Автомобильные роторно-поршневые двигатели (1964 год) - часть 9

Если при обкатывании без скольжения одной из начальных окружностей по сопряженной окружности выбрать на плоскости обкатывающего (производящего) круга какую-либо точку МТ , то ее траектория на плоскости обкатываемого круга будет представлять собой участок одной из циклоидальных кривых. Очевидно, что в случае соответствия профиля обкатываемого ротора этой кривой и наличия синхронизирующих шестерен может быть обеспечено непрерывное сопряжение данной точки производящего круга с этим участком циклоидальной кривой. Если длина циклоидального участка образуемого профиля будет равна длине ветви циклоиды,

Таким образом, производящий круг должен сделать q оборотов для того, чтобы конечная точка циклоиды совпала с начальной. Так как производящий круг катится по обкатываемому без скольжения, то циклоидальная кривая на обкатываемом роторе будет иметь q ветвей и столько же точек возврата. Выступы обкатываемого ротора должны входить во впадины на производящем роторе. Поэтому число выступов и соответственно впадин на производящем роторе должно быть равно р. В этом случае будет обеспечено вращение сопряжённых роторов при заданном передаточном отношении.

обкатываемом круге: эпициклоиды — при внешнем расположении производящего круга и гипоциклоиды — при внутреннем расположении производящего круга по отношению к обкатываемому. Эпициклическое профилирование использовано в ряде схем РПД с зубчатым зацеплением роторов, как и в некоторых роторных нагнетателях. Возможность вариаций форм роторов и корпуса при этих частных видах зацеплений ограничена. Поэтому за последнее десятилетие при создании новых схем РПД данной группы большей частью ориентируются на трохоидное профилирование. Для обеспечения непрерывности перемещения точек контакта по контуру профиля ротора или корпуса РПД следует применять лишь те виды тро-хоидных кривых, которые не имеют петель, как, например, укороченные эпитрохоиды и удлиненные гипотрохоиды. Одним из частных видов эпитрохоид является так называемая перитрохоида, образуемая в том случае,

обкатываемый, или путем обкатывания производящим кругом, расположенным вне обкатываемого, как и в случае образования эпитрохоиды. Это свидетельствует об эквивалентности перитрохоидных и эпитрохоидных профилей. На фиг. 21 показано построение, подтверждающее данное положение. Одна и та же точка профиля может быть получена построением, соответствующим пери-трохоиде (которая также называется подерой), и построением, соответствующим эпитрохоиде. Для этого необходи-

мо иметь определенные соотношения между параметрами механизмов, производящих перитрохоиду и эпитрохоиду, что следует из построений на фиг. 21.

Фиг. 21. Два метода построения профиля:
сплошные линии — построение перитрохоиды (подеры); штриховые линии — построение эпитрохоиды.

При использовании трохоидных профилей в РПД с роторами с внешним зацеплением, имеющими малое число выступов, нельзя добиться одновременного сопряжения нескольких производящих точек одного ротора с соответствующими трохоидными поверхностями сопрягающегося ротора. Как известно, в случае зубчатых передач с внешним зацеплением при малом числе зубьев нельзя добиться Высокого коэффициента перекрытия. Это распространяется и на зацепление роторов РПД. Следовательно, при вращении сопряженных роторов внешнего зацепления неизбежен разрыв непрерывности контура уплотнения на роторе, обусловленный переходом точки зацепления с одного участка профиля ротора на другой.

Как видно из фиг. 14, в этом случае образующие точки производящего ротора в течение значительного угла

поворота не будут сопрягаться с профилями спаренных роторов, т. е. не будут пространственно «замкнуты». Поэтому в зоне образующих точек ротора невозможно разместить элементы контактного уплотнения. Это обусловлено тем, что центробежная сила, действующая на них, не может быть уравновешена реакцией сопряженного ротора или статора в периоды нарушения непрерывности сопряжения. Вследствие этого, а также для уменьшения числа деталей РПД в последние годы все большее внимание обращают на схемы роторно-поршневых двигателей с внутренним зацеплением роторов. Среди наиболее рациональных разновидностей этих схем следует отметить схему РПД с одним ротором, совершающим планетарное движение, который сопрягается с отверстием корпуса. Последнее имеет трохоидный теоретический профиль. Две типичные схемы РПД данного вида показаны на фиг. 16 и 17.

На фиг. 22 показана кинематическая схема двигателя Ванкель-НСУ (на стр. 119—120 приведены геометрические параметры секции этого двигателя с рабочим объемом 250 см3). В данном двигателе применен цилиндрический ротор 1 с тремя криволинейными сторонами. Ротор совершает планетарное движение вокруг оси О, вала двигателя, так как ось вращения ротора смещена по отношению к оси вала на величину е = 001. К ротору жестко крепится синхронизирующая шестерня 2 внутреннего зацепления. Последняя входит в зацепление с неподвижной шестерней 5, жестко укрепленной в неподвижном корпусе и расположенной соосно валу внутри производящего круга. Радиус начальной окружности этой шестерни обозначен R. Из фиг. 22 видно, что разность радиусов начальных окружностей пары синхронизирующих шестерен

Фиг. 22. Кинематическая схема РПД с планетарным движением ротора:
Т — теоретическая кривая; Д — действительная кривая.

Профили отверстий в корпусах РПД с планетарным движением ротора по отношению к корпусу могут быть образованы двумя способами. Кинематические схемы двух устройств для образования профилей отверстий корпуса показаны на фиг. 23.

Для первого способа (устройство для него показано на фиг. 23, а) характерно расположение производящей точки на поверхности, жестко связанной с планетарной шестерней, диаметр которой больше диаметра обкатываемой шестерни. При вращении эксцентрикового вала с шипом, несущим сателлит, производящая точка опишет трохоидную кривую, которая, как это следует из приведенного анализа (см. стр. 67), может быть отнесена к разряду укороченных эпитрохоид.

При втором способе образования профилей отверстий в корпусах РПД с планетарным движением ротора производящая точка располагается на поверхности, жестко связанной с сателлитом, расположенным внутри неподвижной солнечной шестерни. Образуемый при этом профиль относится к удлиненным гипотрохоидам. Устройство для образования такого профиля схематически показано на фиг. 23, б.

В соответствии с этими двумя методами профилирования корпусов РПД данных видов должны применяться

и надлежащие методы профилирования боковых сторон роторов.

Фиг. 23. Схемы устройств для профилирования элементов двигателя с планетарным движением ротора:
а — для эпитрохондного профиля: б — для гипо-трохоидного профиля.

содержание .. 7 8 9 10 ..