|
|
|
И на чем сегодня мое сердце успокоилось... Я давно уже не строю планы, а после долгих размышлений ставлю стратегические цели и потом упорно стараюсь их достичь, что очень нелегко, уж поверь на слово... Желание провести остаток жизни на морской фазенде-катамаране с вертолетом на борту привело к проектированию и постройке двигателя для вертолета. Ну, процесс и попер.. Когда дорогие и красивые японские железяки расположились в виде натюрморта посреди комнаты, стали понятны некоторые простые соображения:- габарит 800мм ширины оппозитного двигателя - это очень жесткое ограничение, которое я сам себе придумал, не желая изменять больше этот вариант кокпита; - если обеспечить хороший поток масла через головки, то охлаждение будет уже воздушно-масляным и тогда длительная мощность увеличится, особенно, если рассверлить сливные дырки с 14мм до 19мм, тогда сечение увеличится с 6,2 см2 до 11.3 см2 - это узкое место системы охлаждения..; - рабочий ход, следовательно, объем - очень даже можно увеличить до 128мм (2010см3)...; - если постараться и уменьшить вредный подпоршневой объем, то включение подпоршневых полостей в рабочий цикл увеличит рабочий объем до 2800 - 3000см3, при этом суммарная степень сжатия должна быть 9,5 для бензина А-92. Но главнее мощности высотный запас в 0,3 - 0,6 атм, который пригодится в горной местности; - проставками под цилиндрами можно отрегулировать степень сжатия; - вообще-то вес двигателя желателен не более 100 кг., потому как двигатель уравновешивает вес пилота и кокпита, с этой целью и придуман весь этот сыр-бор с кареткой, которая перевозит двигатель в целях балансировки машины; - если не выпендриваться, то штатной мощности 90 л.с. при 4750 об/мин и рабочем объеме 1854 см3 вполне достаточно, чтобы возить свою попу и немного груза... Однако ничто не мешает мне выжать из этих горшков все, на что они способны; И начался процесс выворачивания мозгов по 15 часов в сутки.. Замысел в принципе банальный - имея готовые, великолепно исполненные, рассчитанные на тяжелые условия работы и большие нагрузки запчасти - скомбинировать их в новый вариант, предназначенный для других целей; Результат превзошел ожидания. Тогда я решил, что слишком хорошо - это плохо и увеличил вредный объем картера с 1647 см3 до 2005 см3 - ванночка для сливающегося масла, больше места для впускных клапанов... Но пришло время корректировать проект в стадию "Рабочие чертежи" и вредный объем двух картеров получился 2296 см3, потому что пришлось делать вырезы в щеках, чтобы сбалансировать горизонтальные крутильные колебания. Дальше оказалось, что: - рабочий объем в цилиндрах = 2010 см3 при ходе поршня 128 мм.; - при ходе всасывания в картеры воздух заполняет два подпоршневых объема = 2010 см3 и два вредных объема картеров = 2296 см3. Затем поршни сходятся и воздух нагнетается в один цилиндр объемом 1005 см3, следовательно, объем предварительного сжатия в картере равен 1005 + 2296 = 3301 см3. Степень сжатия = 4306 : 3301 = 1,304, отсюда абсолютное давление в цилиндре с учетом потерь будет = 1.44 атм.; - рабочий объем двигателя с включенными в рабочий цикл подпоршневыми полостями получился = 2010 х 1.304 = 2621 см3; - при общей степени сжатия 9.5 под бензин А92 - степень сжатия в цилиндре = 7.13, что лучше, чем в двигателях Lycoming О-235 and Continental О-200А. При этом высотный запас давления воздуха составил 0,44 атм., а увеличение температуры воздуха при сжатии в картере - на 20 градусов; - максимальные обороты винтов диаметром 8500 мм. могут быть не более 562 об/мин, тогда обороты распредвала с редуктором 4.625 будут 2600 об/мин и обороты двигателя 5200 об/мин, что хорошо вписывается в общий замысел вертолета с малой удельной нагрузкой на омахиваемую роторами площадь. Тогда максимальная кратковременная мощность двигателя возможна до 139 л.с. - наконец-то я нащупал золотую серединку. Длительная мощность в 100 л.