Еще раз о электронике для PCP - инжектор?

Сразу оговорюсь:
1. облазил весь форум и "покурил поиск" перед тем как завести эту тему - нашел лишь упоминание об этой идее.
2. Идея эта далеко не моя и не нова - возникла она после прочтения статьи Мастера (http://www.airtuning.ru/pcp.html) но почему то не нашла должного обсуждения...

А идея следующая - в соседнем топике и в форуме часто обсасывают идею электронного УСМ - даже схемы формирователя импульсов рисуют и т.д. Есть и готовые варианты например УСМ Дрозда. Но все они в принципе лишь замена грубо говоря механическому курку с ударником - дозатор и клапан остаются полностью механическими и революция сводится лишь к тому что бьют по дозатору не ударником с пружиной, а сердечником соленоида...
После прочтения http://www.airtuning.ru/pcp.html статьи возник у меня вопрос, а почему до сих пор нет схем с полностью электронным управлением и исполнительным элементом наподобие инжектора от авто? Так сказать прямой впрыск воздуха в ствол.
Представим следующую конструкцию - баллон с воздухом высокого давления присоединяется напрямую или через редуктор к инжектору (например от бензинового движка или аналогичному - есть варианты на 200-300 атм. при очень миниатюрных размерах) Инжектор врезается в ствол (условно говоря)Если подать на этот инжектор импульс воздух под давлением пойдет в ствол. Регулируя длительность импульса можно регулировать обьем воздуха выстрела и тем самым мощность выстрела. Далее эдектронная часть - программа минимум - тот же генератор одиночного импульса с ШИМ регулируемой длительностью импульса и датчик давления, который следит за давлением в баллоне и увеличивает длительность импульса для уменьшения влияния понижения давления в баллоне на скорость пули. Программа максимум - PIC контроллер, который формирует импульс в зависимости от давления воздуха в баллоне и переключателя мощности (например 7-10-15-...Дж.) и одновременно показывает давление в баллоне в цифрах на идикаторе (цифровой манометр).
В результате получаем значительно упрощенный вариант PCP не требующий дозаторов, электромагнитов, пружин и ударников с полностью электронным управлением с гибко настраиваемой мощностью и возможностью подстройки (экспериментов) параметров выстрела.
Если с электроникой все ясно - разработать и смакетировать ее можно за пару дней - то вот инжектор....
Вопрос к гуру - насколько реальна эта схема и реально ли действительно найти такой инжектор или электрический клапан, который подошел бы для РСР?

P.S. Просьба не пинать ногами, я пока только штудирую теорию PCP винтовок и практического опыта у меня никакого. Уж больно привлекательной мне показалась эта конструкция... ИМХО

Инжектор, да и все ЭМ клапана открываются недостаточно резко, а нам как раз необходимо для страгивания пули резко подать все имеющиеся с другой стороны клапана X нет X мало, лучше Y 😊 атмосфер. с этим самым инжектором пулька у тебя из ствола вываливаться будет. Клапан надо ударником открывать, а вот ударник можно и электромагнитом разогнать. Во вражеской винтовке Daystate Мк3 так сделано. Лучше почитай что тут IV сделал - у него действующий образец. Кстати по поводу поиска его топик на пару постов ниже 😊,еще на тобой упомянутом сайте в форуме поищи PCP с электронными мозгами там про это тоже дофига написано.
с другой стороны не заморачивайся с электроникой она себя оправдывает на буллпапах, потому как в них зачастую УСМ оказывается далеко от клапана, приходится тяги городить.
PS а электроника пишется с одной н 😊

Давление в инжекторах порядка 16кг, в непосредственном впрыске бензиновом-50кг- это то, что управляется эл.импульсом.

В принципе, дизельную форсунку можно использовать в качестве дозатора, но очень уж маленькие там проходные сечения, иголка не пролезет.

У меня была похожая мысль использовать эм.клапан, но - клапан с нужными характеристиками стоит порядка 800у.е.(сечение, время открытия, рабочие давления)

guron
Инжектор, да и все ЭМ клапана открываются недостаточно резко, а нам как раз необходимо для страгивания пули резко подать все имеющиеся с другой стороны клапана X нет X мало, лучше Y 😊 атмосфер. с этим самым инжектором пулька у тебя из ствола вываливаться будет.

Вы, уважаемый, форсунку сами в руках держали ? 😊 Так вот, все там четко открывается. Правда форсунка рассчитана на давление в 2-6кг^см2, а Вам надо 250кгс. Так что по-любому нужно свою делать. А насчет полностью электронной - ПОЛНОСТЬЮ согласен ! Даже обычные снайперки одна забугорная фирма пытается перевести на эл-управление. Первый их образец показал изумительные результаты ! нет "броска" ударника с пружиной, кучность и точность получились выше всяких похвал !

Тоже думал об этом, пока не почитал инфу по моему ижектору - давление в топливной магистрали 2,7-3,2 атмосферы. Думал только на наших, но на импортных та-же фигня. Высокое давление выдают только дизельные насос-форсунки (не помню как точно называются). В обычном дизиле давление создает ТНВД, а форсунка только открывается при достижении определенного давления.

Попробую поискать инфу по этим дизельным форсункам - может есть что подходящее - быстрое и для высокого давления...

Дизельная система "коммон-рэйл" - общая магистраль для всех форсунок, где поддерживается постоянное давление около 300атм., форсунки открываются не давлением, а эл.импульсом- благодаря этому четко рассчитывается момент впрыска и т.д.
Одно но- открытие реализовано через пьезоэлектрический эффект и порция впрыска , проходные сечения и т.д. ооочень малы.

AndyV
Попробую поискать инфу по этим дизельным форсункам - может есть что подходящее - быстрое и для высокого давления...

Они тебе ничего не дадут. Дизельные форсунки открываются давлением нагнетаемого топлива. Из электроники там только ценник со штрих-кодом. Насос-форсунки приводятся в действие кулачками распредвала (помоему), сами в себе создают давления топлива и сами его выплевывают. Так же, в дизиле, всвязи с плохой испаряемостью саляры "перепускное" отверстие в форсунке делается очень маленьким - нужно распылить саляру, а не вылить ее. ИМХО приспособить автомобильные фарсунки не получится. Как вариант из них можно взять электрическую начинку (катушку, сердечник), а запирающий механизм делать самому. Но, насколько я представляю себе устройство бензиновой фарсунки, там сердечник втягивает шток (он же клапан) в рабочее тело (топливо). Т.е. преодолевает давление топлива 2,7-3,2 атмосферы. Как он поведет себя с 200, я не знаю. Вот.

Alex_SS

Вы, уважаемый, форсунку сами в руках держали ? 😊 Так вот, все там четко открывается. Правда форсунка рассчитана на давление в 2-6кг^см2, а Вам надо 250кгс. Так что по-любому нужно свою делать. А насчет полностью электронной - ПОЛНОСТЬЮ согласен ! Даже обычные снайперки одна забугорная фирма пытается перевести на эл-управление. Первый их образец показал изумительные результаты ! нет "броска" ударника с пружиной, кучность и точность получились выше всяких похвал !

А вот интересно, ту схему, которую я использую можно назвать инжектором,
или нет?
Ведь у меня механика содержит всего две подвижные детали -
подпружиненный якорь и шток-клапан. Все это в среде уплотняемого газа.
А так как работаю я с СО2, то эти штучки работают при давлении 60-70атм.
И вроде ничего работают, по крайней мере мой ИЖ-53, использующий теперь
СО2 выдает 180м/сек пулей 0,53гр что для такой длины ствола
вроде и неплохо.
Теперь насчет полностью электронного управления - основное препятствие,
по моему, отсуствие компактного и недорогого датчика давления достаточной
точности. То, что видел я, это старые советские мостовые датчики размером
с консервную банку, и более новые американские, размером с батарейку ААА,
плюс к ним аппаратура этак с дипломат, стоит соответственно.
Может конечно новейшая аппаратура стоит и весит гораздо меньше, но таких
данных у меня лично нету. А без датчика "электронный редуктор" не построиш.
Поэтому пока отрабатываю СО2, у него давление более менее.

IV
насчет полностью электронного управления - основное препятствие,
по моему, отсуствие компактного и недорогого датчика давления достаточной
точности. То, что видел я, это старые советские мостовые датчики размером
с консервную банку, и более новые американские, размером с батарейку ААА,
плюс к ним аппаратура этак с дипломат, стоит соответственно.

"Мы пойдем другим путем!" (с) 😊

Датчики давления на самом деле очень прост 😊 Не надо нам пьезо - обычный емкостной! Т.е. при изменении давления изменяется расстояние между двумя пластинами - простейший конденсатор. Конденсатор ставим в задающую цепь генератора на 555 микросхеме, получаем управляемый давлением генератор - схем таких валом. Теперь просто детектируем сигнал генератора на слабую нагрузку - и то что получится снимаем на АЦП однокристалки - того-же ATMEL - вот тебе и обратная связь ! Да, придется либо делать такие датчики либо курочить серийные, но это уже чисто инженерная задача решаемая один раз 😊 Кстати, именно емкостные датчики давления идут в автоматических "наручных" тонометрах ! 😊

А насчет форсунок - да, новейшие дизеля имеют УПРАВЛЯЕМЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ форсуни ! И нифига не давлением топлива открываемые, а именно в нужный момент электроникой бортовой. Учите матчасть 😊

IV
А вот интересно, ту схему, которую я использую можно назвать инжектором,
или нет?

у тебя реализована схема "электронного курка" - вместо механического ударника и пружины стоит соленоид с сердечником. Но сам дозатор то ведь остался и на его шток надо чем то стукнуть чтобы клапан открылся - либо ударником либо сердечником соленоида... В инжекторе нет дозатора и штоков - по сути это управляемый интегрированный клапан высокого давления. Эта штука позволила бы отказаться от и соленоида и дозатора - прямой впрыск в ствол так сказать... Нет механических узлов и ударных нагрузок - просто пшик в ствол следовательно улучшается точность выстрела. Но боюсь что Dang и Fake правы - слишком малые сечения у этих форсунок (кстати нашел все таки инфу - есть такие которые и 300 атм. держат и скорость срабатывания имеют неплохую но вот сечения там мизерные) А датчики давления есть у буржуинов - как аналоговые так и полностью цифровые размером с копейку с последовательным интерфейсом - для прямого подключения к микроконтроллеру PIC например - как раз электроника особых проблем не представляет - ничего сложного и хитрого - исполнительное устройство типа инжектора - вот это проблема сводящая на нет всю эту идею... к сожаленью... ИМХО
Так что IV - на сегодняшний день твоя схема наверное самый реальный вариант электронного спуска винтовки реализуемый на практике.

Alex_SS

А насчет форсунок - да, новейшие дизеля имеют УПРАВЛЯЕМЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ форсуни ! И нифига не давлением топлива открываемые, а именно в нужный момент электроникой бортовой. Учите матчасть 😊

Каюсь, забыл я про них. Только у них один хрен проходное сечение маленькое - им распылять саляру надо, факел создать из микроскопических капелек. Сильно дунуть воздухом через них не получится.
Кстати, на счет форсунок. Где-то года полтора назад читал что буржуины придумали еще один тип форсунок - давление создает очень дорогой и хотропопый кристал, который при подаче на него напруги расширяется. Расширяется он не сильно, но что бы создать давление в капле топлива этого хватает. Пустили их в серию или нет я не знаю.

ЗЫ А никто не пробовал сделать из форсунки тот самый солениод, который используется для электрического УСМ? Я у себя на работе заходил в ремзону, но у ребят старых форсунок нет. Поупать новую меня жаба душит.

Материал, расширяющийся или деформирующийся при подаче на него напряжение - пьезоэлектрический(в природе кварц, но сейчас их много синтетических делают с улучшенными характеристиками)как уже писалось форсунка имеет малое сечение, потому шток(если его можно так назвать) очень легкий и для его открытия не требуются большие затраты энергии. С увеличением сечения масса штока будет расти и чтобы резко открыть клапан прийдется приложить огромную энергию - фактически гауссган какой-то получится.
Вариант 2 - использовать энергию сжатого воздуха для открытия клапана - в авиации применяются "рулевые машинки" - они именно так работают - неизбежен расход воздуха как на выстрел, так и на открытие клапана.
Самая реальная (в плане экономии воздуха,батареек и простоты реализации) схема, которую IV сделал - образец действующий.
2 IV схему можно еще упростить(в плане уменьшения количества компонентов, рублей на 10 станет дешевле 😊 для серийного производства 10 рублей - ДЕНЬГИ)

Fake
Кстати, на счет форсунок. Где-то года полтора назад читал что буржуины придумали еще один тип форсунок - давление создает очень дорогой и хотропопый кристал, который при подаче на него напруги расширяется.

ЗЫ А никто не пробовал сделать из форсунки тот самый солениод, который используется для электрического УСМ? Я у себя на работе заходил в ремзону, но у ребят старых форсунок нет. Поупать новую меня жаба душит.

1) кристалл - это самая обыкновенная магнитострикция. Кварц если не сжимать а подать на него напругу - будет изменять геометрию свою. Пишалки на задней крышке часов китайских электронных - именно на таком принципе построены 😊Разбери газовую зажигалку с электроподжигом (10гривен в ларьке) - и вытащи оттуда элемент 😊

2) сходи за старыми форсунками на разборку автомобилей и поговори с народом там орудующим. Ищи бензиновую. Они как правило все BOSCH, можно и в автомагазин зайти и спросить для Жигулей с инжектором - там тоже BOSCH, но дешевле 😊. Клапан и отверстие выходное можно и переделать, в форсунках по-моему применяют какие-то решения чтобы не пересиливать давление топлива - от этого быстродействие форсунок снижается.

guron
Вариант 2 - использовать энергию сжатого воздуха для открытия клапана - в авиации применяются "рулевые машинки" - они именно так работают - неизбежен расход воздуха как на выстрел, так и на открытие клапана.
Самая реальная (в плане экономии воздуха,батареек и простоты реализации) схема, которую IV сделал - образец действующий.

О чем и речь ! А лишнего расхода может и не быть - можно усложнить схему - отбирать газ после вылета пули, приделав на кончик ствола полое кольцо с отводом газа назад в УСМ. При вылете пули будет кратковременное увеличение (скачок) давления, вот он и чего-то сделает полезного. Но самое правильное - это чтобы клапан был уравновешен давлением, тогда он не потребует мощного соленоида и заметного расхода воздуха.

guron
в авиации применяются "рулевые машинки" - они именно так работают

Не только в авиации: http://autofaq.ru/Default.asp?Sect=78

И вообще - почему-то забывается простые реле на постоянку - если у них плечо сделать, т.е. клапан ближе к шарниру, а катушку дальше - то и усилие возрастет в разы. Только клапан нужно рассчитывать на доли мм хода.

Fake
ЗЫ А никто не пробовал сделать из форсунки тот самый солениод, который используется для электрического УСМ? Я у себя на работе заходил в ремзону, но у ребят старых форсунок нет. Поупать новую меня жаба душит.

Есть у меня убитый инжектор - результат полугодичного использования 95 бензина - в Беларуси в 95ый добавки какие то добавляют которые и выводят из строя инжектора и свечи через 4-7 месяцев. Попробую на выходные разобрать и посмотреть как там все устроено и можно ли использовать его как соленоид, отпишу результаты...

обратная сила "правила рычага" во сколько раз возрастет усилие, во столько раз уменьшится скорость.

AndyV

Есть у меня убитый инжектор - результат полугодичного использования 95 бензина - в Беларуси в 95ый добавки какие то добавляют которые и выводят из строя инжектора и свечи через 4-7 месяцев. Попробую на выходные разобрать и посмотреть как там все устроено и можно ли использовать его как соленоид, отпишу результаты...

Если налет на свечах цвета ржавчины - то это присадки, повышающие октановое число бензина. Свечи в помойку или чистить, но проще купить новые. Форсунки - на ультразвук. Новые тебе в копеечку влетят.

ЗЫ А на какое время должен открываться клапан? Я понимаю, что это зависит от многих параметров, но +/- минута 😊

Господа, в деле создания электормагнитного клапана или инжектора, самая
большая проблема - инерция. И никуда от нее не денешся. С этим я
столкнулся когда делал и МК и СО2. А смысл такой - нам надо мгновенно
открыть проходное сечение скажем 16мм2. Наилучшее решение, на первый
взгляд, это клапан с массой около нуля, который легко страгивается и
набирает бешенное ускорение. Но, нам надо преодолеть давление газа, и
следовательно приложить к этому клапану достаточное усилие, для
преодоления давления и инерционных сил. Как мы сможем эту силу
приложить? Наиболее подходящим кажется применение магнитного поля,
которое на современном уровне можно получить весьма просто и точно.
Но если наш клапан содержит магнитопровод минимальной массы, он быстро
войдет в насыщение и мы просто не получим достаточного усилия.
Надо наращивать массу клапана , что сразу увеличит инерционные
силы, и приведет к необходимости еще большего магнитного поля.
Замкнутый круг получается.
Клапан уравновешенный по давлению не требует усилий для преодоления
давления. Но подвижный элемент такого клапана врядли можно сделать
с массой около нуля, значит опять надо срывать с места вес с огромным
ускорением - опять инерция и замкнутый круг.
Собственно надо этот круг разорвать.
Причем конструкция должна работать стабильно, надежно и долго.
То, что сделано у меня - это попытка компромиса, с целью относительно
небольшой энергией максимально резко открыть проходное сечение.

Теперь насчет датчиков давления, может конечно наука шагнула далеко
вперед, но некоторый опыт общения с измерительной аппаратурой, говорит
мне, что датчик давления на пару сотен атмосфер способный держать ноль
и градуировку годами независимо от изменений напряжения и внешних
условий врядли стоит несколько долларов и потребляет минимум энергии.
Иначе почему до сих пор не повыбрасывали всякие "сапфиры" и прочее.
Если у кого такая информация есть - поделитесь пожалуйста, мне по
работе пригодится.

IV
То, что сделано у меня - это попытка компромиса, с целью относительно
небольшой энергией максимально резко открыть проходное сечение.

А слАбо придумать схему при которой воздух подается не продольно а поперечно клапану ?
типа штока с просверленным отверстием, который осевой-то нагрузки, с которой ты борешся, и не несет вообще ? 😊

2 Alex SS
Есть такие схемы, но там появляется масса, которую надо сорвать с места, и снова без промежуточного накопителя энергии не обойтись. Можно еще подумать над схемкой, где
импульс электроманита выводит механическую систему из равновесия и работают силы давления - этакий одновибратор превматический, генерирующий импульс давления.

IV
2 Alex SS
Есть такие схемы, но там появляется масса, которую надо сорвать с места, и снова без промежуточного накопителя энергии не обойтись. Можно еще подумать над схемкой, где
импульс электроманита выводит механическую систему из равновесия и работают силы давления - этакий одновибратор превматический, генерирующий импульс давления.

Вот ! Ты мою невысказанную мысль облек словами ! 😊 где-то такое я и имел в виду.

Такой способ (управление потоком жидкости/газа за счет энергии управляемого потока) широко используется в системах автоматики в нашем случае ведет к:
- перерасход воздуха
- сложность изготовления самого клапана
действующих схем(применительно к пневматическому оружию) я еще не встречал(не утверждаю, что они не существуют)
как вариант могу предложить следующее:
поршень находится в цилиндре, делит его пополам. Отверстие для выхода воздуха ровно по центру. Давление с обеих сторон его одинаковое и подается из резервуара/редуктора в верхнюю и нижнюю половины по отдельным каналам - система уравновешена.
ЭМ клапан(да хотя бы тот же инжектор)стравливает рабочее тело(во загнул), тем самым вызывая смещение поршня в сторону камеры с клапаном, тем самым выводя систему из равновесия, за счет смещения поршня открывается выпускное отверстие - давление в противоположной камере резко падает, возвращая поршень в первоначальное положение - бред какой то - получается не совсем УСМ, а скорее управляемый редуктор 😊
А вот еще:
ЭМ клапан подает давление в поршень - он же ударник с достаточным ходом (чтобы успел разогнаться) поршень долбит по клапану и открывет его, затем ЭМ клапан закрывается после чего второй ЭМ клапан стравливает из него давление. - опять бред проще как раз ударник ЭМ полем и разогнать.
Всем РЕСПЕКТ

2guron: Так а что мы получили? Те же яйца только вид сбоку. В системе присутствует такой же клапан под таким-же давлением, только работает на выпуск. Хоть система усложнилась, но имеем ту же зависимтость от сечения и скорости открытия клапана как и сначала. 😊

Ну я когда сам прочитал этот поток сознания, который я тут излил часть сам не понял 😊 а про ударник разгоняемый воздухом - это типа как обыкновенный, т.е. страгивается с места давлением воздуха (диаметр поршня должен быть больше диаметра клапана, и вес приличный - утяжелитель) далее движется по инерции и бьет по клапану.
Это все идеи, идеи маловероятно, что они воплотятся в железе,но тем не менее кого нибудь могут навести на другую мысль более правильную

Вот тут что-то подумалось, прошу сразу не бить сапогами 😊 , но возможно ли разработать такой хитрый СМ использующий для откытия выпускного клапана РСР энергию балончика СО2 т.е. чтобы клапан открывался не ударом ударника с пружиной, а резко и плавно давлением СО2 без лишних вибраций....и будет ли такая система практична?

IV
Теперь насчет датчиков давления, может конечно наука шагнула далеко
вперед, но некоторый опыт общения с измерительной аппаратурой, говорит
мне, что датчик давления на пару сотен атмосфер способный держать ноль
и градуировку годами независимо от изменений напряжения и внешних
условий врядли стоит несколько долларов и потребляет минимум энергии.
Иначе почему до сих пор не повыбрасывали всякие "сапфиры" и прочее.
Если у кого такая информация есть - поделитесь пожалуйста, мне по
работе пригодится.

IV - Например такие датчики:
http://www.entran.com/epxh.htm http://content.honeywell.com/sensing/prodinfo/stainsteel/
и т.д. - Google найдет много!!!

Сейчас прорабатываю твою схему (почти) с электромагнитным клапаном, но с обратной связью с помощью такого датчика. Теоретически можно добиться более менее "красивого" плато путем увеличения длительности импульса (или изменением напряжения питания) соленоида при падении давления в баллоне - с помощью этих датчиков введя обратную связь в генератор импульса. В результате хочу получить упрощенную схему клапана и прямоточку (без редуктора) но с ровной скоростью выстрела при уменьшении давления - вот только в каких границах - это вопрос.

AndyV

IV - Например такие датчики:
http://www.entran.com/epxh.htm http://content.honeywell.com/sensing/prodinfo/stainsteel/
и т.д. - Google найдет много!!!

Нифига себе датчики ! $500 за одну штуку !
http://www.entran.com/epxh.htm

Упс.... на цену не посмотрел... 😀
Эти датчики с температурной компенсацией и вроде как особо точные и т.д.
Но видел в инете схему цифрового барометра с цифровым датчиком - цена на него была 28-39 USD в зависимости от модели и характеристик. Были там и 250бар. версии.
Так что можно найти и подешевле... наверное... 😛