Вездеход с паровозным движителем (только концепция).

Азбука для изобретателя пневмохода. Изобретение без ошибок.

Модераторы: новичок, Володька Николаев, argon84, Вопрос, mmcl200

Аватара пользователя
Алексей Сургут
Сообщения: 2441
Зарегистрирован: 11 июл 2008, 04:15
Откуда: Сургут

Вездеход с паровозным движителем (только концепция).

Сообщение Алексей Сургут »

Дмитрий Александрович » Чт ноя 24, 2011 9:11 pm

В общем, присоединюсь к дискуссии. В одно время хорошо изучил принцыпы паромобилестроения. Идея очень хорошая, у паровой машины, по сравнению с ДВС, даже дизельным, намного более удачная скоростная характеристика. Дело всё в том, что с ростом нагрузки мы увеличиваем подачу топлива и таким образом повышаем начальное давление в цилиндре, но не повышаем его наполнение, у паровой машины наоборот - чем больше нагрузка, тем больше наполнение, при постоянном начальном давлении. В этом их главное отличие. Из за того, что пара в цилиндр начинает поступать всё больш и больше, а деваться ему оттуда некуда, у него остаётся только один выход - расшириться там и совершить работу. Именно засчёт такого принципа работы паровая машина может создавать максимально возможный крутящий момент при неподвижном валу, и развивать ровно такой момент, который требует от неё нагрузка. В глухих районах мира можно до сих пор встретить паровые экскаваторы типа прямая лопата, так вот, на экскаваторе ни один из известных сейчас двигателей не смог тягаться с паровой машиной, так же как и на кране. Для того, чтобы обеспечить такую же плавность работы сейчас вынуждены применят сложные системы управления, редукторы, пропорционально - следящий привод с обратной связью и многое другое.

Теперь об автомобилях. В начале ХХ века в США был такой автомобиль Добль, естесвенно паровой. Коробки передач на нём не было, как на большинстве паромобилей. Конструктивно он относился к машинам класса Udertype, тоесть паровая машина ниже парового котла, она была сделана в одном агрегате с задним мостом. Паровой котёл был прямоточный водотрубный быстрого парообразования. Из холодного состояния в рабочее он переходил всего за 45 секунд, запук осуществлялся всего с одного тумблера. Основная суть такого котла вот в чём- в нём нет такого количества воды, которое залито в жаротрубный котёл паровоза например. Основным элементом котла является завитая в спираль труба, длинной несколько сотен метров, эта труба находится в огневой камере, и омывается пламенем от бензиновой горелки. Вода подаётся в трубу небольшими порциями при помощи насоса и ровно в таком количестве, которого достаточно для того, чтобы получить ровно столько пара, сколько при такой скорости и при такой нагрузке надо двигателю. Соответсвенно при изменении скорости и нагрузки изменялась и подача воды в котёл, а так же режим работы горелки. Котёл регулировался автоматически и очень быстро, для этого была электровакуумная система управления, не требующая участия водителя. Из за того, что в трубе котла единовременно было всего несколько сотен грамм воды взрыв такого котла был в принипе невозможен, а растопка происходила настолько быстро, что после пуска можно было отправиться в путь намного быстрее чем прогрелся бы ДВС. Давление пара, которе обеспечивал такой котёл, было порядка 120 атмосфер, при температуре 450 градусов по цельсию. Это сухой пар при закритическом давлении. В котле так же был сухопарник и апроперегреватель, с их помощью такие параметры пара и достигались. Отработав в двигателе пар поступал в конденсатор, грубо говоря радиатор, где охлаждался, превращался в воду и попадал в водяной бак. Так же отработанный пар использовался в двух паровых турбинах, одна приводила в движение вентилятор на конденсаторе, а вторая - натдув котла. При пуске котла турбонатдув раскручивался электромотром, а потом переходил на паровой привод. Воды было 90 литров и её хватало на 4000 км пробега, что по тем временам при тех уплотнениях очень неплохо. Паровой двигатель имел три отсечки наполнения цилиндров, что - то вроде L, 2, D в современном автомате. Задний ход осуществлялся реверсом паровой машины.

По характеристикам - машина массой более двух тонн разгонялася до 165 км/ч, а первую сотню набиарала быстрее чем Жигули Копейка! Расход топлива в районе 15- 18 литров на сотню, если учесть, что гореть в котле может практически любое жидкое топливо, то никаких трудностей такой расход не вызывал.

