Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое роторно лопастной двигатель

Роторно-лопастной двигатель Вигриянова

Роторно-лопастной двигатель Иванова (Вигриянова) — роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания. Особенность двигателя — применение вращающегося сложносоставного ротора, размещённого внутри цилиндра и состоящего из четырёх лопастей.

  1. Гуськов Г. Г. Необычные двигатели. — М.: Знание, 1971. — 64 c.
  • Роторно-лопастной двигатель — блог разработчиков роторно-лопастных двигателей
Это заготовка статьи о технике. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её.
Это примечание по возможности следует заменить более точным.

  • Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.

Wikimedia Foundation . 2010 .

  • Ротонди
  • Ротт

Смотреть что такое «Роторно-лопастной двигатель» в других словарях:

Роторно-лопастной двигатель Вигриянова — Роторно лопастной двигатель … Википедия

Роторно-поршневой двигатель — в разрезе, с ротором, изготовленным в форме треугольника Рёло Роторно поршневой двигатель внутреннего сгорания (РПД, двигатель Ванкеля), конструкция которого разработана в 1957& … Википедия

Двигатель Ванкеля — Роторно поршневой двигатель в разрезе. Роторно поршневой двигатель внутреннего сгорания (РПД, двигатель Ванкеля), конструкция которого разработана в 1957 инженером компании NSU Вальтером Фройде (англ.), ему же принадлежала идея этой конструкции.… … Википедия

Двигатель Стирлинга — Двигатель Стирлинга … Википедия

Двигатель Ленуара — в двух проекциях … Википедия

Двигатель внутреннего сгорания — Схема: Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с глушителем … Википедия

Двигатель — У этого термина существуют и другие значения, см. Двигатель (значения). Двигатель, мотор (от лат. motor приводящий в движение) устройство, преобразующее какой либо вид энергии в механическую. Этот термин используется с конца XIX века… … Википедия

Двигатель Вальтера — Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей … Википедия

Двигатель со встречным движением поршней — Дизель 2Д100 со встречным движением поршней, использовался на тепловозах ТЭ3 … Википедия

Двигатель внешнего сгорания — Статья состоит из словарного определения термина. Пожалуйста, доработайте статью, приведя ее в соответствие с правилами. Подробности могут быть на странице обсуждения. В Википедии статьи, состоящие только из словарного определения, не… … Википедия

Роторно-лопастной двигатель. Начало.

Beatle

Make it

Уважаемые форумчане! :

Тема роторно-лопастных двигателей на просторах этого форума поднималась не раз.
Вот только некоторые примерны:
http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1236094574
http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1240045634

И все темы чем-то кончались. :exclamation

Для тех, кто не знает и еще не понял, что такое роторно-лопастной двигатель, вот статья из википедии:
http://ru.wikipedia.org/wiki/Роторно-лопастной_двигатель_Вигриянова

Если перечитать темы, что выше, все мы поймем, что было несколько проблем, которые мешают пустить данный двигатель в производство.

Одна из таких проблем: отсутствие надежного механизма синхронизации лопастей. :STUPID

А теперь давайте на миг включим свою фантазию и представим, что такой механизм вдруг да появился, тогда возникает вопрос :question :
Как собрать корпус и сами лопасти, каким образом решить все вопросы уплотнения и прочее, прочее, прочее.

На самом деле, форумчане, мне, наверное, заняться нечем, но! как-то раз родилась у меня идея, случайно, о том, как можно эти самые лопасти синхронизировать. Сначала идея была в голове, потом на бумаге, потом в компьютерной модели. И везде это работало. Но, не будем наивны: идея может работать везде, кроме железа. :IMHO
Поэтому сейчас весь механизм будет изготовлен в металле. :craZy Но одним механизмом дело не закончится, нужно же изготовить корпус и лопасти.
Пусть для вас это будет игрой и приятным общением, но я предлагаю вместе подумать над тем, каким образом это лучше сделать. :
Я всегда был за коллектив и коллективное мышление. А так же за то, что нужно обладать здравым смыслом и самокритикой. И еще я уверен, что участники форума обладают этими свойствами, поэтому у нас получится решить все проблемы на пути.

Все вопросы и обсуждения стартуют сегодня.
Спасибо за внимание!

PS: я не могу раскрыть механизм синхронизации лопастей, потому что а) еще не получен патент, б) еще даже непонятно как его вообще получать, для этого я поднял отдельную тему: http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1288967415
:question Отвечу сразу на вопросы: механизм с легкостью воспринимает ударные нагрузки, в преобразовании полезной работы не участвует зубчатое зацепление, поэтому он не разрушится, это не кулачковый привод, не рычажный привод, это механизм уже работает в технике (не могу сказать какой) и выдерживает относительно колоссальную нагрузку, механизм полностью уравновешен, обратим, лопасти двигаются синхронно и процесс изменения угловой скорости полностью равномерный, нет никаких мертвых точек или полной остановки лопастей.

Beatle

Make it

Цели и задачи!

Особенности

Это сообщение будет постоянно редактироваться.
Причины заключаются в том, что в этом сообщении мы поставим перед собой цели и задачи, которые будем решать. Так же в этом сообщении постоянно будут выделяться особенности, эти особенности будут объяснены.

Для начала цели и задачи поставлю я. В случае продвижения и работы данной темы, каждый форумчанин сможет внести свою лепту в постановке целей и задач.

Цели и задачи!
Основная цель — создание опытного образца.
Из этого задачи:

1) Создать рабочий двигатель, запустить его и снять данные.
2) Понять насколько работоспособна схема и сам двигатель.
3) Решить конструкторские вопросы, связанные с:
1. подбором материалов.
2. уплотнением камер сгорания.
3. дополнительные вопросы, которые не вошли в список.
4) другие задачи.

Особенности
1) Форма камеры сгорания.
Если присмотреться к изображениям, что ниже, то станет ясно, что форма камеры сгорания похожа на тонкий кусок пирога. По законам термодинамики наиболее эффективная форма для камеры сгорания была бы сферическая. Представленная на изображениях форма камеры сгорания не является эффективной. Сферическую форму камеры сгорания можно создать при помощи формы лопастей. В этом двигателе мы подобного делать не будем, потому что это противоречит главной цели «создание опытного образца». Такая манипуляция с лопастями автоматически поднимает их стоимость в несколько раз, что не по силам тем людям, которые воплощают механизм в железо.

Bulagen

Аксиальщик, волновик — пока что теоретик

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..

Beatle

Make it

Первый вопрос:
Корпус, Лопасти и материалы.

Для начала, если мы посмотрим на цели и задачи, мы поймем, что двигатель необходим не для того, чтобы его поставить на самолет/мотоцикл/машину/катер ( написано по мере убывания моего интереса к транспортным средствам ), а для того, чтобы создать опытный образец.

Исходя из этого, корпус данного двигателя будет иметь несколько особенностей.
Особенности корпуса. :exclamation
1) Отсутствие механизма охлаждения. Она попросту не нужна, потому что двигатель можно запускать лишь на некоторое время для того, чтобы снять данные. Это упростит конструкцию корпуса.
2) Отсутствие гильзы: это так же упростит конструкцию, так же избавит меня от трудностей прессовки гильзы в сам корпус. Корпус будет изготовлен из куска металла. Это а дешево, б быстро.

Вопросы по корпусу:
1) Из какого материала его изготавливать?
Моё мнение: В качестве материала использовать сталь. Вопрос — какую именно марку стали использовать?

Лопасти.
Мы с вами помним, что двигатель имеет некоторые особенности, поэтому и лопасти будут иметь особенности.
Особенности лопастей и вопросы. :exclamation
1) Отсутствие механизма охлаждения лопастей.
Лопасти в реальном рабочем двигателе будут находится под воздействием высокой тепловой напряженности, лопасти нужно будет как-то охлаждать, но эти вопросы технически решаемые, просто в рамках данного двигателя мы их решать не будем.
2) Материал, из которых изготавливать лопасти?
Идеальным материалом был бы алюминий. В учебниках по материаловедению четко написано: «сплав алюминий АЛ4 подходит для производства поршней двигателей внутреннего сгорания».
Вопрос в том, что это за сплав АЛ4, как легко он поддаётся механической обработке и подходит ли для создания лопастей для данного двигателя?

Общие вопросы Лопасти-Корпус:
1) Какой зазор установить между корпусом и лопастями? А так же между стенками корпуса и лопастями?
Полезная информация: корпус и лопасти в диаметре — 200 мм, т.е. 20 см.

Изображения по теме:
Пара лопастей между стенками корпуса.

Beatle

Make it

Уважаемые форумчане! Спасибо, что откликнулись.
К моему удивлению, вы откликнулись даже раньше, чем я ожидал. Это и приятно, потому что вы были как раз в том списке, кому я планировал написать ЛС, так как прочта предыдущие темы понял, что Вы люди сведущие во многих вопросах двигателестроения.

С другой стороны меня удивила ваша не радужность при встрече новичков данного форума.
Хотя, мне такое отношение все же понятно: наверное, предыдущие оратора вас окончательно достали. Но, поверьте мне, в мои цели не стоит желание вас доставать.

