Роторно-лопастной двигатель. Начало.

[Vitus70]

С точки зрения кинематической и геометрической данный синхронизатор на мой взгляд соответствует основным требованиям РЛД. Это уже неплохо. 

да

При равных мощностях и кубатуре в сравнении с тронковым ДВС, просчитывалось усилие на опорно-упорные шейки сухарей. Данный привод проигрывает тронковому ДВС

согласен

В частности сухарь (а по сути это своего рода косой шатун) работает кроме сжатия-растяжения еще на кручение, и на изгиб. 

я назвал косой шатун - сферическим рычагом 🙂 или угловым шатуном - механизм без интегрирующего механизма соответствует варианту 2 в моём кино. Сферический рычаг работает только на изгиб, нагрузки в одном из его шарниров гораздо больше чем в другом  шарнир работает как две опоры нагруженной консоли.

Действительно - плохой вариант с низким КПД.

 

[Vitus70]

механизм без интегрирующего механизма соответствует варианту 2 в моём кино

вернее имеет те-же недостатки, плюс ещё и свои 🙂 а шестерёнки интегратора сдохнут на пять минут позже чем в механизме Кауертца

 

[Андрей Миллер]

Понятно почему я называю РЛД "машиной трения"?!М...м...ааа... Потому что, у Вас такое верование? 

Нет, это показывает простой расчет. По расчету я так Ваших замечаний не дождался. Вихри Бернара закончились? ;D

 

[МаГент]

По расчету я так Ваших замечаний не дождался. Вихри Бернара закончились? 

Насколько помнится вы предложили при "анализе" ограничиться алгеброй уровня начальной школы. Это для нас уже не под силу... 😉 слишком сложно... Придется уж вам одному эту  "анти-лже-науку" ДВИГАТЬ... 🙂

 

[МаГент]

Сферический рычаг работает только на изгиб, нагрузки в одном из его шарниров гораздо больше чем в другом  шарнир работает как две опоры нагруженной консоли.

Практически никогда не бывает такого в машиностроении, что бы деталь зажатая с двух сторон, да еще в защемлении работала бы только на изгиб. Всегда возникает сжатие-растяжение. Уверен, что в конструкции подобной показанной вами и кручение присутствует..

 

[Vitus70]

Практически никогда не бывает такого в машиностроении, что бы деталь зажатая с двух сторон, да еще в защемлении работала бы только на изгиб. Всегда возникает сжатие-растяжение. Уверен, что в конструкции подобной показанной вами и кручение присутствует.. 

да, вроде таки есть 🙂

 

[Андрей Миллер]

http://video.yandex.ru/users/topol-mm/view/50/Пять лет работаю в компасе, сроду не знал что так легко анимировать. Подсказать было некому.
           

Если бы все так было просто, как в анимашке! ;D
Даже уплотнителей нет, ни радиальных, ни торцевых.
Предлагаю  приз Главного сказочника все таки присудить Виктору! 🙂
У него есть таинственный гибкий стакан. А у Вас его нет! 😱

 

[Vitus70]

Вообще крестовина здесь самая нагруженная деталь, - это несомненный минус данного решения.

 

[Vitus70]

Даже уплотнителей нет, ни радиальных, ни торцевых.

в паровозе уплотнения не нужны, там компрессия неактуальна

 

[Андрей Миллер]

Даже уплотнителей нет, ни радиальных, ни торцевых.

в паровозе уплотнения не нужны, там компрессия неактуальна

А в психологии не важны парадоксальные эмоции! ;D

 

[Bиктор]

А в психологии не важны парадоксальные эмоции!

Андрей, мы тут все же не "за упокой РЛД", или не о психологии, не о сказочных эмоциях. Хотя, не владеющим расчетами - остаются только эмоции и сказки 🙂 

Не будем о Ваших слабостях восприятия и видЕниях, хорошо? Ветка ведь не о Вас, не о Ваших "заупокойных намеках", не о Ваших эмоциях и не о присуждениях под Вашим председательством "призов", - короче, - ветка не о Вашем флуде 🙂
~~~~~~~~~~

Особенность РЛД в том, что вспышки/рабочие ходы не разделяют 3 других такта.
Их разделяет только время на проход единственной лопасти, - в меру ее ширины.

Именно это является предпосылкой для немыслимого у поршневиков рабочего процесса, - квази непрерывного горения в череде подач рабочего тела с минимальными промежутками времени в одну/две специальные камеры сгорания на окружности корпуса.

Если есть что сообщить по поводу такого рабочего процесса в РЛД, - будьте любезны, пожалуйста!

Мне к сожалению, практические воплощения подобного процесса были до РЛД Холодного НЕ известны. Хотя Виктор (ingener) на нашей ветке теоретически уже активно эту тему обсуждал.

Есть ли у кого-нибудь информация о подобных прототипах квази непрерывно-действующих, импульсных камерах сгорания?


Следует осмыслить все преимущества подобных КС:

- нет проблем с зажиганием последующих порций,
- нет проблем с "незавершенностью" сгорания в КС
- возникновение и отработка давления - разделены пространственно между КС и межлопастными секциями,
- рабочий ход в секциях лишен пиков механической нагрузки на лопасти ,
- такая НЕДИЗЕЛьная нагрузка очень подходит консолям лопастей,
- меж лопастями только продолженное расширение с догоранием,
-  налицо щадящее нагружение механизмов РЛД,
- жаростойкость и термостабильность размеров требуется только в маленькой специальной зоне КС,
...
- что еще?

Кто может "распоясаться" на тему импульсно-реактивных двигателей, - что от них можно перенять в импульсную камеру сгорания РЛД?

 

[Bиктор]

Действительные трудности в ДВС РЛД - малоизвестное понимание динамических процессов.

Нужны наглядные модели - что, с какой скоростью происходит...
В частности, что, когда и с какой скоростью происходит в КС импульсного сжигания топлива и циклично-объемного расширения/отработки потенциальной энергии давления газов.

В ГТД и ПуВРД - отработка тепловой энергии топлива осуществляется отбором кинетической энергии от быстрого потока.
Но все двигателисты согласны, что при циклично-объемной отработке энергии топлива, - удается достичь бОльшего [ch951] - КПД.

Поршневики вправе этим слегка гордиться.
А в чем суть такого сравнительного выигрыша?

За счет чего объемная машина, ставящая на пути газов не лопатки турбин, - а поршни и лопасти, - выигрывает в КПД?

Особенно этот выигрыш кажется странным, если вспомнить, что поршень в КШМ при наибольшем пике давления, - вообще его не отрабатывает, ибо ОБъем-то как раз в ВМТ долго почти НЕ изменяется... нет расширения газов.

(А есть в эти мгновения ... только огромные потери лучистого тепла в охлаждаемую головку и поршень).

 

[Bиктор]

У хорошо изученных тепловозных дизелей, индикаторная экономичность отображается, в частности, аппроксимирующей формулой, приведенной на рисунке.
Взято с сайта www.professorjournal.ru   
Lecttext.pdf

 

[Bиктор]

В связи с вышеизложенным, кoнкретный вопрос для проектантов РЛД:

- что и как должно происходить в РЛД с коэффициентом избытка воздуха, столь важным в самом экономичном виде поршневиков, - дизеле?

С другой стороны, ясно, что в РЛД с пульсирующим сгорании в КС - рабочий процесс  СОВЕРШЕННО ОСОБЕННЫЙ!
Там нет НИ Отто, НИ Дизеля в их чистом виде...

Однако, на момент возгорания можно влиять и в РЛД с пульсирующей камерой сгорания.

Так же, в таком РЛД можно влиять на [ch945] избытка воздуха, столь важном, с точки зрения "профессоров индикаторных диаграмм" 🙂
На рисунке показан характер кривой двух крайних членов уравнения [ch951] индикаторной диаграммы дизелей.
МАКСИМУМ прироста КПД происходит при [ch945]=3,1 !
Он равен 0,3365.  Если его сложить с первой частью уравнения 0,16, то возникают вожделенные [ch951]=49,6%, трудно достижимые на известных доселе серийных ДВС.

В РЛД свежие порции воздуха (или бедной смеси?) регулярно передаются из межлопастной секции в КС, а затем очень быстро "забирается дозированная" порция рабочего тела, отдающего свою энергию - при расширении межлопастного объема...

Для лопастей такой режим - благоприятен, ибо сменяются холодные и горячие порции газов, заключенных между лопастями.
Отнюдь не так было у двухтактных авиационных ЮМО - выпускающий поршень практически никакой смены температур не имел, - имел риск "выгореть"...

Какие принципиальные трудности могут встретиться в проекте РЛД, по обеспечению такого же большого значения избытка воздуха [ch945]?
Да никаких!  Обычные трудности в столь обедненных смесях - воспламенение.
А в РЛД с горячей КС пульсирующего действия такой проблемы УЖЕ нет, - в ней всегда есть очень горячие газы, поджигающие любую свежую/холодную БЕДНУЮ смесь!

Стоит ли удивляться экономичному РЕЗУЛьТАТУ   испытаний РЛД  Холодного с пульсирующей КС?!  🙂
А ведь Геннадий Константинович на всасе поставил обычный карбюратор с очень "бедной настройкой"...
Ни тебе COMMON RAIL, ни тебе дорогущих НВД, ни форсунок...

А камера сгорания - по сути чуть расширенная по фазам ... емкость под дешевой свечой зажигания 🙂 
Годится такой экономичный, дешевый и простой РЛД  для "гаражных технологий"?

 

[Bиктор]

Меня все еще интересует влияние на рабочий процесс скорости нарастания рабочего объема.
Решил сравнить эти скорости для разно-ходовых ДВС с равными рабочими объемами.

На рисунке, для начала - график нарастания объема для длинноходового ДВС, - дизеля.

 

[Bиктор]

Для типичных серийных карбюраторных ДВС с [ch955] близким к 1, график для равного рабочего объема получается чуть выше и короче:  графические масштабы отображающих площадей приравнены ...

 

[Bиктор]

Для короткоходовых, как правило спортивных и гоночных ДВС, [ch955] принята около 0,75 (отношение хода поршня к диаметру этого поршня)...
Рабочий объем - везде равный.
Разная только скорость нарастания этого объема в зоне, близкой к ВМТ...

 

[Bиктор]

Ну и ... "изюм" сравнения, - скорость нарастания рабочего объема при двух встречных поршнях ПДП ДВС или ... аналогичного РЛД 🙂

Показатель скорости/крутизны графика увеличения объема, на который действует давление сжатых газов, - определен классически, как тангенс среднего угла наклона прямой, проведенной от точки ВМТ до точки на графике, - когда уже 75% площади индикаторной диаграммы "отработаны" в ходе расширения газов.

Как известно, давление газов не совершает работы, например, в баллоне, объем которого не изменяется.
Известно также, что быстрый проток горячих газов без значимой компрессии, - например, между лопатками турбин ГТД, - также снимает не всю энергию сгоревших газов.

В объемных машинах циклического действия, к которым относятся все поршневые и ... лопастные ДВС, - КПД снятия потенциальной энергии от сгоревших газов - выше, чем у турбинных и реактивных двигателей.

Какой вывод напрашивается, если сравнить все 4 вышеприведенные графика, с отображением скорости отработки рабочего давления при расширении газов в увеличивающемся объеме между элементами ДВС? 🙂

В отличие от медлительного нарастания рабочего объема в длинноходовом дизеле, принятого за 100%...
- у обычного карбюраторного поршневика скорость выше на 12%, чем у дизелей,
- у спортивных и гоночных моторов соответственно на 39% быстрее, а
- у "встречников" ПДП и РЛД указанная скорость на 522% выше...

 

[Bиктор]

Даже если много "не мудрить", а вспомнить какое уважение имеет у двигателистов схема "встречников" ПДП - становится яснее кое-что и в отношение РЛД, -  являющегося таким же "встречником" 🙂
Яснее, что удельная мощность короткоходных спортивных моторов выше таковой у дизеля (что верно и для "встречников" ПДП и РЛД).

А как обстоит с влиянием скорости отработки энергии газов, подведенной значительно быстрее, чем отрабатывает обычный дизель?

Чем дольше стоит поршень в ВМТ... тем может быть лучше полнота сгорания, НО - тем дольше длятся тепловые потери в стенки КС моторов внутреннего сгорания.

Верно ли обратное?
- Чем быстрее энергия газов отрабатывается в ходе объемной тепловой машины, тем она экономичнее по сравнению с медлительной машиной?

На рисунке ниже:
- индикаторная диаграмма дизеля (подвод теплоты имеет место при малоизменяющемся давлении),
-  наложенная на график хода поршня вниз и график возрастания объема.

(Отображен косинусоидой: вначале медленное нарастание объема, а в конце - медленное прибывание объема; быстрота только посередине хода поршня)

На диаграмме в средней ее части зеленым показано линейное отображение среднего текущего давления, соответствующего текущему же объему над поршнем ДВС.
На этой зеленой линии отчеткиво видно, что вблизи ВМТ имеется участки весьма пологие:  давление "стоит" почти без изменений.
На этом участке, имхо, - идут чистые потери тепла в стенки КС...

Далее:
- вертикальная зеленая линия, делящая "червеобразную" диаграмму дизеля, - показывает, при каком ходе/объеме ... УЖЕ отработано 50% энергии сжатых газов!
Для данного примера этот момент соответствует малой доле хода поршня вниз от ВМТ.
Соответственно красная вертикальная линия - степень отработки УЖЕ 75% энергии, заключенной в сжатых газах (75% площади диаграммы, утончающейся к своему правому краю).

Здесь надо согласиться с Геннадием, предупреждавшим меня, что некоторое продление степени расширения - не достойно существенных конструкционных затрат!
Ведь диаграмма правее становится положе и значительно тоньше:   ее текущая энергия при продолженном расширении - незначительна...
Этот пункт соответствует 32% хода поршня вниз...

 

[Bиктор]

У обычных карбюраторных ДВС аналогичное наложение индикаторной диаграммы и графика наращивания текущего рабочего объема, отличается от диаграммы дизеля прежде всего меньшим диапазоном давлений (высоты диаграммы) и ее "тощестью" - сказывается отсутствие продолжительного подвода топлива/тепла.
Все тепло начинает подводиться значительно раньше и раньше же заканчивает сгорать, - отсюда "макушка" диаграммы - "островатая", да и ее площадь намного скромнее.