Благодаря скоростной характеристике парового двигателя можно было разгоняться настолько плавно, что пассажиры не чувствовали ускорения. В качестве рекламного приёма Добль упирали бампером в стену, садили полный салон людей и водитель начинал движение. Колёса буксовали до тех пор, пока не загорались шины, после чего их меняли и автомобиль отправлялся в путь уже по дороге. Далеко не каждый современный автомобиль выдержит такую пытку.

Для вездехода паровой двигатель оптимален более чем на 100%. Он позволяет двигаться в натяг, подводя к колёсам ровно столько тяги, скоько нужно по условию сцепления, не срывая их в пробуксовку. К тому же он может легко втащить машину на очень крутой подъём, поскольку с ростом нагрузки паровая машина уменьшает скрость, но увеличивает крутящий момент пропорционально наполению цилиндров.

Упомянутый ранее грузовик НАМИ в полноприводной модификации показал на испытаниях проходимость лучшую чем самый мощный восьмиколёсный Маз того времени!

Паровую машину ещё рано спысывать со щетов, наоборот, с появлением современных электронных систем управления, можно сделать очень надёжно работающий апровой котёл быстрого парообразования, способный работать на любом жидком топливе. А сама паровая машина в разы превосходит по надёжности ДВС, поскольку в ней никогда не действуют такие нагрузки и детали не разогреваются до столь высоких темпеератур. Давление в цилиндрах всегда наростает плавно, а в ДВС резко, особенно в дизеле. На том же Добле водитель мог проехать 200000 км и ниразу не увидеть, как выглядит двигатель.
Аватара пользователя
gudvin
Сообщения: 7540
Зарегистрирован: 23 июн 2009, 00:19
Имя: Дмитрий
Откуда: Лен. область
Возраст: 41

Вездеход с паровозным движителем (только концепция).

Сообщение gudvin »

Алексей Сургут,
В чём для вас трудность на сегодня ?
Топку с трубкой спиралью можно сделать, питающий насос высокого давления можно хоть на 300атм купить или вообще от гидроабразива.
Электроника вообще не проблема.
В паровой машине вопрос или в передаче на колёса ?
сварка и болгарка лучшие ключи
Аватара пользователя
val_001
Сообщения: 860
Зарегистрирован: 15 июл 2014, 02:20
Имя: Валерий
Откуда: Санкт-Петербург

Вездеход с паровозным движителем (только концепция).

Сообщение val_001 »

Алексей Сургут писал(а):Идея очень хорошая, у паровой машины, по сравнению с ДВС, даже дизельным, намного более удачная скоростная характеристика. Дело всё в том, что с ростом нагрузки мы увеличиваем подачу топлива и таким образом повышаем начальное давление в цилиндре, но не повышаем его наполнение, у паровой машины наоборот - чем больше нагрузка, тем больше наполнение, при постоянном начальном давлении. В этом их главное отличие. Из за того, что пара в цилиндр начинает поступать всё больше и больше, а деваться ему оттуда некуда, у него остаётся только один выход - расшириться там и совершить работу. Именно за счёт такого принципа работы паровая машина может создавать максимально возможный крутящий момент при неподвижном валу, и развивать ровно такой момент, который требует от неё нагрузка.
И все-таки не только паровая машина может создать такие благоприятные тяговые характеристики. Получается, что любой возвратно-поступательный механизм поршневого типа с рабочим телом в виде пара, воздуха или гидравлической жидкости, нагруженный непосредственно на колесо паровозного типа может успешно конкурировать с полноприводными трансмиссиями вездеходов в части веса, проходимости, простоты и надежности. Чем больше диаметр колеса вездехода, тем успешней эта конкуренция будет. Видимо, просто подошло время таких приводов.
Естественно, не так просто взять и решиться на такой привод, особенно сразу паровой. Нужно привыкнуть к такой мысли и все многократно проверить и перепроверить расчетами.
Не думаю, что роликовый привод родился в одночасье и без всяких сомнений.
Почта: val_001@mail.ru
Локаут до 24.06.2020
Аватара пользователя
Aлексей
Сообщения: 1313
Зарегистрирован: 19 апр 2009, 21:33
Откуда: МУРМАНСК

Вездеход с паровозным движителем (только концепция).

Сообщение Aлексей »

Алексей Сургут писал(а): Ту тему я не создавал
Ты то тут причем? Я отлично помню твой теоретический интерес к этой теме, в прочем как и сейчас - и у тебя и у нас всех.

