Самолеты - хорошо, а автомобили....

[Бриг]

Джон, ну и что бы Вы предложили? Как изменить? И не забываем: это просто рисунок. В рабочих чертежах кое какие недочеты будут вылизаны: в частности: ширина лопатки шире выпускного(впускного) окна и ничего "вгрызаться" не будет. "Мертвая " зона будет иметь минимальный обьем(несущественный).  Давайте пока не придираться к мелочам. Я и ранее говорил: конструкция самого мотора(расширительная машина) может быть любой, главное, чтобы не имела мертвых точек и движения рабочего органа туда-сюда.  И чтобы газ не пролетал впустую(как в турбинке), а использовалась и скорость истечения газа и его давление. Вот главное. Но самое главное в моем проекте(в системе в целом): дал давление = поехали. Не даешь давление = не жгешь топливо. И чтобы мотор всегда имел возможность начать крутить с нуля. (именно для этого и предусмотрен ресивер с неким запасом сдавленного газа). Вникайте, господа.

 

[JohnDoe]

в частности: ширина лопатки шире выпускного(впускного) окна и ничего "вгрызаться" не будет. 

Будет, просто в более-менее приемлемых величинах.

Мертвая " зона будет иметь минимальный обьем(несущественный).

Для КПД всё существенно, не нужно этим пренебрегать - "прокидаетесь".

Джон, ну и что бы Вы предложили? Как изменить?

А я раньше уже предлагал ввести отсечку подачи газа. Хоть как в том же паровике - центробежный регулятор(такой паровой предтеча трамблёра, тот же принцип), и/или клапана/золотники-газораспределители отрезающие в нужный момент ресивер/КС от ОРМ. Можно использовать в качестве ОРМ пропагандируемый Канониром здесь некоторое время назад двигатель братьев Чантурия(есть одноимённая тема на форуме). В нём выдвижением лопаток занимался КШМ(на каждую лопатку свой). Это даёт гарантированный зазор и пр.

И чтобы газ не пролетал впустую(как в турбинке), а использовалась и скорость истечения газа и его давление. 

Вот не хотите Вы учиться/читать, а завления делаете безапеляционные. 🙁 В турбинке не пролетает газ впустую, иначе она бы не работала/крутилась. Есть, как уже писал, турбины активные и реактивные:

В АКТИВНОЙ ТУРБИНЕ потенциальная энергия рабочего тела (газа, пара, жидкости) преобразуется в кинетическую в неподвижных каналах (соплах), а на рабочих лопатках происходит только превращение кинетической энергии в механическую работу.
В РЕАКТИВНОЙ ТУРБИНЕ (газовой, гидравлической, паровой) ротор использует силу реакции потока, возникающую при расширении рабочего тела в каналах, образованных ее лопатками. В реактивной турбине не менее 50% потенциальной энергии рабочего тела преобразуется в лопаточных каналах в кинетическую энергию.

Есть комбинированные, для них ввёдён термин "степень реактивности". Т.е. в турбинах работает и потенциальная(давление) и кинетическая(скорость потока) энергии. Всё различие состоит лишь в способах преобразования. И если сильно хочется отжать "даканца", то можно поставить после первой турбины вторую, третью...сто сорок восьмую ступень. Вопрос цены/целесообразности.

 

[Бриг]

Джон: если про турбины, то там идет счет на величину зазора между лопатками и неподвижными деталями и обьем потока газа. Именно поэтому мощные турбины имеют весьма высокий КПД(относительно малые потери паразитной утечки газа мимо лопаток) а маломощные - ни тяги ни КПД.
Разве не так? Нам не 100 тонный бомбовоз передвигать, а 1 тонный автомобиль. Поэтому и наши решения более скромные и простые и дешевые. Именно поэтому мы постараемся заткнуть все зазоры и максимально избавиться от пустого расхода газа.
Давайте наконец отличать кинетическую энергию течения газа(скорость и массу) и энергию давления газа( давление на аналог поршня).

