Для тех, кто активно интересуется различными изобретениями, доработками и инновациями в сфере двигателестроения, следует обратить внимание на двигатель Ибадуллаева, а также на двигатель без коленчатого вала.
Если в первом случае речь идет о значительном увеличении степени сжатия и получении большой мощности без увеличения рабочего объема, то во втором следует понимать снижение механических потерь и рост КПД, расхода горючего, степени вибраций, общего веса ДВС и т.д. Давайте остановимся на моторе без коленвала более подробно.
Мотор без коленчатого вала: преимущества и сложности реализации
Итак, главной задачей и назначением любого ДВС является преобразование энергии, полученной от сгорания топлива, в механическую работу. Если просто, топливо сгорает в закрытом объеме, газы оказывают давление на поршень, через кривошипно-шатунный механизм возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное.
В результате создается крутящий момент двигателя, который передается через трансмиссию на колеса автомобиля. Примечательно то, что хотя с момента создания первых моторов и их внедрения в широкие массы прошло уже более 100 лет, общая конструкция ДВС не изменилась.
Читайте также: Как избавиться от турбоямы и почему она образуется?
Даже с учетом того, что современные двигатели получили высокоточные развитые системы электронного впрыска и управления, стало возможным изменять фазы газораспределения и т.д., хорошо известный КШМ продолжает лежать в основе силового агрегата на бензине, дизтопливе или газе.
При этом постоянно ведутся работы, чтобы мотор мог работать без коленвала. Дело в том, что привычный кривошипно-шатунный механизм не лишен целого ряда определенных минусов. Именно по этой причине инженеры стремятся избавиться от этого узла.
Дело в том, что работа КШМ связана с неизбежным создание трения и значительных боковых усилий, которые приводят к износу стенок цилиндров. В результате зеркало цилиндра повреждается, разрушаются поршневые кольца и т.д. Что касается потерь на трение, общий КПД двигателя заметно снижается.
Также двигатель с коленвалом сложно обслуживать, так как снятие коленвала без снятия двигателя на многих авто крайне сложно реализовать. Вполне очевидно, что если исключить указанные недостатки, двигатель станет более производительным, увеличится моторесурс.
Для решения задачи конструкторы предлагают разные подходы, однако на практике качественно реализовать большинство решений попросту не удается. Наибольшего внимания в данной области сегодня заслуживает двигатель Баландина и двигатель Фролова. Давайте остановимся на механизмах без шатунов и коленвала более подробно.
Только трезвая Россия станет великой!
Итак, уважаемые соратники, я вам хочу показать некоторое железо. То есть отчаявшись что-то доказать с помощью доводов, излагаемых на бумаге, я перешел к практической такой работе.
И вот первый макет был изготовлен (это 340 кубиков рабочих), кто в этом деле разбирается, прикинет, какую мощность можно с этого примерно развить.
Детали бесшатунных двигателей авторской разработки.
Показаны детали бесшатунных макетов и бесшатунных двигателей схемы С.С.Баландина разработки А.А.Зверева.
Показаны детали прототипа бесшатунного поршневого двигателя весом 45кг и расчётной мощностью в 200 л.с. Предлагается оснастить вертолёт Ка-26 четырьмя такими двигателями.
Расчёта показывают, что при этом силовая установка Ка-26 облегчается примерно на 450-500 кг. Расход топлива уменьшается со 105 кг/час до 65 кг/час. Предельная дальность вертолёта Ка-26 при оснащении бесшатунной силовой установкой возрастает до 4000-4500 км. Начальная грузоподъёмность возрастет до 1500-1600кг.
И два слова о цене газотурбинных двигателей в сравнении с поршневыми.
Специально созданный для вертолёта R-66 газотурбинный двигатель мощностью в 300 л.с. стоит 75 тыс. долл. То есть одна л.с. стоит 250 долл.
Поршневой двигатель АШ-62 мощностью в 1000 л.с. стоил 6300 советских рублей. То есть одна л.с. стоила примерно 6 долл. Другими словами, примерно в 40 раз меньше.
«Цена одной лошадиной силы» поршневого отечественного двигателя легкового автомобиля объёмом в 1,6 литра обходится в 1-2 долл. Бесшатунный двигатель схемы Баландина обходился в постройке в 2-2,5 раза дешевле обычного. Так что можно предположить, что у бесшатунной силовой установки для вертолёта Ка-26 цена одной лошадиной силы будет не более 1-2 долл. При общей мощности в 800 л.с при серийном производстве цена двигателей силовой установки составит примерно 1000-2000 долл. Это, ориентировочно в десятки раз дешевле чем газотурбинная силовая установка. При этом нужно помнить, что газотурбинная силовая установка не улучшает, а значительно ухудшает основные качества вертолётов.
Газотурбинная силовая установка целесообразна только для тяжёлых вертолётов полётным весом более 8-10 тонн, так как пока трудно создать, в разумные сроки, поршневую силовую установку мощностью 2000-3000 л.с.
Читайте также: Электросхема ВАЗ 2114 инжектор 8 клапанов с описанием
Этот макет у меня был сделан специально для того, чтобы показать, как этот двигатель устроен. Вот его коленчатый вал, чтобы снять мощность с 4х цилиндров, так он устроен внутри: берется, разбирается на 2 части.
Внутри шток с двумя поршнями, вот это цилиндры, само собой понятно, что для серийного производства, это одна такая деталь. Хотя на двигатель идет две, но они одинаковые, с точки зрения серийного производства, это одна деталь.
Точно так же, хотя здесь 4 поршня, 2 штока, для серийного производства это всего лишь 2 детали: здесь поршень и шток.
Ну, коленчатый вал, видели. Здесь для связи штоков еще и эксцентрик. Вот, собственно говоря, и все детали.
Если объяснять это устройство с помощью чертежей, как оно всё работает, такие заморочки с точки зрения понимания, получаются. Требуется хорошо развитое пространственное воображение. Ну а дальше один из макетов у меня был изготовлен, я на нём отрабатывал технологию изготовления. Одно из обвинений в адрес бесшатунного двигателя, что он очень сложен в изготовлении, что требуется высочайшая точность и так далее.
Дорогие друзья, здесь всё не так. Да, точность здесь требуется очень высокая. Ирбит, например, располагая хорошей базой, сделали бесшатунный двигатель, но провернуть коленчатый вал, как я здесь проворачивал, не смогли, не смогли выдержать те допуски, которые требует этот двигатель. Но всё очень просто разрешается.
Я вообще по профессии вертолетчик, но своими руками сделал 6 макетов. И всё в заданных допусках у меня получалось. Почему? Потому что я отработал оригинальную технологию изготовления, с которой могу поделиться. Ещё раз подчеркиваю: всё это очень даже просто! Пятый макет я запустил на стенде. И в ролике его запуск выложен в Интернете, можете это хорошо посмотреть. И сейчас я хочу вам показать детали двигателя, вернее макет, детали не калёные. Предприятие, которое помогало, находилось в стадии ликвидации, и его, в конце-концов, ликвидировали, поэтому я не смог сделать так, как мне надо было, поэтому детали не калёные.
Нельзя запускать (задиры будут), но, тем не менее, полностью этот макет, в натуральных размерах, Так он выглядят — его детали.
Его характеристики: рабочий объем 1,6 л. Что с этих литров можно получить? Рыбинское моторостроительное объединение сделало прекрасный авиационный двигатель 150 кг — вес, 200 л.с. они сняли мощность, 1,6 л — рабочий объем. Это хороший, это очень хороший показатель. И по весу в том числе. Вот у меня этот макет. Он точно такого же объема — 1,6 л, только весит он полностью в сборе (все системы были промоделированы) 45 кг. И здесь я хочу вам показать некоторые детали.
Во-первых, вот это вот картер — это основная деталь двигателя 200 л.с. Это очень такая легкая вещь. Вот его штоки. Здесь вот насажены поршни. Штоки (оба, в видео оговорка) весят 1,2 кг. Вот так поршни выглядят без штоков. Вот коленчатый вал, его можно держать на мизинчике. И вот тут вот эксцентрик, который для связи штоков.
Вот, собственно говоря, основные все детали. Ну, покажу и цилиндр. Цилиндр — это просто говоря модель, причем очень перетяжеленная, тут сделано из всего железа, я просто уже много раз моделировал, поэтому моделировать, так моделировать, и возможности у меня не было изготавливать такое облегченное, но даже с такими тяжелыми цилиндрами, всё вместе с агрегатами это получилось 45 кг.
Как вы видите, картер был разъемный, а здесь неразъемный. То есть. он в изготовлении стал ещё легче. Вот это решение было защищено авторским свидетельством. Эти все вещи сделаны на уровне изобретения.
И хочу я закончить, дорогие друзья, тем, чем начал.
Это я рассказываю не ради того, чтобы железо там показать, хотя да, кому интересно, я готов к сотрудничеству любому, пожалуйста, но я хотел показать, что любое из наших общетеоретических каких-то концептуальных положений, доведено до практики и в практике дает такие результаты, о которых я здесь говорил: принципиально новые вещи. Дорогие друзья, спасибо за внимание, успехов вам и Трезвости! Будет Трезвость, будут успехи!
Читайте также: Где находится кран печки на ниве шевроле
Послесловие.
Первое. Создание поршневого двигателя на основе бесшатунной схемы С.С.Баландина мощностью 200 л.с. и весом в пределах 45 кг. даёт возможность создать прекрасную силовую установку для вертолёта Ка-26, из четырёх двигателей и сообщает ему принципиально новые качества. Кроме того, создание такого двигателя позволяет решить проблему силовых установок для вертолётов полётным весом в диапазоне от 1000 кг. (один двигатель) до 5000-6000 кг в варианте 6 двигателей в одной силовой установке.
Единый двигатель для целой гаммы вертолётов резко снижает себестоимость производства двигателя, и также резко снижает эксплуатационные затраты, обслуживание, обучение личного состава и т.д. Что дополнительно улучшает эффективность использования вертолётов.
Второе. Утверждение объективных показателей:
— начальная грузоподъёмность вертолёта и
— предельная дальность полёта вертолёта
Как базовых для комплексной оценки качеств вертолётов создаёт предпосылки для исключения субъективных оценок качеств вертолётов на всех этапах создания машин и их дальнейшей эксплуатации и позволяет приступить к реорганизации правил различных взаиморасчётов при создании машин, их приёмке и принятии решения об эксплуатации.
Третье. Сам факт принятия решения об оснащении вертолёта Ка-26 силовой установкой на основе поршневого бесшатунного двигателя, осуществление этого решения будет указывать о начале положительных изменений в авиапроме.
Оглавление:
Часть 1/18ОбращениеЧасть 2/18Восстановить авиапром помогут объективные показатели и созидательные ПРАВИЛА ДВИЖЕНИЯ ДЕНЕЖНЫХ ПОТОКОВ (ПДДП)Часть 3/18Ка-26 Вертолет настоящего и будущегоЧасть 4/18Прямоугольники сравнения (Ми-2, Ми-4)Часть 5/18Прямоугольники сравнения (Ми-2, Ми-4 и Ка-26 с БДБ)Часть 6/18Коэффициент топливной эффективности в зависимости от расстояния перемещения (Ми-2, Ми-4,Ка-26 с БДБ)Часть 7/18Расход топлива на перемещение ед. груза в зависимости от расстояния (Ми-2, мотонарты, Ка-26, Ан-2, Ка-26 с БДБ, «Газель»)Часть 8/18Провозная способность ед. неизменного веса вертолёта в зависимости от расстояния перемещения (Ми-2, Ми-4)Часть 9/18Провозная способность ед. неизменного веса вертолёта в зависимости от расстояния перемещения (Ми-2, Ми-4 и Ка-26 с БДБ)Часть 10/18Характеристики силовых установок (ПД и ГТД)Часть 11/18Поршневые двигатели оптимальны для вертолётовЧасть 12/18Показатели присущие вертолёту в неотделимой степениЧасть 13/18Показатели присущие вертолёту в отделимой степениЧасть 14/18Уровни в суммарных хозяйственных технологиях и обратные связи. Технический уровеньЧасть 15/18Уровни в суммарных хозяйственных технологиях и обратные связи. Организационный уровеньЧасть 16/18Уровни в суммарных хозяйственных технологиях и обратные связи. Уровни суммарных технологийЧасть 17/18Уровни в суммарных хозяйственных технологиях и обратные связи. Уровень планетарного балансаЧасть.18/18Детали бесшатунных двигателей схемы Баландина (изготовлены в период с 1976 по 1995 гг.)Смотреть все части в одном видео: Оснащение вертолёта Ка-26 поршневой силовой установкой схемы Баландина
end faq
Social Like
Бесшатунный двигатель Баландина
Данный мотор известен тем, что в нем отсутствуют шатуны. Преобразование возвратно-поступательного движения поршней в цилиндрах происходит благодаря использованию в конструкции специального эксцентрического механизма.
Общее устройство бесшатунного двигателя предполагает наличие следующих деталей:
- специальный поршневой шток
- коленвал особой конструкции
- подшипник кривошипа и кривошип
- вал для отбора мощности
- поршень
- ползун штока
- цилиндр
В таком ДВС вместо шатунов были использованы поршневые штоки, которые жестко прикреплены к поршням (в обычном агрегате для соединения используется поршневой палец). Указанные штоки, как и привычные шатуны, охватывают шейки коленвала.
Также на штоках с обеих сторон подшипника изготовлены ползуны. Эти ползуны скользят по специальным направляющим в картере мотора. В результате данная конструкция позволяет избавить поршень и стенки цилиндра от бокового усилия. Фактически, в такой схеме реализации поршень можно считать обычной обоймой для поршневых колец, уплотняющих зазор между цилиндром и поршнем.
Сейчас читают
Интернет в авто и не только: особенности технологии…
Покрытие автомобиля керамикой: что нужно знать
Отсутствие боковых усилий позволяет снизить допуски применительно к размерам поршня. Двигатель становится более производительным, экономичным, возрастает ресурс. Также следует отметить компактность такого ДВС и сниженный вес. Однако главным минусом всей конструкции можно считать крайне высокие требования касательно общей точности изготовления указанного эксцентрика.
Новое в блогах
Обзор по перспективным двигателям для народного автомобиля
( подготовил тольяттинский изобретатель Ульдяров В.Б.)
На сайтах и в Роспатенте по двигателям время как будто бы остановилось. Всё что я видел десятилетия назад по прежнему обсуждается. Широко представленные роторно – лопастной двигатель Вигроянова на Ё-мобиле и сферический двигатель Кузнецова с ШУРСом я видел в металле на тумбочках работников СКБ РПД ВАЗа 35 лет назад. Непреодолимые конструктивные недостатки этих схем и проблемы уплотнения особенно торца не позволили им реализоваться.
Так же поршневой двигатель Фролова, с желаемым значительно уменьшенным углом качания шатуна шарнирно связанного с рычагом – крестовиной, делает не жизнеспособным водило преобразующее через кулису возвратно – поступательное движение поршня во вращение выходного вала. Эта красивая схема преобразования не пригодна для силовой передачи.
Затратил попусту время на просмотр многочисленных заявок на изобретения широко «засветившихся» в Интернете изобретений Панченко и Ибадуллаева, т.к. на страницах Ё-мобиле суть их предложений не раскрывалась. А суть оказалась даже не подлежащая вниманию.
Изобретатели по прежнему упражняются в поршневых двигателях, у которых поршень взаимодействует через ролик с копирами или косыми шайбами, забывая о главном источнике механических потерь – это о боковом усилии на стенки цилиндра или крейцкопфа.
Большой спектр изобретений представлен аналогами двигателя Баландина.
Смена названия, например, на рычажно – кулисный не устраняет проблем первоисточника, а добавляет, т.к. кулиса это крейцкопф со своими недостатками сомнительно используемая для синхронизации вращения вместо шестерёнчатой пары.
Отсутствие шестерёнчатой синхронизации по патенту №2212552 вызвано непониманием автором возможности собираемости предложенного вала с эксцентриками.
Читайте также: Датчик выключения вентилятора: особенности и установка
А автор патента №2094629 понимал, преобразуя двигатель Баландина в ротативный, что вращающийся блок смещённый на величину эксцентриситета кривошипа потребует себе крупногабаритных подшипников ограничивающих обороты. Поэтому кривошип он выполнил консольным, что неприемлемо для серьёзной конструкции.
Двигатель с полноопорным валом взаимодействующим с двумя двухсторонними поршнями расположенными во взаимно перпендикулярных расточках смещённого вращающегося блока я выполнил в металле. Прогиб вала от рабочей нагрузки и необходимость высоких требований к точности деталей привели к отказу от схемы.
Представлены многочисленно схемы преобразования бесшатунные, где прямолинейное движение задают зубчатые элементы, например, в патенте №2398121 планетарный механизм с двойным кривошипом. Не жёсткость конструкции и работа ударных нагрузок на зуб шестерни оставляют их только схемами.
Не единожды предлагались двигатели (типа № 94022681) с поршнем взаимодействующим с двумя синхронизированными шестернями шатунами. Технологически это неподъёмная схема, т.к. требует для нормальной работы абсолютной точности многочисленных размерных цепочек. Хотя в Германии в единичном экземпляре он был выполнен как макет.
Искать необходимо двигатель поршневой без силового воздействия поршня на стенки цилиндра и без крейцкопфа типа двигателя Гуськова – Улыбина, где прямило Чебышева создаёт прямолинейное движение поршня. Но эта схема не нашла продолжения из-за грубого спрямления движения поршня и дополнительных к этому термических искажений положения точки сопряжения с его штоком.
Двигатель Фролова: мотор без шатунов и коленвала
Основным принципом В. Фролова, который был положен в основу его разработок, является то, что коленчатый вал является далекой от совершенства деталью. По этой причине талантливый инженер детально изучил конструкцию двигателя Баландина, после чего предложил ряд собственных доработок.
С учетом того, что недостатком бесшатунного мотора Баландина оставались повышенные требования к точности изготовления эксцентрика, на начальном этапе Фролов существенно модернизировал данный узел преобразования. Однако далее был признан факт, что полностью избавиться от недостатков схемы мотора Баландина крайне сложно.
Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое двигатель FSI. Из этой статьи вы узнаете, какие особенности имеют двигатели данного типа, а также какие плюсы и минусы имеет указанный мотор.
При этом Фролов не остановился на достигнутом, а также не оставил мысль избавиться от коленвала. Дальнейшие поиски надежных и эффективных механизмов преобразования привели к тому, что изобретатель обратил внимание на механизм ткацкого станка.
В результате был создан сегментно-роторный мотор, в основу которого были положены как заимствованные и доработанные, так и собственные идеи. Полученный двигатель не имеет коленвала, вместо данной детали используется механизм, который по принципу действия и своему устройству похож на шарнир разных угловых скоростей. Такое устройство более известно под названием шарнир Гука.
Вращающиеся детали в таком двигателе Фролова работают благодаря использованию подшипников качения. Что касается смазочной системы, моторное масло подается под крышки клапанов, затем стекает, осуществляя смазку и отвод лишнего тепла. Чтобы масло хорошо охлаждалось, перед двигателем также отдельно установлен масляный радиатор.
