YaBB - Yet another Bulletin Board
   YaBB - Yet another Bulletin Board  



Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, выберите Вход или Регистрация
 

  ГлавнаяСправкаПоискВходРегистрация Закладки  
 
Страниц: [1] 2 3 ... 5
Диафрагменно-Поршневая Машина (Прочитано 10968 раз)
JohnDoe
Старейший участник
*****
Вне Форума


Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))

Сообщений: 4610
где-то в России....
Пол: male
Диафрагменно-Поршневая Машина
21.05.18 :: 08:03:10
 
Давно собирался поделиться своей идеей, да всё что-то мешало. То патентовать собирался, то в сторону откладывал, то ещё что-нибудь. Поняв, что академически изложить мысль  менявсёникак не получается и по ещё нескольким причинам решился опубликовать по случаю в другой ветке. По просьбе модератора переношу в профильный раздел, в свою "профильную" тему. Итак:
JohnDoe писал(а) 21.05.18 :: 04:50:03:
Собственно, все равно обнародовать собирался, днём раньше, днем позже, роли не играет.
Итак, идея названа "Диафрагмено-поршневой машиной"(ДПМ). Основная мысль в том, что  в процессе перемещения лопасти/поршня(далее будем именовать сию деталь просто поршнем) его площадь пропорционально изменяется:
...

ОБРАЩАЮ ВСЕОБЩЕЕ ВНИМАНИЕ:
1. Механизм обеспечивающий перемещение поршней, их синхронизацию и преобразование их возвратно-поступательного движения МОЖЕТ БЫТЬ ЛЮБЫМ и сутью идеи не является! Указанный на рисунках/схемах/в тексте служит лишь пояснением/иллюстрацией для облегчения восприятия, если не указанно обратное;
2. Здесь подразумевается использование в ДПМ кривошипно-шатунного механизма для "уравнивания в правах" ДПМи эталонного ДВС;
3. Кол-во поршней может быть любым, не менее 3-х, здесь везде используется пример с 4 поршнями, так сложилось, да и мне просто так удобней;

Если сравнивать ДПМ и традиционный поршневой ДВС-эталон, то при равных объёме/степени сжатия/оборотах они примерно равны(это ессно не так, и там и там есть нюансы, но об этом позже и наверное в специальной теме). Т.е. ожидавшегося по наивности/незнанию прироста мощности не случилось. НО!
1. Рабочий ход ДПМ(каждого из поршней) получался меньше эталона, т.е. снижалась средняя скорость поршня. Т.е. имелся запас на форсирование ДПМ по оборотам;
2. ДПМ получалась практически идеально уравновешенной, не нужно никаких балансирных валов и пр.;
3. Нагрузка на поршень/детали  ДПМ снижалась кратно кол-ву поршней в ДПМ. Т.е. имелась возможность снижения массы поршней/деталей КШМ т.к. требуется меньшая прочность, отсюда снижение инерциональных нагрузок. Также данный факт создает значительный запас для форсировки наддувом. Теоритически это же позволяет кратно увеличить степень сжатия(для исследования сверхвысоких степеней);
4. Собственно сама идея ДПМ являлась ещё и попыткой создания относительно простого и эффективного компаунд-ДВС.
А использование продолженного расширения типа цикла Миллера сюда просто просится.
...

Самые большие сомнения вызывает проблема уплотнений, поршневых колец(будем так называть) в ДПМ. Т.к., в отличии от эталона, объём между кольцами не замкнут(имеется условия для прорыва газов вдоль оси поршня ДПМ), то остаётся использовать лабиринтное уплотнение или что-то ещё. Я пришёл к такой вот конструкции(на форму самого поршня внимание можно не обращать):
...

Вот это "шахматное" уплотнение и требуется проверить на модели.
Вот как-то так.

Наверх
 

CK! 73!
IP записан
 
JohnDoe
Старейший участник
*****
Вне Форума


Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))

Сообщений: 4610
где-то в России....
Пол: male
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #1 - 21.05.18 :: 08:25:54
 
Продолжу.
Недавно я вновь взялся за ДПМ. Поскольку за годы лежания в ящике очень многое про...любилось(осталась пара файлов, да с пяток картинок), то пришлось начинать почти с нуля. Вот простецкое сравнение ДПМ и аналога-эталона ДВС Ваз-21083(ссылка на параметры ВАЗа битая, там на дняхзакончился срок аренды, но найти эти данные не трудно):

