Роторно-лопастной двигатель. Начало.

@ А.Г.К
Я про скан. На картинке есть "0,55" далее непонятно/размыто. Но исходя из параметров 70х72 получается, что "0,55 л" - это объём одной секции. Я не прав?!
 
Bиктор писал(а) Сегодня :: 00:43:54:
К тому, что имеется аналогия в характере снижения инерционных сил - между поршневым и лопастным ДВС:

Вынужден повторяться. Виктор, сравните характер нагружения поршневого ПДП двигателя и РЛД. Разберитесь чем отличается ассиметричный, знакопеременный цикл нагружения у РЛД от пульсирующего цикла ПДП.

Кажется, невпопад повторяетесь,
в посте 3364 и ранее я пишу о симметричном 8-лопастном РЛД.  А Вы все о своем, да своем - не по делу, как бы...

Если-таки не лень писать, то пожалуйста - суть от техники, а не нравоучение "что делать". Окей?

Чем так асимметричен 8-ми лопастной РЛД?
А "знакопеременность нагружения" без привязки к особенностям конкретного синхронизатора = не слишком ли абстрактно?  Можно вразумительнее?

Или у любого поршневика Вами "знакопеременность нагружения" силами инерции не признается?
 
Раз уж отошли от РЛД, 

Тема все та же, но речь о параллелях с ПДП, особенно про СДВИГ фаз сопряженных лопастей...  А в Вашем примере - кажется, нет сдвига фаз движения поршней.

РЛД ростовчанина ГКХ имеет сдвиг - поэтому интересно сравнить...
Скан бы почетче... мелкие надписи нечитабельны.
 
Увы!  🙁 Это максимум, что удалось выжать из страшной фотографии 20-тилетней давности... Зато есть хорошее фото макета внешнего вида. 🙂
Могу добавить только то, что "автомобилисты" раскритиковали сей девайс в части обеспечения заявленных параметров. И я склоняюсь к их правоте.
 
Maкет можно и посмотреть, - поучительно, особенно, если Вы знаете о наличии сдвига фаз скоростей у поршней. Или нет?

Дело в том, что сдвиг фаз скоростей в испытанном ГК его карбюраторном варианте РЛД обеспечил совмещение момента пика нарастания давления с эффективным (не "нулевым") плечом механизма связи лопастей, подталкивающим ВОМ.
Поэтому и патент назван способом работы, - с отличным результатом: 
- эффективный крутящий момент на стенде  зафиксирован очень убедительный [29 кГ на метр при 2000 об/мин].
Я спросил Геннадия Константиновича, как обстояло при этом с выхлопом?
Он ответил, что выхлоп "шелестел" - без избытка давления.

И это БЕЗ глушителя!

На ЮМО конечно выхлоп не мог "шелестеть" - цикл-то там был двухтактный, дизельный. 
Но и там, у 2-х тактника, - сдвиг фаз угла коленвала - отвечает за эффективность крутящего момента.
Не случайно у ЮМО (и ПДП вообще) есть широкое признание.

Мне интересны были бы расчетные материалы, обосновывающие то, что на роторно-лопастном "ПДП" сдвиг фаз движения лопастей - весьма решающий фактор его эффективности...

В этом смысле я отдаю должное приводившейся здесь схеме синхронизатора  RVD, предусмотревшего сдвиг фаз в законе движения лопастей. 
О неуравновешенности в динамике такого РЛД говорить и не стоит, - она незначительна, имхо.
 
ну а мы как всегда ищем "чудеса" в моторостроении.
Леша, Ты определись кто это мы?
И что значит ищет? 🙁
По моему никто ничего "из мы" не ищет. Так как "кто ищет, тот всегда найдет".
Все (в том числе и Ты) лезут в ГТД, так как там ядерный ценник на все и выход на запад.
Вот и все что мы наблюдаем у "Мы"... ;D ;D ;D
 
то внесутрехцилиндровый ДН-200 НПО"Сатурн" со встречными поршнями. Только "ау!.." 
А что его вносить? Опыта в нашей стране по таким моторам завались и больше, чем у кого бы то ни было.
Именно этот опыт и говорит о том, что авиационный двигатель такой схемы требует большой доводки и затрат. При этом он никакими преимуществами не обладает, за исключением обьемной хар-ки... 🙂
 
Андрей и Алексей!

определитесь, пожалуйста, зачем Вы заходите на ветку любителей РЛД?   Выяснять отношения?  Помощи здесь Вы никому  не обещали... 🙂
 
С Андреем в перепалку вступать не буду, да и с Виктором, не хочу. А помогать, в чём? 