Отвечу на ваши слова, что выше:
1) Эйфория прошла бы. Но эта идея у меня не первый год. И все эти годы я изучал форумы, читал все, что есть по данной теме не только по российским ресурсам, но так же и по западным. И эйфория мне вообще не очень то и свойственна.
2) Идею я эту продвигаю и реализую исключительно для себя. На свои личные средства, своим умом. Хотя, на счет ума я погорячился : одной головой очень тяжело вынести идею, но все же на что-то и одна голова может сгодиться.
3) По поводу провокации и денег. Во-первых, вся работа по выполнению двигателя в металл идет за мой счет, во-вторых, я не писал на просторах этого слова ни слова про инвестиции или инвесторов (в отличии от предыдущих ораторов представления об инвестировании у меня обширные). В-третьих, весьма прискорбно, что вы подумали на мой счет именно по этой теме.
4) Про «запатентуй, а мы потом оближем». Я извиняюсь, но эти слова прозвучали как наглость и грубость. Я, конечно, мог что-то не так понять, но все же.
5) Эта тема поднята не для того, чтобы что-то облизывать, а подумать.
6) Синхронизатор я действительно не могу представить до тех пор, пока его не запатентую. Но как только получу патент, я тут же представлю его.
7) На сегодня я не прошу рассматривать проблему синхронизации, я лишь прошу рассмотреть проблему самих лопастей, а эта проблема, насколько мне известна не лежит в рамках строгой секретности.
8) Про проблемы, что у всех хватает. Проблем хватает у всех людей в мире. Вопрос в том, как люди относятся к своим или чужим проблемам. А так же вопрос в том, что многие люди делают на просторах этого форума, если люди пытаются решить здесь свои проблемы, то наверное форум бы так и назывался «решение ваших проблем». Но, как я понимаю, этот форум любителей/профессионалов/единомышленников/всех, кто интересуется.
9) Если говорить о представлении о предмете, то что касается Роторно-лопастных двигателей, боюсь, что у меня представлений не сильно меньше ваших, как и у любого другого человека, пусть даже академика в области ДВС. Причина одна: мало кто держал опытные образцы у себя в руках.
Если говорить о ДВС в целом, о механике, термодинамике, то представления у меня имеются, сформированные социальной средой, интересом, а так же количеством прочитанной литературы по данной теме и опытом работы с «железом».
10) Уважаемые форумчане, прежде чем что-то еще говорить, особенно грубость, прошу перечитать внимательно 9 пунктов, что находятся выше.

Читать еще:  Двигатель 1мз какое лить масло

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..

Не вижу смысла дискутировать, так как без решения вопроса синхронизации лопастей (точнее механизма отбора мощности) обсуждать технические стороны этого двигателя бессмысленно. Да и других проблем-то у него нет, все остальное решаемо.

Роторно-лопастной двигатель Гридина

Это прототип роторного двигателя Ванкеля, но автор считает, что его проект имеет более удачное решение – он технологичнее, дешевле и имеет много вариантов исполнения.

На двигатель разработана и прошла патентную чистоту (заявка № 2005129592) схема компрессионного уплотнительного контура. Она позволит создать необходимую компрессию в прямоугольной камере.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с неравномерным движением рабочих органов в кольцевой рабочей камере, его наилучшее применение – в качестве секции многосекционного двигателя внутреннего сгорания. Оно может также использоваться как роторная машина объемного типа, пневмо- и гидромашина, при создании насосов, компрессоров, гидроприводов.

Задача изобретения – избавиться от вибрационных процессов, вызванных невозможностью уравновесить вращающиеся детали, предложить решение, позволяющее получать любые степени сжатия между двумя парами лопастных роторов и повысить плавность изменения угловых скоростей лопастных роторов, увеличить надежность механизма периодического изменения скоростей.

Новый двигатель содержит кольцевую рабочую камеру с впускными и выпускными отверстиями, торцовые крышки, выходной вал и лопастные роторы (разделяющие внутренний объем камеры на изолированные друг от друга сектора), свечу зажигания и механизм периодического изменения скоростей. Последний выполнен в виде зубчатой передачи с внешним или внутренним зацеплением, колесо которой жестко связано с лопастным ротором. Шестеренка располагается с торца двигателя, имеет неподвижную ось вращения и жестко связана с кривошипом, на полуоси которого крепится ползун, скользящий по направляющей, жестко закрепленной на валу, который имеет неподвижную ось вращения, находящуюся между осью шестеренки и полуосью кривошипа, и кинематическое соединение с ведущим валом.

Кроме того, кинематическое соединение осуществляется через жесткое крепление валов с направляющими на выходном валу или через зубчатую передачу двух и более зубчатых колес, одно из которых жестко закреплено на ведущем валу, а другие – на валах с направляющими.

Помимо этого, каждая пара лопастных роторов может иметь одну и более шестеренок с кривошипом, расположенных на одной торцовой крышке корпуса или на двух противоположных, и соответствующее количество валов с направляющими.

Анализ работы экспериментальной модели показывает, что двигатель отличается конструкцией механизма периодического изменения скоростей, он лишен вибрации, так как в его конструкции все детали уравновешиваются, он обеспечивает любые степени сжатия, которое зависит от расположения оси вращения вала с направляющей относительно оси шестеренки с кривошипом и полуосью кривошипа. Надежность двигателя достигается выбором схемы механизма периодического изменения скоростей, количеством необходимых узлов, составляющих этот механизм, и их размеров.

Двигатель содержит механизм периодического изменения скоростей, каждая пара лопастных роторов имеет жесткую связь с колесом зубчатой передачи, шестеренка которой жестко связана с кривошипом, на полуоси которого крепится ползун, скользящий по направляющей, жестко закрепленной на валу.

Работа двигателя осуществляется следующим образом. В рабочих камерах, между двумя парами лопастных роторов, одновременно проходят все циклы рабочего процесса двигателя: сжатие горючей смеси, сгорание, выхлоп и всасывание. В двигателе предусмотрены свеча зажигания и два отверстия, через одно из которых подается горючая смесь, а через другое удаляются отработанные газы. Движение в камере двух пар лопастных роторов происходит по кругу в одном направлении, причем в мертвой точке их угловые скорости одинаковы и равны половине угловой скорости вращения вала с направляющими. Угол между лопастными роторами в этой точке минимальный и определяется расположением оси вращения вала с направляющей относительно оси шестеренки с кривошипом и полуосью кривошипа. После прохождения мертвой точки одна пара лопастных роторов снижает угловую скорость до минимальной, а другая плавно набирает скорость.

Цикл повторяется через 360 градусов для вала с направляющими, при этом благодаря наличию между кривошипом и лопастными роторами понижающей зубчатой передачи лопастные роторы поворачиваются лишь на 180 градусов, обеспечивая полный цикл работы четырехтактного двигателя.

Схемы, обеспечивая работу двигателя в четырехтактном режиме, по совокупности признаков ведут к получению одного и того же технического результата, а именно к плавному изменению угловых скоростей между лопастными роторами, созданию между ними необходимой степени сжатия, обеспечивают передачу крутящего момента на ведущий вал.

Предлагается новая кинематическая схема роторно-лопастного двигателя (компрессора) и устройство его уплотнения, позволяющее осуществить необходимую компрессию в прямоугольной цилиндрической камере.

Двигатель, созданный на основе этой схемы, исключительно компактен, так, двигатель в 1,7 литра имеет форму цилиндра и размеры 22‑23 см в диаметре и 11‑12 см в длину, не имеет впускных и выпускных клапанов.

Схема может быть использована для создания разного рода компрессоров, газовых и водяных насосов.

В отличие от аналогичных двигателей, использующих для периодического изменения угловых скоростей, например, планетарные кривошипные механизмы или механизмы, выполненные на нецилиндрических шестеренках, предлагаемая мною схема лишена таких серьезных недостатков, как недостаточно малый угол схождения лопастей, обеспечивающий четырехтактному двигателю необходимую степень сжатия и увеличивающий КПД.

В отличие от схем, использующих кривошипные планетарные механизмы, предлагаемая кинематическая схема, уравновешена, надежна, компактна, технологична.

Эта схема многовариантна – то есть позволяет создать несколько вариантов двигателя на основе одного решения для разных условий его эксплуатации.

При использовании его в качестве четырехтактного двигателя внутреннего сгорания в двигателе могут быть использованы новые материалы, например неупругие керамические или углепластиковые уплотнительные элементы, аналогичные по функциональному назначению уплотнительным кольцам поршневого двигателя, благодаря чему увеличивается износостойкость кольцевой камеры сгорания, уменьшаются потери на трение.

Предлагаемая схема компрессии позволяет поддерживать ее даже со значительным износом трущихся поверхностей уплотнительных элементов кольцевой рабочей камеры. Тем самым предполагается, что срок непрерывной эксплуатации такого двигателя будет в несколько раз выше по сравнению с поршневым.

В двигателе использованы новые идеи, отличающие его от существующих и аналогичных решений, он технологически прост в исполнении, его разработка перспективна, так как область его применения безгранична.

И, наконец, самое интересное и неожиданное решение ждет создателей автомобилей, так, на основе этого двигателя разработана схема многосекционного, многофункционального автомобильного двигателя, который при объеме в 4‑6 литра будет потреблять топливо при эксплуатации в городских условиях не более двухлитрового двигателя, т. к. все секции двигателя включаются в работу только при необходимости.

Автомобиль, имеющий такой двигатель, не нуждается в такой функциональной единице, как коробка передач, ее место занимает дифференциальная схема, соединяющая несколько секций в единый многофункциональный механизм.

Автомобиль, имеющий такой двигатель, не нуждается в такой функциональной единице, как сцепление, его место занимает система газораспределительных клапанов, обеспечивающая компрессионное сцепление и всю многофункциональную работу двигателя.

Читать еще:  Что такое торможение двигателем вредно

Такой автомобиль может иметь приятную функцию, экономящую топливо в режиме эксплуатации автомобиля в городских условиях. Эта функция связана с накоплением кинетической энергии автомобиля при его торможении в виде сжатого воздуха и использовании его при последующем разгоне автомобиля.

Автор предполагает, что в самое ближайшее время он может вытеснить с рынка поршневой двигатель внутреннего сгорания.

Ванкеля двигатель, роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС), конструкция которого разработана в 1957 инженером Ф. Ванкелем (F. Wankel, ФРГ). Особенность двигателя – применение вращающегося ротора (поршня), размещенного внутри цилиндра, поверхность которого выполнена по эпитрохоиде. Установленный на валу ротор жестко соединен с зубчатым колесом, которое входит в зацепление с неподвижной шестерней. Ротор с зубчатым колесом как бы обкатывается вокруг шестерни. Его грани при этом скользят по эпитрохоидальной поверхности цилиндра и отсекают переменные объемы камер в цилиндре. Такая конструкция позволяет осуществить четырехтактный цикл без применения специального механизма газораспределения. Герметизация камер обеспечивается радиальными и торцевыми уплотнительными пластинами, прижимаемыми к цилиндру центробежными силами, давлением газа и ленточными пружинами. Смесеобразование, зажигание, смазка, охлаждение, запуск принципиально такие же, как и у обычного поршневого ДВС.

Практическое применение получили двигатели с трехгранными роторами, с отношением радиусов шестерни и зубчатого колеса: r:R = 2/3, которые устанавливают на автомобилях, лодках и т. п.

Масса и габариты В. д. в 2‑3 раза меньше соответствующих им по мощности ДВС обычной схемы. Серийный выпуск двигателей осуществляется в ФРГ, Японии, США.

Идея создания двигателя нового поколения принадлежит преподавателю ППИ Юрию Лукьянову, который начал его разработку в 1978 году. Полтора года назад научная группа вуза выиграла конкурс Федерального агентства по науке и новациям РФ, обойдя серьёзные организации. На разработку двигателя было выделено 7,6 млн. рублей. В этом году псковские учёные приняли участие в выставке «Перспективные технологии XXI века». Там эта работа произвела большое впечатление, и её отметили дипломом и золотой медалью. Позже в федеральных СМИ изобретение ППИ назвали двигателем будущего.

Преимущества двигателя Иванова (Вигриянова) (роторного двигателя с неравномерным однонаправленным (пульсирующе-вращательным) движением главного рабочего элемента) характерны для любого роторного двигателя:

  • отсутствие специального механизма газораспределения,
  • высокая удельная мощность.

Недостатки этого типа роторных двигателей связаны с принципом организации рабочих процессов в конструкционной схеме процессов. Схема подразумевает снятие мощности с двух разных валов (каждый соединён со своим «коромыслом» с лопастями), движущихся неравномерно — то затормаживаясь, то ускоряясь, поочередными импульсами (при этом как бы то догоняя, то останавливая друг друга). Снятие мощности с таких «пульсирующих» валов было крайне затруднительно. Требуется также согласование их движения друг относительно друга. Согласование выполняется крайне сложным и громоздким механизмом синхронизации и схемой движения-вращения с двух валов. На фотографии этот механизм виден на задней части корпуса — его диаметр и ширина больше, чем сам диск рабочей камеры, где происходят рабочие циклы. Именно эта неравномерность вращения двух рабочих валов, их неравномерное, пульсирующее движение и определяют все трудности создания работоспособных типов этого подкласса роторных двигателей. В созданных прототипах этих двигателей огромные инерционные нагрузки быстро разрушали применяемые механизмы согласования вращения двух валов и связанных с ними роторных лопастей. По этой причине реально и эффективно работающих моделей этого типа до сих пор не создано.

К недостаткам можно, в частности, отнести высокую тепловую напряженность ротора, особенно его лопастей. Для мощных РЛДВС обязательна эффективная принудительная система охлаждения ротора.

В работе двигатель Иванова (Вигриянова) равнозначен восьмицилиндровому четырёхтактному поршневому двигателю, поскольку за один оборот реализует четыре рабочих цикла.

Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания

Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания по сравнению с современными поршневыми двигателями имеет термический КПД до 60%. Его эффективный КПД на 10-12% выше, чем у современных поршневых двигателей. На всех режимах работы роторно-лопастного двигателя расход топлива меньше, чем у поршневого двигателя. Использует практически все виды ископаемого топлива.

Технология находится в процессе разработки и ожидает финансирования!

Описание:

Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания представляет собой два модуля с общим выходным валом. Каждый модуль состоит из роторно-лопастной группы и механизма преобразования движения. В корпусе роторно-лопастной группы предусмотрены окна для соединения трубопроводами с нагревателем и охладителем. Механизм преобразования движения осуществляет преобразование колебательно-вращательного движения роторов с лопастями в равномерное вращение выходного вала.

Поддержание частоты вращения обеспечивается автоматической системой управления регулированием давления рабочего тела в роторно-лопастной группе.

Механизм преобразования движения преобразует колебательно-вращательное движение роторов с лопатками в равномерное вращение выходного вала. Механизм обеспечивает необходимый закон изменения рабочих объемов.

Оба модуля заполнены рабочим телом (газом) под начальным избыточным давлением. Рабочие объемы модулей связаны системой трубопроводов , проходящих через нагреватель и охладитель.

В четырех рабочих объемах каждого модуля одновременно осуществляются такты термодинамического цикла Стирлинга: впуск, сжатие, подвод тепла, рабочий ход, выпуск, отвод тепла. Благодаря угловому сдвигу модулей друг относительно друга происходит перекачка рабочего тела через нагреватель и охладитель, что позволяет осуществлять преобразование тепловой энергии в механическую работу.

На представленной схеме лопасти движутся против часовой стрелки неравномерно, то ускоряясь, то замедляясь. В результате в нижнем правом секторе происходит такт впуска, в верхнем правом секторе – такт сжатия, в “верхней мертвой точке” – воспламенение смеси, в верхнем левом секторе – рабочий ход, в левом нижнем секторе – такт выпуска. Такая последовательность тактов повторяется за каждый полный оборот ротора. Таким образом, весь четырехтактный цикл выполняется за один оборот вала ротора.

Преимущества по сравнению с современными поршневыми двигателями:

– термический КПД составляет до 60%,

эффективный КПД на 10-12% выше, чем у современных поршневых двигателей ,

– на всех режимах работы расход топлива меньше, чем у поршневого двигателя ,

использование практически всех видов ископаемого топлива ,

– регулирование мощности путем изменения давления рабочего тела и температуры,

легкий запуск при любой температуре окружающей среды,

– герметичность,

высокий моторесурс,

– малое количество деталей,

простота контрукции. Нет сложного механизма газораспределения. Более технологичен,

– эффективный газообмен способствует лучшему сжиганию топлива и меньшей токсичности,

хорошая уравновешенность,

– в несколько раз лучше удельные массогабаритные показатели,

несравнимо малый расход смазочных материалов,

– существенно ниже стоимость производства.

Конструктивные особенности роторно-лопастной машины:

содержит на 60% деталей меньше, чем шатунно-поршневой двигатель,

не имеет сложных деталей, таких как коленчатый вал и распределительный валы,

не содержит клапанов, пружин, толкателей, штанг,

имеет симметричную конструкцию, благодаря этому двигатель уравновешен,

два ротора-лопасти имеют одну камеру сгорания и осуществляют работу эквивалентную работе 8-ми цилиндрового двигателя,

имеет простую цилиндрическую форму.

рабочий роторно лопастной двигатель
роторно лопастной двигатель
роторно лопастной двигатель червова

Роторно-лопастная схема двигателя была предложена ещё в 1910 году. Предлагалось только придумать к ней механизм, позволяющий двигаться лопастям по определённой закономерности. В шестидесятых годах прошлого века немецкая фирма Клёкнер-Хумбольд-Дойц (нем. Klöckner-Humboldt-Deutz ) провела исследование этого двигателя с механизмом Кауэрца (нем. Eugen Kauertz ). Результаты были отрицательными. Одним из отрицательных факторов была работа самого механизма преобразования движения лопастей.

В 1973 году была разработана идея нового механизма преобразования движения лопастей. Идея пришла одновременно О. М. Иванову (Томск) и группе людей из Бердска (Новосибирская область) независимо друг от друга. М. С. Вигриянов к этому не имел ни малейшего отношения. [ источник не указан 3898 дней ] [ нейтральность? ] Информацию о возможности изготовления роторно-лопастного двигателя он получил лишь в 1978 году, когда Иванов по приезде в Бердск изготовил первый макет этого двигателя.

Бердская группа не стала дальше работать над двигателем по причине внутренних разногласий. Иванов же создал группу из трёх человек: О. М. Иванов — автор идеи, М. С. Вигриянов — инженер-патентовед, В. А. Перемитин — слесарь.

На бердском опытно-механическом заводе (БОМЗ) был изготовлен рабочий образец, который не удалось запустить по простейшим причинам, которые стали понятны позже. За время работы с образцом стали видны некоторые недостатки этого механизма. Иванов предложил новый механизм преобразования движения, который можно было легко изготовить на доступном оборудовании. Двигатель с этим механизмом был изготовлен в Институте теплофизики СО РАН. Из бракованных деталей был собран макет, демонстрируемый Вигрияновым на фотографиях. [ источник не указан 3898 дней ]

Разработкой интересовались в России и за рубежом: немцы, американцы, бразильцы. Предполагалось просто проверить на работоспособность данную схему, и если бы мотор проработал всего лишь пять минут, авторов схемы это вполне удовлетворило бы. Испытания показали, что в принципе мотор работоспособен, но требует больших доработок. Иванов предложил применить пластинчатые уплотнения вместо канальных в версии Вигриянова и выполнить их из графита. Нерешённой осталась схема уплотнений и смазки торцов валов.

Больше этот двигатель не изготавливался. Директор Института теплофизики СО РАН академик Владимир Накоряков создал акционерное общество для производства данного двигателя. [ источник не указан 3898 дней ] Интересы Иванова в данном деле не присутствовали. Без автора мотор дальше дорабатывать было некому. Авторство Вигриянова в некоторой степени ставится под сомнение, так как по сути никаких кардинальных изменений в конструкции двигателя с его стороны не было, [ нейтральность? ] тем более не мог продолжить разработку.

Читать еще:  Что указывают на бирках двигателей

Роторно-лопастной двигатель внешнего сгорания

РубрикаТранспорт
Видконтрольная работа
Языкрусский
Дата добавления04.09.2013
Размер файла2,3 M
  • посмотреть текст работы
  • скачать работу можно здесь
  • полная информация о работе
  • весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Роторно-лопастной двигатель внешнего сгорания

роторный двигатель несбалансированный лопатка

Роторный двигатель внешнего сгорания очень прост по конструкции. Всего шесть движущихся частей: ротор, две лопатки и три клапана. Так как оба ротора жестко закреплены на одной оси, то их можно считать одной деталью. Можно добавить три подшипника. Два по краям и один между секциями. В качестве клапана можно установить пружинный клапан, срабатывающий при превышении некоторого давления. Поэтому дополнительный механизм для работы клапана не нужен. Механизма для движения лопаток также не требуется, так как движение лопаток происходит под воздействием на них корпуса.

Диаметральное расстояние между противоположными стенками постоянно и равно длине лопатки. В положении 1 лопатка максимально выдвинута из ротора. При дальнейшем вращении ротора (положение 2) лопатка начинает входить в ротор, так как полость уменьшается и стенка корпуса давит на лопатку. Но в то же время на противоположной стороне начинается другая полость и ни что не мешает лопатке вдвигаться в ротор. В положении 3 лопатка ещё больше вдвигается в ротор. В положении 4 лопатка полностью вошла в ротор. Цикл завершён. При дальнейшем вращении ротора лопатка совершит движение в обратном направлении.

Так как части лопатки находится по обе стороны оси вращения, то центробежные силы компенсируются. Наибольшая центробежная сила возникает, когда лопатка максимально выдвинута из ротора. Но эта сила меньше той силы, если бы лопатка находилась с одной стороны от оси вращения. Как это у многих лопастных двигателей. Ход лопатки можно уменьшить за счёт увеличения длины секций. Площадь лопатки при этом останется прежней, но при этом площадь соприкосновения рабочего тела со стенками увеличится. Что приведёт к увеличению теплообмена между рабочим телом и стенками горячей и холодной секций. Рабочее тело будет быстрей нагреваться и охлаждаться. Что является большим плюсом для двигателя внешнего сгорания. Выдвижение лопатки на меньшее расстояние из ротора при этом снижает нагрузку на лопатку и уменьшает силу для её движения. Что также является дополнительным плюсом. Лопатка взаимодействует с корпусом в отдельных полостях, а не в рабочей полости, поэтому смазку можно организовать максимально эффективно. При этом масло не будет попадать в рабочую полость. Соответственно расход масла будет низким. Лопатка не касается корпуса двигателя в рабочей полости. Поэтому износа лопатки нет. Есть износ только уплотняющих элементов. При использовании современных материалов для уплотняющих элементов можно обойтись и без смазки. Для лучшей работы двигателя внешнего сгорания необходимо высокое давление рабочего тела внутри двигателя. Что требует хорошей герметизации. У данного двигателя секции двигателя сообщаются герметичными трубопроводами, по которым циркулирует рабочее тело. Клапан срабатывает от превышения давления и у него нет механизма управления. Соответственно нет лишних отверстий. Единственное что надо герметизировать — это выходной вал двигателя. Но, в принципе, двигатель и электрогенератор можно установить в одном герметичном корпусе, как компрессор и двигатель в холодильнике. Тогда вообще не понадобится ни какие уплотнения. Наружу будут выходить только провода. Такой электрогенератор может вырабатывать электроэнергию от любого топлива. Дрова, уголь, торф. солома, кизяк и т.д.

Устройство секций двигателей внешнего и внутреннего сгорания, в принципе, одинаковы.

Устройство двигателя. 1 — ротор, 2 — лопатка, 3 — корпус, 4 — перегородки между рабочей полостью и управляющей, 5 — управляющая полость, 6 — рабочая полость, 7 — уплотняющие элементы.

Работа механизма. При вращении ротора 1, части лопатки 2, вращающиеся в управляющих полостях 5, взаимодействуют со стенками корпуса 3, вдвигая лопатку в ротор. Сама лопатка в рабочей полости стенок корпуса не касается. Их касаются только уплотняющие элементы.

Поэтому сама лопатка не изнашивается. Изнашиваются только уплотняющие элементы. Так как управляющие полости отделены от рабочей стенками, то ни что не мешает организовать смазку так, чтобы износ лопатки был минимальным.

При вращении лопатки масло под действием центробежной силы прижимается к стенке корпуса. В результате между лопаткой и стенкой образуется масляной клин, который не даёт лопатке соприкасаться со стенкой. В результате износа лопатки в управляющих полостях практически также не будет.

Горячая секция длиннее холодной секции. Поэтому рабочая площадь лопатки и объём полости больше у горячей секции. Полости горячей и холодной секций соединяются между собой, как на рис.1. Слева холодная секция, а справа — горячая. Так как процессы в полостях аналогичны, на рисунке изображена только пара полостей. При движении газа он проходит через регенератор Р, нагреватель Н, холодильник Х, клапан К. Работает двигатель следующим образом.

Лопатка находится перед входным отверстием. Клапан К закрыт. Газ из горячей секции, проходя через регенератор и холодильник в холодную секцию, охлаждается и уменьшается в объёме. Давление в горячей секции уменьшается. Рис.1.

При дальнейшем вращении лопатка сжимает газ в холодной секции. И одновременно засасывает охлаждённый газ из горячей секции. При достижении некоторого давления, клапан К открывается. В это время лопатка в горячей секции проходит входное отверстие. Проходя через регенератор и нагреватель, газ нагревается, увеличивает свой объём и давит на лопатку, совершая работу. В тоже время лопатка начинает вытеснять горячий газ от предыдущего цикла. Этот газ, проходя через регенератор, отдаёт тепло холодному газу, который в это время идёт в горячую секцию. Затем дополнительно охлаждается в холодильнике, уменьшая свой объём, и поступает в холодную секцию. Рис.2.

При дальнейшем вращении, лопатка вытесняет весь газ из холодной секции, который расширяясь, совершает работу в горячей секции. При достижении лопаткой холодной секции выходного отверстия, клапан К закрывается. Газ из холодной секции не поступает в горячую. Но газ, нагреваясь в горячей секции, продолжает давить на лопатку, совершая работу. Рис.3.

После прохождения лопаткой выходного отверстия горячей секции, горячий газ начинает через регенератор и холодильник поступать в холодную секцию. Охлаждаясь, он уменьшает свой объём. Давление в горячей полости начинает снижаться. Клапан К закрыт. Рис.4.

Когда лопатка в холодной секции подойдёт к входному отверстию, то давление в обеих секциях сравняется. И начинается новый рабочий цикл. В двух других парах полостей холодной и горячей секций происходят аналогичные рабочие циклы.

Клапан К очень простой по конструкции.

При достижении определённого давления клапан открывается и пропускает газ. Дополнительного механизма для работы такого клапана не надо.

Очень простой по конструкции двигатель. Единственная несбалансированная деталь — это лопатка, когда она максимально выдвинутая из корпуса. Но её можно сделать из легкого материала, например титана. К тому же роторы можно разместить на валу таким образом, что в разных секциях лопатки будут двигаться в противофазе. При работе такого двигателя практически не будет вибрации. Для его работы подойдёт любое топливо. Уголь, дрова, опилки, солома, торф, кизяк и т.д. Патент получен.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Сущность и процесс запуска двигателя внутреннего сгорания, причины его широкого использования в транспорте. Принципы работы бензинового, дизельного, газового, роторно-поршневого двигателей. Функции стартера, трансмиссии, топливной и выхлопной систем.

презентация [990,4 K], добавлен 18.01.2012

Классический четырехтактный двигатель и его технические характеристики. Что такое роторно-поршневой двигатель, принципы его работы, достоинства и недостатки. История изобретения и биография изобретателя Ванкеля. История ротора Волжского автозавода.

лекция [162,7 K], добавлен 18.11.2009

Модернизация двигателя внутреннего сгорания автомобиля ВАЗ-2103. Особенности конструкции двигателя: тип, степень сжатия, вид и марка топлива. Тепловой расчет, коэффициент теплоиспользования. Расчет механических потерь и эффективных показателей двигателя.

курсовая работа [452,2 K], добавлен 30.09.2015

Изучение конструкции и принципа действия двигателя внутреннего сгорания и его основных систем. Расчёт рабочего цикла с учётом особенностей потребителя для ряда режимов работы. Разработка рекомендаций для повышения основных характеристик двигателя.

курсовая работа [7,6 M], добавлен 16.01.2012

Техническое описание двигателя КамАЗ. Рабочий процесс и динамика двигателя внутреннего сгорания, его скоростные, нагрузочные и многопараметровые характеристики. Определение показателей процесса наполнения, сжатия и сгорания, расширения в двигателе.

курсовая работа [303,6 K], добавлен 26.08.2015

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector