Роторно-лопастной двигатель. Начало.

[Bиктор]

Масса лопастей неизбежно увеличится, почти в 2 раза. Амплитуда уменьшится в те же 2 раза

Возможно, но не обязательно.
Я еще не вник в скорость уменьшения инерционных сил по мере уменьшения амплитуды колебаний.
Но неизменная суммарная масса всех 8-ми лопастей [как при 4-х лопастях] - мыслима.

Кроме того, если суммарную массу-таки  немного увеличить, то инерционные силы возрастут сравнительно мало и линейно.

И кроме того, уменьшение инерционной нагрузки на лопасть - позволяет делать лопасть менее прочной и из более легкого материала.

Например, из алюминия с микро-оксидированием его рабочих поверхностей (с эффектом увеличения твердости, прочности на изгиб, и уменьшения теплопроводности тонкой модифицированной пленки на его поверхности).

Интуитивно представляется, что инерционные силы уменьшаются нелинейно быстро, - при линейном уменьшении аргумента "короткоходовой" амплитуды колебаний более "стройных" лопастей.

 

[Bиктор]

Еще немного в защиту решения с тонкостенной гильзой и ее плавающей посадки в алюминивом корпусе.

Будучи тонкостенной, гильза имеет право иногда прогнуться и изменить круговую форму по обстоятельствам ее динамики.

Так в зоне вспышки смеси, давление изнутри на гильзу может заставить ее немного выпятиться в наружнюю сторону - к статору. От этого статора гильза получает на доли мгновения подпорную поверхность жестко-ребристого корпуса.  Правда, в скольжении. Но и правда, что в коротко-импульсном касании...  через [сухую или мокрую] смазку!

Малая мощность потерь трения сильно обусловлена малой краткостью приложения тормозящих сил [вспомните систему АБС, импульсного торможения колес автомобиля].

Кроме того...
Различие в тепловом расширении алюминиевых лопастей и стальной (к примеру) гильзы - приводит к уменьшению зазора бесконтактного проскальзывания лопастей мимо гильзы.
Это было бы чревато "клином", задиром и т.п., если бы...
гильза не центрировалась самими лопастями.

Упругая тонкостенная гильза начинает вращаться вместе с лопастями, если лопасти будут ее касаться часто.
Само по себе такое касание - НЕ ТРАГЕДИЯ, и не предпосылка для "заклинивания", ибо заклинивание предполагает жесткий контакт с полностью неподвижным цилиндром, а здесь гильза подвижна и в виду тонкостенности - упруго эластична по форме!

Более того, упругая эластичность тонкостенной гильзы, - допускает "обтягивание" концов лопастей наподобие эластичного "чулка", легко принимающего форму от "задающей" конфигурации более жестких элементой - лопастей.

Помню напоминание Вячеслава о том, что нет абсолютно жестких материалов.
Значит и жесткость лопастей - только относительная величина по сравнению с нежесткой гильзой.

То есть, - лопасти, особенно на концах, будут слегка загибаться, как от центробежных силе, так и от газовых, а также от инерционных сил.
Это было бы ужасно, если б не было очевидно, что ... тонкостенная гильза, импульсно прикасаясь к изредка и слегка изогнутым лопастям, - дает таким лопастям ПОДВИЖНУЮ дополнительную опору на доли секунды.

Подвижный и импульсно-кратковременный внутренний механический контакт консольных концов деформированных вращающихся лопастей с умеренно вращающейся тонкостенной гильзой - недостаток, который не фатален и не трагичен. ИМХО...
Более того, проворачивающаяся в работе тонкостенная гильза может быть не единичной [а например, две-три концентрических]. 
Особенно важен фактор усреднения температуры  по окружности тонкостенной гильзы - ведь ее контакт с горячими газами не может происходить только в одном и том же неизменном секторе ее окружности.
Ее температура должна усредняться динамически и является величиной намного меньшей, чем у пульсирующей камеры сгорания (расположенной на торцовой, например, ситалловой крышке) РЛД.

