народ взгрел этой информацией, думал над реактивным приводом вертолёта на таких принципах(кстати, для ранцевика это вообще пестня, даже круче чем СПГГ, т.к. практически всё в лопастях. труба-лонжерон она же цилиндр ГГ - сказка!

     Как Вы себе представляете такую конструкцию - ее запуск, работу и регулирование мощности? Сразу скажу, что лонжерону лопасти давление более 5 атм и температура более 550[sup]0[/sup]С противопоказаны категорически. Дожигание топлива возможно только на концах лопастей, но оно практически не нужно. 
   

 

[JohnDoe]

Как Вы себе представляете такую конструкцию - ее запуск, работу и регулирование мощности?

Вариантов может быть несколько. Я рассматривал изначально "холодный" пневмопривод на пульсационных трубах с подачей воздуха от ТКР/приводного нагнетателя с вращающимся от отдельного привода(эл.мотор) распределителем, это гарантировало необходимую частоту пульсаций НА ЛЮБЫХ ОБОРОТАХ НВ.
В случае ВГГ же можно рассматривать вариант с поджиганием ТВС на конце лопасти. Запуск от пневмоаккумулятора(балона со сжатым воздухом). регулирование мощности качественным составом смеси и/или изменением длины трубы/изменением частоты(вдвигание/выдвигание с комлевого торца "контрпоршня). Предельные давления и температуры могут быть подобраны соответствующие. Нужно лишь сесть и посчитать. У меня это толшько эскиз идеи. 🙂

 

[georgii-2]

Владимир Александрович, а как Вы относитесь к народному СП-генератору?
И вообще, добровольцы есть? Выйти из строя!  🙂

 

[Владимир Александрович]

Я рассматривал изначально "холодный" пневмопривод на пульсационных трубах с подачей воздуха от ТКР/приводного нагнетателя с вращающимся от отдельного привода(эл.мотор) распределителем, это гарантировало необходимую частоту пульсаций НА ЛЮБЫХ ОБОРОТАХ НВ.

      Если посчитать эту конструкцию работающей, она уже далеко выходит за рамки допустимой массы для индивидуального вертолета. Получается, что еще требуется приводной нагнетатель с источником дополнительной мощности.
      

Нужно лишь сесть и посчитать. У меня это только эскиз идеи. 

       Понятно, что пока все на уровне идеи. Однако уже видно, что СПГГ в схему индивидуального вертолета вписывается гораздо лучше. Его можно скомпоновать прямо во втулке НВ с непосредственной подачей рабочего газа в лопасти без лишних поворотов и расхода взлетной массы, причем с очень высоким общим КПД цикла, т.к. сгорание топлива происходит при высоком давлении и температуре, а полезная внешняя работа совершается за счет газа с умеренными параметрами давления и температуры, которые можно реально пропустить через лонжерон лопасти не осложняя себе жизнь дожиганием топлива на концах лопастей.

 

[JohnDoe]

Если посчитать эту конструкцию работающей, она уже далеко выходит за рамки допустимой массы для индивидуального вертолета. Получается, что еще требуется приводной нагнетатель с источником дополнительной мощности.

Это вариант для индивидуального НЕ ранцевого вертолёта а-ля "летающий стул".

Понятно, что пока все на уровне идеи. Однако уже видно, что СПГГ в схему индивидуального вертолета вписывается гораздо лучше.

Дык ВГГ и есть СПГГ только без поршней. ;D В нём также нет никаких лишних поворотов потока и пр. Адиабатный КПД пульсационной трубы с золотниковым распределителем при степени расширения 5 равен 75%(табличка чуть раньше выложенна) В варианте ВГГ, где это распределитель не нужен возможно даже выше.

 

[Владимир Александрович]

В варианте ВГГ, где это распределитель не нужен возможно даже выше. 

     Возможно я упустил эту информацию или она все-таки не на этой ветке. Точнее дать ссылку можно?

Информация похожа на эту?
      http://owalon.com/node/177
      http://www.rusarmy.com/forum/topic2563.html
      http://truba.com/video/99290/

 

[Михал Иваныч]

Используйте готовую систему зажигания с "Дружбы". 

И что будет служить кулачком прерывателя? Это еще худшие проблемы...

 

[Михал Иваныч]

Михаил Иванович, а как будете "видеть" свои манипуляции линиями магнитного поля, чтобы выявить их оптимальный вид и построить "боевым" порядком?

В ходе работы над диссертацией пришлось построит программку для визуализации магнитных полей для неверующих. Так что это можно, не проблема.

 

[JohnDoe]

Возможно я упустил эту информацию или она все-таки не на этой ветке. Точнее дать ссылку можно?

В этой. См. Сообщение#621

Информация похожа на эту?

Первые две ссылки идеологически близко, третья - обычный самопальный ТРД, сделанный из ТКР с присобченной внешней КС. ИМХУ.

 

[Владимир Александрович]

Первые две ссылки идеологически близко, третья - обычный самопальный ТРД, сделанный из ТКР с присобченной внешней КС. 

      Тогда приходится констатировать, что для проектирования применительно к летательному аппарату все чуть дальше идеи и ближе к лабораторно-экспериментальным поискам.
       Нужно выкладываться там, где есть проверенные наработки и методики расчета, и так распорядиться этим объемом знаний и опыта, чтобы создать новые, более совершенные изделия, пригодные для практического использования.
 

 

[Владимир Александрович]

И что будет служить кулачком прерывателя? 