 

[Сергей Королёв]

Т.к. "соль" темы - быстрый запуск двигателя (стоящего много времени в пробках) и зная о большой любви автора к альтернативным автодвигателям, вспоминаю про пневмодвигатели, разработанные и готовые к производству: http://www.membrana.ru/particle/2825; http://www.membrana.ru/particle/1672.  Но у них, как обычно, малый пробег и проблемы с заправкой. Вспоминаю ещё про один пневмодвигатель, который имел хитринку - если требовалось увеличить пробег, то бензином подогревается этот воздух (как именно, не могу вспомнить) и, соответственно, увеличивается его давление и т.д. Пробег, насколько позволяет моя дырявая память, увеличивался где-то до 350 км. А вот где эта информация - то ли на том же сайте, то ли в википедии, то ли ... - не вспомню. И не нахожу.
Думается, такого типа двигатель больше всего отвечает поставленной задаче.

 

[Сергей Королёв]

А вот электрический аккумулятор способен принять всего 10% тока , тоесть заряжается в 10 раз дольше, нежели его можно разряжать. 

Полностью согласен. Но и тут есть альтернатива - суперконденсаторы, или ионисторы, как их еще называют. Они в отличие от акуумуляторов заряжаются практически мгновенно. Подобные конденсаторы кстати собирается устанавливать Михаил Прохоров на свои Ё-мобили.  Основной аккумулятор можно использовать по прямому назначению, а дополнительные суперконденсаторы для частых запусков в городских пробках. Чем не выход?

Ещё до появления Прохоромобиля как-то на ходу - наверное, глядя на скутеры - пришла мыслишка: а ведь для пробок достаточно иметь мопедный четырёхтактник, с приводом на одно заднее колесо. Это, так сказать, реально выполнимая самоделка. Дальше мыслишка развивалась в сторону "совершенствования" данной схемы*: приводить не колесо, а генератор, мощностью немногим больше, чем для работы кондиционера+"музыки"+небольшой подзарядки аккумулятора/конденсатора. Надо продвинуться в пробке - едем на заряде + от генератора (кондик автоматически может отключаться, к примеру). Стоим - слушаем музыку + заряжаемся + охлаждаемся. Или ОБОГРЕВАЕМСЯ - ВСЁ тепло, в том числе от выхлопных газов - на обогрев. Вот и повышение кпд! Правильным применением уже имеющегося материала.
-  -  -  -  -  -  -  -  -
* - схема ещё проще: на авто сзади ставится электромотор-редуктор с приводом на одно колесо и съёмный бензогенератор. Конд, правда, понадобиться переводить на электропривод, но это только для продвинутой конструкции, так что необязательно, он же не часто используется.

 

[RVD]

Есть еще более простая схема: выкидываем из автомобиля двигатель, коробку, трансмиссию, "топливный бак" ... тормоза ладно оставим  🙂, и ставим на каждое колесо по электромотору. Возникает вопрос, а где же будет располагаться питающий генератор, а его голубчика можно разместить в прицепе, пущай крутит динамо отдельно от автомобиля маленький дизелек, а оттуда в авто кинуть кабель. Все в прицеп, всю энергоустановку с ее вонью и вибрациями, едем и наслаждаемся тишиной.  😉

Было в свое время нечто подобное: танк ,состоящий из двух сочленных шарниром частей, на одном шасси стояла моторная установка, а на другом экипаж с боекомплектом.   

 

[А.Г.К]

едем и наслаждаемся тишиной.

Вот. А для ещё более полного щастя цепляем сзади за силовым прицепом ещё один и сажаем туда тёщу и жену, пущай трендят и нюхают. И едем в полном комфорте. 😀

 

[Андрей Миллер]

одна их ахиллесовых пят Ваших конструкций - пренебрежение проработкой УПЛОТНЕНИЙ.

Не попали ;D
Ахиллесова пята таких машин - большие скорости скольжения ротора относительно статора и связанные с этим большие потери на трение и износ.
Все остальные недостаки - просто пятки.. ;D

 

[Андрей Миллер]

сажаем туда тёщу и жену, пущай трендят и нюхают.

