Меню
топ 10 онлайн казино
Предыдущая     |         Содержание     |    следующая

Автомобильные двигатели

Перспективы развития двигателей других типов

Роторно-поршневые двигатели

Роторно-поршневой двигатель (РПД) имеет корпус 1 (рис. 315) с полостью специальной двухэпитрохоидной формы, образующей совместно с плоскими поверхностями двух боковых корпусов рабочее пространство, в котором движется трехугольный ротор 3 (поршень) с выпуклыми сторонами. С ротором 3 (соосно с ним) скреплена цилиндрическая шестерня 10 с внутренним зацеплением, входящая в зацепление с неподвижной шестерней, закрепленной в крышке 9 корпуса. Неподвижная шестерня расположена соосно с эксцентриковым валом 2, на котором установлен ротор. Ось эксцентрикового вала проходит через центр рабочего пространства. Отношение чисел зубьев шестерни ротора и неподвижной шестерни равно 3 : 2, поэтому ротор вращается в 3 раза медленнее эксцентрикового вала, с которого снимается мощность.

При работе двигателя вращается расположенный на эксцентриковом валу ротор. Так как ротор жестко связан с шестерней 10, которая обкатывается по неподвижной шестерне, то он одновременно вращается на подшипнике вокруг своей оси, совершая таким образом планетарное движение. При движении ротора все три его вершины постоянно касаются эпитрохоидной поверхности корпуса, образуя три отделенные одна от другой перемещающиеся серповидные камеры /, // и

Рассмотрим протекание четырехтактного цикла в перемещающейся камере /, заключенной между вершинами А и В ротора (рис. 316).

Процесс впуска начинается, когда вершина А ротора (рис. 316, а и б) открывает кромку впускного окна. Объем камеры / в это время приближается к наименьшему, выпускное окно еще открыто и заканчивается процесс выпуска отработавших газов. В смежной камере //, находящейся между вершинами В ж С ротора, происходят одновременно процессы расширения и начало выпуска отработавших газов. Первый период процесса впуска предварение впуска. Он соответствует повороту ротора на 20°, в конце данного периода объем перемещающейся камеры / будет наименьший. Так как вершина А ротора в течение этого периода пересекает впускное окно, лоток свежего заряда продолжает частично поступать в объем камеры /// и частично в камеру /, где за счет использования кинетической энергии поступающего заряда, происходит дополнительная очистка

камеры J от отработавших газов. Второй период впуска продолжительностью около 100° начинается с того момента, когда вершина А полностью откроет впускное окно. Объем камеры / в течение этого периода все время увеличивается, достигая к моменту его окончания наибольшей величины. Наконец, в течение последнего третьего периода оканчивается процесс впуска и происходит дозарядка объема этой камеры свежей смесью при одновременном протекании процесса сжатия.

, возрастающие по мере увеличения частоты вращения.

. С учетом потери части заряда

на продувку, отнесенные к количеству заряда, участвующего в процессах сжатия и сгорания значения коэффициента наполнения принимают меньшими на 46%. Температура Та и давление ра в конце процесса впуска соответственно равны 320335 К и 0,090,097 МПа.

Процесс сжатия начинается с момента, когда вершина В перекроет впускное окно. Он заканчивается в момент, когда объем рассматриваемой полости минимальный. Как и в поршневых двигателях смесь поджигают с некоторым опережением, т. е. до того, как объем камеры будет минимальным. Угол опережения зажигания состав-

ляет 2030° до достижения в рассматриваемой камере наименьшего объема.

), вследствие меньшего теплоотвода в стенки корпуса из-за более высокой, чем в поршневом двигателе частоты вращения и более высокой температуры на внутренней поверхности корпуса в той зоне, где происходит процесс сжатия.

Процесс сгорания в роторно-поршневых двигателях протекает с пекоторым отличием по сравнению с поршневым двигателем. При положении ротора, когда в исследуемой полости объем минимальный, камера сгорания представляет узкую щель, сжатую в средней части выступом эпитрохоидного профиля корпуса и состоящую из двух серповидных объемов, сообщающихся через выемку в роторе. С момента начала процесса сгорания при вращении ротора происходит перетекание заряда из задней уменьшающейся полости в увели-

К.

РПД по сравнению с поршневым двигателем обладает меньшей склонностью к возникновению детонационного сгорания, и, следовательно, меньшие требования предъявляются к октановому числу топлива. При е = 9 и использовании топлива с октановым числом 66 или 72 сгорание происходит без детонации.

от частоты вращения вала роторно-поршневого двигателя

Процесс расширения составляет примерно 90° угла поворота ротора. В большей части этот процесс происходит одновременно со сгоранием. В конце процесса расширения (примерно за 20° до конца) открывается выпускное окно и начинается свободный выпуск отработавших газов.

К.

меньше или равен критическому (р0 атмосферное давление), процесс истечения отработавших газов происходит с критической скоростью. Последующий выпуск (фаза II) осуществляется за счет выталкивания отработавших газов вращающимся ротором. Длительность этого периода составляет 60° поворота ротора. В последующем, когда вершиной А ротора откроется впускное окно, начинается продувка рассматриваемой полости свежей смесью (фаза III). Затем в полости / происходит одновременно выпуск отработавших газов и впуск свежего заряда, а в смежной полости // расширение и выпуск, так как вершина ротора В открывает и пересекает выпускное окно. Установившееся к этому времени направленное движение отработавших газов способствует эффективной продувке объема полости J (фаза IV).

Показатели работы роторно-поршневого двигателя определяются так же, как и у поршневого. Необходимо учитывать, что весь рабочий цикл осуществляется в трех камерах ротора за один оборот эксцентрикового вала, от которого происходит отбор мощности. Следовательно, индикаторная и эффективная мощности подсчиты-ваются по формулам для двухтактных двигателей.

Коэффициент наполнения с увеличением частоты вращения все время возрастает. Соответственно растут среднее эффективное давление, мощность и крутящий момент.

;

При выпуске из роторно-поршневых двигателей по сравнению с поршневыми выбрасывается с продуктами сгорания несколько меньшее количество токсических компонентов. Главным их преимуществом является возможность более эффективного применения мероприятий для снижения токсичности, которые используют в поршневых двигателях. Вследствие меньшей теплоотдачи и более высокой температуры отработавших газов использование термического нейтрализатора обеспечивает больший эффект, чем в поршневых двигателях. Возможность применения рециркуляции отработавших газов в роторно-поршневых двигателях достигается сравнительно просто смещением газораспределительных органов.

Конструкция роторно-поршневых двигателей проще поршневых. В РПД всего две подвижные детали ротор и вал, совершающие равномерное вращательное движение. РПД имеет меньшие массы и габаритные размеры, чем поршневой двигатель, и выгодно отличается полной уравновешенностью и отсутствием вибраций.

При вращении ротора возникает центробежная сила инерции, которая уравновешивается двумя противовесами на эксцентриковом валу.

аналогичны поршневым двигателям (например, двигатель RC 1-60 американской фирмы Кертис Райт).

К недостаткам РПД следует отнести их меньший срок службы и худшую экономичность по сравнению с поршневыми двигателями.

Реклама