Перейти к содержанию
neonis

Механизм преобразования движения поршней во вращательное движение выходного вала.

Рекомендуемые сообщения

Неоднократно было подмечено и обсуждалось в соседние темы что КПД стирлинга зависит от "правильного" закона взаимного движения рабочего поршня и вытеснителя.

Да и на PV диаграмме хорошо видно какие должны быть перемещения рабочего поршня относительно вытеснителя.

Выкладываю на ваше обсуждение пару возможных вариантов таких механизмов.

Начну с описания.

1. Механизм связи рабочего поршня и вытеснителя с выходным валом в двигатель тип

Гамма позволяющий передвигаться рабочему поршню от одной мертвой точки к другой в то время когда вытеснитель находится в мертвой точке (нижней или верхней) и наоборот. Он состоит из двух одинаковых частей.Каждая часть состоит из большого и малого кривошипа, двух шатунов и коромысла.промежуточное звено коромысла соединена со штоком вытеснителя или рабочего поршня а крайние звенья соединены с шатунами от малого и большого кривошипа. Малый кривошип получает вращение от большого кривошипа - выходного вала в соотношении 1 к 3м.Один оборот выходного вала соответствует 3м оборотам малого кривошипа.

post-15734-093233200_1542638299_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Понимаю что примитивно изложил и нарисовал но был изготовлен макет для уточнения пропорций и размеров и он подтвердил изложенное выше.Шток привода поршня практически неподвижен при передвижение большого кривошипа в секторе 90 градусов между промежуточными точками АВ и АD в ВМТ и BC и CD в НМТ

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

но был изготовлен макет

Так "изготовьте" :) фото макета и покажите здесь.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Вот:

post-15734-034218500_1542719286_thumb.jpg

post-15734-050417200_1542719302_thumb.jpg

post-15734-080792100_1542719318_thumb.jpg

post-15734-060007200_1542719390_thumb.jpg

post-15734-057824800_1542719410_thumb.jpg

post-15734-048240200_1542719435_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

https://youtu.be/EjErzJyUMSQ

Сляпал по быстрому,что бы иметь представление,о чём идёт речь.

Мне нравится.Интересно.

Изменено пользователем Riba1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Вот что "говорит и показывает" математика. На скрине график красный "наш" а зеленый - синусоида.В окне справа видны пропорции.Могу любой участок увеличить и добавить сетку.Но тогда весь период не влезет в окно...

post-15734-053033000_1542824013_thumb.png

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Мощность снимаете обычным кривошипом или через ваш механизм?

Изменено пользователем Riba1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Так вал большого кривошипа и есть выходной вал...Только на рабочий поршень придется делать копию смещенную на 90 градусов относительно механизма привода вытеснителя.И вал больших кривошипов - общий.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Так вал большого кривошипа и есть выходной вал...Только на рабочий поршень придется делать копию смещенную на 90 градусов относительно механизма привода вытеснителя.И вал больших кривошипов - общий.

Я правильно нарисовал вашу идею?Конечно,я скопировал механизм и подвинул фазу на 90.

Не пробовали в Алгоду рисовать?Это удобнее,чем строить модели.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Пользуюсь Линуксом и там нет таких программ. Или я плохо искал...

По этому механизму могу еще выложить размеры которые были найдены экспериментальным путём для хода поршня 40мм:

Ход большого кривошипа- 55мм

Ход малого кривошипа- 48мм

Малое плечо коромысло - 14мм

Большое плечо коромысло - 80мм

Расстояние между валами большого и малого кривошипов - 90мм (использовалась промежуточная шестерня)

Шатун малого кривошипа- 91мм

Шатун большого кривошипа - 93мм

 

С этими размерами смещение толкателя поршня в области перекладки в ВМТ было около 1 мм а смещение в НМТ явно меньше 1 мм.Практически нулевые.

Я не говорю что придумал идеальный механизм и подобрал идеальные размеры...

Смотрите, обсуждайте, спрашивайте если возникают вопросы, но было написано практически все что нужно по этому механизму.

Есть в "запасе" еще два механизма с более "вкусными" свойствами, но опишу их и выложу фотки если будет интерес к этой теме...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Второй механизм.Обладает теми же очень нужными для Двигателя стирлинга (тип Гамма) свойствами- позволяет рабочему поршню двигаться от НМТ к ВМТ (от ВМТ к НМТ) в то время как вытеснитель находится неподвижным в ВМТ или НМТ.

Создан на базе всем известной разновидности механизма с наклонной шайбой.

Из "вкусностей"- компактен (можно поместить в герметичный картер), большие ходы вытеснителя и рабочего поршня и позволяет "подключить" к нему 4 Гаммы.

Выкладываю фотки.Готов дать пояснения и выложить дополнительные фото в процессе обсуждения.

post-15734-030094400_1542966315_thumb.jpg

post-15734-071454400_1542966331_thumb.jpg

post-15734-079653500_1542966347_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Попробовал сравнить ваш механизм с классикой.По крутящему моменту.

Достаточно небрежно,признаю.Всё времени нет.(

Я не соблюдал размеры,просто следовал идее.Не сомневаюсь,что у вас отношения выверены и графики движения выглядят покрасивше.

Навскидку....мне кажется,что механизм уступает классике.На сжатие затрачивается бОльший крутящий момент,на расширении снимается мЕньший.

Белые стрелки на осях.Понаблюдайте.

Еще не учитывал малую шестерню.Ее вращает мотор.Программе плохо даются шестерни.

Сделано небрежно (мною))),возможно всё лучше чем кажется.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Несомненно дополнительные потери будут, но только на привод дополнительной шестерни.

Подвод- отвод мощности происходит только во время движения поршня и в эти сектора маленький кривошип

"помогает" большому.В сектора перекладки маленький кривошип противостоит большому но т.к.мощность не передается то и с потерями можно смириться.В конечном итоге количество движения за период в этом механизме практически равна количеству движения в обычном КШМ. Я могу вам в личку дать небольшое видео (на Ютуб ничего не выкладываю) и сможете убедиться сами.

Вы лучше присмотритесь ко второму механизму.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Второй механизм.Обладает теми же очень нужными для Двигателя стирлинга (тип Гамма) свойствами- позволяет рабочему поршню двигаться от НМТ к ВМТ (от ВМТ к НМТ) в то время как вытеснитель находится неподвижным в ВМТ или НМТ.

Возможно я не ущщучил основную идею.Но что то мне подсказывает...это стирлинг с аксиальным приводом.

https://youtu.be/sN2iRP-zJEU

Или вот.Совсем взрослая реализация.Да,это альфы,но можно и гамму замутить на той же базе.

https://youtu.be/KNaAKaWcciY

 

Первая идея мне нравится больше.

Изменено пользователем Riba1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

У моего механизма есть 2 существенные отличия которые и придают ему нужные свойства.

1- приводной штырь от "карданного" механизма закреплен в кривошип выходного вала не жестко а имеет возможность передвигаться в направляющих изменяя его радиус.

2 - на том же штыре ниже кулисы кривошипа установлен подшипник который перекатывается по бегунковой дорожке (покрашена черным). Эта бегунковая дорожка и позволяет в любой момент передвигаться только штокам двум противоположным цилиндрам в то время как остальные 2 заблокированны.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

neonis, про 3x шестерёнку - я это придумал уже лет 10 назад и оно было опубликовано на HAES (HotAirEngineSociety на Yahoo). Той программой, которая тогда была (модифицированная версия свободно доступной программы Urieli на MATLAB) считал, и существенного выигрыша не получилось. Остальные ваши механизмы не понял и разбираться, к сожалению, некогда.

 

Если принять во внимание всё, то хороший стирлинг должен быть с большим давлением, причём это должен быть не воздух. Над и под поршнем должно быть одинаковое среднее давление. Тогда КШМ становится не так плох. В конце концов, не зря SOLO / SES сделан именно так, и моторостроители ещё в 70-х пришли к 4-ке двойного действия с КШМ и ползунами (см. книжку Уолкера).

Изменено пользователем denis2

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Третий механизм-это разновидность второго. У него на корпусе в районе кривошипа выходного вала закреплена шестерня с внутренним зубом. Ответная шестерня с количеством зубов в 4 раза меньше закреплена на противовесе кривошипа и свободно в нем вращается,перекатываясь по внешней шестеренке. На этой шестерне есть штифт кривошипа. Этот кривошип через шатун приводит в движение ползун,в который вставляется выходной штырь "карданного механизма", радиус маленького кривошипа около 1/8 от радиуса кривошипа силового штыря.

Изменено пользователем neonis

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Судя по всему тема о таких механизмах наверное не интересна или не актуальна, но так как тема моя позволю в ней немного нафлудить (другую открывать не буду).

В качестве горячей части теплообменного цилиндра предлагаю присмотреться к таким контейнерам для питьевых жидкостях как на фото.

цельнотянутая нержавейка примерно 0.5мм толщина, 70мм наружный диаметр и длина цилиндрической части 205мм.На этот бочонок одевается

китайские кружки диаметром 85мм и можно на нем же устроить рубашку

регенератора на 116куб.см. (сварка аргоном понадобится).

А в качестве вытеснителя можно использовать "Пеностекло". Оно и по удельному весу и по термостойкости подходит.

post-15734-036849300_1543751737_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

А в качестве вытеснителя можно использовать "Пеностекло". Оно и по удельному весу и по термостойкости подходит.

А по физико-механическим характеристикам подойдёт? Не превратится в крошку через несколько минут работы?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Это проверяется элементарно - делается небольшой рабочий макет с направляющей штока вытеснителя, вставляется в направляющей шток испытательного или рабочего вытеснителя, подключается к кривошипу на валу подходящего двигателя и крутится...Думаю идея понятна.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

А в качестве вытеснителя можно использовать "Пеностекло". Оно и по удельному весу и по термостойкости подходит.

Я поиграл с пеностеклом.Специально нашёл газонаполненное,(если не путаю)

С тем расчётом,что бы не продувалось.Нам же вытеснитель нужен,а не регенератор.Увы...совершенно не держит нагрев.Моё пеностекло состояло из мелких пузырьков,лопаются они при нагревании.Ну может до ста градусов...Чуть погреешь свечкой и щщёлк...щёлк.Стеклянная крошка сыпется.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу


×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.