Перейти к содержанию
Авторизация  
assa321

Парораспределение поршнем

Рекомендуемые сообщения

Итак идея. Все мы привыкли, что корневая и шатунные шейки коленвала кривошипно-шатунного механизма параллельны. Теперь суть: сделать ось шатунной шейки пересекающейся с осью колевала допустим под углом 45°. Шатун крепить к коленвалу через шарнир, хотя бы карданный. Если взять за 0 мёртвую точку (допустим ВМТ) то при повороте коленвала на 90° поршень повернётся на 45°. Далее, при 180° поршень возвращается в начальное положение ( в смысле поворот относительно цилиндра). При повороте коленвала на 270° поршень повернётся на 45°, но уже в другую сторону. При возвращении в ВМТ поворот поршня опять 0°. Ну а само парораспределение или фигурными верхним/нижним краем поршня или окнами по типу впускных/перепускных в двухтактном ДВС. Итак помимо возвратно-поступательного движения поршень совершает ещё и вращательное. Возвратно-поступательное движение у поршня присутствует по определению, пусть он вместо золотника ещё и вращается и пар распределяет. :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Что-то мне говорит, что шатун для такой схемы придумать будет трудно.

Есть схемы газораспределения вращающейся гильзой для двухтактных двигателей, там коленвал и поршень обычной конструкции, а вращается гильза в цилиндре, под пар это можно переделать, думаю.

И есть тип парораспределения - прямоточное. Впускной канал находится где обычно, открывается как обычно, а выпуск пара происходит через окна в цилиндре, которые открывает поршень, совершенно как в двухтактном ДВС. Тепловой КПД такого устройства больше, но механический хуже, нужен длинный поршень.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Что-то мне говорит, что шатун для такой схемы придумать будет трудно.

Шатун практически обыкновенный, только вместо пальца и шатунной шейки два карданных шарнира.

Сейчас нарисовать не в чем, попробую на словах. На проекции на плоскость, перпендикулярную оси цилиндра,

шатунная шейка будет не только передвигаться из одной крайней позиции (90° от ВМТ) к другой (270° от ВМТ), но и поворачиваться на ±45°. А уж дело шатуна с двумя шарнирами повернуть поршень. А насчёт сложности тот же ДВС практически гораздо сложней, чем теоретически. :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

А чем золотниковое распределение не нравится?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

А чем золотниковое распределение не нравится?

Что в золотниковом, что в парораспределении качающимся цилиндром две пары скользящих поверхностей: цилиндр-поршень и золотник-золотниковое зеркало (цилиндр золотника, или не знаю, как точно назвать пару цилиндр-плита парораспределения). А здесь поршень и механическую работу выполняет и сам себе пар распределяет.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

а понятие паровой машины с качающимся цилиндром Вам знакомо?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Ой, извините. Теперь понял Вашу идею. Но не понял, как тут стереть или поправить сообщение :-)

 

Мне больше интересно другое: как будут работать поршневые уплотнения при таком сложном движении. Не будут ли они работать лучше, чем при просто возвратно-поступательном? Ведь вроде бы считается, что уплотнение вращающегося вала - это лучше, чем поршневое.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Поршневые уплотнения работать будут, и движение там будет сложное и вращательное и возвратно-поступательное. А если они будут работать даже лучше, так это же даже лучше. :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Добрый день! Наткнулся на одну книжку Бескурников А.А. "Юный моряк-конструктор" 1941г. В ней есть вполне недеЦкие конструкции (если ВСЁ изготавливать самому).Обратите внимание на трёх-цилиндровый движок. По-моему в этом что-то есть!

post-29271-046252200 1309980104_thumb.jpg

post-29271-004249000 1309980277_thumb.jpg

Изменено пользователем ZhAleksandr

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
По-моему в этом что-то есть!

- Несомненно 8) Черный квадрат Малевича?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Извиняюсь. Включаем свет! И вот:

post-29271-080034600 1309981485_thumb.jpg

post-29271-097266000 1309981511_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Очередная бредовая идея: за основу берётся модельный двигатель, только обязательно с газораспределением коленвалом примерно такой:img405a.jpgДалее изготавливается новая гильза цилиндра без перепускных каналов и выпускных окон, новый носок картера с диаметрально-противоположными впускным и выпускным патрубками, снимается головка цилиндра. Самое смешное, что рабочий ход будет при движении поршня вверх, а не вниз, как на оригинале. :) Будет время, нарисую.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Должно работать, только мёртвый объём громадный и будет пар вместо смазки.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

мёртвый объём громадный

ДВС это только для наглядности. Ничего не мешает сделать шатун максимально плоским и приблизить заднюю крышку картера(?) тем самым уменьшив его объем. Да и вот пример, мертвый объем тоже солидный, вроде работает:

post-39201-048766900 1326624890_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

В двухтактном ДВС тоже вроде ничего не мешает, и там тоже стараются сделать объём кривошипной камеры как можно меньше, потому что она там работает компрессором для продувки. Но всё равно степень расширения пара получится даже меньше 1:2, что печально.

В примере же двигатель изображён простой в изготовлении, а не хороший.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

В двухтактном ДВС тоже вроде ничего не мешает,

В ДВС впуск топливной смеси производится как-раз в картер. А потом эта смесь через перепускные каналы подается в цилиндр. Так что объем картера сознательно делают таким, что-бы он был больше рабочего объема. При желании его можно значительно уменьшить (в смысле объем картера). А насчет простоты изготовления - двигатель с качающимся цилиндром популярен именно за счет простоты. И ведь даже "взрослые" двигатели с таким принципом есть.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

В ДВС объём картера всегда будет больше рабочего объёма, за счёт объёма цилиндра под поршнем. Место вокруг и между щеками коленвала можно ужимать сколько угодно, но при поршне в ВМТ как минимум один рабочий объём будет находиться под поршнем. Потому сделать объём картера двухтактника меньше рабочего объёма нельзя никак. А вот прочее пространство стараются ужимать, так как чем больше "степень сжатия" под поршнем, тем интенсивнее работает продувка и тем мощнее двигатель.

Паровики с качающимся цилиндром простые, но не за счёт длинных трубопроводов, а за счёт экономии на "лишних деталях" - шатуне и крейцкопфе. За это они расплачиваются проблемами с герметичностью, сомнительным ресурсом и невозможностью как-то влиять на парораспределение. На картинке же нарисован двигатель, у которого "лишними деталями" оказался привод от коленвала, который позволил бы поставить золотник у крышки цилиндра, вместо него пар гоняют по длинной тонкой трубке. Трубка тонкая - пар мнётся и падает мощность, трубка длинная - обороты сильно ограничены скоростью пара.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

но при поршне в ВМТ как минимум один рабочий объём будет находиться под поршнем.

Так а я про что объясняю? Рабочий объем будет находится как-раз ПОД ПОРШНЕМ. :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Прошу меня извинить за вставку своих пяти копеек. Все эти конструкции и варианты парораспределения конечно интересны, но интересны только с точки зрения чистого искуства. К реальному, высокоресурсному, надежному силовому агрегату они мало пригодны.

В частности ДВС с подобными вариантами газораспределения(поршнем, вращающимся золотником и т.д.) применялись уже сравнительно давно и с тех пор канули в лету без следа. Выжили только проверенные, гарантированно-работоспособные конструкции.

Касательно паровиков, лучше золотника еще ничего не придумали. И у него есть недостатки, но они перекрываются достоинствами(ресурсными, технологическими).

Поршень совершающий возвратно-поступательное движение + вращательное, идея бесспорно интересная. Но........ Представьте какой износ трущихся поверхностей будет при такой конструкции.

Плюс к этому, если применять обычные(разрезные) компрессионные кольца на поршне, при повороте поршня замки колец будут гарантированно приоткрываться при попадании в продувочные окна гильзы.

Далее следует упор замка кольца в торец окна и клин........

В общем экзотика хороша, но только в качестве теоретических изысков, а не в реальной работе.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Рабочий объем будет находится как-раз ПОД ПОРШНЕМ.

Кхм. В цилиндре будет один рабочий объём. И ещё объём, больший рабочего, будет под нижним положением поршня и в картере вокруг коленвала. Потому степень расширения ВСЕГДА будет меньше даже 2, что очень, очень мало.

В частности ДВС с подобными вариантами газораспределения(поршнем, вращающимся золотником и т.д.) применялись уже сравнительно давно и с тех пор канули в лету без следа.

Газораспределение поршнем - во всех двухтактных двигателях небольшого объёма же. Распределение вращающейся гильзой и другую экзотику сейчас тоже разрабатывают. Выжили те конструкции, которые можно было массово производить в первой половине 20 века, но сейчас технологии и материалы шагнули вперёд, и можно вернуться к более сложным, но более лучшим конструкциям.

Касательно паровиков, лучше золотника еще ничего не придумали.

В паровиках лучшее распределение - клапанное же. С принудительным открыванием и закрыванием. Достоинства золотника вроде простоты конструкции были важна на паровозах, а на стационарных машинах простотой можно было пожертвовать ради эффективности и гибкости управления. Если делать современный паровой двигатель для автомобиля, например, то он должен быть с электронно управляемыми клапанами.

при повороте поршня замки колец будут гарантированно приоткрываться

В тех же двухтактных двигателях эта проблема уже давно решена, кольца фиксируются от проворачивания специально обученными штифтами. Кроме того, ну будут, и что? Окно в цилиндре всяко больше, чем щель в замке кольца, единственная проблема в том, что свободный край кольца может распрямиться, зажеваться и поломаться. Но это в форсированных двухтактниках с большими окнами, если окна маленькие, то и это не страшно.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Газораспределение поршнем - во всех двухтактных двигателях небольшого объёма же.

 

Совершенно верно, подавляющее большинство двухтактников так устроены. Но там поршень не совершает вращательного движения, только возвратно-поступательное.

 

В паровиках лучшее распределение - клапанное же. С принудительным открыванием и закрыванием. Достоинства золотника вроде простоты конструкции были важна на паровозах,

 

Тоже согласен. Я несколько зациклился на паровозных машинах. И как-раз там простота+технологичность+надежность+ремонтопригодность обычного цилиндрического золотника вне конкуренции.

Даже учитывая неидеальность характеристик парораспределения.

 

В тех же двухтактных двигателях эта проблема уже давно решена, кольца фиксируются от проворачивания специально обученными штифтами.

 

Заметьте, только от проворачивания, а не от расрытия замков.

 

единственная проблема в том, что свободный край кольца может распрямиться, зажеваться и поломаться.

 

Вот, именно это я и имел в виду. И какие бы окна ни были, большие или маленькие, такая вероятность будет оставаться всегда.

И вероятность эта не так ужмала, поверьте. Но все это относится только к поршням, уплотняемым кольцами. Если колец нет, т.е. поршень плотно притерт к зеркалу, тогда другое дело. Но в любом случае усложнение кинематики, не всегда плюс конструкции.

Сконструировать просто, гораздо сложнее чем наваять кучу кинематических пар и звеньев. Как это ни парадоксально звучит. Проверено на собственном и не только опыте. ;-)))

Не хочу ударяться в спор, просто скажу, что я приверженец вылизывания характеристик простых конструкций. Но никак не против технического прогресса и изысканий.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Заметьте, только от проворачивания, а не от расрытия замков.

Если замок движется только по той части цилиндра, где нет окон, достаточно зафиксировать от проворачивания. При вращающемся поршне или цилиндре это будет сложнее, но не факт что невозможно, надо считать по месту.

Если колец нет, т.е. поршень плотно притерт к зеркалу, тогда другое дело.

Это само по себе большая сложность же. Кольца могут компенсировать износ и температурное расширение своей упругостью, а притёртый поршень всегда будет компромиссом. Для модели, где на ресурс и КПД наплевать годится, это да.

Не хочу ударяться в спор, просто скажу, что я приверженец вылизывания характеристик простых конструкций. Но никак не против технического прогресса и изысканий.

Вроде и не спорим же. Мне предложенная идея кажется пока только предметом для обсуждения, какой-то работоспособной конструкции не вырисовывается.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Мне предложенная идея кажется пока только предметом для обсуждения, какой-то работоспособной конструкции не вырисовывается.

 

Согласен, не вырисовывается. Или вырисовывается, но с ресурсом 20 часов. ;-)). Хочется сделать красиво и чтобы работало. Но думаю вращающийся поршень не тот случай. Хотя сама по себе задумка интересна - все движется, вращается. Не двигатель, а занимательная механика. :-))

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Сконструировать просто, гораздо сложнее чем наваять кучу кинематических пар и звеньев. Как это ни парадоксально звучит. Проверено на собственном и не только опыте. ;-)))

То есть замена золотника, золотникового цилиндра и всего его привода на пару карданных шарниров - это усложнение? :)

Это само по себе большая сложность же. Кольца могут компенсировать износ и температурное расширение своей упругостью, а притёртый поршень всегда будет компромиссом. Для модели, где на ресурс и КПД наплевать годится, это да.

Двигатель Ванкеля как-то без колец обходится. А условия работы в камере сгорания ДВС намного жестче, чем в паровом цилиндре.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

То есть замена золотника, золотникового цилиндра и всего его привода на пару карданных шарниров - это усложнение?

 

Нет, это не усложнение. Но речь шла об усложнении кинематики движения поршня. Согласитесь поршень, движущийся возвратно-поступательно и поршень, движущийся возвратно-поступательно+совершающий вращательное движение это, как говорится две большие разницы. :-)) Если создается работоспособная, технологичная и недорогая конструкция, а не модельный моторчик для тренировок навыков проектирования, возникает масса нюансов: Материал поршня-цилиндра, способ достижения износостойкости этой пары, способ уплотнения кольцевого зазора, способ и материал смазки и т.д. Т.е. создать работающую конструкцию можно, но работающую долго, проблематично плюс недешево. А золотник, при всей затейливости его привода, конструкция отработанная и простая. Номенклатура оборудования минимальная, материалы недорогие. Можно лишь доработать Вальсхарт-механизм, попытаться уменьшить количество рычагов и шарниров.

 

Двигатель Ванкеля как-то без колец обходится.

 

Ну и сколько Ванкель ходит, вы изучали статистику его ресурса? В мире две фирмы сохранили этот тип дигателя в своей производственной программе. Мазда и наш ВАЗ. :-))) Думаю факт показательный. К тому же его ремонтопригодность............... В общем тысячь до 60-ти одно удовольствие, после - сплошная проблема. Раньше ВАЗ ставил Ванкели на милицейские варианты машин, и все они отходив не так уж и много списывались без капиталки или покупались фанатами такой конструкции и востанавливались ими.

П.С. А кольца там все-таки есть, тоесть детали, выполняющие функцию компрессионных колец. Но вид они имеют другой.

Изменено пользователем Gronsky

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
Авторизация  

  • 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.