Нет! Пусть они и крутят динамо! ;D 😱
На энергии трендения можно горы свернуть! 😱

 

[Сергей Королёв]

одна их ахиллесовых пят Ваших конструкций - пренебрежение проработкой УПЛОТНЕНИЙ.

Не попали ;D
Ахиллесова пята таких машин - большие скорости скольжения ротора относительно статора и связанные с этим большие потери на трение и износ.
Все остальные недостаки - просто пятки.. ;D

Андрей, пожалуйста, не обращайтесь со мной как со своими "друзьями"". Очень прошу. Такое "дружелюбие" - только для них. Well?
Теперь про пятки. С чего Вы взяли, что я их не вижу? Не указал ВСЕ и ПОДРОБНО? А зачем повторять многократно очевидное?

    С уважением и прочее...

 

[Бриг]

Сегодня прокатился с "бомбилой", у которого стоит дисплей, показывающий моментальный расход топлива.(моя машина вчера налетела на "обезьяну с гранатой" и нынче в ремонте). Так вот: присмотрелся: стоим - расход 0,6 л/час, разгон - (небольшой) - 2 - 3 л/час, накат - 0,0 л/час(экономайзер отсекает подачу топлива) и поддержка наката - резкое нарастание до 5 - 6 л/час (обороты двигателя выше среднего). А теперь по времени: так случилось, попали под дурной светофор, стояли и дергались минут 20(примерно). Продвинулись буквально 20 метров. Теперь считайте сами - сколько зря бензина пожгли.
Про электромоторы, аккумуляторы и супер(пупер) конденсаторы. Гибрид давно в массовом выпуске - это Тойота Приус. Это автомобиль набитый под крышу очень сложной электрической системой. Весьма дорогой. Цена нисколько не оправдывает экономию на топливе. Жизнь аккумулятора довольно короткая, а вот цена - великовата. И сколько бы Вы топлива не экономили = всё одно в проигрыше. Я же хочу создать простую, дешевую и надежную систему. Мотор - намного дешевле поршневого. Компрессор в комплекте с ресивером нынче можно купить за смешные 5000 рублей. Маломощный ДВС (типа как для мотоблока) тоже стоит 5 - 10 тысяч рублей. Для сравнения: ДВС для легкового автомобиля(отечественный) имеет цену свыше 40 тысяч рублей.
Мощный электромотор( от 20 кВТ) - имеет цену свыше 1000 баксов. 40 аккумуляторов (батарея) - считайте сами , Да и попробуйте их растолкать , чтобы не мешали чемоданы загрузить....да и масса их весьма приличная, это Вам не канистра с бензином, которая прилажена между задних колес и никому не мешает. Куда засунуть ресивер? В автомобиле очень много пустот: это двойные стенки кузова, пространство перед передним и задним бампером, куда можно впихнуть надувнае обрезиненные мешки(подушки при ударе здорово выручат).

 

[Сергей Королёв]

... Так вот: присмотрелся: стоим - расход 0,6 л/час, разгон - (небольшой) - 2 - 3 л/час, накат - 0,0 л/час(экономайзер отсекает подачу топлива) и поддержка наката - резкое нарастание до 5 - 6 л/час (обороты двигателя выше среднего). А теперь по времени: так случилось, попали под дурной светофор, стояли и дергались минут 20(примерно). Продвинулись буквально 20 метров. Теперь считайте сами - сколько зря бензина пожгли. ...

Подсчитал:
1 - стояли 20 мин (0,333 часа): Расход=0,6л/час*0,333час=0,2 л;
2 - ехали 20 метров: Расход=Расход (при ср.скорости около 6 км/ч, равный 3л/час)*Путь(равный 0,02км)/Скорость(принимаем (с завышением) 6км/ч)= 3*0,02/6=0,01л;
3 - итого получаем: за 20мин расход около 0,2 литра. За 5 часов такой пробки (стояния на месте) - 3 литра.
Если более реально: медленно текущая пробка, за час - около 10 км. Половину времени стоим, половину ползём со средней скоростью 20км/ч (при этом расход принимает (с завышением) 15л/100км или 0,15л/км). Расход = 0,6л/ч*0,5ч + 0,15л/км*10км=0,3+1,5=1,8л. Округляем до 2л/час.
Если в такой пробке сжечь полный бак (45 литров), то проедем 45/2=22часов. Или, по другому, за пять часов, которые Вы когда-то простояли в пробке, вы сожгли не более 2...3 литров - если большей частью стояли и не более 10 литров, если проехали 50 км. А Вы говорите - бак спалил.
Вот такие расчёты (завышенные) по таким цифрам.

 

[Андрей Миллер]

стоит дисплей, показывающий моментальный расход топлива.(

И который показывает Т на Марсе.
У нас на Пежо тоже есть дисплей. Мне очень нравится показания на остаток пути. Откуда он знает как и где мы поедем? ;D
Вообще непонятно как и что он считает. Топливо (и расход и остаток) надо считать только по весу.
Этого нет! Поэтому все это импирика и даже лажа.... 🙂

 

[Сергей Королёв]

...
Топливо (и расход и остаток) надо считать только по весу.
Этого нет! Поэтому все это импирика и даже лажа....

Именно!
Но если учитывать, что вес легко находится через объём (с использованием плотности и некоторых арифметических действий), а также учесть, что поправочные коэффициенты на зависимость веса от температуры незначительно влияют на точность измерения, то - какая разница. Это же не научные опыты, а бытовое использование техники.
(К примеру: Роман Михайлов  Меню пользователя   Гуру (2760)4 года назад  (ссылка)
Усредненный показатель плотности для всех видов бензинов составляет 0,730 кг/литр, исходя из чего:
1 тонна бензина = 1000 кг: 0.730 кг/л = 1370 литров
соответственно, расчет при 20 градусах цельсия.
при отклонении от этой температуры производится поправка по коэфф.)

 

[Бриг]

Сергей, Вы не учли тут важный параметр: тронуться с места, значит надо нажать педаль газа. При этом сработает система обогащения смеси и расход резко подскочит. Таких троганий с места = очень много, когда торчишь в пробке. Трогать с места = занимает пара секунд, но всё таки...в сумме набегает. Или давайте по другому этот эффект рассматривать: везет один автомобиль другой на "галстуке"(на буксире). Трогая с места = галстук иногда обрывает, ибо разогнать тонну - две = требуется истратить много энергии.
Так вот: если у мотора будет иная тяговая характеристика, когда на момент старта приходиться самый высокий крутящий момент - это было бы здорово! У пневмомотора = именно такая характеристика.
Вот я и предлагаю: пока стоим - накачиваем ресивер(по другому = взводим "пружину"). Старт - пружина толкает и её энергия падает(растрачивается), но дальше уже автомобиль покатился и ему не надо много энергии. Это как = пуля из ружья! То есть: нам уже не нужен ДВС в 100 - 300 сил для хорошей динамики. Нам хватит мотора более слабого, а значит и более дешевого и экономичного, заставив его работать в оптимальном режиме, поддерживая давление в ресивере. (аккумулятор энергии). И одно из важных качеств пневмопривода - он пока стоим, ничего не потребляет.
Давайте забудем то, что я выше предлагал, а можем применить более привычную схему гибрида: купить компрессор(он обычно исполнен на электрическом приводе).Заменим электродвигатель на маломощный ДВС. Далее от ресивера по трубе, которая проходит через выпускную систему ДВС(подогреваем воздух, отбирая часть тепла от выхлопных газов) подаем воздух на тяговый(на колеса) пневмомотор. Компрессор имеет цену от 5 до 10 тысяч рублей. Маломощные двигатели тоже не очень дорогие, а вот пневмомотор надо делать самодельный, который пристроить на место корзины сцепления автомобиля(удалив его родной ДВС). Пусть КПП остается - она пригодиться, для экономии запаса воздуха при большой скорости движения автомобиля.

