Интересни технически решения

За хората дет искат да си чешат пръстите на каквато и да е тема

Модератори: zi_zi_top, Uncle Dido, Akima, slowtraveler, TATI, мехаННика, Georgimitrovich

Потребителски аватар
slowtraveler
Мнения: 12529
Регистриран: 28 май 2006 21:44
Репутация: 327
Местоположение: Варна

Интересни технически решения

Мнениеот slowtraveler » 25 фев 2015 08:20

Щом сте във форума, предполагам, че на доста от Вас им е интересно КАК работи машинарията...
Тъй-като при конструиране на механизмите винаги има противоречащи се изисквания, намирането на баланса между тях е доста труден. И за постигането на баланс много често са нужни интересни и оригинални (и уникални) технически решения...
Нека в тази тема да разглеждаме точно такива решения...

Реших да започна темата с един уникален дизел.. Шест цилиндров, дванадесет бутален дизелов двигател... Ползван през Втората световна война. Използван освен в танкове, но и в самолети! И както можете да предположите - немски... Става въпрос за двигателя Jumo 205d
Параметрите му са уникални: цилиндри - 6 бр
Бутала - 12 бр
Колянови валове - 2 броя..
Клапани - няма...
Обем 16.6 литра
Мощност 880к.с.
Отношение мощност/маса - 1.5к.с./кг.
Обща маса ~ 600kg...
Габарити - широк само 50 сантиметра. Висок 1.3м и дълъг цели 2 метра...

Както можете да се досетите - дизела е двутактов. Но поради уникалното техническо решение, е икономичен и ефективен почти като четиритактов...
Какво представлява технически - представете си два еднакви редови двигателя, чиито глави са махнати, а двата двигателя за запоени блок за блок. Буталата се движат в един и същи цилиндър едно срещу друго, като по този начин сгъстяват работната смес, и извършват работа. За целта коляновите валове трябва да бъдат точно зацепени един срещу друг. Което при този двигател става чрез зъбчатки между двата вала.

Вентилацията на цилиндрите се осъществява като при обикновен двутактов двигател - през прозорци в цилиндрите, които се отварят и затварят от самите бутала.
Тук немците отново прилагат интересно техническо решение - прозорците на горния ред бутала са само за изходящите газове, а през долните прозорци се осъществява пълненето на цилиндрите. Така продухването на цилиндъра става много по-добре (въздуха влиза от единия край на цилиндъра и избутва газовете през другия).
При стандартните двутактови двигатели от този тип има един недостатък - тъй-като самото бутало отваря и затваря (закрива) прозорците по стените на цилиндъра, неизбежно има момент, в който буталото е отворило и двата прозореца (няма как буталото едновременно да е по-горе, запушвайки изпускателните прозорци, и в същия момент да е долу, остявяйки отворени всмукателните прозорци), влошавайки продухването на цилиндрите - част от изходящите газове се връщат към 'свежия' въздух, който навлиза в цилиндъра, а част от 'свежия' въздух излита направо в изпускателната система.
За осъществяване на още по-прецизно газоразпределение и избягване на този лош ефект при този уникален двигател са изместили двата колянови вала. Коляновия вал на буталата, които отварят и затварят изпускателните прозорци по-рано отколкото го правят буталата на долния ред, които отварят/затварят всмукателните прозорци... По този начин достигат много добри показатели на икономия и мощност.
Да, това решение променя малко степента на сгъстяване (двете бутала не се движат точно синхронно едно срещу друго, и момента на най-сгъстения обем е малко размит - първо едното бутало достига ГМТ, но другото още не е достигнало тази точка. В следващия момент първото бутало започва да отдалечава от ГМТ, докато второто бутало тъкмо ще я достига. Но немците са решили, че загубите от този ефект са пренебрежимо малки.