=====================================

Проведём простое сравнение. В качестве эталона примем ДВС ВАЗ 21083(данные с сайта http://www.motors-vaz.ru/vaz21083.html):
Количество цилиндров: 4
Рабочий объем цилиндров, л: 1,5
Степень сжатия: 9,9
Номинальная мощность двигателя при частоте вращения коленчатого вала 5600 об/мин,: 49.8 кВт.-(69 л.с.)
Диаметр цилиндра, мм: 82
Ход поршня, мм: 71
Число клапанов: 8
Минимальная частота вращения коленчатого вала , об/мин: 750-800
Максимальный крутящий момент при 3500 об/мин., Н*м: 106,4
Порядок работы цилиндров: 1-3-4-2
Октановое число бензина: 92-95
Система подачи топлива: карбюратор
Система зажигания: Бесконтактная
Свечи зажигания: А17ДВРМ, FE65CPR
Вес, кг: 127.3
Будем сравнивать 1 цилиндр ВАЗа и аналогичную ему по объёму однокамерную ДПМ:
Количество цилиндров: 1
Рабочий объем цилиндров, см3: 375
Степень сжатия: 9,9
Диаметр цилиндра, мм: 82
Ход поршня, мм: 71
Число клапанов: 2
Высота поднятия клапана ВАЗ(максимальная), мм: 8,8 (https://2108.info/forum/threads/8329/)
Диаметр тарелки клапана ВАЗ(максимальный), мм: впуск - 31,3
                                               выпуск - 25,6 (http://automn.ru/vaz-2109/vaz-48518-10.m_id-770.m_id2-6791.html)
Примем, что ДПМ имеет 4 прямоугольных лопасти(в дальнейшем будем называть их поршнями), как на показанном ниже рис.1 (или как в ранее высланном Вам файле на второй сверху анимации)

        о
        о
        о о о о о
        о   о
    о о о о о
            о
            о
        (рис.1)

Примем, что сила действующая вдоль вектора перемещения поршня в эталоне и сумма аналогичных сил в ДПМ в ВМТ равны.
Предполагая, что и в эталоне и в ДПМ используются аналогичные элементы впуска-выпуска, системы зажигания, питания и пр., настроенные идентично, принимаем процессы протекающие в ДВС одинаковыми. Следовательно, для упрощения, принимаем, что на протяжении всего такта расширения в цилиндре/камере действует некое среднее давление Pср(например, подаётся сжатый воздух из внешней магистрали при постоянно открытом впускном клапане). Сила Fп, действующая вдоль вектора перемещения поршня равна силе давления Рср умноженной на площадь поршня Sп и косинус угола между вектором действя силы давления и вектором перемещения. Т.к. ранее мы приняли Рср за константу, то сила Fп будет определяться лишь площадью поршня и углом. В эталоне угол равен нулю, а в ДПМ - 45 гр. Поэтому, для идентичности сил Fп(в ВМТ) нужно в ДПМ увеличить площадь поршня Sп, умножив 1/4(в ДПМ поршней 4 штуки) площади поршня эталонного ДВС на секанс(т.е. 1/sin) 45 гр.
Помня всё это вычислим параметры ДПМ:
Находим объём камеры сгорания. Он равен рабочему объёму делённому на степень сжатия минус единица: Vкс = Vр / (СС - 1) => 375 / (9,9 - 1) = 42,13 см3;
Исходя из высоты КС в 9 мм(чуть больше высоты поднятия клапана) вычисляем длину стороны КС: корень квадратный из объёма КС(42 130 мм3) делённого на 9 мм = 68,41 мм;
Вычислим высоту поршня ДПМ:
Площадь поршня ДПМ в ВМТ, как принято было ранее, должна быть равна 1/4 площади поршня эталона(ВАЗ) умноженнго на секанс 45: 0,25^2 * пи * D^2 * sec45 = 1866 мм2;
Отсюда, высота поршня ДПМ: 1866 / 68,41 = 27,28 мм;
Смотри схему(буквам "о" обозначенны поршни, буквами "к" - материал корпуса):

          о
          о   | А-А                    сечение А-А:
          о о о о о о о о
          о            о             кккккккккккккккккккккк
68,41  о  42,13  о                    о кккккккк о
   мм   о   см3    о       ==>      о   9 мм      о  27,28 мм
          о            о                     о кккккккк о
     о о о о о о о о             кккккккккккккккккккккк
                  о
                  о
                           (рис.2)