с. при прикрытых дроссельных заслонках будет соответствовать малошумящим оборотам винтов. С увеличением высоты дроссельные заслонки будем открывать все больше и больше, чтобы компенсировать падение давления воздуха, уменьшение мощности двигателя и подъемной силы винтов; - масса вращающихся железок составила 23 кг. Я взял свою гирю, покрутил - впечатлило... Затем я взвесил имеющиеся запчасти - 36 кг, потом определил объемы и веса проектных железяк - набрал общий вес двигателя около 70 кг. Потом появились стартер, маховик-генератор-стабилизатор, аккумулятор стартера, 2 воздушных фильтра, 2 датчика потока,2 дросселя, 2 насосика, трансформатор зажигания и прочая мелочь - еще 24 кг и я полагаю, что в 100 кг впишусь; - 813 мм. габарита ширины тоже годится, единственное, что мне не нравится - выхлопные отверстия головок смотрят под 45 градусов вверх, но это можно пережить, придется сделать выхлопную трубу из гофрированной трубы "Meibes" из нержавейки 0.5 мм диаметром 56 мм и расположить ее с глушителем сверху. Кстати о турбонаддуве... Купить автомобильный турбокомпрессор не проблема, а на фига? Чтобы использовать халявную энергию выхлопных газов, поднять давление воздуха на впуске, охладить, а потом дроссельная заслонка пропустит воздуха ровно столько, сколько хочет пилот. Ясно, что увеличится высотный запас, ясно, что можно выжать большую мощность, а при дросселировании воздух еще больше охладится и температура в цилиндрах уменьшится. В конечном итоге датчики температуры головок сообщат о перегрузке и не дадут спалить движок, а выигрыш будет в той или иной мере всегда. Мысль полезная, давай-ка запросим у Валентина Галкина технические характеристики маленьких турбин... Запросил. Например РО-04 для Вольво 1.8 литра. Вес около 8кг., а цена уже 11000р. Но! К охлаждению головок и донышек поршней маслом надо очень серьезно подойти... - совершенно очевидно, что 2 штатные топливные системы обеспечат правильную работу на всех режимах без перепрограммирования и прочих ухищрений, кроме одного - 2 форсунки на цилиндре могут подавать топливо прямо на свечи зажигания, создавая в районе искрообразования обогащенную смесь, что весьма недурственно для надежности запуска и работы двигателя. Вообще-то дублирование - это дорогое удовольствие, но на своей жизни экономить не хочется... И карбюраторы, кстати, рановато отвергать..; - следует заметить еще раз - реальная длительная мощность будет определяться температурой головок, приборный щиток расскажет мне об этом и сообщит о проблеме перегрева, после чего необходимо сбавить прыть....; Хорошо, теперь посмотрим, что получилось в картинках:
Декомпрессоры - это последняя проблема, которую, так или иначе, необходимо решить. Весьма изящное решение, реализованное японцами в Yamaha XV 1900, здесь неприемлемо.. Однако, при остановке двигателя, центробежный регулятор может подставить под толкатели клапанов флажки, которые не дадут клапанам опуститься. Тогда при следующем запуске все клапаны будут открыты и двигатель влегкую будет раскручиваться стартером от батареи 12 а/ч до тех пор, пока ЦБ регулятор не уберет флажки и клапаны начнут свою деятельность, после чего двигатель должен запуститься. А не запустится - клапана снова встанут на флажки. Для примера могу сказать, что двигатель самолета АН-24 мощностью 1000 л.с. запускался от батареи 60 а/ч - как на Жигулях сегодня. И все-таки я их вставлю..!!
В конечном итоге еще и оказалось вдруг, что уменьшить мощность не позволяют штатные гидротолкатели - придется делать новые. Как-то странно-совпадательно все это укладывается.. Кстати, щуп - это конусная пробка.. Вернемся к вертолету? Щелкни тут.. SergeCorobkin = 20:47 21.05.2009 Что нового? Очень важный момент - распределенная на 3 ряда шестерен передача вращения на распредвал потребует точного контакта зубьев, поэтому придется сделать шестерни весьма точными, строго проконтролировать нормали и необходимые зазоры. Закалить сурово - до 55-60 по Роквеллу... С маховиком-генератором и стартером все ясно - от Yamaha F50, потом это надо будет вписать и придется попотеть. Распредвал тоже немного изменим,чтобы маховик влез, продумать смазку разбрызгиванием. Щеки коленвала сделаем с балансирными выемками, чтобы уменьшить горизонтальные крутильные колебания и не ошибиться бы в расположении проколов и левых-правых резьб.. Из-за подобного рода невнимательности у меня теперь лишний стартер и маховик образовался...
Воздушные фильтры ProSport Tornado или JR многоразового использования хороши, не спорю, но если красиво окутать их сеткой-нержавейкой с ячеей 0.04мм, то вся пыль и грязь будет оседать на ней, дождь и туман сквозь нее не проникнут, а фильтрам достанется только очень тонкая пыль. Загрязненность и засоленность сетки будет очень бросаться в глаза и, надеюсь, мне будет стыдно и я буду чаще промывать фильтры... Вообще-то эти две впускные башни - сначала сетки, под ними фильтры, вихревые камеры, ниже датчики потока, затем дроссельные заслонки и лепестковые клапаны Yamaha Z250 - неплохо вписываются в общий замысел.
Для установки фильтра на датчик потока нужен переходник и, если делать его самому, то надо не полениться и отформовать бублик возможно наибольших размеров - инерционный тороидальный нагнетатель. Суть проста - процесс всасывания прерывист, правильно? А кто курил и пускал кольца, тот знает, что кольцо вылетает довольно быстро, потом тормозится трением о воздух и расплывается. Уже дошло? Конечно, в момент всасывания бублик воздуха (вихревое кольцо - как в страшных снах пилотов вертолетов...) раскручивается, а потом, 3 такта, не может остановиться и нагоняет воздух, потому что скорости в центре больше, чем на периферии. Своеобразный маховичок такой.. Если еще заставить вихревое кольцо крутиться вокруг вертикальной оси - мы получим классический торнадо вверх-ногами и непредсказуемые последствия. А ведь фильтр ProSport Tornado слегка закручивает поток, что и требуется для начала нашего маленького урагана. Этого фокуса еще никто не делал, я знаю, а также знаю, что для поддержания вращения надо очень немного энергии и при повышении оборотов двигателя эффективность действия вихревого кольца будет увеличиваться, но до резонанса не добраться, ибо размеры слишком малы. Возможно на гармошках будет резонировать и может даже дойдет до перехода звукового барьера. Свернуть трубу "Meibes" в тор, чтобы охлаждение случилось? Еще нечто подобное придумается потом на выхлопе, мне так кажется... Оказавшиеся лишними масляную трубку и штуцеры Yamaha XV1900 - надо использовать на подвод топлива к рампам форсунок и озадачиться подачей на них высокого напряжения. Кстати о высоких напряжениях - есть любопытная вещица, пьезокерамический трансформатор, который из импульсов низкого напряжения делает импульсы высокого напряжения... И о всережимном центробежном регуляторе - его основная задача - поддерживать заданные обороты почти независимо от нагрузки, поэтому он управляет дроссельными заслонками, а побочная задача - при запуске и остановке двигателя управлять декомпрессорами.
8 - 12 хороших точек крепления двигателя можно получить, если проставки под цилиндрами из 10мм стеклотекстолита СТЭФ сделать боковыми стенками наружного картера и заодно развесить на них все проводное-электронное барахло, а сверху надо нечто типа капота от дождя и снега... Не исключено, что при переходе от дельтаплана к вертолету толкающий винт будет упразднен и появится обтекатель-багажник-хвост с рулями плоского поворота. Не исключено также, что толкающий винт обзаведется автоматом перекоса и будет рулить во все стороны... Поживем - увидим, чем больше я пропитываюсь композитами, тем больше изменяются мои фантазии и принципы проектирования. Совершенно неожиданно оказалось, что этот движок весьма пригож для дельтапланов и минисамолетов, а дырявый выходной вал - для винтов регулируемого шага (ВРШ), что сильно улучшает их летные качества. Причем востребованы обе модификации - выходной вал вверху и выходной вал внизу. Придется очень подумать над системой смазки, чтобы она была эффективной в обоих случаях, поэтому следует купить масляный насос Yamaha F-150 и пристроить его на конце коленвала под центробежным регулятором. В таком случае нетрудно организовать систему с полусухим картером и маслосборными - разливными трубами. Донышки поршней тоже хочется поливать для охлаждения.. Довольно интересная задача.. Почему бы на роль маслотанка не назначить охладитель из трубы Meibes? Что касается смазки, то мои эксперименты с конверсионным тефлоновым модификатором смазки "АвтоКон" в начале 90-х годов на двигателях ГАЗ-24, ВАЗ-01, УАЗ-252, Audi 80, Honda Prelude, Toyota LandCruiser, феномены