Свободно-поршневые генераторы газа и компрессоры.

[Владимир Александрович]

Но у этого ,,патента,, нет буферных полостей,

    Как нет буферных полостей? А за счет какой энергии совершается обратный ход поршней к ВМТ?
      Дело в том, что при такой прямоточной схеме наружные полости являются 2-й ступенью сжатия компрессора и, одновременно, буферными полостями. Энергия обратного хода запасается в их, так называемых "мертвых объемах". Иными словами, несмотря на то, что через наружные полости протекают объемы рабочего тела, там же запасается энергия для обратного дижения поршней к ВМТ. А поскольку все полости связаны между собой, давление в них выравнивается пропорционально положению точек на кривой сжатия или расширения, поэтому устраняется уравнительная труба и стабилизатор степени сжатия буферных полостей. Отсюда и упрощение конструкции, снижение потерь давления во всасывающих и нагнетательных клапанах, отсутствие нагнетания сжатого воздуха в замкнутый объем, что в совокупности вызывает уменьшение температуры подаваемого в рабочий цилиндр сжатого воздуха. Тепловой цикл становится более экономичным по расходу топлива.
 

 

[slav]

Как нет буферных полостей

Владимир Александрович 🙂, когда всё уже работает-это понятно,про режим запуска сомневаюсь??!  :-?

 

[Владимир Александрович]

про режим запуска сомневаюсь

      Что конкретно вызывает сомнение в режиме запуска?
 

 

[slav]

Дело в том, что при такой прямоточной схеме наружные полости являются 2-й ступенью сжатия

Но ведь при запуске они не имеют давления и заполнить их извне проблемно??!  :-? Вся нужная энергия для сжатия может поступить только от синхронизирующего механизма,как это по другому в данной ситуации сделать не понимаю!  :-[

 

[Владимир Александрович]

Но ведь при запуске они не имеют давления и заполнить их извне проблемно??! 

   А вчерашний пост №1181 разве не вносит ясность в понимание своим содержанием?
   

 

[Бульдог Бронсович Дизеленко]

Владимир Александрович, Вы в этой ветке высказывали мнение, что для большинства видов применения газогенераторов ниже 200 кобыл (или КВ?) газогенератор надо делать не свободно-поршневым, а механическим.
К Вам два, таким образом, вопроса:

1. Почему? Из-за трудности запуска, регулировки или ещё почему-то?

2. Как сиё призвано работать? Как чистый генератор газа или
как дизелёк с сильным наддувом (компаунд с турбиной или ОРМ)?

Если первое, то есть идейка. А именно:

Классический МГГ выполняется в виде мотора с КШМ и высокой степенью наддува. Это невыгодно, так как максимальная эффективная степень сжатия ограничивается прочностью коленвала и шатунов и нормальной силой, вызывающей повышенное трение поршней о стенки цилиндров. Кроме того, он требует массивного, "дизельного" маховика, ограничивающего рабочую частоту.

Решаем так:

Берётся СПГГ схемы два поршня, раздельные дизельные и компрессорные цилиндры, поршни двигаются в противоположные стороны - так исключаем отдельные рейки или рычаги, которые, скорее всего, будут слишком массивны для наших задач. Вместо них рейками послужат штоки поршней.
Между достаточно длинных штоков поршней (в остальном максимально облегченных) находится шестерня. Шестерня с помощью сцепления связана с маховиком.

На режимах  ХХ и малого газа, столь проблематичных для установок малой мощности с классическими СПГГ в плане регуляции, шестерня сцеплена с маховиком, который запасает и отдаёт энергию для совершения поршнями рабочего хода и хода сжатия, вращаясь попеременно в разные стороны. Таким образом установка не глохнет и на весьма низких частотах, достигая достаточного хода поршней для сжатия воздуха в компрессорах и дизелях и совершения газообмена.

Кроме того, за счёт того, что маховик сможет сделать более чем полоборота за один такт (т.е., будет вращаться быстрее, чем в классическом МГГ), его можно облегчить при той же запасаемой энергии.

