Альтернативные варианты кинематических схем авиационных двигателей

[niksann]

Прицепные шатуны как у звёзд, по типу дизеля "Зиммеринг". Можно конечно сделать либо два шатуна с прицепными или четыре вильчатых шатуна, но это приводит к смещению совмещённых цилиндров. Для двигателя с верхними распредвалами это не существенно, в моём случае хотелось всё расположить в одной плоскости.

Возможно при такой схеме появление несанкционированного уровня вибрации. Сейчас объясню почему)) хотя Вы сами в курсе естественно.
У всех звезд связка шатунов вместе со всеми поршнями вместе взятыми балансируется массивными противовесами на щеках коленвала. Если звезда не полная, то там где нет цилиндров теперь уже эти противовесы оказываются без уравновешивания. В итоге вибрация..
С Зиммерингом толком не разобрался, но такое впечатление, что там на каждой шейке по одному лишнему прицепному шатуну. Если так, то с вибрацией там будет все в порядке.
А вообще, об этих всех альтернативных схемах хорошо спорить и их обсуждать. Когда же начинаешь реально тратить свои нервы, усилия, средства, годы жизни в конце концов, то приходит отрезвление, что легкая авиация уже сделала свой выбор - это оппозитники. Звезды ушли и больше вряд ли вернутся, рядники останутся заимствованными от авто, а все остальное будет просто сосать из тебя силы и отправлять их в никуда.
Вот TRAPPER правильно определился, если получиться, будет неплохой двигатель.
А я лично пока базируюсь на размерности 92мм. Но похоже скорее всего ограничусь, опять же, если получиться, двух-цилиндровым оппозитом. Вчера закончил отливку опытных картеров. Тяжело это все! Один картер для статических испытаний до разрушения.
Кстати, картеры оказались тяжелее на пол кило каждая половинка по сравнению с 3Д моделью. Должна была весить 2 кг а в реальности весит 2,5 кг. Конечно еще мех. обработка, но я не думаю, что сниму пол кило. А еще целая куча всяких крышек и т.д. Настроение уже не то. Позарез хотел вложиться в 35 кг. Уже не получается. 😕 Может потом с кокилем получиться, с песком где-то что-то промазал.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

где-то что-то промазал

По отливке видно где. Грамм 100 точно наберётся только за счёт выполнения нормальных радиусов, да и прочности добавит. Заливы и прочие литейные дефекты грамм 200....300 дадут. Спорить о "преимуществах" оппозитника перед той же радиальной схемой просто не буду. От 2-х цилиндровых оппозитников отказались в авиации ещё в конце 30-х годов прошлого века. Данную схему продолжают использовать "лихие герои", те которые ещё не в земле. Для мотоцикла это нормальная схема, но мотоцикл "летает" только на кочках и ухабах. Хотите "пощёлкать зубами и позажёвывать анусом сиденье" в случае отказа одного цилиндра, это ваш выбор. Ваш выбор 2-х цилиндрового оппозита понятен, это бюджетно. Но в данном случае, исходя из интересов вашей семьи, а конкретно максимальное повышение ваших шансов остаться в живых, лучше выбрать 4-х цилиндровую редукторную автоконверсию. Более дёшево и более безопасно.

 

[niksann]

При отказе одного цилиндра возрастает крутильная вибрация двигателя. Вообще малоцилиндровые 4-х тактники отличаются крутильными вибрациями, поэтому надо предусматривать соответствующие демпферы в мотораме.
Вот мы это, надеюсь, скоро и увидим, так ли страшен черт, как его малюют.
А автоконверсии у меня уже были (Москвич и Мицубиси), вошкаться и срывать с ними спину больше не хочу, уже не молодой и помощников рядом нет.
Меня интересует аппарат легко разобранный и чтобы все подмышкой можно было унести.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

Меня интересует аппарат легко разобранный и чтобы все подмышкой можно было унести.

У вас параплан или дельтаплан, если под мышкой? Если так, тогда вопросов нет. Хотя в "древнем" номере АОН описывался вариант, по моему, 3-х цилиндрового радиального двигателя для параплана. Двигатель был 4-х тактный. Автор изготовил такой двигатель и испытывал его в Харькове.

