идеи
Создаем сообща
Механизм. РЕЕЧНЫЙ вместо КШМ.
Опубликовано: 22.12.2015
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.
Рекомендуем посмотреть
похожие идеи
1880 дней
Двухтактный двухцилиндровый двигатель с прямоточно-щелевой продувкой и непосредственным впрыском топлива в цилиндры. За счет использования магнитного ...
2003 дня
Целью изобретения является повышение КПД двигателя посредством отказа от возвратно-поступательного движения в приводе выходного вала, уменьшение её габаритов...
462 дня
Основное препятствие дальнейшему повышению степени сжатия двигателей - детонация топливной смеси по причине её нагрева при адиабатическом сжатии.
Предлагаю...
Модуль зубьев нарочито крупный - чтоб заедание (если будет) "проявилось" более явно
В описание предыдущей аналогичной темы добавил рисунки. Если смотреть их один за другим, получится типа анимации.
Механи́зм — внутреннее устройство машины, прибора, аппарата, приводящее их в действие
В указанном механизме движение гарантированно передаётся только на прямолинейных участках, а на криволинейных контакт между рамкой и зубчатым колесом легко теряется.
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 .
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.
А как по Вашему, такой механизм будет работать? Если не в ДВС, то хотя бы вообще?
Спасибо за ссылку.
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 .
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.
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.
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.
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.
Там более подробное обсуждение.
простоя вас хочу подвести тем самым к мысли что это не перспективно
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
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.
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
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
"в механизме колесо-рейка радиус равен 1/3.14" - не понимаю.
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?
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
К тому же давление поршня на вал осуществляется не под разными постоянно меняющимися углами, а по касательной, т.е. постоянно с максимальным плечом.
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
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.
или я что-то не понимаю?
Но главное - это постоянно максимальное плечо.
очень много вопросов остается
еще и то что колесо не круглое
как их можно сравнивать если заранее у них не равны параметры?
после него уже Отто сделал кривошип с большим КПД
так что....
Муфта дополнительная деталь.
На счёт бОльшего КПД кривошипа у меня большие сомнения.
Но надёжность перекрывает всё.
вы говорите что КШМ дешевый и надежный? и...?
кпд знаете как для ДВС считать?