На режимах, где инерция маховика начинает мешать достичь высоких частот и грозит раскрошить шестерню или прокрутить и сжечь сцепление, сцепление разобщаем. Установка начинает работать в режиме чистого СПГГ, и, благодаря снизившейся энерции движущихся частей, достигает более высоких частот и повышенного давления сжатия по сравнению с классическим МГГ.

Критика, предложения?

 

[nik2222]

а если два маховика вращающиеся в разные стороны и подключающиеся попеременно,в зависимости от направления хода поршня?

 

[Бульдог Бронсович Дизеленко]

а если два маховика вращающиеся в разные стороны и подключающиеся попеременно,в зависимости от направления хода поршня?

А как и зачем? Если постоянно сцепление выжимать-отпускать, оно износится раньше.
В моём предложении и то при работе на стыке режимов сцепон изнашиваться будет быстрее, а у уж у Вас...
Помимо этого, в Вашем варианте сцеплением надо будет как-то управлять в зависимости от положения и скорости поршней, а в моём - хоть центробежно расцепляй, будет автоматически фурычить.

С другой стороны, Ваш вариант можно на гидравликческом приводе к поршням замутить, может быть там износ гидравлических клапанов будет меньше, чем механического сцепления.

 

[Kim]

Мне особенно понравилась фотография В.И. Ленина в разделе контакты...

       Я к Ильичу хорошо отношусь, потому как неформально в свое время изучал его работы в контексте с историческими событиями того времени. Нынешним политикам до него как до Марса. Даже средней боеспособной партии создать не могут. Потому что нет веры в идеи. Одна суть - создать инструмент для личного успеха и "заповедник" для групповой наживы.

Да, ленин фигура смешная...
я работал в народном музее ленина, так там всем говорили, что, предчувствуя близкую смерть, он писал по 100 (сто) работ в месяц...
Представляете, у человека сифилис в последней стадии, мозги отключены, с 1922-го года передвигаться без посторонней помощи не может, из произносимых звуков - слабое хихикание...
и при этом полтора года пишет по 100 (сто) полноценных работ в месяц!!!

 

[Kim]

Н
Причём на первом этапе, когда я начинал возмущаться, что они не хотели думать, мол тут надо было чуть добавить, а тут убрать, смотрели на меня как бараны и говорили: "Это вам, как генеральному всё видно, а мы делаем строго по чертежам, не вникая в детали." :'(

Рабочие(исполнители) были на все 100% правы. На то они и исполнители. И не надо на них валить свои конструкторские огрехи.
Привести примеры из области механики не могу, а вот из области возведения зданий (строительство) - сколько угодно: это и балконы на сплошной стене и комнаты без дверей(как архитектор нарисовал - так рабочие и исполнили). А сколько было ошибок в электрических схемах.....я уже устал своим начальникам звонить и разобраться с проектантами. (проектерами...короче - с халтурщиками . Сто раз повторяю: я простой крестьянин учу бывшего студента грамотно рисовать чертеж...это факты, а не бахвальство).
Вот совсем недавно в проекте "забыли" про заземление исполнительного устройства, на которое приходит 220 вольт. Пришлось звонить и настаивать исправить ошибку. Или диод не той стороною нарисуют...да много всякой халтуры попадалось.
Смешной случай: забыли запятую и выписали вместо 4, 500 кГ - 4 500 кГ. довольно легкого материала(ПХВ трубка). Этого количества не оказалось на центральном складе и кладовщики "в мыле" бегали в поисках такого количества материала.  Так что....не забывайте ставить запятые.... ;D

Такое обучение инженеров - последовательно проводимая политика партии и правительства.
С 1950-тых годов инженерам прекратили нормально платить. Сократили копировщиц. Инженеры стали заниматься низкоквалифицированной работой. А это можно делать лишь с тупыми мозгами.
Посылали инженеров и студентов на принудительные работы без решения суда (колхоз, овощебаза).
Большая зп - это не гарантия наличия хороших инженеров.
Маленькая зп - ГАРАНТИЯ плохих инженеров, да и любых работников вообще.
Инженер с зп 120 рублей пытается чего-то добиться от работяги с зп 600 рублей... да его посылают на третьей фразе!!!

