- Откуда
- Санкт - Петербург
Во ВНИИМотопроме видел Ванкель с квадратным ротором(помимо обычных). Этими моторами там занимался Иваницкий (инициалов не помню). Должны быть его публикации...
Роторные двигатели - идеи и критика.
!5-20 тыс.об.\м - движки на одну гонку. 120 м\с - это 45-50 тыс.об\мин. - многовато будет даже для простой шестеренки.
Но дело не в этом. Повысить СС (для внешнего смесеобразования), даже без учета детонации такие двигатели неспособны из-за усиленного (при возросших, из-за СС, динамических односторонних нагрузках) износа и значительно увеличившихся механических потерь.
На это способны лопаточные роторные, с функциональной симметрией (когда в одной плоскости одновременно происходит - два или более рабочих хода), и имеется постепенное выдвижение лопаток (постепенный рост силы давления на лопатку).
Таким типам движков и УОЗ не нужен.
Ну и естественно соответствующий привод выдвижения для лопаток.
Зато какую! Обычному движку там и делать нечего.
Это же от диаметра ротора зависит.
Мои вычисления дали значение С=2.7
В силу особенностей РД «П» подход к его проектированию существенно отличается подхода к проектированию авто- и авиа- ПД и РПД. Где приходится наращивать обороты, чтобы снизить массу и габариты, несмотря на необходимость редуктора, снижение КПД, надежности и ресурса. Приходится отказываться от цикла Аткинсона, модульных, гибридных и т.п. схем. РД «П» без проблем может разогнаться до «турбинных» оборотов. Но, оказывается, масса редуктора перекрывает снижение массы РД «П» за счет увеличения оборотов. Масса РД остается «турбинной» и без редуктора. Отказ от редуктора снижает стоимость, массу и шум, повышает КПД и надежность. При умеренных оборотах топливо сгорает в постоянном объеме за время выстоя, что обеспечивает экономичность выше чем у ПД. Средняя скорость скольжения РУЭ – 9 м/с гарантирует огромный ресурс.
Функциональная симметрия в РД «П» может быть достигнута компенсацией средней силы давления газов на ротор центробежной силой, действующей на неуравновешенную массу ротора.
У РД Школьника параметр формы вполне может быть С = 2,7 – больше чем у РПД, т.к. там внутри ротора болтается большая синхронизирующая шестерня. По схеме точно не вычислить.
Лопаточные, шиберные, коловратные и т.п. машины известны сотни лет. Последние 150 лет их безуспешно пытаются превратить в ДВС. Ещё в начале прошлого века произошёл естественный отбор работоспособных схем. Остались только 2 эпитрохоидные схемы, - РПД и РД Грея.
Функциональная симметрия в РД «П» может быть достигнута компенсацией средней силы давления газов на ротор центробежной силой, действующей на неуравновешенную массу ротора.
У РД Школьника параметр формы вполне может быть С = 2,7 – больше чем у РПД, т.к. там внутри ротора болтается большая синхронизирующая шестерня. По схеме точно не вычислить.
Секрет компактности РД «П» – небольшой «мертвый» объем относительно рабочего объема камер. В ПД мертвые объемы значительно больше рабочих объемов цилиндров. На схеме Двигатели показаны в одном масштабе, причем, рабочий объем камер РД «П» вдвое больше, чем рабочий объем двух цилиндров ПД. Рабочие объемы заштрихованы.
Длина ПД с редуктором 620мм, длина РД «П» (с генератором) – 360мм (Оба двигателя - без карбюраторов). Длина 4-цилиндрового ПД равного с РД «П» рабочего объема, с редуктором, не менее 900мм.
Длина ПД с редуктором 620мм, длина РД «П» (с генератором) – 360мм (Оба двигателя - без карбюраторов). Длина 4-цилиндрового ПД равного с РД «П» рабочего объема, с редуктором, не менее 900мм.
Да. и никто и не оспаривал.
Правильно, так как лопаточные в большинстве своем не имеют должного привода (пружинки, кулачок). и сложность создания КС (одной лопаткой КС создать в общей плоскости крайне сложно).
У Курочкина несколько лопаток.
Плюс - меньше требование к уплотнениям (давление в полостях между смежными незначительно отличаются.
Минус- это классный радиатор. огромные поверхности и соответствующие потери в стенку.
Хотя забраковать можно сразу из-за привода выдвижения и отсутствия функциональной симметрии (односторонняя нагрузка).
А если представить привод как у ванкеля (только выдвигаются не вершины граней (вместе с массой ротора). а меньшая по массе лопатка.
И не одна, а пара. Одна лопатка в паре рабочая. другая компрессионная. и каждая выдвигается в свою полость (рабочую или компрессионную). А между ними КС. И пары лопаток равномерно разнесены по ротору.
Попробовал поисследовать теоретически формулу огибающей. Похоже в ней ошибка. Выдает довольно странные конфигурации , особенно для малых "С".
Вложения
Главный недостаток всех лопаток – возвратно поступательное движение, как в ПД. Но, если в ДВС с КШМ боковой силой поршня к стенке цилиндра является только часть газовой силы, то в этом двигателе вся прижимающая сила направлена перпендикулярно лопатке, да еще вызывает перекос лопатки в гнезде. Посчитайте ее величину и прикиньте мероприятия по созданию работоспособной лопатки которая движется туда сюда при консольном нагружении.
Курочкин - это изобретатель высшей квалификации, но это не помогло ему реанимировать ротационный принцип. Если он не смог – не сможет никто! Главное, - генеральная идея двигателя, - была выбрана неверно.
Возвратно-поступательное движение лопаток главный недостаток? Наоборот это и есть преимущество.
Сила давления (аналог силы поршня) в мах. составляет 40% мах.силы поршня (ПД)- когда мах.давление, мін площадь лопатки (чуть-чуть выдвинулась).- при мах. площади (полное ее выдвижение). давление уже упало. И при этом все происходит плавно.
А у поршня сразу удар по всей площади (у ванкелеподобных тоже).
В лопаточных двигателях сила действующая в направлении выдвижения на порядок меньше, чем сила давления. отсюда механизм выдвижения (а он обязан быть - и лучше всего на базе КШМ) более "нежный". Да и величина выдвижения (от ВМТ до НМТ) на треть меньше.
Опорная часть лопатки может быть 2\3 ее общей длины ( к примеру общая длина лопатки 15 см, - величина выдвижения лопатки 5 см, в то время как в теле ротора находится 10 см).
Есть способ устраняющий перекос лопатки, и тогда контакт пар трения будет не по линии как в ПД или у ванкеля, а по площади.
По теории вероятности частота отказов машины обратно пропорциональна количеству подвижных звеньев / деталей. Всякие приводные (от КШМ) лопатки усложняют конструкцию двигателя. Кинематически РД «П» - это 1 пара шестерен с внутренним циклоидальным (трохоидным) зацеплением. При планетарном движении ротора наружная «шестерня» является корпусом. РД «П», в отличие от РПД Ванкеля, имеет «самозацепление» ротора и корпуса, т.е. РД «П» может работать без синхронизирующего механизма. Если Вы разберете трохоидный маслонасос современного автодвигателя (японских «Субару», «Тойота», немецкого БМВ) или Ротакс-912 , то увидите модель 5-камерного РД «П» без синхронизирующего механизма и без уплотнений. Сделать проще просто невозможно! По равномерности крутящего момента трехкамерный РД «П» не уступает 6-цилиндровому 24-клапанному ПД.
Вы главного не видите.
ВУ лопаток НЕ есть механизм преобразования. это не силовая часть как КШМ в ПД.
Это просто устройство согласования выдвижения лопаток с углом поворота ротора.
В силовой части - лопатка и направляющие в теле ротора. имеющие огромную. хорошо смазываемую площадь контакта.
Как раз и в простоте ванкелеобразных и есть прокол.
Большая площадь грани и односторонняя нагрузка, требует относительно "щадящего" нарастания давления (и это мы промолчим еще про идеальные условия КС ванкелеобразных для возникновения детонации).
А это значит прощай повышенная СС( СС-14 мах давление подскакивает до 13 МПа, против СС-10- -7 МПа) и крайняя сложность с использованием бедных смесей.
Значит в этом месте КПД НЕ повысишь.
А это в сумме 10-12 %
Это значит - прощай компактность со всеми вытекающими. И не надо забывать что смазочное масло в полостях лопаток/шиберов будет подвергаться термическому окислению (закоксовыванию). Образующиеся смолы будут откладываться на стенках пазов, - ну а о последствиях думайте уже сами.
Простота - это синоним гениального, а не "прокол".
Если рассматривать ванкель и 4-х пар лопаточный. то да. Даже с учетом того, что лопаточный имеет 8 раб.хода на один оборот(ограничение - 1500 об\мин в приведенном варианте). Но не намного. И удельные однозначно превосходят ПД.
Тут аналогия поршень-цилиндр (там бывает закоксована только КС в ГБЦ). В лопаточном элементы уплотнения не на подвижной части - поршень кольца. а в теле ротора в конце канала, там и маслосьемные скобы.
Кстати сами считаете за преимущество расположение элементов уплотнения на неподвижном статоре.
Да, но только не тогда когда при этом происходит потеря перспективы поднятия КПД.
Разница в том, что РД Грея не является "ванкелеобразным". А это значит, что прогноз "прощай" неоправдан. Что же касается бедных смесей, то здесь проблемы в точности те же, что и везде.
Слово "потеря" обычно означает "вот было, а потом не стало". Поэтому прошу уточнить "потеря" относительно чего происходит?
Построил я тут на досуге математически контуры пятикамерного РД Грея. Две окружности в середине - вал с эксцентриком, красная окружность - зона расположения окон газораспределения. "С"=1. Меньше не бывает. По моим прикидкам эта модель эквивалентна 4 цилиндровому ПД объемом 0.4 литра. СС любая, зависит от диаметра сферической КС (не отображена на рисунке). Прихожу к выводу, что он пожалуй поэффективнее будет, чем трехкамерный РД у Школьника.
Вложения
Даже если его и "вывернули" все равно похож. Кстати один неприятный момент, постоянно одна и та же сторона ротора участвует в рабочем ходе. Локальный нагрев однако. В ванкеле это пол проблемы (в корпусе организовать охлаждение легче), а здесь серьезная проблема (масло. как хладоагент хуже воды)
Так, что про внешнее смесеобразование можно забыть сразу. Да и в варианте воспламенения от сжатия надо думать о наполнении (но это решаемо).
Хорошо уточняю - полное отсутствие перспективы увеличения КПД.
Может на первый взгляд и "похож", да не похож на второй. К стати, у ванкеля как раз это проблема, поскольку КС перещается вместе с ротором и греет одни и те же 3 точки, а у РД Грея КС неподвижна, а ротор относительно нее перемещается.
Это не уточнение, просто повторение в другой формулировке. Поэтому вопрос остался: "обычно "увеличение" означает "сначала было столько, а потом стало больше". Поэтому прошу уточнить "увеличение" относительно чего?
К стати у РД Грея все без исключения виды потерь уже снижены относительно ПД. Это означает повышение КПД. Поэтому заявление "полное отсутствие" совершенно необосновано.
У ванкеля каждая грань(значит равномерный нагрев) участвует во всех тактах цикла. Отсюда напоминает поршень (изнутри охлаждается маслом. в полости свежим зарядом).
В РД грей-школьник одна часть (сторона)ротора выпуск-впуск. а другая сжатие-раб.ход.
Так что локальный нагрев ротора присутствует.
У ванкеля есть локальный нагрев одной из частей корпуса (статора), но организовать охлаждение неподвижной части значительно легче.
Относительно ПД (дизель), я так думаю.
Давайте определимся - если разговор о внутреннем смесеобразовании (дизель), то преимущества КС Грея (сферичность, изохора) меньше всего востребованны.
Наоборот, посмотрите к каким "извращения" прибегают в КС дизелей ПД. Там все направленно на улучшение смесеобразования.
Потери в стенку в роторном изначально больше будут, и значительно (при одинаковом объеме), и за счет чего возможен рост КПД?
Верно, только с одной стороны. Фактически у ванкеля заряд полностью сгорает в узкой канавке ротора, где возникает локальный перегрев. Таких областей постоянного перегрева на роторе 3. У Грея ротор сначала заходит "глухим" концом в полость со свежим холодным зарядом как у ПД, затем проворачивается во время сгорания и рабочего хода, "размазывая" пятно нагрева. Поэтому условия легче.
Меньше чего "востребованы"? Поясните пожалуйста.
Об этом и речь. Преимущества опять на стороне РД Грея.
В РД Грея-Школьника выделена специально организованная сферическая КС, в которую в ВМТ вытеснено 99% воздуха. Все топливо сгорает в ней при постоянном объеме. Этого ни у какого ПД получить невозможно. Площадь стенок КС в ВМТ у ПД в разы больше. За счет такого процесса потери и снижены. Плюс все остальные виды потерь тоже снижены. А когда снижены потери, отсюда и рост КПД. Ничего сложного.