Джаншіев Сергій Іванович, Понятовський С.
промисловість випускає величезну кількість теплових двигунів, якіпредставляють основу енергетичного господарства.
Однак,технічні параметри існуючого парку не завжди влаштовують виробниківмобільних об'єктів, де екологічність, компактність, економічність і ресурсє визначальними технічними параметрами двигуна.
Яквипливає з численних публікацій і патентних розробок, проблеми створеннялегкого, потужного і економічного двигуна лежить мабуть на шляху освоєнняроторно-поршневий машини, деталі якого практично не відчувають тертя, немають зворотно поступального руху, будучи при цьому економічною об'ємноїмашиною.
.i-mash.ru/uploads/posts/2011-09/1315810588_objemno-rotor-mashina_002.jpgПерваясхема роторно-поршневий машини у вигляді двигуна Ванкеля з 1957 року пройшла шляхвід ідеї до серійного випуску і була встановлена ​​на автомобіль японської фірми"Мазда" (модель RX8).
Заряду параметрів вона виправдала очікування. Двигун вийшов компактним іпорівняно економічним.
Дожаль, ресурс двигуна досить низький, і це обмежує його широкезастосування.
Малийресурс двигуна пояснюється наявністю в кінематичній схемі ексцентриковогомеханізму розташованого в безпосередньому контакті з камерою згоряння.
Високатемпература і великий тиск між труться деталями сприяють швидкомузносу двигуна, незважаючи на підвищену витрату масла.
Дожаль, цей недолік є принциповою особливістю двигунаВанкеля і до сьогоднішнього дня ніяких прийнятних пропозицій щодо її ліквідаціїне запропоновано.
.i-mash.ru/uploads/posts/2011-09/1315810621_objemno-rotor-mashina_003.jpgДругоймеханізм роторного виконання передбачуваний до установки в Е-мобілі готується досерійного випуску в бізнес-структурі Михайла Прохорова.
Вньому застосована оригінальна кінематична схема роторно-лопатевого механізму, запропонованав 1973 році інженером Михайлом Степановичем Вігріяновим.
Схемадозволяє чотирьом поршням, обертаючись навколо загальної осі, вчиняти всі цикливластиві традиційному двигуну внутрішнього згоряння.
Якібудуть його остаточні параметри поки говорити рано, але деякі особливостіможна аналізувати, досліджуючи кінематичну схему.
Розробник,продемонструвавши робочу машину, довів працездатність запропонованої схеми.
Яквідомо, відмінною особливістю роторного двигуна є відсутність абозначна мінімізація зворотно поступальної складової руху силовихвузлів.
Призворотно поступальний рух виникають інерційні сили, якіобмежують швидкохідність двигуна.
Можнабуло б припустити, що в двигуні Вігріянова внаслідок обертання поршніввідсутня зворотно поступальний рух, і проблема з інерційними силамивирішується.
.i-mash.ru/uploads/posts/2011-09/1315810630_objemno-rotor-mashina_004.jpgКжаль, як видно зі схеми, обертальний рух поршнів не єрівномірним. Має місце гальмування і розгін поршнів зі складною схемою передачізусиль на вал, тому основний недолік у вигляді інерційних сил все-такиприсутній.
Затвердженнядеяких фахівців про те, що енергія рухається маси заднього поршняпередається переднього, немов після удару сталевих куль, не здаєтьсяпереконливим. У разі удару поршнів схема взаємодії значно складніше, тутв процес взаємодії включено безліч різних сил.
Вконструкції є так само стопорні механізми, опір якихнеобхідно долати з зусиллям, що викликає знос деталей і безповоротниймеханізм, який, так чи інакше, внесе свою негативну лепту.
Якщоінерційні сили виявляться порівнянними з поршневим двигуном, токонкурувати з ним, двигун Вігріянова, скоріше всього, не зможе через своюскладності. Наявність електросилової частини не має принципового значення, оскількиїї можна встановити на будь-який двигун.
Третійвид роторно-поршневого двигуна можна створити на основі патентів РФ № № 91397, 99064.
Вданому випадку в кінематичній схемі двигуна повністю усунена зворотнопоступальна складова.
Поршень,сформований на поверхні рівномірно обертового ротора, так само як і вроторно-лопатевому двигуні, може без змащення обертатися в корпусі.
Згорянняпаливної суміші відбувається в постійному режимі, як і у газотурбінногодвигуна. Компресор і двигун так само як у газотурбінного двигунавиділені в окремі вузли, що сприяє оптимізації компресора і двигуна,випробовують різні теплові навантаження.
Незначнетертя виникає тільки в опорних підшипниках кочення, які винесені напериферію і при необхідності можуть легко охолоджуватися.
Двигунскладається з двох роторно-поршневих машин зібраних за трифазною схемою.
Трифазнасхема згладжує пульсації робочого тіла і спрощує балансування ротора.
Ввипадку двигуна зовнішнього згорання робоче тіло може перебувати під високимтиском, а нагрівання та охолодження відбуватися в теплообмінних вузлах.
простий варіант об'ємної роторної машини представляють шестерні насоси (ШН),які застосовуються в багатьох галузях техніки. Вони добре зарекомендували себедля перекачування всіляких рідин з різним ступенем в'язкості, таких яквода, паливо, масла і т.д.
Шестернінасоси, завдяки своїй конструкції мають, високою ефективністю ітривалим терміном служби.
Конструкціяявляє собою корпус, в якому розміщені дві взаємно зчеплені шестерні.Між зубами шестерень і корпусом утворюється простір, якийзаповнюється рідиною, що перекачується. Обертаючись, шестерінки створюютьодноспрямований потік рідини, що рухається в обсязі між зубами.
Принаближенні зубів шестерень до зони зачеплення вільний об'єм між зубамизменшується і потік видавлюється у вихідний отвір, а зуби, провертаючи,знову опиняються в зоні вхідного отвору, де надходить рідина заповнюєрасширяющееся простір між зубами.
Неважкозауважити, що пристрій являє собою перетворювач обертальногоруху шестерінок в поступальний рух потоку рідини. ШН віданалогічних машин, таких як гвинт або турбіна відрізняється здатністю створювативисокий тиск, оскільки є по суті об'ємної машиною.
Однак,перетворення обертального руху робочих елементів в поступальнийрух потоку за допомогою шестеренчатого механізму при великих швидкостях потокузастосовується досить рідко, незважаючи на простоту конструкції.
Цепояснюється тим, що висока швидкість потоку, вимагає високої швидкості обертанняшестерінок, що викликають у зоні зачеплення зубів турбулентність, якасупроводжується енергетичними втратами. У свою чергу, турбулентністьвиникає внаслідок того, що площина зуба має погану обтічність, взоні зачеплення змінює напрямок і щодо рідини рухається з великоюшвидкістю.
Внаслідокцього, ШН знаходить широке застосування в основному там, де не вимагається високоїшвидкості потоку, наприклад в гідравліці. Виняток становлять пожежні насоси, детиск і швидкість струменя визначає довжину шланга і дальність подачі води.
Запропонованасхема роторно-поршневого насоса на основі Патенту РФ № 99064 також, по сутіє шестерним насосом, з тією лише різницею, що на поверхнішестерінки (ротора) сформований тільки один зуб.
Вцьому випадку перехідний процес, що викликає турбулентність потоку виникає накороткий час, що дозволить машині працювати на більш високих оборотах і ззначно меншими втратами.
Схемароторно-поршневого насоса наведена на малюнку. Не важко помітити, щопрактично навантаження сприймається тільки ротором, що так само сприятливопозначається на роботі машини.
Крімцього, при відповідних доробках запропоновану схему можна застосувати і длястворення інших силових машин (двигун, компресор, гідроагрегат і т. д.).
Список літератури
Дляпідготовки даної роботи були використані матеріали з сайту .i-mash.ru
