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.