Зная длину стороны КС и высоту поршня ДПМ вычислим объём заключённый между поршнями ДПМ в ВМТ(данная величина потребуется нам для вычисления параметров ДПМ в НМТ): квадрат стороны КС умноженный на высоту поршня ДПМ => 68,41^2 * 27,28 = 127, 668 см3. Из них лишь 42,13 см3 занимает объём КС, остальное материал корпуса(см. рис.2 выше, "сечение А-А");
Зная длину стороны КС вычисляем радиус описанной вокруг неё окружности(данная величина потребуется нам для вычисления рабочего хода 1 поршня ДПМ): длина стороны умноженная на половину корня квадратного из "2" => 68,41 * 0,5 * 2^0,5 = 48,37 мм;
Теперь вычислим объём заключённый между поршнями ДПМ в НМТ. Для этого прибавим рабочий объём 375 см3 к ранее вычисленным 127,668 см3 => 127,668 + 375 = 503,668 см3;
Поделив эту цифру на высоту поршня ДПМ и извлекая из результата кв.корень получим длину стороны поршня ДПМ в НМТ: (503668 / 27,28)^0,5 = 135,87 мм;
Зная длину стороны поршня ДПМ в НМТ вычислим радиус описанной окружности: длина стороны умноженная на половину корня квадратного из "2" => 135,87 * 0,5 * 2^0,5 = 96,08 мм;
Разница между радиусами описанной окружности в нижней и верхней мертвых точках есть рабочий ход поршня ДПМ: 96,08 - 48,37 = 47,71 мм;
Площадь поршня ДПМ в НМТ равняется произведению его высоты на длину стороны в НМТ: 135,87 * 27,28 = 3706 мм2;
Вычислим работу: газовя сила умноженная на рабочий ход и умноженная на косинус угла между вектором перемещения поршня и вектором действия газовой силы:
А = Fгс * РХ * cosB;
Газовая сила равна произведению давления на площадь поршня: Fгс = Рср. * Sп, т.к. в ДПМ площадь поршня меняется в процессе перемещения введём среднюю площадь поршня равную половине суммы площадей поршня в ВМТ и НМТ Sср = (Sвмт + Sнмт) / 2 => Fгс = Pср * Sср;
Подставляя известые нам значения получим для эталоной поршневой машины(ВАЗ):
Аэ = Рср * (5278 + 5278) / 2 * 71 * cos0 = Рср * 374738;
Адпм = Рср * (1866 + 3706) / 2 * 47,71 * cos45 = Рср * 93989;
Помня, что мы приняли давление Рср. одинаковым для обеих двигателей(следовательно его можно в формуле сократить), и что в ДПМ поршней 4 штуки сравним полученные результаты:
Аэ = 374738;
Адпм = 4 * 93989 = 375955;
Адпм / Аэ = 1,003248
===========================

Видно, что выигрыш ДПМ составил 1 процент. Учитывая элементарность с округлениями это можно считать статистической погрешностью. Однако у ДПМ есть свои плюсы( них сказанно ранее). О них речь пойдёт чуть позже.

ЗЫ. На некоторую корявость схем в этом посте прошу внимания не обращать. Я сейчас могу пользоваться лишь планшетом, мышки нет, потому рисовать что-либо довольно сложно. Текст готовился в блокноте, там моя псевдографика выглядела получше, видимо различие в настройках шрифтов. Но это не так важно.
Наверх
 

CK! 73!
IP записан
 
leonid--23
Старейший участник
*****
Вне Форума


Тоже ненавижу этот Солидворкс.!

Сообщений: 870
Re: Экономические аспекты, к вопросу "Народный двигатель"
Ответ #2 - 21.05.18 :: 04:16:42
 
JohnDoe писал(а) 20.05.18 :: 18:47:51:
leonid--23 писал(а) 20.05.18 :: 18:32:33:
Одиночек гениев не бывает.Это командная работа.(если мы говорим о серьёзной вещи) 

Ну, насчёт гениев, это спорно. Гениями часто называют тех, кто смог взглянуть на известную проблему с другого ракурса. Я не о себе(почти серьёзно) Улыбка
А если серьёзно, то есть шанс разработать, совместно, у меня навыков подобных нет, неплохой двигатель. Нужно на модельке проверить/решить одну ключевую задачу.
Собственно решение мной найдено, но проверить необходимо. Есть 3Д принтер?
Хотя можно и деревянную модель сделать, нужен станочный парк, даже вполне обычный. Требуется проверить уплотнение, будет какая-никакая компрессия? Если более-менее можно браться. Если нет - искать обходной путь. У меня, как я уже писал, ни возможности, ни средств(даже небольших) самостоятельно это провернуть не имеется.


У вас есть что предложить?

Если у Вас сейчас крайне острая необходимость в макете и визуализации Вашего предложения, для того, чтобы показать свою.....работу, пишите в личку.
Попробую помочь, безвозмездно, с макетом.

...если Вы конечно уверенны что именно сейчас это необходимо.
(вечером приду, сейчас на работе.)
Наверх
« Крайняя редакция: 21.05.18 :: 08:31:43 от leonid--23 »  
 
IP записан
 
JohnDoe
Старейший участник
*****
Вне Форума


Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))

Сообщений: 4610
где-то в России....
Пол: male
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #3 - 21.05.18 :: 11:55:11
 
Продолжим. Где можно применить ДПМ, где она может быть предпочтительнее традиционного ДВС.
Как уже говорилось не в последнюю очередь ДПМ задумывалась для повышения эффективности/КПД, для экономии топлива. Поэтому предполагаю использование ДПМ в качестве компаунд-машины. Попытки сделать компаунд ДВС предпринимались неоднократно и с давних пор. Единственным удачным примером, нашедшим какое-то массовое применение можно считать турбонаддув. В турбине ТКР отработавшие в цилиндре ДВС газы дорасширяются, совершая полезную работу. Но турбонаддув эффективен не во всём диапазоне оборотов, на "низах" турбине энергии газов для работы не хватает, а на "верхах" её может быть слишком много. Варианты с силовыми турбинами, отдающими мощность не компрессору а на вал ДВС существуют, но они ещё более дорогие и редкие.
Лучше бы был вариант компаунда как в паровых машинах:
...