 

[niksann]

Вертолет.
Примерно вот так это будет выглядеть, только мой двиг поширше будет.
Как нибудь свою ветку создам по двигателю, потому что там еще и роторник на подходе.

 

[kamuta]

исходя из интересов вашей семьи, а конкретно максимальное повышение ваших шансов остаться в живых, лучше выбрать 4-х цилиндровую

Вот такая, самая простая и надежная бесшатунная схема, будет работать плашмя (горизонтально) в 4х цилиндровом варианте?

P.S. современный ЛА должен уметь садиться без двигателя... таким образом остается опасным только время набора безопасной высоты... Вертолет niksannа сядет на авторотации (если внизу вода, захватит быстронадувной плот)...

P.P.S. Сможете помочь посчитать балансир на коленвал с одной шейкой на которой со сдвигом 5-6мм (друг на друге через тонкий упорный подшипник) будут 2 ползуна с поперечными парами поршней?

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

Вот такая, самая простая и надежная бесшатунная схема, будет работать плашмя (горизонтально) в 4х цилиндровом варианте?

Такую схему делали австралийцы и она у них работала нормально. Кроме того в США выпускалсе двигатель Боурке по этой схеме с двумя и четырьмя цилиндрами. Тут максимальный ход поршня не должен превышать 0,8 диаметра, особенности кинематики кривошипно-кулисного механизма (ККМ).
Крестообразную схему 4-х цилиндрового ККМ делали немцы, двигатель был 2-х тактный.

Сможете помочь посчитать балансир на коленвал с одной шейкой на которой со сдвигом 5-6мм (друг на друге через тонкий упорный подшипник) будут 2 ползуна с поперечными парами поршней?

В данный момент не могу. Сейчас занимаюсь проектированием толи стенда, толи станка с элементами ЧПУ (сам ещё не понял что это) для отбортовки и гибки листовых изделий. Как закончу, можно и посчитать.

 

[свободник]

- Два поддона, уточняю поддон и маслобак со вторым масляным насосом, так понятнее...

Не очень. Что Вы имеете ввиду под словом "поддон"?

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

Для наглядности размещаю прорисовки "крестов".
1. Применён механизм КШМ с параллелограммным механизмом. Механизм предложен Игорем Петровичем. Прорисовал этот вариант. Схема с нижними клапанами для возможности работы на авиационном керосине и низкооктановых бензинах.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

Следующий вариант с кривошипно-кулисным механизмом (ККМ). В данном варианте картер состоит из 2-х половин с вертикальной плоскостью разъёма.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

Теперь импортные ККМ

 

[Kim]

- доктор, я жить буду?
- а смысл?

а в чём смысл параллельных шатунов?
не делать главный шатун?
или чтобы жизнь мёдом не казалась?

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

По схеме креста в США изготавливались стационарные дизель-генераторные установки с вертикальным валом.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

не делать главный шатун?

Да. Все шатуны "центральные", следовательно степень сжатия во всех цилиндрах одинаковая. Прицепные шатуны дают небольшой разброс.

 

[Kim]

городить двойное количество шатунов ради небольшого разброса (который легко компенсируется другими способами),
это слишком большая плата за непонятные преимущества

в ответе #71 схема нагружения работает по линии
все такие схемы неработоспособны
в том числе и поэтому аксиальные конструкции ни к чему не привели

 

[Антон Алексеев]

Поскольку Вы явно любите предсказывать то интересно каким должен быть ЛА который захочет каждый?

Не нужно быть провидцем, чтобы предсказать:
1. Дешёвый - если он недоступен, то нафиг нужен? Не о чём разговаривать.
2. Безопасный - большинство людей по-старинке ценят свою жизнь.
3. Экономный в эксплуатации час полёта стоит 1000евро, а день хранения - 100, то такое мало кто захочет...

 

[RVD]

Не очень. Что Вы имеете ввиду под словом "поддон"?

