Модульный роторный ДВС.

[Kanonier]

3. Уплотнения в роторном сложнее , чем в поршневом. Но будем опираться на ванкель. Представленна приблизительная схема, где

1- корпус, 2-крышка корпуса, 3-ротор, 4-канал, 5-лопатка, 6-уплотнение рабочей полости, 7- уплотнение лопатки, 8-уплотнение канала, 9-уплотнение зоны перехода.

 

[Kanonier]

Уплотнение рабочей полости-6. Вместе с уплотнением расположенном в корпусе 11 (общая схема двигателя), расположенные на торцах кольцеобразного выступа, обеспечивают разделение функциональной полости до лопатки –рабочий ход, и после-выпуск. Напомним-- Уплотнение на корпусе в начале зоны перехода (первое по ходу вращения-второе пока не рассматриваем), посредством кулачка геометрического замыкания выключается (поджимается в корпус) при проходе канала утопленной лопатки, что бы канал не выбил провалившиеся в него уплотнение. А далее после прохождения канала лопатки данное уплотнение включается (отверстие КС не препятствует работе уплотнения. Это выше уже обговаривали. Также зона перехода имеет профиль кривизны ротора с соответствующим зазором, тоже выше было.

Суть указанных уплотнений 6, исключить перетекание газа через щель кольцеобразного выступа. Можно сделать лабиринтное уплотнение, и проблему решена. Но не желательно нахождения отработанных газов в данной щели (маленько закоксуется) без непосредственного трения элементов. Поэтому пока так.

 

[Kanonier]

Уплотнение лопатки -7. Но тут аналогично ванкелю, как торцевой части, так и боковых сторон. Лопатка не тонкая пластина от 2,5 -3,5 см, она не сплошная и собирается из стержней, и уже на них ложатся тонкие пластины на нагруженную сторону (жаростойкая на теплоизоляции) и опорную. Так, что разместить там уплотнения аналогично ванкелю можно.

А вот торцевое уплотнение, имеет преимущество над ванкелем. Оно однонаправленное как и ванкель, но у него нет перекладывание (как у ванкеля в «талии»). Профиль функциональной полости монотонно возрастает и также убывает. И при этом с односторонним давлением газовых сил (у ванкеля газовые силы в зависимости от такта воздействуют на апекс с разных сторон).

Уплотнение канала-8. Ну, тут понятно. И с учетом выбора способа уменьшения трения и исключения перекоса лопатки.

 

[Kanonier]

Уплотнение зоны перехода-9. Это уплотнение временное, и нужно только для перехвата ТВС или сжатого воздуха, пока торцовое уплотнение лопатки не коснется профильной стенки корпуса в зоне перехода. Для этой цели, в схеме двигателя, показано второе (по ходу вращения) уплотнение расположенное в корпусе. Тут одно другое исключает (пока четко не определенно, что лучше).

Смысл такой. После того, как канал лопатки пройдет (первое (пока что) по ходу вращения) уплотнение расположенное на корпусе (а оно на тот момент отключено –поджато), уплотнение зоны перехода, расположенное перед каналом на ободе ротора, включается (кулачок геометрического замыкания). И это уплотнение начинает выгонять остаточные газы из щели зоны перехода.

И после того как и отверстие КС пройдет первое уплотнение на корпусе, (а оно уже включено) закрывается зона перехода и со стороны выпускного окна. Далее идет продувка щели сжатым воздухом (что бы эти щели не наполнились ТВС –исключение детонации. И почти одновременно, наполнение КС - ТВС (или воздухом) из предкамеры. Зона перехода перекрыта. В щели зазора сжатый воздух, в КС –ТВС.

А когда торцовое уплотнение лопатки достигнет профильной стенки полости, происходит воспламенение ТВС. Но, тогда лопатка уже перехватывает газы, и уплотнение зоны перехода НЕ НУЖНО (отключается до указанного выше момента).

 

[Kanonier]

Роторный ДВС относится к типу длинноходных (Long-stroke, с длинным ходом поршня, относительно его диаметра) двигателей. А это преимущество в более полном использовании энергии горючих газов (повышенный КПД) и больший крутящий момент.

Короткоходовые (Short-stroke) , используемые как спорткары, имеют низкий КПД, огромный расход топлива, но высокие удельные. Все ради мощщи. «Квадратные» (ход и диаметр поршня приблизительно равны), занимают промежуточное положение и так строится большинство ДВС.

"Квадратные" двигатели: Ход поршня равен диаметру цилиндра, компромисс между мощностью и тягой, и большенство ДВС по этой схеме..




Длинноходовые имеют два основных недостатка.

ПЕРВЫЙ- более низкие удельные характеристики (для поршневых). Там где у короткоходовика 4 рабочих хода (с учетом определенного объема), у «квадратного» два, у длинноходовика только один. Литровая мощность всегда меньше.

ВТОРОЙ- Значительно больше площадь (1,3 раза) поверхности цилиндра (рабочей полости). А это значит большие потери в стенку. И это еще усугубляется более (1,5-2 раза, относительно «квадратного») по времени, продолжительным тактом (больше время теплообмена-больше тепла уходит).

 

[Bulagen]

ВТОРОЙ- Значительно больше площадь (1,3 раза) поверхности цилиндра (рабочей полости). А это значит большие потери в стенку. И это еще усугубляется более (1,5-2 раза, относительно «квадратного») по времени, продолжительным тактом (больше время теплообмена-больше тепла уходит).

Тут - как посмотреть... Основные потери происходят в самом начале такта расширения, а в этой фазе у длиннохода с соотношением объема к поверхности все заметно лучше, чем у коротхохода...

 

[Kanonier]

Основные потери происходят в самом начале такта расширения, а в этой фазе у длиннохода с соотношением объема к поверхности все заметно лучше, чем у коротхохода...

Вы правы, для поршневого изначально, чем больше КС походит на квадрат (в сечении) тем меньше площадь поверхности. И при одном объеме КС у длинноходовика площадь меньше (и значительно). И только потом к концу такта догоняет. И естественно когда градиент изначально (разность температур большая) "прет" в стенку, бОльшие потери будут у короткоходовика. И они скорее всего перевесят потери, которые из-за более продолжительного времени такта будут у длиннохода.
Дело в том, что я со своим роторным сравнивал, у меня похуже в этом плане (коэффициент 1,3 это оттуда).

 

[Kanonier]

В представленном роторном варианте первый недостаток (более низкие удельные) частично снимаются большим объемом рабочей полости. Тут суть в том, что роторные варианты всегда более компактные по габаритам и массе к поршневым. Поэтому компенсируем в роторном варианте количество рабочих ходов за единицу времени - большим объемом рабочей полости.

Второй недостаток (большая поверхность охлаждения- потери в стенку) для нашего варианта актуально только в сравнении с поршневыми четырех цилиндровыми ДВС (т.е. относительно маломощными). Уже шестицилиндровый поршневой имеет поверхность охлаждения равную представленному роторному, где всегда будет четыре рабочих полости. А далее (8-10-12 цилиндров и т.д. у роторного будет значительно меньше).

Ну а, для роторных маломощных устранить данный недостаток, можно за счет создания частично адиабатного двигателя- некоторые поверхности рабочей полости сделать неохлаждаемыми.

В поршневом (к примеру неохлаждаемое маслом дно поршня), если не предусмотрено пространственное разделения тактов, сразу возникают проблемы рабочего процесса:

первая- наполнение свежим зарядом, очень горячее дно поршня будет его выталкивать, нужен наддув.

вторая- сжатие ТВС при бОльшей температуре, что может повлечь дизелинг до достижения УОЗ, со всеми вытекающими.

В модульном варианте роторного двигателя исключаются проблемы характерные поршневым с последовательным протеканием тактов. В роторном смесь приготовлена и сжата в другом модуле (параллельный процесс), и подается в отделенную КС.