Свежие комментарии

Форум

Добро пожаловать, гость 

Показать / спрятать

Добро пожаловать, гость! Для участия в форуме требуется регистрация.





Страниц: [1]
Автор Тема: Двигатели, сложности, проблемы и их решения
alls
Новичок
Сообщения: 15
Permalink
Сообщение Двигатели, сложности, проблемы и их решения
 September 11, 2019, 18:32
Цитата

Читая рассказы про попаданцев порой удивлялся как просто там создают паровой двигатель но не могут создать ДВС - бензиновый/дизельный. Я гуманитарий с машинами на ВЫ) Может кто поподробней рассказать с какими проблемами столкнётся попаданец в средние века(или другом мире)и пути их решения для постройки ДВС. Стоимость работ можно не учитывать, как и наличие топлива.

паровой



двс


Пока писал сообщение назрел ещё один вопрос)) Я как то создавал тему про двигатель стирлинга на корабле и вот сейчас задумался, а какой мощности нужен двс для того что бы разогнать скажем линкор HMS Victory 1765 до его 11 узлов без парусов)

vashu1
Про
Сообщения: 431
Permalink
Сообщение Ответ на: Двигатели, сложности, проблемы и их решения
 September 12, 2019, 02:12
Цитата

// а какой мощности нужен двс для того что бы разогнать скажем линкор HMS Victory 1765 до его 11 узлов без парусов)

// Displacement: 3,500 tons
+ https://www.electroengineer.ru/2011/05/blog-post_30.html

1500-2000 лошадей. Думаю скорее 2000 потому что форма у тогдашних английских кораблей была весьма коробчатая из-за https://en.wikipedia.org/wiki/Builder%27s_Old_Measurement и сопутствующих налогов(см например форму корабля Кука).

В общем для попаданца малореально - к тому времени как он сможет сделать такой двс у него уже будут крылатые ракеты с ПуВРД и смысла в подобных линкорах не будет.

vashu1
Про
Сообщения: 431
Permalink
Сообщение Ответ на: Двигатели, сложности, проблемы и их решения
 September 12, 2019, 03:46
Цитата

// Стоимость работ можно не учитывать, как и наличие топлива.

Тот же первый стирлинг в начале 19го не пошел потому что за год он сломался трижды. Те без стоимости обсуждать смысла мало - ну сделает попаданец свинцовый поршень как в одном из этих видео, а сколько он прослужит?

Паровики первой половины 18 века делались ручной шлифовкой цилиндра и работали на уплотнениях из кожи/пробки/и тп тп. Во второй половине уже расточка делалась на станке и уплотнение стало в основном пеньковым. В начале 19 дошли по металлических поршневых колец, конусность цилиндра типичного двигателя была порядка мм - из-за износа резца. Паровик при таком работал, двсу я так понимаю понадобится точность получше.

Имхо реалистично - но дорого + дороговизна топлива.

Основная проблема по материалам - жаропрочные клапаны. Для попаданца тут есть вариант, придуманный лишь в 20 веке https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Arbeitsweise_Zweitakt.gif

В общем я сильно сомневаюсь что ДВС будет интереснее паровика для какого-нибудь речного пароходика фултоновского уровня.

Он будет интересен для парохода покруче/авто, но какой смысл их делать пока перед попаданцем лежит неосвоенный рынок паровые двигатели низкого давления для которого можно клепать чуть ли не в сарае и собирать сотни процентов прибыли? А к тому времени как этот рынок будет насыщен то уже и индустрия подтянется у уровню середины 19 и вопрос о осуществимости ДВС стоять не будет.

Hludens
Про
Сообщения: 196
Permalink
Сообщение Ответ на: Двигатели, сложности, проблемы и их решения
 September 30, 2019, 16:57
Цитата

Список трудностей велик...
Начнем с простого- металл. Паровик можно сделать например из бронзы, бронзовый ДВС долго не проработает. Нужны достаточно жаростойкие металлы, иначе получится не ДВС а демонстрационная модель способная на работу в течении минут- часов, а потом тотальный ремонт.

Второе- точность обработки. Как верно указал Ваш1 пенькой и пробкой недостаток точности можно компенсировать для паровика. А намного большая частота вращения повышает требования к балансировке и прочности подшипников.
Кстати, обратите внимание, во всех ваших примерах крайне широко используются современные изделия типа высокоточных безшовных труб, готовых поршневых пар и т.д. Без этого требуется хоть какой то станочный парк. То что современный мастер делает отрезав болгаркой кусок трубы и приварив к нему кусок пластинки для средневекового выльется в фантастический гемор вплоть до изготовления специализированных станков.

Третье. Чистота и единообразность топлива. Если у вас чуток разные топлива то запуск ДВС превращается в шаманство с которым справится совсем не каждый пользователь. Заправился из другой бочки- перенастраивай движок... Это паровик можно топить всем что горит, а ДВС в пище разборчив.

Всякие трубочки, прокладки, проводочки и прочее... Если мы делаем Дизель нам нужен насос высокого давления и соответствующая топливная система. Если делаем карбюраторник то нужна искра, а следовательно магнето (привет изолированному проводу длинной в полкилометра), высоковольтные провода (которые норовят пробить любую кустарную изоляцию на ближайшую железку) и свеча (отдельный, совершенно неочевидный геморой). Ну и калильная головка которая лишена проблем своих более распростроненных братьев но имеет свой собственный комплекс бед начиная с низкого сжатия и заканчивая ее прогаром.

Короче сделать можно но геморой обеспечен а надежность эксплуатации в условиях "высокообученных" специалистов... не будем о грустном.

vashu1
Про
Сообщения: 431
Permalink
Сообщение Ответ на: Двигатели, сложности, проблемы и их решения
 September 30, 2019, 21:30
Цитата

// бронзовый ДВС долго не проработает. Нужны достаточно жаростойкие металлы, иначе получится не ДВС а демонстрационная модель способная на работу в течении минут- часов, а потом тотальный ремонт.

Температура плавления алюминия и его сплавов - 600-700 градусов, поршни и блок цилиндров из него делают. Насколько я понимаю повышенные требования лишь к клапанам - они обильно обдуваются продуктами сгорания и их трудно охладить.

// Третье. Чистота и единообразность топлива. Если у вас чуток разные топлива то запуск ДВС превращается в шаманство с которым справится совсем не каждый пользователь. Заправился из другой бочки- перенастраивай движок...

Разные дрова дают очень даже разный газ, но особых проблем с газогенераторными двс нет. Если не выжимать все что можно, а пожертвовать эффективностью(уменьшив сжатие), то прихотливость можно резко понизить.

Hludens
Про
Сообщения: 196
Permalink
Сообщение Ответ на: Двигатели, сложности, проблемы и их решения
 October 1, 2019, 16:47
Цитата

//поршни и блок цилиндров из него делают.
поршень то делают, вот только трется он стальным компрессионным кольцом.
Да и блок цилиндров имеет стальные гильзы, алюминий в таких условиях мигом уйдет в утиль. трение под температурой и давлением это немного не тот режим в котором может работать мягкий метал.
Впрочем в мелких модельных движках бывают чисто дюралевые поршни но трутся они тоже по стальной гильзе. Да и клапанные окна для двухтактника в стали живут дольше.

//Разные дрова дают очень даже разный газ
Не настолько разный. СО + водород+СО2, остальное в следовых количествах, больше там взяться нечему. Смешивание с воздухом происходит уже вполне однородного газа, так что настроив один раз объемное соотношение газа и воздуха получаем достаточно стабильный результат.
А вот с жидкостями будет беда, переобогощенная или обедненная смесь крайне плохо зажигаются. Да и температура вспышки у разных жидкостей очень разная. Крутить жиклеры потребуется постоянно, и это не считая засорения.

Мы с соседскими парнями в конце 80х достаточно долго возились с мопедами и разными бензинами (какие доставать удавалось). Очень много теплых слов было сказано... Мопед который перестал заводиться после заправки- обычное дело.

vashu1
Про
Сообщения: 431
Permalink
Сообщение Ответ на: Двигатели, сложности, проблемы и их решения
 October 2, 2019, 01:41
Цитата

// Да и блок цилиндров имеет стальные гильзы, алюминий в таких условиях мигом уйдет в утиль. трение под температурой и давлением это немного не тот режим в котором может работать мягкий метал.

бывают и без гильз
// Алюминиевые блоки, кроме чугунных вставных гильз, могут быть хромированы, покрыты никасилом, алюсилом, или иметь вставные алюсиловые гильзы.
// Сравнительно недавно немецкая фирма Kolbenschmidt разработала и технологию, при которой в обычный алюминиевый блок запрессовываются готовые алюминий-кремниевые гильзы, имеющие упрочненные стенки с повышенным (до 27 %) содержанием кремния

Ну и мы же бронзу обсуждаем.

