Вы подали хорошую идею, что даже пропан способен сдетонировать от сжатия путем оставления в цилиндре части горячих выхлопных газов. Гениально. Мне пришла мысль соединить свою идею мембранного насоса для воздуха, который я предлагал закачать в реактивную камеру, с вихревой трубкой. Если качать воздух не в камеру, а в вихревую трубку и в качестве пользовательской энергии отбирать морозную воздушную струю в минус 40 по Цельсию. А горячей струей продувать цилиндр со свободным поршнем, но без особого энтузиазма. Так как она горячая и не шибко сильная, она оставит в цилиндре часть горячих газов и, соответственно оставит большую температуру для детонации газа при достаточной дозе кислорода. Таким образом я получу на базе легкого алюминиевого кемпингового баллона с газом портативный кондиционер для палатки или походный генератор льда в термоконтейнере - незаменимая штука для рыбаков, военных вдали от цивилизации, да и просто продукты сохранить, для продавцов мороженого и пива в душных удаленных точках, электричках и т.п.. Плюс эту морозную струю воздуха можно использовать как первую помощь при переломе, вывихе ноги в походе и прочих ушибах, где нужно быстро охладить рану, а вокруг палящая степь, пустыня. Запуск СПД с ладонь моментом охладит перелом, ожог, голову при тепловом ударе. В походных и военных условиях летом, когда льда не напасешься в дикой природе, такое устройство по востребованности будет как электрогенератор. Особенно если учесть то, что в баллончиках бутан-изобутановая смесь. Их формула C4H10 - она еще более легко сдетонирует из-за своей сложности, чем пропан (C3H8). Самый труднодетонируемый - это магистральный квартирный метан (СH4). Молекула проста и очень прочна. Не разваливается. Есть еще вариант для стационарной электрогенерации будущего - это использовать СПД просто как промежуточный генератор метана. Своего рода маленький риформер для риформинга пропана, бутана или паров бензина, после барботулятора, биобутанола после анаэробного брожения клостридиями в куда более экологичный метан - самый чистый углеводород в природе, состоящий практически из водорода (CH4). Для этого часть энергии СПД идет на производство водорода электролизом (можно даже высокотемпературным - ВТЭ - он эффективнее), который снимается с катода электролизера и затем подмешивается к горячему выхлопному углекислому газу. И эта горячая смесь CO2 и большого(не менее чем в 4 раза по количеству) обьема H2 пропускается под давлением выхлопа (!!!вторая часть полезной энергии СПД!!!) через катализатор из смеси никелевой пудры и сажи на минеральной вате. Происходит хим. реакция Сабатье: CO2 +4H2 = CH4+2H20 и на выходе мы получаем метан, и много водяного пара. На этом экологичном газе тут же уже может работать большой, 12-ти цилиндровый 4-х тактный мегаватный генератор, невероятно радуя собой любую зеленую организацию, партию. Учитывая, что к воздуху, наполняющему его цилиндры подмешивается чистый кислород с анода электролизера. А его выхлопная труба может побочно организовать паровое отопление. Либо получится экологичный метановый авиамотор любого принципа действия.
Есть еще вариант генерации электричества пьезоэлементами, каждый из которых представляет из себя пластинку от противокомаринного фумигатора либо круглый диск. Они есть в продаже. Есть, которые генерируют ток при их изгибе, а есть котоые при сжатии с двух сторон (сплющивании). То есть торец цилиндра просто оформляется не как обычный тупик, а чуть более сложный фигурный тупик из щелей-ямок. Внешне напоминающий радиатор у микропроцессорного кулера. Газы в момент вспышки "обнимают" каждую пластинку с двух сторон. Конечно, нужно покрытие для каждой от выгорания. Но тут, если пьезотаблетка не высокотемпературная, то придется передавать этот удар либо через гидроудар на небольшом удалении плюс обдув, либо оформлять через выхлоп - газы, выходя в трубу, раздвигают две втулки в стороны буквально на 1 мм, а к втулкам крепится тяга, на которой как пачка сложена стопка пьезоэлементов жестким образом, соединенных либо последовательно, либо параллельно, в зависимости от нужд. Каждый элемент, сжавшись на доли мм даст в совокупности целый миллиметр для выхода газов. Такую систему вполне можно и на обычный оборотистый двухцилиндровый оппозитный двухтактник поставить с горизонтальным расположением цилинтров. На коленвал из нагрузки навесить лишь тонкий диск маховика со свинцовыми грузиками на окружности (для удлинения рычажного плеча) соединенного в одно целое с хорошей центробежной крыльчаткой для самопродувки-наддува, а полезную нагрузку снимать только с выхлопно-продувочного газа, чисто пневматическим образом как угодно - хоть вертушку с генератором крути, хоть две пачки пьезоэлементов раздвигай. А можно сделать дымоход-улитку с "шерстью" из пьезоелементов, работающих на изгиб. Такая же улитка на воздухозаборнике. Заодно фильтр от пыли. Токосьем с них с помощью гальванического покрытия одной и другой стороны. В Союзе много было исследований. И пьезогенераторы были и пьезомоторы. Но в основном для акустики всякой, эхолотов, сверхточного позиционирования микроскопов и т.д.. Минусы - делают эти элементы из пьезокерамики любой формы за бугром. Они дорогие. Полноценную технологию производства пьезокерамики в России я не нашел. Плюсы - электрический КПД выше любого вращающегося генератора в принципе. И скорость мгновенная. Не зря диз. форсунки с пьезотехнологией Common Rail считаются лучшими. Но по весу они ненамного легче. Не по карману они пока для обычного потребителя, так как технология легкой пьезокерамики видимо засекречена. Я даже береговую электростанцию придумал из километровой длины и метровой толщины "пьезововодорослей" в гибкой оболочке, плавающих на буях перпендикулярно берегу и покрывающих большую площадь. В шторм весь этот квадратный километр изгибается волнами по-всякому. Сила океанических волн в шторм чудовищна. Потенциал в 30кВ снять элементарно. Как у любой районной ТЭЦ, только экологично и бесшумно можно зарядить мегааккумуляторы в шторм. Технологию элементов Пельте я не рассматриваю. Там КПД совсем никакущий на мой взгляд. Охлаждения обдува недостаточено для нормальной разности потенциалов. Разве что зимой в мороз. И то чисто мобилу зарядить в лесу, видеокамеру, фонарик, навигатор. Это технологический предел.
Только в сочетании с вихревой трубкой элементы Пельтье могут иметь хоть какое-то право на использование. И то в качестве попутного вспомогательного исполнения. Вихревые трубки и предназначены для точечного экстремального охлаждения всякой электроники, работающей на солнцепеке, обьективов видеокамер, работающих возле печей и вулканов, фрез металлообработки. Без всяких фреонов. Воздушный компрессор двигателя нагнетает воздух в трубку, а он в ней разделяется на горячую струю и холодную. До минус 60 можно охладить одну разветвленную сторону элементов Пельтье, а горячая струя учавствует в продувке цилиндров. Другая разветвленная сторона Пельтье греется выхлопными газами. КПД очень спорный. Можно даже рубашку- теплоноситель организовать из алюминия для равномерности. Хотя идеальный теплоноситель - жидкий натрий, хоть и опасный. Передает тепло мгновенно из точки А в точку Б. Натрий закачивали в герметичную рубашку выпускных клапанов на советских грузовиках. Видимо отказались от этого, так как при попадании воды в натрий (при аварии) происходит взрыв из-за резкого испарения воды и воспламенения натрия. Также ведет себя сплав натрия с калием. Но он при комнатной температуре жидкий как ртуть. Им охлаждают ядерные реакторы. Ладно. Достал я вас уже. Просто решил поделиться идеями с русскоговорящим человеком, который хоть как-то задумывается о том, чтобы хоть что-то сделать свое.
На примере однопоршневого считаю, что для снятия крутящего момента с СПД нужно в каждом торце лучше поставить клапан, открывающийся при ооочень большом давлении. Такое давление может быть только в области и в момент вспышки. После вспышки только 1/3 часть газов толкнет поршень. Для поддержания внутренней челночной работы поршню вполне достаточно. А примерно 2/3 газов уйдут сквозь клапан и попадут в своего рода закрытый "предбанник" и окажутся перед стеной, представляющей из себя множество вертикальных щелей(не менее 10-ти), через которые ничего не видно - это вход в подобие мембранного насоса, у которого 10 плоских полостей с гидравл. жидкостью(четные полости) чередуются с такого же обьема пустыми проходными полостями(нечетные полости). То есть частокол из диафрагм. 2-я с 3-й, 4-я с 5-й, 6-я с 7-й соединены попарно по периметру герметично, образуя плоские полости. Каждая напоминает внешне плоскую вертикальную подушку или пакет с молоком и содержат жидкость, и два лепестковых клапана внутри для жидкости. Материал диафрагмы - тонкие листы или из рессорной стали или жаропрочного подобия фторопласта или нитрида кремния. Изгиб совсем мизерный у каждой пластины. Главное-их количество. Газы, пробиваясь в атмосферу разом через весь частокол плоских, прижатых друг другу пухлых "подушечек" с жидкостью волей-неволей раздвигают их каждую с обеих сторон. Все 10 или 20 разом. Газы со свистом вылетают между 1-й и 2-й, 3-й и 4--й, 5-й и 6-й диафрагмой соответственно. Жидкость в отличие от газов несжимаема и направляется в гидротрансформатор, передавая лопастям его ротора короткий, но очень сильный гидроудар по касательной одновременно к каждой лопасти. А на внешней стороне ротора лопатки, раскручивают отработанную жидкость и направляя их по другим каналам обратно в каждую подушечку, мгновенно возвращая давление жидкости в каждой подушке совершено автоматически с помощью лепестковых клапанов и поддерживая его. И тут очень важно иметь свинцовый сердечник в поршне. Благодаря огромной инерции покоя поршень недалеко отлетит от торца к тому моменту, как ротор уже не только получит мощный гидроудар, но и подушки вернет в исходное положение. Главное, чтобы те 2/3 газов вылетели после закрытия клапана. По мне, так пусть бы хоть все улетали и на излете покрутили бы вертушечку для продувки цилиндра свежим воздухом. Лишь бы вспышка успела передать тяжелому поршню достаточный импульс для совершения им своих челночно-компрессорных нужд. Гидротрансформатор общий на два торцевых пневмогидронасоса и его нужно обдувать для охлаждения циркулирующей жидкости - это продлит срок службы мембран, от материала которых зависит успех этого способа. Гидроротор лучше в виде конуса. Подавая кранами жидкость на любой из его диаметров можно помимо дозирования топлива очень точно отрегулировать обороты по принципу вариатора. Ведь одни генераторы требуют для работы строго 1500 об/мин. Другие - 3000 об/мин. А какой-нибудь пропеллер с фрезой и 100 тысяч желают. Это кажется, что сложно. Движок вместе со всеми страшными словами вполне уместится на ладони. На другой ладони генератор, на другой мотоциклетный аккумулятор, на 4-й ладони - легкий кемпинговый баллончик со сжиженым, безопасным, экологичным, легкодетонируемым от сжатия в цилиндре ДМЭ. Можно и обычный бутан-изобутан, но тогда необходимо тот клапан высокого давления наделить пьезоподжигом и свечой. Кстати, и шума поменьше будет после прохождения газами мембранн.
Клапана - обычные лепестки из пружинной стали, прикрывающие отверстие. Потери минимальны так как оба диафрагменных насоса маленькие, с алюминиевым корпусом общим обьемом как сам цилиндр. Если же желаете сделать реактивный самолетик, то гидротрансформатор с жидкостью вообще не нужен. Вместо жидкости в подушечках (покрупнее) воздух, непрерывно нагнетаемый турбонаддувной вертушкой, похожей на автомобильную (только малюсенькую), приводимую газами на их излете. А из подушечек воздух (попутно охладив эти мембраны) с чудовищной силой дожимается в бутылкообразную камеру сгорания, располагаемую внутри передней половины фюзеляжа для устойчивости, чтобы не рыскал туда-сюда. При подходе к этой "форсажной" камере часть воздушной струю обдувает подпружиненный рычажок подачи бензина, который тут же попадает под воздушную струю, они оба проходят защитный клапан и попадают в камеру в виде вихря. Сюда же можно пустить маленькую часть выхлопных газов для непрерывного поджига смеси и повышения входного давления во избежание помпажа. Хотя клапан моей конструкции и так не даст помпануть. Пусковое оборудование для СПД оформить отдельно. Оно останется на земле, чтобы не было лишнего веса в воздухе. При глушении СПД или любом прекращении подачи воздуха в реактивную камеру подача бензина сама прекратится, так как никто не давит больше на подпружиненный рычажок. Для стреловидного самолетика с легким корпусом из углепластика без полезной нагрузки (видеокамера с литий-ионко не в счет) 500 км/ч вполне реальна. Негода у себя на канале чуть ли не 900 развивал. Но у него другой случай - турбореактивный движок. Его огромные обьемы засасываемого воздуха несоизмеримы с воздуходувкой с приводом от дохленького выхлопа СПД. Я в курсе, что самолетики ныне в России запрещены. Чисто для общего развития. Просто авиацией увлекался всю свою сознательную жизнь.
Тойсой у себя на канале запускал дизель на чистом рапсовом масле. Правда выхлоп, говорит, пережареной картохой пахнет. Если получится заставить работать свободно-поршневой на чистом рапсовом, это будет очень экологичный биомоторчик и проблема смазки отпадет. Но пуск лучше произвести на диметиловом эфире - этот газ детонирует очень легко. А после пуска сразу переключить впрыск на масло. Степень сжатия хорошая при тяжеленьком поршне. В теории должно работать. Только продувочный воздух надо хорошо подогревать предварительно. Вибрацию можно частично погасить, подвесив движок на пружинах слегка внатяг со всех сторон. Как висел на пружинках двигатель у моей бензопилы. И пусть себе колашматится там с одним поршнем как в гамаке.
интересная концепция , если добаваить элекромагнитный съём энергии то вообще компактный получается так как нет никакой механики и мощный при встречном движении поршней это минимально два поршня при синфазно-встречном движении пар поршней нужно минимум восемь поршней (для взаимокомпенсации вибраций и перекрёстно встречном движении пар поршней) восьмипоршневой получается размером с 10-15 литровое ведро воды с мощностью 120-180квт магнитный сьём энергии со свободнопоршневого без шестерёнок и рычагов очень сильно увеличивает ресурс и поднимает кпд и частоту что делает его очень привлекательным для летательных аппаратов
Электромагнитный сьем привносит большие потери. Уж лучше пьезосьем энергии или вращать выхлопными газами ротор микротурбины на одном конца свободного независимого вала, а на другом конце этого вала такая же микротурбинка, но ей помогает вращаться всасываемый воздух. Между роторами турбинок - генератор.
@@ОлегВечный-э3к у асинхронного электродвигателя энергия передаётся на вал с помощью электромагнитных полей при кпд достигающим 95-99% (а у генератора энергия от вала передаётся на обмотки и провода с таким же кпд) это очень высокий кпд а кпд обычного бензинового ДВС в городском цикле 5-20% то есть 80-95% энергии топлива улетает в выхлопную трубу! свободно-поршневой двигатель Жако может работать с кпд до 60% это очень высокий кпд для ДВС (при этом съём энергии с поршней осуществляется магнитами то есть за счёт элетромагнитного съёма энергии)
Да охотно верю, что у свободно-поршневого может быть 60%. У него же нет этих шатунов с коленвалами, кпп, у которых куча энергия расходуется на трение и нагрев пвльцев, шестеренок, их износ, а не на вылет в трубу. У свободно-поршневого тоже в трубу вылетает будь здоров сколько энергии. Как в виде полезного усилия, так и в виде температуры. Вот и хотелось бы этот вылет как-нибудь рекуперировать в полезное русло помимо электромагнитного сьема с поршней. Одно другому не мешает, а КПД повысится еще больше. Нитрид кремния, говорят, хороший материал, износостойкий. Из него втулки делают, шарики. Он более жаростойкий, чем фторопласт. И, кстати, не очень и дорого. Но вот как в плане трения керамики об металл - этого я не знаю. Необходимость смазки меня выбешивает. Именно поэтому я больше к микротурбинкам на воздушных подшипниках тяготею. Придумал еще лучше - на газовых подшипниках. То есть сама струя газов держит ротор турбины и , соответственно, ротор генератора. Но это уже совсем другая история.
Фторопласт не будет работать при высоких температурах. Даже стальные кольца пропускают часть выхлопных газов в картер. Т.е. высокая температура будет дествовать на граничные области фторопласта.
@@ValeryKonan571 Там высокое давление и температура. Невозможно изолировать зону горения топлива. Любой современный ДВС имеет отвод газов, проникших в картер, на дожигание, обратно, на впуск. Дожигание делали еще 50 лет назад, даже на идиотских советских двигателях УЗАМ и ВАЗ.
