Модульный роторный ДВС.

[Kanonier]

Роторный двигатель внутреннего сгорания состоит из одной, или нескольких пар (секций) разнофункциональных модулей, где каждый модуль пары выполняет различные функции (такты) определенного цикла ДВС. Один из пары, модуль расширения-преобразователь 1 осуществляет непосредственное преобразование тепловой энергии горячих газов (рабочее тело). Другой из пары, модуль сжатия - компрессор 2 осуществляет сжатие рабочего тела (ТВС, воздуха) с давлением соответствующему определенной степени сжатия. Модули пары могут иметь как одинаковую, так и разную частоту вращения. Пара модулей образует секцию. Двигатель составленный из нескольких секций, может быть на одном валу, соосным или произвольным расположением секций в пространстве, с любым видом механической связи (согласующий вал, зубчатая цепная и ременной передача) между ними. Двигатель может иметь ресивер 3, накапливающий сжатое РТ от компрессора, и подающий РТ в преобразователь, причем как для каждой секции отдельно, так и общий для нескольких секций.

1-преобразователь, 2-компрессор, 3- ресивер, 4 -ротор, 5-вал ротора, 6 -полый вал ротора, 7-лопатка. 8- камера сгорания (КС), 9-элементы зажигания или впрыска топлива.

 

[Kanonier]

Схема двигателя. Че то, при переводе из Автокада в другой формат штриховка не прошла. Ну думаю разберетесь.

 

[Kanonier]

Изначально, рассмотрим преобразователь. Эта та часть которая определяет стоит ли овчинка выделки.

И первое, это возможность, значительно повысить СС двигателя (до 14). Идеальная КС – усеченная сфера, с минимальной площадью поверхности (в сравнении с поршневым такого же объема, почти в два раза меньше). А, это меньшая зависимость от детонации. Для литрового объема полости, площадь поверхности КС как у 0,5 л- а это в бензинке самые эффективные. Ну и проблема связанная с повышением скорости нарастания давления, тоже решается (об этом позже). Итого рост КПД двигателя до 5-6%.

 

[Varan]

осталось придумать как заставить лопатки двигаться туда- сюда, не забыв прикинуть величину газовой силы, действующей на них

 

[slav]

Идеальная КС – усеченная сфера, с минимальной площадью поверхности

Особенно она хороша в длинноходовом поршневом . Всё остальное хуже !

 

[Kanonier]

осталось придумать как заставить лопатки двигаться туда- сюда, не забыв прикинуть величину газовой силы, действующей на них

Газовые силы в направлении выдвижения лопаток воздействуют незначительно. А далее посмотрите механизм выдвижения лопатки , это редуктор, и сила выдвигающая лопатку в 4-7 раз больше, силы воздействующей(прижимная) на лопатку и совершающая вращение. Прижимная сила также растет с ростом площади выдвинутой лопатки до определенного момента (давление ведь падает) причем практически нет ударной нагрузки, как у поршня) определяет силу трения. Огромная площадь контакта лопатки (опорная часть в 2, до 3,5 больше, чем "рабочей" части, что и угол перекоса уменьшает) с антифрикционными вкладышами позволяет значительно уменьшить износ (на силу трения это не влияет). А если еще канал , с антифрикционными вкладышами прекрасной смазкой и с роликами (типа рольганг)-на нагруженной стороне. Так, что проблем в этом плане быть не должено.

Особенно она хороша в длинноходовом поршневом . Всё остальное хуже !

Хуже??? Идеальной отделенной КС? Да это мечта конструкторов ДВС. Если в курсе, то посмотрите как они извращались, что бы это сделать.

 

[Kanonier]

схема ВУ

 

[Kanonier]

Итак повышение КПД за счет увеличении СС для данной КС сомнения не вызывает.

А теперь второе.

Данная КС позволяет выдержать как значительно большее давление, так и кратно большую скорость нарастание давления, чем КС поршневого ДВС. . В поршневом ДВС такие детали как поршень и цилиндр, палец поршня и шатун, шатун (вкладыши) и шатунная шейка, коленвал и опорные подшипники имеют свои зазоры и ограничения при ударной нагрузке (скорости нарастания давления). В этом плане, роторный преобразователь имеет только один элемент связи - вал ротора с опорой (естественно антифрикционный вкладыш) в корпусе. Это относительно прочная пара трения, кроме того, масса ротора за счет инерции растягивает ударную нагрузку. Силу ударной нагрузки определяет площадь элемента его воспринимающего. В поршневом, это площадь поршня, и она неизменна. В роторном преобразователе площадь отверстия в КС многократно (до 8 раз) меньше, при равном объеме КС, чем в поршневом.

. Отсюда и нормальная составляющая (максимальная сила ударной нагрузки) на вал ротора будет соответственно меньше.

 

[Varan]

я понимаю что вы художник и так видите, но вы посчитайте все таки какая сила в какой момент будет действовать на лопатки, какая сила трения будет и тд и тп, пока никому не удалось заставить подобные лопатки работать в двс

 

[Kanonier]

Возможность выдерживать большую скорость нарастания давления позволяет применить способ зажигания сверхбедных смесей, где процесс постепенного управляемого горения заменяется горением с кратно большей скоростью. Этот способ зажигания ТВС мощной, многоточечной, объемной, а также калильной системой зажигания. Высокой скоростью горения, и вызванная этим кратно большая скорость нарастания давления, убирает проблему неадекватного горения сверхбедных смесей. А эта проблема, так и не позволила осуществить проект с форкамерными ДВС. А известная истина, что использование сверхбедных смесей приводит к повышению КПД двигателя и, заодно, снижению детонации. Кроме этого, кратно быстрое горение позволяет быстрее начать процесс расширения, уменьшая время контакта горячих газов со стенками КС (площадь которой итак почти в двое меньше) и и канавками корпуса (снижая потери в стенку).
И это позволяет выдавить 4-5 % КПД дополнительно.

 

[Kanonier]

пока никому не удалось заставить подобные лопатки работать в двс

Кто то должен быть первый. Ну про шиберные насосы вы слышали, до 3,5 Мпа работают, при этом лопатки за счет центробежной вылетают. А тут принудительное выдвижение с силой в 4-7 раз большей (правило слышали-выигрываем в силе, проигрываем в расстоянии-подсказка) чем тангенциальная лопатки, с роликами и огромной площадью опорной части в масле, и не выдвинуть? Сотрет в ноль (даже насухо и без роликов), но выдвинет!!! Попрошу ваши расчеты. Вы учтите, что площадь лопатки (а сила лопатки -это площадь только выдвинутой части на давление) растет, при падении давления.

 

[Varan]

Мои то расчеты зачем, вы придумали вам и считать, и вообще работа любого механизма, определение его размеров и тд и тп получаются не из вербальных размышлений а из конкретных инженерных расчетов, и только после них можно обсуждать работоспособность и то не факт что в реальности заработает, так что желаете быть первым вам и флаг в руки- буду очень рад за вас если получится, но надежд особых не питаю, потому как кроме сил придавливающих лопатки потом и проблемы уплотнений будут и вопросы со смазкой ваших лопаток, которая гореть будет в лопаточных зазорах и тд и тп

 

[Kanonier]

потом и проблемы уплотнений будут и вопросы со смазкой ваших лопаток, которая гореть будет в лопаточных зазорах и тд и

Да, но есть нюансы. Первое. сколько десятков (да, уже и скоро будет сотен) лет совершенствуется поршень. А лопатку вы воспринимаете как кусок железа. а если лопатка имеет каркас. а грани прикрывают пластины (хотя бы выдвигающейся части)., и з разных материалов. Второе- опорные части у лопатки, это две противоположные грани (до середины, на одной стороне). именно их зазор определяет перекос лопатки. И они в первую очередь смазываются по давлением в каналах лопаток. А там насверлить можно, сколь угодно, и мазать изобильно. Не опорные части, могут иметь значительный зазор, они не на что не влияют. Уплотнения расположены в каналах (относительно лопаток неподвижны), и для них можно исключить влияние газовых сил).
Третье, противоположные грани (выдвигающихся частей теплоизолированны друг от друга). Тепловая нагрузка на грань воспринимающую давление одна (кстати это грань не опорная), а вот противоположная грань будет выталкивать отработанные газы совсем иной температуры (значительно меньшей- и с учетом моментов повышения КПД, а кроме использования свербедных смесей (тут температура и рабочего хода меньше, выхлопа и подавно), так и впереди маячит продолженное расширение (цикл Аткинсона). То тут окажется, что опорная часть лопатки при температуре выше 500 С и не работает (а то и меньше, но тут иной способ).

 

[Kanonier]

Третье-я уже в посте посте приоткрыл, это продолженное расширение (цикл Аткинсона). Тут только надо менять объем КС и ВСЕ!! А это 10-12% прироста КПД. И без напряга как в поршневом цикл Миллера, или Аткинсон с изменяемым плечом кривошипа (ну очень "простое" решение")

 

[Varan]

Нюансы они везде есть но у вас ничего кроме занимательных фантазий пока нет, так что обсуждать то особо нечего, я понимаю что приятно сидя на диванчике рисовать волшебные химеры и рассказывать как железяки, смазки, газы, тепловые нагрузки себя вести должны, потому как вы так им велели, а вот для того чтобы узнать что на самом деле будет надо работать, напрягать головку, рисовать схемы, писать формулы и их обсчитывать, хотя бы самые примитивные, и вот пока вы этого не сделаете хоть самую малость предмета для обсуждения НЕТ

 

[Kanonier]

что обсуждать то особо нечего, я понимаю

Нехрена вы не понимаете. Прошлый ваш пост был более конкретный, я ответил. а вы и не поняли, и перешли на личность. То что лопатку со стороны давления газов вообще не надо смазывать (выдвигающуюся часть), и на этой стороне. уплотнения (скоба ) будет на лопатке. А опорная сторона (холодная) будет примерно в таком состоянии, как стенки поршня при рабочем ходе.
Но к сожалению у вас отсутствует фантазия, глубокое понимание рабочего процесса, а также пространственное мышление. Поэтому вы не понимаете, что я написал. Насчет расчетов, как то я предоставлял вам тепловой расчет ДВС, вы даже вопрос по нему не задали. хотя цифры были интересные. Нечего обсуждать, вольному воля, спасенному рай.

 

[RVD]

Как то сильно напоминает двигатель Коллетти/Цоллера 🙂

 

[RVD]

Данный класс двигатель известен давно и хорошо, В чем слабость подобных машин:

- Центробежные силы давят на лопатки, которые нечем гасить.
- Коксование боковых стенок лопаток при подачи на них масла. А масло подавать придётся, ибо без смазки такие элементы не работают.
- И еще будет большой (боковой) износ лопаток, так как они трутся в условиях масляного голодания.

 

[Kanonier]

- Центробежные силы на лопатки, которые нечем гасить

Во внутриободном пространстве много места. для создание противовеса для выдвигающейся лопатки. Да немного напряг.

Коксование боковых стенок лопаток при подачи на них масла. А масло подавать придётся, ибо без смазки такие элементы не работают.

Не будет коксования. Лопатка не радиально расположена, а по диаметральной линии. Отсюда опорная сторона (противоположная стороне воспринимающей давление) и должна иметь контакт с поверхностью канала. Эта сторона смазывается уплотнения в стенках канала. Тогда выдвинутая часть данной стороны, будет соответствовать как бы стенкам цилиндра, причем в состоянии выпуска (стенки цилиндра слегка подгорают (маслосъемное кольцо всеже не 100% слизывает масло). В нашем же случае нагруженная грань (выдвинутая часть) участвует толко в такте выпуска (а это другие температуры.)
А вот воспринимающая давление сторона может иметь определенный зазор, и на ней скоба уплотнения (за выдвигающейся частью, которую вообще смазывать НЕ надо), как дно поршня.

И еще будет большой износ лопаток, так как они трутся в условиях масляного голодания.

Опорная сторона, обильно будет смазана, просто не надо воспринимать лопатку как единый пластину. Тут тонкости есть.

 

[RVD]

Опорная сторона, обильно будет смазана, просто не надо воспринимать лопатку как единый пластину. Тут тонкости есть.

Нет тут никаких тонкостей, масло в камере сгорания ОДНОЗНАЧНО коксуется, и выведет в короткое время из строя любую подвижную лопатку, которая в ней передвигается, примеров, великое множество, хотя бы двигатель Сэйрича... . Для справки: температура горения топливовоздушной смеси 2000-2500 К а коксование масла начинается уже с 350 градусов, так что, флаг вам в руки >>>🏴‍☠️

В поршневом моторе и РПД кольца и лопатки относительно корпуса неподвижны: в поршневом варианте масло полностью удаляется скребком, оставаясь только в порах хонинговальной сетки, а в РПД на лопатку подается масла ровно столько, чтобы оно за 1 оборот полностью выгорело, причём масло подается не на всю лопатку, а только на её эквидистантную поверхность (это примерно 60-70 грамм в час для одной секции).
Далее по списку:

Во внутриободном пространстве много места. для создание противовеса для выдвигающейся лопатки. Да немного напряг.

В РПД вес одной лопатки всего 6-8 грамм, когда такая лопатка скользит по трохоиде, её прижимная сила вырастает до 100-120 кг. Даже трудно представить сколько тонн составит прижим от лопатки вашей конструкции (даже с мифическим противовесом), если она будет весить грамм так 50-100 !!!!! .... по условиям жесткости 200, а то и более.