Роторно-лопастной двигатель. Начало.

[Bиктор]

Схема механизма связи у него по принципу реализации на 99% идентична схеме моего земляка (ныне покойного) Б.М.Манжелевского. 

Спасибо, Александр!
Теперь форумчане знают, какой был механизм связи/синхронизатор у Вашего земляка! 🙂
Такого решения, кажется, не хватало Вигриянову, чтобы не было стука зубьев шестерен в "мертвых точках":  противоположные силы лопастей вычитаются/замкнуты на двух параллельных ЦЕЛьных коленвалах.

В решении Манжелевских и испанца зубчатое зацепление передает УЖЕ ТОЛько разность сил вращения, - намного меньше контактная нагрузка на зубья.
Такое же решение здесь предлагали уже и Hab и Ingener.

Александр, а торовая полость и форма лопастей у Манжелевских была круглой?
Решение испанца, мне кажется, позволяет делать торовую полость неразборной, с проточкой изнутри. Для самодельщиков, наверное проще.

 

[Alex_520]

У механизма Манжелевского (в отличие от испанского) силовые потоки от дисков с поршнями-"сосисками" на них замыкались на выходном валу, через ДВА симметричных узла в "дырке" тора-"бублика" - по одному с каждой из сторон.

Испанец же "наростил мяса" и свёл эти потоки в один (в центре массивного центра у тора). А сам его механизм связи по принципу действия идентичен.

Только у Манжелевского это было более продумано с точки зрения технологии изготовления. Покойный Борис Михайлович был таки технологом моторостроительного авиационного завода...   

Александр, а торовая полость и форма лопастей у Манжелевских была круглой?
Решение испанца, мне кажется, позволяет делать торовую полость неразборной, с проточкой изнутри. Для самодельщиков, наверное проще.

"

Мы лёгких путей не ищем [smiley=2vrolijk_08.gif](С)...

"

Тор цилиндров имел классическую форму "бублика", а поршни - форму "сосисок-сарделек", насаженных на штоки двух дисков с лабиринтным уплотнением между ними.

Механизм связи изготавливался из двух одинаковых механизмов, работающих в противофазе, и насаживаемых на выходной вал в центре тора с разных сторон картера (как вкладыши под крышками). Из картера ничего не торчало (кроме карбюратора и трубопроводов подачи ТВС и выхлопных труб).

Для самодельщика испанский вариант может быть и попроще, а Манжелевский Б.М. изначально рассчитывал на заводское производство и имеющиеся у него технологии...

 

[Bиктор]

8 умножить на 300 = 2400 маловато будет даже для поршневого, а для РЛД ...

Андрей, "шутка юмора не катит" - рассмотренный конкретный РЛД в размерах эквивалентен по плечу действия сил 120мм, поршневому двигателю с ходом поршня 240 мм, и 14,5 литров общего рабочего объема (примерно двухцилидровому)

И-де Вы видели поршневик с диаметром цилиндра 240мм и ходом поршня 240мм,  который бы развивал эти 2400об/мин ?!   
Такой размерности двигатели скорее всего есть на судах, но и там не найдете ни одного 14 литрового мотора с такими оборотами...
Давайте забудем это невероятное 🙂

 

[Bиктор]

А никуда - "равносильные" 32-х цилиндровые?Кому нужна такая сложность?
           

Как кому, кораблям например, есть корабельный дизель с 42 цилиндрами...и ничего делают и ставят.  🙂

Резон увеличивать число цилиндров - недопустимость инерционных нагрузок.
Одноцилиндровый, типа мотоциклетного на большое судно с потребным рабочим объемом не реален, - отсюда эта усложняющая всю СУ "хитрость" с 42 относительно маленькими цилиндрами.

