Как работает роторно лопастной двигатель

Как работает роторно лопастной двигатель

Роторно-лопастной двигатель. Начало.

Тема роторно-лопастных двигателей на просторах этого форума поднималась не раз.
Вот только некоторые примерны:
http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1236094574
http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1240045634

И все темы чем-то кончались. :exclamation

Для тех, кто не знает и еще не понял, что такое роторно-лопастной двигатель, вот статья из википедии:
http://ru.wikipedia.org/wiki/Роторно-лопастной_двигатель_Вигриянова

Если перечитать темы, что выше, все мы поймем, что было несколько проблем, которые мешают пустить данный двигатель в производство.

Одна из таких проблем: отсутствие надежного механизма синхронизации лопастей. :STUPID

А теперь давайте на миг включим свою фантазию и представим, что такой механизм вдруг да появился, тогда возникает вопрос :question :
Как собрать корпус и сами лопасти, каким образом решить все вопросы уплотнения и прочее, прочее, прочее.

На самом деле, форумчане, мне, наверное, заняться нечем, но! как-то раз родилась у меня идея, случайно, о том, как можно эти самые лопасти синхронизировать. Сначала идея была в голове, потом на бумаге, потом в компьютерной модели. И везде это работало. Но, не будем наивны: идея может работать везде, кроме железа. :IMHO
Поэтому сейчас весь механизм будет изготовлен в металле. :craZy Но одним механизмом дело не закончится, нужно же изготовить корпус и лопасти.
Пусть для вас это будет игрой и приятным общением, но я предлагаю вместе подумать над тем, каким образом это лучше сделать. :
Я всегда был за коллектив и коллективное мышление. А так же за то, что нужно обладать здравым смыслом и самокритикой. И еще я уверен, что участники форума обладают этими свойствами, поэтому у нас получится решить все проблемы на пути.

Все вопросы и обсуждения стартуют сегодня.
Спасибо за внимание!

PS: я не могу раскрыть механизм синхронизации лопастей, потому что а) еще не получен патент, б) еще даже непонятно как его вообще получать, для этого я поднял отдельную тему: http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1288967415
:question Отвечу сразу на вопросы: механизм с легкостью воспринимает ударные нагрузки, в преобразовании полезной работы не участвует зубчатое зацепление, поэтому он не разрушится, это не кулачковый привод, не рычажный привод, это механизм уже работает в технике (не могу сказать какой) и выдерживает относительно колоссальную нагрузку, механизм полностью уравновешен, обратим, лопасти двигаются синхронно и процесс изменения угловой скорости полностью равномерный, нет никаких мертвых точек или полной остановки лопастей.

Beatle
Make it

Цели и задачи!

Особенности

Это сообщение будет постоянно редактироваться.
Причины заключаются в том, что в этом сообщении мы поставим перед собой цели и задачи, которые будем решать. Так же в этом сообщении постоянно будут выделяться особенности, эти особенности будут объяснены.

Для начала цели и задачи поставлю я. В случае продвижения и работы данной темы, каждый форумчанин сможет внести свою лепту в постановке целей и задач.

Цели и задачи!
Основная цель — создание опытного образца.
Из этого задачи:

1) Создать рабочий двигатель, запустить его и снять данные.
2) Понять насколько работоспособна схема и сам двигатель.
3) Решить конструкторские вопросы, связанные с:
1. подбором материалов.
2. уплотнением камер сгорания.
3. дополнительные вопросы, которые не вошли в список.
4) другие задачи.

Особенности
1) Форма камеры сгорания.
Если присмотреться к изображениям, что ниже, то станет ясно, что форма камеры сгорания похожа на тонкий кусок пирога. По законам термодинамики наиболее эффективная форма для камеры сгорания была бы сферическая. Представленная на изображениях форма камеры сгорания не является эффективной. Сферическую форму камеры сгорания можно создать при помощи формы лопастей. В этом двигателе мы подобного делать не будем, потому что это противоречит главной цели «создание опытного образца». Такая манипуляция с лопастями автоматически поднимает их стоимость в несколько раз, что не по силам тем людям, которые воплощают механизм в железо.

Bulagen
Аксиальщик, волновик — пока что теоретик
От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
Beatle
Make it

Первый вопрос:
Корпус, Лопасти и материалы.

Для начала, если мы посмотрим на цели и задачи, мы поймем, что двигатель необходим не для того, чтобы его поставить на самолет/мотоцикл/машину/катер ( написано по мере убывания моего интереса к транспортным средствам ), а для того, чтобы создать опытный образец.

Исходя из этого, корпус данного двигателя будет иметь несколько особенностей.
Особенности корпуса. :exclamation
1) Отсутствие механизма охлаждения. Она попросту не нужна, потому что двигатель можно запускать лишь на некоторое время для того, чтобы снять данные. Это упростит конструкцию корпуса.
2) Отсутствие гильзы: это так же упростит конструкцию, так же избавит меня от трудностей прессовки гильзы в сам корпус. Корпус будет изготовлен из куска металла. Это а дешево, б быстро.

Вопросы по корпусу:
1) Из какого материала его изготавливать?
Моё мнение: В качестве материала использовать сталь. Вопрос — какую именно марку стали использовать?

Лопасти.
Мы с вами помним, что двигатель имеет некоторые особенности, поэтому и лопасти будут иметь особенности.
Особенности лопастей и вопросы. :exclamation
1) Отсутствие механизма охлаждения лопастей.
Лопасти в реальном рабочем двигателе будут находится под воздействием высокой тепловой напряженности, лопасти нужно будет как-то охлаждать, но эти вопросы технически решаемые, просто в рамках данного двигателя мы их решать не будем.
2) Материал, из которых изготавливать лопасти?
Идеальным материалом был бы алюминий. В учебниках по материаловедению четко написано: «сплав алюминий АЛ4 подходит для производства поршней двигателей внутреннего сгорания».
Вопрос в том, что это за сплав АЛ4, как легко он поддаётся механической обработке и подходит ли для создания лопастей для данного двигателя?

Общие вопросы Лопасти-Корпус:
1) Какой зазор установить между корпусом и лопастями? А так же между стенками корпуса и лопастями?
Полезная информация: корпус и лопасти в диаметре — 200 мм, т.е. 20 см.

Изображения по теме:
Пара лопастей между стенками корпуса.

Beatle
Make it

Уважаемые форумчане! Спасибо, что откликнулись.
К моему удивлению, вы откликнулись даже раньше, чем я ожидал. Это и приятно, потому что вы были как раз в том списке, кому я планировал написать ЛС, так как прочта предыдущие темы понял, что Вы люди сведущие во многих вопросах двигателестроения.

С другой стороны меня удивила ваша не радужность при встрече новичков данного форума.
Хотя, мне такое отношение все же понятно: наверное, предыдущие оратора вас окончательно достали. Но, поверьте мне, в мои цели не стоит желание вас доставать.

Отвечу на ваши слова, что выше:
1) Эйфория прошла бы. Но эта идея у меня не первый год. И все эти годы я изучал форумы, читал все, что есть по данной теме не только по российским ресурсам, но так же и по западным. И эйфория мне вообще не очень то и свойственна.
2) Идею я эту продвигаю и реализую исключительно для себя. На свои личные средства, своим умом. Хотя, на счет ума я погорячился : одной головой очень тяжело вынести идею, но все же на что-то и одна голова может сгодиться.
3) По поводу провокации и денег. Во-первых, вся работа по выполнению двигателя в металл идет за мой счет, во-вторых, я не писал на просторах этого слова ни слова про инвестиции или инвесторов (в отличии от предыдущих ораторов представления об инвестировании у меня обширные). В-третьих, весьма прискорбно, что вы подумали на мой счет именно по этой теме.
4) Про «запатентуй, а мы потом оближем». Я извиняюсь, но эти слова прозвучали как наглость и грубость. Я, конечно, мог что-то не так понять, но все же.
5) Эта тема поднята не для того, чтобы что-то облизывать, а подумать.
6) Синхронизатор я действительно не могу представить до тех пор, пока его не запатентую. Но как только получу патент, я тут же представлю его.
7) На сегодня я не прошу рассматривать проблему синхронизации, я лишь прошу рассмотреть проблему самих лопастей, а эта проблема, насколько мне известна не лежит в рамках строгой секретности.
8) Про проблемы, что у всех хватает. Проблем хватает у всех людей в мире. Вопрос в том, как люди относятся к своим или чужим проблемам. А так же вопрос в том, что многие люди делают на просторах этого форума, если люди пытаются решить здесь свои проблемы, то наверное форум бы так и назывался «решение ваших проблем». Но, как я понимаю, этот форум любителей/профессионалов/единомышленников/всех, кто интересуется.
9) Если говорить о представлении о предмете, то что касается Роторно-лопастных двигателей, боюсь, что у меня представлений не сильно меньше ваших, как и у любого другого человека, пусть даже академика в области ДВС. Причина одна: мало кто держал опытные образцы у себя в руках.
Если говорить о ДВС в целом, о механике, термодинамике, то представления у меня имеются, сформированные социальной средой, интересом, а так же количеством прочитанной литературы по данной теме и опытом работы с «железом».
10) Уважаемые форумчане, прежде чем что-то еще говорить, особенно грубость, прошу перечитать внимательно 9 пунктов, что находятся выше.

