Перейти к содержимому


Дополнение в Правилах Форума

Генератор калькуляторов - Уже считает!
Поддержите форум, отключите блокировщик рекламы. Тыц

Баландин С.С. Бесшатунные поршневые двигатели внутреннего сгорания


Сообщений в теме: 17

#1
Автор темы  ДиП200 Отправлено 31 December 2007 - 02:10
31 December 2007 - 02:10

    4-ый разряд

    • Изображения ДиП200
  • Members
  • 152 сообщений
  • Город:г. герой-Москва
Книга о авторской разработке поршневых авиационных двигателях большой мощности у нас после ВМВ. Реактивный двигатель убил у него будущее в воздухе, а на земле, в 70-80е было несколько попыток внедрить его на автотранспорте. Попытки были пресечены сверху. Заодно помещается рецензия на книжку из журнала "изобретатель-рационализатор". с имеющимися там иллюстрациями.

Баландин С.С. Бесшатунные поршневые двигатели внутреннего сгорания. 1972г. (pdf)

Главный конструктор бесшатунных двигателей Сергей Степанович Баландин.
Модель бесшатунного 12-цилиндрового авиадвигателя, собранного из трех базовых 4-цилиндровых блоков.
Двигатель хорошо вписывается в малый мидель скоростного транспортного средства.

Были не только модели. Строились бесшатунные авиационные двигатели огромной мощности - до 14000 л. с.
В печати появились первые сообщения о двигателях С. С. Баландина.
Кто возьмется проектировать такие двигатели? С.С. Баландин: 'Первые образцы могут быть разработаны за два года!'


Самолеты должны быть реактивными. Эта истина, перед войной теоретическая, примерно в середине войны превратилась в практическую, актуальную задачу. И через несколько лет почти вся истребительная авиация в сильнейших армиях мира была переведена на реактивную тягу, оснащена турбореактивными двигателями. И только 'прожорливость' первых ТРД и их недолговечность некоторое время еще мешали оснастить ими тяжелые дальние самолеты. Выход нашелся: для тяжелых машин был создан промежуточный тип двигателей, турбовинтовые (ТВД).

Для нашей авиации выход нашелся бы и без ТВД. В те годы специальным конструкторским бюро во главе с Сергеем Степановичем Баландиным были разработаны поршневые моторы, равные турбовинтовым по мощности, габаритам и весу, к тому же более экономичные. И только бесспорность предстоящего перехода всей авиации на реактивную тягу заставила тогда свернуть работы СКБ С. С. Баландина.

Но такие двигатели могли и могут найти применение не только в авиации! И приходится сожалеть, что нам, инженерам, пришлось так долго ждать книгу их главного конструктора 'Бесшатунные двигатели внутреннего сгорания' (Машиностроение, 1972), в которой сконцентрировано все наиболее важное об этих необыкновенных моторах.

Приводимые в книге цифры кажутся невероятными. Но за ними стоят реальные образцы бесшатунных двигателей разной мощности, придирчиво испытанные государственными комиссиями.

В 1968 г. (ИР No.4) в статье под скромным заголовком 'Существенно новый двигатель' мы рассказали о 'бесшатунном механизме для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное' (а. с. No.164756). Его автор - севастопольский изобретатель Е. И. Лев. А через полгода стало известно о существовании авторского свидетельства No.118471, выданного в 1957 г. Сергею Степановичу Баландину на 'Двигатель внутреннего сгорания с бесшатунным механизмом'. Но до поры до времени сущность этого изобретения была скрыта фразой 'без публикации'.

В обеих формулировках употреблено слово 'бесшатунный'. Что за ним скрыто? Тоже 'существенно новый двигатель'?

Без тщательных экспериментов никто этого сказать не мог. Двигатель, который сконструировал Е. Лев, пока не построен. Зато работы С. Баландина позволяют сказать, что за ключевым словом 'бесшатунный' притаилась, видимо, вся будущая история поршневого моторостроения.

