Бесшатунные двигатели

[Bulagen]

Здравствуйте Всем!

Вопрос такой:
А что если крейцкопфы направлять не напрямую картером (жестко), а подрессоривающими пластинами (Честно говоря я это так и воспринял при беглом взгляде на иллюстрации в посте #210 ), тогда жесткость связи крейцкопфа с картером в мертвых точках (там где это действительно важно) будет высокой, а в среднем положении крейцкопфа более податливой и не такой закусывающе-заклинивающей?

 

[Leon CX]

Здравствуйте Всем!

Вопрос такой:
А что если крейцкопфы направлять не напрямую картером (жестко), а подрессоривающими пластинами (Честно говоря я это так и воспринял при беглом взгляде на иллюстрации в посте #210 ), тогда жесткость связи крейцкопфа с картером в мертвых точках (там где это действительно важно) будет высокой, а в среднем положении крейцкопфа более податливой и не такой закусывающе-заклинивающей?

А что если крейцкопфы не направлять ?  :🙂

 

[Bulagen]

А что если крейцкопфы не направлять ?  :🙂

В принципе тоже вариант, но тогда крейцкопф перестает быть крейцкопфом.
Весь "секс" в том, чтобы обеспечить достаточную "балочную" (т.е. на изгиб) жесткость штока вблизи мертвых точек  (+_45[sup]О[/sup] УПКВ - т.е. участок хода примерно H*(1/2-sqrt(2)/4) ниже ВМТ и выше НМТ).
Но в таком случае (как мне кажется) возникает опасность возникновения резонансных колебаний на некоторых оборотах. Поэтому, прежде чем решиться на достточно отчаянный шаг по избавлению от крейцкопфов, надо хорошенько пофазно смоделировать напряжения в механизме с учётом сил давления газов на поршень в цилиндре, описываемых индикаторной диаграммой, а также с учетом сил инерции.

Да кстати, не надо забывать, что эксцентрик работает не только как "стойка", но и как "рычаг"

 

[RVD]

"Bulagen"

Те меры, о которых Вы говорите, ни Вам, ни Нам не помогут, так как расчетная формула Вам покажет, что в зоне крейцкопфа ( в момент воспламенения топливо-воздушной смеси) возникают усилия,  уходящие своими корнями в бесконечность  ;D.

Сия задача решается другими способами (читайте выше).

 

[Bulagen]

Ув. И.П. , Вы писали:

Те меры, о которых Вы говорите, ни Вам, ни Нам не помогут, так как расчетная формула Вам покажет, что в зоне крейцкопфа ( в момент воспламенения топливо-воздушной смеси) возникают усилия,  уходящие своими корнями в бесконечность  ;D.

Сия задача решается другими способами (читайте выше).

На мой взгляд "закусь" крейцкопфа происходит не в мёртвых (ВМТ и НМТ) точках, а как раз вблизи среднего положения, фишка в том, что в этот самый момент другая пара находится как раз вблизи мертвой точки (один из поршней в этой паре это будет вблизи ВМТ, а другой НМТ) что может сбивать с толку при натурных испытаниях.
Закусь же по "моему" мнению происходит из-за малейших неточностей в изготовлении или температурных отклонений геометрии, а именно вероятностно предопределенного, хотя казалось бы и незначительного, но всё же отклонения (а значит и "непересечения") оси поршневой пары от оси коленчатого вала. Именно в этом положении и возникают упомянутые Вами боковые "усилия уходящие в корнями безконечные" действующие на крейцкопф, а стало быть и приводящие к такому же пропорциональному росту сил трения, которые даже в условиях смазки оказываются непреодолимыми.

 

[cloud]

Здравствуйте Всем!

Вопрос такой:
А что если крейцкопфы направлять не напрямую картером (жестко), а подрессоривающими пластинами (Честно говоря я это так и воспринял при беглом взгляде на иллюстрации в посте #210 ), тогда жесткость связи крейцкопфа с картером в мертвых точках (там где это действительно важно) будет высокой, а в среднем положении крейцкопфа более податливой и не такой закусывающе-заклинивающей?

Да, действительно так, направляющие есть плавающими и самоустанавливающимися. Так выполнено в обоих конструкциях.

 

[cloud]

А что если крейцкопфы не направлять ?  :🙂

В принципе тоже вариант, но тогда крейцкопф перестает быть крейцкопфом.
Весь "секс" в том, чтобы обеспечить достаточную "балочную" (т.е. на изгиб) жесткость штока вблизи мертвых точек  (+_45[sup]О[/sup] УПКВ - т.е. участок хода примерно H*(1/2-sqrt(2)/4) ниже ВМТ и выше НМТ).
Но в таком случае (как мне кажется) возникает опасность возникновения резонансных колебаний на некоторых оборотах. Поэтому, прежде чем решиться на достточно отчаянный шаг по избавлению от крейцкопфов, надо хорошенько пофазно смоделировать напряжения в механизме с учётом сил давления газов на поршень в цилиндре, описываемых индикаторной диаграммой, а также с учетом сил инерции.

Да кстати, не надо забывать, что эксцентрик работает не только как "стойка", но и как "рычаг"

У Вас очень правильные нвблюдения в отличие от других более или менее маститых специалистов очень широкого захвата в теории и конструкции двигателей внутреннего сгорания. 😉

 

[Bulagen]

То CLOUD:

Спасибо за комплимент 🙂
В свою очередь разрешите передать приветствие от Тюменского приверженца бесшатунников Зверева Александра Александровича.
У него есть четырех-цилиндровый рабочий макет. Этот макет прокручивался внешним приводом на частоте до 1500 об/мин. Макет этот не работает по причине того, что имел целью проверить компоновочные соображения, а посему не закалены цилиндры, не подобраны материалы, и т.д. Был у него также и моторчик Х4 с цилиндрами от мотопилы урал. Работал (есть видеозапись) но во время горбатых перетрубаций 90-х вредители сдали в металлолом 🙁.
В настоящее время возглавляет Тюменскую городскую общественну организацию
утверждения и сохранения трезвости «Трезвая Тюмень». Посему времени на развитие Баландина практически не имеет, деньгами с нашими администрациями шибко не разживёшься, да и заводы заняты тупым выживанием, им не до творчества, делают то, что продается и налоги по кустам прячут (иначе только закрываться).

Сам я вот тоже шибко к моторам не равнодушен, но всё таки пока больше теоретизирую 🙂

С уважением, Булат.

 

[Bulagen]

Да, кстати.

Я тут ещё немного подумал. И понял, что при УПКВ 45[sup]О[/sup] закусь механизма тоже вполне вероятна при щестком ограничении крейцкопфов из за их взаимного влияния , но от этого можно уйти оставив крейцкопфам жесткую опору только с одной (нагруженной) стороны. Для ограничения перемещения крейцкопфов в неподпертую сторону будет вполне достаточно балочной жесткости штоков (более податливых и потому дающих возможность компенсации паразитных усилий за счет некоторой (упругой) деформации. Я делаю вывод, что Шток нужно сделать как можно более податливым, а крейцкопф установить в направляющих с люфтом достаточным для компенсации неточностей изготовления и температурных деформаций (как оправдание приведу такой факт, что в стандартных моторах температурный зазор в головке поршня составляет ~0.5 мм у двигателя ВАЗ-2108 работает ведь и не ломается). Основное требование - чтоб масла хватало и напряжения в материалах не зашкаливали 🙂

Успехов ВСЕМ!

 

[cloud]

Привет славному городу Тюмень и его жителям! К этому городу я неравнодушен, потому как там проживает мой старший брат Леонид, там же в 1972 году я приобрел книжку Баландина. А.А.Зверева (кажется - второй пилот вертолета Ми-8 - это тогда) помню, если не ошибаюсь, в "Изобретатель и рационализатор" примерно в середине восьмидесятых была помещена небольшая статья и фотография упоминаемого макета.
Ему тоже привет!
У меня есть до сих пор "живой" мотор, на фото в этой теме есть оба.
Имею достаточно практического опыта по бесшатунникам, но выкладывать его здесь очень опасно. ;D Потому как интересная тема, в итоге, может быть превращена в заурядную перепалку.

 

[Leon CX]

А что если крейцкопфы не направлять ?  :🙂

В принципе тоже вариант, но тогда крейцкопф перестает быть крейцкопфом.
Весь "секс" в том, чтобы обеспечить достаточную "балочную" (т.е. на изгиб) жесткость штока вблизи мертвых точек  (+_45[sup]О[/sup] УПКВ - т.е. участок хода примерно H*(1/2-sqrt(2)/4) ниже ВМТ и выше НМТ).
Но в таком случае (как мне кажется) возникает опасность возникновения резонансных колебаний на некоторых оборотах. Поэтому, прежде чем решиться на достточно отчаянный шаг по избавлению от крейцкопфов, надо хорошенько пофазно смоделировать напряжения в механизме с учётом сил давления газов на поршень в цилиндре, описываемых индикаторной диаграммой, а также с учетом сил инерции.

Да кстати, не надо забывать, что эксцентрик работает не только как "стойка", но и как "рычаг"

Господа,

Все Вы абсолютно правы - каждый по своему, и Вы все очень близки к решению проблемы "закусывания"…
…разберемся какова роль крейцкопф и направляющих в общем и каковы задачи должны они решать ?

     1 - передача (или нейтрализация) силового воздействия возникающего по природе механизма Баландина (в ВМТ, НМТ или вблизи - это смотря с какой стороны смотреть, условимся называть его "точка 45");
     2 - обеспечение соосности поршня и оси цилиндра;

Прошу заметить - это две совершенно разные задачи….

…касательно вопроса КАК ?
- Баландин пытался решить две задачи одним универсальным механизмом - плавающим по оси цилиндра крейцкопфом, оставляя свободными вкладиши (у крейцкопва всего одна степень свободы получилась....если быть точным, в последних разработкаж Баландина было две степени свободы крейцкопфа - но не из за понимания проблемы, а из за технологических соображений обеспечения самоустановки ползунов) и в последних мощных двигателях достиг некоего успеха….(но это был тупиковый вариант, повергший многих последователей в разочарование);

- Вуль продвинулся немного дальше, разрешил крейцкопфу некий лювт в оси коленвала (если быть точным - в оси ексцентрика) (появилась вторая степень свободы у крейцкопфа или третья если применен сферический профиль ползуна) - уже некий прорыв, но все еще это косвенно тупиковый путь Баландина, так как это все еще скользящий крейцкопф.

- Володя сделал тоже в принципе что Вуль, но по своему (кстати, Володя, просочилась информация из источника надежного, что таки Ваш первый или второй двигатель (не указали) таки закусывал в районе "точки 45"…что вполне правдоподобно судя по анализу предположений Вуля примененных у Вас) - этот вариант годится для маломощных двигателей где пределы прочности на порядок выше инерционно-газовых сил...


...Тоесть Вы правильно заметили, в идеале "крейцкопф перестает быть крейцкопфом"….а резонанса боятся не надо, его надо считать !

Касательно ексцентриков (да действительно они работают как рычаг) - это то еще место для анализа !

Всем Успехов !
Леонид

PS: в дискуссии рождается истина, и только в дискуссии...

 

[cloud]

Результатом дискуссии будет очередная ругань, по этой причине моего участия в ней не планируется.
Единственное что хочу заметить - мой первый мотор уверенно пускал дым уже в 1992 году, внутренности которого, как отметил Bulagen, хорошо видны в посте №210. Хронологию событий желательно соблюдать, т.е. кто, когда и в какую сторону двигался. А с Вулем я познакомился по телефону в прошлом 2006 году.
Ну, а страшную тайну открыл тебе ТНВД-Шерлок Холмс, наш уважаемый РВД (Игорь Петрович Седунов), которому более подробно чем кому-либо изложил свои наблюдения.
Это - без коментариев 😉

 

[Bulagen]

Точки 45 нет, потому что закусь возможна по всему кругу, для этого люфт и необходим.
Вообще мне кажется, что этот механизм может в приципе работать даже и без коленвала (т.е когда 4-ре двухтактных цилиндра расположены крестом и когда крейцкопфы в жестких направляющих). Если не будет коленвала, то не будет и паразитной связи, но поскольку он всё таки нам нужен, то копать друзья надо от этого 🙂

Всем Успехов!

 

[Leon CX]

Булаген,

Вы правы, необходима степень свободы (в Вашем предложении это люфт )
И механизм может работать без коленвала как в Вашем предложении, но появляется синхронизирующий вал с гестернями….это плохо…

Направляющие должны остатся направляющими (тоесть развязать задачу 2 - соосность оси цилиндра) НО при этом не должны воспринимать нагрузок,
нагрузки же (задача 1) должен воспринимать силовой механизм (как его организовать - Ваша воля и фантазия) лиш подскажу что он должен иметь три степени свободы - иначе Клин Клинович приходит… 😎

Все очень просто….осталось приложить 150-200 Атм и проверить  ;D можно, кстати, и не на двигателе...

 

[Leon CX]

Ну, а страшную тайну открыл тебе ТНВД-Шерлок Холмс, наш уважаемый РВД (Игорь Петрович Седунов), которому более подробно чем кому-либо изложил свои наблюдения.
Это - без коментариев 😉

Не бросайте тень на человека - это не он, но это совершенно не имеет значения…

 

[RVD]

Ув. И.П. , Вы писали:

.......................

На мой взгляд "закусь" крейцкопфа происходит не в мёртвых (ВМТ и НМТ) точках, а как раз вблизи среднего положения, фишка в том, что в этот самый момент другая пара находится как раз вблизи мертвой точки (один из поршней в этой паре это будет вблизи ВМТ, а другой НМТ) что может сбивать с толку при натурных испытаниях.
Закусь же по "моему" мнению происходит из-за малейших неточностей в изготовлении или температурных отклонений геометрии, а именно вероятностно предопределенного, хотя казалось бы и незначительного, но всё же отклонения (а значит и "непересечения") оси поршневой пары от оси коленчатого вала. Именно в этом положении и возникают упомянутые Вами боковые "усилия уходящие в корнями безконечные" действующие на крейцкопф, а стало быть и приводящие к такому же пропорциональному росту сил трения, которые даже в условиях смазки оказываются непреодолимыми.

Об этом и речь, закусь наблюдается в моменты вспышек пересекаемых цилиндров, когда те и находятся в ВМТ, странно, что Вы сразу этого не поняли.

Следующий момент, в бесшатунных двигателях "первого поколения" подклинивание неизбежно (остальное см. выше).

 

[RVD]

"TNVD"

Не надо меня выгораживать, ну хочет человек так думать - ну и пусть думает.

 

[Bulagen]

Игорь Петрович!

Вы писали:

Об этом и речь, закусь наблюдается в моменты вспышек пересекаемых цилиндров, когда те и находятся в ВМТ, странно, что Вы сразу этого не поняли.

Следующий момент, в бесшатунных двигателях "первого поколения" подклинивание неизбежно (остальное см. выше).

Мне не очень понятен термин "момент вспышки пересекаемых цилиндров" т.е. получается, что вспышка происходит в нескольких цилиндрах.
Также немного некорректно получается когда Вы пишете что цилилиндры находятся в ВМТ. Мне допустим понятно, что это поршни, а кто-то может не понять.

 

[RVD]

Все, кто здесь находятся, уже давно все поняли.

Еще раз подробно. В ВМТ шток поршня под прямым углом опирается на крейцкопфную направляющую. Вот она и прогибается. Если Вы откроете книгу Баландина, то найдете, что в этот момент времени сила, которая действует на крейцкопф стремится к бесконечности. Описание этого момента Вы найдете в разделе, где Баландин описывает избыточные кинематические связи. Так вот, в существующих конструкциях от указанного "дефекта" не уйти, кто бы не утверждал обратное. И здесь не помогут Ваши предложения о податливости штока, пластин  и прочего... .

 

[Bulagen]

1.Я Баландина не читал (ну нету её у меня)
2. Вы писали "сила, которая действует на крейцкопф стремится к бесконечности"
- Вопрос: "Сила, которая действует на крейцкопф со стороны чего ( т.е. какой детали)?"