Русский язык богат на синонимы. Поддон, это и картер, и маслобак и масляная ванна. Выбирайте. Есть нюансы, но в целом это одно и тоже.

 

[свободник]

Русский язык богат на синонимы. Поддон, это и картер, и маслобак и масляная ванна. Выбирайте...

Синоним - слово совпадающее или близкое по значению. Зачем выбирать сининим, когда "поддон" имеет чёткое определение и происхождение - под дном; под днищем; то есть снизу. Касаемо двигателей, естественно объёмный поддон он и есть маслосборник, а в обычной системе смазки ещё и маслобак.
Картер предназначен для опоры рабочих деталей. Он конечно тоже по совместительству может являться маслобаком, только если к нему не прикручивается поддон/маслобак. А так называемая система смазки с "мокрым" картером - одно из неверно устоявшихся понятий. Правильнее называть - с "мокрым" поддоном.
Касаемо Ваших высказываний, что мол и так всё понятно; что вертикальный вал это сильное усложнение двигателя с кучей дополнительных упорных вкладышей; что нужна какая-то нереальная точность обработки с шероховатостью 10 класса, а то не будет работать; что шатун получится "золотым"; что нужны какие-то два поддона, один на торце, другой в стороне; что нужно несколько маслонасосов; что угловой редуктор не есть гуд потому как поворот силового потока и типа лишний вес и т.д.
Ну я погуглил за вертикальные Лайкоминги и Франклины на вертолётах. Узнал много интересного. Боюсь даже озвучивать сколько тысяч вертолётов с "вертикальными" движками было изготовлено, причём сертифицированных для гражданской авиации.
"Вертикальные" двигатели отличались от своих "горизонтальных" собратьев только расположением масляного бака/поддона. Система смазки обычная с единственным шестерёнчатым масляным насосом. По части внутреннего устройства и конфигурации "железа" небыло вообще никаких отличий от обычных горизонтальных вариантов этих же моторов. В обоих вариантах использовались те же самые вкладыши, шатуны, поршни и вообще всё остальное. И заявленный ресурс до первого ремонта - тот же самый.
А вертолётов с обычными "горизонтальными" моторами по количеству ещё больше. И никого не смущает изменение силового потока посредством углового редуктора.

Обдув дополнительным вентилятором именно так как я предполагал.
По этой теме для себя многие вопросов закрыл. Всем спасибо! 🙂

 

[свободник]

Два противоположных цилиндра повернуть на 180° вокруг своей оси и количество распредвалов уменьшится вдвое.
Красным дорисовал клапана.

...в чём смысл параллельных шатунов?

Поршень можно сделать очень низким, не опасаясь перекоса в цилиндре.

 

[RVD]

По этой теме для себя многие вопросов закрыл. Всем спасибо! 🙂

Хотя я один нашел в себе силы отвечать на непонятные по содержанию вопросы, но всё равно всем спасибо. Истинная цель по "ёмкости для масла" - был зачитан "весь список", для разъяснения смысла всеми возрастными группами, чтобы не переспрашивали.
Теперь по существу правок чертежа меньшим числом распредвалов, да, такой путь тоже возможен, зато не было замечено главной ошибки которую допустил Костенко А.Г., ведь эта кинематическая в том виде что есть, нерабочая, и разработчик, и рационализатор "За деревьями леса не увидели". Дело в том что любая "звезда", должна иметь основной/главный шатун, иначе схема статически неустойчива. Когда 20 лет назад я впервые опубликовал эту схему на своем сайте под проект "Ока" (Рис1) с вертикальной компоновкой ДВС (Рис2,3) я несколько "слукавил", не отразил одну кинематическую связь - центральная часть должна быть связана плоскопараллельным планом с другим кинематическим звеном отнесенным в сторону, которое не даст центральной планшайбе рыскать по углу. В обычной звезде эту роль выполняет основной шатун. Для обеспечения плоскопараллельного движения поршней нужна вторая синхронизирующая ось. Надеюсь теперь осознали.
Чем хороша эта схема, она позволяет иметь несимметричные фазы сжатия-расширения, и (или) на ходу менять геометрическую степень сжатия.