Не будем здесь останавливаться на устройстве бесшатунного механизма, разработанного С. С. Баландиным,- об этом можно прочитать в книге. Скажем лишь, что в моторах Баландина (МБ) оригинальные системы разгрузки, смазки и охлаждения поршней приводят к тому, что поршни практически не изнашиваются. Износ шеек коленчатого вала также снижается в 3--4 раза, потому что на них передается всего лишь разность сил от противолежащих цилиндров, в то время как в обычных двигателях внутреннего сгорания вся сила давления газов на поршни.

Пониженные нагрузки на скользящие детали приводят к 3-4-кратному снижению потерь на трение. Механический к.п.д. моторов Баландина равен 94% (против 75-85% у обычных двигателей внутреннего сгорания). Снижаются габариты моторов А литровая мощность первых же МБ в 1,5 раза превзошла рубеж, до сих пор остающийся заветным для 'обычного' двигателестроения - 100 л.с./л.

Возможности моторов Баландина очень велики. Пока только в них удалось конструктивно просто реализовать двухсторонний рабочий процесс в цилиндрах и таким путем почти в два раза повысить мощность двигателя без существенного увеличения его габаритов (они лишь немного увеличиваются из-за удлинения штоков). Только на этих двигателях при большом мощности применимо золотниковое газораспределение, что ранее удавалось осу ществлять только на маленьких двигателях, например для гоночных мотоциклов. В результате могут быть упорядочены фазы газораспределения, нарушавшиеся в больших двигателях из-за огромных нагрузи на клапанные механизмы. Только в этих моторах может быть достигнута средняя скорость поршня - 80 м/сек, в то время как у лучших образцов шатунных двигателей она не превышает 30 м/сек (при большей скорости поршня эффективная мощность двигателя устремлялась к нулю из-за опережающего роста потерь, в основном на преодоление растущих сил трения). Бесшатунный механизм практически не реагирует на рост средней скорости поршня; эффективная мощность таких моторов в 5-6 раз (а при двойном действии в 10 раз) выше мощности шатунных двигателей тех же габаритов и веса. Об этом свидетельствует график, приведенный в книге. Он ограничен диапазоном до 100 м/сек, но кривые как бы стремятся вырваться за этот предел. Никому в мире - хотя за дело брались крупнейшие фирмы - не удалось еще создать обычный поршневой авиационный мотор мощностью более 6000 л. с. Табу накладывал все тот же кривошипно-шатунный механизм. Под руководством С.С. Баландина строился авиационный мотор мощностью 10000 л. с, весом менее 3,5 т, был разработан бесшатунный авиадизель мощностью 14000 л. с. А в принципе можно построить мотор на все двадцать тысяч л. с. И всего при 24 цилиндрах. Для сравнения: спроектированный фирмой 'Лайкоминг' (США) авиационный поршневой мотор XR-7755 мощностью 5000 л. с. имел 36 цилиндров и гораздо худшие характеристики. Но рост средней скорости - это рост оборотов, рост инерционных нагрузок, вибраций.

И здесь, оказывается, моторы Баландина вне конкуренции. Осциллограммы вибраций самых мощных образцов, снятые в трех осях, кажутся неправдоподобными. Амплитуды - всего 0,05-0,1 мм. Даже наиспокойнейшие турбины зачастую обладают менее уравновешенным характером.

Идеальная уравновешенность моторов Баландина сохраняется при любом числе цилиндров. Из базовых блоков по четыре цилиндра (хотя возможны одно- и двухцилиндровые двигатели) можно, как из кубиков, складывать любые композиции, не сомневаясь в их превосходном поведении. Какой мотор может похвастаться такой пластичностью?

Да еще прибавьте сюда экономичность. Удельный расход топлива у моторов Баландина в среднем на 10% ниже, чем у шатунных. Отключая подачу топлива в один или несколько рядов цилиндров, можно заставить двигатель работать с высокой и практически постоянной экономичностью на режимах от 0,25 до номинальной мощности. Режиму работы на частичных нагрузках - а это основной и, как ни странно, наименее изученный режим подавляющего большинства двигателей - в последнее время уделяется большое внимание. Ведь обычный двигатель хорош лишь в узком диапазоне мощностей и чисел оборотов. Немного в сторону - и все его характеристики ухудшаются. Кроме того, экспериментально установлено, что удельный расход топлива в моторах Баландина можно снизить еще минимум на 10% применением так называемого цикла с удлиненным расширением, т. е. с более длинным рабочим ходом поршня. Цикл этот не выгоден в обычных двигателях, так как приходится резко раздувать их габариты. В бесшатунных же двигателях требуемое увеличение габаритов ровно вдвое меньше, а с учетом их изначальной малогабаритности такой 'подарок' грех не принять.

И последнее. Производство опытных образцов моторов Баландина было в среднем в 1,6 раза дешевле производства равных по мощности обычных поршневых двигателей, причем серийных. То же самое, очевидно, будет иметь место и в новых разработках.
Каждый, кто познакомится с книгой Баландина, естественно, захочет узнать, почему так долго не публиковалась эта ценнейшая работа.

В 1957 г. Баландин получил 'добро' на публикацию материалов. Но и после этого Комитет по делам изобретений и открытий, оформив за две недели соответствующее авторское свидетельство, снабдил его грифом 'без публикации'. И только один из иностранных журналов туманно сообщил, что в СССР созданы какие-то уникальные поршневые двигатели. Прошло еще десятилетие, прежде чем Сергей Степанович издал свою книгу. Дальше, видимо, откладывать было нельзя, хотя важнейшее изобретение не было запатентовано за границей. За авторским свидетельством Баландина стоят не только поршневые двигатели ближайшего будущего, но и поршневые насосы, компрессоры без смазки, пневмо- и комбинированные двигатели.
Использование двигателей Баландина сулит большие выгоды народному хозяйству. Для их разработки нужна, видимо, специальная конструкторская организация. Вопрос этот как межотраслевой должен решить Государственный комитет СМ СССР по науке и технике.
По мнению С.С. Баландина, первые двигатели могут быть разработаны и построены уже через два-три года после создания такой организации.

#2
хатуль_мадан Отправлено 31 December 2007 - 03:53
31 December 2007 - 03:53

     

    • Изображения хатуль_мадан
  • Members
  • 8704 сообщений
  • Город:Москва
Эта и еще одна подобная книга напроч сорвали мне крышу неск. лет назад. Я дал себе зарок, что построю и "бесшатунник", и СПД... Собссно, Чипмейкер - одна из важных вех на пути реализации этих планов. И стремление собрать свой станочный парк, и т.д. и т.п. Так-то... :rofl:

#3
Stels Отправлено 31 December 2007 - 04:11
31 December 2007 - 04:11

     

    • Изображения Stels
  • Members
  • 2233 сообщений
  • Город:UA Lugansk
да у этого движка явно ресурс по износу поршей гораздо выше,интересно как расчитать балансировку подобной двуцилиндровой конструкции, чтобы применить в мини компрессоре?

#4
хатуль_мадан Отправлено 31 December 2007 - 04:19
31 December 2007 - 04:19

     

    • Изображения хатуль_мадан
  • Members
  • 8704 сообщений
  • Город:Москва

Цитата

да у этого движка явно ресурс по износу поршей гораздо выше,интересно как расчитать балансировку подобной двуцилиндровой конструкции, чтобы применить в мини компрессоре?

С балансировкой там все ИДЕАЛЬНО - изначально это, считай, оппозит. Более того, самый мощный вариант, это уже было развитие идеи "модульной" как сейчас бы сказали, был еще и двойного действия и имел мощу... ас точно не помню... толи 6, толи даже 9 тыс. л.с.! (предначначался для высотных истребителей) :) По параметрам эти двигла ТЕХ времен "кроют" современные, даже F1-двигла, как бык овцу! Там другие засады. Точность изготовления двойного кривошипа и шестерен синхронизационных валов. Впрочем, думаю, технологии, которые ТОГДА были доступны только в оборонке...:rofl:

#5
хатуль_мадан Отправлено 31 December 2007 - 04:24
31 December 2007 - 04:24

     

    • Изображения хатуль_мадан
  • Members
  • 8704 сообщений
  • Город:Москва
...а касательно износа! ГЫ! Не знаю, насколько в этой эл. версии хороши иллюстрации - боюсь, не очень, в книге приводятся фотографии образующих поршней после неск. сотен часов эксплуатации. На них видны следы токарной обработки! :rofl: Т.е. там тело поршня не контактирует с втулкой! Износ только колец.
Вощем, всем, интересующимся техникой вобще, отечественной в частности, а двигателистам ОБЯЗАТЕЛЬНО ЧИТАТЬ!!!! Это шедевр отечественного двигателестроения, поверьте. У буржуев и близко ничего подобного не было! Правда, есть чем гордиться. Жаль, что все это было похерено за ненадобностью. Реактивная авиация дейситтно похоронила этот проект.

#6
хатуль_мадан Отправлено 31 December 2007 - 05:14
31 December 2007 - 05:14

     

    • Изображения хатуль_мадан
  • Members
  • 8704 сообщений
  • Город:Москва

Цитата

С балансировкой там все ИДЕАЛЬНО - изначально это, считай, оппозит.

Сорри, это, конечно, не так.
Это я уже лишнего ляпнул, своего приплел...:rofl: Я ж грю, я как заболел этими двиглами, кое-что свое давно набрасываю в эскизах... Вот и... :)

#7
Саян Отправлено 31 December 2007 - 13:20
31 December 2007 - 13:20

    феникс 1 2/5 ранга

    • Блог Саян
    • Галерея Саян
    • Изображения Саян
  • Members
  • 14767 сообщений
  • Город:СПб, с/з
  • Имя:Михалыч и на ты

Просмотр сообщенияArty (Dec 31 2007, 04:14) писал:

Сорри, это, конечно, не так.
Это я уже лишнего ляпнул, своего приплел...:rolleyes: Я ж грю, я как заболел этими двиглами, кое-что свое давно набрасываю в эскизах... Вот и... :wink:
Мда, Баландин как тень отца Гамлета - преследует везде. Авиасамоделкины стусовались уже на эту тему, правда тишина пока.

#8
хатуль_мадан Отправлено 31 December 2007 - 14:21
31 December 2007 - 14:21

     

    • Изображения хатуль_мадан
  • Members
  • 8704 сообщений
  • Город:Москва

Цитата

Авиасамоделкины стусовались уже на эту тему, правда тишина пока.

Зуборезный исчут - чтоп внутренний зуп резать, иначе им эти идеи никаким боком. Не найдут - так и буит тишина. :rolleyes:

#9
SDS Отправлено 31 December 2007 - 14:28
31 December 2007 - 14:28

     

    • Блог SDS
    • Галерея SDS
    • Изображения SDS
  • Members
  • 439 сообщений
  • Город:БАКУ
а что то подобное не реализовано в двигателях Субару типа Н ? еще говорили что у Митцубиши есть. правда сам не видел

#10
хатуль_мадан Отправлено 31 December 2007 - 14:49
31 December 2007 - 14:49

     

    • Изображения хатуль_мадан
  • Members
  • 8704 сообщений
  • Город:Москва

Цитата

а что то подобное не реализовано в двигателях Субару типа Н ?

Маловероятно: насколько я знаю, "конек" Субару - честные горизонтальные оппозиты. Более того, маловероятно использование баландинских кинематических схем в серийных движках еще и по причине их крайней сложности и нетехнологичности, даже в условиях современного серийного производства. Плюс к тому, для авто эта компоновка не очень подходит: хоть такая схема и дает выигрыш по мидельному габариту по сравнению с классическим шатунно-кривошипным механизмом, для авто гораздо удобнее (высота подкапота) I или V (рядные или Вэ-образные), нежели Х. :rolleyes:

#11
Sova902 Отправлено 31 December 2007 - 15:17
31 December 2007 - 15:17

    профессионал-металлист

    • Изображения Sova902
  • Members
  • 2970 сообщений
  • Город:Москва
Не меньшим эффектом на не окрепший ум явилась для меня книга "Двигатели Стирлинга"... :rolleyes:

#12
хатуль_мадан Отправлено 31 December 2007 - 15:22
31 December 2007 - 15:22

     

    • Изображения хатуль_мадан
  • Members
  • 8704 сообщений
  • Город:Москва
Стирлинг - тоже хорошо, но уж больно сложно! И технологии там даже на сегодняшний день "аэрокосмические" - одни сильфоны чво стоють... :rolleyes:

#13
Sova902 Отправлено 31 December 2007 - 17:43
31 December 2007 - 17:43

    профессионал-металлист

    • Изображения Sova902
  • Members
  • 2970 сообщений
  • Город:Москва
Тем не менее за бугром встречаются и детские наборы для сборки двигателя Стирлинга.
Там нет сильфонов.... :rolleyes:

#14
Автор темы  ДиП200 Отправлено 31 December 2007 - 17:44
31 December 2007 - 17:44

    4-ый разряд

    • Изображения ДиП200
  • Members
  • 152 сообщений
  • Город:г. герой-Москва

Просмотр сообщенияArty (Dec 31 2007, 04:14) писал:

Сорри, это, конечно, не так.
Это я уже лишнего ляпнул, своего приплел...:rolleyes: Я ж грю, я как заболел этими двиглами, кое-что свое давно набрасываю в эскизах... Вот и... :lol:


коли опозитник, таки может с встречным ходом поршней. 8) :wink:

#15
TNVD Отправлено 31 December 2007 - 19:19
31 December 2007 - 19:19

     

    • Галерея TNVD
    • Изображения TNVD
  • Members
  • 353 сообщений
  • Город:Швейцария, Лозанна

Просмотр сообщенияДиП200 (Dec 30 2007, 23:10) писал:

И последнее. Производство опытных образцов моторов Баландина было в среднем в 1,6 раза дешевле производства равных по мощности обычных поршневых двигателей, причем серийных. То же самое, очевидно, будет иметь место и в новых разработках.

Для тех кому будоражит умы - на форуме авиаторов есть ветка по даной теме, на которой толкутся постраждавшие (уже сделавшие даный тип двигателя) и им сочувствующие (кого еще будоражат перспективы). Имеет смысл пообщатся с авторами изделий чтобы понять почему умер двигатель Баландина так и не родившись.

Вот адрес веточки:

http://www.reaa.ru/c...?num=1133867616

И ее героическое продолжение:

http://www.reaa.ru/c...?num=1190034245

Всем начинающим удачи !

#16
plumb Отправлено 15 March 2009 - 22:13
15 March 2009 - 22:13

     

    • Галерея plumb
    • Изображения plumb
  • Members
  • 554 сообщений
  • Город:Харьков
почитал немного по ссылке на форум авиаторов, по моему безперспективное направление.

#17
Roman. Отправлено 23 February 2012 - 10:41
23 February 2012 - 10:41

    • Изображения Roman.
  • Новичок
  • 5 сообщений
  • Город:Питер
Да по-моему, сейчас уже не древний двс ковырять надо, а в сторону альтернативщины глядеть.

#18
вет 153 Отправлено 28 November 2017 - 19:59
28 November 2017 - 19:59

     

    • Изображения вет 153
  • Members
  • 501 сообщений
  • Город:Курск
  • Имя:Владимир
http://www.chipmaker...les/file/15138/
Баландин С.С.
Бесшатунные поршневые двигатели внутреннего сгорания.
М.: Машиностроение, 1972. — 176 с.





Количество пользователей, читающих эту тему: 1

0 зарегистрированных, 1 гостей, 0 скрытых

Рейтинг@Mail.ru