ХРИСТОС ВОСКРЕС! С ПРАЗДНИКОМ ПРОВОСЛАВНЫЕ ну и все прочие. Мысли разбегаются, руки дрожат, печень ноет, вид пищи вызывает отвращение – праздник удался.
Вы не учли, что на поршень действует только боковая составляющая силы от шатуна, а на лопатку - вся сила газов. Поэтому механические потери увеличиваются по сравнению с поршневиком в несколько раз. И если не применять подшипников качения (с габаритами вроде тех, что на шатунной шейке коленвала), то будут больше, чем в поршневике, даже несмотря на те преимущества, которые вы описали. Кроме того с радиальными уплотнениями у вас та же проблема, что и в двигателе Ванкеля - они контачат со стенкой только по линии, а не по площади. Это тоже можно решить, но увеличивается вес уплотнений и давление от центробежной силы. Это тоже можно решить, но... В общем, проблемы нарастают как снежный ком.
Эка вы все в кучу навалили. Давайте по порядку, сравним с поршневым.
Преобразование энергии. Поршень – максимальное давление на максимальную площадь (фазы горения) – максимальная сила, удар по всему КШМ (включая коренные подшипники). Это ограниченно скоростью повышения давления 0,25 мПа/град.пкв. Иначе уменьшение срока службы деталей КШМ. А теперь допустим мы имеем систему объемного поджига смеси (в нашем случае с этим справляется на три порядка дешевая нить накаливания). Этим можно добиться воспламенение бедных смесей –и возможность повысить СС и соответственно КПД, а еще иметь возможность перейти к качественному регулированию ( тогда не нужен, еще только экспериментальный механизм изменения степени сжатия). Сколько плюсов сразу. Но применение этой системы (лазерная или нечто другое), приведет к кратному увеличению скорости горения (не путать с детонацией), и отсюда надо значительно усиливать весь механизм преобразования (тем самым увеличиваем механические потери –инерционные, трения и т.д.).
В нашем случае. С одной стороны неподвижный корпус, с другой выемка в роторе оптимальной формы. Процесс горения происходит и на диаметрально- противоположной стороне. Отсюда результирующая сила на опоры вала равна нулю (теоретически), ну и такие же соответственные потери. И отсюда ограничения определяются не прочностью конструкции, а прочностью материала, что может быть на порядок больше.
В процессе преобразования в поршне участвуют три звена (поршень, шатун, кривошип коленвала), у нас два (лопатка, направляющие в роторе). Лишнее звено – лишние потери.
Далее процесс расширения. У поршня начинается с максимальной силы газов, что сразу напрягает весь КШМ. А у нас постепенное увеличение силы газов на лопатку до максимальной( в приведенном варианте соответствует 35-40 град.пкв.). Но максимальное значение у нас в 2,5 раза меньше силы газов у поршневого (давление к этому времени, из-за расширения объема упало). Соответственно нагрузка на лопатку, где-то соответствует воздействию тангенциальной составляющей на кривошип минуя промежуточные звенья (как бы кривошип с выдвижным плечом). А нормальная составляющая, в поршневом (потери на силу трения в опорах), соответствует в нашем случае изгибающему моменту увеличивающего силу трения в направляющих лопатки.
Так же нормальная составляющая силы ползуна-лопатки при выдвижении лопатки может вычитаться от прижимной силы изгибающего момента. Это зависит от определенного первоначального направления вращения вала(втулки) ВУ. Потом при задвигании сила увеличит трение –но давление уже упадет.
В шиберных насосах (кратно большие давления и более плотная среда), лопатка выдвигается посредством только центробежной силы. Спасибо А.Г.К. за рекламу. А у нас целое устройство на это работает.
Инерционные потери- массы возвратно поступательных элементов в поршне, больше и перемещение они совершают на расстоянии в полтора раза больше (это потом покажу).
Ну и в поршневом потери на трение поршня (без учета колец). Отсюда пока рассмотренные потери на трение в нашем варианте все же меньше.
А трение с элементами уплотнения сравним и рассмотрим ниже.
