Автомобильные роторно-поршневые двигатели (1964 год)

Главная Книги - Разные Автомобильные роторно-поршневые двигатели (Ханин Н.С.) - 1964 год

Автомобильные роторно-поршневые двигатели (1964 год) - часть 8

Условия протекания рабочего процесса в отсеках РПД несколько хуже, чем условия протека,ния рабочего процесса в ПД. В частности, теплоотвод от заряда в стенки рабочего отсека РПД выше, чем у ПД, что объясняется большим отношением поверхности отсека РПД к его объему, чем у ПД. Это связано с заменой рабочего пространства круглого цилиндра геометрическими фигурами с разрывом непрерывности касательной к контуру рабочего отсека РПД. Следует отметить, что в высокооборотных двигателях потери вследствие теплоотвода от рабочего тела невелики. Их полное устранение позволило бы повысить индикаторное давление всего на 3—4%.

Условия организации процесса сгорания в РПД более сложны и менее благоприятны, чем в ПД, ввиду зависимости их от продолжительности цикла, т. е. от ч.исла оборотов ротора, а также от скорости относительного движения свечи зажигания по отношению к рабочим отсекам.

В РПД значительно труднее, чем в ПД, организовать такое движение воздушного заряда в камере сгорания, которое благоприятно влияет на протекание рабочего процесса в ПД.

Единственным преимуществом РПД по сравнению с ПД по условиям протекания рабочего процесса является более низкая максимальная температура поверхностей камеры сгорания, так как отсутствуют выпускные клапаны.

Индикаторный к. п. д. может быть выражен следующей формулой

Таким образом, РПД по сравнению с ПД не обладают преимуществами в отношении топливной экономичности, но отличаются лучшей компактностью и меньшим удельным весом.

большой мощности, необходимо применять многосекцйонные двигатели.

Таким образом, эффективная мощность подобных РПД при определенном значении ре изменяется пропорционально квадрату характерного размера, тогда как рабочий объем отсека пропорционален кубу этого размера. Поэтому литровая мощность у подобных РПД уменьшается обратно пропорционально характерному размеру или квадратному корню из мощности отсека.

Удельный вес РПД достигает минимума при определенном значении мощности и увеличивается как при снижении, так и при значительном росте ее. В этом отношении свойства РПД с контактной системой уплотнений напоминают свойства ПД.

* *

Таким образом, преимущества РПД в отношении компактности и веса по сравнению с ПД возрастают при малых значениях мощности. Это связано и с отсутствием у РПД клапанного газораспределительного механизма, который служит препятствием при повышении числа оборотов двигателя.

По значению эффективного к. п. д. РПД не имеют преимуществ по сравнению с ПД, так как ряд факторов определяет более высокий уровень потерь, характерных для цикла РПД.

Особенности геометрии и кинематики зацепления механизма роторно-поршневых двигателей с зубчатым зацеплением роторов

Как было отмечено выше, в РПД с зубчатым зацеплением роторов применяют круглые синхронизирующие шестерни, расположенные соосно с роторами. При этом обеспечивается постоянное передаточное отношение между роторами на установившемся режиме.

При вращении вала отбора мощности с постоянной угловой скоростью угловые скорости роторов также будут постоянными. Как известно из теории механизмов, в этом случае центроиды в относительном движении синхронизирующих шестерен и сопрягаемых роторов или корпуса будут окружностями.

При сопряжении роторов с постоянным передаточным отношением нормаль в общей точке соприкосновения профилей проходит через неизменную точку, являющуюся точкой касания кругов центроид, и делит линию центров в отношении, обратном угловым скоростям.

Наличие синхронизирующих шестерен определяет относительное движение роторов, если в сопряжении профилей имеются конструктивно необходимые зазоры. Поэтому для осуществления зацепления роторов и корпуса РПД допускается «циклоидально-точечное» сопряжение профилей. В этом случае один из сопрягаемых профилей вырождается в точку или острие, а другой представляет собой циклоидальную кривую.

При наличии синхронизирующих шестерен силовое взаимодействие между сопряженными роторами устраняется. Следовательно, для удовлетворительного сопряжения профилей роторов РПД с бесконтактным уплотнением не имеет значения явление самоторможения. В таких сопряжениях отсутствуют контактные напряжения.

Из известных систем профилирования зацеплений большинству изложенных выше требований лучше других удовлетворяют циклоидальные зацепления.

Использование циклоидальных зацеплений позволяет уменьшить скорость скольжения и снизить амплитуду ее колебаний по сравнению с эвольвентным зацеплением. Площадь контактной зоны в сопряжении циклоидальных профилей в общем случае больше, чем соответствующая площадь при сопряжении эвольвентных профилей. Вследствие вращательного движения звеньев при циклоидальной системе профилирования сравнительно просто добиться непрерывности перемещения точки зацепления по сопряженным профилям и локализации зоны контакта на одном из сопрягаемых профилей. При зацеплениях

других видов не удается достичь непрерывности перемещения точки зацепления по профилям. Поэтому при циклоидальном зацеплении роторов значительно проще, чем при зацеплениях других видов, решается задача конструирования контактных систем уплотнения и обеспечения непрерывности уплотнения рабочих отсеков. Кроме того, механическая обработка поверхностей с циклоидальными профилями может производиться с использованием имеющегося оборудования. Вследствие этого роторы с циклоидальным профилем преимущественно применяются для РПД, как и для роторных компрессоров.

Во всех приведенных выше схемах РПД с зубчатым зацеплением роторов применена циклоидальная система профилирования элементов, ограничивающих рабочие отсеки.

На фиг. 20 показана схема образования профилей элементов РПД при применении циклоидального метода профилирования в его наиболее общем виде (трохоид-ный профиль).

содержание .. 6 7 8 9 ..