架空振荡分配发动机：研究_机械制图

架空振荡分配发动机：研究

类别：机械制图 | 来自：未知未知 | 发布时间：2024-12-02 | 人气值：

在这里，稍微改变一下，对振荡正时发动机进行一些研究。几乎不存在的文档解释了一些错误......

类别的选择可能不好，有些人会更喜欢 顶置旋转分配发动机或顶置气门发动机！然而，没有旋转而是振荡。

所以 ...

事实上，这个想法已经存在很长一段时间了——至少两三年了——这个小引擎使用了这种分配原理，我时不时地会查看它。

我不是通过简单地观察它的分销方式，甚至只是研究分销商来认识到这一点的。

因此，第一项研究将集中在单个气缸上。

1- 创建单缸的研究

由于帕特里克·勒克莱尔 (Patrick LECLÉRE) 的观察，第一项研究得到了完全重复。

1 - 参考发动机的原理
2 - 角度和偏心/控制杆比
3 - 连杆：排量、长度
4 - 进气口的起点
5 - 孔轴线的位置
6 - 直径的计算洞的

7 - 提前入场
8 - 分销商
9 - 分销图
10 - 方法
11 - 文档

1-参考电机原理

气缸上方有一个摆动的分配器，交替提供进气和排气。气缸盖上有 2 个孔：一个用于排气，另一个用于进气：在这种情况下，两个孔都是必要的，因为分配器有两个孔。。但也可以采用其他方式并使用“扁平”，就像在曲轴上分布的发动机一样。

这种摆动是通过连杆驱动的杠杆完成的，连杆的运动受到电机轴上放置的偏心轮的限制（连杆的设置为 90°）。

部分恢复基本计划，因为我没有进入振荡模式：
。分配器由直径为 3/16 或 4.7625 毫米的圆构成，可转换为 5 的圆
。笔者钻的是42号孔，即2.49毫米，必须换成2.5钻头。

然后我们得到下面的草图，我们观察到，就像在经典的振荡装置上一样，通向气缸的孔与进气和排气孔之间存在封闭。

2 - 分配器的角度和偏心/杠杆比

这些角度将用于刺穿分配器并使其振荡。

我们在基础平面图上看到，进气孔和排气孔位于75° 的 2 个轴上。我尝试了其他值，但当您拥有允许这种旋转钻孔的 Unimat 车床分隔器时，它是最实用的。

对于振荡，我不了解参考平面的振荡，...因此经过几次测试后，在我看来，分配器的理想运动会产生60° 的振荡：向上 30°，向下 30°。

在这种情况下，我们画一个等边三角形，其边长等于偏心轮直径的两倍，如果我们应用：偏心尺寸 x 2 = 杠杆的尺寸， 我们可以根据需要修改 120 的尺寸...我们将始终拥有相同的杠杆运动。

这是一个有趣的属性，因为即使通过修改中心距或增加直径，如果我们尊重 r = x 和 R = 2 x，我们也会获得相同的属性。

3-连杆：位移和长度

控制分配器的杠杆是由一个偏心轮控制的连杆驱动的，这个偏心轮再次恰当地命名，因为我没有注意到它的精确位置。

必须考虑到偏心轮处于杠杆的极限位置（4 和 2）并且振幅等于 60°。

中间位置（1 和 3）将...偏心，必须考虑到这一点！
请注意，我们获得了不对称分布，不再像经典振荡器那样对称。

连杆长度的计算（偏心曲柄销位于 B 处）：
.第一个草图：
Cos A = Cos 120 = - Cos (180 - 120) = - Cos 60 = - 0.5 = (b² + c² - a²) / 2 bc 且a = 60.62

第二个草图：
Cos A = 0.5 = (b² + c²) - a²) / 2 BC 且a = 60.62

4 - 入学开始

最晚应在活塞位于上止点 (TDC) 时开始进气。

在此草图中，左侧为曲柄销在 TDC 处的位置（与活塞轴线成 90°），右侧为红色，为连杆的位置。
因此，杠杆的位置不平行于曲柄销的位置：必须考虑该位置，因为杠杆通过结构决定孔轴线的位置。

5 - 修改孔轴的位置

为了更好的可视化，角度被放大。
观察发现，进气孔的轴线更接近通向气缸盖的孔，排气孔的轴线远离它，为了正确实现，最好考虑到这一点并因此计算这个角度。

我们可以简单地通过计算与杠杆的初始位置相比我们的连杆“升高”了多少来做到这一点。

在 ABC 矩形中，a² = 60² + 5²，a = 60.21。

因此，连杆前进了 BB' (60.62) - BC (60.21) = 0.41，0.41
给出的角度为： Sin = 0.41 / 10 = 0.041 或2°20

6-孔径计算

对于通向气缸盖的孔，第一次计算得出的直径为 1.3。它有效（参见第一个视频），但有时会被堵塞......任意将其设置为直径 1.5。

计算是针对 1/2 孔进行的。

为了到达通向圆柱体头部的孔的边缘，仍然存在 35°10 - 14°30 = 20° 40。
这给出了 1/2 孔：
Cos 20°40 = 0.93565 =( a² + b² - c²) / 2 ab = (9 = 9 - c²) / 18 且 a = 1.07

> 因此需要钻孔2.15 的孔可以四舍五入到2.2（稍微提前！）。

对于排气，没问题，它会在 FA 时发生，延迟 2°20。

7 - 提前入场

这可以通过增加进气孔的直径来实现。一般保留值为5°。

此草图上有两个案例：
。 2.4 钻孔
。 2.6 钻孔

1 - 直径 2.4 的孔：
1/2 孔 (1.2) 的角度为 23°，

这意味着旋转 20° 40 后，我们 23) 处的 1/2 孔将提前进入 23 ° - 20°40 = 2°40。

2 - 直径 2.6 的孔：
1/2 孔 (1.3) 的角度为 26°

我们将提前 5°20。

如果我们可以毫无问题地增加进气孔的直径，那么排气孔的直径就不一样了。因此，在后一种情况下（进气口提前 5°20），该孔的直径不得超过 2.4，否则即使进气口未关闭，排气口也会打开。

当我们谈论提前摄入时，我们立即看到不容易获得的调整，因为我们是根据偏心的时机采取行动的。对于此类电机，只需修改孔的直径即可。

解决方案

为了进行测试，我没有完全重新钻孔：用 2 轮定位在虎钳中，然后钻 1 深。
意识到我的加工和精度问题，我首先满足于在 2.4 处钻孔，然后进行测试，然后在 2.6 处重新钻孔进气口（同时将排气口保留在 2.4 处），甚至在 2.7 处！但这不再值得付出努力，因为改进只涉及每分钟 100 或 200 转以上）。

8-经销商

因此，通过孔进行分配是一种乐趣，因为稍后可以在此级别进行干预。因此，第一台发动机是通过逐渐增加孔而诞生的......

1 - 直径为 6 的圆形黄铜（不锈钢更好！）
2 - 进气孔和排气孔将从直径 2 开始钻；进气口穿过分配器，排气口连接在轴线上钻的孔
3 -与气缸盖连通的孔，其直径将通过计算确定
4 - 孔形成的角度：75°
5 -分配器将摆动 60°

第一次尝试

如此设计且不完美，它会很容易启动并首先在空中运行。
我的压缩机已经死了（我的邻居很高兴！），在等待下一个压缩机时，我求助于一台油漆压缩机，它的压力很弱，但这并不妨碍它驱动它：好消息！

然后蒸汽就得到了令人鼓舞的结果，因为在 0.5 bar 的压力下它开始得很好。
我们听到的噪音不是电机的噪音，而是充当共鸣箱的板的噪音......

https://youtu.be/qEey-mp7s7Y

9 - 分布图

执行一个将有助于更好地理解下面获得的结果。
用了一天半夜的计算器……除了头痛！我放弃了并建造了这个小东西来获得一个想法......

用坚固的纸板垫圈、一根棍子和用氰基胶粘的模型钉子在 Placoplâtre 碎片上进行小组装。
对于此组件，将尺寸乘以 5，但乘以 10 会更好。

显然，这并不精确，但它给出了分配器上不同直径孔的预期结果的想法。

读数似乎一致：孔直径增加得越多，性能就越好。

在 2.4 恢复洞后但是...为什么不尝试其他的呢？所以，连续2.5和2.6......

其他直径为 2.4 和 2.6 的孔的测量：通过将位置写在纸上而不是石膏板上，可以更精确一些，这次不要忘记记下每次打开或关闭时活塞的位置。

在进行另一系列蒸汽测试之前，对活塞做了一个小修改：后者在 12 轮中制造的活塞在 12 x 14 的管子中无法正确滑动，可能稍微呈椭圆形，甚至让我不得不将其收回 -真正的自由电子！

第一个凹槽的深度从 0.5 变为 1，并安装了编织特氟龙线。现在保证结果。

另一个必要性是在每次测试之前填充润滑器，目前，橄榄油......

测试

他们在施工后恢复，您可以在底部看到最后一个

专辑

10 - 个人设计方法论

对于与已制造的发动机类似的发动机：

1 - 计算排量和冲程
2 - 总体布局草图，以检查活塞杆是否接触气缸底部
3 - 固定偏心轮的直径，从而确定偏心轮的直径杠杆
4 - 计算偏心轮的长度
5 - 确定孔的直径并创建分配器

11 - 文档

对于基本引擎，可以从此页面下载文件：engine n° 16
album

根据Patrick LECLERE提供的振幅计算连杆长度的电子表格：通过该工具，您可以设置中心距，然后输入R 和 r 的值 来搜索所需的振幅......太棒了，我们。甚至设法找到R 和 r以获得 90° 的振幅！单击图像以访问 .ods 文件。

该分布设计的电机与CORLISS机器类似，效率极高，但并不总是易于调整。
雕刻取自本文：
http://en.wikipedia.org/wiki/Corliss_steam_engine这是一个正在运行的雕刻： Patrick LECLERE

找到的链接。我们不敢想象设计师度过了多少个不眠之夜！http://www.youtube.com/watch?v=Og32flQ8tbU

部分版画取自《蒸汽机原理与实践》，作者：Terrell CROFT

2 - 创建双缸的研究

1 - “联动”：复杂的解决方案
2 - “联动”：简化
3 - 分配
4 - 分配器

5 - 调整
6 - 旋转方向
7 - 其他想法
8 - 参与

这次，正是这个引擎将作为反思的基础。然而，本质上是所有连杆（“连杆”）的操作，这最初将成为最大研究的主题。

对于该引擎，有一个计划（n° 19），可以通过进入此
专辑下载

1 - 联动：一个复杂的解决方案

正是这套连杆赋予了这款发动机所有的魅力。

分配器最终移动 90°，即两侧各 45°，会产生问题，但通过对图纸的研究，可以根据作者的想法找到解决方案：安装一个继动杆，其运动由离轴固定点。

通过绘制运动进行搜索，得到
x为参考值

将x替换为5，选择偏心半径
任何其他值都是合适的

1 - 偏心轮的半径
2 - 在 2.5 x处绘制 2 个平行轴
3 - 放置中心距（此处为 6 x）；请注意，分配器和固定点之间的距离不能小于 5 x
4 - 从分配器开始绘制 90° 角：该角度将通过 5 x (2 x 2.5 x )
5的位移来确保-长度传输共5 个

- 连接标记以获得固定点（获得的三角形不是等边的）。

在 ABC 中，AB² + BC² = AC² 并且AC = 14.57。

角度 D = 角度 A，切线 A = BC / AB = 7.5 / 12.5 = 0.6。
在 ADE 中，正切 D = 0.6 = EA / DE 且DE = 8.33。

在 ADE 中，DA² = DE² + EA² = 8.33² + 5² 且DA = 9.71。

在 FGH 中，FG² = FH² = FG² = 12.5² + 12.5² 且FG = 17.67。

具有圆形尺寸的最终草图。

在继续构建引擎之前进行检查：

帕特里克的贡献。

为了实际实现，我没有像作者一样使用高贵的材料，我们也没有获得这套漂亮的套装：

对于连杆，我选择了尺寸为 1.5 x 4 的扁平黄铜。车轴钻孔至 2.2，以便在要制造的螺钉上旋转：

这些螺钉的头部锡焊到驱动杆上，螺母锁定在螺纹末端并允许移动：

2 - “联动”：更简单的解决方案

当然它非常漂亮，慢动作操作也很棒……在平均速度下，你什么也看不到！

此外，我想知道系统随着时间的推移的可靠性。
所以，更简单，和以前一样，一根连杆。

Cos 45° = 0.70711 =( b² + c² - a²) / 2bc = (7² + 65² - a²) / 2.7.65 并且a = 60.25

请注意，在实际实施中，中心距将增加到 62，并且中心距将增加到 62，并且以同样的方式计算出的连杆将为 62.247...

3 - 分布

Henry Trostik 设想的操作基于气缸顶部进气孔和排气孔的偏移：“请注意，垂直进气孔偏离中心钻孔，以最大限度地减少进气和排气蒸汽所需的阀门旋转程度”。

通过进行转换和舍入，我们获得了两个直径为 3 的孔，它们位于相距 1.5 mm 的 2 个轴上。

我更喜欢将连接气缸的孔放在同一轴上，并使用受 Plombé 4 启发的另一个分配器，该分配器还提供两个 180° 放置的气缸。

但在这种情况下，有必要计算板的厚度，以保证进气和排气。

如果我们返回到绘图，我们会发现杠杆在到达打开位置之前必须稍微旋转。

通过计算该角度，可以确定板厚度的正确值。

我将省去您的计算，但将它们提供给任何需要它们的人：从右侧的草图开始，我们计算出角度为 5°（四舍五入！）

从分配器的唇部在到达孔边缘之前移动 5° 的想法出发，我们可以计算板的深度：

Cos 5° = 0.99619 = (3² + 3² - a²) / 2.3.3 并且 a = 0.26 四舍五入为 0.3

板的宽度将为 2 = (0.3 x 2) = 2.6，要加工的深度将为两边都是1.7。

4 - 经销商

正如在所检查的计划中一样，我们可以提供两个进气入口和两个排气出口，但有一个更简单的解决方案，只需稍微折磨分配器即可。

这将为我们提供输入和输出。事实上，蒸汽入口是双的，以便于安装在锅炉出口仍未知的船上。

对于排气装置，保留了第一台发动机的原理：从两个平面开始的两个孔通向一个在后部开口的中心孔。

为了进入，圆形凹槽接收蒸汽，蒸汽通过凹槽分配到其他盘子。