Как раз такой сложный многоцилиндровик и надо сравнивать с поистине простым РЛД!
Правда, по тепловой напряженности РЛД... его лучше опустить в воду под днище судна, чтоб охлаждался проточной водой 🙂  Там ему и место, пусть крутит винт без дейдвудной трубы...   
Такой простой РЛД можно менять на другой, вместо ремонтировать в тесном машинном отделении

 

[Bиктор]

Достаточно поставить штатную коробку передач с главной передачей... Смех
Если ставить РЛД на автомобиль, то там придется делать другую КП с повышающими передачами.....

Андрей, если без сглаживающего импульсы маховика  передавать момент на всякие зубья, то все равно надо другой механизм сглаживания импульсов между ними, например, сцепление с пружинками - на самолетах любителей редуктор без "сцепления" или без маховика - ломает эти самые зубчатые редукторы.  Печальный многократный опыт - не все так просто 🙂

А наши РЛД будут стоять на наших самолетах - БЕЗ тяжелых маховиков, ввиду малого их коэффициента неравномерности вращения выходного вала.
Зачем РЛД тупо  ТУЛИть на авто?  Е-мобиль и то - через генератор будет отдавать мощность.

 

[Андрей Миллер]

И-де Вы видели поршневик с диаметром цилиндра 240мм и ходом поршня 240мм,который бы развивал эти 2400об/мин ?! 

Алексей Вуль сейчас делает в Москве дизель размерностью 260мм на 260мм. В КШМ - варианте, у него 1000 - 1050 об/мин. Но это локомотивный дизель! Сделать 2400об/мин ?!
Да легко! В бензиновой версии можно сделать и больше!
Дизель с БСМ такой размерности будет иметь как раз примерно  2400об/мин.
Дизеля РЛД не будет никогда... 🙂

Е-мобиль и то - через генератор будет отдавать мощность.

Увы, не будет. Уже предложили всем об этом моторе забыть...
Нет даже видео о реальной работе мотора на стенде, одни анимашки... :-/
А ведь обещали довести его к лету уходяшего года!
Причем все обо всем молчат. И это при том, что проект был пропиарен даже с участием Путина!
Вам что то еще непонятно? 🙁

 

[Bиктор]

У механизма Манжелевского (в отличие от испанского) силовые потоки от дисков с поршнями-"сосисками" на них замыкались на выходном валу, через ДВА симметричных узла в "дырке" тора-"бублика" - по одному с каждой из сторон. 

Александр, я попытался с Вашего словесного описания "на скорую руку" схематично изобразить правую половинку механизма связи, надеваемую на вал.
Она размерами меньше "дырки бублика".
Похоже или нет?
Еще вопрос: сколько всего в торе было поршней-"сосисок"?
Каков, на глазок хотя бы, внешний диаметр тора?
В каком месте "свернуло" вал? Где было его слабое место?

Детальные расчеты по прочности делать трудоемко. Было бы здорово, перенять с работавшей конструкции основные размеры и пропорции без расчетов...

 

[Bиктор]

Сегодня довелось поговорить по скайпу с Михаилом Павловичем с Украины, уже участвовавшим на этой ветке.
Он любезно предоставил для форумчан свои фото некоторых роторно-лопастных деталей многолетней давности.  ВМ акцентировал внимание на РЛ-Компрессоре.

Примечательно, что пластинчатые уплотнения (на левом бироторе не показаны) - апексы он изготовлял из графитовых-щеток от трамваев (на конечных остановках трамвайных линий валялись частично изношенные контактные электро-щетки достаточных размеров).

Механизмы связи у него тоже были с ДВУХ сторон статора.

Расчеты для РЛД, эквивалентного москвичевскому 412, в частности, выдали внутренний диаметр статора около 210мм для мощности 75лс при 2100об/мин

 

[Bиктор]

Алексей Вуль сейчас делает в Москве дизель размерностью 260мм на 260мм. В КШМ - варианте, у него 1000 - 1050 об/мин. Но это локомотивный дизель! Сделать 2400об/мин ?!
Да легко! В бензиновой версии можно сделать и больше!

Андрей, будьте пожалуйста настолько любезны, - изложите ДОКАЗАТельно 🙂
1. Где ссылка на эти дизели Вуля?
2. Зная, что инертные силы возрастают пропорционально квадрату скорости, легко прикинуть, что при повышении оборотов с 1000 до 2400, инертные силы, ограничивающие собственно обороты (т.к. противостоят силам газов) возрастут в 2,4х2,4=5,8 раз.
Чтобы эти обороты при размерности 260мм х 260мм стали достижимы на бензиновом ДВС, его шатунно-поршневая ДОЛЖНА стать в 5,8 раз легче, чем у дизеля Вуля. Так или не так?  Если иначе, - озвучьте аргументы и логику, пожалуйста!

3.

Дизеля РЛД не будет никогда...

То же самое: пожалуйста, Аргументы и Логику - в студию!

 

[Bиктор]

Нужен совет форумчан.
Есть простой и дешевый способ делать адаптивные к посадочным местам валы ... навитые из ленты:
http://www.findpatent.ru/patent/243/2435090.html
http://elib.altstu.ru/elib/books/Files/pa2009_3_1/pdf/149ermakov.pdf
В последней ссылке показан и корпус редуктора, навитый тоже из фольговой стали, толщиной 0,4мм.

Это начинает "привораживать" 🙂
Теперь мне хочется, не только адаптивных валов в моем РЛД, но и... адаптивного статора 🙂
То есть речь о несколько гибком статоре, - таком, что он при работе допускает превращение круглой формы в эллитически-овальную...
Зачем?
Чтобы вообще не заморочиваться уплотнениями секций между лопастями!
Статор ДОЛЖЕН БЫ САМ прижиматься к лопастям, - только там, где надо!
Особенно, - при максимальном сближении лопастей, - при сжатии и рабочем ходе.
Рисунки прилагаются...

Второй рисунок показывает малиновым цветом  грубо линию, как могла бы деформироваться оболочка статора, "напяленная" на мои четыре лопасти, когда они стоят на равном расстоянии друг от друга.
Для этого статор должен быть спроектирован и намотан с несколько меньшим исходным диаметром. 

Он должне быть уменьшен лишь на столько, чтобы при сближенных лопастях, выпячивание оболочки могло быть скомпенсировано уменьшенной дугой оболочки в той зоне, где лопасти максимально удалены друг от друга.
Этого же периметра оболочка показана для неискаженной формы круга СИНИМ цветом. Длина окружности подобрана меньше, чем траектория концов лопастей (oна показана черной окружностью).

Идея заключается в том, что деформированная лопастями АДАПТИВНАЯ оболочка между раздвинутыми лопастями почти ВЫПРЯМЛЯЕТСЯ, а между сжатыми лопастями, - обычно изгибается.

Чтобы такая оболочка, имела минимальное внутреннее трение при разгибах/перегибах, она должна быть намотана двумя слоями тонких лент: 
одна, например, стальная фольга, а под ней - углепластиковая тонкая ткань (у нее малый коэффициент трения, высокая жаростойкость и теплопроводность выше, чем у стали). Между лентами - порошок графита, талька или детской присыпки для лучшего сдвига слоев 🙂

Прошу учесть, что на рисунках степень изгиба НАРОЧИТО завышена, - чтобы явственнее предьявить мысль о самоадаптации статорной оболочки (с целью уплотнений зазоров между секциями).
На самом деле там речь идет о микронах и десятках микрон, видимо.
Сама идея ВОЛНОВЫХ оболочек давно применяется в волновых РЕДУКТОРах... 🙂

 

[Alex_520]

Александр, я попытался с Вашего словесного описания "на скорую руку" схематично изобразить правую половинку механизма связи, надеваемую на вал.
Она размерами меньше "дырки бублика".
Похоже или нет?
Еще вопрос: сколько всего в торе было поршней-"сосисок"?
Каков, на глазок хотя бы, внешний диаметр тора?
В каком месте "свернуло" вал? Где было его слабое место?