Т.е. из цилиндра где происходит обычный рабочий процесс выхлоп идёт во второй цилиндр/цилиндры большего объёма, где и происходит дорасширение газа. Здесь свои недостатки, дополнительные насосные и тепловые потери в перепускных каналах, ухудшение наполнения цилиндра из-за возросшего сопротивления на выпуске, большая масса, возрастание инерционных нагрузок и т.д.
Более выгодным, при достижении равного результата, представляется организация продолженного расширения, т.е. компаунда, "в одном цилиндре". Это циклы Аткинсона и Миллера. В них, на части рабочего хода(от ВМТ до определённого угла поворота КВ) всё происходит как в цилиндре высокого давления "нормальной" компаунд-машины а дальше начинается процесс дорасширения но в том же цилиндре. Выигрышь налицо, нет многих вышеупомянутых недостатков классического компаунда, а многие снижены. Например, объём меньше суммарного объёма классического компаунда на объём первой, "горячей" ступени. Но тут вылезают свои нюансы: нужно увеличить объём цилиндра, т.е. либо увеличить рабочий ход, либо диаметр цилиндра, либо и то и другое. Из-за этого возрастает средняя скорость поршня
и/или нагрузки на шатун, КВ, и пр.(при равном, условно, давлении в цилиндре). Средняя скорость поршня имеет ограничения, рост нагрузок ведёт к росту прочности/массы деталей КШМ, да и с ростом диаметра возникают проблеммы детонации и проч.
В ДПМ есть запас и по рабочему ходу и по нагрузкам. Например, в ранее приведённом сравнении ДПМ и ВАЗа уравняв ср.скорости поршня можно увеличить объём почти вдвое, при неизменной нагрузке на КШМ(в случае работы в режиме компаунда). Т.о.. топлива он будет потреблять как ВАЗ, а мощности будет отдавать больше. Масса и габарит возрастут незначительно, удельные хар-ки вырастут(кроме литровой мощности).
Можно, увеличив вдвое объём не использовать цикл Миллера, а увеличить высоту КС вдвое и использовать ДПМ как обычный ДВС, тогда нагрузки на КШМ возрастут вдвое, но всё равно останутся низкими. Т.е. остаётся запас по прочности на наддув. 750-и кубовый одноцилиндровый(!) четырёхтактник(!!) условно умещающийся в параллелепипед 800х800х200 который можно ещё и наддуть.
Если же не увеличивать высоту КС а добавить ТНВД и пр. можно получить 750 кубовый, одноцилиндровый, четырёхтактный дизель. Много ещё чего можно. В одноцилиндровой версии можно воткнуть 8(!)клапанов на цилиндр, по 4 с каждой стороны. У одноцилиндровой ДПМ фактически две "головы". Улыбка
Наверх
 

CK! 73!
IP записан
 
Ink
Старейший участник
*****
Вне Форума


Пилот выходного дня. Только выходных мало...

Сообщений: 579
Самара
Пол: male
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #4 - 21.05.18 :: 15:36:19
 
Грустно всё это. Смотрю на предложенные решения и думаю - вроде 21 век на дворе, а ничего лучше поршневого двигателя до сих пор нет, и похоже не будет...
Наверх
 
 
IP записан
 
leonid--23
Старейший участник
*****
Вне Форума


Тоже ненавижу этот Солидворкс.!

Сообщений: 870
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #5 - 21.05.18 :: 21:11:12
 
JohnDoe писал(а) 21.05.18 :: 11:55:11:
Продолжим.


Извините, что поздно зашёл.
Работу таскаю даже домой, дел очень много.
Не в обиду, но в деталях рассматривать Вашу конструкцию, нет времени и сил.
Если у Вас есть то, что можно в макете запускать, давайте решим что...?
Раз уж обещал.
Макет есть возможность построить из пластика или гласфилда.
Для визуализации набора компонентов, деталей и узлов, вполне годная вещь.
Файлы с расширением, txt, step, stl....без разницы.
Открою...
Наверх
 
 
IP записан
 
lenspecstroy
Старейший участник
*****
Вне Форума



Сообщений: 1386
Санкт Петербург
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #6 - 21.05.18 :: 21:30:33
 
Так же интересно ознакомиться. Есть некий ЧПУ фрезер 3х-координатный. Переделали из СССР-овского наследия в нечто малость посовременнее. Сталь, дюраль, пластик. Нужно смотреть модель что бы понять осилим или нет. Ну и размеры, нужно понимать хватит нам поля или нет, равно как и есть ли необходимого размера заготовки.
Модель в какой программе сделана?
Наверх
 
