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GR180涡喷制作经验分享(大功告成,感谢所有帮助过我的人)

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发表于 2014-6-26 13:52:10 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 cai鸟先飞 于 2018-7-11 21:41 编辑

GR180涡喷制作经验分享
我制作的第一台涡喷发动机
腾讯企鹅:290582414 欢迎交流

2018年 自制GR180试车视频(完成版)
11.9万转,推力17.8KG,泪目。


2014年 自制GR180试车视频
6.0万转,转速上不去,和油泵应该也有一定关系。



2016年 自制GR180试车视频
9.1万转,7.2KG推力,动平衡没做好,强行试车 ,结果进气盖、转子、轴承全部报废。



2017年 自制GR180试车视频
10.9万转,12KG推力,擦涡轮了,轴承有过热现象,轴承颜色变成了深褐色。



2017年 自制GR180试车视频
10.5万转,11KG推力,持续两分半钟,没油了,事后检查轴承依然坚挺,因为做了小改进。


2017年 自制GR180试车视频
第一次使用ECU启动成功,ECU启动真的需要一点诀窍。哈哈。

先说一些心里话:
一直都想对各位喷友童鞋们说点什么,在我们的祖国要玩上一台涡喷,真的不容易,动砸上万元的价格让人望而却步,一年前接触涡喷的时候因为他的价格,我和大多数做涡喷的童鞋一样:选择自己做!没想到呀没想到!一只脚踩进了泥潭还浑然不觉。
看似简单的涡喷,从材料,到加工工艺,到组装,到测试,以为很简单,做到现在才慢慢明白每一个步骤都有无数的细节要注意,一步做不好就无法达到设计要求。大多数人都是网上找了点图纸,图片的资料就开始做涡喷,我也是如此,直接导致制作的过程中困难重重,尺寸配合不好、零件不良反复做。另外劝告朋友们一句话:先把涡喷原理细节弄懂了再开始做,否则做出来的零件只是徒有其表,一点用处都没有。
林林总总,从做涡喷到现在,已经花费了自己6年积累的一半还多的存款,对于我来说,绝对是始料未及的,当然不是一下子投进去的,做涡喷就像温水煮青蛙,一次几千一次几千钱就没啦,到现在我都不敢回头看自己在涡喷上的花销,做涡喷就是个无底洞,没有足够经验的情况下,就等着花自己的银子去交学费吧。

最最重要的:玩涡喷一定、必须要注意安全!!!!!!
我做好了被黑的心理准备,金无赤足,人无完人我承认自己做的仍然不够好,比起商品机,仍然有很长的路要走,但是涡喷是我的一个爱好,我想通过做这台涡喷向别人证明自己,学有所用,不仅能用,更能为大家带来益处,心愿已了。我堂堂正正,不偷不抢,挣我该赚的辛苦钱,每一分,我都拿得骄傲,花的满足。活着的时候能够不顾一切的,做一些自己想要做的事情,并且还能在这个过程中发现:有那么多的朋友在自己困难的时候站出来,出钱、出力力所能及的帮助自己,鼓励自己,真的值得铭记一辈子。有时候想到这些,都会鼻子一酸感动的落泪,在心里真心的说一句:谢谢!涡喷其实是属于他们的!!!


朋友们如果想制作出一台属于自己的涡喷发动机《学会对小渦喷运行线的调整是成败的关键》这个帖子非看不可,里面刘老师举例提到的问题我很多都遇到过,有的解决了,有的解决不了。要制作涡喷发动机,理论知识是绕不过去的坎。实际试车过程中,会碰到无数的问题,都需要不断的分析,解决。有的问题,简单的推断就能解决,但是,当你已经把自制的小涡喷改无可改,调无可调,性能仍然无法达到原型机水准而束手无策的时候,这个帖子里的知识能够帮助大家突破瓶颈。这是进阶知识,没有恒心是做不成完整的小发动机的。希望大家保持谦逊和执着的心态对待自己的小涡喷。这是一条漫长的路,不要轻言放弃,不要放弃尝试,不要放弃学习,与朋友们共勉。




















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都是报废品

都是报废品

这些报废品要花多少钱,大家应该心里有数吧。

这些报废品要花多少钱,大家应该心里有数吧。

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参与人数 11叶片 +155 收起 理由
tanhwon + 3 很给力!
Garry_oOOGU + 2 我也是一个个设计开发人~虽不是做涡喷但非.
1mol + 10
乐天是也 + 10 楼主这是在给我们福利啊!!!持续关注!.
jerry + 5
枫智 + 15 支持
模型飞机 + 15 全力支持楼主
拉卡拉 + 5 为楼主的努力鼓掌
超级盾 + 20 很给力!
万磁王 + 20 很给力!
fengzhi + 50 顶好兄弟

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发表于 2014-6-26 14:03:25 来自手机 | 显示全部楼层
让你费心了!
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 楼主| 发表于 2014-6-26 14:09:05 | 显示全部楼层
本帖最后由 cai鸟先飞 于 2014-6-26 14:55 编辑

接下来讲讲自己做涡喷零件的一些心得:
【涡喷轴套】:轴套连接着扩压器和导流器,同时还要固定住涡喷转子总成,相当于一个承上启下的作用。轴套的品质好坏直接决定了压气轮和涡轮的旋转稳定性。放轴承的内孔精度达到+0.01mm,还必须用轴承实配,太紧太松都不行,太紧了,轴承装进去了就别想再拿出来,什么?你说就是要装进去拿不出来。那我问一句:哥们,你要维护涡喷的时候更换轴承怎么办?装进去轴承很紧转不动怎么办?如果你说你有钱,那不在我说的范围之内。轴承装进去太松了,在转子总成高速旋转的时候轴承外圈会和轴套剧烈摩擦,轴套与轴承之间的间隙会越来越大,然后轴承会剧烈的晃动,虽然晃动的位移很小,小到我们无法用肉眼区别(ps:其实微观世界很多东西我们都无法用肉眼观察,即使你带了1000度的近视眼镜),但这足以对轴承造成巨大的磨损,你将会发现,很快你的轴承就会发出异响,各种问题也就随之而来。所以,最理想的情况是,轴承装进轴套,不紧也不松,装轴承的时候用手指轻轻的用力才能按进去最好,注意,我说的是轻轻的用力。轴承很昂贵,大家且行且珍惜。还有一点需要注意的就是,两个放轴承的内孔和与扩压器配合的部分一定要同心,同心度当然越高越好,保持在0.02mm就是理想状态了,当然也不是说同心度超差了就不能用,只是比较麻烦而已。
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 楼主| 发表于 2014-6-26 14:10:22 | 显示全部楼层
【传动轴】:传动轴可以说是涡喷的核心部件,要承受高转速,高温的恶劣环境,从材质的选择就决定了你涡喷的品质,根据我搜集到的资料来看,普通的低碳钢、中碳钢、高碳钢、304/316不锈钢、42CrMo、18CrNiWA、40CrNiMo、42CrMo、718高温镍基合金、都有人试过,没有用后两种材料的,涡喷工作都会出现状况。当然我也不能保证你用了这个材料就不会出现问题,材料是一个方面,还有热处理!我想起我朋友去面试的时候,HR问他的一个问题,费斯托的气缸和亚德客的汽缸前者能用10年,后者只能用3年,区别这么大最根本的原因是什么?我朋友想了半天,说:是机器,德国人用的设备高端,我们的设备没人家好。HR直接回了句,你要到费斯托工厂去看,他们有的设备还没有亚德客的好。况且,就算买了好设备,做出来一样差距这么大。朋友苦思无果,最后HR告诉他,最大的差别在于:材料、工艺和工作态度!德国人是欧美的老牌工业国家,大部分的工业标准都是他们制定的,人家的材料也都是按照最高标准去生产。而我们国家,工业落后,新中国成立之后,工业基本上才开始发展,没有人家几百年的技术沉淀,当时国家制定的工业生产标准都是按照最低来的,还有好大一部分是从苏联的照搬过来都没经过消化。所以,在起步的时候我们就落后人家5条街了;再一个工艺,工艺可以说是机械加工的灵魂,同样的材料做同样的产品,有的就是做得好,有的就是做的欠火候,为啥?这就是工艺的力量,加工的顺序,余量的多少,热处理的温度,检验的标准,这些东西才是真正的核心竞争力;另外德国人做事的严谨在全世界都出了名,我们中国人呢?从大家耳熟能详的中国人和日本人擦桌子的故事里就能看出端倪。所以,轴不是大家想象的一根铁棒随便车两刀就OK了。真的是需要非常细致的制作工艺才做出可靠的轴。另外传动轴两端配合轴承的部分也必须松紧合适,原则和轴套的标准一样。另外一个最关键的因素:轴的同心度!图纸上要求的同心度是0.01mm,要保证这个条件,就必须上精密的磨床,留好余量最后全部精磨到位。同心度超差,振动成倍的增加,直接影响到轴承寿命。记得FD364的资料里面记录的一条,不锈钢做的轴前段偏心0.02mm,测试完之后测量,轴弯了0.2mm,0.2mm就是压气轮和进气道的间隙尺寸了,也就是说,直接就卡主了,转子都无法转动。而且,轴如果不好一旦出现问题,损坏的就是轴,轴承,压气轮,进气道,甚至涡轮,导流器。连锁反应,大家都懂的。所以,如此高标准的要求,工艺丝毫马虎不得,以42CrMo材料为例,加工前调质处理到HRC28-33,加工后留单边0.1-0.2mm余量,对装轴承的位置进行高频淬火处理,使其硬度达到HRC50-55,最后进行精磨加工到位。这样才能保证一根轴做出来能够使用。

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 楼主| 发表于 2014-6-26 14:12:35 | 显示全部楼层
【进气道】:进气道也算是非常精密的一个配件了,在车加工中属于薄壁件,加工难度比较高,当然有的进气道就设计得非常巧妙,和扩压器盖一体化降低加工难度的同时还节省了制作成本,如KT涡喷,JET CAT的相对来说复杂一些,另外ATJ的进气道(也许该叫进气盖更合适)是最理想最漂亮的状态,缺点也很明显,最为复杂,加工难度高,加工成本也最高。各种取舍就要看厂方对涡喷的诠释了。进气道的核心就是必须要和压气轮有间隙配合,间隙视涡喷的大小控制在0.15-0.3mm,越大的涡喷,间隙相对来说越大。那么间隙的作用是什么呢?为了保证压气轮在高速的时候仍然能够流畅的运转:间隙太小,高速旋转状态的压气轮叶片会产生轻微的形变,间隙太小就会直接擦到进气道,造成停机事故;间隙太大,压气轮则无法保证压缩后的空气压力足够,涡喷转速就不容易提升,还会会出现推力不足的现象。所以,进气道的核心在于控制好精度,间隙合适即可。同时,进气道也是最为影响涡喷外观的一个零部件,一个漂亮的进气道,足以让你的涡喷身价暴涨!!!

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 楼主| 发表于 2014-6-26 14:14:41 | 显示全部楼层
【扩压器盖】:扩压器盖的制作相对来说比较简单,控制好夹具、安排好工艺就能轻松的做出来。扩压器盖的难点在于法兰孔的位置必须要准确无误,否则将导致无法安装,虽然制作很简单,但是切不可大意,另外扩压器盖上有一个放O型圈的密封圈槽,理论上这里装一个0.5mm线径的O型圈也足够用了,这样可以省出一部分空间,遗憾的是,我找扁了淘宝,也没有直径105线径0.5的O型圈,简单的讲就是需要定做,考虑到模具费的问题,只要委屈求全,选用1.0mm线径的O型圈,大厂商有钱都是定做O型圈。另外,关系到设计问题,一体化设计的进气盖则没有这个配件。安装方便,而且精度有保证。是个好设计。虽然难加工,但是这个世界上没有十全十美的事情,不是吗?。。。

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 楼主| 发表于 2014-6-26 14:16:34 | 显示全部楼层
【扩压器】:主要功能就是将压气轮压缩的空气,进一步压缩,以提高到维持涡喷运转所需的初始压力,目前我们常见的模型涡喷的扩压端压力在0.2-0.3Mpa左右(可能有误请指正),拥有足够能量的空气才有可能在燃烧室内部以最佳的速度充分混合。经过扩压器升压之后,扩压端的压力不能太大,也不能太小,压力太大容易导致火焰杯吹出燃烧室,就是常见的喷火状态(喷火状态原因有多重,这只是其中一个),无法良好的燃烧;压力太小,则空气流速不够,单位时间内供给燃烧的空气不足,虽然涡喷能够持续运转,但是出现的状况则是,涡喷高速上不去,高速即便上去了推力也只能维持在很低的水平,无法达到最佳状态。所以,一个合格的扩压器,上面扩散叶片的角度非常重要。另外流道的面积也必须通过精确计算,小弟是仿制的涡喷,具体涡喷的设计参数计算方法还有待学习。小弟的强项是加工,咱们谈谈加工的东西吧,扩压器目前主流的设计方式有两种,一种是对设备要求高需要分度头加工的,大家最常见的那一种,代表商品机有JET CAT、JET MUNT、ATJ等等;而另一种则是对设备要求相对低一点的,直接铣床就能加工的,代表商品机有KING TEACH,当然小弟做的也是后者,但是原作者并没有把他的涡喷商品化,严格的来说不算商品机,但是设计思路都是如出一辙。对机器的要求高,加工难度大,批量少,就导致了大家目前了解到的:扩压器的价格是所有涡喷机械加工零件里面最贵的一个了。因为加工不易。在加工行业有一句话,其实在任何行业都适用--规模决定成本。判断一个扩压器的好坏,除了设计的各种角度之外,就是加工出来的零件是不是符合图纸的要求。当然这些都需要专业的测量仪器,大家也极少具备这种条件。很大的可能花了钱,买了一个没用的东西回去,时间一长,不了了之。另一个就是对于细节的处理:毛刺应该是尽可能的去掉,倒角则应当视位置而定当大则大,当小则小,用看起来漂亮来判断一个扩压器的好坏,实际上是不明智的,漂亮只是一个加工者对待自己作品的专业态度,实用才是最终目的。

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 楼主| 发表于 2014-6-26 14:18:28 | 显示全部楼层
【压气轮】:就是大家常说的叶轮、压气机,叫得方法可能千差万别,经常有朋友和我探讨的时候说的是涡轮,实际上是指的压气轮,这里小弟不才,给大家纠正一下:在涡喷前方的叫做逆向曲线离心式压气轮,平常为了简便就简称压气轮了;而在涡喷尾部的由高温镍基合金精密铸造成型的才叫做涡轮。因为是精密铸造,实用的又是航空级耐高温材料,价格高则是很正常的事了(扯远了)。压气轮的毛坯拿到手时看起来很漂亮,但是想要加工成理想的样子也不容易。压气轮的加工需要专用的治具以保证其同心度,同心度不能超差太多否则直接影响到后面的动平衡。另外压气轮加工时,最大直径处非常薄的边一定要尽量的均匀,一般是0.8-1.2mm。虽然允许稍微的平行度超差,但还是把平行度控制在0.1mm以内为佳。另外最最重要的一点,压气轮必须要和进气道配合使用,不同的厂家加工出来的尺寸是不一样的,千万不要想当然的认为这里买个压气轮,那家买个进气道装上就能用了。卖东西的商家肯定不会告诉你这两个零件必须要配合的很好才能达到理想的工作间隙。不出意外的话大家拿到手的压气轮都是经过动平衡处理的压气轮,虽然看起来这里有孔,那里缺了一块,但是动平衡对于一个高速旋转的压气轮来说是非常有必要的,没有经过动平衡的压气轮根本无法使用。目前压气轮动平衡的方法有两种:去重和压铅,缺了一块的通常是去重,打了一个洞,镶了一块东西在里面的则是压铅。压气轮的动平衡精度当然是越高越好,大家看JET CAT的涡喷制作视频,里面动平衡的时候,精度是5000转0.18mg不平衡量。需要相当高精度的传感器和优秀的计算方法才能做得到。动平衡机最好的品牌则是德国的申克公司,JET CAT用的就是申克的动平衡机,售价当然不菲。随便一台简易的就要10W多RMB。但是好机器做出来的压气轮平衡精度就高,涡喷工作就越稳定。

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 楼主| 发表于 2014-6-26 14:20:45 | 显示全部楼层
【涡轮导流器套装】:记得当初看了某位大神的帖子想要自己做涡喷的涡轮和导向器(我提供的资料里面有相关图片),看完人家的制作图片之后内心久久不能平静,心想:老外都能赶出来,我也不比老外差,也能干出来。于是上淘宝买材料,自己按照老外的图片设计加工的夹具,然后送去加工,原本只需要花2000元买的成品涡轮和导流器,硬是让我直接买材料就花掉了2500元,当然这些材料不止能做一套。然后呢,送出去加工的夹具又从我的银行存款里抽掉了1000多元,还没看到涡轮和导流器的影子,直接接近4000元就没了。这里告诫想自己做涡轮和导流器的朋友,如果能力一般,条件一般,千万不要去尝试自己做涡轮和导流器,你将会得不偿失。我想要自己做涡轮和导流器的结局是,花了6000多元,做了一堆半成品在家里睡觉。虽然理论上我能做出来,但也仅限于导流器,能做出来的价格也不会低于300元的成本,品质更是和商品机用的没法比。涡轮更是涡喷的核心部件,必须要久经考验的航空级材质和加工工艺,自制就是图个心理爽而已,做出来90%都不能用,能用的寿命也不会高到哪去。所以想要做涡喷的童鞋还是老老实实去买成品是最明智的选择。

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 楼主| 发表于 2014-6-26 14:24:11 | 显示全部楼层
【燃烧室】:关于涡喷燃烧室,我想说的是:这是涡喷所有部件里面最为核心的东西了,直接影响到涡喷的性能,燃烧室内部一般分为几个区,从前往后一次为(主燃区、补燃区、参混区、也许我错了,求指正)各个区域主要的功能是:(待高手补充)关于各个区域的孔为什么开这么大?我并没有做相应的研究,所以在这里无法给大家讲解透彻,正如我说的,我擅长的是机械加工,关于涡喷的理论知识,实在是欠缺的太多,如果大家有不同的意见或者看法,欢迎吐槽,欢迎补充,我会及时更正避免误导阅读此文的朋友。关于燃烧室的加工,想要制作得精美一点就需要制作相应的治具,比如燃烧室的盖子,就必须计算好旋压的余量,太多了太少了都影响旋压的效果,最开始我留了单边5mm的旋压余量,结果旋压出来的盖子十分不理想,严重的喇叭口,直接影响后续的焊接效果,几经测试,最终确定了旋压余量控制在单边3mm,旋压效果最好。喇叭口现象得到有效控制,一点也不影响后续的焊接。焊接也是需要非常的小心,需要用夹具来精确定位,否则,焊接出来的燃烧室时好时坏,很容易歪掉。另外,燃烧室是高温部件,在焊接的过程中一定要确保燃烧室的焊点是牢固可靠的,否则在持续高温运行的过程中极易造成焊点脱落,轻则发动机运行不稳定,重则发动机严重损坏。


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