Автомобильные роторно-поршневые двигатели (1964 год) - часть 17

Конструкция, результаты испытаний и исследования роторно-поршневых двигателей фирмы Кертис-Райт

Первые опытные РПД фирмы Кертис-Райт (модель RC-6) предназначались только для лабораторных исследований, поэтому при их проектировании не уделялось особого внимания компактности и весу конструкции (фиг. 51). Эксцентриковый вал опирался на четыре широко расставленных подшипника скольжения. На таком же подшипнике был установлен и ротор. Имелось два 'Противовеса, выполненных отдельно от маховика и закрепленных на эксцентриковом валу с помощью мелких эвольвентных шлицев и зажимных конусов. Таким же способом крепился и маховик.

Для литых деталей двигателя был применен серый чугун. Ротор изготовлялся или из деформируемого алюминиевого сплава, или из глобулярного чугуна. Выпускное окно располагалось так же, как и у РПД НСУ — на

трохоидной поверхности корпуса, а впускное окно находилось на одной из его крышек. Впоследствии были исследованы также модели с расположением впускных окон на обеих крышках корпуса и на его трохоидной поверхности.

Для компенсации характерного для РПД с планетарным движением ротора неравномерного подвода тепла

к различным зонам трохоидной поверхности корпуса .применено поперечное «многозаходное» движение охлаждающей жидкости через рубашку корпуса. Жидкость подводится к одной из крышек корпуса и направляется первоначально в два канала водяной рубашки, расположенных на наиболее горячей зоне корпуса параллельно образующим трохоидной поверхности (фиг. 52). Пройдя по этим каналам, жидкость попадает в выемку другой крышки корпуса, направляется в третий поперечный канал водяной рубашки корпуса и по нему возвращается в первую крышку. Совершив еще один поворот, жидкость попадает в распределительную полость второй крышки корпуса и поступает затем сразу в несколько поперечных каналов, омывающих «холодные» зоны корпуса. Пройдя последние, жидкость опять через первую крышку отводится к выходному патрубку системы охлаждения и затем в радиатор.

Фиг. 51. Первый опытный РПД фирмы Кертис-Райт модель RC-6:
1— передняя крышка корпуса: 2 — противовес; 3 — маховик; 4 — наружный подшипник эксцентрикового вала; 5 — внутренний подшипник эксцентрикового вала; 6 — корпус; 7 — неподвижная синхронизирующая шестерня; 8 — задняя крышка корпуса; 9 —ротор с подвижной синхронизирующей шестерней; 10 — распределитель зажигания; 11 — впускное окно; 12 — выпускное окно; 13 — свеча зажигания.

Фиг. 52. Схема циркуляции охлаждающей жидкости через корпус и боковые стенки РПД RC-6 и температурного поля корпуса:
I—температурное поле; А — выход охлаждающей жидкости; Б — вход охлаждающей жидкости; 1 — впускное окно; 2 — выпускное окно; 3 — свеча зажигания.

Для повышения интенсивности охлаждения горячих зон корпуса в прилегающих к ним полостях рубашки имеются часто расположенные радиальные ребра. Наличие ребер одновременно повышает жесткость наиболее нагруженных участков корпуса. Как видно из описания, жидкость движется около горячих зон с повышенной скоростью, что способствует интенсификации отвода тепла.

Ротор охлаждается смазочным маслом, подводящимся по радиальным каналам в эксцентрике из центрального канала эксцентрикового вала. Часть масла поступает при этом для смазки подшипника ротора, а часть — через кольцевую канавку в середине подшипника и соответствующие отверстия — во внутреннюю полость ротора.

В последней против каждого из выступов ротора вы-фрезерованы три группы охлаждающих ребер (фиг. 53). При помощи продольных углублений масло распределяется по всем междуреберным промежуткам и, проходя по ним, отводит тепло от ребер. Далее масло через входные отверстия поступает к кольцевым проточкам на концах подшипника ротора и из них отводится наружу. Выходные отверстия слегка дросселируют масло, поэтому внутренняя полость ротора всегда полностью заполнена маслом, что исключает возможность местных скоплений воздуха, затрудняющих отвод тепла.

Максимальный радиус междуреберных промежутков относительно невелик, что способствует уменьшению гидравлических потерь при прокачивании масла через внутреннюю полость ротора.

На первых РПД фирмы Кертис-Райт применялась система уплотнения рабочих отсеков, аналогичная применявшейся в то время фирмой НСУ. В дальнейшем для

повышения жесткости элементов системы уплотнения их относительные размеры были увеличены.

Для РИД фирмы Кертис-Райт вначале применялись стандартные холодные свечи зажигания, помещавшиеся в предкамерах, соединенных с рабочей полостью корпуса отверстиями диаметром 3 мм.

Прерыватель для размыкания цепи первичного тока приводился в действие от переднего конца эксцентрикового вала.

Фиг. 53. Схема циркуляции охлаждающего масла через РПД RC-6:
1 — вход в центральный канал эксцентрикового вала; 2 — вход в ротор; 3 — выход из ротора.

Как уже указывалось выше, фирма Кертис-Райт изготовила, начиная с 1958 г., около десяти опытных РПД RC-6 и провела на них большое количество исследований.

Скоростная характеристика РПД RC-6 с выпускным окном, расположенным на боковой стенке корпуса, показана на фиг. 54. Как видно, при 5500 об/мин двигатель развил мощность свыше 73,55 кет (100 л. с.), имея минимальный удельный расход топлива 286 г/(квт* ч) [210 г/(л. с. ч)].

При расположении впускного окна в корпусе число оборотов эксцентрикового вала повысилось до 6500 в минуту и максимальная мощность возросла до 89,7 квт (122 л. с.). Величина максимального крутящего момента осталась неизменной, но переместилась в область более высоких чисел оборотов, что ухудшило тяговую характеристику двигателя. Минимальный удельный расход топлива возрос до 320 г/(квТ*Ч) [235 г/(л. с. ч.)].

Фиг. 54. Скоростные характеристики РПД RC-6 с впускным окном, расположенным на крышке корпуса (сплошные линии) и в корпусе (штриховые линии).

При наддуве РПД RC-6 до избыточного давления воздуха перед карбюратором, равного 150 мм рт. ст., номинальная мощность двигателя возросла на 30%.

В течение долгого времени одним из самых слабых мест РПД RC-6 была недостаточная стойкость свеч зажигания, быстро выходивших из строя из-за непрерывного перегрева. Применение холодных свечей зажигания с очень высоким калильным числом несколько замедлило эрозийное разрушение электродов, но одновременно повысило опасность их закоксования и замасливания. Применение дополнительных разрывов в цепи высокого напряжения оказалось недостаточно эффективным.

Выход был найден в разработанной фирмой Кертис-Райт системе конденсаторного зажигания. При этой системе напряжение между электродами возросло в 4 раза по сравнению с имеющимися у обычных автомобильных двигателей. Эго сделало систему менее чувствительной к отложениям нагара на электродах. При

конденсаторном зажигании между электродами свечи проскакивает более мощная, но менее затяжная искра, чем при обычной системе зажигания. Это значительно уменьшает эрозию электродов и повышает срок службы свечей в особо тяжелых условиях работы.

По данным фирмы за время последних, испытаний РПД RC-6 на надежность не было оменено ни одной свечи зажигания. После 1000 ч работы при ре = 7 бар и числе оборотов, равном 90% от номинальных, зазор между электродами свечи в случае применения конденсаторной системы зажигания возрос только до 0,38 мм.

Фиг. 55. Схема конденсаторной системы зажигания:
1 — полупроводниковый преобразователь тока; 2 — конденсатор; 3 — катушка зажигания; 4 — свеча зажигания;
5 — прерыватель.

Схема конденсаторной системы зажигания показана на фиг. 55. При замкнутом прерывателе «первичный ток, подводимый от 12-вольтовой батареи и преобразованный в полупроводниковом трансформаторе в ток с напряжением 300—500 в, заряжает конденсатор. В момент размыкания прерывателя конденсатор разряжается через первичную обмотку катушки на массу и возбуждает в ее вторичной обмотке ток с указанным выше сверхвысоким напряжением.

содержание .. 15 16 17 18 ..