IP записан
 
jbiplane
Старейший участник
*****
Вне Форума


Стремлюсь к совершенству

Сообщений: 2424
Красноярск
Пол: male
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #7 - 22.05.18 :: 03:12:36
 
Ink писал(а) 21.05.18 :: 15:36:19:
Смотрю на предложенные решения и думаю - вроде 21 век на дворе


Есть по меньшей мере 8 работоспособных и проверенных конструкций (в том числе и в варианте двигателя)
Работают без уплотнений и без масла (точные зазоры)




Имея ряд преимуществ (расширение до атмосферного давления)
они никогда не победят поршневые по экономическим соображениям.
Наверх
« Крайняя редакция: 22.05.18 :: 04:19:58 от jbiplane »  
IP записан
 
Ink
Старейший участник
*****
Вне Форума


Пилот выходного дня. Только выходных мало...

Сообщений: 579
Самара
Пол: male
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #8 - 22.05.18 :: 18:55:38
 
Точные размеры уйдут. И что получится из ДВС? Типовой масляный насос высокого давления?
Наверх
 
 
IP записан
 
JohnDoe
Старейший участник
*****
Вне Форума


Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))

Сообщений: 4610
где-то в России....
Пол: male
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #9 - 22.05.18 :: 20:00:23
 
@
leonid--23,
@
lenspecstroy
если вы имели ввиду какую-то 3Д-модель, то её нетю Я уже говорил раньше, что из старых наработок оствлась только заготовка статьи с несколькими картинками. "Модель" мною упоминавшаяся втексте - это математическая модель рабочего процесса, простая, без изысков. Такой симбиоз кинематики КШМ, взятой из нарытого когда-то в Сети конспекта лекций Владимирского гос.университета и модели горения от человека с которым я познакомился в Сети же. Так что, пока конкретики, предложить не могу. Компас на планшете отказался работатью Сегодня пробовал поставить. Да и его я толком не знал, да ещё и забыл. Попробую что-то посчитать, порисовать примерною Но я не специалист ни разу. Чем, например, определяется расстояние между поршневыми кольцами? Глубина и ширина канавок? Толщина самих колец?
Наверх
 

CK! 73!
IP записан
 
JohnDoe
Старейший участник
*****
Вне Форума


Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))

Сообщений: 4610
где-то в России....
Пол: male
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #10 - 25.05.18 :: 06:57:50
 
Итак, для демонстратора определяются примерно такие параметры:
рабочий объём - 752 см3, 4 клапана, 2 свечи,
распределённый впрыск(под каждый вп.клапан своя форсунка),
4 КВ с шатунами в сборе от б/п "Урал", рабочий ход 46 мм, синхронизация КВ цепью(можно посмотреть на шестерню, но пока не знаю),
степень расширения превышает степень сжатия примерно вдвое(т.е. компаунд).
Однообъёмный/одноцилиндровый, кол-во поршней- 4("квадратный"), поршни прямоугольные алюминиевые с чугунной/стальной накладкой, либо покрытые хромом/никасилом или ещё чем(пока в метаниях). Есть интуитивное ощущение что нужно озаботиться проблемой застойных зон, но это позже.
Пазы/канавки под уплотнения("кольца") аналогичны вазовским.
Также аналогичны вазовским профили/сечения колец, но тут могут быть коррективы, всё равно поршни и кольца проектировать/делать "с нуля".
"Головка блока цилиндров" в основном аналогична вазовской 8-клапаной, за исключением того, что в ней нет камеры сгорания. ГБЦ 2 шт., условно, "верхняя" и "нижняя". Между ними и образуется плоская КС.
Предполагается, что такой демонстратор выдаст 30-40 л.с. с уд.расходом ниже эталона(ВАЗ), уместиться в цилиндр диаметром 550-600 мм и высотой 150-200 мм. Изза того, что основная масса деталей может быть выполнена из алюминия масса демонстратора предполагается около 20-30 кг.
Наверх
 

CK! 73!
IP записан
 
JohnDoe
Старейший участник
*****
Вне Форума


Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))

Сообщений: 4610
где-то в России....
Пол: male
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #11 - 27.05.18 :: 10:29:54
 
Восстановил вроде математическую модель сравнивающую ДПМ с "обычным" поршневиком. Получается выигрыш в эффективности порядка 7-15% (см.вложения). Пока не получается толком посчитать цикл с продолженным расширением. Пробовал играться с коэффициентом наполнения, всё равно температура в конце расширения падает как-то неубедительно(1200 против 1500К). Озадачен
Ну и по уплотнениям неопределённость остаётся. Нашёл в сети работу по расчёту потерь/утечек через кольца, буду пробовать разобраться, но там сильно "научно", не 1 курс, в общем. Печаль
Наверх
 

V_T.jpg (147 KB | )
V_T.jpg
P_F.jpg (120 KB | )
P_F.jpg
A_M.jpg (102 KB | )
A_M.jpg

CK! 73!
IP записан
 
leonid--23
Старейший участник
*****
Вне Форума


Тоже ненавижу этот Солидворкс.!