Вопрос к - ЭТОЙ теме.
Может топикстартер разьяснит нам, в чем ее новизна и какими изделиями в металле, применительно к вездеходам он или его команда порадует сообщество в ближайшее время ?
Алексей http://kolamap.ru/
Аватара пользователя
dil
Сообщения: 6306
Зарегистрирован: 07 июл 2008, 20:41
Откуда: Рязань

Вездеход с паровозным движителем (только концепция).

Сообщение dil »

Вроде писали, что Добль работал на 60атм. Это уже гораздо интереснее, чем 10-12 паровозных. Вес другой получается.
В жизни всегда есть место дурацкому подвигу.
Аватара пользователя
val_001
Сообщения: 860
Зарегистрирован: 15 июл 2014, 02:20
Имя: Валерий
Откуда: Санкт-Петербург

Вездеход с паровозным движителем (только концепция).

Сообщение val_001 »

Гидравлический силовой привод паровозного типа.

Рассмотрим самый бесперспективный с точки зрения универсальности вариант – вариант гидравлического силового привода с использованием гидравлических цилиндров. В этом варианте вся мощность двигателя внутреннего сгорания (ДВС) тратится на вращение гидравлического насоса, жидкость из которого, проходя через схему управления, приводит в действие гидравлические цилиндры, которые в свою очередь заставляют крутиться колеса вездехода. Для выравнивания крутящего момента предлагается крутить каждое колесо двумя гидроцилиндрами, которые в случае привода на одну шейку импровизированного коленвала на колесе или оси колеса располагаются под углом 90 градусов между собой,
PD01-2.jpg
либо располагаются в одной плоскости и приводят во вращательное движение шейки импровизированного коленвала, которые расположены под углом 90 градусов относительно друг друга.
PD02-1.jpg
На рисунках для простоты в дальнейшем будем рисовать только один гидроцилиндр и подразумевать, что колесо приводится во вращение двумя гидроцилиндрами. В результате получается следующая схема вездехода.
PD03.jpg
При желании на вездеход можно установить газогенераторный блок, который в значительной мере снимет зависимость вездехода от мест заправки бензином.
Самым существенным недостатком такой схемы является слишком маленькая долговечность гидравлических цилиндров. Они рассчитаны на число полных циклов хода штока гидроцилиндра порядка одного миллиона. Один полный цикл работы гидроцилиндра соответствует одному обороту колеса паровозного типа. Поэтому, чем больше диаметр колеса, тем большее расстояние пройдет вездеход до замены гидроцилиндра. Это обуславливает полную непригодность данного типа привода на транспортных средствах с небольшим диаметром колеса. При диаметре колеса 1600 мм длина окружности колеса составит около 5 м, а пробег до замены гидроцилиндров около 5 000 км.

Расчета трансмиссии для такой схемы силового привода практически не требуется. Речь, скорее, должна идти о подборе определенного типа гидравлического цилиндра исходя из достаточно простых соображений.

1.Максимальная тяга (в этот момент рычаг приложения силы перпендикулярен поверхности почвы), которую может обеспечить гидравлический привод, вычисляется по формуле:
Tк = Tц * r1 / R1,
где Тк – тяга колеса, Тц – максимальное усилие, развиваемое гидроцилиндром, r1 – радиус импровизированного коленвала (равен половине хода штока гидроцилиндра), R1 - радиус колеса.
PD04-1.jpg
Вполне понятно, что чем меньше r1 при заданном радиусе колеса, тем большую тягу должен обеспечивать гидроцилиндр. Но мы не можем делать большим значение r1, поскольку быстроходность гидроцилиндра не бесконечна.

2. Линейная скорость штока гидравлического цилиндра называется его быстроходностью.
Обычная быстроходность гидроцилиндров составляет порядка 500 мм/сек. Не очень дорого можно купить гидроцилиндры с линейной скоростью перемещения штока 1000 мм/сек.
http://sdm-orel.com/stati/article_post/ ... ocilindrov
http://exkavator.ru/articles/hydroequip ... indri.html
Ограничение по линейной скорости перемещения штока гидроцилиндра самым существенным образом ограничивает максимальную скорость вездехода.
Чем больше значение плеча r1, тем большую линейную скорость должен развивать шток гидроцилиндра, но при этом, как следует из пункта 1, максимальная тяга, развиваемая гидроцилиндром, получается меньше. Получается некоторая дилемма, которую надо корректно разрешить, в том числе и с учетом пункта 3.

3. Ценовые соображения. Цена гидравлического цилиндра самым существенным образом зависит от диаметра поршня цилиндра и не столь существенным образом зависит от длины хода штока.

Попробуем сделать предварительный подбор гидравлического цилиндра.
Предположим, что диаметр колеса вездехода составляет 1600 мм (2*R1), а максимальный ход штока составляет 160 мм (2*r1). Предположим, что полная масса 4-колесного вездехода составляет 2 тонны. Тогда для уверенного движения по бездорожью максимальная тяга одного колеса должна составлять 2000 кг / 4 = 500 кг.
Максимальная тяга гидроцилиндра составит Тц = Тк * R1 / r1 = 500 кг * 1600 мм / 160 мм = 5000 кг. Вполне нормально для гидроцилиндра.
Попробуем посчитать необходимую быстроходность такого гидроцилиндра.
Предположим, что максимальная скорость нашего вездехода составит 60 км/час.
60 км/час = 1 км/мин. Длина окружности колеса составляет 1600 мм * 3,14 = 5024 мм = 5,024 м. Будем считать, что 5 метров. За минуту при максимальной скорости колесо совершит 1000 м/мин / 5 м = 200 об/мин. Скорость перемещения штока гидроцилиндра при этом составит 160 мм * 200 об/мин = 32 м/мин = 533 мм/сек. Это значение почти соответствует максимально возможной скорости самого обычного гидроцилиндра.
Считаем диаметр поршня гидроцилиндра. Предположим, что давление в магистрали вездехода 200 атм ил 200 кг/кв см. Площадь рабочей поверхности поршня составит 5000 кг (максимальная тяга гидроцилиндра) / 200 кг/кв. см = 25 кв. см. Вычисляем диаметр поршня по известной из школьного учебника формуле. d = 56 мм. С учетом того обстоятельства, что мы будем использовать гидроцилиндр двустороннего действия и максимальную тягу обратного хода надо будет рассчитывать с учетом диаметра штока, диаметр поршня гидроцилиндра составит порядка 60 мм.
Посмотрим, что нам может предложить рынок. Пока у нас есть диаметр поршня 60 мм и максимальный ход штока 160 мм.
Вот, например
http://vostok-agro.info/gidrocilindri-g ... etail.html
Не забываем, что у нас будет 8 гидроцилиндров, плюс схема управления, плюс насос, плюс шланги. Значит, надо ориентироваться на сумму не менее 100 тысяч рублей.
Что мы можем получить за эти деньги?
Абсолютно независимый привод всех колес, что является лишь пределом мечтаний для чисто механических трансмиссий вездеходов.
Любую, какую только сердце пожелает, минимальную скорость движения вездехода, что является нереальным для чисто механических трансмиссий.
Исключительно благоприятные тяговые характеристики вездехода. Максимальная тяга будет при нулевой скорости вездехода. Кто откажется от такого?
Все портит только малый срок службы гидроцилиндров. Грубо говоря, 5 тысяч километров пробега по бездорожью обойдется в дополнительные 40 тысяч рублей на замену гидроцилиндров. Это 8 рублей за километр. Чем хуже бездорожье, тем будут оправданней такие накладные расходы. Чем больше диаметр колеса, тем меньше такие накладные расходы.
Можно на основании изложенного сделать вывод о возможности создания гидравлического вездехода паровозного типа? Нет. Есть еще один огромный подводный камень, которому из уважения перед проблемой отведем отдельный пункт 4.

4. Расход рабочей жидкости. Это проблема больших скоростей. Итак, максимальный ход штока составляет 16 см, площадь поршня 25 кв. см. Объем гидроцилиндра составляет 400 куб.см. За минуту на максимальной скорости через гидроцилиндр пройдет 400 куб. см * 200 об/мин = 80 000 куб. см = 80 литров. У нас 8 гидроцилиндров, и суммарный литровый расход масла составит 640 литров в минуту. Один из самых больших насосов НШ-100 обеспечивает номинальную подачу масла лишь 173 литра в минуту.
http://www.a-a-a.ru/nmsh/teh-nsh.html
http://vostok-agro.info/nasosi-nsh-mosg ... etail.html
Это катастрофа? Вовсе нет. Вспомним, что два гидроцилиндра на колесо мы ставим только для выравнивания тяги. На скорости 60 км/час вездеход обладает огромной кинетической энергией и второй гидроцилиндр на колесе на такой скорости совершенно не нужен. Отключаем половину гидроцилиндров и получаем суммарный расход 320 литров минуту. Уже легче. Нужен вездеходу полный привод на скорости 60 км/час. Сомнительно. Отключаем два колеса. Расход падает до 160 литров в минуту. А можно и не отключать. Будет в магистрали давление в 200 атмосфер при скорости 60 км/час? Нет. Давление резко упадет из-за большого расхода масла, и подача масла насосом возрастет. Насколько? Я не знаю. Таких цифр мне найти не удалось. Но мне кажется, что для питания четырех гидроцилиндров питания будет вполне достаточно. Для совсем сомневающихся и точно нуждающихся в полном приводе на скорости 60 км/час могу предложит вариант замены одного из гидроцилиндров на каждом колесе на гидроцилиндр объемом в два раза меньше. Неравномерность тяги на малых скоростях возрастет, зато на больших скоростях оставляем в работе только гидроцилиндры уменьшенного объема, объема поставляемого масла которым точно хватит. Заодно и тяга уменьшится, что по своему тоже полезно. Фактически это получается аналог механической коробки переключения передач, при использовании которой при переключении передач крутящий момент на колесах падает с увеличением скорости. Наверно, вездеход с максимально тягой, равной массе вездехода на скорости 60 км/час будет представлять реальную угрозу в руках неопытного водителя. Дрифт вездехода на скорости 60 км/час – это перебор, хотя кому-то будет интересно. Но лучше уменьшить тягу до разумных пределов.

Ну вот, теперь можно выдохнуть и заявить, что создание гидравлического вездехода с силовой установкой паровозного типа – абсолютно реально. Получается просто и надежно, как автомат Калашникова.
Где может быть востребовано применение такого типа транспортного средства? Прежде всего, там, где нет необходимости постоянного использования транспортного средства только для преодоления пространства. Это внедорожная техника строительного назначения вроде кранов. Это лодки, у которых силовая установка паровозного типа будет использоваться только для выхода на берег и заезда на прицеп. Кроме того, вполне можно ожидать кратного увеличения срока службы гидроцилиндров, поскольку не все время службы они будут работать при максимальном давлении. Но это уже вопрос практики.
КПД используемых гидравлических компонентов достаточно высок, что позволяет не ставить вопрос о применимости этих узлов в вездеходе по этой причине.
В результате получаем следующую схему гидравлического вездехода с силовой установкой паровозного типа.
PD05.jpg
С гидравликой пока все.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
Почта: val_001@mail.ru
Локаут до 24.06.2020
Аватара пользователя
Алексей Сургут
Сообщения: 2441
Зарегистрирован: 11 июл 2008, 04:15
Откуда: Сургут

Вездеход с паровозным движителем (только концепция).

Сообщение Алексей Сургут »

Полет мысли просто гигантский,однак дружу с гидравликой-такой привод только медленно ездить будет,но будет точно!
Геннадий Хаинов
Сообщения: 739
Зарегистрирован: 12 май 2010, 20:40
Откуда: Санкт-Петербург

Вездеход с паровозным движителем (только концепция).

Сообщение Геннадий Хаинов »

val_001,
В вашем расчете есть несколько ошибок.
1. Скорость поршня. За один оборот коленвала поршень совершает 2 хода, следовательно, скорость поршня будет в 2 раза выше, т.е. 1066 мм/сек. Это уже запредельно.
2. Расход жидкости. По этой же причине расход масла одним цилиндром за оборот будет не 0,4 литра, а 0,8 литра, соответственно, при 200 об/мин это 160 литров. Цилиндров минимум 2 на борт (если соединить колеса паровозными шатунами, следовательно, расход масла на борт будет 320 л/мин. Если делать индивидуальный привод колес, как вы предлагаете, то на 8 цилиндров потребуется 1280 л/мин. масла.
3. Отключить цилиндры не так-то просто. Если вы соедините вход с выходом, то неизбежно возникновении кавитации под поршнем при обратном ходе. Соответственно, нужны антикавитационные клапаны, магистраль подпитки.
4. При уменьшении потребного давления в системе подача жидкости не может упасть. Подача жидкости определяется исключительно оборотами. Давление жидкости обеспечивает крутящий момент.

При этом остается еще много вопросов. Даже при большом сечении трубопроводов, скажем 1/2 дюйма, скорость течения жидкости огромна - 5,3 м/сек. И при этом поток жидкости 6,7 раза в секунду меняет направление потока на противоположное. А это уже гарантированы волны давления, возникновение кавитации уже в трубопроводах.

Резюмируя - в гидроприводе по паровозному типу столько проблем, что реальна только тихоходная машина, где-то 20 км/ч. А ето смысла не имеет, т.к. гораздо проще организовать механическую трансмиссию или гидропривод с обычными гидромоторами.

P.S. НШ-100 для трансмиссии вряд ли пригоден. Нужен насос с регулируемой подачей.
Аватара пользователя
val_001
Сообщения: 860
Зарегистрирован: 15 июл 2014, 02:20
Имя: Валерий
Откуда: Санкт-Петербург

Вездеход с паровозным движителем (только концепция).

Сообщение val_001 »

Алексей Сургут писал(а):дружу с гидравликой-такой привод только медленно ездить будет,но будет точно!
Наверно, и не стоит от гидравлики требовать слишком многого. 25-30 км/час будет уже вполне неплохо для начала. Думаю, не стоит замахиваться на большее без решения основной проблемы - срока службы гидроцилиндров. Большие скорости рассматривал только для определения принципиальной теоретической возможности их достижения. Решить проблему долговечности наверняка можно. Но это требует серьезных средств для изысканий.
Пока складывается впечатление, что если бы паровоз мы рассматривали чисто теоретически, то легко бы доказали сами себе, что он не поедет вообще. А он ездит, причем очень даже шустро. То есть нужна практика, которая заставила паровоз сначала просто ехать, а потом все быстрее и быстрее.
Забыл упомянуть, что по литературным данным нормальной скоростью течения масла в магистрали считается скорость 5 м/сек, предельно допустимой - 8 м/сек.
Мое твердое мнение, что предельные по скорости варианты гидравлического силового привода на гидроцилиндрах сейчас рассматривать слишком рано - надо, чтобы хоть что-нибудь зашевелилось на практике.
Если написал предыдущий пост хоть сколько-нибудь внятно, то должно быть понятно, что увеличивая диаметр поршня гидроцилиндра мы начинаем проигрывать в стоимости, но и требования к быстродействию снижаются, поскольку за счет более тяговитого гидроцилиндра можно уменьшить ход штока гидроцилиндра. То есть, методом подбора можно найти некий оптимальный вариант для создания мощного и достаточно подвижного вездехода с силовой установкой паровозного типа.
Почта: val_001@mail.ru
Локаут до 24.06.2020
Аватара пользователя
val_001
Сообщения: 860
Зарегистрирован: 15 июл 2014, 02:20
Имя: Валерий
Откуда: Санкт-Петербург

Вездеход с паровозным движителем (только концепция).

Сообщение val_001 »

Алексей Сургут писал(а):А у роликового вездехода кпд его механики вообще проц 30 будет,но ведь востребован???
Тоже очень интересная и нужная реализация с роликовым приводом:

Почта: val_001@mail.ru
Локаут до 24.06.2020
Геннадий Хаинов
Сообщения: 739
Зарегистрирован: 12 май 2010, 20:40
Откуда: Санкт-Петербург

Вездеход с паровозным движителем (только концепция).

Сообщение Геннадий Хаинов »

val_001 писал(а): Забыл упомянуть, что по литературным данным нормальной скоростью течения масла в магистрали считается скорость 5 м/сек, предельно допустимой - 8 м/сек.
Забыли упомянуть, что это при постоянной подаче жидкости, а не при изменении ее направления 6 раз в секунду. Это - ключевое. Это круче режима работы раллийных амортизаторов. Представьте себе подвеску, постоянно работающую на весь ход 6 раз в секунду. Но там хоть масло сквозь поршень проходит, а не по трубкам.
Утопия это - гидравлический паровозный привод быстроходной машины. Ничем не лучше гидромоторов. Всем хуже.
Паром или газом приводить цилиндры - да, получается. За счет расширения рабочего тела. Но гидравликой - только медленно ползающие тележки.
Аватара пользователя
Алексей Сургут
Сообщения: 2441
Зарегистрирован: 11 июл 2008, 04:15
Откуда: Сургут

Вездеход с паровозным движителем (только концепция).

Сообщение Алексей Сургут »

Геннадий Хаинов писал(а):
val_001 писал(а): Забыл упомянуть, что по литературным данным нормальной скоростью течения масла в магистрали считается скорость 5 м/сек, предельно допустимой - 8 м/сек.
Но гидравликой - только медленно ползающие тележки.
Похоже, что так.
Геннадий Хаинов писал(а):Паром или газом приводить цилиндры - да, получается. За счет расширения рабочего тела.
А это не похоже, это-точно.
Аватара пользователя
val_001
Сообщения: 860
Зарегистрирован: 15 июл 2014, 02:20
Имя: Валерий
Откуда: Санкт-Петербург

Вездеход с паровозным движителем (только концепция).

Сообщение val_001 »

Гидравлический силовой привод паровозного типа.

Работа над ошибками.

Разделяя общее мнение, что нет необходимости разгонять гидравлический вездеход паровозного типа до 60 км/час, тем не менее, произведем еще расчеты, имея в виду скорость 60 км/час как далекий и почти недостижимый вариант.
Итак, мы уже выяснили, что при диаметре колеса 1,6 м на скорости 60 км/час такое колесо будет совершать 200 оборотов за минуту.
Будем использовать обычные дешевые гидроцилиндры с максимальной скоростью движения штока 500 мм/сек. 500 мм/сек = 30 м/мин. За один оборот шток может максимально переместиться на 30 м/мин / 200 об/мин = 150 мм. Это расстояние соответствует одному полному циклу работы гидроцилиндра. Значит, за 1 оборот шток должен выдвинуться на 75 мм и вернуться обратно, то есть ход штока гидроцидиндра составляет 75 мм.

Тяга колеса должна составить 500 кг. Значит, гидроцилиндр должен обеспечить максимальную тягу 500 кг * 1600 мм / 75 мм = 10 667 кг = 10,7 т. Не так уж и много.
Считаем площадь поверхности поршня гидроцилиндра. Снова предполагаем, что максимальное рабочее давление 200 атм. Площадь поршня = 10 667 кг / 200 кг/кв. см = 53,3 кв. см. Сразу считаем объем гидроцилиндра 53,3 кв. см * 7,5 см (ход поршня) = 399,75 куб. см. Для простоты считаем 400 куб. см.
Здесь позволим себе несколько сэкономить и не будем учитывать площадь сечения штока гидроцилиндра, смирившись с тем, что тяга обратного хода гидроцилиндра будет немного меньше, чем прямого хода.

Считаем диаметр поршня цилиндра и получаем значение 82,4 мм.
Выбираем близкое стандартное значение диаметра цилиндра 90 мм и убеждаемся, что цена на такие гидроцилиндры не отличается существенным образом от цены на гидроцилиндр диаметром 63 мм.
Вопрос о быстродействии схемы управления остается совершенно открытым и не вижу смысла его обсуждать на стадии теоретических изысканий. Но, как мы убедились, сами гидроцилиндры позволяют создать вездеход по предложенной схеме с максимальной скоростью 60 км/час.

Приятным моментом является то обстоятельство, что у самого гидроцилиндра нет резких изменений скорости перемещения штока, поскольку конец штока гидроцилиндра движется по кругу и изменение скорости движения штока будет происходить по синусоидальному закону, который по определению является гармоническим и исключающим любые кавитационные явления по вине гидроцилиндра. Вот в чем настоящее преимущество преобразования возвратно - поступательного движения во вращательное движение на колесе паровозного типа. Дело за пускорегулирующей аппаратурой.

Совершенно не настаивая на применении такого типа гидравлического насоса, тем не менее, продолжу рассматривать насос НШ-100, как наиболее дешевый вариант для строителей бюджетных вездеходов. Каждый по вкусу применяет тот насос, на который хватит денег.
Рассмотрим худший сценарий, заключающийся в предположении, что, несмотря на падении давления на выходе, насос НШ-100 так и захочет выдать более 173 литров в минуту. Будем рассматривать определенную последовательность режимов работы гидроцилиндров в зависимости от того, насколько хватит производительности насоса.

1. Начало движения и небольшая скорость. Гидроцилиндров у нас 8, значит, их суммарный объем составляет 400 куб. см * 8 = 3,2 литра. Гидроцилиндры у нас двустороннего действия, значит за один оборот колес через гидроцилиндры будет перекачано 6,4 литра гидравлической жидкости. Следовательно, производительности наоса НШ-100 хватит для обеспечения скорости 173 л/мин / 6,4 л = 27 об/мин. Для колеса диаметром 1,6 метра это будет соответствовать скорости вездехода 1,6 м * 3,14 * 27 об/мин = 135,7 м/мин = 8,1 км/час. Итак, в диапазоне от полного 0 км/час и до 8,1 км/час на любой сколь угодно малой скорости мы имеем постоянную тягу вездехода, численно равную полной массе легкого вездехода. Это почти фантастика. Считаю, что в этом диапазоне скоростей силовой привод паровозного типа полностью справился в теории со своей задачей, включая обеспечение движения со сколь угодно малой скоростью и полной независимостью вращения всех колес.
Но надо как-то двигаться дальше. Что делать. По аналогии с обычными коробками переключения передач назовем этот режим первой передачей. Переходим к передаче 2.

2. На скорости 8,1 км/час двухтонный вездеход приобретает значительную кинетическую энергию, что позволяет с легкостью перейти от режима двустороннего действия к режиму одностороннего действия гидроцилиндров. Товарищи партизаны – реализаторы паровозного привода, это именно ваш ролик натолкнул меня на этот режим. Посему, предлагаю примкнуть к числу соавторов данного поста, коими я вас и так считаю.
Объем проходящей через гидроцилиндры жидкости сокращается вдвое, что позволяет вдвое увеличить максимальную скорость. Она составит 16,2 км/час. Это будет вторая передача.

3. Третья передача. Отключает по вкусу задний или передний привод. Расход гидравлической жидкости падает еще вдвое. Максимальная скорость возрастает еще вдвое и составляет уже 32,4. До заветных 60 км/час осталась еще одна передача.

4. Четвертая передача. Тут вариантов несколько. Первый вариант сказать: «Ну его нафиг» и довольствоваться скоростью 32,4 км/час. Вполне достаточно для большинства ситуаций, например, если создается вездеходный кран или бульдозер. Или погрузчик. Или лодка.
Можно не поверить в то, что насос не поднимает производительность с падением давления на выходе и реально развить скорость 40 – 45 км/час.
Можно, как я советовал ранее, заменить половину гидроцилиндров на гидроцилиндры уменьшенного объема. Но уж больно не хочется терять великолепные тяговые характеристики на первой передаче.
Поэтому предлагаю поставить вместо тех гидроцилиндров, которые участвуют в работе третьей передачи, по два гидроцилиндра половинного объема. Этот прием позволяет отключить в нужный момент еще половину гидроцилиндров и достичь желаемой скорости 60 км/час. В теории, естественно, только в теории.
Я тоже не уверен, что это получится на практике. Но для этого нужна сама практика. Пока предлагаю довольствоваться скоростью 30 км/час.

Для обеспечения всех этих режимов требуется переводить часть гидроцилиндров в режим плавающего хода. Как это делается, показано в замечательном ролике, ссылку на который даю в очередной, видимо, уже сотый раз (интересующий режим показан начиная с временной метки 7:02).

Почта: val_001@mail.ru
Локаут до 24.06.2020
Аватара пользователя
новичок
Модератор
Сообщения: 18608
Зарегистрирован: 09 апр 2009, 08:11
Имя: Дмитрий
Откуда: Карелия

Вездеход с паровозным движителем (только концепция).

Сообщение новичок »

val_001,
а если просто менять точку крепления штока к колесу. т. е. пододвигая или наоборот отодвигая от оси колеса точку приложения усилия от штока. то можно наверно этим регулировать и тягу
Как вставить фото - тут
Как вставить видео - тут
Инструкции по форуму - тут

_________________
Аватара пользователя
val_001
Сообщения: 860
Зарегистрирован: 15 июл 2014, 02:20
Имя: Валерий
Откуда: Санкт-Петербург

Вездеход с паровозным движителем (только концепция).

Сообщение val_001 »

новичок писал(а):а если просто менять точку крепления штока к колесу. т. е. пододвигая или наоборот отодвигая от оси колеса точку приложения усилия от штока. то можно наверно этим регулировать и тягу
Это был бы мегавариатор. Сделать бы это прямо на ходу. В мозг пока ничего не приходит.
Идея очень бодрая :roll:
Почта: val_001@mail.ru
Локаут до 24.06.2020

Вернуться в «Философия вездеходостроения»