Речь о клинах и задирах в РЛД с лабиринтными уплотнениями ... была преждевременной и не обоснованной!
Уменьшение же "горячего зазора" лабиринтно уплотняемых лопастей, вращающихся в согласном направлении вместе с с умереннно горячей тонкостенной гильзой [не вбирающей в себя много тепла, поскольку УЖЕ горячая] - это "МЕЧТА ПОЭТА" 🙂

 

[Bиктор]

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. 

Конечно, расчет на запаздывание зажигания и пика температуры/давления на 12°~15° после минимального объема в КС при ВМТ - несколько ретуширует позорность высоких механических потерь и малой эффективности крутящего момента "простого как палка поршневика", - распространенного тех.решения.

Но система динамического формирования рабочего объема ДВУМЯ ограничителями и влияние на объем управляющего сдвига фаз у ДВУХ ограничителей/формирователей объема (поршней/лопастей) - позволяет на практике упростить согласование моментов времени так, что опережение и ускорение передней лопасти лучше соответствует крутизне нарастания пика давления.

Заметьте, почему бы это в РЛД Холодного, реализующего такой принцип, выхлоп БЕЗ глушителя был "шелестящим"?

На мой такой вопрос ГК Холодному он ответил тем, что количество сжигаемого топлива им резко уменьшено именно потому, что КРУТИЗНА роста давления соответствовала КРУТИЗНЕ расширения газов!
Человек умеет мыслить динамически! Хорошее преобразование давления в механическую энергию подтвеждается еще одним экспериментальным фактом в его моторе:  наибольшая температура в деталях (кроме пульсирующей КС) - была 300°.

В результате такого, отнюдь не обычного, согласования момента зажигания в его ПУЛьсирующей КС, растянувшейся на 30° оборота вала РЛД - достигнуты и хорошая устойчивая инициация горения каждой бедной карбюраторной порции и эффективное превращение силы газов в крутящий момент ВОМ... при снижении расхода топлива! Сгорание - длительное, а отбор мощности - кратковременный при быстро повторяющихся рабочих тактах..
Ясно, что такая удачная комбинация столь многих факторов у обычного поршневика, в отличие от РЛД,  очень затруднена.

Представленный товарищем изобретателя [отцом Федором] последний мотор РЛД Холодного - уже второй.
Первый его экземпляр был построен несколько иначе, где-то в 1973 году.
Тот был установлен на его мини-автомобиль и прошел эксплуатацию длительностью в 100 тысяч километров. Он был "первым блином" у Г.К. Холодного, НО... удовлетворительным.
Поломка шпонки во втором, представленном здесь экземпляре, - не имеет ничего общего с тепловым "клином" или задиром, упоительно воображаемым некоторыми оппонентами.

 

[МаГент]

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.

Такой режим нетрудно реализовать во "встречнике", если сдвинуть фазы коленвалов на 90 градусов и удлинить шатуны (или сблизить коленвалы).
Относительно веса поршней естественно я исходил из того, что нормальный конструктор максимально облегчает вес подвижных деталей. При равных диаметрах и степенях сжатия потребная прочность (и соответственно вес поршней) будут одинаковы. Значит 8 поршней будут весить в 2 раза больше 4. +/- конечно. Ну и не забывайте о уменьшении размеров синхронизатора, это существенный плюс.

 

[Bиктор]

Такой режим нетрудно реализовать во "встречнике"

Я тоже имел в виду, что это возможно, говоря о параллели "встречника" ВДП и РЛД.
Поэтому и обратил внимание форумчан на имеющиеся примеры "сдвига фаз" в общем виде - приведенные картинки могут стимулировать воображение "встречников" 🙂
Среднее положение сжимаемой в их случае камеры между поршнями должно немного дрейфовать в зависимости от угла поворота ВОМ, - то влево, то вправо (от одного коленвала к другому и назад).
А уполовиненный ход единичного поршня (меньший диаметр коленвала) облегчит поднятие предельных оборотов и, что ВАЖНО - крутизну нарастания объема при ходе расширения... как это получило место в РЛД Холодного. 
Таким образом, и во "встречнике"  еще таятся существенные резервы по эффективному крутящему моменту при снижении расхода топлива...