их влияния и результаты вскрытия, которые я наблюдал и измерял - сделали меня убежденным сторонником применения этого модификатора в любых механизмах, начиная от портновских ножниц. Эти ножницы, кстати, используются до сих пор на кухне без заточки уже 17 лет и эффект мягкости движения лезвий сохраняется. Потом я мазал кисточкой модификатор на вкладыши коренных шеек коленвала и наблюдал, как жидкость ПФПЭК (перфторполиэфиркарбоновая кислота) мгновенно осаждалась на баббите под слоем масла, оставляя капельку чистого растворителя. После этого я предпочел шприцем заливать треть флакона модификатора в свечные отверстия и прокручивать стартером для размазывания по стенкам цилиндров. Отсюда мораль - не ленись, думай головой, куда и чего наливать... Чего я пытаюсь добиться... Идеальный конечный результат моих действий - свести износ в ноль, а моторесурс - в бесконечность. Для этого вполне достаточно заранее, при сборке, все поверхности трения, поршни и камеры сгорания покрыть перфторполиэфиркарбоном ПФПЭК - 240 и поджарить феном, называется - эпиламировать. В таком случае процесс обкатки-приработки удалит только слишком большие выступы рельефа и после обкатки, сменив дешевое масло на 0SAE40, следует залить эмульсию ПФПЭК -240 в масле, в количестве 0,1% от объема всего масла двигателя, которая покроет свежие раны рельефа. ПФПЭК липнет практически на все поверхности слоем в 40 - 60 ангстрем и образует нечто типа каракулевой шубки. Впоследствии, через каждые 50 - 100 тыс.км. следует повторять обработку и контролировать параметры, периодически устраивать тесты на стабильность. Что потом будет там внутри - я видел и замерял много раз, а разбирать из любопытства не рекомендуется... Зато очень рекомендуется наивысшее возможное качество обработки поверхностей трения, ибо ковер ПФПЭК хорошо удерживает любое масло, что заметно на старых сковородках Tefal с изрядно изношенным и прижаренным покрытием. Наглядный пример бесконечного моторесурса - холодильник Бирюса на моей кухне, который работает уже 34 года и их много таких осталось еще в этой стране... Все было бы ничего, но какой кусучий этот УМ-2, он же 6МФП-240, он же ПФПЭК-5, он же ПЭФ-240 = 35000 - 49000 - 63000р. за 1 кг.! А мне надо-то всего 50г, но по мелочи никто не продает... Еще можно попытаться купить "Асоль-F"- тож самое, только из другой бочки налито. Автокон вообще не отвечает... Большой бум всяких присадок в нашей стране закончился большим пшиком, под которым похоронены все в куче - и дельное, и фальшивки... Вот, кстати, мелкий, честный бизнес валяется под ногами - купи банку ПФПЭК - 240, несколько ящиков хорошего масла в мелких бутылочках, добавляй по 5 мл. ПФПЭК и рассылай желающим с короткой инструкцией по применению. Не требуется ни ума, ни фантазии, ни сертификации, все опробовано еще в танковых войсках СССР, в свое время я не поверил рассказам ребят - танкистов о том, как зампотехи что-то наливали в двигатели и что после этого было. Вот чем я буду заниматься в одиночестве на своем катамаране! Извините, вру бессовестно, у меня терпения на это не хватит.. Ну, а если хочешь знать, что это за зверь - ПФПЭК, - щелкни тут.. Вот и пришел момент возвращения на флот... Компромисс между деньгами и токаркой я решил в пользу токарки, ибо иметь возможность что-то сделать своими руками много значит для меня... Примерно на год я засяду на моргеоразвалюхе "Карпинский" с целью сделать этот двигатель. Кроме того, следует реанимировать свой диплом судового механика - придется пойти на курсы. Бумажный психоз - бизнес на корочках овладел этой глупой страной, левая рука запрещает - правая разрешает... За деньги, естественно... Желаю себе удачи. SergeCorobkin = 17:34 27.05.2010