с твердостью по Бринелю: 125 у дюралюминия по сравнению с 22 у чистого алюминия.
алюминиевой бронзы ... твёрдость по Бринеллю 55…220
Мягкая сталь 120 HB
Нержавеющая сталь 250 HB

Ну и вишенка

// На заре автомобилизма могли также использоваться бронзовые блоки цилиндров[21], что обусловлено высокой технологичностью этого сплава при литье.

Hludens
Про
Сообщения: 196
Permalink
Сообщение Ответ на: Двигатели, сложности, проблемы и их решения
 October 2, 2019, 20:33
Цитата

// могут быть хромированы, покрыты никасилом, алюсилом, или иметь вставные алюсиловые гильзы.
т.е. гильза все же есть просто не стальная 🙂
что соответствует моему утверждению что алюминиевый цилиндр все же не делают.
Ну и опять же, какие из этих технологий доступны в мире где еще и паровой то машины нету...

//с твердостью по Бринелю: 125 у дюралюминия
Которой как мы убедились недостаточно для стенок цилиндра двигателя.
//алюминиевой бронзы ... твёрдость по Бринеллю 55…220
ну алюминиевая тут немного не причем, но оловянная после некоторых видов обработки поднимает свою твердость от 45-80 до 110 и даже 200. Хотя потребуется точно выдержанный сплав, отсутствие примесей и хитрая тепловая обработка.
Короче тоже маловерояное сочетание.

На заре автомобилизма много чего использовалось но качество бронзы в конце 19 века и долговечность шедевров автомобилестроения этого времени... Это ж были демонстраторы технологий. Проехал час, чини неделю...
Короче тоже не наш случай.

Я в целом согласен с вашем выводом- реалистично, но дорого. Добавлю еще что недолговечно и крайне требовательно в обслуживании (постоянные замены уплотнителей, прогорающих деталей, переодическая замена гильзы цилиндра, колец).
Короче в сравнении с паровиком исключительный гемор.

Меня лично при таком выборе больше привлекает турбина Тесла.
Вот например:
http://www.teslatech.com.ua/index.php?option=com_content&view=article&id=68&Itemid=71

Диаметр ротора 66мм
Обороты ротора - 39500 об./мин.;
Среднее давление перед соплом - 2,5 бар;
Массовый расход воздуха - 50 кг/час;
Мех. мощность на валу турбины - 300 Вт;
Мех. мощность струи воздуха - 630 Вт;
Мех. КПД турбины - ~48%;

При чуток других параметрах воздуха этот агрегат размером с кулак выдает 5 лошадей.
Из подвижных деталей там только ротор. Ни одной детали сложной формы требующей обработки.

Ну какой паровик или ДВС может с таким тягаться?
При диаметре ротора в 30 -40 см скорость вращения будет порядка 6000 об/м, что вполне скушает редуктор с ременной передачей.

Да, кстати, вот здесь http://alternathistory.com/parovye-mashiny-teoriya-i-praktika/
есть формулы для расчетов скорости корабля и мощности машины.

vashu1
Про
Сообщения: 431
Permalink
Сообщение Ответ на: Двигатели, сложности, проблемы и их решения
 October 3, 2019, 03:33
Цитата

// Которой как мы убедились недостаточно для стенок цилиндра двигателя.

А когда мы в этом убедились? Были какие-то цифры?

// Меня лично при таком выборе больше привлекает турбина Тесла.

Ну это уже троллинг. Покажите хоть одну самоделку аля https://www.youtube.com/watch?v=PE8lcdNh3g4 на Тесле иначе обсуждать смысла нет.

Hludens
Про
Сообщения: 196
Permalink
Сообщение Ответ на: Двигатели, сложности, проблемы и их решения
 October 3, 2019, 15:05
Цитата

//А когда мы в этом убедились? Были какие-то цифры?
Выше вы сами указали что во всех случаях алюминиевого блока цилиндров используется гильза из более твердого вещества. Трущаяся пара алюминий-сталь обычно не используется, особенно в нагруженном узле, поскольку задиры и быстрый износ гарантированны. Алюминий, даже в виде дюраля излишне пластичен.

//Ну это уже троллинг.
не, ну почем троллинг то? Если у нас нет даже паровой машины то станочный парк и технологии обработки в глубокой заднице, т.е. простота изготовления выходит на первый план. ТТ тут кроет паровик а тем более ДВС как бык овцу.

из ездящего отыскал сходу только вот такой мегадевайс :)))
https://www.youtube.com/watch?v=4q46rNLH40I
ну и 10 кв генератор с теслатурбиной

Что то не хотят люди заморачиваться с редуктором с десяти тысяч до нормальных для колес оборотов.

Впрочем кроме этого экстремального трайка я что то тоже не найду самопальных паровых транспортных средств (кроме восстановленных тракторов и корабликов). Есть пара мотоциклов но при ближайшем рассмотрении оказались пневматическими и электрическими и паровой имитацией).
Настольные турбинки (как и паровые машины, и стирлинги)люди делают, а вот сделать полноценный двигатель и поставить его на настоящее транспортное средство что то не торопятся.
Так что одно видео от веселых ребят не аргумент...

vashu1
Про
Сообщения: 431
Permalink
Сообщение Ответ на: Двигатели, сложности, проблемы и их решения
 October 4, 2019, 01:41
Цитата

// Выше вы сами указали что во всех случаях алюминиевого блока цилиндров используется гильза из более твердого вещества. Трущаяся пара алюминий-сталь обычно не используется, особенно в нагруженном узле, поскольку задиры и быстрый износ гарантированны.

И? Сейчас такое покрытие стоит в разы, если не больше, дешевле остального мотора. А во сколько конкретно оно продлевает его ресурс? Три раза или триста? Ежу понятно что попаданческий движок будет хуже, но чтобы понять выгодно/невыгодно ли будет его использовать нужны конкретные цифры.

// https://www.youtube.com/watch?v=4q46rNLH40I

С прямым приводом на колеса, ага. КПД там наверное в тысячных процента измеряется. Он мог бы воздух через сопло выдувать - машинка бы резвее двигалась.

Турбина если где и интересна, то на водном транспорте, с прямым приводом на винт. Но и там

// Обороты ротора - 39500 об./мин.;

Про баббитовые попадалось что у них предел порядка сотни в секунду, для попаданческих возьмем 50 - итого 3000 оборотов в минуту, в десять раз меньше, с соответствующим падением кпд. С пятью процентами конечно можно работать, лишь бы еще чего не вылезло.

Hludens
Про
Сообщения: 196
Permalink
Сообщение Ответ на: Двигатели, сложности, проблемы и их решения
 October 4, 2019, 19:27
Цитата

//С прямым приводом на колеса, ага. КПД там наверное в тысячных процента измеряется.
Не, там же редуктор от какогото электромотора используется. Но КПД там действительно аховый...

//Турбина если где и интересна, то на водном транспорте, с прямым приводом на винт.
тут согласен, катер или даже миноносец очень неплохие вышли бы.

// Обороты ротора - 39500 об./мин.;
Не 🙂 это был как раз пример микротурбинки. Там весь фокус в том что скорость внешней точки ротора должна быть от звуковой до половины звуковой (просто потому что скорость выхода потока из сопла околозвуковая). поэтому маленькая турбинка имеет такие бешеные обороты. Сделайте турбину не 66 мм диаметром, а 200 и речь идет уже о 10-15 тысячах оборотов. Ну а полуметровая турбина для кораблика будет иметь единицы тысяч оборотов. КПД при этом не падает.
Но сделать полуметровый блин конечно сложнее чем 10 см.

Что же касается подшипников то прессованная береза пропитанная маслом внезапно оказывается весьма удачным материалом. Использовались в том числе и на паровых турбинах с десятком тысяч оборотов в минуту.

Помимо подшипников скольжения из красного дерева применяли и применяют подшипники из других пород древесины.
Черное дерево (эбеновое дерево или палисандр), а именно африканский родственник применялся в судостроении в качестве вкладышей подшипников гребных валов, которое в связи с дефицитом в последствии было заменено на баббит.

В целом на счет числа оборотов для подшипника скольжения-предельные цифры меряются исходя из скорости точки поверхности вала. т.е. при том же смазочном материале вдвое меньший по диаметру вал будет работать на вдвое большем числе оборотов.

Страниц: [1]
Mingle Forum by cartpauj
Версия: 1.0.34 ; Страница загружена за 0.124 секунд.