Зато научным коммунизмом мозги засирали по полной

 

[Владимир Александрович]

Вы в этой ветке высказывали мнение, что для большинства видов применения газогенераторов ниже 200 кобыл (или КВ?) газогенератор надо делать не свободно-поршневым, а механическим.
К Вам два, таким образом, вопроса:
1. Почему? Из-за трудности запуска, регулировки или ещё почему-то? 

      По этому поводу я уже высказывался. Цикл свободно-поршневой, т.е. его работа построена на постоянном преобразовании кинетической энергии движения блока поршней в потенциальную и обратно. Соответственно большая роль отведена инерционному движению. Вторая половина хода сжатия в рабочем цилиндре до ВМТ проходится блоком поршней именно за счет инерции набранной кинетической энергии разгона за первую половину хода. С уменьшением абсолютных размеров установки площади поршней (компрессорного и двигательного) изменяются пропорционально квадрату диаметра, а объем и, следовательно, масса блока поршней пропорционально кубу линейных размеров. С определенного порога развиваемых сил инерции уже не хватает, чтобы довести блок поршней до ВМТ. В этом случае надо переходить или на не семетричную схему - КС по торцам, компрессорные поршни в середине, или к МГГ.
Остальные проблемы, в том числе с управлением, решаемы.

2. Как сиё призвано работать? Как чистый генератор газа или
как дизелёк с сильным наддувом (компаунд с турбиной или ОРМ)? 

  Как генератор газа с дизельным циклом и высоким наддувом. Вводится ограничение по максимальному давлению сгорания.

шестерня сцеплена с маховиком, который запасает и отдаёт энергию для совершения поршнями рабочего хода и хода сжатия, вращаясь попеременно в разные стороны. 

      Разве можно запасти энергию в маховвике для обратного хода, заставляя его остановится и начать двигаться в противоположную сторону. Остановился - значит отдал куда-то всю накопленную энергию. Не так ли?

На режимах, где инерция маховика начинает мешать достичь высоких частот и грозит раскрошить шестерню или прокрутить и сжечь сцепление, сцепление разобщаем. 

     Не работоспособно! Да и почему вдруг вспомнили про сцепление. Установка как называется? - Газогенератор. Она превращает всю полезную работу не в механическую работу на валу, а в сжатый и нагретый газ, энергию которого надо сработать либо в турбине, либо в отдельной расширительной машине. И вот они уже отдадут полезную работу на вал к потребителю.



 

 

[Бульдог Бронсович Дизеленко]

     Не работоспособно! Да и почему вдруг вспомнили про сцепление. Установка как называется? - Газогенератор. Она превращает всю полезную работу не в механическую работу на валу, а в сжатый и нагретый газ, энергию которого надо сработать либо в турбине, либо в отдельной расширительной машине. И вот они уже отдадут полезную работу на вал к потребителю.

Сцепление соединяет только синхронизационную шестерню с маховиком, к потребителю через них крутьмомент не идёт. Маховик - только для временного увеличения инерции поршня/поршней в режиме малого газа и ХХ. Как только скорости хватает для поддержания работы и без маховика, сцепление разъединяет шестерню и маховик.
 

      Разве можно запасти энергию в маховике для обратного хода, заставляя его остановится и начать двигаться в противоположную сторону. Остановился - значит отдал куда-то всю накопленную энергию. Не так ли?

Пардоньте, краткий сон разума во время набора сообщения.
Как раз имел в виду, что обе КС будут с одной стороны, компрессоры с другой, а работать будут в противофазе. Тогда получается несимметричная схема о две стадии сжатия воздуха и в установке нет "нерабочих" тактов. И на каждом такте маховик получает пинок.



Я почему-то находился под впечатлением, что несимметричной схемы с рабочими поршнями на концах и компрессорами в серёдке, всё на одном штоке, всё ещё недостаточно для устойчивой работы мелкого СПГГ (ну, скажем, мотоциклетного, от 5 до 30 КВ) в режиме малого газа/ХХ.
Я ранее неправильно Вас понял?

