Автомобильные роторно-поршневые двигатели (1964 год) - часть 19

По мере увеличения рабочего объема рассматриваемое отношение у РПД уменьшается, что показывает, что у больших РПД можно ожидать относительное уменьшение потерь тепла в охлаждающую среду.

Выше было отмечено, что у односекционного РПД воспламенение заряда (Происходит через каждые 360° поворота эксцентрикового вала, а продолжительность каждого такта соответствует повороту вала на 270°; поэтому кривая мгновенного значения крутящего момента односекционного РПД совпадает не с аналогичной кривой одноцилиндрового двухтактного двигателя, работающего с таким же числом оборотов, как и РПД, а с кривой индикаторного крутящего момента четырехтактного двухцилиндрового двигателя, число оборотов коленчатого вала которого равно числу оборотов эксцентрикового вала РПД.

На номинальном «режиме в связи с относительно высоким числом оборотов РПД меньшая степень равномерности его крутящего момента при односекционном исполнении не имеет существенного значения. Однако для обеспечения необходимой плавности вращения выходного вала односекционного РПД при умеренных скоростных режимах, а также для уменьшения устойчивого числа оборотов холостого хода и пускового числа оборотов требуется применение маховиков с увеличенным по сравнению с ПД моментом инерции. Это, несколько ухудшая приемистость двигателя, может затруднить применение односекционных РПД для транспортных целей. При упругой подвеске односекционного РПД к раме автомобиля недостаточная равномерность вращения вала при малом числе оборотов может вызвать появление нежелательных вибраций всего двигателя.

Газораспределение у РПД осуществляется при помощи окон, открываемых и закрываемых ротором. Такая система аналогична золотниковому газораспределению, применяемому у некоторых поршневых двигателей, и также обеспечивает быстрое полное открытие и такое же быстрое закрытие газообменных окон. Благодаря этому так называемое время-сечение у РПД

получается значительно большим, чем у высокофорсированных поршневых двигателей с клапанным механизмом (фиг. 68).

Вследствие относительной неравномерности работы односекционных РПД в их впускных и выпускных трактах повышается интенсивность волновых процессов в потоках свежей смеси и отработавших газов. Амплитуда волн дополнительно усиливается резким открытием и закрытием газообменных окон, и при определенном числе оборотов возникает так называемый динамический наддув. Такой наддув в сочетании у РПД с большим время-сечением газообменной системы является -причиной того, что у этих двигателей коэффициент наполнения иногда оказывается большим единицы, а среднее эффективное давление доходит до 10—11 бар.

Однако при пониженном числе оборотов чрезмерные пульсации во впускном трубопроводе затрудняют организацию карбюрации и способствуют выбрасыванию бензо-воздушной смеси в воздухоочиститель. Поэтому применение не прямоугольных, а круглых газообменных окон, обусловливающих более плавное изменение проходной площади по мере открытия (или закрытия) окна, улучшает показатели РПД в области низких чисел оборотов и уменьшает устойчивое число оборотов холостого хода.

Фиг. 68. Время-сечение газообменных органов у РПД типа ККМ (сплошные линии) и ПД (штриховые линии).

Как видно из фиг. 31, при положении ротора, соответствующем концу такта выпуска и начала такта впуска, в одном из рабочих отсеков впускное и выпускное окна сообщаются через полость между корпусом и ротором, а также через выемку в роторе, образующую камеру сгорания. При высоком числе оборотов такое сообщение аналогичное имеющемуся у обычных поршневых двигателей при так называемом перекрытии клапанов, может даже оказаться полезным.

При уменьшении угловой скорости ротора в результате сообщения впускного и выпускного окон несгоревшая бензо-воздушная смесь попадает в выпускную трубу или к этой смеси примешивается большое количество остаточных газов (в зависимости от соотношения давлений во впускном и выпускном трактах). И то и другое по понятным причинам отрицательно сказывается на показателях РПД, в первую очередь на его топливной экономичности.

Для уменьшения вероятности таких явлений впускные окна иногда располагают, как уже указывалось выше, не на трохоидной поверхности корпуса, а па одной из. его боковых стенок. Размеры окна при этом должны быть такими, чтобы не происходило хотя бы частичного перекрытия его маслосъемным кольцом, иначе во впускной канал будет .попадать смазочное масло. Поэтому при боковом .расположении впускного окна размеры его получаются уменьшенными и наполнение двигателя, а следовательно, и его максимальная мощность понижаются (см. фиг. 54), но топливная экономичность становится несколько выше. Наполнение можно улучшить, делая впускные окна на обеих стенках корпуса, что, однако, усложняет и утяжеляет двигатель.

