Как стать автором
Обновить

Комментарии 92

А где классический дизельный копёр, он же дизель-молот? Вполне себе линейный ДВС.

Вот такой

А еще где роторно-поршневые двигатели?

Тупик это. Слишком большие площади поверхностей, которые нужно подогнать друг к другу очень хорошо, да и трутся они постоянно — большой износ.
Найдёте быстротрущуюся (не торцовую) поверхность в моторе Школьника?
В первой же статье о нем: «Слабыми местами таких моторов являлись ненадежность, связанная с низкой износостойкостью уплотнителей, благодаря которым ротор плотно примыкает к стенкам камеры, и низкая экологичность.»
… все равно как дети. Глаза есть — посмотри нету. «Дерсу Узала».
Вы до конца дочитали? Похоже, что нет.
А теперь цитируем целиком (выделение болдом — моё):

За основу изобретатели взяли роторный двигатель Ванкеля. Идея роторного двигателя проста: в отличие от обычных поршневых моторов, в которых много вращающихся и движущихся частей, снижающих КПД, роторный двигатель Ванкеля имеет овальную камеру и вращающийся внутри нее треугольный ротор, который своим движением образует в камере различные участки, где происходит впуск, сжатие, сгорание и выпуск топлива. В результате мощность двигателя растет, он становится более компактным, экономичным и не создает вибраций.

Слабыми местами роторных моторов являлись ненадежность, связанная с низкой износостойкостью уплотнителей, благодаря которым ротор плотно примыкает к стенкам камеры, и низкая экологичность.

Уже работая в фирме LiquidPiston, основателями которой они стали, Школьники создали свою, абсолютно новую реинкарнацию идеи роторных моторов. Принципиальным в ней было то, что в двигателе Школьников не камера, а ротор напоминает по форме орех, который вращается в треугольной камере. Это позволило решить ряд непреодолимых проблем двигателя Ванкеля. Например, пресловутые уплотнители теперь можно делать из железа и крепить их неподвижно к стенкам камеры. При этом масло подводится прямо к ним, в то время как раньше оно добавлялось в сам воздух и, сгорая, создавало грязный выхлоп, а смазывало плохо.


Школьниковский в рабочей камере не имеет уплотнений, кроме торцовых (а на них нагрузки значительно ниже), ротор перекатывается по стенке.

Про экологичность вообще отдельный вопрос.
ну, прошло 6 лет, весьма можно сказать беспокойных и где эти двигатели?
могу подсказать — там же где и безшатунные баландина — при наработке зазоров он или начинает сифонить или клинит. поэтому их можно закапывать, как ту польскую стюардессу.
Почему же, при таких очевидных преимуществах такого типа двигателей, они не получили широкого распространения и не вытеснили так хорошо известные нам двигатели с кривошипно-шатунным механизмом?

Может быть потому, что вращательное движение востребовано больше, чем возвратно-поступательное? а если к линейному двигателю прикрутить кривошипно-шатунный механизм, он внезапно, превратится в классический?

Почему тогда их не используют в дизель-генераторах и гибридных автомобилях?

Вам прийдется создать преобразователь, который будет непериодическое(с переменным периодом) напряжение-ток преобразовывать в постоянку как минимум.
А учитывая мощности это будет не сильно дешевле полноценного ДВС.
а что мешает?
магнит на поршни вокруг катушку…
Так они так и делают.
Просто будет ток неравномерный.
можно сделать многофазный)
Мешает много чего. Масса магнитов, низкая эффективность линейного генератора и т.п.

Проблема этого мотора — совместить оптимальные режимы сгорания смеси с оптимальными режимами электрогенератора.
С современным Электронным управлением? а еще и клапана можно с Электро магнитным приводом поставить — я вобще проблемы не вижу — подобрать максимальный КПД.
С современным Электронным управлением?


Да хоть с Позитронным. Как это влияет на массу магнитов, например? И на другие концептуальные механические проблемы?

Электромагнитные клапана, кстати, технологически сложная недешевая штука. Так бы их давно лепили на все обычные ДВС. Обычный электромагнит там не будет работать, т.к. развиваемое им усилие за необходимое время не сможет преодолеть инерцию якоря даже без клапана (если брать автомобильные порядки объемов двигателя).
Да, у больших (судовых) гидравлика, у понтовых (Кёнигсэгг) пневмо-. Электро- пока «нос не дорос».
1. на стирлингах работает.
2. Вобще в том виде в котором это представлено Это не особо жизнеспособная концепция — есть более правильные варианты на базе стандартных компонентов от авто (ТНВД, форсунки, Свечи)
3. Вес магнита Не такой большой, самарий кобальтовые магниты стойки к Нагреву и вполне сопоставимы с Алюминием по прочности так что Весь поршень может быть изготовлен из Магнита.
вопроса «мертвых» фаз, где важна инерционная масса, здесь нет, тк движение всегда осуществляется за счет давления газа — Линейный ДВС с металлической возвратной пружиной — это Изврат.
4. а есть еще мембранные Стирлинги которые вполне себе 1-5кВт электро мощности снимать позволяют
5. про электронное управления я честно не понял вашего ответа у вас задача подобрать такой режим работы двигателя который давал бы максимум КПД — понимаю когда всё на чистой механике это ОЧЕНЬ трудоемкая конструкторская задача — но при Электронном управление всем — то в чем сложность?

Есть такая ОЧЕНЬ грустная вещь называется Инерция мышления — и до определенного момента в развитии Технологии она зачастую Доминирует в представлении в головах — До появления ТЕСЛА — о электромобилях как чем-то серьезном речи не шло(хотя на тот момент в китае их было уже более 7% от авто парка). Так и здесь — Все мыслят категориями Много кВт должно крутится и тп — Вы видели 5Ваттный ЛДВС в размерах пальчиковой батарейки — идеальная штука для нашего севера для питания станций мониторинга газопроводов итп нужд, а если он будет на более простом и безопасном чем бензин топливе(Спирт?) то Более идеального источника для подзарядки техники в поле придумать Тяжело.
Спирт?

Спирт? На севере? В РФ? да его раньше выпьют

ну если он будет не этиловый то его точно не повезут и с собой не возьмут.......

Но еще есть вариант с газогенератором и дровами....

Подвижный магнитный поршень в металлическом цилиндре будет овердофига тратить на бесполезную наводку вихревых токов.

возможно, а возможно что там и не нужен Метал например фторопласт и Керамическая вставка-гильза.

У реально испытывавшихся моторов неохлаждаемая керамическая гильза долго не выдерживает по прочностным характеристикам, и довольно быстро раскаляется до 500++ Ц. Фторопласт тоже не сможет работать в таком тепловом поле.

а почему не охлаждаемая то?

Потому что в вашей конструкции керамику охлаждать не представляется реальным — мало того, что теплопередача хреновая, так у вас ещё поверх катушка намотана.

Сейчас уже даже 3D-Печать керамикой возможна....

Так что причин почему ей быть не охлаждаемой не вижу... да и катушка может быть прямо интегрированная в эту керамическую Гильзу улучшая теплопроводность. В самом Плохом случае все таки вынести магнит и катушку в середину между двумя поршнями - тем более что нам не так критична инерционная масса...

а вот насчет комбинированных поршней с фторопластовыми вставками я очень сильно задумался - тк интересная концепция получается решающая вопрос с ресурсом поршневой группы

причин почему ей быть не охлаждаемой не вижу

Понятно.
Физику сплошных сред хотя бы в области механизмов теплопроводности, а также материаловедение вам не преподавали? Или прогуляли?
Последние лет 15 не проблема (синхронный выпрямитель), а до этого да.
Там токи в сотни и тысячи ампер будут. Стоимость у выпрямителя какая получится?
Никто ж не говорит, что это нереально. Просто — не выгодно.

Для бытового применения хватит 220 В и 16 А

Электрогенераторы на линейных двигателях выпускаются серийно и продаются. Процент рынка пока не очень большой, но постепенно, думаю, вполне себе поднимется. Простая механика, большая надежность.
единственно что приходит в голову — танковый оппозитник 5ТДФ, встречно движущиеся поршни, два коленвала, каждый работает на свою бортовую трансмиссию
показанный на рисунке генератор, мощностью 5-10 Вт, проработал в течение 100 часов, работая с частотой в 390 Герц. При этом КПД генератора составил 90%.

Это очень похоже на подмену понятий — да, только у генератора — 90% А КПД всей системы явно стремиться к 3-5%
Нет. 3-5 % это КПД древнего паровоза. Если там воспламенение от сжатия — скорее всего общий КПД системы выше 12 %, а то и вдвое.

Самый главный вопрос. Как к этому мотору примотать колесо?

Нужно просто удлинить ось, на которой находятся поршни, чтобы вывести ее за пределы цилинда. Прикрутить к ней кривошипно-шатунный механизм, на который насадить колесо...

Ну, примерно вот так:

С чем боролись, на то и напоролись?!. :D

Вся идея этого двигателя состоит из отсутствия кривошипа.

Можно вместо кривошипо-шатунного механизма использовать винт Архимеда с храповиком. Чтобы при движении крутился винт, а храповик не давал крутиться в обратную сторону.
Можно вместо кривошипо-шатунного механизма использовать винт Архимеда с храповиком. Чтобы при движении крутился винт, а храповик не давал крутиться в обратную сторону.