Если да, то мой бред про маховик можно игнорировать. Если же для малых СПГГ малый газ проблематичен несмотря на несимметричную схему "один шток на две КС", то, может быть, маховик как средство временного увеличения инерции поршня СПГГ на малом газе имеет право на жизнь. Всё лучше, чем отдавать малые мощности на откуп бастарду МГГ, не правда ли?

 

[Бульдог Бронсович Дизеленко]

А теперь следующий вопрос. В документе о комбинированных энергоустановок указывается на 17. странице:

Для СПД, работающих в генераторном режиме, принципиальное значение
имеет отношение диаметров компрессорного и дизельного поршней. При
отношении диаметров более 2 (а по условиям вписывания механизма
синхронизации не удается получить отношение менее 2,26) удельная мощность
СПД практически не зависит от коэффициента избытка воздуха и доли
потерянного хода по окнам [10]. Т.е. одно и то же значение удельной мощности
СПД можно получить при различных (могут отличаться в 2 – 3 раза) значениях
среднего индикаторного давления, коэффициентов избытка воздуха, продувки,
остаточных газов. Следовательно, можно максимально дефорсировать дизель
СПД, увеличить степень сжатия, снизить тепловые и газодинамические потери
и увеличить КПД.

Что, говоря языком чайников(т.е., по возможности, глаголем, но не цифирью), хочет сказать нам автор?

То, что, начиная с некоторого давления наддува , насосные и прочие потери, сжирают весь прирост мощности от него же?


По каким параметрам он имеет в виду дефорсировать дизель? По наддуву? Продувке? Интенсивности (по отведённому времени) и того, и другого?

 

[KV1237542]

По этому поводу я уже высказывался. Цикл свободно-поршневой, т.е. его работа построена на постоянном преобразовании кинетической энергии движения блока поршней в потенциальную и обратно. Соответственно большая роль отведена инерционному движению. Вторая половина хода сжатия в рабочем цилиндре до ВМТ проходится блоком поршней именно за счет инерции набранной кинетической энергии разгона за первую половину хода. С уменьшением абсолютных размеров установки площади поршней (компрессорного и двигательного) изменяются пропорционально квадрату диаметра, а объем и, следовательно, масса блока поршней пропорционально кубу линейных размеров. С определенного порога развиваемых сил инерции уже не хватает, чтобы довести блок поршней до ВМТ. В этом случае надо переходить или на не семетричную схему - КС по торцам, компрессорные поршни в середине, или к МГГ.
Остальные проблемы, в том числе с управлением, решаемы.

Владимир Александрович, но ведь если нет ограничения по скорости поршня и пренебречь силой трения то в теории - недостаток массы поршня скомпенсируется его скоростью, поршень только посредник который должен забрать энергию от одной полости с газом и донести до другой за счет своей Ек

По поводу 200 л.с. а как же Ваш "Циклон" , более 1 кг - 6000 цикл/мин; 0,62кг - 7500 цикл/мин, как же Хирон 17 КВт ?

 

[Владимир Александрович]

По каким параметрам он имеет в виду дефорсировать дизель? По наддуву? Продувке? Интенсивности (по отведённому времени) и того, и другого?

     Сочетание параметров, которые Вы хотите усилить или ослабить выбираются. Например, повышая степень сжатия в дизельном цилиндре можете уменьшить максимальное давление сгорания. Можете увеличить количество продувочного воздуха и общий коэффициент избытка воздуха, оставив коэффициент избытка воздуха  в дизельном цилиндре  неизменным. Сочетаний несколько. Подбор параметров расчетным путем позволяет снизить тепловые и газодинамические потери, сохранив или даже увеличив общий КПД.

 

[Владимир Александрович]

но ведь если нет ограничения по скорости поршня и пренебречь силой трения то в теории - недостаток массы поршня скомпенсируется его скоростью

       На низовых режимах скорости поршня небольшие. В том то и дело, что недостаток массы и так компенсируется скоростью поршня. Газогенератор запускается и начинает устойчиво работать сразу на средних или высоких режимах, а пределы регулирования мощности сужаются. С легкой группой движения не удается достигнуть полноценного малого газа, когда газогенератор должен работать вхолостую. Для наземной транспортной установки это неприемлемо. Для летательного аппарата высокоцикличный малый газ еще может пройти, да и то не всегда. У меня в "Циклоне", чтобы он запустился надо дать ему импульс, соответствующий цикличности 3500ц/мин.  Более низкую цикличность он не держит - останавливается из-за недостаточной кинетической энергии блока поршней.

 

[KV1237542]

На низовых режимах скорости поршня небольшие. В том то и дело, что недостаток массы и так компенсируется скоростью поршня. Газогенератор запускается и начинает устойчиво работать сразу на средних или высоких режимах, а пределы регулирования мощности сужаются. С легкой группой движения не удается достигнуть полноценного малого газа, когда газогенератор должен работать вхолостую. Для наземной транспортной установки это неприемлемо. Для летательного аппарата высокоцикличный малый газ еще может пройти, да и то не всегда. У меня в "Циклоне", чтобы он запустился надо дать ему импульс, соответствующий цикличности 3500ц/мин.Более низкую цикличность он не держит - останавливается из-за недостаточной кинетической энергии блока поршней. 

А-аа, ну я так и думал, а то во всей литературе в конце концов все сводиться к закону Ньютона, ф-ле кинет энергии и работы газовой полости. Расчет можно делать сразу в екселе без графиков.

Владимир Александрович - мне все таки кажется что наиболее перспективен СПДК/СПДГН работающий в режиме пуск-стоп на небольшой ресивер по команде от датчика давления и работающий в узком диапазоне. Нирон - работающий в частотном управлении и регулируемый плавно СПД - сложнее чем эта концепция. Если частота 6000 цикл можно работать сериями даже по 50-100 циклов 0,5-1 сек, и пусть тратить на 1 пуск в 2-3 раза больше энергии ресивера ну и что - размажется по 50-100 циклам серии и потери небольшие.

Что-то мне кажется только никто этим не занимался а мне кажется это направление проще и перспективнее...

 

[Владимир Александрович]

мне все таки кажется что наиболее перспективен СПДК/СПДГН работающий в режиме пуск-стоп на небольшой ресивер по команде от датчика давления и работающий в узком диапазоне. 

  Это вполне возможно, если нужно пополнять баллон сжатым газом и использовать его потом для привода колес автомашины или работы тормозной системы электрички. Но вот у электрички вроде успешно опробованы винтовые компрессоры. Узел стал компактным и исчезла вибрация, которая здорово трясет пассажиров, когда компрессор с КШМ начинает подкачку ресивера.

никто этим не занимался а мне кажется это направление проще и перспективнее... 

  Если есть уверенность, то кому как не Вам продвигать эту идею. Автор всегда делает это успешнее, чем привлеченный специалист.

   

 

[KV1237542]

Это вполне возможно, если нужно пополнять баллон сжатым газом и использовать его потом для привода колес автомашины или работы тормозной системы электрички. Но вот у электрички вроде успешно опробованы винтовые компрессоры. Узел стал компактным и исчезла вибрация, которая здорово трясет пассажиров, когда компрессор с КШМ начинает подкачку ресивера.

Размер баллона может быть небольшим: 1 баллон малого размера - для пуска СПД - где давление в пределах пускового и клапан не дает ему падать, 2 баллон - собственно ресивер для ОРМ и/или пневмомышц, который нагнетается только при условии номинального давления в 1 баллоне

  В принципе если степень сжатия 3...3,5 и компрессор адиабатный то ресивер можно вполне склеить из силиконовой резины и кевлара: получается легкая ЭУ для СЛА, а ОРМ можно разбросать по всему планеру самолета к примеру., а пневмомышцы использовать для шасси и тд.

 

[Владимир Александрович]

В принципе если степень сжатия 3...3,5 и компрессор адиабатный то ресивер можно вполне склеить из силиконовой резины и кевлара: 

     А что такая оболочка выдерживает давление 5-6 атм и температуру 200-250[sup]0[/sup]С?