Друго интересно техническо решение е куплирането на двата колянови вала. Поради голямата мощност е нужна изработката на големи и тежки зъбни колела, които да прехвърлят енергията от долния колянов вал към горния, откъдето е изходящия вал на целия двигател. Тук немците отново са приложили интересен технически похват...
Какво представлява работата на двигателя - ами в най-общия случай на коляновия вал се появява някаква енергия, която да върши някаква работа. И от тази енергия почваш да вземаш за алтернатори, компресори за въздушна смес и за други цели, водни, вакуумни, горивни и маслени помпи и т.н. и т.н.... Която отнета енергия в общия случай е доста голяма.
За да намалят размера на зъбчатките между коляновите валове, трябва прехвърлената енергия от долния колянов вал да бъде доста по-малка. И немците са си казали - ами добре - дай да вземем цялата енергия за гореизброените 'вътрешни' консуматори от долния колянов вал, а горния вал да работи изцяло за 'полезната' мощност. Така и са направили - цялото 'навесно' оборудване на двигателя се захранва от долния колянов вал. И долния колянов вал подава на изходящия вал само 30% от общата полезна мощност, която дава целия двигател.
Ето как изглежда грубо такъв двигател:
Изображение
Изображение

За съжаление този двигател не се е доказал за успешен в бойни условия, защото е бил по-сложен за ремонт и обслужване. Което е неприемливо при ремонт на полето под обстрел...
Поради малката му ширина навярно би бил много подходящ в хоризонтално положение за танкове. И той е използван и за танкове, но поради особености на мазане и охлаждане, е можел да работи само във вертикално положение (или вертикално ускорение при самолетите).

И накрая - малка анимацийка: https://www.youtube.com/watch?v=G4Etan62cJA
Toyota Avensis 1.6 VVT-I / 2002г --> Mazda6 /2008 --> JGC 3.0/2014
Chevrolet Kalos 1.4/16V/2004-> Nissan Qashqai 2.0 4x4 2008

Потребителски аватар
Airfan
Мнения: 1031
Регистриран: 28 сеп 2013 01:31
Репутация: 33
Местоположение: Пловдив
Контакти:

Re: Интересни технически решения

Мнениеот Airfan » 25 фев 2015 09:28

Всъщност се твърди, че Jumo 205 серията се е доказала като една от успешните серии дизелови мотори. Произвеждани са от 1934 до 1949 година от Юнкерс. :thumbsup:
Изображение

Потребителски аватар
slowtraveler
Мнения: 12529
Регистриран: 28 май 2006 21:44
Репутация: 327
Местоположение: Варна

Re: Интересни технически решения

Мнениеот slowtraveler » 25 фев 2015 09:47

Да, но неподходящи при бойни условия.. Затова и повечето Юнкерси са били с радиални двигатели...
Toyota Avensis 1.6 VVT-I / 2002г --> Mazda6 /2008 --> JGC 3.0/2014
Chevrolet Kalos 1.4/16V/2004-> Nissan Qashqai 2.0 4x4 2008

Потребителски аватар
Airfan
Мнения: 1031
Регистриран: 28 сеп 2013 01:31
Репутация: 33
Местоположение: Пловдив
Контакти:

Re: Интересни технически решения

Мнениеот Airfan » 25 фев 2015 10:25

slowtraveler написа:Да, но неподходящи при бойни условия.. Затова и повечето Юнкерси са били с радиални двигатели...

Реално са го ползвали при по-големи машини - бомбардировачи, които не се предполага много много да маневрират.
Изображение

Потребителски аватар
slowtraveler
Мнения: 12529
Регистриран: 28 май 2006 21:44
Репутация: 327
Местоположение: Варна

Re: Интересни технически решения

Мнениеот slowtraveler » 25 фев 2015 11:10

Да, това е тежък двигател... И са ползвани точно на разузнавачи и бомбардировачи Юнкерс...
Toyota Avensis 1.6 VVT-I / 2002г --> Mazda6 /2008 --> JGC 3.0/2014
Chevrolet Kalos 1.4/16V/2004-> Nissan Qashqai 2.0 4x4 2008

nowyaris
Мнения: 4063
Регистриран: 11 фев 2009 16:17
Репутация: 47
Местоположение: Русе

Re: Интересни технически решения

Мнениеот nowyaris » 25 фев 2015 11:40

Разликата между добрата идея и добрата и реализация е като разликата между небето и земята.Доста немски инженери са за Нобелова Награда,доста са за психиатрия.Самолет с дизелов двигател,танкове с бензинов...... Шантава работа.Нищо чудно че руснаците са ги помляли откъм техника.Кому изобщо е било нужно конструирането и производството на подобен двигател ? Наистина имат фантастични инженери немците,ама до там.. Говоря за оръжейната им промишленост до края на Втората Световна . Да сложиш подобно нещо на самолет или бензинов двигател на "Тигър"...... Любопитно техническо решение,но неподходящо за масово практическо използване.Лабораторно упражнение в общи линии.
Всичко,което сме направили през живота си в определен момент се връща,за да ни захапе.И доброто.И лошото.
A най-важна била тревата - или си над нея,или под нея.

Hursa
Мнения: 817
Регистриран: 10 окт 2011 21:22
Репутация: 12
Местоположение: Козлодуй

Re: Интересни технически решения

Мнениеот Hursa » 25 фев 2015 20:09

Може би не е много уместно да се спори в тази тема. Но не съм съгласен с това твърдение
slowtraveler написа:дизела е двутактов. Но поради уникалното техническо решение, е икономичен и ефективен почти като четиритактов...

Двутактовите двигатели са по икономични (и то значително според мен). Но за да реализират тези свои предимства са със сравнително по сложна конструкция в сравнение с аналогичен четиритактов двигател, освен това изискванията към конструкционите материали са чувствително по големи – термичното натоварване е значително по голямо (най-вече). Или са тихоходни и масивни – използват се като корабни двигатели средна и малка мощност (за големите кораби турбините са без конкуренция).
А за конкретната схема на двигателя, мисля че е запатентована от руснаците още преди първата световна война. Първите двигатели с противоположно движение на буталата на Юнкерс са с един колянов вал, като горния ред бутала се свързвал с коляновия вал чрез две дълги биали и така всеки цилиндър бил свързан с три колена на коляновия вал – май, че французите са измислили тази схема. Но тя не позволява дефазиране между ходовете на горните и долните бутала.
Иначе двигателите по тази схема, с два колянови вала, са използвани и в доста нови модели танкове, използва се и в съвременни дизел-локомотиви. Най-удачно е използването на двигателя в малки кораби – двата вала задвижват два гребни винта.
Предимствата му (за юмо 205), като авиационен двигател, били че е доста по лек от стандартен четиритактов дизел (тогавашен дизел) със същата мощност (до колкото знам). Най вече разбира се значителната му икономичност в сравнение с тогавашните авиационни двигатели, а по малко гориво - повече бомби. Много добре работел при постоянна мощност. Но при рязка смяна режима на работа двигателя губел рязко мощност, а това за авиационен двигател е много критично (особено в бойни условия). Освен това мощността му падала значително с височината на полета. Като танков двигател тогава имало само опити да се използва. Но го сметнали за твърде сложен и ненадежден за експлоатация (при фронтови условия).
По интересна (според мен) е схемата на двигатели с противоположно движение на буталата в един цилиндър е при делтовидния и „ромбовидния” двигател. При делтовидния цилиндрите образуват триъгълник, а в ъглите на триъгълника са разположени 3 колянови вала, единия с противоположно въртене на останалите два. Вместо един ред цилиндри, два колянови вала, имаме 3 реда цилиндри с 3 колянови вала smile.gif . Освен това всяка двойка бутала от съседни на един вал цилиндри се захваща за едно коляно. Тази схема и сега се смята за много удачна и се прилага в дизелни локомотиви и кораби (до колкото знам де, има разработки за товарни автомобили, дори за леки). При ромбовидния – съответно 4 реда цилиндри, 4 вала в ъглите.
Auris Е15 Hybrid

Потребителски аватар
slowtraveler
Мнения: 12529
Регистриран: 28 май 2006 21:44
Репутация: 327
Местоположение: Варна

Re: Интересни технически решения

Мнениеот slowtraveler » 25 фев 2015 21:58

Двутактовите двигатели са доста по-неикономични и доста по-прости от четиритактовите...
Основната причина е по-лошата вентилация на цилиндъра (по-малко време има за целия процес между изпускане и пълнене на цилиндъра...
Иначе има подобни двигатели за кораби с опозитни бутала... Днес коментирахме с няколко възрастни колеги - някои от тях са експлоатирали такива двигатели (Doxford ) и са с доста добри впечатления.
Но все пак експлоатацията и режимите е коренно различна при самолетите и корабите...
А конкретния Jumo е понасял доста добре височините (заради принудителното пълнене)...
Toyota Avensis 1.6 VVT-I / 2002г --> Mazda6 /2008 --> JGC 3.0/2014
Chevrolet Kalos 1.4/16V/2004-> Nissan Qashqai 2.0 4x4 2008

Потребителски аватар
Japanese_fever
Мнения: 9379
Регистриран: 02 мар 2005 05:48
Репутация: 1
Местоположение: Touge, Japan

Re: Интересни технически решения

Мнениеот Japanese_fever » 25 фев 2015 22:04

Да, но при двутактовите всеки ход на буталото е работен ход - от там КПД-то и конете на двутактовите е по-голямо. Поне аз така знам, но мове и да не съм прав.
1989 Toyota Camry DX, 2.0L (3S-FE), automatic -> отдавна за скрап
1998 Honda Civic LX, 1.6L (D16Y7), 5 speed -> работна
България ще се оправи тогава, когато всички, които са свалили катализаторите си, ги сложат обратно!

Потребителски аватар
slowtraveler
Мнения: 12529
Регистриран: 28 май 2006 21:44
Репутация: 327
Местоположение: Варна

Re: Интересни технически решения

Мнениеот slowtraveler » 25 фев 2015 22:28

Литровата мощност при двутактовия ДВГ е по-голяма (но не двойна на четиритактовия, точно заради по-ниското КПД)... Причината е, че за същия брой обороти двутактовия двигател ще свърши почти двойно повече работа..
Но КПД е по-ниско (от там - икономичността също е по-лоша отколкото при четиритактовия)...
Причината за това е принципа на работа на двутактовия - при него има застъпване на всмукателни и изпускателни отвори около ДМТ без активно движение на буталото, като принудителното продухване на цилиндъра е минимално.
При четиритактовия двигател самото бутало избутва изходящите газове, а след това засмуква свежа смес (или въздух при дизела)...
Т.е. сместа е доста по-чиста без примеси с изгорели газове...
Toyota Avensis 1.6 VVT-I / 2002г --> Mazda6 /2008 --> JGC 3.0/2014
Chevrolet Kalos 1.4/16V/2004-> Nissan Qashqai 2.0 4x4 2008

Потребителски аватар
Japanese_fever
Мнения: 9379
Регистриран: 02 мар 2005 05:48
Репутация: 1
Местоположение: Touge, Japan

Re: Интересни технически решения

Мнениеот Japanese_fever » 25 фев 2015 22:54

slowtraveler написа:Причината за това е принципа на работа на двутактовия - при него има застъпване на всмукателни и изпускателни отвори около ДМТ без активно движение на буталото, като принудителното продухване на цилиндъра е минимално.
При четиритактовия двигател самото бутало избутва изходящите газове, а след това засмуква свежа смес (или въздух при дизела)...
Т.е. сместа е доста по-чиста без примеси с изгорели газове...


To това е ясно, ама дали е така и при двутактови двигатели с клапани?
1989 Toyota Camry DX, 2.0L (3S-FE), automatic -> отдавна за скрап
1998 Honda Civic LX, 1.6L (D16Y7), 5 speed -> работна
България ще се оправи тогава, когато всички, които са свалили катализаторите си, ги сложат обратно!

Потребителски аватар
Japanese_fever
Мнения: 9379
Регистриран: 02 мар 2005 05:48
Репутация: 1
Местоположение: Touge, Japan

Re: Интересни технически решения

Мнениеот Japanese_fever » 25 фев 2015 22:56

Според вас тази концепция ще може ли да се приложи на парктика и имали някакво бъдеще в определена сфера?
Това го е правил един приятел на Solid Works:
http://grabcad.com/library/engine-or-air-compressor-1
1989 Toyota Camry DX, 2.0L (3S-FE), automatic -> отдавна за скрап
1998 Honda Civic LX, 1.6L (D16Y7), 5 speed -> работна
България ще се оправи тогава, когато всички, които са свалили катализаторите си, ги сложат обратно!

Потребителски аватар
Airfan
Мнения: 1031
Регистриран: 28 сеп 2013 01:31
Репутация: 33
Местоположение: Пловдив
Контакти:

Re: Интересни технически решения

Мнениеот Airfan » 25 фев 2015 23:46

Небалансирано, според мен. Какво ще се случи с баланса, когато се възпламени големия цилиндър?
Изображение

Потребителски аватар
Japanese_fever
Мнения: 9379
Регистриран: 02 мар 2005 05:48
Репутация: 1
Местоположение: Touge, Japan

Re: Интересни технически решения

Мнениеот Japanese_fever » 26 фев 2015 00:37

Ами малкият ще направи 3 оборота повече от големия. Т.е., ако големия работи с 1000 rpm, малкият ще е на 3000 rpm.
Но дали това има някакви предимства - не знам...? biggrin.gif
1989 Toyota Camry DX, 2.0L (3S-FE), automatic -> отдавна за скрап
1998 Honda Civic LX, 1.6L (D16Y7), 5 speed -> работна
България ще се оправи тогава, когато всички, които са свалили катализаторите си, ги сложат обратно!

Потребителски аватар
slowtraveler
Мнения: 12529
Регистриран: 28 май 2006 21:44
Репутация: 327
Местоположение: Варна

Re: Интересни технически решения

Мнениеот slowtraveler » 26 фев 2015 07:42

Japanese_fever написа:
slowtraveler написа:Причината за това е принципа на работа на двутактовия - при него има застъпване на всмукателни и изпускателни отвори около ДМТ без активно движение на буталото, като принудителното продухване на цилиндъра е минимално.
При четиритактовия двигател самото бутало избутва изходящите газове, а след това засмуква свежа смес (или въздух при дизела)...
Т.е. сместа е доста по-чиста без примеси с изгорели газове...


To това е ясно, ама дали е така и при двутактови двигатели с клапани?

Разбира се, че е по същия начин... И с клапани, пак нямаш принудително 'издухване' на газовете от буталото и засмукване на нова смес... Разчиташ на 'вятъра' и 'течението' които ще направят клапаните (да, при тях се подават под налягане, ама все пак)... Освен това клапаните са в главата (а прозорците са долу), докато обема при ДМТ е доста голям и съответно резултата е като да отвориш два прозореца в един и същ ъгъл на стая, и да очакваш да ти я проветри бързо..

Относно 'концепцията' с планетарната предавка... Предполагам би могла да се използва за нещо от рода 'компресор' - едината част да е двигател, а втората компресор....
Но чисто конструктивно не виждам никакъв смисъл... Дори и в такъв случай би било добре да са отделни агрегати - по-лесно обслужване, ремонт и т.н....
Освен това центровката на съосност и перекос между двете части би била доста трудна...
Общо взето - сложен и безсмислен механизъм...
Toyota Avensis 1.6 VVT-I / 2002г --> Mazda6 /2008 --> JGC 3.0/2014
Chevrolet Kalos 1.4/16V/2004-> Nissan Qashqai 2.0 4x4 2008


Върни се в “Off Topic”

Кой е на линия

Потребители, разглеждащи този форум: Няма регистрирани потребители и 4 госта