Experimentálny stav ťahových skúšok spaľovacieho motora

Zdravím borci.

Zakladám túto tému z dôvodu, že pracujem na výrobe meracieho zariadenia spaľovacích leteckých motorov a myslím si, že by Vás to ako modelárov mohlo zaujímať.
V skratke. Jedná sa o moju diplomovú prácu na vysokej škole. Vyrábam zariadenie, ktoré bude slúžiť ako učebná pomôcka na Žilinskej univerzite. Jedná sa o "stolicu", na ktorej sa budú merať rôzne prevádzkové charakteristiky, resp. hodnoty spaľovacieho motora pri použití rôznych typov vrtúľ.
Stolica - stôl, bude kovový, zváraný z joklového profilu na ktorý bude pomocou lineárneho vedenia pripevnená platforma. Na nej bude uchytený 2-taktný spaľovací motor DLA 64 boxer spolu s palivovou sústavou. Cez ovládač, ktorý bude navrhnutý a vytlačený pomocou 3D tlačiarne, sa budú ovládať otáčky motora.
Meranie, senzory a elektronickú časť bude zastrešovať open-source platforma Arduino. Merané hodnoty budú: ťah, spotreba paliva, teploty obidvoch valcov a otáčky motora. Celé meranie sa bude vyhodnocovať a zobrazovať priamo na dvoch displejoch ktoré budú umiestnené v ovládači. Po ukončení merania sa namerané hodnoty importujú do excelových tabuliek a grafov v počítači pre jednoduchšie zobrazenie.




Dnes prebehla prvá váza. Výroba stojanu,na ktorej bude uchytené celé zariadenie. Stojan je zváraný metódou oblúkového zvárania obalenou elektródou. Hlavný materiál je jokel 30x30, trieda ocele 11600. Podstava je jokel 50x20. Celý stojan je striekaný matnou čiernou farbou a prelakovaný 3-mi vrstvami matného laku. Lak je aplikovaný kvôli ochrane pred spalinami a benzínom zo spaľovacieho motora.

Marian nestraš študenta, na stojan z joklu 30x30 a z ocele 11600 môžem kľudne posadiť dvoch "Marianov".

Čo by som doporučoval mladému kolegovi je ukotvenie stola cez silent bloky do podlahy a aj skúšobnú stolicu s motorom tiež odtlmiť.
Predpokladám, že na meranie ťahu použiješ nejaké tenzometre. V hodnotách bude dosť šumu od vibrácií motoru, predpokladám, že v meracom software to budeš môcť odfiltrovať. Ďaľší problém môže byť vo veľkosti miestnosti, kde budeš merať. Vrtuľa Ti v miestnosti vzduch pekne roztočí a môže sa to prejaviť na meraní.

Jedná sa o diplomovú prácu, ide mi o to, aby meranie bolo korektné. Tu nejde o zasmradenie miestnosti, ale o to, ako môže byť meranie skreslené.

nie som sice strojar ale ten stojan ked sa zjednodusene hodi na papier tak ma celkom dost stupnov volnosti a kedze sa jedna o diplomovku a nie modelarsky projekt tak mozeme o tom diskutovat (ked uz pozname pocet vrsttiev laku a triedu pevnosti ocele). tym netvrdim ze tento stojan je slaby

pokial viem tak v Hricove ma univerzita miestnost kde skusaju na takychto stojanoch aj turbinky a maju samozrejme aj kvazi aerodynamicky tunel ktorym tie pohonne jednotky ofukuju takze to nie je halabala projekt.

mAto424: Kokos tak má tu stojan ako hovädo a otázka typu či pevnosť stojana niekto prepočítal, je naozaj len podpichovačná a štandardne (Slovensky) neprajnícka. Ľudia motory zabiehavajú na rozheganých drevených laviciach, stoloch, vo zverákoch a neviem kde všade, nakoniec ich umiestnia aj do modelov neznámeho pôvodu (mohol byť havarovaný, opravovaný a pod.) a tam je to všetko OK a nikto to nerieši.

Mne tam na pohľad chýbajú diagonálne výztuhy, ale nepočítal som to. Predpokladám u strojára že by to zvládol. 8-)

Ako páchajú ľudia doma pokusy o samovraždu sem nepatrí, toto má byť práca profesionála.

Máme pozváranú platformu na ktorú bude uchytený spaľovací motor, palivová a zapaľovacia sústava, elektronické senzory a elektrické vedenie. Tak isto je pripevnené lineárne vedenie a vycentrované vozíky aby platforma chodila pomocou lineárneho vedenia hladko. Nástrek základnou farbou a navarenie kovových dorazov na lineárne vedenie. Slúži to ako poistka pri prípadnom poškodení hmotnostného senzoru. Ak by sa zlomil alebo uvoľnil pri prevádzke, motoru by nič nebránilo aj s celou platformou "uletieť" z lineárneho vedenia.

ujovko - Ďakujem za odborný príspevok. Napísal som Vám SS.

Čo sa týka pokračovania stavby meracieho zariadenia... Dnes som spravil finálnu povrchovú úpravu meracej platformy, skúšobné uchytenie motora cez silentbloky k platforme a výroby závažia. Štýl a materiál výroby je myslím zrejmí z fotografií... Tak isto výroba miesta, kde sa závažie bude dávať. To je vyrobené z rovnakej ocele ako aj ostatné časti len s tým rozdielom, že je to "L" profil.
Čo sa týka celkovej konštrukcie. Ukotvenie k zemi nebude možné počas meraní. Zatiaľ ho neplánujem robiť. Po skompletizovaní celého zariadenia ho mám v úmysle zvážiť, vypočítať ťažisko a trecie sily na predných i zadných nohách. Po zistení výsledkov sa budú aplikovať potrebné opatrenia. Mám na mysli ak by koncepcia celého zariadenia nebola bezpečná na používanie. Jedným z plánovaných riešení bude zvýšiť treciu silu pomocou gumených podložiek pod nohy. Celé zariadenie bude testované na jeho maximálne hodnoty použitia (výkonové charakteristiky teoreticky použiteľných motorov a vrtúľ).
Taktiež maximálny ťah, ktorý môže byť na meracej stolici vyvinutý a bola zabezpečená bezpečná prevádzka bez nutnosti ukotvenia k zemi.

Zdravím Páni modelári,

dodatočne prikladám výpočty k umiestneniu závažia a statické teoretické výpočty... Nezohľadňoval som pružnosť a pevnosť materiálu, keďže to pri takejto masívnej konštrukcii (v porovnaní s veľkosťami síl, ktoré budú na konštrukciu pôsobiť) to nie je podstatný faktor a dovolil som si ho zanedbať. Len pre informáciu, stôl, ktorý som navrhol, by pri verzii ukotvenia o zem bez problémov zvládol udržať ťah Rotaxu 914...(1.6, 115hp pri 5800ot./min, boxer, štvorvalec, turbo). Stojím si za týmto tvrdením lebo viem, na akých stoliciach sa rotaxové motory testujú. Jedine by bolo treba danú konštrukciu kvalitnejšie pozvárať.

Ale späť k výpočtom. Všetky potrebné informácie sú na fotografii.
Nasledovné výpočty sú pri verzii votknutých predných nohách s jedným stupňom voľnosti ( otáčavý pohyb). Ospravedlňujem sa, ak som zakreslil špatne značku ukotvenia.
Uvažoval som s ťahom motora 20kg ( čo je maximálna hodnota senzora na meranie ťahu ktorý tam plánujem použiť). Btw. DLA 64 má papierovo písaných okolo 13kg pri 8500ot./min a nadmorskej výške 100m.n.m. Motor na danom ramene (a+c) vytvára moment, vzhľadom k predným nohám stojanovej konštrukcie, o hodnote 210Nm. Samotná konštrukcia má na opačnom konci, ako je umiestnený motor váhu cca 11,3kg. (Zmerané experimentálnou metódou).Z čoho vyplýva moment vzhľadom k predným votknutým nohám 117,5Nm. Bez použitia závažia by pri danej konfigurácii stolicu prekotilo dopredu.
Po pridaní závažia (uvažoval som s hodnotou 10kg pre jednoduchšie počítanie) sa nám vytvorí moment na zadnej časti stolice o hodnote 93Nm. To plus moment vyvolaný váhou konštrukcie činí 210,5Nm.

Záver - Pri ťahu motora 20kg a závaží o hodnote 10kg by sa mi motor neprekotil dopredu. Keď že môj motor bude mať ťah cca 13kg a závažie, ktoré som vyrobil má 16.6kg tak si vie každý vypočítať/odhadnúť že je to dostatočne predimenzované.

To bolo k STATICKEJ analýze... Keďže zariadenie neplánujem mať ukotvené a z výpočtov hore viem, že sa mi neprekotí, ostáva vyriešiť už len jednu otázku. A to riziko samovoľného posúvania celej stolice vplyvom ťahu motora. To budem riešiť v nasledujúcich dňoch. Konkrétne otázku šmykového trenia...

Verím, že som dostatočne odpovedal na otázky typu: Vydrží to? je to pevné? Netreba to vystužiť? atď...