Фазы впуска на Вихре (модернизация)

[MIK]

Ребята, не надо никаких индикаторов. Обыкновенный штангенциркуль, или линейка. Там же не сотки вымерять, а 4 миллиметра.
Никакого смещения осей у Вихрей нет. Это аксиальный мотор.

 

[yoric]

Извините, что влажу с другим мотором. Только что замерил на Привете, 0-90гр = 32мм, 90-180гр = 26мм. НО тут видимое на глаз смещение оси КВ от плоскости осей цилиндров, на глаз около 10мм.

обрати внимание, что и во втором цилиндре поршень тоже будет в 34мм от ВМТ. Оба поршня будут в 34мм от ВМТ. И в 26мм от НМТ.

Так и есть, но тогда получается, что смещение оси КВ от плоскости осей цилиндров ни при чём. Можете объяснить простым человеческим языком сей парадокс, не принуждая людей, давно забывших математику, вникать в уравнение поршня?

 

[MIK]

Да, могу.
При 90 градусах поворота палец кривошипа действительно прошёл половину своего хода. И если бы при этом шатун остался в вертикальном положении, то ход поршня был бы 50/50.
Но шатун наклонился. Нижняя головка на кривошипе, а верхняя - на оси цилиндра. Этот наклон шатуна ещё дополнительно утянет поршень вниз.
Чем шатун короче, тем заметнее будет разница в ходе поршня за первые и вторые 90 градусов поворота вала.
Предельный случай, для наглядности. Представим, что длина шатуна и радиус кривошипа равны. Тогда за первые 90 градусов поршень будет проходить ВЕСЬ ХОД. А за вторые 90 градусов - НИЧЕГО.
Доступно?
Уравнение это и описывает. Первая часть в скобках - перемещение от угла поворота кривошипа. Вторая - перемещение от наклона шатуна.
Вообще-то отсюда кинематика двигателя только начинается.
Добавлю и про второй цилиндр. У него такая же картина, но в зеркальном отображении. Кривошипы стоят вровень, только шатуны наклонены в разные стороны. Потому оба поршня ушли на 34мм.

 

[Vitaliy]

Да, прикольно !!! Никогда об этом не задумывался . Всегда считал, что угол 90гр. делит окружность 50/ 50 . Хотя , всёравно проверю!

 

[MIK]

Окружность - делит. Ход поршня - нет.

 

[Вячеслав]

Ребята, не надо никаких индикаторов. Обыкновенный штангенциркуль, или линейка. Там же не сотки вымерять, а 4 миллиметра.
Никакого смещения осей у Вихрей нет. Это аксиальный мотор.

Спасибо,а то и коллайдер не долго придумаем.....

 

[yoric]

Но шатун наклонился. Нижняя головка на кривошипе, а верхняя - на оси цилиндра. Этот наклон шатуна ещё дополнительно утянет поршень вниз.
Чем шатун короче, тем заметнее будет разница в ходе поршня за первые и вторые 90 градусов поворота вала.
Предельный случай, для наглядности. Представим, что длина шатуна и радиус кривошипа равны. Тогда за первые 90 градусов поршень будет проходить ВЕСЬ ХОД. А за вторые 90 градусов - НИЧЕГО.
Доступно?

Понятно, но не совсем доступно)) Даже графически нарисовал, наглядно видно, а объяснить сам себе не могу. То ли причиной является возрастающий на первой половине хода (0-90гр) и убывающий на второй (90-180гр) наклон шатуна, то ли вынос нижнего шатунного пальца за ось КВ, то ли вместе...

Ход поршняХорошая головоломка))

 

[MIK]

Из-за этого эффекта многое в моторе меняется. Например ускорение поршня в ВМТ всегда больше, чем в НМТ. А при определённой длине шатуна уже не в НМТ экстремум ускорения, а два экстремума, но они до и после НМТ. Отсюда появляются силы инерции и их моменты второго порядка, вызванные неравномерностью хода поршня, и т.д. и т.п.
Кстати, на Вихре видно, что конструкторы попытались бороться с моментом сил инерции первого порядка. На остальных моторах оно может и есть, но не в явном виде. А в Вихре - в явном.

 

[MIK]

Понятно, но не совсем доступно)) Даже графически нарисовал, наглядно видно, а объяснить сам себе не могу.

Можешь. Сделай рисунок, где кривошип на угле 90 гр, а шатун от кривошипа горизонтален, параллельно оси цилиндра. При этом полхода прошло. Потом уложи верхнюю головку шатуна на ось цилиндра. При этом поршень ещё продвинулся вниз. Как раз на искомую величину.

 

[yoric]

Вот этого мне и не хватало для понимания)) Спасибо.

 

[MrVLV]

Да , Виталий , это действительно так . При ходе 60 мм , длине шатуна 120 мм и нулевой дезоксации , 1 \2 хода ( 30 мм ) приходится на 82,82 градуса , при 90 грд поворота КВ -будет 33,81 мм хода от ВМТ .
При дезоксации 10 (!) мм картина радикально не меняется - 82,93 грд ( 1/2хода) и при 90 грд поворота - 34,36 мм .
Кстати , раньше как-то не придавал этому значения , а это очень многое объясняет ( в теории кривошипно-шатунных механизмов ).
Будет что-то интересное - подкидывай ! :twisted:

 

[MrVLV]

Да, могу.
При 90 градусах поворота палец кривошипа действительно прошёл половину своего хода. И если бы при этом шатун остался в вертикальном положении, то ход поршня был бы 50/50.
Но шатун наклонился. Нижняя головка на кривошипе, а верхняя - на оси цилиндра. Этот наклон шатуна ещё дополнительно утянет поршень вниз.
Чем шатун короче, тем заметнее будет разница в ходе поршня за первые и вторые 90 градусов поворота вала.
Предельный случай, для наглядности. Представим, что длина шатуна и радиус кривошипа равны. Тогда за первые 90 градусов поршень будет проходить ВЕСЬ ХОД. А за вторые 90 градусов - НИЧЕГО.
Доступно?
Уравнение это и описывает. Первая часть в скобках - перемещение от угла поворота кривошипа. Вторая - перемещение от наклона шатуна.
Вообще-то отсюда кинематика двигателя только начинается.
Добавлю и про второй цилиндр. У него такая же картина, но в зеркальном отображении. Кривошипы стоят вровень, только шатуны наклонены в разные стороны. Потому оба поршня ушли на 34мм.

На этом " предельном " случае основан принцип так называемых бесшатунных двигателей , например Баландина , но за вторые 90 градусов поршень проходит еще такой же ход , в итоге получаем в 2 раза больший ход .
Но как правильно заметил MIК , кинематика двигателя начинается с кинематики рычага , а где она заканчивается ?

 

[Vitaliy]

Да !!! Очень хотелось бы узнать ,где она заканчивается ??!!! Хотелось бы дожить и увидеть идеальный двигатель , признанный ИДЕАЛЬНЫМ всеми конструкторами и пользователями ,живущих на планете ЗЕМЛЯ !!!

 

[MIK]

При ходе 60 мм , длине шатуна 120 мм и нулевой дезоксации

Это с какого мотора цифирь? Тема - про Вихрь. Надо было Вихрёвские данные брать, для наглядности, и сомневающиеся могут проверить теорию измерениями.

кинематика двигателя начинается с кинематики рычага , а где она заканчивается ?

В Библии, в последнем разделе. В Апокалипсисе. А до этого - будут всё новые двигатели, с разными кинематиками.

 

[daryinalexej]

Да !!! Очень хотелось бы узнать ,где она заканчивается ??!!! Хотелось бы дожить и увидеть идеальный двигатель , признанный ИДЕАЛЬНЫМ всеми конструкторами и пользователями ,живущих на планете ЗЕМЛЯ !!!

Вслед за полупроводниковыми панелями способными преобразовывать энергию света в электричество, придут полупроводниковые панели способные с завидным аппетитом высасывать тепловую энергию из окружающего воздуха (других сред) до последних капель тепла и превращать в электричество- это уже не миф. Отрасль полупроводниковых технологий скажет свое слово. Поэтому ДВС осталось недолго и занимаясь его совершенствованием мы уже попусту теряем время. Звучит конечно дико, но это тоже самое если бы кто то 15 лет назад объяснил представителям фирмы Kodak, что нужно вкладываться в развитие полупроводниковых матриц, а не в совершенствование пленки ( небыли бы сейчас банкротами- поздно спохватились).
Ну это я так, в качестве лирического отступления

 

[Vitaliy]

Да , совершенство - бесконечно, жаль , время слишком быстротечно !

 

[MIK]

Поэтому ДВС осталось недолго и занимаясь его совершенствованием мы уже попусту теряем время

У меня друг работает во Вьетнаме, зам. начальника отдела в российско-вьетнамской компании "VietSovPetro". Добывают нефть на шельфе Южнокитайского моря. На прошлой неделе разговаривали по Скайпу. Жаловался. Контракт ему продлили ещё на два года, но нефть кончилась, а новых месторождений не нашли. Всё, начались увольнения сотрудников. Что будет дальше - неизвестнно.
Писатель-фантаст Артур Кларк когда-то сказал, что человечеству очень не повезло, что оно изобрело ДВС. По его мнению нужно было поднапрячься, и изобрести что-то электрическое.
Однако отвлёкся. Про двигатель Баландина. Очень проблемная конструкция. Кинематической схеме более 70 лет, но надёжную, работоспособную конструкцию так никто и не сделал. Ни сам автор, ни последователи. Хотя у автора возможности были огромные. Вот причина, взято из статьи о ДВС Баландина:
" Вот тут и выяснилось, что для общего машиностроения слишом дорогой ценой обеспечиваются те технологии, которые доступны авиационной промышленности. Встал вопрос об изменении конструкции двигателя под существующие возможности действующих предприятий. При кажущейся простоте механизм содержал неотработанные кинематические связи, а в применении к тепловым машинам они были слабо изучены и поэтому их возможности плохо прогнозировались. Всего одна избыточная кинематическая связь в таком сложном механизме как ДВС ставила под сомнение всю его дальнейшую работоспособность. Тем более не было понимания того, как от этой связи избавиться, синхронизирующий механизм о котором идет речь, являлся неотъемлемой частью самого двигателя."
Можно и глубже копнуть. Если в кривошипно-шатунном ДВС силы раскладываются по законам синусов-косинусов, то в ДВС Баландина - по законам тангенсов. А у тангенса экстремум - бесконечность. Какие материалы способны выдержать такие нагрузки? Об этом Баландин и писал в своих книгах. Что не выдерживали материалы. Да и эта избыточная кинематическая связь, по большому счёту, всю затею хоронила.
Ещё цитата:
"С выходом в свет книги С.Баландина "Бесшатунные ДВС" 1968 и 1972 г. изданий многочисленными коллективами инженеров и рядом заводов (таких как "Дагдизель", СКБ "Серп и Молот" и т.д.) начали предприниматься попытки построить двигатель, скопировав его в первоначальном, или даже в усовершенствованном вариантах. Процесс проектирования и изготовления проводился, как правило, на основе расчетов и методик, предложенных автором. Вопреки ожиданиям, у большинства построенных образцов при первых оборотах вала происходило заклинивание силового механизма в корпусе двигателя в результате задира поршней о зеркало цилиндров. Те, кто сумел спроектировать и построить работоспособный двигатель, обнаруживали в нем интенсивный износ и выкрашивание крейцкопфных направляющих (питтинг). Все попытки бороться с этим явлением не приносили успеха. Живучесть силового механизма определялась несколькими часами работы.

Постоянные неудачи сформировали в научной и конструкторской среде негативное отношение к самой идее создания бесшатунного двигателя этого типа. Выяснилось, что никто кроме самого С.Баландина так и не смог построить работоспособную конструкцию. По признанию же самого автора, каждый четвертый двигатель, вышедший в свое время из стен его КБ, выходил из строя из-за указанных выше неполадок."

Вот так. Тангенсы, братцы, это вам не синусы.

 

[вих59]

Вот так. Тангенсы, братцы, это вам не синусы.

Дык .... эта.... ,а с фазами то ...., лудьше то как?

 

[MIK]

С фазой впуска? Убрать золотник, поставить спереди наклонный клапан, и не мучиться выбором.
Если оставлять золотник, попробовать сделать изменяющейся закрывающую кромку. Предположительно - от 10 градусов на холостых до примерно 42-45 на верхушке.
Но можно схитрить. Угол закрытия отвечает за инерционное наполнение. Которое в свою очередь зависит от скорости воздуха в диффузоре карбюратора. Поставить карбюратор с большим диффузором - уменьшить скорость воздуха. Снизить инерцию потока. Нужно будет раньше закрывать окно, что в свою очередь и обратный выброс на переходных режимах уменьшит.
Используем неудачи коллег. Был пример, когда человек по ошибке уменьшил угол закрытия впускного окна с 38 до 8 градусов. При этом обороты срезало на 800. Дальше 4200 мотор не крутил. Раз так, то диффузор в 30-32мм и угол закрытия в примерно 20 градусов должен не срезать верх, уменьшить выброс на низах и середине.

 

[вих59]

С фазой впуска? Убрать золотник, поставить спереди наклонный клапан, и не мучиться выбором.
Если оставлять золотник, попробовать сделать изменяющейся закрывающую кромку..........

Гм... хм.... , понятно, .... нам до ваааам ..... никогда.... .

 

[mech51]

http://i.ebayimg.com/00/s/OTAwWDE2MDA=/ ... 8800005007
Такие клапана пойдут?

 

[MIK]

Работать такие клапаны будут конечно. Но не лучшим образом. Они устанавливаются поперёк потока, потому обладают повышенным сопротивлением. И переход от клапанов в щель между щёками коленвала тоже не простой, с поворотами. Это дополнительные потери. Лучший вариант - всё же домиком с наклоном.
Например как на Ямахе-50. Вот это толково: http://base.eastmarine.ru/?id_detal=16801

 

[mech51]

Тогда получается, "-" конструкторам Меркури? Ямовских клапанов пока не нашел.

 

[MIK]

Тогда получается, "-" конструкторам Меркури?

Да, этот минус ими честно заработан.

 

[ГАЙкин-W]

И почему Вихревцы не попробовали установить клапаны от Москвы-30? Те-же ,,домики,,! А книги очень хорошие!