Свидетельство тому, поршневой моторчик Г.К. Холодного, тоже показанный здесь "Отцом Федором", где подробности "встречности" ограничивающих КС элементов еще НЕ раскрываются (находятся в стадии патентования). Этот моторчик ТОЖЕ показал на испытаниях существенно лучшую динамику крутящего момента, одновременно при меньшем расходе топлива...

 

[hab]

самым главным преимуществом рлд мне кажется его возможность ловить момент от воспламенения не нулевым плечом коленвала, а полным рабочим плечом лопасти. увидев здесь встречно поршневые я вспомнил схемку варившуюся в голове лет 20 назад. правда тогда я думал про то, что не эффективно раньше времени сбрасывать газы еще имеющие рабочий потенциал. мне представлялось прогонять процесс м/у встречных поршней валы которых вращаются не одинаково. за  оборот одного вала второй успевает сделать два. валы синхронизированы и  и к моменту воспламенения один вал поворачивается максимальным плечом. ну и собственно схемка

 

[Bиктор]

заоборот одного вала второй успевает сделать два. валы синхронизированы ии к моменту воспламенения один вал поворачивается максимальным плечом.

Подскажите, а который [левый, правый] коленвал вращается вдвое быстрее?

Получается, что во время рабочего хода быстрый коленвал будет повторно немного сжимать горячую смесь, а потом уже давать ей ДО-расшириться, - лишь когда медленный поршень дойдет в первый раз до своей НМТ?

Графики перемещений поршней и их скоростей имеются?  Что можете сказать о термодинамике такого НЕОБЫЧНОГО рабочего процесса?

Интересно в связи с некоторой аналогичностью РЛД и ВДП ("встречников")...

 

[hab]

левый быстрый. рабочий ход оба поршня поймают при движении в разные стороны. медленный с большого плеча до нмт, быстрый от вмт до нмт. максимальное же сближение поршней произойдет не на вмт быстрого вала, график нужно делать, а я кроме паинта ни чем не умею :-/

 

[Bиктор]

Уважаемый HAB!

Вы писали как-то о результатах поездки в Бердск, чтоб посмотреть РЛД.
Вот та цитата:

Побывал в Бердске. Увидел двигатель. Более того, пообщался даже с Олегом Михайловичем Ивановым.
  В общем, так: сделал этот двигатель Сергей. Просто из интереса, после того как узнал, чем занимался О.М.Иванов. Схема его заинтересовала, и он её реализовал, без какой либо практической цели. Заводил на газе от горелки. Двигатель схватывал, но сбивалось зажигание, и устойчиво не работал. Сергею этого хватило. Он просто смог его сделать, применять ни как не планировал и забросил.
  Сергей подключился к Иванову позже, чем когда они создавали двигатели. Говорит был молодой и они его поначалу не воспринимали. С Олегом Михайловичем они хорошо поддерживают отношения. Я даже не ожидал кода он предложил к нему съездить и всё узнать от первоисточника. Всех подробностей не выложу, по двигателю расклад такой,
и Олегу Михайловичу и Сергею это пройденный этап и головы их заняты другим.
Олег Михайлович довел бы двигатель до конца, если бы видел хоть крохотный шанс. Проблему уплотнений он считает неразрешимой. Хотя про тот образец, который Вигриянов на видео демонстрирует, говорит что они его сами запороли. Проработал он часов 30 в общей сложности  Сначала просверлили не туда дырку в камере сгорания для запуска воздухом, потом запаяли её. Затем двигатель без охлаждения перегрели, олово выплавилось и они его забросили.

Сергей говорит, что схема работоспособна и вполне может быть реализована, но никогда этот двигатель не станет серийным. Очень много подгонок. Уплотнения лопастей у него из фторопласта. Валы медными втулками или шайбами уплотнял что ли, или я  что пропустил, или но неподробно обяснил, но проблемы там не видит.
  Сергея не зло поругивают что продул свой двигатель. Какое то время назад крутился у него некий Александр, всё интересовался движком. На выставки возил. Какие то миллионы для реализации почти находил. Тороидальную камеру предлагал. Потом потерялся. Когда Сергею показали анимацию Ё-мотора, он увидел и свой механизм синхронизации, и даже аналогичные трубки как они мудрили. Он с этого не убивается. Сергей мужик простой. У него в огороде почти сделанный автожир. В мастерской начатый По-2, но заказчик куда то потерялся и всё встало. Сергей думает как выживать. Пока мы ехали в гости к О.М.Иванову ему позвонили и сказали что он безработный, работа где он работал охранником за семь тысяч, и три месяца не получал зарплаты накрылась.
P.S.  KUZMA спасибо, что посодействовал встрече с замечательными людьми. 

У меня еще вопрос по фактическому местонахождению РЛД Сергея:   мотор еще у него, или тот  "многообещающий Александр" удалил мотор в "туманную даль" ?
Да, и какой был внутренний диаметр цилиндра РЛД Сергея, можно узнать?
Верное ли впечатление, что РЛД Сергея сделан с алюминиевым корпусом (светлый) ?

Один Александр признался мне однажды в личке, что он запорол РЛД, возимый им в поисках спонсоров на выставки, - когда по требованию одного из потенциальных заказчиков, запустил его с наддувом, - перегрел мотор, на наддув не расчитанный, И ... поймал клин. Восстановить тот РЛД уже не хватило никаких возможностей.
Он точно не сообщал, откуда у него тот экземпляр, но говорил, что сам он опытный организатор производства... и ищет только деньги на изготовление РЛД малой серией.

Могли бы Вы еще раз поконтактировать с Сергеем, как идут его творческие дела и как нынче обстоит с работой/заработком?

 

[hab]

Я был еще раз у Сергея, тот мотор, который фотографировал, Сергей сказал что выкинул. тема рлд ему надоела и он про неё не хочет думать. еще просто перезванивался, заехать не получалось, говорил что все нормально. Сергей простой кулибин, который многое может делать просто руками, и которому многого от жизни не надо.

 

[Bиктор]

Сергей сказал что выкинул. тема рлд ему надоела

А размер внутри статора и материал вспомните?  Может и вес...

 

[hab]

А размер внутри статора и материал вспомните?  Может и вес...

я не мерил, только фотографировал. если очень важно можно по масштабировать с фотокой. стартер и венец детали от легковушки.  материал, Сергей говорил силумин.

 

[Андрей Миллер]

ИСПЫТАНИЯРЛД Холодного - СОСТОЯВШЕЕСЯ тому свидетельство. 

Ну так, Виктор, опубликуйте результаты испытания, всем будет интересно!

 

[Bиктор]

левый быстрый. рабочий ход оба поршня поймают при движении в разные стороны. медленный с большого плеча до нмт, быстрый от вмт до нмт. максимальное же сближение поршней произойдет не на вмт быстрого вала, график нужно делать

Я сделал график, так как я Вас понял.
Левый график - положения левого коленвала по градусам и одновременно поперечная амплитуда его, одинаковая с амплитудой правого коленвала, - показывается синусоидой двойной частоты, по сравнению с правым, - желтым графиком, - косинусоидой нормальной частоты.

Градусы я отсчитывал сверху вниз.
Левее левого графика показано голубым цветом углы прохождения поворота быстрого левого [красного] коленвала/поршня.

Правее правого, медленного желтого графика правого коленвала/поршня - показаны голубым цветом углы его собственного прохождения.
Учтено, что правый коленвал имеет начальный сдвиг фазы в 90°, поэтому дальнейший его поворот показан, как сумма 90° начальной фазы и текущей разницы градусов от предыдущей точки к последующей.

Минимальный объем между поршнями образуется после проворота быстрого и медленного коленвала на 40°.
Затем коленвалы проходят 115° до положения максимального объема между лопастями.
Правый коленвал к этому моменту проходит 245° [включая имевшиеся 90° начального сдвига фазы его вращения в его системе координат], а левый коленвал  оказывается при 155° - в системе координат левого коленвала.
До НМТ правого коленвала еще остается 25°, в то время как левый коленвал уже прошел свою НМТ примерно на 20°.

Далее начинается повторное небольшое сжатие уже сгоревших газов без их выпуска? Тут смотря с какой тактностью идет рабочий процесс такого "встречника"...

 

[hab]

кажется не совсем так. давайте начнем с того момента, когда оба к.вал в нмт(т.е. максимально разведены). далее левый поворачивается на 90, а правый только на 45. и так далее. т.е. если сделанные графики сместить на 45гр, мы получим две зоны расширения объема между максимальным сближением поршней, одну меньшую (впуск, сжатие) вторую большую(рабочий ход, выпуск)

 

[Bиктор]

давайте начнем с того момента, когда оба к.вал в нмт(т.е. максимально разведены). далее левый поворачивается на 90, а правый только на 45. и так далее.

Давайте. Масштаб указания поворота градусов прежний.
Смотрим сверху вниз...
Прокомментируйте, пожалуйста, что после чего и по скольки тактам происходит 🙂

Можете этот график себе скопировать и пайнтом сделать дополнительные надписи, где всас, сжатие, расширение и выхлоп...

 

[hab]

да, так! собственно выше я написал, меньшее увеличение объема впуск-сжатие, большее рабочий ход-выпуск. в точке максимального сближения после сжатия идет зажигание. плечо медленного к.вала при этом почти на максимальном плече. крутящий момент снимаемый по такой схеме будет многим больше чем с обычного кшм. большая область расширения позволит эффективнее получить потенциал расширяющихся газов. такой схеме может не понадобится даже глушитель на выхлопе.   

 

[Bиктор]

опубликуйте результаты испытания

Андрей, Вы видимо ожидаете копии письменного документа?
Его пока не будет.
Опубликованы авторские устные показания - уже многократно.
Мы здесь не на защите кандидатской диссертации.
Пора уважать отвественное устное слово испытателя!

Слова летчика-испытателя действительны ведь и без протокола?
Почему же Вы заведомо допускаете ложность другого испытателя, записавшего себе в тетрадь испытаний мотора несколько цифр и озвучившего их по телефону?
Впрочем, любое объяснение такой дискриминации наталкивается на нарушение закона:
-  ибо  презумпция НЕВИНОВНОСТИ преобладает над частными подозрениями, если подозрения ни на чем не основываются и не доказана  справедливость этих [Ваших, например] частных подозрений... 🙂

 

[Bиктор]

меньшее увеличение объема впуск-сжатие, большее рабочий ход-выпуск 

Картинка многоговорящая...

Если измерять угол поворота всегда по быстрому левому коленвалу, то:

- Наименьший объем при выталкивании сгоревших газов образуется примерно на 105° после хода выталкивания рабочих газов.

- Наименьший объем после сжатия свежей смеси повторно образуется за 105° до конца рабочего хода.

Степень сжатия и степень расширения зависят от сближения осей двух коленвалов относительно друг друга.

Для нарисованного примера степень сжатия примерно 7,3, а степень расширения примерно 19,7!

Здорово!!

Интересно, возможен ли РЛД, аналогичный такому "встречнику" ВДП и имеющий тоже разные частоты колебаний одного блока ротора относительно второго блока ротора? 🙂
[Чтобы не рассматривать цикл Ибадуллаева, с контролируемо задросселированным впуском смеси, имеющий тогда по факту высокую степень расширения отработавших газов]

 

[Bиктор]

Теперь традиционное отображение: сверху начинается первый такт, - всасывание и так далее.

Комментарии уже в основном изложены...

Если условно называть наименьший объем между ограничивающими его элементами - "ВМТ объемная", то наибольший объем - следует назвать "НМТ объемной".

Тогда можно не путаться в представлениях:
-  который из коленвалов находится в своей локальной ВМТ (это может по времени  совпасть наоборот с НМТ медленного коленвала) и др.

К тому же, теперь следует в таком случае строго различать степень сжатия рабочей смеси и степень расширения сгоревших газов!  🙂