Клапанное парораспределение.

[romka10.06]

Начал постройку парового двигателя с клапанным парораспределением, по типу ДВСных тарельчатых клапанов.
Такое газораспределение позволяет задать произвольные фазы впуска и выпуска, в то время как классический золотник даёт симметричные фазы впуска и выпуска, к тому же скорость открытия тарельчатых клапанов несравненно выше чем золотника, что тоже является большим плюсом. Идея вот такая

DSCF7791.JPG (40.39 КБ) Просмотров: 4582

Выпускной клапан как у ДВС, впускной перевёрнут тарелкой в сторону паропровода.
Цилиндр чугунный, гильза выточена из цилиндра сцепления ВАЗ, поршень тоже чугун, из холодильного компрессора

DSCF7773.JPG (110.26 КБ) Просмотров: 4582

DSCF7776.JPG (112 КБ) Просмотров: 4582

маховик литой, алюминиевый, головка тоже алюминий с запрессованными бронзовыми направляющими и сёдлами

DSCF7784.JPG (80.05 КБ) Просмотров: 4582

DSCF7787.JPG (97.54 КБ) Просмотров: 4582

DSCF7792.JPG (59.63 КБ) Просмотров: 4582

клапана будут сварные или паянные латунью.
Продолжение следует!

[romka10.06]

Изготовлены и притёрты клапана. Тарелка впускного клапана имеет диаметр 9мм, выпускного Ф11мм.

DSCF7806.JPG (92.47 КБ) Просмотров: 4439

Клапана в головке. Чёрная окружность - граница цилиндра.

DSCF7804.JPG (59.66 КБ) Просмотров: 4439

Ну и общий вид

DSCF7803.JPG (48.38 КБ) Просмотров: 4439

[Admin]

Отлично, потом бы ещё мощность и кпд померить

[Инженер77777]

Красиво!
А регулировка фаз впуска (ибо фазы выпуска один раз правильно установил и нехрен лезть) наверно будет "клином", например между штангой толкателя и эксцентриком, или "удлиняющим винтом" в штанге? Или может кулисным механизмом как в "больших" паровозах? Хотя все эти варианты имеют существенный изъян: они не обеспечивают регулировку момента закрытия клапана при постоянном моменте открытия оного, проще говоря, в идеале, впускной должен открываться в ВМТ ВСЕГДА (ну или где-то близко после ВМТ), но при этом момент закрытия должен регулироваться в широких пределах от ВМТ до НМТ рабочего хода. Я, если честно, как-то слабо себе представляю идею такого парораспределительного механизма, либо выходит что-то громоздкое и сложное, либо ... Либо надо посидеть и подумать над бумагой с карандашом.

[Sergei3090]

Красиво вышло, просто заглядение! Узнаю головку на фрезере
С Инженер77777 согласен, нужно регулировать только момент закрытие впускного клапана, по сути регулируем наполнение, почти как в ДВС, только вместо заслонки/крана/задвижки у нас фаза. Каблучок (клин) даёт симметричную регулировку, ну или почти.
Первое что приходит в голову это длинный кулачок со скошенной задней частью вершины. Исполнить можно. Только либо двигать сам кулачок по валу, либо толкатель.

кулачок четвёртого измерения [800x600].png (46.31 КБ) Просмотров: 4400

Сам вал представить и изобразить я не смог...

Но у тебя получится. Андрей может напечатать, я думаю

[Инженер77777]

Sergei3090

Первое что приходит в голову это длинный кулачок со скошенной задней частью вершины. Исполнить можно. Только либо двигать сам кулачок по валу, либо толкатель.

Мысль начала путь правильно, но залезла немного не в ту извилину. Хотя своей этой мыслью навел меня на, как мне думается, правильный путь. Придется порисовать, как описать словами - не соображу, уже спать хоцца.

http://prntscr.com/doygxu

Кратко: на скорую руку чертеж вида с двух торцов одного эксцентрика. С одного торца (левого) продолжительность фазы открытия максимальная, около 180 градусов, с правого торца того-же эксцентрика чуть больше нуля от ВМТ. Эксцентрик достаточно длинный, ролик рычага толкателя штанги перемещается вдоль оси распредвала (ну в данном случае это может быть и коленвал). Этим перемещением и регулируется продолжительность фазы открытия (вручную или центробежным рег-ом - решать автору), главное что момент открытия на торцах один, а вот момент закрытия от торца к торцу плавно регулируется. Деталька конечно сложновата, но что остановит тверского токаря-автомеханика!

PS: Блин, вот теперь и докажи что не спер идею у предыдущего поста. После своего высказывания только сообразил, что Серый примерно то-же предлагает, только вот его вариант скользящего вдоль вала эксцентрика лично мне кажется более жизнеспособной и более легкой в исполнении.

[romka10.06]

Всем привет! Интересные идеи подаёте, изначально я не планировал регулировку отсечки, но в принципе конструкция позволяет реализовать длинный скошенный кулачок и подвижное коромысло.
Сегодня сделал опоры вала, на приёмке взял дюралевую плиту, сложил примерно как оно будет

DSCF7807.JPG (89.55 КБ) Просмотров: 4376

Вместо вала пока карандаш, на нём (на валу) будут съёмные кулачки.
Внизу опор просверлено отверстие под ось коромысел, я для наглядности вставил туда надфиль, а вместо коромысла для наглядности надел накидной ключик.

DSCF7809.JPG (78.73 КБ) Просмотров: 4376

Ничто не мешает двигать эту ось вместе с коромыслом вдоль вала. Так что возможно, но маловероятно, что я последую вашим замечательным советам, маловероятно из за лени
Скорее всего впускной кулачек сделаю составным - в виде двух яйцевидных шайб сложенных вместе, половинка будет отвечать только за открытие, и будет жёстко приделана к валу, вторая часть будет регулируемая прижатая хомутом, она станет задерживать закрытие. Я такую схему применял на ленуаре, подбирал оптимальные фазы выпуска.
Все огромное спасибо за идеи!

[Admin]

Я вот специально посмотрел свои книги, везде сам режим меняется за счёт изменения количества подаваемого пара, а не изменением фазы.
Собственно достаточно один раз подобрать форму кулачка под наилучшую эффективность, а дальше уже краником на впуске нужную мощу накручивать.

[Инженер77777]

Я вот специально посмотрел свои книги, везде сам режим меняется за счёт изменения количества подаваемого пара, а не изменением фазы.

Вот ведь предки-то дураки были! На больших паровозах зачем-то придумали кулисный механизм не с двумя крайними положениями (вперед и назад), а с возможностью фиксации в любом промежуточном положении для регулировки наполняемости цилиндров, да еще и со средним положением холостого хода, при котором кольца золотников уходили в середку золотникового штока и при закрытом главном паровом кране паровоз мог идти легко как накатом так и буксироваться при нулевом расходе пара и без особых усилий. Тут-же обсуждается вариант как добиться максимальной эффективности при минимальном расходе пара, а получить данное можно только регулируя продолжительность фазы впуска.
На полуторках первых выпусков вместо шлицевой делали просто длинную шпонку, может и тут использовать такой вариант: кулачок сложной формы гонять вправо-влево по валу, на котором нарезать длинный шпоночный паз, впаять (для надежности) шпонку, пропилить/продолбить в кулачке паз, думаю, не составит большой сложности. В результате можно получить классическую и надежную систему коромысло/ролик/толкатель, а на кулачок - просто регулирующую/фиксирующую вилку, или, если кулачок конструктивно устанавливается на конец вала, то подпружиненный с одной стороны кулачок с нажимным пятаком (с шариком, к примеру) - с другой.

[romka10.06]

Насколько я понимаю процесс - отсечка задаёт коэфф. расширения пара в цилиндре, пар на выхлопе получается холоднее и с меньшим давлением.
Для увеличения КПД это то же самое что степень сжатия в ДВС. На наших НАМИ 012 было три фиксированных положения отсечки, и при малых нагрузках водитель подбирал оптимальную отсечку для экономии пара.
В паровозах кулиса регулировала не отсечку, а ход золотника, фазы оставались те же, только с возможностью разворота на 180 градусов. Даже не разворота, а переключения. В более совершенных паровозах на впуск и на выпуск использовались разные золотники, со своими эксцентриками и кулисами.
Выпуск регулировать не обязательно, лучше всего когда он продолжается весь обратный ход поршня.

[romka10.06]

Так как основание двигателя из алюминиевого проката, да ещё резаное на гильотине, оно неровное, пришлось фрезеровать посадочные места под опоры коленвала и цилиндр.
Пазы под опоры выфрезерованы с небольшим минусом по размеру, они на 0,01мм меньше опор, что гарантирует точную посадку с натягом при многократной разборке-сборке, с сохранением соосности отверстий под подшипники.

DSCF7817.JPG (86.66 КБ) Просмотров: 4286

изготовил заготовку коленвала и проставку под цилиндр, правда ошибся с выбором материала проставки взял капролон, а он легкоплавкий, переделаю потом на текстолит.

DSCF7814.JPG (77.64 КБ) Просмотров: 4286

DSCF7816.JPG (53.78 КБ) Просмотров: 4286

[romka10.06]

Доделан коленвал, выфрезерован цельный шатун из БрАЖ, заменена проставка под цилиндр на текстолитовую

DSCF7824.JPG (88.56 КБ) Просмотров: 4239

Крутиться всё легко. Продолжение следует!

[romka10.06]

Сделал втулку с кулачками на коленвал, выпускной кулачок обеспечивает ширину фазы 180 градусов

DSCF7829.JPG (52.56 КБ) Просмотров: 4165

Впускной сдвоенный, заход один, сходов два, в зависимости от того куда будет сдвинуто коромысло, наполнение цилиндра будет 60 или 80%.

DSCF7830.JPG (44.09 КБ) Просмотров: 4165

Втулка на валу

DSCF7832.JPG (47.27 КБ) Просмотров: 4165

Также приладил наконец маховик

DSCF7833.JPG (65.41 КБ) Просмотров: 4165

Крутиться всё очень легко, если открыт клапан, от толчка рукой маховик делает около 20 оборотов, если клапан закрыт, тот зверская компрессия мгновенно останавливает двигатель.
Продолжении следует!

[romka10.06]

Пришлось делать опору для осей коромысел, выфрезеровал за одну установку из алюминиевого бруска.
Если бы двигатель строился по предварительно разработанному чертежу, эта деталь была бы частью головки, а так сочиняю на ходу.

DSCF7843.JPG (82.58 КБ) Просмотров: 4136

Спаял латунью коромысла и рычаги-толкатели из железных полосок, втулок и гаечек.

DSCF7842.JPG (108.89 КБ) Просмотров: 4136

выпускной рычаг цельный, впускной с приклёпанной планкой, которая скользит по кулачкам распредвтулки. Планку можно сдвигать на соседний кулачёк прямо на ходу, управляя отсечкой.

DSCF7841.JPG (59.48 КБ) Просмотров: 4136

DSCF7840.JPG (86.98 КБ) Просмотров: 4136

штанги пока из электродов, некультурно, я понимаю, но очень хотелось побыстрее попробовать как оно вертится...

DSCF7838.JPG (57.17 КБ) Просмотров: 4136

DSCF7836.JPG (77.86 КБ) Просмотров: 4136

Потом переделаю на культурные трубчатые штанги.
Подал воздух, двигатель затрещал как авиамодельный ДВС, камера к сожалению этот жуткий треск не передаёт....

phpBB [youtube]

При отсечке 60% звук гораздо тише чем с отсечкой 80%, так как воздух расширяется в большей степени, и выходит на выхлоп с меньшим давлением.
Далее буду делать культурный рычаг управления отсечкой, и наверное сроить котёл.

[romka10.06]

phpBB [youtube]

[romka10.06]

Сделал примитивный котёл из фреонового баллона, изготовил предохранительный клапан и пробковый кран

DSCF7865.JPG (125.94 КБ) Просмотров: 4007

Вкрутил это на место штатного крана

DSCF7866.JPG (77.24 КБ) Просмотров: 4007

Клапан настроен по манометру компрессора на 4 атмосферы, вот его работа на котле, судя по температуре котла давление внутри порядка 5 атмосфер

DSCF7863.JPG (67.57 КБ) Просмотров: 4007

Пуск!!!

phpBB [youtube]

Отработало минут 10 непрерывно, после чего раскрутился винт регулировки выпускного клапана, хотя я его контрил, но это мелочи.
Вот такая игрушка!

[Sergei3090]

Мощно звучит! Классный паровик Теперь только не останавливаться на достигнутом и сделать постамент с котлом, вороночками и лесенками

[romka10.06]

Мощно звучит!

Звезда ещё лучше звучит, вот, испытал всё что лежало на полке!

phpBB [youtube]