Меню Рубрики

Установка газа на роторный двигатель

Наша компания впервые в Украине, установила систему ГБО в автомобиль с роторным двигателем (Mazda RX-8)

Наша компания впервые в Украине, установила систему ГБО в автомобиль с роторным двигателем. Mazda RX-8 нашего клиента, уже несколько недель абсолютно корректно применяет в качестве топлива газ пропан-бутан. Данный эксперимент был очень важен для нас.

На европейских форумах Mazda RX-8 до сих пор не было подтвержденной информации о том, что переоборудованное авто, абсолютно корректно может применять газ в качестве альтернативы бензину. А с другой стороны, технические тонкости принципа работы роторного двигателя, теоретически дают газу преимущество по отношению к бензину, и, применяя газ в качестве топлива, вполне возможно, что ресурс данного двигателя увеличится. Именно это и подтолкнуло нашего клиента к предоставлению своего автомобиля для этого эксперимента. Поскольку он сам является одним из не многих инженеров-техников по обслуживанию роторных двигателей в Европе, и досконально знает все слабые места данного двигателя, он с абсолютным интересом решил инвестировать, в переоборудование данного авто и проведение данного эксперимента до логического конца.

В виду того, что территориально автомобиль изначально находился в Одессе, то сам монтаж проводился в два этапа. На первом этапе демонтировали двигатель, сняли впускной коллектор, отправили нам курьерской службой. Мы установили газовые жиклеры в воздушный коллектор. После чего автомобиль был собран и приехал на окончательный монтаж и настройку системы ГБО на динамометрическом стенде, который любезно предоставила нам киевская тюнинг компания РЕДЛАЙН.

В комплектацию системы ГБО в данный автомобиль для обеспечения его абсолютно корректной работы на газу, нами были выбраны следующие комплектующие:

  1. Электроника TAMONA. Благодаря огромному количеству настроек, и поканальному управлению форсунками была вообще возможна корректная настройка системы.
  2. Редуктор Gurtner 220 kW. Надежная рычажная система управления клапаном регулирования давления газа. Позволяет переваривать даже самый грязный газ.
  3. Форсунки Hana. Обеспечивают достаточную точность дозирования топлива во всех режимах работы.

Предлагаем всем заинтересованным посетить нашу галерею и где Вы сможете увидит фото и видео материалы про данный автомобиль.

источник

DreD-01 › Блог › Роторный двигатель на Ваз

Роторно-Поршневой Двигатель Ванкеля

До недавнего времени только спецподразделения МВД и ФСК имели на «вооружении» эту удивительную технику. После того, как АвтоВАЗ в начале 1997-го получил соответствующие сертификаты, «Лады» с роторными двигателями появились в свободной продаже.

Первый образец роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания (РПД), конструкцию которого разработал немецкий инженер Феликс Ванкель, был испытан еще в феврале 1957-го. Ванкель провел обширные теоретические исследования форм рабочей полости и ротора, которые по его выкладкам, должны быть выполнены в виде эпитрохоиды. В компании NSU, где служил немецкий инженер, серьезно работали в этом направлении. В середине 60-го РПД был смонтирован на малолитражку NSU Prince. После доводки конструкции, осенью 1963 года, свет увидела первая серийная машина с двигателем Ванкеля — NSU Prince Spyder. Но выпускалась она не долго. Сначала фирму NSU поглотила более крупная компания, а затем и сам РПД не выдержал жесткой конкуренции с «поршневиками».

В бывшем СССР народ тоже не был «лыком cшит». В 1974 году тогдашний генеральный директор ВАЗа В.Н. Поляков поставил задачу создать собственный РПД. Решение было поручено специальному конструкторскому бюро (СКБ РПД), которое возглавил Б.С. Поспелов. При всех достоинствах РПД — компактности, приемистости, отсутствии кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, а так же значительно меньших габаритов и массе при одинаковой с поршневыми двигателями внутреннего сгорания мощности, он имел и ряд серьезных недостатков. Основными на тот период были часто выходящие из строя уплотнительные элементы, плохая приспосабливаемость к изменениям внешней нагрузки, повышенный расход топлива и неудовлетворительные показатели по выбросам в отработавших газах. С таким набором плюсов и минусов и предстояло работать коллективу СКБ РПД Тольятти. Заметим, что отечественным разработчикам, в отличие от зарубежных, не пришлось воспользоваться наработками господина Ванкеля: денег на покупку лицензии или патента не было. Пошли проверенным «расейским» путем — достали серийный РПД фирмы NSU, разобрали, скопировали, где было не ясно — докумекали и сделали свой односекционный роторно-поршневой двигатель.
Его появление датировано 1976 годом. Тогда первенец СКБ — ВАЗ-311 мощностью 70 л.с. — худо-бедно завращался, принеся надежду на будущее. Последующие пять лет ушли на доработку конструкции и борьбу с недостатками.

В 1982 году на выставке НТТМ-82 вазовцы впервые продемонстрировали ВАЗ-21018 — автомобиль с роторно-поршневым двигателем. Машина представляла собой ВАЗ-21011 с силовым агрегатом ВАЗ-311. (Было выпущено 50 автомобилей для опробования в реальных условиях эксплуатации). Но первый блин оказался комом. Не поддержав машины необходимым сервисом и не подготовив соответствующим образом рядового покупателя, разработчики чуть было не загубили начатое дело. За пол года на 49 автомобилях заменили РПД на поршневые двигатели внутреннего сгорания. Основными неисправностями были выход из строя уплотнителей и подшипниковых узлов, появились также недостаточная сбалансированность роторно-эксцентрикового механизма (РЭМ) и плохая топливная экономичность. Взвесив все «за» и «против», решили отказаться от односекционного варианта РПД и бросить силы на разработку двухсекционного. При этом конструкторская мысль сосредоточилась на искоренении дефектов, выявленных в результате опытной эксплуатации. В итоге в 1982-83 гг. появились новые двигатели ВАЗ-411 (мощность 110-120 л.с., ширина ротора 70 мм) и ВАЗ 413 (140 л.с., ширина ротора 80 мм). Одновременно подыскивается сфера приложения «ротора». Конструкторы получают добро на применение разработок на практике от руководства МВД, ГАИ и КГБ — благо динамические и мощностные показатели моторы выдавали довольно неплохие, располагая при этом необходимым ресурсом, а топливная экономичность была тогда не столь важна. Так появились обычные на вид, но очень резвые ГАЗ-21, -24 и -3102, оснащенные моторами ВАЗ-314. В этот же период тольяттинские специалисты получают выгодный заказ на разработку роторных двигателей для легкой авиации и вертолетов. Автомобили временно отошли на второй план. Даже на появившиеся в 1984 году первые переднеприводные машины не обратили особого внимания. Тем не менее наработки, полученные в ходе сотрудничества с авиаторами, пошли на пользу. Лишь в 1992 году автомобильная тематика приобретает второе дыхание: появляется РПД для переднеприводных моделей (ВАЗ-414). С опозданием на целых 8 лет! Но, как говориться, лучше поздно чем никогда. Три года на доводку, и вот в конце 97 года базовый двигатель автомобильного направления — ВАЗ-415 — получил сертификат на право установки его на автомобиль общего назначения. До этого РПД устанавливался только на спец технику. ВАЗ-415 отличается от своих предшественников универсальностью. Его установка возможна на любую ВАЗовскую машину — «классику», передне- и полноприводные. Кроме того, РПД можно ставить на «Москвич», а в трехсекционном варианте (ВАЗ-425) — и на «Волгу».

источник

iskrilka › Блог › Роторный двигатель

Роторный двигатель: принцип работы

Как работает роторный двигатель. Роторный двигатель изобретен и разработан доктором Феликсом Ванкелем и иногда называется двигатель Ванкеля или роторный двигатель Ванкеля.

Роторный двигатель, как и традиционный поршневой, является двигателем внутреннего сгорания, но работает он совершенно иначе. В поршневом двигателе, в одном и том же объеме пространства (в цилиндре) попеременно происходят четыре различные работы — впуск, сжатие, сгорание и выпуск (такты).

Роторный двигатель делает эти четыре такта в одном и том же объеме(камере), но каждый из этих тактов происходит в своей отдельной части этой камеры. Как будто для каждого цикла используется отдельный цилиндр, а поршень перемещается от одного цилиндра к другому.
Принцип работы роторного двигателя.

Как и поршневой, роторный двигатель использует давление которое создается при сжигании смеси воздуха и топлива. В поршневых двигателях, это давление создается в цилиндрах, и двигает поршни вперед и назад. Шатуны и коленчатый вал преобразуют возвратно-поступательные движения поршня во вращательное движение, которое может быть использовано для вращения колес автомобиля.

В роторном двигателе, давление сгорания содержится в камере, образованной частью объема камеры закрытой стороной треугольного ротора, который используется в данном случае вместо поршней.
Ротор и корпус роторного двигателя от Mazda RX-7: Эти детали заменяют поршни, цилиндры, клапаны, шатуны и распредвалы в поршневых двигателях.

Читайте также:  Двигатель камминз установка распредвала

Ротор соединен со стенками камеры каждой из трех своих вершин, создавая три отдельных объема газа. Ротор вращается, и каждый из этих объемов попеременно расширяется и сжимается. Цепная реакция всасывает воздух и топливо в рабочую камеру, сжимает смесь, она расширяясь делает полезную работу, затем выхлопные газы выталкиваются, новая порция воздуха и топлива всасывается, и так далее.

Мы заглянем внутрь роторного двигателя, чтобы познакомится с его устройством, но сначала давайте взглянем на новые модели автомобилей с роторным двигателем.

Mazda стала пионером в массовом производстве автомобилей, использующих роторные двигатели. Спорткар RX-7, который поступил в продажу в 1978 году, был, пожалуй, наиболее успешным автомобилем с роторным двигателем. Но ему предшествовал целый ряд автомобилей, грузовиков и даже автобусов с роторной силовой установкой, начиная с Cosmo Sport выпуска 1967 года.

Строение роторного двигателя.

Роторный двигатель имеет систему зажигания и систему впрыска топлива, весьма похожие на те, что установлены на поршневых двигателях. Однако, если вы никогда не видели внутренности роторного двигателя, то будьте готовы удивиться, потому что вы не увидите ничего знакомого.

Ротор имеет три выпуклых стороны, каждая из которых действует как поршень.
Каждая сторона ротора имеет углубление в ней, что повышает скорость вращения ротора в целом, предоставляя больше пространства для топливо-воздушной смеси.

На вершине каждой грани находится по металлической пластине, которые и формируют камеры, в которых происходят такты двигателя. Два металлических кольца на каждой стороне ротора формируют стенки этих камер. В середине ротора находится круг, в котором имеется множество зубьев. Они соединены с приводом, который крепится к выходному валу. Это соединение определяет путь и направление, по которому ротор движется внутри камеры.

Камера двигателя приблизительно овальной формы (но если быть точным — это Эпитрохоида, которая в свою очередь представляет собой удлиненную или укороченную эпициклоиду, которая является плоской кривой, образуемой фиксированной точкой окружности, катящейся по другой окружности). Форма камеры разработана так, чтобы три вершины ротора всегда находились в контакте со стенкой камеры, образуя три закрытых объемах газа.

В каждой части камеры происходит один из четырех тактов:

Впуск
Сжатие
Сгорание
Выпуск
Отверстия для впуска и выпуска находятся в стенках камеры, и на них отсутствуют клапаны. Выхлопное отверстие соединено непосредственно с выхлопной трубой, а впускное напрямую подключено к газу.

Выходной вал имеет полукруглые выступы-кулачки, размещенные несимметрично относительно центра, что означает, что они смещены от осевой линии вала. Каждый ротор надевается на один из этих выступов. Выходной вал является аналогом коленчатого вала в поршневых двигателях. Каждый ротор движется внутри камеры и толкает свой кулачок.

Так как кулачки установлены несимметрично, сила с которой ротор на него давит, создает крутящий момент на выходном валу, заставляя его вращаться.
Теперь давайте посмотрим, как эти части взаимодействуют.

Строение роторного двигателя

Роторный двигатель состоит из слоев. Двухроторный двигателя состоят из пяти основных слоев, которые удерживаются вместе благодаря длинным болтам, расположенным по кругу. Охлаждающая жидкость протекает через все части конструкции.

Два крайних слоя закрыты и содержат подшипники для выходного вала. Они также запечатаны в основных разделах камеры, где содержатся роторы. Внутренняя поверхность этих частей очень гладкая и помогает роторам в работе. Отдел подачи топлива расположен на конце каждой из этих частей.

Следующий слой содержит в себе непосредственно сам ротор и выхлопную часть.

Центр состоит из двух камер подачи топлива, по одной для каждого ротора. Он также разделяет эти два ротора, поэтому его внешняя поверхность очень гладкая.

В центре каждого ротора крепится две большие шестерни, которые вращаются вокруг более маленьких шестерней и крепятся к корпусу двигателя. Это и является орбитой для вращения ротора.

Мощность роторного двигателя

Роторные двигатели используют четырехтактный цикл сгорания, как и в обычном поршневом. Но в роторном это происходит совсем по-другому.

Сердце роторного двигателя — это ротор. Он чем-то эквивалентен поршню в поршневом двигателе. Ротор установлен на большой округлом лепестке на выходном вале. Этот лепесток смещается от осевой линии вала и действует как заводная ручка на лебедку, давая ротору пространство для поворота выходного вала. Пока ротор вращается внутри корпуса, он толкает лепесток внутри жестких кругов, вращаясь 3 раза за каждый оборот ротора.
В то время как ротор вращается в корпусе, три отсека внутри изменяют свой размер. Изменение размера этих камер создает давление. Давайте пройдем по всем 4 отсекам двигателя.

Первая фаза начинается тогда, когда вершина ротора находится на уровне отсека подачи. В момент когда камера подачи открыта для основного отсека, объем этой камеры близок к минимуму. Как только ротор проходит мимо камеры подачи, объем камеры расширяется и вливает воздух/топливо в основной отсек. Как только ротор проходит камеру подачи, отсек становится полностью изолированным и начинается компрессия.

В то время как ротор продолжает свое движение по основному отсеку, пространство в отсеке становится меньше, смесь из воздуха/топлива сжимается. Как только ротор проходит отсек со свечами зажигания, объем камеры снова сводится к минимуму. В это время происходит возгорание смеси.

Большинство роторных двигателей имеет две свечи зажигания. Камера возгорания достаточно длинная, поэтому одной свечи будет недостаточно. Как только свечи воспламеняет топливно-воздушную смесь, давление в отсеке сильно увеличится, приводя ротор в движение. Давление в камере возгорания продолжает расти, заставляя ротор двигаться, а отсек расти в объеме. Газы от возгорания продолжают расширяться, перемещая ротор и создавая мощность, до того момента, пока ротор не пройдет выхлопной отсек.

После того, как ротор проходит выхлопной отсек, высокое давление газа сгорания свободно выходит в выхлопную трубу. Так как ротор продолжает движение, камера начинает сжиматься, выдавливая оставшиеся выхлопные газы в свободный отсек. К тому времени объем камеры опять падает к минимуму и цикл начинается сначала.

У роторного двигателя достаточно много различий с обычным поршневым двигателем.

Роторный двигатель имеет намного меньше частей, чем скажем 4-ех цилиндровый поршневой движок. Двух роторный двигатель имеет три главные движущиеся части: два ротора и выходной вал. Даже самый простой 4-ех цилиндровый поршневой двигатель имеет как минимум 40 движущихся частей, включая поршни, шатуны, стержень, клапаны, рокеры, клапанные пружины, зубчатые ремни и коленчатый вал. Минимизация движущихся частей позволяет получить роторным двигателям более высокую надежность. Именно поэтому некоторые производители самолетов (к примеру Skycar) используют роторные двигатели вместо поршневых.

Все части в роторном двигателе непрерывно вращаются в одном направлении, в отличие от постоянно изменяющих направление поршней в обычном двигателе. Роторный движок использует сбалансированные крутящиеся противовесы, служащие для подавления любых вибраций. Подача мощности в роторном двигателе также более мягкая. Каждый цикл сгорания происходит за одни оборот ротора в 90 градусов, выходной вал прокручивается три раза на каждое прокручивание ротора, каждый цикл сгорания проходит за 270 градусов за которые проворачивается выходной вал. Это значит, что одно роторный двигатель вырабатывает мощность в три четверти . Если сравнивать с одно-цилиндровым поршневым двигателем, в котором сгорание происходит каждые 180 градусов каждого оборота, или только четверти оборота коленчатого вала.

В связи с тем, что роторы вращаются на одну треть вращения выходного вала, основные части двигателя вращаются медленней, чем части в обычном поршневом двигателе. Это также помогает и в надежности.

Самые главные проблемы при производстве роторных двигателей:

Достаточно сложно (но не невозможно) подстроиться под регламент выброса CO2 в окружающую среду, особенно в США.

Производство может стоить намного дороже, в большинстве случаев из-за небольшого серийного производства, по сравнению с поршневыми двигателями.

Они потребляют больше топлива, так как термодинамическое КПД поршневого двигателя снижается в длинной камере сгорания, а также благодаря низкой степени сжатия.

Читайте также:  Двигатель д 260 установка тнвд

источник

LordStasis › Блог › Золотой век роторнопоршневых двигателей Ванкеля (РПД)

Не многие знают, что роторнопоршневые двигатели начали свой путь по завоеванию подкапотных пространств автомобилей не с подачи фирмы Mazda или ВАЗ, а значительно раньше. Золотой век РПД пришелся на середину 20 века, когда экология и маркетинг еще не вмешивались столь яро в технический прогресс. Уже в 1960-х годах существовали поистине уникальные по своим характеристикам РПД, сочетающие в себе такие особенности, которые и в современных моторах считаются верхом технического прогресса, среди них:
— система смазки двигателя с сухим картером;
— алюминиевый блок;
— инерциальный наддув;
— напыляемые металлические и керамические покрытия;
— непосредственный впрыск топлива.
В те годы появились автомобильные и авиационные (с воздушной системой охлаждения) РПД с выдающимися характеристиками, несмотря на отсутствие современных продвинутых систем управления двигателем (применялись карбюраторы).
Прежде чем рассмотреть самые продвинутые и сложные мультисекционные РПД, начнем с основы, на которой они базировались, то есть с односекционников.
Наиболее интересными я посчитал разработки авиа мотостроительной фирмы Кертис-Райт (США), использующей в основе своих разработок оригинальную конструкцию Феликса Ванкеля, модифицированную во времена его работы в фирме НСУ. Именно там РПД обрел привычный нам сегодня вид. Для этого небольшого обзора я использовал книгу «Ротопоршневые двигатели» за авторством В.С. Бениович, Г.Д. Апазиди, А.М. Бойко издательства «Машиностроение» города Москва 1968 г., некоторые иллюстрации взяты из книги John B. Hege «The Wankel Rotary Engine: A History». Эти материалы ранее мне не попадались в электронном виде в свободном доступе.
Известная авиа мотостроительная фирма Кертис-Райт (США) первой приобрела лицензию на РПД в 1958 г. Эта фирма разрабатывает семейства ротопоршневых двигателей, предназначенных для использования в различных отраслях хозяйства. Базовой моделью семейства РПД является однороторный двигатель RC1-60 (Rotating combustion, 60 – объем в кубических дюймах) с рабочим объемом камеры 0,98 л и степенью сжатия ε=8,5.
К 1965 г. время исследовательских и доводочных работ по двигателям серии RC превысило 20 000 моточасов. На рисунке 1 приведены эффективные показатели двигателя, достигнутые к 1964 г.

Поток жидкости последовательно проходит через рубашку охлаждения корпусов двигателя в прямом и обратном направлениях, параллельно оси вала. Количество охлаждающей жидкости, подаваемой в отдельные зоны центрального корпуса в соответствии с характером тепловыделения, регулируется проходными площадями каналов, а также с помощью радиальных ребер, одновременно повышающих жесткость корпуса.
Газораспределительные окна в РПД могут располагаться на рабочих поверхностях центрального или бокового корпусов.
Недостатком системы газораспределения РПД с расположением окон в центральном корпусе является весьма большое время перекрытия впускного и выпускного окон, что особенно сказывается при малых числах оборотов. В результате перекрытия газораспределительных окон происходит перемешивание горючей смеси с выхлопными газами. При этом ухудшаются пусковые качества двигателя.
Для устранения этого явления в транспортных двигателях впускное окно располагают на торцевой поверхности одного из боковых корпусов. Величина проходного сечения окна и выбор фаз при этом ограничены, так как во избежание попадания масла во впускное окно оно не должно перекрываться маслосъемным кольцом. Подобная схема газораспределения понижает коэффициент наполнения при высоких числах оборотов ротора, на несколько повышает экономичность. Другой особенностью такой системы впуска является сообщение полости ротора между маслосъемным кольцом и газовыми торцевыми уплотнениями с впускным окном, что дает возможность прорывающимся газам поступать в последнее, а не в картер двигателя. При этом снижается загрязненность масла и увеличивается срок его службы.
Открытие и закрытие газораспределительных окон в РПД происходит очень быстро, что приводит к возникновению динамического напора воздуха во впускном трубопроводе (рисунок 4). Использование этого эффекта с помощью специально подобранного трубопровода позволило в двигателе RC1-60 заметно повысить величину коэффициента наполнения, которая на отдельных режимах превышает единицу. Этому способствовала также быстроходность РПД, так как эффективность инерционного наддува увеличивается с повышением скоростного режима двигателя.

На рисунке 5 показаны зависимости мощности механических потерь от числа оборотов двигателя RC1-60 и трех образцов карбюраторных шестицилиндровых верхнеклапанных двигателей мощностью 100-120 л.с., развиваемой при числе оборотов, равном 4500 в минуту. Из сравнения зависимостей видно, что мощности механических потерь РПД и поршневых двигателей при низких числах оборотов мало отличаются друг от друга, поэтому для пуска РПД могут быть использованы те же стартеры, что и для сопоставимых по мощности поршневых карбюраторных двигателей.

В таблице 1 для сравнения приведены величины износа деталей двигателя RC1-60, ГАЗ-21 и М-20. Двигатель RC1-60 испытывали в течении 1500 ч на автомобильном бензине без добавки масла. Испытания велись на режимах, наиболее характерных для автомобильных двигателей, т.е. 600 ч двигатель работал при максимальном скоростном режиме с нагрузкой составляющей 75-80 % максимальной, а в течении остальных 900 ч мощность двигателя не превышала 60 % максимальной.
Износ деталей двигателей ГАЗ-21 (автомобиль «Волга») и М-20 (автомобиль «Победа») определяется после пробега около 100 тыс. км. Сравнение результатов испытаний представляет особый интерес в связи с тем, что величины износов сопоставимых деталей у двигателя RC1-60 и двигателей ГАЗ-21 и М-20 сравнительно мало отличаются друг от друга. Следует указать, что в обычных условиях эксплуатации двигатель ГАЗ-21 автомобиля «Волга» может пройти до капитального ремонта около 150 тыс. км.
В штатном режиме работы смазка эпитрохоидной поверхности осуществляется маслом, добавляемом в бензин в пропорции 1:50.
В 1964 году фирмой НСУ начал серийно выпускаться двигатель ККМ-502, в отличие от предшествовавших РПД НСУ, работавших на смеси бензина и масла, двигатель работал на чистом бензине, а смазка деталей уплотнения производилась с помощью масла, подаваемого специальным дозировочным насосом (лубрикатором) через два небольших отверстия в центральном корпусе на эпитрохоидную поверхность в зоне всасывания. Лубрикатор механически связан с корпусом дроссельной заслонки. Этим достигается автоматическая регулировка количества подаваемого масла в зависимости от режима работы двигателя. Введение лубрикатора позволило уменьшить дымность выпускаемых газов.
Эксплуатационный расход масла в двигателе относительно невелик и составляет 1,5 г/(л.с.*ч.), что соответствует примерно 0,9 кг на 1000 км пути.
Долгое время одним из слабых мест РПД фирмы Кертис-Райт являлась недостаточная стойкость свечей зажигания. В настоящее время проводятся исследования по подбору оптимального теплового режима для свечи новой конструкции с электродами, расположенными близко к эпитрохоидной поверхности, и с очень высоким калильным числом. Во время специальных испытаний, проведенных на двигателе RC1-60, развивавшем 65 л.с. при 4500 об/мин, свеча проработала свыше 1000 ч.
Фирмой разработана также конденсаторная система зажигания, к преимуществам которой следует отнести малую чувствительность к отложениям нагара на электродах свечи и значительно меньшую эрозию самих электродов.
В настоящее время на базе двигателя RC1-60 фирма Кертис-Райт построила ряд двух-, трех- и четырехроторных двигателей.
Двухроторный двигатель RC2-60-U5 водяного охлаждения (рисунок 6) создавался специально для установки на автомобиль. Системы газовых уплотнений и водяного охлаждения унифицированы с двигателем RC1-60. В конструкцию роторов, центральных и боковых корпусов были внесены лишь незначительные изменения. Стальной эксценриковый вал двигателя выполнен двухопорным (промежуточная опора отсутствует). Неподвижные синхронизирующие шестерни (с числом зубьев 48) расположены в боковых корпусах, что позволяет применить неразъемный эксценриковый вал и облегчить сборку двигателя.

Впускные окна выполнены в боковых корпусах (торцовый впуск), а выпускные – в центральных (периферийный выпуск). Смазка подшипников и охлаждение роторов производится под давлением по обычной схеме. Давление масла на прогретом двигателе около 3 кг/см2. На рисунке 7 дана скоростная характеристика двигателя RC2-60-U5.

Вспомогательные агрегаты двигателя RC2-60-U5 автомобильного типа. Водяная помпа расположена на передней крышке двигателя и приводится ремнем от шкива на эксцентриковом валу. Этим же ремнем приводится и генератор переменного тока с встроенными в него выпрямителем. Подкачивающий бензиновый насос диафрагменного типа, расположенный с левой стороны двигателя, подает топливо через фильтр с бумажным элементом. Карбюратор двухкамерный типа Рочестер, диаметр диффузора 36,5 мм. Единственным вспомогательным агрегатом, специально разработанным для РПД RC2-60-U5, является малогабаритный стартер, расположенный с левой стороны двигателя.
С целью подбора водяного и масляного радиаторов для двигателя RC2-60-U5 проводились исследования его теплового баланса. Результаты исследований показывают, что для РПД требуются радиаторы то же эффективности, что и для сопоставимых поршневых карбюраторных двигателей.
При определении пусковых качеств было установлено, что двигатель RC2-60-U5 обладает хорошей приемистостью. После первой вспышки число оборотов двигателя увеличилось с 43 до 450 в минуту за 0,15 сек.
Расположение впускных окон в боковых корпусах позволило существенно снизить пусковое число оборотов: двигатель RC2-60-U5 легко запускается при числе оборотов, не превышающем 60 в минуту.
При стендовых испытаниях, воспроизводящих условия высотных нагрузок и скоростей, удельный расход масла в двигателе RC2-60-U5 не превышал 0,25 г/(л.с.*ч.), что приблизительно соответствует расходу 1 кг масла на 1600 км пути пробега автомобиля.
В таблице 2 приведены основные технические данные двигателя RC2-60-U5 и V-образного восьмицилиндрового поршневого двигателя фирмы Форд. Последний выбран для сравнения потому, что его конструкция является наиболее прогрессивной в классе двигателей с таким рабочим объемом.

Читайте также:  Установка компрессора на двигатель ман

На рисунке 9 представлены схематически общие виды РПД и сравниваемого V-образного поршневого двигателя.

Большая компактность РПД позволяет наиболее целесообразно использовать объем кузова легкового автомобиля: пассажирское помещение может быть максимально сдвинуто вперед, в результате чего повышается комфортабельность при одновременном уменьшении общей длины автомобиля.
Испытания легкового пятиместного автомобиля Форд-Мустанг показали, что установленный на нем двигатель RC2-60-U5 обеспечивает наряду с высокой максимальной скоростью (свыше 170 км/ч) хорошие динамические качества. Ниже приведены данные, характеризующие приемистость автомобиля при трогании с места.
______________________________________
____Скорость в км/ч | 48 || 64 || 97 || 129
Время разгона в сек | 2,9 | 5,2 | 10,9 | 20,2
______________________________________
Длительные испытания автомобилей с РПД показали, что их топливная экономичность в условиях городской езды не уступает лучшим образцам автомобилей аналогичного класса с поршневыми двигателями.
При эксплуатации на загородных шоссе расход топлива у автомобиля Форд-Мустанг при замене стандартного поршневого двигателя ротопоршневым уменьшился примерно на 5-10 %.
Минимальный расход топлива автомобиля Форд-Мустанг (собственная масса автомобиля с РПД равна 1300 кг) достигается при скорости движения 60 км/ч и составляет примерно 10 л на 100 км пути. При равномерном движении со скоростью 100 км/ч расход топлива увеличивается весьма незначительно и не превышает 12,5 л на 100 км.
Фирма Рио проводит испытания двигателя RC2-60-U5 на автомобиле (6*6) грузоподъемностью 2,5 т (рисунок 10). Вследствие установки дополнительного понижающего редуктора (1,39:1) на автомобиле сохраняется стандартная трансмиссия. Замена поршневого шестицилиндрового двигателя мощностью 150 л.с. ротопоршневым позволила не только улучшить динамические качества автомобиля, но и увеличить его грузоподъемность примерно на 300 кг.

Американская фирма Вестингауз Аэроспейс Электрикал Дивижен выпускает электрогенераторные установки мощностью 60 квт, где в качестве первичного двигателя используется РПД RC2-60-U5 (рисунок 11).

В таблице 3 приведены некоторые технические данные этих генераторных установок с различными типами первичных двигателей.

Преимущества генераторной установки с РПД вполне очевидны: обладая примерно равной массой с газотурбинной установкой, она значительно превосходит ее по экономичности; установка с РПД на 1643 кг легче дизель-генератора, а несколько более высоки й расход топлива полностью компенсируется его экономией в условиях передвижения. По расчетам фирмы передвижная генераторная установка с РПД позволяет экономить (за счет значительно меньшего веса по сравнению с дизель-генератором) до 40 л топлива в час. Высокая равномерность хода двухроторного РПД позволяет поддерживать мощность и частоту генератора в очень жестких пределах.
Фирма Кертис-Райт непрерывно улучшает износостойкость и параметры ротопоршневых двигателей. Фирмой разработан вариант двигателя RC2-60-U5 мощностью 200 л.с. Увеличение мощности достигнуто в результате изменения газораспределительных окон и установки карбюратора с большими проходными сечениями диффузоров.
Применение на рабочих поверхностях центральных корпусов новых покрытий из керамики позволило резко увеличить износостойкость этих деталей. Как показали стендовые испытания, проведенные при открытии дроссельной заслонки на 30 % и числе оборотов 3500-3800 в минуту, износ рабочей поверхности центрального корпуса не превышал 0,0002 мм за 100 ч работы.
Из секций двигателя RC1-60, расположенных в ряд и соединенным общим эксцентриковым валом, был скомпонован четырехроторный двигатель RC4-60.

На рисунке 12 приведена скоростная характеристика двигателя RC4-60. Двигатель развивает мощность 430 л.с. при 6500 об/мин. При наддуве мощность может быть повышена до 700 л.с. Величина максимального крутящего момента достигает 55 кг/м (540 Н*м). Наименьший удельный расход топлива 228 г/(л.с.*ч.). Следует отметить плавное протекание кривых удельного расхода топлива и крутящего момента.

Конструкция двигателя RC4-60 представлена на рисунке 13. Впускные окна двигателя выполнены в боковых корпусах, выпускные – в центральных. Ввиду того, что эксцентриковый вал двигателя выполнен цельным, неподвижные шестерни и коренные подшипники пришлось выполнить разъемными. Эксцентриковые шейки вала двигателя развернуты относительно друг друга на 90°, порядок работы секции 1-4-2-3. Возникающий при этом незначительный момент центробежных сил уравновешивается противовесами на концах вала. Масляная система с сухим картером. Нагнетающая секция насоса подает масло по сверлениям эксцентрикового вала к подшипникам и далее в роторы. Два откачивающих насоса, расположенные в передней и задней крышках двигателя, перекачивает масло, стекающее на дно картера, в масляный бак.
Циркуляция охлаждающей жидкости обеспечивается насосом, установленным с передней стороны двигателя. Жидкость подается в рубашки корпусов из трубопровода, проходящего вдоль всего двигателя. Подогрев впускных патрубков, способствующий повышению равномерности распределения топлива по секциям при низких температурах окружающей среды, осуществляется с помощью охлаждающей жидкости.
Двигатель RC4-60 прошел 1000- часовые испытания на стенде, при этом не наблюдалось ни потерь мощности, ни значительных износов ответственных деталей. В дальнейшем специалисты фирмы много экспериментировали в этом направлении. На рисунке 14 изображен четырехроторный РПД с системой непосредственного впрыска топлива, которой не обладают даже современные РПД.

С 1961 года фирма Кертис-Райт экспериментировала с воздушным охлаждением РПД. Работы были продолжены на экспериментальном двигателе RC1-60, в котором было сохранено жидкостное охлаждение боковых корпусов, а охлаждение центрального корпуса осуществлялось воздухом.
Основной целью испытаний, начатых в июне 1962 г., было изучение распределения тепловых потоков в корпусных деталях двигателя в зависимости от целого ряда параметров: величина среднего эффективного давления, числа оборотов, формы камеры сгорания, угла опережения зажигания, коэффициента избытка воздуха, температуры окружающей среды и т.п.
Экспериментальный двигатель RC1-60 с центральным корпусом воздушного охлаждения успешно прошел 500 – часовые испытания. Двигатель развивал мощность 107 л.с. при температуре окружающего воздуха 38°С, при этом мощность, затрачиваемая на привод вентилятора охлаждения, составляла примерно 10 % эффективной мощности.
Конечными результатами многочисленных исследований явилось создание фирмой Кертис-Райт семейства экспериментальных авиационных РПД воздушного охлаждения (рисунок 15). Базовой моделью при их создании служила, как и для двигателей водяного охлаждения, модель двигателя RC1-60. Изменению подверглось лишь расположение впускных окон, которые в РПД воздушного охлаждения выполнены на рабочей поверхности центрального корпуса.

Некоторые данные РПД воздушного охлаждения фирмы Кертис-Райт в сравнении с поршневыми авиадвигателями приведены в таблице 4.

Как известно, в настоящее время большое внимание уделяется созданию двигателей, работающих на различных топливах. В современных многотопливных поршневых двигателях используется цикл с воспламенением от сжатия, однако в ротопоршневых двигателях применение такого цикла связано с рядом трудностей. Поэтому фирма Кертис-Райт, ведущая исследования по определению возможности применения в РПД различных видов топлив с 1961 г., остановила свой выбор на двигателе с умеренной степенью сжатия (ε=8,5) и искровым зажиганием. Многотопливная модификация РПД фирмы Кертис-Райт также создана на основе двигателя RC1-60.
Подача топлива осуществляется при помощи плунжерного насос и форсунки в неразделенную камеру сгорания (рисунок 16). Перемешивание топлива с воздухом обуславливается турбулентным движением последнего, образовавшимся в процессе впуска и сжатия. Двигатель прошел успешные испытания при работе на самых различных видах топлива, включая топливо для реактивных двигателей, высокооктановые бензины и дизельное топливо.

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector