16. Выполняем сопряжение выпускного патрубка с конфузором. В акустике одна из акси-

ом гласит, что энергия волны не искажается, если канал, по которому проходит волна,

имеет искривления или изменения сечений с радиусами не менее 1/10 длины волны.

Сопряжение показано на рисунке 14. Этот же принцип позволяет как угодно изгибать

ГДН, при этом соблюдая правила:

а) длина средней линии изогнутого ГДН должна равняться расчетной прямой длине;

б) поверхность оболочки искривленного ГДН является касательной к множеству сфер построенных на средней линии и равных по размеру и координатам от начала отсчета по оси, аналогичным на прямой оси (правило площадей).

C / n ; (10)

где С – скорость волны сжатия; n - частота вращения ДВС в секунду.

Минимальный радиус r_min > 1

Геометрию ГДН умеем проектировать. Пора говорить о технологиях, хотя бы вкратце.

Рис. 15 Примерный ГДН для Р/У автомодели. Изгибов может

быть больше, в любой плоскости, а величина радиуса

изгиба должна быть не менее 1/10 по оси ГДН.

- 22 -

МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГДН

Далее буду очень краток. Кого интересую подробности, с удовольствием поделюсь.

МАТЕРИАЛЫ КОНСТРУКТИВНЫЕ:

1. Листовая сталь для глубокой вытяжки пригодная для контактной сварки, толщиной от 0,2

до 1,0 мм.

2. Листовой деформируемый алюминий марок АМ, АМГ и т.п. толщиной 0,5-1,2 мм.

3. Листовые деформируемые медные сплавы толщиной 0,3-0,8 мм. ( Когда вес безразличен).

4. Те же материалы в виде труб или стаканов (аэрозольные балоны без швов).

5. Стеклоткани толщиной от 0,1 до 0,3 мм ситцевого плетения с диагоналльной ориентацией.

6. Углеткани толщиной от 0,1 до 0,3 любой текстуры с диагональной ориентацией.

7. Углеволоконный ровинг со связующей пропиткой (для технологии плетенной намотки).

8. Идеальный материал – кевларовый, стекло или углетканный ЧУЛОК.

МАТЕРИАЛЫ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ

1. Жаростойкий (от 400⁰С и выше) герметик или лак для герметизации и покрытия сварных

ГДН.

2. Твердые припои для пайки алюминия, стали, медных сплавов (ПСР и т.п.).

3. Термостойкие смолы, лаки, клеи имеющие хорошую адгезию к стекло и угле тканям и рабочую температуру от 500⁰С и выше. (+100⁰С – цена перехода с металла на пластик).

4. Растворители и обезжириватели для очистки соответствующих материалов.

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

1. Апроксимированные геометрии.

а) Строятся развертки из листового металла с технологическими припусками на сборку и последовательно монтируются. Степень апроксимации зависит от мастерства исполнителя. Сборка пайкой, контактной сваркой или более современными способами.

2. Классические геометрии.

а) Две половинки апроксимированного ГДН (разъем по максимальному диаметру) надеваются на стальные болванки с требуемыми обводами и на токарном или давильном станке методом ротационной обработки доводятся до нужной кондиции. Затем коректируются размеры и производится окончателиная сборка. При качественном выполнении выдавливания и геометрии стыка сопряжений, ГДН получается очень высокого качества. ГДН из стали Я1М толщиной 0,15 мм, по прочности и работе не уступает алюминиевому из АМГ S=0,5 мм, а по весу (с жаростойким лаком) на 25-30% легче.

б) Ротационное выдавливание из листа или трубчатой заготовки по стальным болванкам с последующей сборкой.

в) Электродинамическая (магнитодинамическая) или импульсная штамповка из трубчатых заготовок (ГДН без соединительных швов) на специальной оснастке.

г) Токарная обработка из болванок, включая конструкционные магниевые сплавы. Разъемы лучше выполнять на резьбе с мелким шагом 0,3-0,5 мм, число витков 8-12. Идеально подходит для обладателей токарных станков с ЧПУ.

д) Выдавливане (штамповка) под резину или полиуретан (гидропласты) на прессах с удельным давлением 300-500 кг/см² по моделям имеющим разъем по осевой плоскости. Удобно для ГДН с изгибами в одной или нескольких плоскостях. Готовая к сборке заготовка должна иметь оббортовку по плоскости разъема равную 2-5 мм, в зависимости от технологии последующей сборки. Модели можно изготовить из Дельта-древесины, эпоксидных композиций с наполнителями (алюминиевый или стальной порошок, аэросил, маршалит), или из других материалов имеющих достаточную прочность на сжатие.

е) Пластиковые ГДН формуются на выплавляемых болванках. Болванки из парафина, церезина или литьевых модельных составов, а также из легкоплавких сплавов типа РОЗЕ или ВУДА, отливаются в силиконовые формы или изготавливаются любым доступным методом (литье в гипс, токарная или ручная обработка из болванки и т.д.). В зависимости от конструкционного материала (ткани), ровинга, ленты и пр.Производится намотка или формо-

- 23 -

вание пропитанных связующим заготовок, затем обмотка эластичной лентой (ПВХ, Полиэтилен, Тефлон) – шириной 15-25 мм. Лучше получается формовка в толстостенную силиконовую матрицу. Силиконовая матрица изготовляется из бытового силиконового герметика (строительный в больших тубах), обмазкой с толщиной слоя около 10 мм, болванка предварительно покрывается слоем разделителя (воскового или жирового). После полной желатинизации силикона, с одной стороны, вдоль длины делается разрез острым ножом и болванка извлекается. При формовании, рабочая поверхность матрицы покрывается разделителем для клеящих смол.

Заформованный ГДН закладывается в силиконовую матрицу и обматывается с небольшой натяжкой эластичной лентой. После полимеризации изделие вытаскивается из матрицы, болванка выплавляется и производится окончательная обработка ГДН. Заделка дефектов, механическая обработка, окраска, затем термообработка готового ГДН, если это предусмотрено по технологии жаростойкого связующего.

Вот пожалуй и всё.

ПОЧТИ ДЕТЕКТИВНАЯ ИСТОРИЯ

Материалы, которые Вы прочли, в 1975 году я послал в «Крылья Родины» для публикации. Это была сухая техническая статья с расчтами и описанием настоящих методик на 4 листах.. Теперь у меня много «лирики».

В то время я часто бывал в Москве и месца через два заглянул в редакцию к зав отдела моделизма М.Лебединскому. Моему приходу он обрадовался! «А я собираюсь тебе звонить» - сказал он. Оказалось, статья была направлена в ЦСТКАМ на рецензию, оттуда посоветовали статью не публиковать, но оставить для «внутреннего» пользования. Михаил Семенович забрал статью сказав, что без согласия автора оставить не может. Тут я приехал. Оказалось наши славные «патриоты» не хотели разглашать «технические секреты».

«Славные» были времена: сканеров и «ксероксов», без ПЕРВОГО ОТДЕЛА, не было, а переписать не «умели» ...

Таким образом все материалы более 30 лет пылились, хотя друзьям я давал читать. Помогал расчитывать и изготавливать ГДН.

Особая благодарность моим друзьям-моделистам помогающим с материалами и советами:

Байдалинову Г.

,

Беспалову Г.

,

Липинскому Л.Е.

,

Шкурскому Б.

Онуфриенко В., Сураеву В., Маслову Н., Вассерману Э., Кривущеву М., Мелихову М, Ламперу В. Шахазизяну Г. Кравченко И., Печенежскому П., Карпель С., Тукьянову В., Караваеву А., сотрудникам Серпуховского НИИМОТОПРОМ-а Ларичеву М.Ю., Игнатищевой Н., Ломасовой Л.В. и Мельникову А.П., а также профессору Верняеву О.Н. из РИСХМ-а, предоставившему на время скоростную кинокамеру и Начальнику Аксайской автоколонны «СОВТРАНСАВТО», Стерлядникову И.П. предоставлявшему бесценные, хотя и списанные, поршни от тяжелых «Мерседес»-ов для переплавки в мои поршни и картера, в неограниченных количествах.

P.S. Настоящую методику сейчас легко перевести в систему автоматизированного расчета и построения геометрии ГДН. Вплоть до программы для изготовления детателей или болванок.

ПРИЛОЖЕНИЯ Стр.24

1. Проектируя новый двухтактный двигатель необходимо учесть влияние теплового режима на проявления деформации деталей. В первую очередь картера, цилиндра и поршня. Одновременно необходимо закладывать технологические и геометрические нюансы для успешной эксплуатации? Особенно – прочность, массы и балансировка.

Собственная частота резонатора f₀= C / 2(S / l*V)^0,5; где С- скорость звука в среде.

2. Как экстренно решить проблему чрезмерной перегрузки подшипников ДВС с консольными валами. Форсируя двигатель с консольным валом сталкиваешся с проблемой нехватки жесткости вала и чрезмерной перегрузки подшипников.

ПРИЛОЖЕНИЯ, лист 2. Стр. 25

Н аиболее простой способ – подпорка матылекой шейки со стороны задней крышки.

Идея впервые была осуществлена на двигателе объемом 6,5 см³. В результаме перестали греться коренной подшип-ник и разбиваться нижняя бронзовая втулка на шатуне.

Необходимо удлинить матылевый палец: запресо-вать новый или засверлить штатный и установить палец меньшего диаметра. Дополнительной опорой является подшипник устанавливаемый на задней крышке. Размер подшпника должен быть максимальным, но не более чем 2r1 или 2r2 в зависимости от выбранного варианта. Подшипник устанавливается с эксцентриситетом относительно оси двигателя, строго вверх. Правильно выполненная конструкция обеспечивает зазор между матылевым пальцем и подшипником (в статике) 2-5 . Как это работает, догадаться не трудно.

3. Усовершенствованные геометрии головки и покрытия показанные в приложении 1 использовались на различных двигателях, в основном свыше 10 см³. Только покрытия, выполнялись на спортивных моторах 2,5-6,5см³, включая дизель 2,5 см³. Что дает платино-иридиевое напыление понятно. С тантал-ниобием столкнулся совершенно случайно. Все попытки спаять бак из листа 0,15 мм оказались безрезультатными, спросил, что за материал, поэкспериментировал. Материал не дифундируется! Ничего к нему не пристает. Попробовал напыление, результат ошеломил.

4. Если у вас есть возможность изготовить подшипники скольжения из чистого серебра, то вы об этом никогда не пожалеете. По всем показателям серебро лучше самых высококачественных бронз, включая коэффициент трения. То же относится и к диффузионному покрытию поршня серебром, глубиной до 20 . После покрытия, прирощение необходимо притереть до номинального значения. Покрытие имеет не только наименьший коэффициент трения по хрому и никосилу, но и обладает противозадирными свойствами. А покрывая вал и другие детали, улучшаете трение и перенос тепла.

5. Профессором Шахазизяном и мною в 1969 году был обнаружент эффект, в последствии проверенный на экспериментах, о котором хочется упамянуть. Если настроить резонансную трубу на режим экономии топлива (калильные, искровые и дизели!) то в установившемся режиме резонанса трубу можно отсоединить от двигателя (расгерметизировать!!!) двигатель продолжает ЭКОНОМИТЬ топливо, меняется только звук. Расстояние при котором разгерметизация не влияет на качество, четко лимитировано. Кроме зазора на работу влияет геометрия кромки ГДН. При отработанной компановке системы ДВС-ГДН ввод двигателя в режим резонанса значительно ускоряется в отличие от герметичных ГДН. Алгоритм зазора и геометрия ГДН установлены.

6. Определение фаз выхлопа и перепуска по геомет-

рическим параметрам ДВС и определене высот пере-

пускного и выхлопного окна по заданным фазам

Заданы: а) ВЫСОТА выхлопного или б) ФАЗЫ выхлопа и перепус-

перепускного окна - h мм ; ка в угловых градусах – Ф⁰;

ХОД поршня - H мм; ХОД поршня - H мм;

ДЛИНА шатуна - l мм; ДЛИНА шатуна - l мм;

Определить: ФАЗЫ выхлопа и перепуска ВЫСОТУ окон выхлопа и пе-

в угловых градусах. репуска - h мм.

Решение: формулы 1; 2; 3. Решение: формулы 4; 5; 6; 7.

ПРИЛОЖЕНИЯ, лист 3. Стр. 26

7 . Установка для создания эжекции и проведения замеров скорости спутной струи.

8. ПРИМЕР РАСЧЕТА ГДН

Имеется двигатель для Р/У автомодели с данными:

Объем двигателя, см³ - 3,5;

Диаметр поршня, см - 1,66;

Ход поршня, см - 1,6;

Высота выхлопного окна, мм - 7,0;

Длина шатуна, мм - 29;

Максимальная мощность при частоте вращения вала, мин^-1 - 34500;

Диаметр впускного отверстия ГДН, мм - 12,5;

Условия эксплуатации, при температуре воздуха 27⁰С, относительной влахности 40% и атмосферном давлении 720 мм.рт.столба, т.е 0,98 кг/см².

ПРИЛОЖЕНИЯ, лист 4. Стр. 27

Находим:

а) Фаза выхлопа (см. Приложение 6); получается 181⁰36’, принимаем 181,5⁰.

б) Скорость поршня см. Ф-лу на диаграмме рис.9; получается 18,4 м/с.

в) Теплонапряженность. Определяем исходные параметры

– площадь поршня Sп 3,14159*0,83²= 2,1642413 см².

- поверхность рабочей части цилиндра Sс 3,14159*1,66*1,6=8,344063 см².

- поверхность объема Sоб 8,344063+2*2,1642413=12,672545 см².

- Ктн₁= 3,5/12,672545=0,2761876

- Ктн₂= 8,344063 *1,6/12,672545 = 1,0534979 }Ктн=Ктн₁*Ктн₂*Ктн₃=0.422466

- Ктн₃ = 18,4/12,672545=1,4519577

К=1+Ктн=1,422466.

г) Объем ГДН в соответствии со скоростью поршня по диаграмме рис.9 Находим:

V_ГДН= 3.5*36,4=127,4 см³.

д) Скорость волны сжатия:

для топлива метанол 80% + масло 20%

Сп={2*[27-20+403]*[0,98+0,001*(40-75)]*1,422466*261,02809}^0,5=536,3983 м/с;

для топлива с 15% нитрометана

Сп={2*[27-20+453]*[0,98+0,001*(40-75)]*1,422466*255,11188}^0,5=561,68923 м/с;

е) Длина ГДН см формулу 7:

для топлива метанол 80% + масло 20% L=0,5[1:( 34500:60)]:360 *536,3983*181,5 = 279,9 мм

для топлива с 15% нитрометана L=0,5[1:( 34500:60)]:360 *561,68923*181,5 = 293,1 мм;

ж) Масштаб увеличения длины единичного ГДН:

для топлива метанол 80% + масло 20% 279,9/1,5=18,66;

для топлива с 15% нитрометана 293,1/1,5=19,54;

з) Масштаб увеличения диаметра единичного ГДН, в первом приближении (строка 9 таб.4);

для топлива метанол 80% + масло 20%

18,66*0,6047544=11,284717; 127,4/11,284717=11,289605; 11,289605^0,5=3,36;

для топлива с 15% нитрометана

19,54*0,6047544=11,8169; 127,4/11,8169=10,781169; 10,781169^0,5=3,283;

и) Определяем соответствие входного отверстия ГДН:

для топлива метанол 80% + масло 20% 3,36*0,32=1,075 см; Не достаточно.

для топлива с 15% нитрометана 3,283*0,32=1,0507 см; Не достаточно.

к) Повторяем действия п.«з» по строке 11 таб.4.

для топлива метанол 80% + масло 20%

18,66*0,6256917=11,675407; 127,4/11,675407=10,911825; 10,911825^0,5=3,3033051;

для топлива с 15% нитрометана

19,54*0,6256917=12,226015; 127,4/12,226015=10,420402; 10,420402^0,5=3,2280647;

л) Определяем соответствие входного отверстия ГДН:

для топлива метанол 80% + масло 20% 3,3033051*0,38=1,255 см; Удовлетворяет.

для топлива с 15% нитрометана 3,2280647*0,38=1,227 см; Удовлетворяет.

м) Диаметр выпускного патрубка по формуле 8:

d_вых = [(181.5* 1,51829*34500 ) / (3,31411* 55673)]^0,5= 7,18 мм, разумнее сделать больше, затем дросселировать по необходимости.

Длину патрубка предварительно рисуем 45-50 мм

н) Радиус сопряжения патрубка с конфузором по формулам 10 и 11:

топливо метанол 80%+масло 20% 536398, 3 / 34500 = 932,487 мм; принимаем r94 мм;

топливоа с 15% нитрометана 561689,23/ 34500= 976,85 мм; принимаем r98 мм;

Технологически целесообразно на обеих ГДН сопряжения выполнсть одинаковыми, большего радиуса. Патрубок можно отрезать на расстоянии 7,5 мм от точки касания дуги r98 мм с даметром патрубка. Желаю удачи Всем, дед Юз 25.09.08

Асланян Иосиф.