Спасибо, Алексей Геннадьевич!

Добро пожаловать на ветку о РЛД тем, кому не лень что сказать о своих представлениях по РЛД, дать совет или помочь осмыслить/рассчитать принципиальные вещи, для желающих построить свой РЛД для своего легкого летательного аппарата!

Речь не может идти о других серийных моторах, разве что для конкретного заимствования конкретного технического решения.

И речь здесь никогда не шла о подготовке к производству.

Ветка, да и РЛД - существовали задолго до пи-ар-ного скандала с Ё-мобилем, поэтому влияние Ё-шумихи на содержание этой ветки было случайным и трудно устранимым.

Поскольку попутно изучается обширный патентный опыт ДВС, заимствования технических решений допустимы только для "себя", а не для коммерческого использования чужих решений, и не на продажу.  Это соотвествует правовым нормам патентоведения.

Публикование здесь своих, не защищенных патентом или заявкой тех.решений, может "опорочить новизну" Вашего решения, поскольку становится известным неопределенному кругу лиц.

Наоборот, в доверительной личной переписке можно делиться решениями, - без риска потерять авторский приоритет новизны (подразумевается порядочность человека, которому Вы доверяете).
Здесь речь идет об определенном круге лиц, добровольно ознакомленных Вами с Вашим тех.решением.  В спорном/скандальном случае Вы знаете, на кого подать в патентный суд, если Вы в состоянии доказать, что он уже извлекаЕТ коммерческую выгоду от продажи именно Ваших тех.решений.

Последнее мыслится только как очень муторная и не обнадеживающая тяжба, так как суд будет требовать доказательств, что выгода НЕ могла быть достигнута от чужих Вам патентов, которые, как правило, очень незначительно отличаются от Вашего.

Братья Райт вели патентные тяжбы всю жизнь - сами превратили ее в мучение.  А ведь люди действительно могут независимо друг от друга приходить к похожим тех.решениям:   "идеи часто витают в воздухе" 🙂

Чем длиннее формула Вашего изобретения, тем меньше шансов на то, что Вы действительно оригинальны и не повторили УЖЕ известного решения, изложенного ДРУГИМИ словами или завуалированно синонимами.   

"Пионерам" технического прогресса, таким как Зингер, изобретшему швейную машинку было проще доказать свой приоритет:   его патентная формула является образцом краткости - "Игла, отличающаяся тем, что ушко расположено на остром конце".  Маленькая суть -> успешная машинка -> успех коммерческий.
 
Выводы для себя:Для легкого ЛА личного пользования не надо, пожалуй, мотора такой размерности РЛД как у Г.К. Холодного - 220мм внутренний диаметр цилиндра, и - мощность 240 л.с. при весе 65кг- при максимальных оборотах около 6000 об/мин и - крутящим моментом 29 кГ на метр при 2000 об/мин (80л.с.)
Виктор, я потом отвечу Вам на Ваше письмо, а сейчас лично для Вас! 🙂
Итак, возьмем скромные 3000 об/мин и примем, что лопасти РЛД идут один за другим по кругу.
Длина окружности РЛД Холодного- 0,22 м х 3,14 = 0,6908м.
Путь лопасти при 3000 об/мин - 0,6908м х 3000 = 2072,4 м.
Итого, окружная скорость лопасти на диаметре 220 мм при 3000 об/мин - 2072,4/60 = 34,54 м/ сек.
Если просчитался, поправляйте. ;D
Скорость поршня в форсированных поршневых ДВС до 13 м/c.
Диаметр шейки КВ дизеля КАМАЗ - 95 мм, при макс. оборотах - 3000 Об/мин.
Понятно почему я называю РЛД "машиной трения"?! 🙂
Вы, конечно скажете, что только в РЛД возможно бесконтактное уплотнение лопастей.
Ноя Вам скажу, что если оно станет возможно в РЛД, то оно станет возможно и в ДВС. При этом скорости скольжения деталей в поршневом ДВС останутся ниже.
Извините, но я высказал свое мнение по РЛД... :'(
 
Мне интересны были бы расчетные материалы, обосновывающие то, что на роторно-лопастном "ПДП" сдвиг фаз движения лопастей - весьма решающий фактор его эффективности...

В этом смысле я отдаю должное приводившейся здесь схеме синхронизатора  RVD, предусмотревшего сдвиг фаз в законе движения лопастей. 
О неуравновешенности в динамике такого РЛД говорить и не стоит, - она незначительна, имхо.
Виктор, мне кажется, что вам следует поточнее представить явление "сдвига фаз" в РЛД. Кинематика обычных поршневиков, встречных поршневиков и РЛД отличается настолько значительно, что термины В(Н)МТ, фазы и сдвиг фаз уже не отражают сути явлений. Поэтому пожалуй важнее просто проанализировать перемещение поршней относительно друг друга при разных вариантах настроек.

Обсуждаемые особенности со сдвигом фаз движения - позволяют снизить жесткость работы и напряженность деталей ... повышая степень сжатия  без риска получить детонацию!!
Эффект сдвига фаз у "встречников" просто немного растягивает или наоборот укорачивает длительность "выстоя в ВМТ".

Можно принять 8-ми лопастной вариант РЛД для проработки,
- поэтому можно снизить внутренний диаметр цилиндра до 130-170мм.
Вообще говоря в ДВС-строительстве определились "каноны" в соотношении диаметра и хода поршня. С этой точки зрения вариант с 8 лопастями предпочтительнее. И действительно, силы инерции в этом варианте пожалуй меньше, хотя нужно просчитывать, амплитуда уменьшается, но масса-то возрастает...

В таком случае можно внешнюю рубашку цилиндра РЛД взять готовую от алюминиевого электродвигателя.
Можно ли эту идею несколько поподробнее описать?

- так и в варианте РЛД... укорочение углового хода лопастей (при сохранении неизменной массы блоков лопастей или небольшом ее росте) - позволяет уменьшать инерционные силы и наращивать оборотистость РЛД (для вариантов с равным плечом сил вращения [то есть равным радиусом].)
Масса лопастей неизбежно увеличится, почти в 2 раза. Амплитуда уменьшится в те же 2 раза. Но идея мне кажется продуктивной, хотя бы по причине облегчения синхронизатора.
 
Обсуждаемые особенности со сдвигом фаз движения - позволяют снизить жесткость работы и напряженность деталей ... повышая степень сжатиябез риска получить детонацию!! Эффект сдвига фаз у "встречников" просто немного растягивает или наоборот укорачивает длительность "выстоя в ВМТ".
А заодно еще появляется "холостой ход" и увеличенная поверхность теплобмена... 🙂
 
Предметный разговор получается содержательным 🙂
Итого, окружная скорость лопасти на диаметре 220 мм при 3000 об/мин - 2072,4/60 = 34,54 м/ сек.
...
Окружная скорость, - да.  НО... это не скорость ТРЕНИЯ скольжения.  Минимальный зазор между лопастями и статором должен гарантировать, что речи о ТРЕНИИ в этом месте НЕ должно быть.
Так что, - эта скорость не имеет отношения к Вашему утверждению о "машине трения". Она может быть и больше, если конструктор это обоснует по другим ограничениям.
ИСПЫТАНИЯ  РЛД Холодного - СОСТОЯВШЕЕСЯ тому свидетельство. Нет речи - "будет" бесконтактное уплотнение, или не "будет".  ОНО  ЕСТь и РАБОТАЕТ в РЛД!  Это технический факт. Доводка РЛД его не ухудшит и не улучшит.
Скорость поршня в форсированных поршневых ДВС до 13 м/c.
  В гоночном короткоходовом моторе средняя скорость поршня доходит и до 25м/сек.  И это при больших силах бокового прижатия поршня - как в настоящей "машине трения".  Поэтому закономерно, что гонщики так часто меняют моторы - износ, по причине "ТРЕНИЯ от силы прижатия в скольжении".  На деле скорость не средняя, а меняющиеся от гораздо бОльших, до Нулевых значений... Как и в РЛД впрочем - лопасти там еще быстрее, ОДНАКО  БЕЗ трения.
Диаметр шейки КВ дизеля КАМАЗ - 95 мм, при макс. оборотах - 3000 Об/мин.
Не лень и тут посчитать среднюю скорость трения скольжения - 0.095·3.14·3000/60>15 м/сек.  Правда, здесь скольжение через слой масла под давлением - терпимое 🙂
Понятно почему я называю РЛД "машиной трения"?!
Из только вышестоящих Ваших посылок НЕ следует, что РЛД - "машина трения"
Вы, конечно скажете, что только в РЛД возможно бесконтактное уплотнение лопастей.
Да оно возможно во многих устройствах - с малым зазором и лабиринтными генераторами вихрей/сопротивлений против утечек.
Но я Вам скажу, что если оно станет возможно в РЛД, то оно станет возможно и в ДВС
Соглашусь, - и для БСМ моторов бесконтактное уплотнение тоже может быть реализовано.  С неизвестным результатом 🙂  Ведь скорости завихрений  будут недостаточны в тихоходном (13~15 м/с) пошне, - для генерации значительного вихревого сопротивления утечкам
При этом скорости скольжения деталей в поршневом ДВС останутся ниже. 

Другое дело... если Вы намекаете, а не утверждаете...
- что элементы синхронизатора в РЛД могут иметь под нагрузкой большие скорости трения скольжения.

Да, могут.  Если конструктор НЕ предусмотрит трение КАЧЕНИЯ вместо трения скольжения.

Заметьте, в недавно рассмотренном выше РЛД с эффектом "сдвига фаз" - отсутствует "долбление поршня" через шатун с нулевым плечом кривошипа в ВМТ в коренную и мотылевую шейки - тупая работа мгновенного трения БЕЗ крутящего момента..

Вот от этих знаний о поршневом ДВС Вам не по себе...
Но это НЕ распространяется на РЛД!!!   Готовы продвинуться в понимании РЛД? 🙂
 
в ... РЛД с эффектом "сдвига фаз" - отсутствует "долбление поршня" через шатун с нулевым плечом кривошипа в ВМТ в коренную и мотылевую шейки - тупая работа мгновенного трения БЕЗ крутящего момента..
Виктор, это довольно хорошо исследованный в ДВС-строении вопрос, по крайней мере я не вижу в нем никаких потенциально полезных находок. В КШМДВС легко организовать рабочий процесс с тем же "сдвигом фаз" немного увеличив запаздывание зажигания или впрыска. Тогда максимум давления газов будет в РХ развиваться не в ВМТ, а чуть позже, когда появится ненулевое плечо. По ряду причин это снижает мощность и эффективность работы ДВС особенно на больших оборотах.
 
...вам следует поточнее представить явление "сдвига фаз" в РЛД. Кинематика обычных поршневиков, встречных поршневиков и РЛД отличается настолько значительно, что термины В(Н)МТ, фазы и сдвиг фаз уже не отражают сути явлений.
Согласен. Если, как в Вашем электро-решении синхронизатора нет образа коленвала, то переопределение этих понятий необходимо.
Я временно расчитывал, что в механических синхронизаторах в том или ином виде часто присутствует "планетарный коленвал" - для которого по стереотипу еще продолжают оставаться применимыми понятия мертвой точки (неважно в "верху" или внизу).

Именно с такой мертвой точкой и связаны потери поршневика и существенный износ (повреждения в виде выступов в цилиндре вблизи ВМТ и эллипсность, как шеек, так и пары пошень-гильза).

Однозначно, в РЛД есть аналогия с ВДП, встречно-поршневыми ДВС, - в отношении двустороннего динамического ограничения рабочего объема.

Есть также аналогия в периодичности движения отдельного поршня/лопасти. 
Сдвиг фаз в периодическом законе движения лопастей/поршней - связан со сдвигом фазы "мертвой точки" одного из двух коленвалов относительно "мертвой точки" другого коленвала.

Вы правы, Геннадий, сдвиг фазы в таком смысле увеличивает длительность выстоя сжатого объема почти неизменным.
Другая сторона медали, - такой объем после выстоя увеличивается быстрее обычного.
Каков итоговый положительный эффект - дело тонкое.

Если вернуться к случаю РЛД Холодного, то он мне рассказал, что резкое нарастание давления в его пульсирующей камере сгорания совпадает по времени с резким началом расширения объема между лопастями.

Так почти изохорное сгорание в КС резко сменяется на почти изобарное расширение, когда передняя лопасть резво уходит вперед, а задняя лопасть, еще осуществляет упор на "мертвую точку" своего коленвала.  В обычном поршневике такой резкости смены скорости увеличения объема достичь невозможно.

Приятное заключается в том, что задняя лопасть (в мертвой точке) не испытывает того "ужасного для поршневиков " пика давления - ей комфортно.

И в это же время передняя лопасть комфортно отдает энергию давления газов на УЖЕ большое [опережающее по фазе] плечо "переднего коленвала" - вращающий момент которого тут же передается валу отбора мощности ВОМ.

"Изюм", как я понял Геннадия Константиновича, заключается в подборе нужных моментов времени :  пик расширения - это большая скорость нарастания давления, должен совпасть с моментом большой скорости нарастания объема между лопастями.

На мой взгляд, вышесказанное обобщает смысл сдвига фаз во вращении двух коленвалов в моторах ВДП и в моторах РЛД.

Разница лишь в том, что коленвалы в синхронизаторе вращаются по орбите на специальном водиле.
В моем случае, такое водило - отдельное для одной стороны РЛД и для одного из блоков лопастей, а другое водило - с другой стороны от цилиндра с лопастями, - для другого блока лопастей.

Вот тут-то резонно БЫЛО БЫ, "напасть" на все синхронизаторы РЛД, - центробежная сила де, действующая на подшипниковый узел коренной шейки орбитального коленвала, ставит вопрос об износе этой шейки...

Для себя лично я выбираю такую схему синхронизатора, которая разгружена от центробежной силы, действующей на орбитальные коленвалы.
В такой схеме - ликвидирована лишняя кинематическая связь коленвала, - подшипник коленвала не удерживается водилом  в радиальном направлении. Он фиксирует орбитальный коленвал/эксцентрик только от тангенциального смещения.
Таким образом, на ВОМ передается только крутящий момент...
 
вариант с 8 лопастями предпочтительнее. И действительно, силы инерции в этом варианте пожалуй меньше, хотя нужно просчитывать, амплитуда уменьшается, но масса-то возрастает...

Обязательно ли возрастание массы, Геннадий?
Угловые размеры лопасти определяются, исходя из количества лопастей и назначаемой степени сжатия. По прочности они проверяются, и с учетом выбора материала лопастей, - угловые размеры могут быть итеративно скорректированы.
Обычное соотношение суммарного объема, занимаемого в круговом цилиндре лопастями, как я заметил, принимается около 2/3.  Обоснованно ли это соображениями только прочности?   Я сомневаюсь, что так много - необходимо...

В подтверждение роли коротко-ходовой амплитуды колебаний в поднятии максимально достижимой частоты вращения, - данные мотобайка Сузуки 1литр, диаметр поршня 73,4мм, ход только - 59мм, достигаемые обороты до 14 000 об/мин.  Ресурс, конечно, у поршневиком с боковым прижатием поршня - не для бедных людей...
 

Вложения

  • Comporate-Byke_73x59mm_1liter_.jpg
    Comporate-Byke_73x59mm_1liter_.jpg
    27,2 КБ · Просмотры: 64
Bиктор писал(а) 19.03.13 :: 01:24:20:
В таком случае можно внешнюю рубашку цилиндра РЛД взять готовую от алюминиевого электродвигателя.
~~~~~~~
Можно ли эту идею несколько поподробнее описать?

Объяснение может быть очень простым: стремлением к удешевлению изготовления (много отказавших электромоторов идут в металлом с хорошим алюминиевым корпусом) РЛД.

Между алюминиевым корпусом и лопастями мыслится тонкостенная гильза из другого материала (например, из жаростойкой стали).
При износе этой гильзы ее возможно заменять, придавая ей "ремонтные" размеры, определяемые степенью износа лопастей. Таким образом, может продляться суммарный ресурс РЛД, - ценой замены одной только детали...

Ну, а "садить" ли эту гильзу в алюминиевый корпус с натягом?  Я бы наоборот сажал ее в статор прослабленно, если газораспределение предусмотреть не через образующие цилиндра, а через торцовые крышки... из плоскошлифованного материала с небольшим коэффициентом теплового расширения.

Прослабленная, подвижно центрированная самими лопастями тонкостенная гильза может и вращаться, если ее где-то коснутся плохо отцентрированные в своих подшипниках лопасти.
Ее проворачивание и центрирование НЕ по СТАТОРУ, а по би-ротору лопастей, - гарантирует возможность дополнительного уменьшения ее внутренних зазоров с лабиринтно [дешево], - уплотняемыми лопастями.

Кроме того, если тонкостенная гильза будет частично увлекаться во вращение лопастями (не с полными оборотами), - то скорость концов лопастей относительно тонкостенной гильзы снижается, что снижает ее тормозящее действие на лопасти при случайных, импульсных прикасаниях.

Развивая в фантазии это тех.решение с гильзой - можно подумать и о том, чтобы между гильзой и алюминиевым статором/корпусом РЛД насыпать в замкнутое пространство порошок графита, или микросферы из дешевых стеклянных шариков [с диаметром около 100микрон].
Теплоотвод через образующие гильзы, слой сухой смазки, и через алюминиевую рубашку корпуса с ребрами - можно отточить при будущей доводке отдельного экземпляра:  много переделок это не должно потребовать - только вариации с гильзой, ее размерами, ее материалом и материалом сухой смазки... 🙂
 
Назад
Вверх