Двигатели ПДП и их производные.

argentavis

Я люблю строить махолёты!
Особого смысла в такой схеме, кроме экономии свечек, не вижу. Эту схему я бы назвал псевдо ПДП.
Я бы так не сказал. Если сложить всё в одну корзинку, а это снижение площади камеры сгорания и уменьшение в связи с этим потерь на охлаждение, ликвидация противовесов, которые здесь не нужны в связи с тем, что возвратно-поступательное движение масс скомпенсировано, и противовесы будут работать, как вибраторы, поэтому КВ будут как минимум в два раза легче, и если не задаваться целью делать перекрещивающиеся винты, то цепная связь КВ, позволит бонусом получить понижающий редуктор, то в целом, в четырёхцилиндровом варианте, картинка получается красивой.

Может создадим стартап и общими усилиями сделаем маленькую серию для натурных испытаний. Имею в виду схему из вашего поста 66 :) Надеюсь Вячеслав поможет с расчетами и проектированием.
Вот здесь можно заказать детали картера.
http://miass-korpus.ru/?utm_source=rsya&utm_medium=rossiya&utm_term=%D0%B8%D0%B7%D0%B3%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5%20%D0%B4%D0%B5%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%B5%D0%B9%20%D0%BF%D0%BE%20%D1%87%D0%B5%D1%80%D1%82%D0%B5%D0%B6%D0%B0%D0%BC&utm_content=glavnaya&utm_campaign=izgotovlenie&yclid=4488504225423433830
 

А.Г.К

Я люблю строить самолеты!
Американский "Юмо".
Умиляет высказывание "Больше никаких прогоревших клапанов". Это правда, но правда ещё и в том что будут прогоревшие выпускные поршни, залёгшие кольца и другие прелести свойственные 2-х тактной ПДП-схеме. Очередной "чудо двигатель" который изобретатели пытаются втюхать потребителю. Харьковчане с 1945 года "водят хороводы" вокруг подобных двигателей, вот только победного шествия по планете их что-то не наблюдается. Да и англичане сдулись со своим танковым L70.
 
Я бы так не сказал. Если сложить всё в одну корзинку, а это снижение площади камеры сгорания и уменьшение в связи с этим потерь на охлаждение, ликвидация противовесов, которые здесь не нужны в связи с тем, что возвратно-поступательное движение масс скомпенсировано, и противовесы будут работать, как вибраторы, поэтому КВ будут как минимум в два раза легче, и если не задаваться целью делать перекрещивающиеся винты, то цепная связь КВ, позволит бонусом получить понижающий редуктор, и в целом картинка получается красивой.
Придется пояснить свою мысль. Я поддержал  идею А.Г.К.:

есть более простой способ. Можно попробовать соединить два обычных 2-х тактника съёмной камерой сгорания 
Такой эксперимент не предполагает изготовдения КВ и картеров. 

Потом, сама идея ПДП интересна мне только возможностью осуществления прямой продувки. Сохранение стандартной, возвратно-петлевой, на мой взгляд не даст преимуществ.

Движок на базе ЦПГ от бензопил, это 200см[sup]3[/sup] Для самолета этого явно мало. Т.е. чтобы получить приемлемую мощность, все равно понадобятся высокие обороты, редуктор и пр., значит его много-цилиндровость - излишество. А для парамотора мне видится схема с разнесенными винтами, для чего ПДП, как раз подспорье. По итогам распросов опытных парамоторщиков, есть мнение, что затенение винта довольно заметная проблема.

Цепной привод заманчив, но не позволит осуществить противовращение достаточно просто. Может быть, попробовать связь жестким штоком, своебразный шатунный привод?
 

Вложения

будут прогоревшие выпускные поршни, залёгшие кольца
Все же, каким-то образом эти двигатели имели достаточно внушительные пробеги. Залегшие кольца могут быть результатом либо закоксованности, либо перегрева. Первая причина современными 2-хтактными маслами практически решена. Вторая возможно может быть решена способом, предложенным в #69. По сути, это то же, что #66, но с несколько иным направлением циркуляции ТВС. Охлаждение поршня будет почти как в обычном 2Т.
 

argentavis

Я люблю строить махолёты!
Может быть, попробовать связь жестким штоком, своебразный шатунный привод?
Сразу возникнет проблема возвратно-поступательного движения массы штока, который придётся компенсировать противовесами.
Разнесение винтов, мой товарищ пытался реализовать применением двух авиамодельных оппозитных движков. Сделали рамку для крепления двух движков и сдвоенное управление газом. Но застопорилось из-за какого то дефекта в блоке зажигания двигателя. Огромное опережение, и при запуске бьёт по рукам. Выйти на сайт производителя не удалось. Пока проект отодвинут.

Движок на базе ЦПГ от бензопил, это 200см3 Для самолета этого явно мало. 
Для категории 115 кг достаточно, для мотопланеров тем более.
 
Сразу возникнет проблема возвратно-поступательного движения массы штока, который придётся компенсировать противовесами.
Все же проще, чем цепной редуктор. Но это только предложение, не настаиваю.

Для категории 115 кг достаточно, для мотопланеров тем более.
Мне кажется, в малокубатурном классе уже давно решены комплексные проблемы массы, компоновки, относительной экономичности. Есть даже производители, Pisman например, конкуренция с которыми дело мало благодарное. Кроме того, как настойчиво повторяет А.Г.К., для ПДП схемы весьма критичны температурные режимы на выпуске. И это на мой взгляд, напрямую связано с высокими оборотами. А для микролитражной техники они неизбежны. Ведь изначально я задавал вопрос:

С учетом качественной продувки, длинноходности и отсутствии необходимости в громоздкой системе выхлопа и сложной системы смазки в случае пилотажного применения, возможно ли создание низкооборотного двухтактника с достаточно большим объемом, напр. 2 литра, и соотв. мощностью 60-80 сил, для работы без редуктора?
Иначе сама идея теряет смысл.

Что до прогорающих поршней и залегающих колец, то они и являются следствием эксплуатации на повышенных режимах. ПДП двигатели здесь не исключение. Помню, как приятель приобрел "Урал-Волк" в качестве первого мото. И стал гонять  по трассе Москва-Рига на максимале, в районе 130-140км/ч. Результат не заставил себя ждать.
 

А.Г.К

Я люблю строить самолеты!
ПДП двигатели здесь не исключение.
Самый первый ПДП двигатель был 4-х тактным с газораспределением через клапана, это двигатель Костовича. Костович построил несколько таких двигателей, двигатели, по имеющимся данным, устанавливались на дирижабль "Россия" и на моторные лодки. 8-ми поршневой двигатель имел мощность в 80 л.с. Английский исследователь двигателестроения считает двигатель Костовича первым авиационным двигателем. Сейчас один образец двигателя находится в Питере.
 

argentavis

Я люблю строить махолёты!
Мне кажется, в малокубатурном классе уже давно решены комплексные проблемы массы, компоновки, относительной экономичности. Есть даже производители, Pisman например, конкуренция с которыми дело мало благодарное.
Да конечно, схема двухцилиндрового 2т рядника отработана, и составлять конкуренцию для  Pisman нет смысла.
Но вариант продувки ( пост 66) в 4 поршневом варианте, всё таки, будет иметь преимущества, о которых я уже упомянул, и это будет другой двигатель со своей нишей, это высокая степень сбалансированности и более низкий уровень вибраций, и возможно меньший удельный вес на мощность (КВ без балансиров) и меньший расход благодаря большему термическому КПД (уменьшены тепловые потери в КЗ, у головок цилиндров нет крыши и КЗ объединены в одну). Поверхность охлаждения КЗ уменьшена примерно на 2/3. Один общий понижающий редуктор, (при цепной связи КВ) так же возможно будет иметь меньший вес. Но это нужно всё просчитывать, а это не мой конёк.
Может Вячеслав скажет своё веское слово. :)
Можно ведь сделать прототип в единственном экземпляре, и для этого чтобы расходы на него свести к минимуму, использование ЦПГ от бензопил, думаю, самый подходящий вариант.
 

А.Г.К

Я люблю строить самолеты!
снижение площади камеры сгорания и уменьшение в связи с этим потерь на охлаждение
С этим не всё так просто. У форсированных ПДП двигателей поршни представляют из себя достаточно сложное сооружение с масляным охлаждением полости. Если учитывать всю поверхность теплообмена 2-х тактного ПДП и 4-х тактного двигателя с головкой то разница в площадях теплоотдачи может оказаться весьма незначительна. У 4-х тактного двигателя теплопередача идёт через огневые поверхности поршня, головки цилиндра и поверхность цилиндра. У ПДП двигателя, на полном рабочем ходе, теплоотвод осуществляется через огневые поверхности поршней, а при открытиии окон омывается ещё и зона колец вместе поверхностями окон. Для упрощения расчётов это не учитывается, вот только тепло то всё равно отводится. Поршень 2-х тактного мощного двигателя имеет в комплекте два маслосъёмных кольца, а максимальные потери на трение вызывают как раз маслосъёмные кольца. Поршень 2-х тактника всегда будет крупнее и тяжелее 4-х тактного при одинаковых рабочих ходах. Так что не всё так здорово в ПДП 2-х тактниках. Хотя схема ПДП наиболее целесообразна для поршневиков, как 2-х тактных так и 4-х тактных.
 

argentavis

Я люблю строить махолёты!
У форсированных ПДП двигателей поршни представляют из себя достаточно сложное сооружение с масляным охлаждением полости. Если учитывать всю поверхность теплообмена 2-х тактного ПДП и 4-х тактного двигателя с головкой то разница в площадях теплоотдачи может оказаться весьма незначительна.
Я ведь говорю не о ПДП с раздельной смазкой, прямоточной продувкой и нагнетателем, а об упрощённом, в моём случае, конкретном варианте для применения на мотопланере, совмещения двух ЦПГ от бензопил. Как бы "антиоппозитник", без всяких приблуд. Как на рисунке из поста 66.
Рассмотрим четыре варианта для сравнения.
Первый - два 1ц 2т моторчика работают отдельно, каждый со своим редуктором и винтом.
Второй - два 1ц 2т моторчика работают через цепь на один редуктор и один винт.
Третий - оппозитный из двух ЦПГ через редуктор на один винт.
И четвёртый - "антиоппозитник" через общую цепь на одну звезду и винт.
К недостаткам первой схемы можно отнести необходимость максимально сблизить ВМУ, чтобы в случае отказа снизить перекос тяги, требуется два винта, два редуктора, две консоли, два пусковых устройства, два источника вибрации и в общем всё по два.
Второй вариант несколько получше, тяга по оси планера (в моём случае тянущая установка над кабиной), один винт, можно обойтись одним тросовым пусковым устройством с пуском из кабины. Остаются две выпускных системы и два источника вибрации. Можно сделать и одну, если синхронизировать КВ и объединить выпуск, но сложно.
Третий вариант требует специальный КВ, вибрации от поступательных масс скомпенсированы, общий картер немного снижает вес, выпуск можно объединить, один редуктор, один винт, вибрации снижены.
У всех трёх одни и те же параметры термического КПД и удельный расход топлива.
Четвёртый вариант позводяет сделать "обрезание" для КВ и головок, и как следствие значительно снизить вес. Площадь КС хоть и незначительно но снижается, а если учесть, что в момент вспышки там самая высокая температура, то очевидно, что тепловые потери будут ниже, а значит и падение давления будет меньше, а значит и крутящий момент чуточку больше, при том же расходе топлива. Вибрации останутся только от крутильных колебаний. Останутся две свечи в одну КС, что хорошо, две независимые системы зажигания, что так же большой плюс, работать будет с одним или двумя карбюраторами и на одну выхлопную систему.
При том, что такой вариант не будет иметь проблем с перегревом выпускного цилиндра с поршнем при прямоточной продувке, и не требует нагнетателя.
 
Для пущей корректности надо рассмотреть еще и вариант с простым, одноцилиндровым движком, соответствующего рабочего объема. Страсти по противовесам несколько гипертрофированны. Разговор про них актуален при проектировании наземной, гоночной техники, где возможность снизить инерционные нагрузки - один из важных параметров или при проектировании автоконверсий, где их избыточный вес побуждает всюду лезть с напильником. Для микролитражных однорежимных 2Т движков пара-другая сотен граммов на одно колено - только бальзам для снятия вибраций.
И в таком случае вариант из #66 для меня лично под большим вопросом.

ЗЫ. Нагнетатель для простой схемы ПДП также излишество. При низком форсировании, что предполагает авиационное применение, ни к чему.
 

argentavis

Я люблю строить махолёты!
Для микролитражных однорежимных 2Т движков пара-другая сотен граммов на одно колено - только бальзам для снятия вибраций.
Да, конечно, для наземной техники, особенно в классе эндуро для триала, увеличенные маховики нужны не только для снятия вибрации, но и как аккумулятор кинетической энергии для преодоления препятствий при частой работе со сцеплением, но и не только.
Пример тому явовский КВ, в сравнении с бурановским.
Первый примерно в полтора, если не в два раза тяжелее, хотя объём цилиндров в два раза меньше. Вибраций почти нет. На холостых работает как часы.
Бурановский легче, но на КВ сидит вариатор. Маховик достаточно массивный, поэтому балансировкой КВ, производитель особо не заморачивается.
Но для авиационного мотора маховики на КВ это лишний вес, потому что есть винт, который и является маховиком.
Поэтому мне  #66 кажется хорошим вариантом, но может быть тут есть какие то подводные камни и может быть я не вижу за лесом деревьев?
Поэтому хочется по максимуму выяснить все острые углы и понять, на что можно напоротся, если взяться за реализацию такой конструкции.
 

А.Г.К

Я люблю строить самолеты!
а об упрощённом
Упрощённый вариант можно вообще сделать с кривошипно-кулисным механизмом. Поршень-кулиса представляют из себя одну деталь из алюминия, правда отношение S/D не должно превышать 0,8. Я прорабатывал варианты таких двигателей применительно к ручному инструменту. Двигатель хорошо уравновешен, ну а продувку можно сделать по типу разделённой. Сначала идёт продувочный воздух из одной кривошипной камеры за ним, по более длинному пути, топливовоздушная смесь. Это примерно как у бензопил с продувкой "Target-Q" применяемая на бензопилах "Хускварна". Такая схема продувки известна давно, в серии её применили шведы. Двигатель мощностью 20..30 сил можно сделать достаточно компактным да и разделённая продувка даёт экономию до 20%, если верить рекламе. Так что дерзайте.
 

argentavis

Я люблю строить махолёты!
Упрощённый вариант можно вообще сделать с кривошипно-кулисным механизмом. Поршень-кулиса представляют из себя одну деталь из алюминия, правда отношение S/D не должно превышать 0,8. 
Где посмотреть?
 

argentavis

Я люблю строить махолёты!
О-о..., нет, это сложно и дорого для реализации, во первых. Использовать серийные покупные детали будет проблематично, а значит практически всё придётся заказывать.
Во вторых, появляются дополнительные пары трения, ползуны в двух направлениях, картеры повышенной сложности, где одним расточным станком не обойдёшься.
Такой вариант мне не подходит.
 

leonid--23

Тоже ненавижу этот Солидворкс.!
Откуда
Уфа
Алексей Геннадьевич, я бы, в кинематике зуб.передачи, либо увеличил на зуб центральное ЗК, либо на зуб уменьшил крайние.
Шпоночное соединение, заменил бы на посадку на конус 1:10.
Крайние кинематические положения поршней выставлял бы по шаблону.
Отпадает геморой с позиционированием и прорезкой шпоночного паза и технологич. заморочками.
С уважением.
 

А.Г.К

Я люблю строить самолеты!
я бы, в кинематике зуб.передачи, либо увеличил на зуб центральное ЗК, либо на зуб уменьшил крайние.
Слава, двигатель рисовал для триммера, от нефиг делать. У меня на центральной шестерне посажен ротор магнето. Ну, а без шпонок конечно обойтись можно при такой компоновке.
 

argentavis

Я люблю строить махолёты!
Я тут немножко изменил рисунок из п. 66, сократил расстояние между КВ, убрав горлышко примыкающих камер сгорания, и изменил днища поршней на вогнутые, тем самым уменьшил внешние поверхности камеры сгорания и приблизил её к сферической форме. Перешеек теперь не мешает перекрёстной продувке. В случае использования цилиндров от мотопилы "дружба"  их можно просто сварить между собой на оправке.
Работать будет в таком положении. Выпускные трубы по бокам поднимаются вверх и соединяются сзади в один резонатор.
Вот только где поршни такие заказать можно?
 

Вложения

Вверх