SergeCorobkin = 18:46 19.09.2010 И вот Юра Ларсов привез мне 5мл ПФПЭК-240 за 500р, очень трудно было найти и обеспечил себе еще 5/100000 долей участия в проекте. Если теперь взбурлить ее блендером в 100-300мл масла - получится рабочая эмульсия, можно даже попробовать типа майонеза сделать, добавляя масло тонкой струйкой... Получилась довольно стойкая эмульсия и мы залили ее в новую машину Юрика. Остаток лежит уже вторую неделю и все-таки слегка расслоился. Тем временем, С.М.Гайдар, изобретатель этого чуда, продал нам около 212 мл. и этого хватит на все мои сегодняшные нужды. Странновато, но я тоже был когда-то С.Г.Гайдар... Интересный, даже пикантный, момент - современные системы Euro-3 управления двигателями внутреннего сгорания не дают возможности ощутить попой и глазами изменения, происходящие в двигателе, все компенсируют... Разумеется, если ты скурупулезно подсчитываешь расход топлива, то в течении трех месяцев заметишь, что аппетит машины изрядно уменьшился, а прием вроде как улучшился. Но это так субъективно... Даже, если вскрыть и замерить - все равно непонятно, потому что большинство двигателей тупые пользователи подвергают страшному износу в период обкатки. Рискну утверждать, что за это время двигатели имеют 80-95% износа по глупости водителей. Один из моих знакомых загубил как-то 4 новых задних моста, пока я не отобрал у него машину, поставил ее на колодки и обкатал мост почти по правилам... Самое правильное - использовать мелкодисперсную эмульсию ПФПЭК - 240 в масле прямо при сборке, покрывая все поверхности деталей кисточкой, ибо это и защита от коррозии, и нагар+грязь налипать не будет. Потом следует покрутить двигатель вхолодную подольше, вручную, дабы жизнь медом не казалась... Или чтобы узнать, как идет процесс приработки. Ну, я это все уже описывал... А вот в новый вакуумный насос я завтра шприцем во всасывание налью на ходу, без нагрузки. И в вентиляторы компьютера тоже. Все что шевелится, надо помазать обязательно. Есть еще интересный момент - полиэфирные масла для фреоновых компрессоров, надо бы изучить их свойства. Интересно, можно ли мне здесь применить дорогое полиэфирное масло с полярной структурой молекул для фреоновых компрессоров Reniso Triton SE - 55 ? Какой же я все-таки жутко нудный и настойчивый, пру как танк... SergeCorobkin =0:14 04.11.2010 Антарктида, море Уэдделла, белые ночи - холодно тут, неуютно, соплями осчастливился... И втемяшилось мне посчитать плюсы и минусы компоновки с распредвалом внизу. Получается, что: - центр тяжести поднялся на 280 мм, это плохо для остойчивости, но хорошо для размещения хвоста с рулями и можно придвинуть движок поближе к редуктору; - выхлопные дырки цилиндров теперь смотрят вниз, воздушный фильтр и турбокомпрессор с глушителем внизу - хорошо, но масло из турбокомпрессора придется отсасывать вместе с газами, которые проскочили лабиринты, ибо в картере избыточное давление и надо что-то придумывать. А еще добавились четыре гофрированные трубы на 54мм и движок будет похож на спрута; - стала не нужна шестерня масляного насоса и щитки для разлива масла..; - распредвал и гидротолкатели теперь купаются в ванне - это хорошо, но за манжетами надо будет постоянно следить; - охлаждение головок маслом стало лучше, но каналы подачи масла получаются снаружи, из маслоохладителей, теперь их четыре и два фильтра - получилась переливная цистерна охлажденного масла и отдельная трубка в турбину (через дроссельные заслонки или карбюраторы), а зимой будем одевать поролоновые чулки для уменьшения охлаждения; - воздух в цилиндры или карбюраторы теперь подается из бывшего внизу поддона и для водомаслоотделения можно закрутить поток и применить гофрированные трубы-охладители из нержавейки; - стартеру и блоку зажигания повезло, они теперь наверху, прикрыты колпаком от непогоды..; Придется проработать этот изначальный вариант всерьез, он мне очень нравится..., вот только опять я столкнулся в тропиках с жуткой ненадежностью электроники и опять задумался - нафиг мне этот впрыск с сотнями контактов, проводов, реле, электронными блоками, топливными насосами, всякими датчиками... По сути это весьма уязвимая система, а преимущество перед карбюраторами только одно - большое сечение воздушного тракта, но при установке турбокомпрессора оно уже неактуально... Пусть будут бесхитростные, но весьма надежные однокамерные карбюраторы Weber, простенькие пусковые подогреватели воздуха, блок зажигания с траверсой и прямым управлением опережением зажигания с ручным корректором, датчики температур головок , датчики детонации для контроля на слух, подача топлива грушей и затем давлением картерных газов, тончайшие, 40 микрон, фильтры из нержавейки в каждой канистре - все как можно проще и надежней. |
|
|
|