При боковом расположении впускных окон сообщение их с выпускным окном полностью не устраняется поэтому эффект от этого мероприятия не очень существенен.

Наличие относительно продолжительного сообщения впускного и выпускного трубопроводов отрицательно влияет на пусковые качества РПД.

Для устранения этого недостатка В. Фреде предложил (и запатентовал эту идею в ряде стран) снабжать РПД двумя впускными каналами: основным и дополнительным пусковым. Выходное окно последнего, имеющее

относительно небольшие размеры, располагается на одной из боковых стенок корпуса так, чтобы открытие его торцом ротора осуществлялось только после того, когда выпускное окно уже закрыто полностью или почти полностью. Пусковой канал читается соответственно обогащенной бензо-воздушной смесью от отдельного маленького карбюратора или от дополнительной пусковой секции основного карбюратора.

При пуске РПД, оборудованного таким устройством, дроссельная заслонка основного карбюратора полностью закрывается. После пуска и прогрева пусковая секция отключается, и двигатель переводится на питание от основного карбюратора.

Как известно, надежная работа поршневых колец у форсированных ПД в значительной мере обеспечивается, во-первых, дросселированием горячих газов и щели между зеркалом цилиндра и верхним поясом головки поршня, расположенным выше канавок для колец, во-вторых, вращением колец в канавках, уменьшающим опасность закоксовывания колец, и, в-третьих, наличием пространства относительно малого объема между кольцами и канавками. Последнее понижает скорость перетекания горячих газов из цилиндра через щели между торцами колец и боковыми стенками канавок и, следовательно, понижает нагрев колец.

У РПД условия работы уплотнительных элементов значительно менее благоприятны, так как радиальные уплотнительные лопатки соприкасаются с горячими газами без предварительного дросселирования последних, отсутствует продольное перемещение радиальных лопаток и торцовых планок в канавках ротора, пространство в канавках под уплотнительными элементами относительно велико из-за необходимости размещения ленточных пружин. Следовательно, количество газов, перетекающих из этого пространства в рабочие полости РПД и обратно, тоже является относительно очень большим. Все это увеличивает опасность закоксовывания уплотнительных элементов в канавках ротора и повышает требования к качеству смазочного масла, применяемого для РПД рассматриваемого типа.

Важным фактором для работы системы уплотнений РПД является разность давлений в смежных рабочих отсеках, характер изменения которой по углу поворота

ротора показан на фиг. 69. В одном из участков в начале зоны сгорания и расширения, расположенном за короткой осью трохоиды, разность давлений равна нулю. Следовательно, на этом участке можно расположить свечу зажигания, и это не приведет к перетеканию газов из одного отсека в другой через углубление в корпусе, в котором находятся электроды свечи.

Технология изготовления деталей РПД не имеет никаких особенностей, за исключением обработки трохоидной поверхности корпуса.

Для обработки этой поверхности фирма НСУ применяет шлифовально-копировальный станок (фиг. 70), круг которого во избежание проявления продольных неровностей имеет осевое перемещение. Копир для этого станка изготовляется в специальном шлифовальном приспособлении (фиг. 71), имеющем вращающийся стол, к которому крепятся обрабатываемый копир и шпиндель с резцовой головкой или камнем, смещенный относительно оси стола на величину эксцентрицитета РПД. Стол и шпиндель вращаются в одном направлении, но с разными числами оборотов, относящимися как 3 : 2, т. е. имеют такую же кинематическую связь, как внешний и внутренний роторы у РПД типа DKM.

Для контроля трохоидной поверхности применяется индикаторное приспособление (фиг. 72), головка которого совершает относительно проверяемой детали планетарное движение

Рис. 70. Обработка рабочей поверхности корпуса РПД на шлифовально-копировальном станке.

Фиг. 71. Приспособление для изготовлении копира для шлифовально-копировального станка

Фиг. 72. Приспособление для контроля рабочей поверхности корпуса РПД.

Возможно изготовление трохоидной поверхности методом обкатывания на станках для обработки зубьев шестерен. При чистовой обработке трохоидной поверхности на таких станках вместо режущего инструмента можно применять хонинговальный камень.

В дальнейшем для обработки трохоидной поверхности могут быть применены специальные копировальные станки, имеющие соответствующую кинематику, электро-шлифовальиые станки с программным управлением
и т. п. Для предварительной обработки трохоидной поверхности может быть применена протяжка.

Точность .изготовления основных деталей РПД не превышает требований второго класса.

содержание .. 17 18 19 20 ..