Роторные двигатели, Роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания.
Роторные двигатели, Роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания - это один из самых экономичных и перспективных типов двигателей с мощностями до 700 - 2000 л.с. Роторные двигатели внутреннего сгорания имеют очень важные преимущества перед двигателями классической схемы, что открывают перспективные направления исследований.
Во всем классе роторных двигателей внутреннего сгорания отсутствуют 2 системы, необходимые для поршневых двигателей классической схемы: - кривошипно-шатунный механизм - предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение (например, во вращательное движение коленчатого вала в двигателях внутреннего сгорания), и наоборот; клапанное газораспределение - механизм своевременного распределения впуска горючей смеси и выпуска отработавших газов в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания. Это позволяет двигателю работать на очень больших оборотах (в экспериментальных моделях до 35 тыс. об/мин.) со всеми вытекающими положительными последствиями:- большая удельная мощность; малые габариты; - малый вес; - большой ресурс; - экономичность (более высокая, чем у поршневых двигателей классической схемы); хорошая сбалансированнось; простота и малое количество деталей; и другие преимущества.
Основные достоинства Роторных двигателей, Роторно-поршневых двигателей внутреннего сгорания.
С позиций функционирования, весь класс роторных двигателей можно сравнить с двухтактными поршневыми двигателями, которые имеют следующие преимущества - половину времени цикла роторный двигатель НЕ работает как компрессор, в отличии от поршневого 4-х тактного двигателя. Это существенное преимущество, позволяющее получить большую удельную литровую мощность (на единицу объема цилиндра), что делает роторные двигатели намного легче и компактнее, в сравнении с поршневыми двигателями.
У роторного двигателя, вращающиеся диски не совершают возвратно-поступательного движения. Это позволяет передавать движение дисков непосредственно на вал двигателя с меньшими механическими потерями, меньшими вибрациями и меньшим шумом. При этом облегчается балансировка двигателя, и возрастает его компактность.
Благодаря высокой частоте вращения роторно-поршневых и роторных двигателей, без усложнения их балансировки, повышаются их технические характеристики.
У роторного двигателя очень простое и надежное зажигание.
У роторного двигателя отсутствует клапанное газораспределение: газораспределение можно выполнять пластинчатыми впускными клапанами и обычными выпускными.
Роторные двигатели имеют:
малые габариты и малый вес;
хорошую сбалансированнось;
малое количество деталей, и они просты в исполнении.
Роторные двигатели внутреннего сгорания можно условно разделить по подгруппам:
- роторно-поршневые двигатели, у которых оставлены поршни, но устранен кривошипно-шатунный механизм, а газораспределение осуществляется системой окон или золотниками;
- роторные двигатели, у которых рабочий процесс происходит в камерах при разном объеме, образуемом рабочими поверхностями корпуса и ротора;
- роторно-лопастные двигатели, у которых рабочий процесс происходит в камерах при разном объеме, образуемом рабочими поверхностями корпуса и внутренними лопастями ротора;
- другие типы роторных двигателей (например, роторные гибридные двигатели и др.).
Роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания.
Конструкция роторно-поршневого двигателя английского инженера Остина Меркера является наиболее известной. Звездообразно расположенные цилиндры (в виде многолучевой звезды) соединены в единый блок, который симметрично и жестко закреплен на приводном валу, и вращается вместе с ним (относительно одной оси). Внутри каждого цилиндра расположены поршни. Каждый поршень несет ролик, опирающийся (катящийся) на неподвижную рабочую дорожку в форме "восьмерки" (8).
Ролики поочередно проходят широкие и узкие места рабочей дорожки, а в цилиндрах протекают двухтактные рабочие процессы.
Роторно-поршневые двигатели барабанного типа, у которых поршни и цилинры установлены в неподвижном корпусе в виде барабана, внутри которого (по оси корпуса) вращается рабочий вал с закрепленными на нем торцевыми наклоненными шайбами. Плоскости наклоненных шайб направлены под углом к оси рабочего вала. Поршни внутри цилиндров движутся навстречу дуг другу, образуя камеры сгорания. Поршень передает силу давления рабочих газов через шток с башмаком (или шарниром) на наклоненную шайбу, которая (из-за своего наклона) стремится повернуться, и в результате вращает рабочий вал двигателя.