Создаем сообща
идеи

Механизм. РЕЕЧНЫЙ вместо КШМ.

1 - корпус
2 - ползун с внутренней расточкой и зубьями по всему периметру
3 - вал
4 - зубчатое колесо

Идея симпатичная, но рабочая ли?  Мои "зарисовки" показывают что рабочая. Проблемное место - прохождение м.т.  Но, учитывая что высота и профиль зубьев могут быть разные, должно работать. Причём с зубьями по всему периметру получается даже лучше, чем если часть зубьев в районе м.т. отсутствует.

Новые комментарии
0
22 Декабря 2015 14:21
Сергей, предлагаю вырезать макет из бумаги и показать возможность работы механизма.
0
22 Декабря 2015 16:44
На бумаге примерно так: рис.3 - траектории движения 4-х точек.
0
23 Декабря 2015 09:13
Зачем из бумаги? Ну не в бронзовом веке каменным топором машем. Модель в Солиде, или Компасе. Не нравятся электронные модели - замоделировать и вырезать из стального листа на лазере. Или на 3Д-принтере распечатать. Надо то всего 6 деталюшек...
Модуль зубьев нарочито крупный - чтоб заедание (если будет) "проявилось" более явно
0
23 Декабря 2015 09:29
Если бы это было доступно ...
0
23 Декабря 2015 14:19
лазером лист режут чуть не на каждом углу. И контор, где 3д печать делают, уже больше, чем пунктов приема в проявку цветной пленки... И все довольно бюджетно... Правда, половина "лазерных" контор брезгует мелкими заказчиками...
0
05 Марта 2016 18:57
Возможно Вам будет интересно.
В описание предыдущей аналогичной темы добавил рисунки. Если смотреть их один за другим, получится типа анимации.
https://crowd.nami.ru/ideas/dvigateli/zamena_krivoshipno_shatunnogo_mekhanizma_v_dvs_na_reechnyy/
0
22 Декабря 2015 15:55
Даааа... бумага "прекрасно" покажет и возможное заедание, и неравномерность износа, и напряжения в зубьях.
0
22 Декабря 2015 16:50
А чем он лучше современных ДВС? И на сколько он лучше, экономичнее и т.д.
0
22 Декабря 2015 17:12
Идея в том, что давление поршня передаётся на зубчатое колесо по касательной в течение примерно 120 гр. из 180 гр. рабочего хода, т.е. с минимальными механическими потерями. Теоретически должен прилично сократиться рабочий объём или рабочие обороты, что приведёт к экономии. Про надёжность ничего не скажу, хотелось бы, чтобы для начала он был просто работоспособен.
1
0
23 Декабря 2015 13:54
В этом механизме в крайних положениях зубчатая рамка имеет возможность реверсного хода c потерей контакта с зубчатым колесом. Нужна ещё одна кинематическая пара, устраняющая реверс, например как в случае на рис.4 (добавлен), где 5 - кулачок на валу, 6 - упоры на ползуне.
0
23 Декабря 2015 19:37
Я такую штуку видел в 1973 году на кафедре механики в политехе. Там ещё штук пять подобных было. Интересно, как он её запатентовал?
0
07 Января 2016 01:22
Никак не мог понять как он работает. Оказывается не хватает одной фотографии.
http://www.topnew.narod.ru/
0
23 Декабря 2015 20:04
Могу ошибаться, но возможно этот механизм http://www.macmep.ru/krivoship.htm, согласно определению, механизмом не является.
Механи́зм — внутреннее устройство машины, прибора, аппарата, приводящее их в действие[1]. Механизмы служат для передачи движения.
В указанном механизме движение гарантированно передаётся только на прямолинейных участках, а на криволинейных контакт между рамкой и зубчатым колесом легко теряется.
0
24 Декабря 2015 15:40
Опять двадцать пять ! Суть не в том что всё крутится , а в том что будет ли работать - иными словами есть ли тот самый положительный эффект , не говоря уже о том что данная конструкция может вообще уступать привычному КШМ .
Пример : реализуем в плане замены КШМ на моторе Д-240 .
В привычном исполнении имеем диаметр цил. 110 мм , ход поршня 125 мм , соот-нно радиус кривошипа - 62,5 мм . При этом польза от силы по шатуну происходит только при проецируемом угле между осью кривошипа и осью шатуна , близкой к 90 гр. . Отсюда имеем полезный и максимальный крутящий момент в районе 1/4-1/3 хода поршня .
Прототип: необходимо разместить рамку внутри 110 мм. и ещё вместить туда шестерню . Предположим что рамка с зубчатой передачей "съест" 40 мм. У нас остаётся пространство в 70 мм.. Отсюда получим примерно 30-35 мм - это то самое плечо , которое заменит плечо КШМ .
Итак уже на стадии "втискивания" мы проигрываем вместо 62,5 мм - всего 35 мм - максимум !
Но есть другой момент . Эффективность данного зацепления по плечу максимума , как и в случае с 90 гр. кривошипа , становится только при таком же прямом угле проецированных осей симметрии шестерни и рейки рамки по вертикали . И данный момент настаёт только при 1/2 ( максимум ) хода поршня . Отсюда видим , что давление в цилиндре к тому времени снизится на более чем 60-70% , что сведёт на нет полезный КПД горения смеси .

Конечно эти выкладки примерны и теоритичны , но это мы в расчёт не берём мощность конструкции с её несущей способностью .
0
24 Декабря 2015 17:50
Виктор попробуйте оценить. Сделать два эксцентрика, вынести за рамку и соединить через паразитную шестерёнку.
0
24 Декабря 2015 18:22
Viktor, почему "опять двадцать пять"?
Почему надо что-то куда-то "втискивать"?
Это только СХЕМА механизма. То что на СХЕМЕ выглядит как цилиндры, это просто направляющие для ползуна.
Сам механизм - это ползун с зубчатой расточкой и зубчатое колесо. И вопрос не в том, какие будут цилиндры, а в том, будет ли двигающийся ползун вращать зубчатое колесо и наоборот. Для начала суть как раз в этом.
0
25 Декабря 2015 09:46
Очередное изобретение велосипеда. Трезвого взгляда большинству критически не хватает.
0
25 Декабря 2015 11:55
Идея примерно в этом и состоит: нужно что-то очень простое.
А как по Вашему, такой механизм будет работать? Если не в ДВС, то хотя бы вообще?
Спасибо за ссылку.
0
24 Декабря 2015 22:35
Дело в том , что если ничего и никуда не "втискивать" , то смысла в данной конструкции просто не вижу , иначе размеры ползуна снизу цилиндра будут даже больше , чем при крейцкопфном варианте в ДВС . Такой мотор будет выше своего собрата с обыкновенным КШМ - раза в два больше . И это ещё мы не касаемся диаметра вала который будет воспринимать всю нагрузку , причём тут не важно в ДВС это или где в другом механизме .


Что касается самой конструкции - почему нет ? Вполне работоспособна , но только как сама по себе , т.е. как на той ссылке - крутить ручкой и показывать что бывают и такие вот зацепления и вращения , но это просто как ЭКСПОНАТ и не более . Это как книга без текста , такая никому не нужна .
0
25 Декабря 2015 00:11
.
0
25 Декабря 2015 18:44
Сергей, Виктор прав, в рамку эксцентрик с валом не убирается. Выход : сделать два вала с эксцентриками за рамкой и синхронизировать их тремя шестерёнками.Получается нужное плечо, не ограничивается ширина шестерён и решается проблема открывания клапанов.
0
25 Декабря 2015 19:28
На сколько я понял, он принял приведённую схему механизма за готовую конструкцию, т.е. принял габариты ползуна по ширине равными внутреннему диаметру цилиндра (как на рисунке), отминусовал толщину участков с рейками и сделал вывод, что радиус зубчатого колеса будет недостаточен в сравнении с плечом кривошипа.
Я ему объяснил, что ползун не обязательно должен помещаться в цилиндры, что габариты механизма могут быть любыми, т.е. по аналогии с кривошипом, плечо можно получить любое. Цилиндры и поршни при этом будут меньше чем на рисунке и разнесены дальше.
Он посчитал, что габариты двигателя в таком случае будут слишком большими и использовал какое-то "мудрёное" слово (никогда такого не слышал).
Я понял так.
0
25 Декабря 2015 19:45
Сергей, Виктор оценивал, то что Вы нарисовали и представили. Перерисуйте и мы обсудим. Я бы сам нарисовал, но с компом на вы. Попробуйте нарисовать два вала и клапана. А то что эта штука работает козе понятно.
0
25 Декабря 2015 20:27
Владимир, так далеко я не заглядываю. Клапана это другой этап, который по мнению Viktora это "книга без текста".
Для начала необходимо определить работоспособна ли конструкция и выдержит ли она требуемые нагрузки. Пока это ведь только рисунки, а не металл. А там где я живу, 3D принтеры есть ли вообще.
Вот нашёл же Николай Розов уязвимое место. Возможно есть ещё и другие.
А если механизм всё-таки работоспособен, то самое главное какие нагрузки он сможет выдержать.
И здесь бы хотелось узнать мнение людей умеющих делать расчёты с конкретными цифрами, а не от фонаря, как Viktor.
0
25 Декабря 2015 00:08
Кстати, если обсуждать нагрузочную способность, то можно принять во внимание следующее:
1. Зубчатые передачи внутреннего зацепления выдерживают большие нагрузки, чем передачи внешнего зацепления.
2. Толщина зубчатого колеса и ползуна может быть значительная.
3. Если механизм будет больше диаметра цилиндра, то соответственно радиус зубчатого колеса можно сделать любым, тем самым уменьшив нагрузку на зубья.
4. Первичный вал коробки передач это продолжение коленчатого вала и зубья шестерён на первичном валу коробки будут испытывать такие же нагрузки как и зубья на реечном участке предлагаемого механизма, причём даже чуть большие, т.к. там внешнее зацепление. Слабое место - это не прямолинейные участки, а положение м.т.
Если с входом-выходом из этого положения всё окажется нормально, то нагрузка на зубья, входящие в зацепление в этом положении, это и есть самое слабое место.
Но и тут тоже надо кое-что учесть.
Во-первых топливо не горит мгновенно (если это не детонация).
Во-вторых, думаю что двигатель с таким механизмом будет не высокооборотистым и можно уменьшить опережение зажигания (если двигатель вообще получится).
В-третьих, от положения м.т. до реечного участка всего примерно 30 гр., при том, что уже через 20 гр. от м.т., а может и раньше, зубья будут входить уже в достаточное зацепление.
Я веду к тому, что если не будет детонации, то идея может и сработать. А если будет, то заправится человек плохим бензином и двигатель на помойку.
Если не возражаете, то хотел бы обсудить это.
0
26 Декабря 2015 06:54
Топливо в двигателе горит мгновенно. По другому сжатая топливовоздушная смесь гореть не может. Детонация это когда твс загорается раньше времени. Снижение ударной нагрузки происходит за счёт того, что в момент воздействия кривошип или в нашем случае сектор шестерни уже имеет скорость сопоставимую с скоростью движения цилиндра.
0
03 Января 2016 14:07
Думаю что всё-таки не мгновенно. Мгновенно - это взрыв.
Если, к примеру, угол опережения зажигания сделать около 0 град., то пока смесь воспламенится полностью, самый критичный участок в районе м.т. механизм уже пройдёт.
0
03 Января 2016 20:37
Взрывы бывают разные. Тротил, порох и топливовоздушная смесь выделяют энергию с разной скоростью, что определяет физику влияния на предметы в зоне взрыва. Но скорость сгорания смеси солярки или метана одного порядка.
0
20 Марта 2016 21:22
Посмотрите " Видео ДВС без коленвала". Там есть Ваш двигатель.
0
08 Апреля 2016 08:52
Владимир, подскажите пожалуйста ссылку.
0
28 Июля 2017 20:17
Чем это отличается например от патента на двигатель с зубчатой передачей типа двигателя Горшкова?
0
30 Июля 2017 11:56
Есть другая ветка обсуждения этой темы (https://crowd.nami.ru/ideas/dvigateli/zamena_krivoshipno_shatunnogo_mekhanizma_v_dvs_na_reechnyy/#comments)
Там более подробное обсуждение.
0
30 Июля 2017 18:42
отвечайте где хотите
простоя вас хочу подвести тем самым к мысли что это не перспективно
0
30 Июля 2017 19:06
В двигателе Горшкова зубчатая рамка кроме продольного совершает ещё и поперечные движения.
0
30 Июля 2017 19:26
а у тебя тоже зубчатая передача?
патентовал?
в целом там фишка не в деталях а в принципе а именно в том что радиус зубчатого колеса намного меньше чем плечо кривошипа у обычного двигателя
если дружишь с математикой то можешь сам проверить
0
30 Июля 2017 19:52
Как мне кажется, а стало быть я не могу ошибаться (шутка), колесо и рейка - это идеальный преобразователь поступательного движения во вращательное и наоборот. Пример - колесо и дорога.
Проблема в том, что в двигателе вал крутится в одну сторону, а поршень меняет направление движения.
Задача в том, чтобы решить проблему смены направления движения минимально просто и максимально надёжно.
Поперечное движение зубчатой рамки не создаёт полезное движение, а только усложняет конструкцию.
Маленький радиус зубчатого колеса у Горшкова - это следствие такой конструкции. В предлагаемом варианте радиус кривошипа может быть любой.
Посмотрите выше приведённую ветку.
К тому же там могут подключиться другие участники.
0
30 Июля 2017 20:08
нет маленький радиус не проблема Горшкова а проблема в принципе, объясняю доходчиво:
ход поршня равен половине окружности 3.14*R=L => R=L/3.14,
плечо щеки коленвала в кривошипном механизме R=L/2 (больше на 50%) соответственно и момент будет больше на 50% при одинаковых ходах поршня
другое дело что этот момент будет больше при 60 грудусов от ВМТ
0
30 Июля 2017 20:43
По-моему вы путаетесь.Ход поршня равен диаметру, плечо шейки равно R.
0
30 Июля 2017 20:59
это противоречит R=L/2 ?
0
30 Июля 2017 21:03
R=L/2П
0
30 Июля 2017 21:09
в КШМ радиус равен половине хода поршня
в механизме колесо-рейка радиус равен 1/3.14
при одинаковых ходах поршня и оборотах
что здесь не понятного?
мне кажется я доходчиво объяснил свою мысль, если вы не согласны, то это уже ваше дело.... у меня нет времени что либо еще тут объяснять
0
30 Июля 2017 21:18
"в КШМ радиус равен половине хода поршня" - согласен.
"в механизме колесо-рейка радиус равен 1/3.14" - не понимаю.
0
30 Июля 2017 23:15
А, понял. Я думал вы о данной конструкции, а вы вообще.
Тогда то о чём вы говорите это Артоболевский И.И. "Механизмы в современной технике", 2-е изд., переработанное, т.4, М.:Наука, стр.35, мех N2174. Там получается мгновенное изменение направления движения, а задача состоит в обеспечении плавного.
У Горшкова изменение направления движения происходит за расстояние равное высоте зуба, в предлагаемом варианте - за расстояние равное R/2. При этом при радиусе зубчатого колеса равном радиусу кривошипа, ход поршня будет в полтора раза больше. По вашему, КПД увеличится или уменьшится?
0
31 Июля 2017 10:35
вы КПД по какой формуле считаете?
КПД - это то сколько вы получаете тепла от сгорания топлива и сколько это тепло переходит в кинетическую работу
если у вас больше ход поршня то вы больше топлива сжигаете
а корректно сравнить схемы с одинаковым расходом топлива
0
31 Июля 2017 10:56
Топлива столько же, остаточное давление газов меньше, их температура за счёт большего расширения меньше. Как вы полагаете КПД увеличится или уменьшится.
К тому же давление поршня на вал осуществляется не под разными постоянно меняющимися углами, а по касательной, т.е. постоянно с максимальным плечом.
0
31 Июля 2017 11:13
не совсем понял, что мешает на обычной схеме КШМ увеличить ход поршня и сказать что тем самым увеличивается КПД?
попробуйте молотком ударить по резьбе болта а потом на него закрутить гайку, то же самое будет и зубьями при нагрузках от поршня
Это чисто мое мнение
Я бы на эту схему не ставил, а так удачи
0
31 Июля 2017 11:23
Чуть выше я написал, что при радиусе зубчатого колеса равном радиусу кривошипа ход поршня в таком механизме в полтора раза больше.
КПД считать не умею, но предполагаю, что он увеличится.
По поводу нагрузок на зубья я приводил аргументы, но гарантии нет.
В конце концов это просто механизм, а применение в ДВС один из вариантов.
На i-mash в теме "бесшатунный механизм" было не плохое обсуждение.
0
31 Июля 2017 11:34
но если в КШМ увеличить ход поршня, то увеличится и плечо (радиус), получается , что он выгоднее вашей схемы
или я что-то не понимаю?
0
31 Июля 2017 11:54
Думаю, что "плясать" правильнее от радиуса. КШМ - это же кривошипно-.... механизм.
Но главное - это постоянно максимальное плечо.
0
31 Июля 2017 11:56
на i-mash ссылку можно получить?
очень много вопросов остается
еще и то что колесо не круглое :)
0
0
0
30 Июля 2017 21:02
чтоб сравнивать две схемы нужно чтоб ход и обороты в них были одинаковыми
как их можно сравнивать если заранее у них не равны параметры?
0
30 Июля 2017 20:17
кстати если память не изменяет более 100 лет назад еще ленуар первый ДВС сделал с зубчатой рей кой и колесом с муфтой
после него уже Отто сделал кривошип с большим КПД
так что....
0
30 Июля 2017 20:45
... и колесом с муфтой ...
Муфта дополнительная деталь.
На счёт бОльшего КПД кривошипа у меня большие сомнения.
0
30 Июля 2017 20:57
зато нет сомнения у тех кто 100 лет использовали двигатель отто а не ленуара
0
30 Июля 2017 21:09
Разложите действующие в КШМ силы. Увидите что происходит и поймёте почему люди пытаются придумать что-то другое.
Но надёжность перекрывает всё.
0
30 Июля 2017 21:11
я так же могу вам сказать учтите все факторы и поймете, что 100 лет поиска альтернативы ни к чему не привело
0
30 Июля 2017 21:13
Потому что или усложняется конструкция (удорожание) или уменьшается надёжность.
0
30 Июля 2017 21:15
я не совсем понимаю ход вашей мысли
вы говорите что КШМ дешевый и надежный? и...?
0
30 Июля 2017 21:19
Очень малый КПД.
0
30 Июля 2017 22:00
у вас какое образование?
кпд знаете как для ДВС считать?
0
30 Июля 2017 22:01
Нет.
0
31 Июля 2017 12:04
насколько я понимаю КПД заканчивается на поршне, все что после него на КПД никак не влияет (если не учитываем силы на трения), весь механизм механизм за поршнем всего лишь задает характер двигателя: более моментный или наоборот. Насколько я понимаю, в таком механизме главное чтоб вектор силы поршня был направлен туда же куда и сила приложенная к ведомому валу, причем чем ближе к ВМТ тем лучше. Таким образом можно сделать экономичный двигатель. у вас же максимум момент получается на угле 20 градусов или около того. С одной стороны хорошо с другой передается усилие через зубья !!! - жесть!
0
30 Июля 2017 21:22
Простой, но не дешёвый. Коленвал деталь дорогая.
0
30 Июля 2017 21:59
коленвал на жигули 5 тыс стоит, это дорого?
0
30 Июля 2017 23:27
Не так чтобы очень, но ... 4 поршня, 4 пальца, 4 шатуна, коленвал с 4 шатунными и соответствующий блок под это всё. Здесь 4 поршня на двух рамках, 2 зубчатых колеса на валу и соответствующих размеров блок.
Авторизуйтесь, чтобы добавить комментарий
Рекомендуем посмотреть
похожие идеи
657 дней
Модель имеет всего 3 шестерни, участвующие в самом процессе, 2 из которых находятся на одной оси вращения, всего 3 сопряженных элемента (управляющее движение...
11
350 дней
 ДВС на патронах - мощный двигатель при малой его массе.     
2 11
115 дней
Анимация на сайте автора (патентообладатель): http://rotordvig.ru 
Новые конструктивные решения Двигателей. Патент ИЗ 2632635, роторный двигатель, с рабочей...
3 3
Авторизация
Новости проекта
ГНЦ РФ ФГУП "НАМИ"