Сообщений: 870
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #12 - 28.05.18 :: 19:58:48
 
JohnDoe писал(а) 27.05.18 :: 10:29:54:
Восстановил вроде математическую модель сравнивающую ДПМ с "обычным" поршневиком. Получается выигрыш в эффективности порядка 7-15% (см.вложения). Пока не получается толком посчитать цикл с продолженным расширением. Пробовал играться с коэффициентом наполнения, всё равно температура в конце расширения падает как-то неубедительно(1200 против 1500К). Озадачен
Ну и по уплотнениям неопределённость остаётся.
Нашёл в сети работу по расчёту потерь/утечек через кольца, буду пробовать разобраться, но там сильно "научно", не 1 курс, в общем.
Печаль


Это всё расчетные величины?
как я понимаю...

Через какие кольца, поршневые?
По лабиринтным уплотнениям я как то считал....
через величины зазоров.
По поршневым кольцам отдельная история.
Наверх
 
 
IP записан
 
Андрей Миллер
Старейший участник
*****
Вне Форума


Я люблю строить самолеты!

Сообщений: 10355
Санкт - Петербург
Пол: male
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #13 - 28.05.18 :: 20:14:15
 
JohnDoe писал(а) 21.05.18 :: 08:03:10:
Самые большие сомнения вызывает проблема уплотнений, поршневых колец(будем так называть) в ДПМ.

Лично у меня самые большие сомнения вызывает узел вывода крутящего момента в показанном виде.
Сказать что это катастрофа, значит ничего не сказать... Печаль
Наверх
 
 
IP записан
 
leonid--23
Старейший участник
*****
Вне Форума


Тоже ненавижу этот Солидворкс.!

Сообщений: 870
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #14 - 28.05.18 :: 20:20:22
 
У меня вообще всё это интузазизма никакого не вызывает.
Но, пообещал, в чем то помочь.
В макете.
А макетировать то пока и нечего.
На анализирование просто нет времени.
Своей работы до.....много.
Которая не останавливается ни на рабочем месте, ни дома.
Наверх
 
 
IP записан
 
JohnDoe
Старейший участник
*****
Вне Форума


Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))

Сообщений: 4610
где-то в России....
Пол: male
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #15 - 28.05.18 :: 20:49:32
 
leonid--23 писал(а) 28.05.18 :: 19:58:48:
Через какие кольца, поршневые?

Да, поршевые.

Андрей Миллер писал(а) 28.05.18 :: 20:14:15:
Лично у меня самые большие сомнения вызывает узел вывода крутящего момента в показанном виде. 

В каком и где "показанном виде"? Я вроде ещё ничего не показывал. Всё и везде служит лишь для иллюстрации принципа/идеи. О чём специально и неоднократно говорилось.
Озвучен был лишь один из вариантов для демонстратора(чтобы обойтись минимальными вложениями). Причём конкретного конструктива пока не озвучено/показано, т.к. его ещё нет.
Потому и не беспокою пока людей выразивших определённую готовность помочь.
Я продолжаю пока период предварительных элементарных "расчётов". Сегодня с помощью модели провёл серию итераций с целью выявления наиболее выгодного угла опережения зажигания у эталона и ДПМ. Чтобы потом сравнить ДПМ даёт выигрыш в 10,8% мощности при прочих равных. Моделировался обычный цикл, без продолженного расширения, т.к. с ним чего-то не ладится. Мат.модель простая, а на сложную ума пока не хватает. Печаль
Наверх
 

CK! 73!
IP записан
 
JohnDoe
Старейший участник
*****
Вне Форума


Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))

Сообщений: 4610
где-то в России....
Пол: male
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #16 - 29.05.18 :: 05:05:47
 
leonid--23 писал(а) 28.05.18 :: 19:58:48:
Это всё расчетные величины?как я понимаю...

Этот Ваш вопрос относился к ранее приведённым графикам/цифрам, как я понимаю?
Если так, то да, расчёт в первом приближении. По воздушному циклу. Без претензий на профессионализм.
Наверх
 

CK! 73!
IP записан
 
Андрей Миллер
Старейший участник
*****
Вне Форума


Я люблю строить самолеты!

Сообщений: 10355
Санкт - Петербург
Пол: male
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #17 - 29.05.18 :: 15:04:24
 
JohnDoe писал(а) 28.05.18 :: 20:49:32:
Я вроде ещё ничего не показывал.

Пост №1 где штоки крутят наружный корпус роликами по криволинейной поверхности.  Смущённый
Наверх
 
 
IP записан
 
JohnDoe
Старейший участник
*****
Вне Форума


Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))

Сообщений: 4610
где-то в России....
Пол: male
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #18 - 29.05.18 :: 15:39:43
 
Андрей Миллер писал(а) 29.05.18 :: 15:04:24:
JohnDoe писал(а) 28.05.18 :: 20:49:32:
Я вроде ещё ничего не показывал.

Пост №1 где штоки крутят наружный корпус роликами по криволинейной поверхности.  Смущённый

Андрей, вот прям там же, в посте №1, прям сразу под той картинкой крупно написано и я сейчас ещё специально дополнительно цветом выделил:
Цитата:
[ОБРАЩАЮ ВСЕОБЩЕЕ ВНИМАНИЕ:
1. Механизм обеспечивающий перемещение поршней, их синхронизацию и преобразование их возвратно-поступательного движения МОЖЕТ БЫТЬ ЛЮБЫМ и сутью идеи не является! Указанный на рисунках/схемах/в тексте служит лишь пояснением/иллюстрацией для облегчения восприятия, если не указанно обратное;
2. Здесь подразумевается использование в ДПМ кривошипно-шатунного механизма для "уравнивания в правах" ДПМи эталонного ДВС;
3. Кол-во поршней может быть любым, не менее 3-х, здесь везде используется пример с 4 поршнями, так сложилось, да и мне просто так удобней;


Далее смотри п.2 в выше цитируемом, ну и пост №10 до кучи. Улыбка
Наверх
 

CK! 73!
IP записан
 
JohnDoe
Старейший участник
*****
Вне Форума


Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))

Сообщений: 4610
где-то в России....
Пол: male
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #19 - 30.05.18 :: 13:50:13
 
Вот, посетила мысль как избавиться от косинуса угла между нормалью газовой силы, действующей на поршень и вектором его перемещения. Если его "убрать", то прибавка у ДПМ будет около 50%, вместо 10-12 как посчитано сейчас. Мысль об этом терзала с самого начала, но вот вроде оформилась(см.вложенный рисунок)
Поршни закрепляются на оси, консольно, так, чтобы при повороте вокруг нее сохранялся неизменным угол между взаимно клнтактирующими поршнями. Для 4-х поршневого варианта, который я традиционно рассматриваю, угол поворота не выше 45 гр.Как это выразить с помощью простых формул, чтобы вставить их в мат.модель и посмотреть, будет толк от этого или нет?
То, что такая кинематика возможна сомнений нет. Например если взять четыре элипса, но хочется с пластинами.
Наверх
 

DPM_Roll.jpg (11 KB | )
DPM_Roll.jpg

CK! 73!
IP записан
 
Varan
Старейший участник
*****
Вне Форума



Сообщений: 1154
Владимир
Пол: male
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #20 - 30.05.18 :: 14:04:16
 
JohnDoe писал(а) 30.05.18 :: 13:50:13:
как избавиться от косинуса угла между нормалью газовой силы, действующей на поршень и вектором его перемещения

а зачем от него избавляться
Наверх
 
 
IP записан
 
JohnDoe
Старейший участник
*****
Вне Форума


Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))

Сообщений: 4610
где-то в России....
Пол: male
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #21 - 30.05.18 :: 14:30:42
 
Varan писал(а) 30.05.18 :: 14:04:16:
JohnDoe писал(а) 30.05.18 :: 13:50:13:
как избавиться от косинуса угла между нормалью газовой силы, действующей на поршень и вектором его перемещения

а зачем от него избавляться

Ну, если обратить внимание на схему, поясняющую принцип/идею(см.ниже анимашку):

...

То можно увидеть, что поршни движуться под углом 45 градусов по отношению к вектору/нормали действия газовых сил/давления в цилиндре(в данном, конкретном варианте ДПМ с 4 поршнями). Т.к. работа это Сила умноженная на путь и на косинус угола между их векторами, то здесь снижает работу на 30% (косинус 45= 0,707)
Наверх
 

CK! 73!
IP записан
 
Varan
Старейший участник
*****
Вне Форума



Сообщений: 1154
Владимир
Пол: male
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #22 - 30.05.18 :: 14:44:37
 
Вы как и  некоторые другие не там смотрите
работа ни от каких углов и плечей не зависит, разные механизмы преобразования движения поршня только могут ее уменьшать на разную величину за счет сил трения.

работа эта сила умноженная на перемещение поршня  (в вашем случае поршни это центральные 4 доски) , а сила это давление умноженное на площадь поршня  то есть, если подставить, то работа это давление умноженное на изменение объема (площадь на перемещение это объем), так что работу создает давление при изменении объема

и никакие углы, косинусы, плечи и прочая хрень на работу газов не влияют

в вашем случае перемещение поршня надо считать по прямой перпендикулярной вашим доскам
Наверх
 
 
IP записан
 
JohnDoe
Старейший участник
*****
Вне Форума


Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))

Сообщений: 4610
где-то в России....
Пол: male
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #23 - 30.05.18 :: 14:56:00
 
Varan писал(а) 30.05.18 :: 14:44:37:
и никакие углы, косинусы, плечи и прочая хрень на работу газов не влияют

На работу газов да, а вот на мех.работу очень даже.  Согласно определению механической работы.
Varan писал(а) 30.05.18 :: 14:44:37:
в вашем случае перемещение поршня надо считать по прямой перпендикулярной вашим доскам 

Ну тогда вообще всё будет в шоколаде, мало того что площадь поршней на РХ увеличивается от ВМТ к НМТ, мало того что их 4 шт(в данном случае), так ещё и суммарная величина РХ почти вдвое больше. Как бы ДПМ бензин вырабатывать не начала. Подмигивание
Пойду, Гоца пошурую, насчёт интегрирования работы/момнта по углу поворота КВ.
Наверх
 

CK! 73!
IP записан
 
Varan
Старейший участник
*****
Вне Форума



Сообщений: 1154
Владимир
Пол: male
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #24 - 30.05.18 :: 15:04:15
 
при чем здесь определение мех работы, если вы силу под углом к перемещению приложили то работу совершает только часть силы совпадающая  по направлению движения с перемещением,  но на оставшуюся часть силы , которая перпендикулярно к перемещению никакой энергии впустую не тратится, эта сила может только увеличивать работу сил трения только и всего

работа газов  это интеграл P *dV, у вас отличие только в том что объем изменяется не только за счет хода поршня но и за счет изменения площади поршня, так что и смотреть надо не на перемещения а на изменение объема

и никакой разницы в количестве поршней и их площади по сравнению с обычным поршнем в цилиндре нет- у вас быстрее объем увеличивается, так значит и давление будет быстрее падать
Наверх
 
 
IP записан
 
JohnDoe
Старейший участник
*****
Вне Форума


Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))

Сообщений: 4610
где-то в России....
Пол: male
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #25 - 30.05.18 :: 15:28:39
 
Varan писал(а) 30.05.18 :: 15:04:15:
работа газовэто интеграл P *dV, у вас отличие только в том что объем изменяется не только за счет хода поршня но и за счет изменения площади поршня, так что и смотреть надо не на перемещения а на изменение объема

С изменением объёма и пр. мне более менее ясно, меня интересует кол-во мех.работы на валу. Хотя бы теоритический. Хотя бы примерно. Прикинуть. А иначеостаётся только постройка опытного образца. Это, конечно, оптимальный вариант. Я к нему всеми фибрами стремлюсь, но у меня нет средств и возможностей. И особых надежд нет. Потому и решил опубликовать, вдруг чего со мной.... тьфу-тьфу-тьфу.
Ваш подход академичен и правилен, но он, реализованный в простой математической модели даёт академический же ответ: "Кол-во работы/момента/пр. от конструкции двигателя не зависит" Только это верно в отношении располагаемой работы, а не той, что на выходном валу.
ИМХУ
Наверх
 

CK! 73!
IP записан
 
Varan
Старейший участник
*****
Вне Форума



Сообщений: 1154
Владимир
Пол: male
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #26 - 30.05.18 :: 15:37:51
 
а на выходном валу будет академическая работа минус потери в механизме, у вас доски трутся посуху и между собой и по торцевым крышкам, так что потери большие
Наверх
 
 
IP записан
 
JohnDoe
Старейший участник
*****
Вне Форума


Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))

Сообщений: 4610
где-то в России....
Пол: male
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #27 - 30.05.18 :: 15:46:46
 
Varan писал(а) 30.05.18 :: 15:37:51:
а на выходном валу будет академическая работа минус потери в механизме, у вас доски трутся посуху и между собой и по торцевым крышкам, так что потери большие

Что мешает полить их маслом? Да ничего. Точно так же ка и в обычном поршневом ДВС.
Наверх
 

CK! 73!
IP записан
 
Varan
Старейший участник
*****
Вне Форума



Сообщений: 1154
Владимир
Пол: male
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #28 - 30.05.18 :: 15:53:34
 
в обычном двс еще кольца есть которые масло в камеру сгорания не пускают и щелей поменьше будет
Наверх
 
 
IP записан
 
JohnDoe
Старейший участник
*****
Вне Форума


Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))

Сообщений: 4610
где-то в России....
Пол: male
Re: Диафрагменно-Поршневая Машина
Ответ #29 - 30.05.18 :: 16:11:46
 
Varan писал(а) 30.05.18 :: 15:53:34:
в обычном двс еще кольца есть которые масло в камеру сгорания не пускают и щелей поменьше будет

У меня кольца тоже предусмотрены. В конце первого поста есть картинка с вариантом. Величину потерь-то я и хотел узнать. Не думаю, что там будет что-то катастрофическое, но очучения к делу не пришьёшь, а в найденой методике расчёта потерь я только начал разбираться, без уверенности, что смогу её переварить, всё ж образование  меня хромает.
Наверх
 

CK! 73!
IP записан
 
Страниц: [1] 2 3 ... 5