 

[Сергей Королёв]

Да об этом Вы и мы говорили не раз и не два.
Вся логика рассуждений - ИДЕАЛЬНАЯ.
После неё нужно переходить к расчётам. Для всех двигателей они одинаковые, разница только в конкретных ОБЩИХ КПД СИСТЕМ, которые складываются из двух/трёх частей: кпд всей передачи, "кпд" хранения энергии и "среднего кпд" работы двигателя, назовём его так. Начиная с какой-то цифири система будет лучше, чем "классический" тарахтящий привод. Надо найти эти цифры, только и всего.
Вот в аннотациях к Прохоромобилю говорится, что при использовании его в городе (т.е. городской цикл) он имеет МНОГОКРАТНОЕ преимущество именно за счёт ДРУГОГО алгоритма работы. Я его (расчёт) представляю так: типичный двигатель работает в переменных режимах, и все они имеют высокий удельный расход топлива из-за значительной недогруженности по мощности, плюс часть времени занимает работа на холостом ходу, часть энергии отнимает торможение двигателем (торможение паразитное, назовём его так, в отличии от полезного торможения - когда двигатель частично замещает тормоза). Если построить график удельных расходов при городском цикле, определить средний расход, то мы получим какие-то цифры, превышающие МИНИМАЛЬНЫЙ удельный расход на десятки процентов. А если заставить двигатель работать на режимах, близких к оптимальным, то эти проценты мы и "подбираем" в кошелёк. Это и Ваша логика, не так ли? Сокращаем или убираем холостой ход, добавляем рекуперацию на торможениях, добавляем зарядку от дешёвой электророзетки или пневмобаллона и в итоге - ЭКОНОМИЯ топлива.
Разница в расчётах для различных типов приводов будет, повторюсь, в их различных кпд, а также в наличии/отсутствии каких-то элементов (рекуперации, подзарядки и т.п.) Конечно, имеется вторая НЕМАЛОВАЖНАЯ часть стоимости пробега, которую обычно упускают, но Вы - что замечательно - не забываете. Это стоимость самой машины. При худшем кпд, но меньшей стоимости машины общая "себестоимость пробега" может оказаться ниже конкурентов и тогда у машины может появиться шанс. Именно, что может появиться, а не точно будет. Здесь уже главную роль играет психология: Вы будете говорить, что у вас общая "цена пробега" не высокая, т.к. машина (т.е. двигатель, трансмиссия и пр.) проще и дешевле, а конкурент запросто "забьёт" вас одной только цифрой расхода, которая у него будет меньше - из-за лучшего кпд, а цена для потребителя психологически будет не так важна. В общем, такое постоянно и происходит.
Что получаем как вывод: расход должен быть сопоставим или ниже, стоимость сопоставима или ниже, комфорт и прочее - это уже другое, там точно также идёт своя борьба.
Вывод по пневмодвигателю: с его самым низким кпд сложнее всего конкурировать с кем бы ни было. Значит, надо изобретать что-то очень замечательное, а не просто очередную разновидность давно известного. И считать, хотя бы начерно.
-  -  -  -  -  -  -  -  -

...
Давайте забудем то, что я выше предлагал, а можем применить более привычную схему гибрида: купить компрессор(он обычно исполнен на электрическом приводе). Заменим электродвигатель на маломощный ДВС. Далее ... ... ...

Эта система годится ТОЛЬКО:
1 - для медленной езды,
2 - для пробок - в первую очередь.
А именно:
1 - если для движения в 100 км/ч нужно, например, 40л.с., то как Вы с маломощным мотором их обеспечите? Ну подкачаете немного воздух в баллоны, наберёте в сумме эти 40 сил, но через некоторое время воздух в баллоне кончится и ... тпру, 40...60 км/ч. При этом кпд так плох, что расход будет ЯВНО больше.
2 - в пробках экономия должна быть, причём чем дольше стояние, тем больше экономия. НО - опять же низкий кпд пневмопривода может всё похоронить.
Ничего не получается со слабеньким мотором, пневмоприводом и пневмоаккумулятором. НИЧЕГО.
Со средненьким - проигрывает Прохоромобилю из-за кпд. Разве что посоревноваться в цене?

 

[Бриг]

Сергей,Вы отчасти правы, но где то я могу и поспорить: Вы упираетесь в низкий КПД. У типичного ДВС он тоже не ахти и тем более используется практически на одну треть. То есть максимальная мощность(это диапазон оборотов примерно посередине) используется лишь на разгон тачки и при скоростях примерно в 100 км/час(прямая передача КПП). Всё остальное время мощный ДВС сильно недогружен.
При этом, если расчитать среднестатическую отдачу типичного ДВС, то получим в итоге средние 10% КПД(грубо говоря), а то и меньше. То есть КПД сравнимы с пневмоприводом.
Но всё одно: надо считать, снимать показания и крепко думать. С этим я согласен. Без расчетов затевать такой проект = на свой страх и риск. К тому же надо просчитывать и стоимость всей системы,её вес и габариты. Надежность и долговечность(моторесурс). Динамику мы вряд ли просчитаем, но если она на практике окажется получще типичного ДВС - это уже хороший показатель: никто(особенно молодежь) не откажеться о резкого разгона с визгом шин.
Меня привлекает хороший момент на валу типичного пневмодвигателя ( и то я смотрел характеристики шиберного  довольно малого диаметра ротора, то есть плечо рычага довольно небольшое). Если сделать ротор диаметром 200 мм - это уже будет огромный момент даже при давлении воздуха в 6 атмосфер. Прикинем для лопатки площадью в 10 см.кв. Это 600кГ давит на лопатку. В работе(я рисовал выше проект моторчика) = 2 лопатки, значит 1200кГ давит на плечо 0,1 м То есть 120 (чистых) Нм. Коэффициент главной передачи(дифференциал автомобиля) = 4/1 Умножаем на 4 = 480 Нм на ведущем колесе. А если давление сжатого воздуха будет не жалкие 6 атмосфер, а допустим = 40? Автомобиль будет "летать"! Расчет грубый, конечно....но привлекательный. Это на разгон, буквально на 5 секунд, далее давление в ресиве понизиться, но главное достигнуто - автомобиль разогнался, далее ему большое давление уже лишнее(к тому же и расход сильно вырастает). Далее инерция помогает. Но подкачивающий компрессор то...продолжает пополнять запас воздуха в ресивере.
При средней скорости 100км/час угловая скорость колеса примерно 1000об/мин, скорость ротора тогда составит 4000об/мин. Расход воздуха? Завтра подсчитаю, пока нет данных(но расход довольно большой). Исходя из данных расхода воздуха(учитывая подогрев воздуха до примерно 100градусов от выхлопных газов) и надо считать мощность компрессорного агрегата.
Для любителей Бумера,повторю: я про небольшой именно городской автомобиль. Массою в 1000 кГ. Типа Матиз.

 

[slav]

Типа Матиз

Мда , этому Матиз-у экономичность подошла бы,а то [highlight]жрёть не по росту[/highlight] !   ;D

 

[Бриг]

Я написал: типа Матиз, имея в виду небольшой универсальный городской автомобиль.  Автомобиль для ежедневной поездки на работу: простой, экономичный и надежный. Для поездок на дальние расстояния лучше иметь седан среднего класса, дасточно мощный, тяжелый, быстроходный и безопасный. Я иногда не понимаю: зачем для ежедневных поездок люди тратяться на огромные жыпы. Он просто не удобен в тесноте городских дорог. Жып создан для грязи, а не для асфальта. Их покупают для престижу: смотри, мол, какой я "богатый".

 

[Инженер-109]

А давайте запатентуем турбину, этак 30-40 квт, которая работает на керосине и через генератор, "набивает" аккумуляторы по типу Приусовских. И никакого ДВС, который вдруг включается. Только турбина! Кончилось "електричество" - запустилась турбина, набила аккумулятор - выключилась. Видел турбину в 400 лс - весит 130 кг.....  :IMHO