Ресурс двигателя — 4 минуты. Удельная мощность — 1% от среднестатистического ДВС.

Там же написано, магнит крепится на поршень и ходит через обмотку генерируя этим электричество, которое заряжает аккумулятор. А колесо уже электромотор будет крутить.

Что-то мне кажется низковат КПД будет у данной конструкции. Это оправдано только лишь для тяжелой техники, типа БелАЗов, да тепловозов.

Ну вот почему-то не написали в статье, какой КПД у двигателя. Потому что так-то автомобили-гибриды с обычным двигателем меньше топлива потребляют как раз из-за того, что можно двигатель всегда на оптимальных оборотах крутить. А на газгонах-торможениях электродвигатель вроде как эффективнее.

В 2014 году Toyota представила прототип линейного генератора, с заявленным КПД 42% (КПД обычного двигателя внутреннего сгорания 25-30%), мощностью 11 кВт (15 л.с.), длиной 61 см и диаметром 6,4 см.

https://www.roadandtrack.com/car-culture/a6326/out-of-turn-toyota-engine/

Судя по тому что с тех пор нет громких новостей, концепция не выстрелила. «Гладко было на бумаге...»
Toyota это не изобретатель одиночка — если бы светила прибыль (в виде более дешевых моторов, меньшего расхода топлива или просто инновационный инфоповод) они бы довели до производства.

Вполне допускаю, что проблема в масштабировании. То есть, сделать двигатель на 11кВт легко, а вот увеличить его, выдав 110кВт уже так просто не получается.

Сделают восемь цилиндров и введут наддув 0.25 бара? ;)
С тех пор Тойота ушла в водород, для них сейчас это приоритет.
Нынешние гибриды по другому работают. У них есть кинематическая связь электродвигателя с АКПП и с ДВС.
Уже далеко не все.
Стоит посмотреть на системы Nissan E-power и Honda i-MMD.
В первом случае это полностью последовательный гибрид, где связдь ДВС с колесами отсутствует вообще. Во-втором связь ДВС с колесами устанавливается только в режиме движения с крейсеркими скоростями (90-130 км/ч) на «прямой» передаче. В остальных случаях привод колес от электромотора и ДВС работает чисто как генератор
Для гибридов оптимум по топливной эффективности — городской режим, на скоростном установившемся вся эта электрика превращается в балласт.

В городском режиме моя гибридная Тойота жрет в районе 57-59 mpg, на шоссе на 65-75 милях в час — 53 (при этом, например, на длинном пологом спуске ДВС вполне себе выключается). Разница не то чтобы очень велика, и всяко лучше 30-35 mpg, что я видел для негибридных машин.

Т.е. 4литра на сотку км примерно? А что за Тойота? Приус?

Да, плюс-минус так выходит.


Тойота — да королла гибридная, даже не plugin hybrid.

Ясно, спасибо!

Есть достаточно гибридов вроде Тойоты Приус на подобных принципах, двигатели и генераторы там понятное дело обычные

У приуса совсем другие принципы, в нём и ДВС и электродвигатель соединены с АКПП, тянет минимум один из двигателей, а в момент особой нагрузки оба.
Для тяжелой техники — тоже нет. Т.к. частота генератора равна частоте ДВС.
Самый главный вопрос. Как к этому мотору примотать колесо?

Не надо к нему прикручивать колесо!
Основная фишка этого двигателя в отсутствии вращения. Совсем. Прикрутите к нему линейный генератор и заряжайте батарейку у условной Теслы. Неравномерная генерация? Добавим конденсатор/ионистор.

Вот так, например - "...в качестве силовой установки был применён так называемый «свободно-поршневой генератора газов» (далее — СПГГ), состоящий из четырёх свободно-поршневых двигателей и одной газовой турбины."

https://ru.wikipedia.org/wiki/ГТ101

Если они такие простые, и о них столько говорят, то почему они не везде? Только в патентах дело, или какие ещё подводные камни есть?

Очевидно что подобные двс не намного эффективнее чем любые другие двс внутреннего сгорания. И применяются они только там где нужны возвратно-поступательные движения нужной скорости и силы с целью упростить и удешевить конструкцию.

Виброплиты, генераторы. Где в них линейные ДВС, что препятствует их применению там? Во всех, что доводилось встречать - обычные вращательные.

Помню сваебойные машины еще в СССР были на таких двигателях. Довольно простая штука, но шумная и вонючая сильно, выхлоп прямой сразу в воздух шел без всяких очисток.
Ага, он самый.
Но знаете, не встречал в последние годы в Москве и ближайшей области таких. На всяких стройках видел только обычные, что грузом бьют по свае.
На стройках последнее время только гидравлику видел.
Из недавнего:

Главная проблема ДВС как источника питания это ужасный шум, даже в микроскопических авиамодельных двигателях

о да!
и вонь!
Не даже, а чем меньше, тем больше проблем с «шумоподавлением», обороты большие глушителя нет… поставишь глушитель, убьешь мощность в ноль, снизишь обороты — двигатель заглохнет.

Еще низкая надежность и необходимость частого обслуживания.

Даже на приведённых анимациях видно, что топливная смесь напрямую вытесняет отработанные газы. Топливная эффективность таких решений очевидна и не сильно конкурирует с двухтакным двигателем.
Шатающийся туда-сюда поршень можно представить колеблющейся массой — маятник. Без компенсации второй массой в точной противофазе, конструкция вырождается в маятник/вибратор.
Та-ак…
Двигатели, значится, делятся на двухтактные, четырехтактные и дизельные. Спасибо, дальше можно не читать.

Вполне нормальная обывтельская классификация:-)

Льем смесь, бензин или дизельное топливо. С остальными вариантами средний пользователь никогда не сталкивался

...включённые в эту классификацию

...дёргающие поршнем как сумасшедшие

...и не работающие.
… И неработоспособные, вот.
И принадлежащие императору, это само собой.
Не совсем в тему, но что касается преобразования энергии сразу во вращение, но не роторно-поршневым способом, у меня есть запатентованная идея, пока не реализованная в железе, но идею движения по гифке понять можно. Я почти нарисовал на этой основе двигатель и придумал к нему систему газораспределения. Возможно по многие узкие места двигателей или насосов она могла бы решить.image

А вы не могли бы приложить гифку в нормальном качестве, а не жипег 10 шакалов.

Извините, действительно не так вставил
image

Не совсем понятно, откуда в этой конструкции возникает вращательное движение вокруг вертикальной оси ?

Для наглядности сфера прозрачна. Короткие штыри-пальцы направленные друг против друга к центру сферы проходят в пазы, разрезающие желтую лопасть на 2 лопатки с одной и с другой стороны, и эта лопасть на штырях подвижна по всей длине паза, при этом лопасти изменяют объём между собой и серым основанием вместе с которым совершают вращение. Всего 4 детали, основная нагрузка на этот самый штырь, идеальной точности в обработке деталей не нужно. Отверстия для клапанов во внешней сфере и если крутить основание то получится насос, если подать пар или топливо то двигатель.
Автор не знает о существовании двухтактных дизелей.
Старая, но по-прежнему актуальная проблема маломощной зарядки в туристическом походе на много дней. Хватило бы даже 100-300 Вт, важна масса и компактность. Подходящего решения до сих пор не нашел (аккумы 18650 ношу с собой, но по факту хватает только для фонарика; погода не всегда бывает хорошо, так что солнечная батарея тоже не помогает в полной мере). Продемонстрированное в статье решение подошло бы — да где купить, или по каким чертежам изготовить?

генератор PATRIOT 1000i весит 8 кг. Осталось понять получится ли генератор 300вт с линейным двигателем легче? Визуально он не выглядит лёгким.

Как вариант - кемпинговый фонарь с динамо, но это конечно вручную крутить надо, но зато и топливо не нужно таскать.

Топливо динамки — еда.
8 кг — это очень много (на сплавах мы не граммы, но килограммы считаем точно), а тут еще и топливо надо учесть, и габарит (проще тогда кучу 18650 взять с собой). Фонарь с динамо — так это только фонарь, а нужен источник питания для зарядки массы гаджетов (хочется не только фонарик с телефоном и фотиком заряжать, но и что-то еще). Эти варианты на специализированных форумах уже много раз обсуждались.
8 кг это киловаттник; я когда-то в Эльдораде видел мелкий бензогенератор на 300, что ли ватт весом и размерами с большой утюг (кила примерно 4). Но там с преобразованием возвратно-поступательного во вращение и т.д., для линейника может быть поменьше, по идее.

Вот ведь, всегда поражала переусложненность классических генераторов, куча деталей чтобы просто крутиться по кругу. Вроде решение с боксерами которые гоняют туда сюда магнит через обмотку само собой же напрашивается. Ан нет, почему то промышленных вариантов нету. Интересная статья, спасибо.

ну так и здесь простота достигается за счет того что двигатель двухтактный, такая же простота есть и в обычном двухтактном, там разве что маховик с шатуном есть, это на самом деле мелочи по сравнению с остальным.

Будь этот движок четырехтактный - там еще гора всяких штук прилипает вместе с грм: распредвал, коромысла, клапана, к ним масляный насос.

Если охлаждение водяное - то еще и помпа, радиатор, расширительный бачок, шланги...

Так по-моему их проблема в вибрации. Единственное место где она полезна — этот самый уплотнитель (и копер, как сказали в комментах), а иначе — делать мощное основание, что лишает их мобильности.
Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.