Механическая синхронизация рычагами или, тем более, шестерней сводит на нет все изящество бесшатунной системы. Уж лучше сделать подобие амеровской микротурбины Capstone C65. Главное - сохранить ее принцип цельной единой (практически) вращающейся сбалансированной детали, представляющую из себя два ротора на одном валу - один вращают горячие газы, а другой засасывает воздух. Вся эта единственная движущаяся "гантеля" парит на воздушных подшипниках(они на торцах). А центр вала является ротором генератора. Такая система работает на пропане, не требует смазки, не вибрирует(так как парит как Гудини и не касается ничего). Всасываемый воздух подогревается через рекуператор. У амеров такая штука 65 кВт выдает. Для резервного электропитания гипермаркетов используют, а как побочный эффект - вентиляция( мощный засос воздуха из здания-сама на крыше в шкафчике) В принципе, простая штука, но цену на нее накрутили как на андронный коллайдер какой-то.
Да синхронизация несколько портит вид но не смертельно на слишком большие частоты выходить будут проблемы со сгоранием и продувкой. Есть вариант с пневматической а может и с электрической. По турбинам нет вопросов один момент любая турбина имеет сложно изготавиваемую крыльчатку
Она отливается целиком. Она ведь центробежная. Да, балансировка нужна. Можно микрогрузиками как колеса у авто. Но куда большая проблема - выгорание металла. Я придумал коническую турбинку с коническими ротором и статором совершенно новой, простой, более производительной формы. Там лопатками являются просто кубики с ямкой, свободно вставляемые в конус. Они же являются своего рода футеровкой для конической основы. Кубики сделаны из железа, упрочненного поверхностной цементацией. Всех подробностей не опишу, но это идеальная форма в плане КПД. Свободный поршень - это тоже классная тема. Я в свое время тоже думал о пневматической синхронизации по воздушным каналам. Но потом понял, что надо делать с обоих торцов зажигание пьезоискрой, но эта искра должна проскакивать только когда оба поршня окажутся строго каждый в своей мертвой точке. Противоположные стороны - аналогично. Но без искры было бы лучше. Кстати, во многих странах используют диметиловый эфир - в Японии считают эталоном дизельного топлива. В нормальных условиях - это газ. Делается из метанола и серной кислоты. Метанол делают из древесины, стружек. Так что вполне себе возобновляемый углеводород. Не путать с диэтиловым эфиром - он при нормальных условиях жидкость. И тоже воспламеняется от сжатия. Его в компрессионных моторчиках использовали. Я больше к турбинкам тяготею. Причем на дровах, угле. Как на полуторках стояли во времена ВОВ газогенераторы с чурками и стружками и машина ехала на синтез-газе. В Германии еще раньше трактора появились на древесном газе. Но для поршневого ДВС нужна долгая очистка газа от продуктов пиролиза, смол, дегтя. А в ГТД такой проблемы нет - вдувай в камеру как есть. За бугром есть такие, но мегаватные, огромные на древ. отходах. У нас не позволяют такое внедрять, так как нефть надо девать куда-то. Мне хочется маленькую, бытовую. Ладно, успехов.
Дело не в принципе в СПД а в компактном двигателе объединяющим некоторые известные вещи НСCI уплотнения без смазки работу без глушителя и максимум простоты в обслуживании
Тут не совсем дизель хотелось бы ограничиться в идеале одним баллоном с газом. Насчёт вибраций может быть. Но двигатель может быть легче обычного и поэтому в
Да есть. Вопрос ресурса шума выхлопа запуска надёжности обслуживания и тд. Что касается концепции персонального ЛА то там пока расчет на электро+аккумулятор Для начала. СПД в качестве замены аккумулятора интересует: тихого надёжного с минимумом вибрации.
Есть такая проблема как разложение топлива при попадании на разогретую поверхность выше 600 градусов Возможно этому не подверженно газообразное топливо
Валерий, можно же почти весь двигатель делать из керамики, поршень, цилиндр. Поршень притирать к цилиндру, глядишь и уплотнительные кольца не понадобятся.
В принципе да наверное, но насколько просто это можно сделать я стараюсь в рамках выполнимости некого экспериментального ДВС с сравнительной простотой конструкции рассуждать. Возможно для начала массивная накладка из керамики или кварцевого стекла которая нагрузки от газов будет воспринимать они только в одну сторону как и инерция
@@ValeryKonan571 если гильзы цилиндров и поршни изготовить из инвара то зазоры можно уменьшить на порядок и они даже без колец будут прекрасно и долго работать либо из кварцевой композитной керамики (у неё также очень малый ТКР)
@ValeryKonan571 На паровых двигателях шток уплотнялся банальной набивкой. На свободно-поршневом ДВС температуры , давление и прочие условия сильно отличаются. Как думаете уплотнять шток ? Чем ?? Там нагрузки больше в разы по сравнению с поршневыми кольцами/ уплотнениями ...
Вы подали хорошую идею, что даже пропан способен сдетонировать от сжатия путем оставления в цилиндре части горячих выхлопных газов. Гениально. Мне пришла мысль соединить свою идею мембранного насоса для воздуха, который я предлагал закачать в реактивную камеру, с вихревой трубкой. Если качать воздух не в камеру, а в вихревую трубку и в качестве пользовательской энергии отбирать морозную воздушную струю в минус 40 по Цельсию. А горячей струей продувать цилиндр со свободным поршнем, но без особого энтузиазма. Так как она горячая и не шибко сильная, она оставит в цилиндре часть горячих газов и, соответственно оставит большую температуру для детонации газа при достаточной дозе кислорода. Таким образом я получу на базе легкого алюминиевого кемпингового баллона с газом портативный кондиционер для палатки или походный генератор льда в термоконтейнере - незаменимая штука для рыбаков, военных вдали от цивилизации, да и просто продукты сохранить, для продавцов мороженого и пива в душных удаленных точках, электричках и т.п.. Плюс эту морозную струю воздуха можно использовать как первую помощь при переломе, вывихе ноги в походе и прочих ушибах, где нужно быстро охладить рану, а вокруг палящая степь, пустыня. Запуск СПД с ладонь моментом охладит перелом, ожог, голову при тепловом ударе. В походных и военных условиях летом, когда льда не напасешься в дикой природе, такое устройство по востребованности будет как электрогенератор. Особенно если учесть то, что в баллончиках бутан-изобутановая смесь. Их формула C4H10 - она еще более легко сдетонирует из-за своей сложности, чем пропан (C3H8). Самый труднодетонируемый - это магистральный квартирный метан (СH4). Молекула проста и очень прочна. Не разваливается.
Есть еще вариант для стационарной электрогенерации будущего - это использовать СПД просто как промежуточный генератор метана. Своего рода маленький риформер для риформинга пропана, бутана или паров бензина, после барботулятора, биобутанола после анаэробного брожения клостридиями в куда более экологичный метан - самый чистый углеводород в природе, состоящий практически из водорода (CH4). Для этого часть энергии СПД идет на производство водорода электролизом (можно даже высокотемпературным - ВТЭ - он эффективнее), который снимается с катода электролизера и затем подмешивается к горячему выхлопному углекислому газу. И эта горячая смесь CO2 и большого(не менее чем в 4 раза по количеству) обьема H2 пропускается под давлением выхлопа (!!!вторая часть полезной энергии СПД!!!) через катализатор из смеси никелевой пудры и сажи на минеральной вате. Происходит хим. реакция Сабатье: CO2 +4H2 = CH4+2H20 и на выходе мы получаем метан, и много водяного пара. На этом экологичном газе тут же уже может работать большой, 12-ти цилиндровый 4-х тактный мегаватный генератор, невероятно радуя собой любую зеленую организацию, партию. Учитывая, что к воздуху, наполняющему его цилиндры подмешивается чистый кислород с анода электролизера. А его выхлопная труба может побочно организовать паровое отопление. Либо получится экологичный метановый авиамотор любого принципа действия.
Есть еще вариант генерации электричества пьезоэлементами, каждый из которых представляет из себя пластинку от противокомаринного фумигатора либо круглый диск. Они есть в продаже. Есть, которые генерируют ток при их изгибе, а есть котоые при сжатии с двух сторон (сплющивании). То есть торец цилиндра просто оформляется не как обычный тупик, а чуть более сложный фигурный тупик из щелей-ямок. Внешне напоминающий радиатор у микропроцессорного кулера. Газы в момент вспышки "обнимают" каждую пластинку с двух сторон. Конечно, нужно покрытие для каждой от выгорания. Но тут, если пьезотаблетка не высокотемпературная, то придется передавать этот удар либо через гидроудар на небольшом удалении плюс обдув, либо оформлять через выхлоп - газы, выходя в трубу, раздвигают две втулки в стороны буквально на 1 мм, а к втулкам крепится тяга, на которой как пачка сложена стопка пьезоэлементов жестким образом, соединенных либо последовательно, либо параллельно, в зависимости от нужд. Каждый элемент, сжавшись на доли мм даст в совокупности целый миллиметр для выхода газов. Такую систему вполне можно и на обычный оборотистый двухцилиндровый оппозитный двухтактник поставить с горизонтальным расположением цилинтров. На коленвал из нагрузки навесить лишь тонкий диск маховика со свинцовыми грузиками на окружности (для удлинения рычажного плеча) соединенного в одно целое с хорошей центробежной крыльчаткой для самопродувки-наддува, а полезную нагрузку снимать только с выхлопно-продувочного газа, чисто пневматическим образом как угодно - хоть вертушку с генератором крути, хоть две пачки пьезоэлементов раздвигай. А можно сделать дымоход-улитку с "шерстью" из пьезоелементов, работающих на изгиб. Такая же улитка на воздухозаборнике. Заодно фильтр от пыли. Токосьем с них с помощью гальванического покрытия одной и другой стороны. В Союзе много было исследований. И пьезогенераторы были и пьезомоторы. Но в основном для акустики всякой, эхолотов, сверхточного позиционирования микроскопов и т.д.. Минусы - делают эти элементы из пьезокерамики любой формы за бугром. Они дорогие. Полноценную технологию производства пьезокерамики в России я не нашел. Плюсы - электрический КПД выше любого вращающегося генератора в принципе. И скорость мгновенная. Не зря диз. форсунки с пьезотехнологией Common Rail считаются лучшими. Но по весу они ненамного легче. Не по карману они пока для обычного потребителя, так как технология легкой пьезокерамики видимо засекречена. Я даже береговую электростанцию придумал из километровой длины и метровой толщины "пьезововодорослей" в гибкой оболочке, плавающих на буях перпендикулярно берегу и покрывающих большую площадь. В шторм весь этот квадратный километр изгибается волнами по-всякому. Сила океанических волн в шторм чудовищна. Потенциал в 30кВ снять элементарно. Как у любой районной ТЭЦ, только экологично и бесшумно можно зарядить мегааккумуляторы в шторм. Технологию элементов Пельте я не рассматриваю. Там КПД совсем никакущий на мой взгляд. Охлаждения обдува недостаточено для нормальной разности потенциалов. Разве что зимой в мороз. И то чисто мобилу зарядить в лесу, видеокамеру, фонарик, навигатор. Это технологический предел.
Только в сочетании с вихревой трубкой элементы Пельтье могут иметь хоть какое-то право на использование. И то в качестве попутного вспомогательного исполнения. Вихревые трубки и предназначены для точечного экстремального охлаждения всякой электроники, работающей на солнцепеке, обьективов видеокамер, работающих возле печей и вулканов, фрез металлообработки. Без всяких фреонов. Воздушный компрессор двигателя нагнетает воздух в трубку, а он в ней разделяется на горячую струю и холодную. До минус 60 можно охладить одну разветвленную сторону элементов Пельтье, а горячая струя учавствует в продувке цилиндров. Другая разветвленная сторона Пельтье греется выхлопными газами. КПД очень спорный. Можно даже рубашку- теплоноситель организовать из алюминия для равномерности. Хотя идеальный теплоноситель - жидкий натрий, хоть и опасный. Передает тепло мгновенно из точки А в точку Б. Натрий закачивали в герметичную рубашку выпускных клапанов на советских грузовиках. Видимо отказались от этого, так как при попадании воды в натрий (при аварии) происходит взрыв из-за резкого испарения воды и воспламенения натрия. Также ведет себя сплав натрия с калием. Но он при комнатной температуре жидкий как ртуть. Им охлаждают ядерные реакторы. Ладно. Достал я вас уже. Просто решил поделиться идеями с русскоговорящим человеком, который хоть как-то задумывается о том, чтобы хоть что-то сделать свое.
На примере однопоршневого считаю, что для снятия крутящего момента с СПД нужно в каждом торце лучше поставить клапан, открывающийся при ооочень большом давлении. Такое давление может быть только в области и в момент вспышки. После вспышки только 1/3 часть газов толкнет поршень. Для поддержания внутренней челночной работы поршню вполне достаточно. А примерно 2/3 газов уйдут сквозь клапан и попадут в своего рода закрытый "предбанник" и окажутся перед стеной, представляющей из себя множество вертикальных щелей(не менее 10-ти), через которые ничего не видно - это вход в подобие мембранного насоса, у которого 10 плоских полостей с гидравл. жидкостью(четные полости) чередуются с такого же обьема пустыми проходными полостями(нечетные полости). То есть частокол из диафрагм. 2-я с 3-й, 4-я с 5-й, 6-я с 7-й соединены попарно по периметру герметично, образуя плоские полости. Каждая напоминает внешне плоскую вертикальную подушку или пакет с молоком и содержат жидкость, и два лепестковых клапана внутри для жидкости. Материал диафрагмы - тонкие листы или из рессорной стали или жаропрочного подобия фторопласта или нитрида кремния. Изгиб совсем мизерный у каждой пластины. Главное-их количество. Газы, пробиваясь в атмосферу разом через весь частокол плоских, прижатых друг другу пухлых "подушечек" с жидкостью волей-неволей раздвигают их каждую с обеих сторон. Все 10 или 20 разом. Газы со свистом вылетают между 1-й и 2-й, 3-й и 4--й, 5-й и 6-й диафрагмой соответственно. Жидкость в отличие от газов несжимаема и направляется в гидротрансформатор, передавая лопастям его ротора короткий, но очень сильный гидроудар по касательной одновременно к каждой лопасти. А на внешней стороне ротора лопатки, раскручивают отработанную жидкость и направляя их по другим каналам обратно в каждую подушечку, мгновенно возвращая давление жидкости в каждой подушке совершено автоматически с помощью лепестковых клапанов и поддерживая его. И тут очень важно иметь свинцовый сердечник в поршне. Благодаря огромной инерции покоя поршень недалеко отлетит от торца к тому моменту, как ротор уже не только получит мощный гидроудар, но и подушки вернет в исходное положение. Главное, чтобы те 2/3 газов вылетели после закрытия клапана. По мне, так пусть бы хоть все улетали и на излете покрутили бы вертушечку для продувки цилиндра свежим воздухом. Лишь бы вспышка успела передать тяжелому поршню достаточный импульс для совершения им своих челночно-компрессорных нужд. Гидротрансформатор общий на два торцевых пневмогидронасоса и его нужно обдувать для охлаждения циркулирующей жидкости - это продлит срок службы мембран, от материала которых зависит успех этого способа. Гидроротор лучше в виде конуса. Подавая кранами жидкость на любой из его диаметров можно помимо дозирования топлива очень точно отрегулировать обороты по принципу вариатора. Ведь одни генераторы требуют для работы строго 1500 об/мин. Другие - 3000 об/мин. А какой-нибудь пропеллер с фрезой и 100 тысяч желают. Это кажется, что сложно. Движок вместе со всеми страшными словами вполне уместится на ладони. На другой ладони генератор, на другой мотоциклетный аккумулятор, на 4-й ладони - легкий кемпинговый баллончик со сжиженым, безопасным, экологичным, легкодетонируемым от сжатия в цилиндре ДМЭ. Можно и обычный бутан-изобутан, но тогда необходимо тот клапан высокого давления наделить пьезоподжигом и свечой. Кстати, и шума поменьше будет после прохождения газами мембранн.
Сложновато мне кажется не возьмусь комментировать много клапанов потерь и тд
Клапана - обычные лепестки из пружинной стали, прикрывающие отверстие. Потери минимальны так как оба диафрагменных насоса маленькие, с алюминиевым корпусом общим обьемом как сам цилиндр. Если же желаете сделать реактивный самолетик, то гидротрансформатор с жидкостью вообще не нужен. Вместо жидкости в подушечках (покрупнее) воздух, непрерывно нагнетаемый турбонаддувной вертушкой, похожей на автомобильную (только малюсенькую), приводимую газами на их излете. А из подушечек воздух (попутно охладив эти мембраны) с чудовищной силой дожимается в бутылкообразную камеру сгорания, располагаемую внутри передней половины фюзеляжа для устойчивости, чтобы не рыскал туда-сюда. При подходе к этой "форсажной" камере часть воздушной струю обдувает подпружиненный рычажок подачи бензина, который тут же попадает под воздушную струю, они оба проходят защитный клапан и попадают в камеру в виде вихря. Сюда же можно пустить маленькую часть выхлопных газов для непрерывного поджига смеси и повышения входного давления во избежание помпажа. Хотя клапан моей конструкции и так не даст помпануть. Пусковое оборудование для СПД оформить отдельно. Оно останется на земле, чтобы не было лишнего веса в воздухе. При глушении СПД или любом прекращении подачи воздуха в реактивную камеру подача бензина сама прекратится, так как никто не давит больше на подпружиненный рычажок. Для стреловидного самолетика с легким корпусом из углепластика без полезной нагрузки (видеокамера с литий-ионко не в счет) 500 км/ч вполне реальна. Негода у себя на канале чуть ли не 900 развивал. Но у него другой случай - турбореактивный движок. Его огромные обьемы засасываемого воздуха несоизмеримы с воздуходувкой с приводом от дохленького выхлопа СПД. Я в курсе, что самолетики ныне в России запрещены. Чисто для общего развития. Просто авиацией увлекался всю свою сознательную жизнь.
Тойсой у себя на канале запускал дизель на чистом рапсовом масле. Правда выхлоп, говорит, пережареной картохой пахнет. Если получится заставить работать свободно-поршневой на чистом рапсовом, это будет очень экологичный биомоторчик и проблема смазки отпадет. Но пуск лучше произвести на диметиловом эфире - этот газ детонирует очень легко. А после пуска сразу переключить впрыск на масло. Степень сжатия хорошая при тяжеленьком поршне. В теории должно работать. Только продувочный воздух надо хорошо подогревать предварительно. Вибрацию можно частично погасить, подвесив движок на пружинах слегка внатяг со всех сторон. Как висел на пружинках двигатель у моей бензопилы. И пусть себе колашматится там с одним поршнем как в гамаке.
интересная концепция , если добаваить элекромагнитный съём энергии то вообще компактный получается так как нет никакой механики и мощный при встречном движении поршней это минимально два поршня
при синфазно-встречном движении пар поршней нужно минимум восемь поршней
(для взаимокомпенсации вибраций и перекрёстно встречном движении пар поршней)
восьмипоршневой получается размером с 10-15 литровое ведро воды с мощностью 120-180квт
магнитный сьём энергии со свободнопоршневого без шестерёнок и рычагов очень сильно увеличивает ресурс и поднимает кпд и частоту что делает его очень привлекательным для летательных аппаратов
Да только 8 поршней сложновато я бы для начала синхронизацию попробовал или механику или другое
@@ValeryKonan571 8 поршней для встречно перекрёстного расположения пар поршней и полной компенсации вибраций если этого не нужно то 2 поршня
Электромагнитный сьем привносит большие потери. Уж лучше пьезосьем энергии или вращать выхлопными газами ротор микротурбины на одном конца свободного независимого вала, а на другом конце этого вала такая же микротурбинка, но ей помогает вращаться всасываемый воздух. Между роторами турбинок - генератор.
@@ОлегВечный-э3к у асинхронного электродвигателя энергия передаётся на вал с помощью электромагнитных полей при кпд достигающим 95-99%
(а у генератора энергия от вала передаётся на обмотки и провода с таким же кпд)
это очень высокий кпд
а кпд обычного бензинового ДВС в городском цикле 5-20% то есть 80-95% энергии топлива улетает в выхлопную трубу!
свободно-поршневой двигатель Жако может работать с кпд до 60%
это очень высокий кпд для ДВС
(при этом съём энергии с поршней осуществляется магнитами то есть за счёт элетромагнитного съёма энергии)
Да охотно верю, что у свободно-поршневого может быть 60%. У него же нет этих шатунов с коленвалами, кпп, у которых куча энергия расходуется на трение и нагрев пвльцев, шестеренок, их износ, а не на вылет в трубу. У свободно-поршневого тоже в трубу вылетает будь здоров сколько энергии. Как в виде полезного усилия, так и в виде температуры. Вот и хотелось бы этот вылет как-нибудь рекуперировать в полезное русло помимо электромагнитного сьема с поршней. Одно другому не мешает, а КПД повысится еще больше. Нитрид кремния, говорят, хороший материал, износостойкий. Из него втулки делают, шарики. Он более жаростойкий, чем фторопласт. И, кстати, не очень и дорого. Но вот как в плане трения керамики об металл - этого я не знаю. Необходимость смазки меня выбешивает. Именно поэтому я больше к микротурбинкам на воздушных подшипниках тяготею. Придумал еще лучше - на газовых подшипниках. То есть сама струя газов держит ротор турбины и , соответственно, ротор генератора. Но это уже совсем другая история.
Фторопласт не будет работать при высоких температурах. Даже стальные кольца пропускают часть выхлопных газов в картер. Т.е. высокая температура будет дествовать на граничные области фторопласта.
Вот у том и дело что вроде как можно организовать так. Что в районе колец будет приемлемо. Но фторопласт не единственный вариант
@@ValeryKonan571 Там высокое давление и температура. Невозможно изолировать зону горения топлива. Любой современный ДВС имеет отвод газов, проникших в картер, на дожигание, обратно, на впуск. Дожигание делали еще 50 лет назад, даже на идиотских советских двигателях УЗАМ и ВАЗ.
Механическая синхронизация рычагами или, тем более, шестерней сводит на нет все изящество бесшатунной системы. Уж лучше сделать подобие амеровской микротурбины Capstone C65. Главное - сохранить ее принцип цельной единой (практически) вращающейся сбалансированной детали, представляющую из себя два ротора на одном валу - один вращают горячие газы, а другой засасывает воздух. Вся эта единственная движущаяся "гантеля" парит на воздушных подшипниках(они на торцах). А центр вала является ротором генератора. Такая система работает на пропане, не требует смазки, не вибрирует(так как парит как Гудини и не касается ничего). Всасываемый воздух подогревается через рекуператор. У амеров такая штука 65 кВт выдает. Для резервного электропитания гипермаркетов используют, а как побочный эффект - вентиляция( мощный засос воздуха из здания-сама на крыше в шкафчике) В принципе, простая штука, но цену на нее накрутили как на андронный коллайдер какой-то.
Да синхронизация несколько портит вид но не смертельно на слишком большие частоты выходить будут проблемы со сгоранием и продувкой.
Есть вариант с пневматической а может и с электрической.
По турбинам нет вопросов один момент любая турбина имеет сложно изготавиваемую крыльчатку
Она отливается целиком. Она ведь центробежная. Да, балансировка нужна. Можно микрогрузиками как колеса у авто. Но куда большая проблема - выгорание металла. Я придумал коническую турбинку с коническими ротором и статором совершенно новой, простой, более производительной формы. Там лопатками являются просто кубики с ямкой, свободно вставляемые в конус. Они же являются своего рода футеровкой для конической основы. Кубики сделаны из железа, упрочненного поверхностной цементацией. Всех подробностей не опишу, но это идеальная форма в плане КПД. Свободный поршень - это тоже классная тема. Я в свое время тоже думал о пневматической синхронизации по воздушным каналам. Но потом понял, что надо делать с обоих торцов зажигание пьезоискрой, но эта искра должна проскакивать только когда оба поршня окажутся строго каждый в своей мертвой точке. Противоположные стороны - аналогично. Но без искры было бы лучше. Кстати, во многих странах используют диметиловый эфир - в Японии считают эталоном дизельного топлива. В нормальных условиях - это газ. Делается из метанола и серной кислоты. Метанол делают из древесины, стружек. Так что вполне себе возобновляемый углеводород. Не путать с диэтиловым эфиром - он при нормальных условиях жидкость. И тоже воспламеняется от сжатия. Его в компрессионных моторчиках использовали. Я больше к турбинкам тяготею. Причем на дровах, угле. Как на полуторках стояли во времена ВОВ газогенераторы с чурками и стружками и машина ехала на синтез-газе. В Германии еще раньше трактора появились на древесном газе. Но для поршневого ДВС нужна долгая очистка газа от продуктов пиролиза, смол, дегтя. А в ГТД такой проблемы нет - вдувай в камеру как есть. За бугром есть такие, но мегаватные, огромные на древ. отходах. У нас не позволяют такое внедрять, так как нефть надо девать куда-то. Мне хочется маленькую, бытовую. Ладно, успехов.
Как там двигатель Школьника поживает ? (это существенно улучшенный вариант роторного двигателя Ванкеля)
Не знаю честно говоря. Со схемой помню знакомился, но роторными схемами так сложилось сильно не интересовался
Похоже тема уже припознилась но актуальна для компактных генераторов ...одна израильская фирма уже выпустила пробный двигатель -10кг. и около 20 квт
Дело не в принципе в СПД а в компактном двигателе объединяющим некоторые известные вещи НСCI уплотнения без смазки работу без глушителя и максимум простоты в обслуживании
Не выпустила, они его уже десять лет как выпускают, а в продаже до сих пор нет.
Тут не совсем дизель хотелось бы ограничиться в идеале одним баллоном с газом.
Насчёт вибраций может быть. Но двигатель может быть легче обычного и поэтому в
В свободной продаже уже есть двухтактники с удельной мощность 4 л.с./кг. Создание нового двигателя затянет проект , надолго
Да есть. Вопрос ресурса шума выхлопа запуска надёжности обслуживания и тд.
Что касается концепции персонального ЛА то там пока расчет на электро+аккумулятор
Для начала.
СПД в качестве замены аккумулятора интересует: тихого надёжного с минимумом вибрации.
@ Ресурс 300 часов, пуск лёгкий (стартер), шум огромный)
Заменой аккумулятора может стать топливная ячейка с кпд 50%, но пока только в лаборатории
@@dmitrymasberg8620
я от этого далек СПД мне интереснее
Есть такая проблема как разложение топлива при попадании на разогретую поверхность выше 600 градусов
Возможно этому не подверженно газообразное топливо
Да, есть такое но при выше 600 уже всё сгорать начинает насколько я помню. И да с газом попроще. Но с ним и другие плюсы
Валерий, можно же почти весь двигатель делать из керамики, поршень, цилиндр. Поршень притирать к цилиндру, глядишь и уплотнительные кольца не понадобятся.
В принципе да наверное, но насколько просто это можно сделать я стараюсь в рамках выполнимости некого экспериментального ДВС с сравнительной простотой конструкции рассуждать. Возможно для начала массивная накладка из керамики или кварцевого стекла которая нагрузки от газов будет воспринимать они только в одну сторону как и инерция
@@ValeryKonan571 если гильзы цилиндров и поршни изготовить из инвара то зазоры можно уменьшить на порядок и они даже без колец будут прекрасно и долго работать
либо из кварцевой композитной керамики (у неё также очень малый ТКР)
Главная проблема -уплотнение штока !
С поршневыми кольцами этой беды нет . А уплотнение штока -БЯДА !!!
Шток в зоне буфера или продвки должен быть там полегче
@ValeryKonan571 На паровых двигателях шток уплотнялся банальной набивкой. На свободно-поршневом ДВС температуры , давление и прочие условия сильно отличаются. Как думаете уплотнять шток ? Чем ??
Там нагрузки больше в разы по сравнению с поршневыми кольцами/ уплотнениями ...