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..

Не вижу смысла дискутировать, так как без решения вопроса синхронизации лопастей (точнее механизма отбора мощности) обсуждать технические стороны этого двигателя бессмысленно. Да и других проблем-то у него нет, все остальное решаемо.

Как работает роторно лопастной двигатель

Главным недостатком ДВС, который в результате массового распространения автомобильного транспорта занял лидирующее положение, стал фактор загрязнения окружающей среды выхлопными газами. Доля вредных веществ, поступающих в атмосферу с отработанными газами автомобильных двигателей, составляет до 63% от общего загрязнения окружающей среды. В связи с этим в последние десятилетия в мире ужесточаются требования к экологическим нормам для транспортных средств, и в первую очередь это касается двигателей внутреннего сгорания [1]. ДВС, потребляя пятую часть первичных энергоносителей [2], являются основным источником загрязнения окружающей среды непосредственно в зоне дыхания человека [3]. Однако планируемые меры, даже в случае их полной реализации, способны лишь снизить темпы увеличения загрязняющего действия ДВС, прежде всего транспортных средств, на фоне быстрого роста их количества и мощности.

Таким образом, назрела необходимость производства принципиально иного двигателя, способного кардинально изменить ситуацию, работающего на различных видах топлива и не имеющего вредных выбросов в атмосферу. В связи с этим можно предъявить следующие требования к современным двигателям:

  • Уменьшить количество токсичных выбросов
  • Уменьшить выброс тепла в атмосферу
  • Снизить металлоемкость двигателя
  • Уменьшить шум и вибрации
  • Использовать для работы двигателя любой вид топлива, в том числе водород
  • Использовать возобновляемые источники энергии

Двигатели с внешним подводом тепла

Так как двигатель внешнего сгорания полностью герметичен, то пыль, попадающая в воздушный заряд камеры сгорания из окружающего пространства, не поступает в цилиндры и картер. Вследствие этого отсутствует дополнительный абразивный износ движущихся деталей механизма привода.

Моторесурс двигателя внешнего сгорания определяется скоростью наступления предела ползучести материала деталей нагревателя, работающих при высокой температуре. В общем случае любой двигатель внешнего сгорания может гарантированно выдерживать кратковременную 50–80%-ную перегрузку без заметного снижения долговечности [4], так как температура деталей остается неизменной.
Внешнее сгорание происходит непрерывно и не имеет взрывного характера, благодаря чему при сгорании и выпуске шум почти не генерируется. Кроме того, давление в цилиндрах двигателя внешнего сгорания изменяется плавно, практически по синусоидальному закону. Впускные и выпускные клапаны, а также механизм газораспределения отсутствуют. Уровень шума этого двигателя в среднем на 20–30 дБ ниже, чем дизеля такой же мощности.

Основываясь на вышесказанном можно сказать, что в области создания двигателей возникло техническое противоречие: с одной стороны мы имеем компактные и дешевые двигатели внутреннего сгорания, а с другой массивные и дорогие в изготовлении двигатели с внешним подводом теплоты.

Проблемы создания двигателей с внешним подводом тепла

Рассмотрим недостатки поршневого двигателя Стирлинга. Во первых, это сложность конструктивного исполнения отдельных узлов, проблемы в области уплотнений, регулирования мощности и т.д. Особенности конструктивного исполнения обуславливаются применяемыми рабочими телами. Так, например, гелий обладает сверхтекучестью, что определяет повышенные требования к уплотняющим элементам рабочих поршней, штока вытеснителя и т.д. Во вторых формирование облика перспективных, предполагаемых к производству машин Стирлинга невозможно без разработки новых технических решений основных узлов. Третья проблема – это высокий уровень технологии производства.

Данная проблема связана с необходимостью применения в машинах Стирлинга жаростойких сплавов и цветных металлов, их сварки и пайки. Отдельный вопрос – изготовление регенератора и насадки для него для обеспечения с одной стороны высокой теплоемкости, а с другой стороны – низкого гидравлического сопротивления. Все это требует высокой квалификации рабочего персонала и современного технологического оборудования. На рисунке представлены основные проблемы, возникающие при создании высокоэффективных поршневых машин Стирлинга и сдерживающие до сих пор их широкое применение в различных областях техники [6].

Прежде всего, это создание адекватной математической модели проектируемой машины Стирлинга и соответствующего метода расчета. Сложность расчета проектируемой машины определяется сложностью реализации термодинамического цикла Стирлинга в реальных машинах, что обусловлено нестационарностью тепломассового обмена во внутреннем контуре, ввиду непрерывности движения поршней. Отсутствие адекватных математических моделей и методов расчета являются главными причинами неудач ряда известных зарубежных фирм и отечественных предприятий, пытавшихся без серьезной научной проработки, только за счет приблизительного расчета и экспериментальных доводок решить вопрос создания как двигателей, так и холодильных машин Стирлинга. В настоящее время сколько фирм, столько и методов расчета машин Стирлинга, при этом сами методы расчета являются коммерческой тайной.

Роторно-лопастная машина

Коэффициент компактности основного объёма роторно-лопастного двигателя (отношение эквивалентного рабочего объёма к объёму двигателя) достигает 15-20% в то время как максимальное значение этого показателя для поршневых (V — образных с кривошипно-шатунным механизмом) составляет 1-2%. Столь большое (в несколько раз) преимущество по удельно-массовым показателям открывает перспективы применения двигателей данной схемы.

Предложенная конструктивная схема роторно–лопастного двигателя имеет ряд преимуществ по сравнению с шатунно–поршневым двигателем.

Неофициальная история создания роторно-лопастного двигателя ё-мобиля

Все мы в курсе «чудесной» истории о том, как в компанию Яровит-Моторс приехал парень из сибири, и привёз в сумке действующую модель роторно-лопастного двигателя.

Естественно, это, так сказать, официальная версия – в которой не всё так просто и замечательно, как это хотят представить. За любым делом стоят люди, судьбы, интересы, амбиции. И, редко когда ВСЕ участники процесса бывают довольны полученным результатом.

Так получилось и с роторно-лопастным двигателем для ё-мобиля. В сети появились публикации, что, кроме «парня из сибири», имя которого тщательно скрывается, в разработке двигателя принимали участие ещё несколько человек. И, не только принимали участие, но и имеют, целый ряд патентов на ключевые узлы этого двигателя.

Вот, для примера, ссылка на статью господина М.С. Вигриянова, в которой он рассказывает о том, что отдал роторным двигателям всю свою жизнь, а, в результате его наработки используют другие люди.

Мало того, он утверждает, что для ё-мобиля совсем НЕ НУЖЕН роторно-лопастной двигатель, надо применять другой подход. А именно – ПАРОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, который тоже разработал и провел стендовые испытания сам Вигриянов. Надо только немного поработать с отдельными недостатками, и эффективность и инновационность ё-мобиля вырастет в разы.

Да, представляю, как нелегко приходится участникам компании «Ё-авто». Представляете, какой объем претензий им приходится обрабатывать регулярно. Желающих присоединиться, модернизировать, доказать свои права будет только возрастать. И с каждым, ведь, надо разобраться, разрулить ситуацию так, чтобы и проект развивался, и людям обидно не было.

И, далеко не все будут действовать в рамках приличия. Наличие образования, ведь далеко не всегда говорит о личностных качествах человека. Будут и склоки, и судебные разбирательства, и арбитраж, да много ещё чего, на что способен пытливый человеческий разум. Мир науки далеко не такой белый и пушистый, по интригам и амбициям он, мало чем отличается от того же шоу-бизнеса. Там, где можно заработать и прославиться в ход идет всё, что угодно. Таков современный мир, время правления золотого тельца.

Но, если отбросить всю эту эмоциональную шелуху, и заглянуть немного глубже, чем деньги, карьеры и права собственности, открывается довольно радостная и обнадеживающая картина.

Сколько было разговоров об утечке мозгов. Сколько сетовали, что наша наука кончилась, и будем жить, как сырьевой придаток цивилизованных стран. Ничего подобного. У нас всегда найдутся умельцы, которые такое придумают, что мало не покажется. Безо всяких навороченных лабораторий, в сарае, в гараже, на собственные средства, как угодно, наши люди выдавали, и будут выдавать новые изобретения и прорывные технологии.

Тот, кто уехал за званиями и длинным рублем, дай Бог ему здоровья, это его выбор. Но, свято место пусто не бывает. Придут другие, молодые, пытливые, нестандартно мыслящие, неудобные, не признающие догмы и авторитеты. И процесс будет продолжаться.

Есть у меня подозрения, что проект с ё-мобилем, и есть, тот первый шаг, который на весь мир заявит, что наши изобретатели и инженеры могут многое. Было бы желание.

И, в заключении, чтобы не превращать статью в пафосное выступлении, хочу предложить вашему вниманию пример нестандартного подхода наших людей. Прикладное значение это изобретение вряд-ли получит, но, зато сколько в нем творчества, профессионализма, оригинального и незашоренного мышления:

Читайте также  Как разогреть двигатель на машине
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector