Доброго всем времени суток!
Я тут человек новый, но не удержался от участия в столь интересной теме, ибо сам задавался вопросом "народного" мотора.
Постараюсь кратко.. но там как пойдет.
Во первых - огромный респект авторам данного проекта. Как бы там не было, вы делаете колоссальную работу, и двигаетесь к результату. Молодцы!
Во вторых:
Закончили компоновку двигателя. Понятны все основные элементы и агрегаты.
Эксперементальный двигатель будет с одной свечой и электронным зажиганием.
Если будет работать - будем дальше думать.
Пока задача минимум - заставить всё это работать))
Задача вполне реальная. Заработать оно заработает, как нечего делать. В ютубе люди из консервных банок (реально) делают настольные ДВС и те работают. Так что ждем итогов))
В третьих:
Не хочу разводить срач и со своей верой в чужой монастырь лезть, но в моторах мало мальски понимаю и изучив 47 страниц данной темы - мне есть что сказать.
Как правило, разработка мотора (или тюнинг существующего) начинается с цели, а не с подбора доступных запчастей. Есть вероятность, что по итогу готовый мотор будет возможно изготовить, но не будет возможно применять. Из первостепенных проблем, которые вижу я:
Планируемый оппозит на 80 л.с при 2500 об/мин должен выдавать 65 N•m с литра объёма. Предполагаю, что головка Д-144 после удаления дефектов литья и лёгкого портинга на это способна.
Вот тут терзают сомнения. Момент зависит от наполняемости, а та в свою очередь не только от формы и качества каналов, а еще и от пропускной способности клапанов, их расположения в цилиндре, геометрии этого цилиндра, резонансных эффектов на впуске и выпуске, фаз и оборотов. Как мы помним:
Д-144 выдаёт 60 л.с. при 2000 об/мин
И есть немалая вероятность, что с повышением оборотов (почти на 1000, т.к. планируемые обороты "народного" - 2800), данная головка вообще работать перестанет. Попросту сопротивление потоку воздуха будет непомерным, ибо = скорость в кубе.
2) прочность конструкции при полётных перегрузках, и особенно при жёстких посадках.
3) "колхозинг" распредвала 🙂
4) впуск и выхлоп вверх. Интересно глянуть на 3D картинку Вашего будущего оппозита с выпускными трубами. Ну и с впускными, так сказать для полноты картины.
Под этими пунктами подписываюсь полностью. Особенно под последним. Мировое двигателестроение давно ушло от схем с впуском и выпуском на одной стороне. И причин тут более чем достаточно. Но главное это нагрев впускного воздуха, что во первых сильно снижает эффективность двигателя, а во вторых (это важнее) повышает риск детонации. Так называемой pre ignition. Страшная штука.
В нашем случае объем цилиндров получается даже больше чем в Continental. Крупнообъемные моторы очень сильно подвержены детонации. И в данном случае мы становимся еще ближе к ней. Это - проблема.
Так же вопрос компоновки. Как в подкапотном пространстве самолета вписать мотор у которого и впуск и выпуск сверху? Вписать то можно, но будет ли это оптимальным?
Но вернемся к тому с чего начали. К цели проекта. Допустим цель у нас
2800 об/мин, 0.9 среднее эффективное давление, 3,5 литра. 100 лошадок
Для сравнения возьмем О-200, О-300 и ЗМЗ 406 (просто для картинки).
Красным я пометил те моменты, в которых данный проект уже проигрывает почти 100 летнему аналогу.
Но я не уверен что среднее давление 0,9 это реальная цифра. Все же думаю что будет побольше. Однако ситуацию это не спасет.
Во первых, как я уже сказал, размеры цилиндров, и, соответственно поршней. Большие цилиндры это - детон, плохая газодинамика, высокие теплопотери, как следствие нагрев. Большие поршни это - лишний вес. А лишний вес это - плохая приемистость и высокие нагрузки на шатуны и колено. Высокие обороты противопоказаны, ибо поршни могут покинуть чат.
Степень сжатия планируемого мотора мне не известна, но учитывая вышесказанное - больше 7, боюсь, не светит.
Во вторых с данными комплектующими получается, что диаметр больше хода. Это соотношение хорошо для оборотных двигателей, а у нас тихоход с тяжелыми поршнями. Таким образом получается что компоновка не особо подходящая. Да и газодинамику в камере сгорания это не улучшает. В идеале все же надо стремиться к "золотому" отношению - либо диаметр/ход равны, либо диаметр чуть чуть меньше хода. Но это скорее нюанс, чем проблема. Тем более, что в сравнении с О-200 разница не сильно большая.
В третьих впуск и выпуск. Выше я уже указал что находящиеся на одной стороне они как минимум мешают общей компоновке подкапотки, плюс не реализуются должным образом резонансные эффекты. Для таких (средних) оборотов впуск и выпуск должны иметь определенную длину. Считать я ее не считал, не быстрый это процесс. Но в любом случае она (длина) должна быть. Но авиационная специфика (ограничения веса и размеров) не позволит эту длину где то разместить. А короткие раннеры - опять же удел оборотистых моторов. А у нас тихоход.
В четвертых - даже на бумажке явно видна низкая эффективность мотора. Одинаковая мощность с О-200 при большем объеме и оборотах и с меньшим моментом. Но это на бумажке. В реальности же мы получим здоровенный, тяжеленный мотор с крайне малым КПД и соответственно расходом 40л в час. Боюсь это не тот результат, которого хотелось бы достичь.
Резюмирую - не лучший путь для достижения ПОСТАВЛЕННОЙ ЦЕЛИ. Боюсь что в данном варианте даже 100 л.с не увидеть.
НО! Не гоже это, обсирать чужое дело. Критикуешь - предлагай, как говорится))
Схема. Чем обусловлен выбор именно оппозитного мотора? Оппозитники во много геморней всех остальных схем. В автомобильной индустрии от них ушли не просто так ведь. Да, остались редкие экземпляры и те используются только потому что являются продольными с малой длиной и низким центром тяжести. Чем обусловлен их выбор в авиации? На мой взгляд V образный мотор для самолета выгоднее. Размеры так же малы, однако в развале цилиндров отлично компонуется половина навески и в итоге получаем меньший по габаритам мотор, не теряя характеристик. При этом решаем главную проблему - смазку цилиндров. Оппозитники смазываются хуже из за горизонтального расположения цилиндров. Пока проект на стадии разработки, возможно есть резон подумать?
Комплектующие. К сожалению, как показывает практика, уже на данном этапе из реальных заводских запчастей с рынка у нас остаются только колено, шатуны и поршни. Все остальное либо изготавливать с нуля, либо переделывать от слова совсем. Головки - кроме как для тестового запуска не подходят. Цилиндрам придется рубашку переделывать. Распредвал вообще непонятно где и как доставать. Даже поршни по итогу придется как то облегчать, укорачивать и бог знает что еще с ними делать. Так может все таки отвязаться от конкретных запчастей? Либо просчитать реальный вариант изготовления деталей, которые будут правильно и хорошо работать, либо подобрать опять же детали с рынка, но более подходящие. Иными словами - пойти правильным путем. От поставленной задачи к деталям, а не наоборот.
Система управления. На данном этапе ее еще не коснулись толком, но без нее мотор не работает, однако. Если грамотно подойти к этому вопросу - можно попытаться более менее исправить описанные проблемы. Зажигание - ТОЛЬКО электронное. Это позволит максимально избегать детонацию и хоть как то повысить КПД. Как совет - система SECU-3. В гугле можно найти. Система наша, российская. Развивается активно. Умеет неприлично много, если захотеть. Ценник - копейки. В самом простом варианте можно повесить на нее только зажигание, но настроить его тютелька в тютельку. Это даст положительный эффект.
Касаемо системы питания - я бы так же отдал предпочтения электронике. Инжектор ныне не роскошь. Дабы не городить изначально сложную систему, я бы посмотрел в сторону моновпрыска. Дешево, сердито, черт возьми надежно. На той же SECU-3 можно построить превосходную надежную систему. Но преимущества перед карбюратором тут просто космические. Это позволит еще немного улучшить работу данного мотора. Еще и топлива сэкономит.
Касаемо существующего на данный момент проекта - я бы советовал максимально поработать над весом. Поломанные коленвалы в авто это конечно круто, но не стоит путать теплое с мягким. В автомобилях двигатель работает от 1000 до 6000 оборотов, при этом авто может ехать, может стоять, может ползти в гору и т.д. Все это приводит к неравномерным, иногда ударным нагрузкам. И все это до кучи при непонятном охлаждении. В авиации двигатель работает в других режимах. 90% времени это устоявшийся режим - самый щадящий режим для мотора. Тот же маховик авиа двигателю большой не особо нужен. Винт - отличный маховик, по сути. Тяжелые поршни любому двигателю ни к чему.
А первым делом, я бы советовал, наверное, поменять головки. Нет смысла запускать мотор на этих даже ради теста. То что он заработает - сомнений нет, ДВС весьма примитивная штука. Но на этих головах вы дела не добьетесь. Единственная проблема - менять то по сути не на что... А изготовить с нуля пожалуй сложнее чем весь остальной мотор вместе взятый..
Тут я мог бы предложить немного сменить конфиг. Взять поршни от ЗМЗ (92 мм), цилиндры имеющиеся гильзануть в 92 мм и накрыть их головками от 400 кубового мотоцикла (русско-китайского). Да да, я помню, что запчасти должны быть отечественными и помню про качество китая. Но для тестов можно. Головка там воздушного охлаждения и диаметр 91 мм. В принципе такая головка без проблем накроет 92 мм. При этом в ней 4 клапана и впуск/выпуск с разных сторон, что убивает сразу кучу зайцев. Правда она верхневальная.. но над этим можно подумать.