     Надо подумать. Может быть задействовать электронное зажигание с сигналом от датчика Хола. На больших модельных двигателях применяется такая система. Ее можно приобрести в интернет магазинах, продающих запчасти для таких двигателей.
   

 

[JohnDoe]

Нужно выкладываться там, где есть проверенные наработки и методики расчета, и так распорядиться этим объемом знаний и опыта, чтобы создать новые, более совершенные изделия, пригодные для практического использования.

Ну, я, например, нигде и никак не могу найти подробной информации по нагнетателям COMPREX фирмы Mazda (626 и пр.), т.е. характиристики, чертежи и пр. Есть лишь отрывочные фотографии, да краткое описание принципа действия. Между тем этот нагнетатель можно использовать в качестве "донора" для опытов. Перспективка заманчивая для малоразмерных ГТД - снижение отрицательной работы(сжатия)= рост эффективного КПД/мощности + экономичность.
По-сути КОМПРЕКС - вращающийся вариант предложенного беспоршневого СПГГ(ВГГ). Наладить "лишь" подачу топлива и зажигания в нужный момент и "всё"! Готов волновой двигатель, столь лелеямый многими. 😉

 

[Владимир Александрович]

Ну, я, например, нигде и никак не могу найти подробной информации по нагнетателям COMPREX фирмы Mazda (626 и пр.), т.е. характиристики, чертежи и пр.

     Вы имеете ввиду волновой обменник давления? Да, чертежи его, вроде, нигде не светились, хотя были разработаны реальные образцы от 100 до 400 л.с. для наддува дизелей.
     Насколько я знаю, распространения они пока не получают,несмотря на благоприятное протекание характеристик двигателя.
     К недостаткам относят: увеличенные габаритные размеры, высокую пока стоимость изготовления и трудности в достижении эффктивной работы системы в широком диапозоне частот вращения ДВС. Да и степень повышения давления остается невысокой 1,4-1,7, что бывает достаточно для наддува, но совершенно недостаточно для планов создания на базе этого агрегата самостоятельного двигателя.
    
      Как ни крути, классический СПГГ все равно оказывается проще и энергетически эффективнее во много раз, а технологии хорошо отработаны в производстве ЦПГ ДВС.
   

 

[JohnDoe]

Вы имеете ввиду волновой обменник давления? 

Да, именно его.

Да чертежи его, вроде, нигде не светились, хотя были разработаны реальные образцы от 100 до 400 л.с. для наддува дизелей. 

Ну вот на упомянутой Мазде 626 серийно устанавливались до 97г.
Высокая стоимость изготовления обусловленна в первую голову экзотичностью девайса, хотя, в срвнении с теми же турбокомпрессорами, волнообменник проще по многим параметрам. Эффективность работы его, по-идее, должна быть выше, т.к. происходит прямой энергообмен между выхлопными газами и сжимаемым воздухом, без всяких "посредников" ввиде поршней или рабочих колёс ТКР. По степени повышения давления тоже всё в порядке, в Маздовском стоит вакуумник ограничивающий её на 1,95 бар(абс). Опять же маздовцы решили проблеммы с диапазоном путём организации полостей на впуске-выпуске воздуха(аналог резонаторных камер/ресиверов в пульс.трубах). Избавившись от мех.привода от КВ, и, таким образом от привязки к оборотам мотора(путём замены на эл.мотор) можно обеспечить высокую эффективность в ещё более широком диапазоне и т.д.
Бросили же их по причине совершенстования ТКР-ов и значительного подогрева воздуха из-за его прямого контакта с выхлопом(требовался более мощный интеркуллер). Но то, что для наддува поршневика - беда, то для комбинированной турбоустановки - благо.
Сделать на основе маздовского компрекса в комбинации с турбинной частью того же камазовского ТКР-7/8,5 газотурбинник с волновым компрессором мощностью около 30 кВт вполне реально. Не намного сложнее, чем из того же ТКР сваять ГТД.
ИМХУ.

 

[georgii-2]

Такое впечатление, что конструкторы вообще ни хрена не делали за прошедшее столетие. Неужели никто не попробовал простейшую схему с простейшим бесклапанным ПуВРД? См. рис.
Тангенциальные вход и выход на ТБК, что ещё проще? Ставь несколько в ряд для снижения пульсаций и все дела.

Владимир Александрович, не пора ли ещё одну тему поднимать?  🙂

 

[JohnDoe]

@ georgii-2
Я как раз, с подачи slav, на предыдущих страницах о том же говорил. Волновой газогенератор(что и есть по сути ПуВРД, хучь клапанный, хучь U-образный бесклапанный) и обыкновенный турбокопрессор. Но COPREX-схема мне кажется перспективней, в ближайшем времени. ИМХУ.

 

[Владимир Александрович]

Сделать на основе маздовского компрекса в комбинации с турбинной частью того же камазовского ТКР-7/8,5 газотурбинник с волновым компрессором мощностью около 30 кВт вполне реально.

     Прежде чем делать, нужно просчитать весь тепловой цикл. По результатам будет видно, созрела идея для воплощения в металле или надо думать как улучшить низкие параметры, выявленные расчетом. 

Неужели никто не попробовал простейшую схему с простейшим бесклапанным ПуВРД? 

     Для каких целей? Куда можно поставить эту раскаленную трубу?
     В любом проекте от начала до конца должен присутствовать дух рациональности и логичности. В данном случае доказано только, что такая конструкция принципиально может работать на определенном режиме.
     Будут характеристики, уже можно о чем-то рассуждать и главное - сформулировать цель, которую можно и надо достигнуть. Например, судя по картинке, устройство может быть эффективной горелкой для мощных котлов.