Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Silnik z rozrządem Knighta -relacja z projektowania i budowy .

CHOPIN66 05 Wrz 2018 14:40 1965 21
  • Witam
    Jeśli to nie odpowiedni dział to proszę o przeniesienie do odpowiedniego .

    Chciałby wam przedstawić projekt silnika spalinowego z rozrządem Knight'a chłodzonego cieczą.
    Jak zapewne wielu wie obecnie w silnikach 4T stosowane są zawory grzybkowe . Ale czy tak było zawsze ? Nie zawsze tak. Do lat 30 XX wieku w samochodach wyższej klasy stosowano rozrząd suwakowy opracowany i opatentowany w 1904 przez Charles Yale Knighta . Były to dwa suwaki zasłaniające i odsłaniające okna w gładzi cylindra . Silnik miał zalety ale tęż i wady
    Zalety :
    -cicha praca
    -sprawność wyższa o 20-30% w stosunku do silnika zaworami grzybkowymi
    - praktycznie nie występuje spalanie stokowe
    - prawie płaska charakterystyka obciążania względem obrotów , przez co silnik był bardzo elastyczny
    -lepsze napełnianie i opróżnianie cylindra .
    -możliwość pracy na dowolnej jakości paliwie .
    -zmniejszone zużycie paliwa nawet o 15%
    -wysoki stopień sprężania ?=16 i więcej
    Wady
    -złożona budowa
    -wysoki ciężar układu korbowego
    -tendencje do zacierania się i zastygania smaru
    -wysoki koszt budowy
    -problem z uszczelnieniem suwków

    Biorąc pod uwagę to ,że dzisiaj mamy smary i oleje syntetyczne które nie zastygają , można pewne wady wyeliminować i usprawnić tego typu silnik

    Będzie to silnik z rozrządem Knighta z dwoma suwakami . Silnik będzie w układzie R2 głowica i blok będą odlane z aluminium ,korbowody tłoków i suwaków stalowe wał korbowy główny i wałek korbowy rozrządu stalowe , skrzynia korbowa aluminiowa , tłok aluminiowy prawdopodobnie od jakiegoś chińskiego skutera .
    Zakres prac
    -zaprojektowanie i wykonanie silnika
    -zaprojektowanie i wykonanie gaźnika
    -zaprojektowanie i wykonanie chłodnicy
    -zaprojektowanie i wykonanie repliki iskrownika
    A teraz trochę danych samego silnika
    -pojemność skokowa 166 cm^3
    -pojemność całkowita 176,8 cm^3
    -średnica cylindra 39,4 mm
    -średnica tłoka 39,4 mm
    -skok tłoka 70 mm
    -stopień sprężania ?=16,3

    Niech pod tematem rozgorzeje dyskusja :D
    Na wszelkie pytania postaram się odpowiedzieć :D
    Prace będą postępować powoli .
    Może innych też to zachęci do budowy takiego silnika :D
    Dokumentację projektu zamieszczę niebawem :D
    Pozdrawiam


    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz pendrive 32GB.
  • #2 05 Wrz 2018 15:01
    Art.B
    Specjalista Automatyk

    Pomysł prawie tak stary, jak silnik spalinowy wewnętrznego spalania. Najlepiej udokumentowana jest eksploatacja silników lotniczych Bristol z lat '30 i '40.
    Wydaje i się, że problemem była szczelność tych "zaworów" (doszczelniały się nagarem w trakcie eksploatacji), odbiór ciepła z tulei cylindrowej ,oraz zużycie oleju.

  • #3 05 Wrz 2018 15:19
    3204008
    Użytkownik usunął konto  
  • #4 05 Wrz 2018 17:19
    CHOPIN66
    Poziom 11  

    .sos napisał:
    CHOPIN66 napisał:
    zaprojektowanie i wykonanie gaźnika
    -zaprojektowanie i wykonanie repliki iskrownika
    CHOPIN66 napisał:
    sprawność wyższa o 20-30% w stosunku do silnika zaworami grzybkowymi
    Sprawność wyższa od czego, od pierwszych konstrukcji z lat 1900 ? :lol: Nie rozśmieszaj nas kolego.

    Na wstępie widać że teoria silników nie znana Ci w najmniejszym stopniu. Nie trać czasu i środków, poczytaj trochę teorii silników.

    CHOPIN66 napisał:
    Dokumentację projektu zamieszczę niebawem
    Nie mogę się doczekać.

    .sos Na jakiej podstawie tak sądzisz ? Podstawy teorii na temat silników miałem na 2 roku studiów z OZE .
    Art.B napisał:
    Pomysł prawie tak stary, jak silnik spalinowy wewnętrznego spalania. Najlepiej udokumentowana jest eksploatacja silników lotniczych Bristol z lat '30 i '40.
    Wydaje i się, że problemem była szczelność tych "zaworów" (doszczelniały się nagarem w trakcie eksploatacji), odbiór ciepła z tulei cylindrowej ,oraz zużycie oleju.
    To prawda , ciepło było problemem o ile dobrze pamiętam zawory"suwaki" na pewno w silnikach samochodowych były zrobione żeliwa no i chłodzenie cieczą , nie wiem z czego były zrobione w silnikach lotniczych a i przeważnie silniki lotnicze były chłodzone powietrzem :D Smarowanie było problemem z tego co wiem dlatego ,że stosowano wtedy oleje mineralne ,syntetycznych chyba jeszcze wtedy nie było . :?:

  • #5 05 Wrz 2018 21:51
    zdziwiony
    Poziom 21  

    Coś podobnego produkuje firma RCV Engines między innymi do modeli RC Link Motorki te raczej szału nie zrobiły.YouTube Były dwa wykonania. Jedno z odbiorem mocy z obracającego się cylindra i drugie z wału korbowego.

  • #6 05 Wrz 2018 22:03
    robokop
    Moderator Samochody

    CHOPIN66 napisał:
    - praktycznie nie występuje spalanie stokowe

    Wiesz mistrzu od czego zależy występowanie spalania stukowego i co to w ogóle za zjawisko jest? Nie wiesz. Pewnie zasugerowałeś się wpisem z Wikipedii:
    "Brak szczególnie gorącego elementu jakim jest w głowicy zawór wydechowy przyczyniał się do mniejszego ryzyka spalania stukowego". Otóż nieprawdą to jest.
    Ogólnie stwierdzenia odnośnie większej mocy i mniejszego spalania, prawdziwe są tylko w odniesieniu do silników dolnozaworowych. W obecnych czasach, przy 5 zaworach/cylinder i elektronicznym sterowaniu czasów rozrządu nic lepszego chyba wymyślić się nie da.

  • #7 06 Wrz 2018 06:22
    Art.B
    Specjalista Automatyk

    robokop napisał:
    Ogólnie stwierdzenia odnośnie większej mocy i mniejszego spalania, prawdziwe są tylko w odniesieniu do silników dolnozaworowych.

    Nie do końca jest to prawdą. Zauważ, że w silniku z rozrządem tulejowym (bo tak to się w sumie powinno nazywać), można zaprojektować zdecydowanie bardziej zwartą komorę spalania (np. półkulistą ze "squish area", jak w wyczynowym dwusuwie), oraz faktycznie nie występują gorące punkty typu zawór wydechowy. Problem gorącego zaworu wydechowego tyczy się bardziej samozapłonu niż spalania stukowego, ale w silnikach z wysokim stopniem sprężania pracujących na paliwach o zbyt niskiej liczbie oktanowej jest to istotna kwestia. Napływ mieszanki przez okna z kanałów pod odpowiednim kątem daje korzystniejsze zawirowanie oraz bardziej efektywną wymianę mieszanki.
    Wydaje mi się, że największą przeszkodą dla rozwoju silników z rozrządem tulejowym była kwestia odbioru ciepła z ruchomej tulei, wykonującej złożony, posuwisto- obrotowy ruch, oraz kwestie jej smarowania. Szczególnie trudne warunki smarowania występują w obszarze głowicy, mającej postać przeciwtłoka z pierścieniami uszczelniającymi.

  • #8 08 Wrz 2018 19:43
    robokop
    Moderator Samochody

    Art.B napisał:
    Zauważ, że w silniku z rozrządem tulejowym (bo tak to się w sumie powinno nazywać), można zaprojektować zdecydowanie bardziej zwartą komorę spalania (np. półkulistą ze "squish area", jak w wyczynowym dwusuwie),
    A co stoi na przeszkodzie, żeby dowolnie modelować komorę spalania w normalnym silniku górnozaworowym? Kto powiedział że komora spalania ma być koniecznie w głowicy?
    Art.B napisał:
    faktycznie nie występują gorące punkty typu zawór wydechowy
    W normalnie użytkowanym silniku takowy punkt również nie występuje. Prawidłowo ciepło z zaworu jest odprowadzane poprzez jego gniazdo i trzonek.
    Art.B napisał:
    Napływ mieszanki przez okna z kanałów pod odpowiednim kątem daje korzystniejsze zawirowanie oraz bardziej efektywną wymianę mieszanki.
    Że co? Drogi kolego - powinien kolega jednak dokształcić się w dziedzinie tradycyjnych silników. Ja pozostanę przy swoim zdaniu, że silnik z rozrządem Knighta może być lepszy jedynie od silnika dolnozaworowego - ułomnego ze swojej natury.

  • #9 08 Wrz 2018 19:57
    Art.B
    Specjalista Automatyk

    robokop napisał:
    Art.B napisał:
    Napływ mieszanki przez okna z kanałów pod odpowiednim kątem daje korzystniejsze zawirowanie oraz bardziej efektywną wymianę mieszanki.
    Że co? Drogi kolego - powinien kolega jednak dokształcić się w dziedzinie tradycyjnych silników. Ja pozostanę przy swoim zdaniu, że silnik z rozrządem Knighta może być lepszy jedynie od silnika dolnozaworowego - ułomnego ze swojej natury.
    Ok, to porównaj Kolego dostępną powierzchnię przepływu przez okna na obwiedni cylindra z polem szczeliny między grzybkiem zaworu a gniazdem. Nie bez powodu w silnikach wyczynowych (oraz niektórych seryjnych) stosowano gniazda szlifowane na 30 stopni. Zawór wydechowy, nawet chłodzony sodem, zawsze będzie znacznie cieplejszy od reszty komory spalania. Fizyki nie oszukasz, jaka jest powierzchnia grzybka od strony komory spalania, a jaki przekrój trzonka i powierzchnia przylgni. Dalej uważam, że klasyczny, zaworowy układ rozrządu jest kompromisem zarówno finansowym, jak i technologicznym.

  • #10 08 Wrz 2018 20:06
    robokop
    Moderator Samochody

    Art.B napisał:
    Dalej uważam, że klasyczny, zaworowy układ rozrządu jest kompromisem zarówno finansowym, jak i technologicznym.

    Uważaj sobie co chcesz - jeśli to było takie wspaniałe, to czemu nie istnieje żaden współczesny silnik wyczynowy oparty na tym systemie? Nawet w wersji concept?

  • #11 08 Wrz 2018 20:12
    Art.B
    Specjalista Automatyk

    Z prostej przyczyny. Problemy z odbiorem ciepła i smarowaniem górnego odcinka tulei cylindrowej w połączeniu z większymi kosztami obróbki przeważyły na rzecz klasycznego rozrządu zaworowego. Poza tym wielozaworowe głowice to przełom lat '20-'30 więc są w zasadzie równolatkami rozrządu Knighta. Podobnie zawory wydechowe chłodzone sodem, zaledwie kilka lat młodsze. Największą różnicą jest obecna powszechna dostępność paliw o wysokiej liczbie oktanowej.

  • #12 08 Wrz 2018 20:18
    robokop
    Moderator Samochody

    Art.B napisał:
    Poza tym wielozaworowe głowice to przełom lat '20-'30 więc są w zasadzie równolatkami rozrządu Knighta
    No gdzie. Który silnik z okresu międzywojnia miał więcej niż 2 zawory na cylinder ? Tak że sporo później. Podobnie jak strojone pod konkretny silnik układy dolotowe i wylotowe, poprawiające wymianę ładunku. A rozrząd Knighta był ślepą uliczką, podobnie jak silnik Wankla - do dzisiejszych czasów tylko Mazda dotrwała. Czego nie ubiła haniebna trwałość, z tym uporała się ekologia.

  • #13 08 Wrz 2018 20:26
    Art.B
    Specjalista Automatyk

    Peugeot L76 z 1914r? 4 zawory na cylinder. W okresie międzywojennym całe mnóstwo. O silnikach lotniczych nie wspominając. W latach '30 zawory wydechowe chłodzone sodem występowały w silnikach lotniczych (pierwszy z brzegu BMW 801). Silniki tłokowe dalej opierają się na udoskonalonych rozwiązaniach sprzed ponad pół wieku. Co do ślepej uliczki, to się zgodzę. Problemy konstrukcyjne, materiałowe i koszty pogrzebały rozrząd Knighta.

  • #14 08 Wrz 2018 20:37
    kkknc
    Poziom 42  

    Ze spalaniem stukowym czy raczej większą odporność tego silnika to bzdura. Bo wpływ na to ma ukształtowanie komory spalania, stopień sprężania, wymiana i uwarstwienie ładunku, i oczywiście liczba oktanowa paliwa. A nie gorący zawór wydechowy. Były silnik wyczynowe które miały stopień sprężania przekraczający 16 i pracowały poprawnie. Dziś wysoki stopień sprężania ubiła ekologia. Patrz NOx
    Silnik był sporym postępem w stosunku do dolnozaworowych. Ale niestety masa układu ograniczała prędkości obrotową silnika. A moc bierze się z prędkości, wzór na moc przecież każdy zna. Większość silników powyżej 2500obr/min traci sprawność. Szybciej wykonana praca daje moc.
    O inny problemach już wspomniano.

  • #15 09 Wrz 2018 12:34
    CHOPIN66
    Poziom 11  

    Możliwe ,że przy przy 2 cylindrach , tłokach i suwakach wykonanych z aluminium a korbowodach i wale korbowym ze stali było by możliwe osiągniecie nawet 4000 obr/min wiadomo masa układu zmaleje . Biorąc pod uwagę, że w latach 50 NSU zbudowało silnik MAX 250 cm^3 jedno cylindrowy z rozrządem tulejowym podobnym do rozrządu Knighta , silnik NSU osiągał 18 KM przy 6700obr/min był to silnik motocyklowy .

  • #16 09 Wrz 2018 23:43
    3204008
    Użytkownik usunął konto  
  • #17 09 Wrz 2018 23:49
    kkknc
    Poziom 42  

    .sos napisał:
    . Uwarstwienie ładunku to możesz rozważać w silnikach typu GDI/FSI a nie w zasilaniu mieszanką homogeniczną z gaźnika :lol:
    .

    No a te silniki nie mają zaworów które tu rozpatrujemy. Tylko rozrząd suwakowy.
    Podpisałeś się nie ma co....
    To jak to silnik i w czym zastosowany.
    To jest jeszcze lepsze.

    .sos napisał:
    ..... ze stopneim sprężania 10:5:1 z fabryki.

    Ciekawe które współczynnik wsiąść po uwagę 10:5 czy 5:1
    No to który to silnik z takim stopniem sprężania wyjeżdża z fabryki....

  • #18 10 Wrz 2018 00:47
    3204008
    Użytkownik usunął konto  
  • #19 10 Wrz 2018 00:56
    kkknc
    Poziom 42  

    Wskaz miejsce w którym coś kolwiek o gaźniku wspomniałem? Bo sam się zapendzasz w w swoje własne szambo.
    Zawsze ponoszę odpowiedzialność za to co napisałem a nie za to czego nie zrozumiałeś. Dopisując własną wersję.
    Co do drugiego nie wiesz dlaczego silniki doładowanego się odpręża? I dlaczego skończyły się czasy w których priorytetem była reakcja na pedał gazu. Bo dziś to jest na odległym miejscu. Teraz porównaj wolnossące jednostki z końcówki lat 80 kiedy stopień sprężania się zwiększał. Aż tu nagle w latach 90 poszedł ostro w dół a moce silników spadły. Dziś stopień sprężania się trochę zwiększył. Ale i tak mu daleko do tego co kiedyś

  • #20 10 Wrz 2018 03:09
    3204008
    Użytkownik usunął konto  
  • #21 10 Wrz 2018 21:45
    CHOPIN66
    Poziom 11  

    Tak jak obiecałem , zamieszczam plany , na razie Głowicę i blok silnika

    skrzynia korbowa,suwaki ,korbowody , wał korbowy i wałek korbowy rozrządu są w trakcie projektowania :D

    Docelowo wszystkie części będą wykonane z siluminu (stop aluminium z krzemem)z domieszką miedzi, niklu i magnezu.
    Rozważam też wykonanie o wału korbowego głównego jak i rozrządu ze stopu aluminium z miedzią z domieszką tytanu ale to zależy od ceny, jak cena wykonania będzie wysoka to zamówię wał stalowy . :D

  • #22 11 Wrz 2018 07:18
    Art.B
    Specjalista Automatyk

    Dla znających angielski wrzuciłem załącznik, który niektórym może coś rozjaśni.
    Co do wizji autora, to patrząc na te rysunki czarno to widzę. Rozrząd Knighta w czystej postaci to faktycznie prehistoria, ślepa uliczka i nic poza tym. Dwa suwaki, pracujące współosiowo... Jeśli już, to należy czerpać wzorce z dużo dojrzalszych konstrukcji lotniczych z lat '40. Czyli pojedyncza tuleja z oknami wykonująca ruch posuwisto-wahliwy.
    Ale: odlewów żadnych zapewne nie wykonasz. Wału korbowego też ani nie zrobisz, ani nie zamówisz. Będzie kolejny fikcyjny temat.
    Działający model można oczywiście wykonać, ale:
    -używając bloku silnika z jakiegoś czterosuwa OHC, podobnie jak układ korbowy z tłokiem. Najlepiej, gdyby miał oddzielany od bloku cylinder. Będzie konieczność dorobienia kołków zabezpieczających pierścienie przed obrotem.
    -nowy cylinder z kanałami toczony i frezowany z wałka aluminiowego.
    -tuleja cylindra z oknami wykonana przez warsztat dorabiający tuleje do dwusuwów.
    -głowica wytoczona z wałka alu, pierścienie takie same jak na tłoku (poza zgarniającym.
    -wałek mimośrodowy napędzany od oryginalnego łańcucha lub paska rozrządu, sterujący ruchem tulei.
    -doprowadzone smarowanie obiegowe dołu tulei i stratne górnego jej odcinka, od układu smarowania silnika.

  Szukaj w 5mln produktów