Детальные расчеты по прочности делать трудоемко. Было бы здорово, перенять с работавшей конструкции основные размеры и пропорции без расчетов...

На Вашей картинке ползуны "вывернуты" наружу. А шестерни саттелитов крепятся "в мясо" диска на валу.

У Манжелевского всё это было наоборот - ползуны (их каналы) были в дисках, на которые крепились поршни-сосиски. Причём оба диска соприкасались через лабиринтное уплотнение. А шестерни сателлитные (выполненные заодно с экцентриковыми кривошипами) крепились к дискам, которые на шлицах сидели на валу. И поршней было по по три штуки на каждом диске. Солнечные шестерни были снаружи, под крышками с торцов тора.

Ходы ползунов были заметно покороче чем у испанца - там за один оборот вала двигателя происходило 12 рабочих циклов и было три пары свеч зажигания по диаметру тора. За счёт чего и были такие высокие крутящие моменты и малые рабочие обороты вала.

По поводу размеров - движок нв 68 л.с. имел габариты мужской шляпы с полями.

 

[Андрей Миллер]

инертные силы возрастают пропорционально квадрату скорости,

Инертные силы зависят еще и от веса деталей! Для локомотивного дизеля это один вес, для авиационного бензинового ДВС - это другой. А еще есть такая вещь, как уравновешенность. В КШМоторе ограничению оборотности препятствует гармоники колебаний и резонансные явления, которые еще и связаны с крутильными колебаниями КВала.
В БСМоторе ничего этого почти нет, уравновешенность полная (если БСМотор сделан правильно!) поэтому нет ограничений...

Где ссылка на эти дизели Вуля?

Дизелей Вуля на 260 мм еще нет, он только недавно появился в Москве, об этом рассказал Владимир Иллаприонович на бесшатунниках. На прежние дизеля Вуля все можно найти в Инете.

То же самое: пожалуйста, Аргументы и Логику - в студию!
           

Наберите "двигатель Курочкина". Там есть признание самого Курочкина, что этот двигатель производить энергию неспособен... 🙁
При этом он крутился на ХХ лучше, чем двигатель на ссылке, которую Вы выложили...
То же самое было с двигателем Сейрича. Там выходили на 50 - 60% мощности. "Мотор с рабочим объемом 3,5 литра выводился на нагрузку более 16,1 кгм при 1600 - 2000 об/мин". И. Зиновьев. Это момент примерно двигателя 412 Москвича, но у него рабочий объем - 1,5 литра!
Ну и бензин с маслом мало кому понравится в наше время! 🙁

 

[Varan]

Нужен совет форумчан.

вы про давление между лопастями не забыли, если оболочка самоадаптивная ее давлением выгнет наружу и герметичность между лопастями нарушится, если снаружи оболочки сделать ролик механически деформирующий оболочку и возможно регулируемый  или подпружиненный то при нахождении роликов против каждой лопасти возможно создать уплотнение

 

[Андрей Миллер]

Нужен совет форумчан.

вы про давление между лопастями не забыли, если оболочка самоадаптивная ее давлением выгнет наружу и герметичность между лопастями нарушится, если снаружи оболочки сделать ролик механически деформирующий оболочку и возможно регулируемый  или подпружиненный то при нахождении роликов против каждой лопасти возможно создать уплотнение

И тогда появятся  потери на гистерезис - ничего бесплатного в этом мире не бывает. Куда эти потери отнесем? 🙁

 

[Андрей Миллер]

Для самодельщика испанский вариант может быть и попроще, а Манжелевский Б.М. изначально рассчитывал на заводское производство и имеющиеся у него технологии... 

Тор цилиндров имел классическую форму "бублика", а поршни - форму "сосисок-сарделек", насаженных на штоки двух дисков с лабиринтным уплотнением между ними. 

Вот и непонятно, какие технологии обеспечивают получение внутренней поверхности тора нужного качества?
Как решены поверхности сопряжения поршневых колец с поверностью тора - цилиндра? Ведь эти поверхности по окружности кольца разные! Значит кольцо не должно иметь подвижности в канавке поршня по оси тора, что уже плохо, как показывает опыт двухтактных двигателей и тд... 🙁
Вопросов много еще до механизма синхронизации!

 

[Bиктор]

Инертные силы зависят еще и от веса деталей!

Конечно! Но только в первой степени, а не во второй. Это значит, небольшое увеличение скорости (в 2,4 раза) требует компенсации возникающих инертных сил через уменьшение массы, - НО УЖЕ в 5,8 раз! 

А теперь покажите пальцем хоть на один поршень диаметром 260, который почти в 6 раз легче равно-размерного дизельного, однако функционирует!

А вот про болезни длинных коленвалов (крутильные колебания и их гармоники) многоцилиндровых Поршневиков - вспоминать ни к чему, говоря о РЛД.  🙂
Там эксцентриковые валы, если есть, - то короткие и жесткие, - способные не деформироваться даже при консольном нагружении.

 

[Bиктор]

вы про давление между лопастями не забыли, если оболочка самоадаптивная ее давлением выгнет наружу и герметичность между лопастями нарушится

Да нет, вроде бы не забыл.
Оболочка гибкая, НО НЕ РАСТЯЖИМАя. 
Чтобы между сближенными лопастями оболочку ЕЩЕ отдавить от лопастей, другие части оболочки (слева и справа от сближенных лопастей) ДОЛЖНЫ БЫ вытянуться.  Но им уже некуда вытягиваться, - они уже "отдали слабину" сближенным лопастям...
Не убедил?

И про гистерезис, - Андрей, это что было?  Гистерезис чего?  И куда он будет "давить"? Представьте, что "слабина" выбираемая от соседних участков, соразмерима с исходным расчетным зазором в 20 микрон на сторону.  Да еще:  таких сторон то 2, то 4.   
"Гнутье" адаптивной податливой оболочки исчезающе мало!  Только чтоб выбрать зазор в зоне сжатия/рабочего хода до разумного МИНИМУМА.
Однако, статического нажима на лопасти, тормозящего скольжение, - нельзя допускать, подобрав расчетом и практикой намоточный диаметр оболочки...

Другое дело, - динамическая волна деформаций, - хотя бы и радиально-мелких.
Гнать оболочечную волну будет скользящий КОНТАКТ лопасти с оболочкой.
Выходит, хоть и мизерное перемещение у оболочки, но лопасти придется с небольшой силой преодолевать ее местную инерцию кривизны?

 

[Bиктор]

Ведь эти поверхности по окружности кольца разные! Значит кольцо не должно иметь подвижности в канавке поршня по оси тора

Андрей, поясните Вашу озабоченность.
Откуда следует, что кольца должны быть ограничены и не "играть" в канавке?
Они движутся всегда только "вперед", и ни разу назад (вперед с циклически изменяемой скоростью).
Где проблема?  То, что у них скорость скольжения/износа разная по разным сторонам?

А по поводу тора - половинки должны быть просто с обычным допуском/отклонением от круглости/половинности.  Наверное фреза и шлиф-круг должны быть одни и те же по размеру для всей серии... ?

 

[Андрей Миллер]

Где проблема?То, что у них скорость скольжения/износа разная по разным сторонам?

Проблема, Виктор в том, что прилегание поршневого кольца к стенке в цилиндре - вещь понятная. В торе - нет... ;D
Может Вы мне обьясните...

 

[Varan]

нерастяжимые оболочки бывают конечно, но только в теоретической механике, в реальности таких нет,
потом вам нужно доказать что длина периметра при любых взаимных положениях лопастей не меняется, я сильно в этом сомневаюсь но самому считать лень
во всяком случае когда лопасти равноудалены периметр наружной оболочки кажись больше чем когда соединены попарно, а это значит что оболочка будет то натягиваться то провисать с образование щелей