Роторный двигатель.Принцип работы роторного двигателя.
Роторный двигатель Феликса Ванкеля — уникальная разновидность двигателей, создан и более менее доведенный до ума в середине двадцатого века. В чем же уникальность роторно-поршневого двигателя Ванкеля? Ответ прост, при малых габаритах и рабочем объёме, в комплекте с простотой конструкции и значительно меньшем количестве деталей по сравнению с обычным поршневым двигателем, роторный двигатель выдаст мощность в 2-2.5 раза большую, нежели поршневой двигатель с тем же рабочим объёмом цилиндров. Однако, тут же возникает вопрос, раз роторный мотор такой простой и одновременно мощный, то почему он не получил широкого распространения.
В общем то вариантов довольно много, самый на мой взгляд вероятный ответ на данный вопрос кроется в событиях тогдашнего времени. В 70-х годах многие авто-концерны того времени попытались сделать ставку на роторный двигатель, ввиду его превосходящей мощности и простоты конструкции над традиционным ДВС того времени.
Все возможно и было бы хорошо, и роторные двигатели возможно сейчас ставили бы как минимум на половину современных авто, если бы не одно НО, как всегда, куда ж без него. В общем в 1973 году началась война на Аравийском полуострове. К слову, в то время арабские страны были основными поставщиками нефти в Европу и Америку, и война вынудила их значительно сократить поставки ресурсов в страны нового и старого света, что повлекло за собой невероятное подорожание нефтепродуктов, и в том числе и бензина, на котором работал роторный двигатель. Но, почему не перестали выпускать стандартные ДВС? Да потому, что в роторном двигателе всегда имеется огромный табун лошадей, который нужно кормить, короче РПД слишком много жрал, содержать его в то время было очень не выгодно, поэтому компании, вложившие деньги в разработки и производство роторных двигателей потерпели крах и понесли колоссальные убытки, машины с большим расходом топлива оказались совсем не востребованы на рынке. Производители отказались от прожорливого роторного двигателя в пользу более экономичного поршневого варианта.
Роторный двигатель, принцип работы и техника применения | Халва
Роторный двигатель изобрел доктор Феликс Ванкель, вернее он был соавтором совместно с Вальтером Фройде. В 1957 году они разрабатывали две модели аналогичных роторных двигателей, но двигатель Ванкеля нашел более широкое применение. Именно поэтому этот двигатель часто также называют двигателем Ванкеля или роторным двигателем Ванкеля.
Роторный двигатель, как и двигатель в вашей машине является двигателем внутреннего сгорания, но принцип его работы совершенно другой, в отличии от обычного поршневого двигателя.
Если в поршневом двигателе, существует несколько (в зависимости от цилиндров) рабочих объемов (цилиндр и поршень), поочередно выполняющих свои стандартные циклы – забор смеси, сжатие, зажигание и выхлоп, то в роторном, поршни заменены ротором. (рабочий треугольный орган в форме эпитрохоида), который в зависимости от угла поворота поочередно, совместно с корпусом, участвует все в тех же циклах перечисленных ранее (забор, сжатие, зажигание, выброс)
В этой статье мы узнаем о том, как работает роторный двигатель, о его особенностях и интересных фактах связанных с ним, о достоинствах и недостатках. Давайте начнем наше знакомство с роторным двигателем, с принципа его работы.
Как и поршневой двигатель, роторный двигатель использует давление, создаваемое при сгорании топливно-воздушной смеси. Как и в поршневом двигателе, входное отверстие сообщается с дроссельной заслонкой, а выпускное с выхлопной системой. Если в поршневом двигателе это давление образуется в цилиндрах, а затем посредством поршней, шатунов передается на коленчатый вал, то в роторном двигателе передаточные звенья отсутствуют. Треугольный ротор в роторном двигателе является своеобразным поршнем, вращающимся по кругу и передающим крутящий момент на выходной вал.
Фактически ротор при вращении делит общую камеру на три изолированных, в объеме каждой из этих условных камер происходит свой цикл (забор, сжатие, зажигание, выброс). Как и в случае с поршневым двигателем, роторные двигатели имеют всего 4 такта.
Как правило, даже в самом простом роторном двигателе применяют два ротора. Такая конструкция позволяет уменьшить детонацию, увеличить стабильность работы двигателя. Если вы внимательно посмотрите на картинку, то увидите, что один полный оборот ротора, соответствует 3 оборотом вала.
Сердцем роторного двигателя является ротор. Ротор в данном случае эквивалентен поршням в обычном двигателе. Ротор установлен на вал с неким эксцентриситетом. Фактически такое смещение можно сравнить с рукояткой на лебедке. Подобная установка ротора, позволяет передавать крутящий момент от него на вал.
Как мы уже говорили, двигатель имеет 4 такта, они меняются в зависимости от угла поворота ротора. Сейчас мы кратко рассмотрим каждый из данных тактов в роторном двигателе.
Забор смеси начинается в тот момент, когда одна из вершин ротора проходит впускной клапан в корпусе. В это время, объем камеры расширяется, вовлекая в свое увеличивающееся пространство топливно-воздушную смесь. В тот момент, когда следующая вершина ротора проходит впускной канал, начинается следующий такт.
Сжатие топливно-воздушной смеси в роторном двигателе
Во время поворота ротора, объем смеси захваченной ротором уменьшается, что приводит к повышению давления. Максимальное давление образуется в тот момент, когда топливно-воздушная смесь находится в зоне свечей.
Для зажигания смеси, как и в поршневом двигателе, используются свечи. Они зажигают смесь одновременно, то есть срабатывают синхронно. Обычно для роторного двигателя применяют две свечи зажигания. Применение двух свечей зажигания связано с особенностями рабочего объема. Он как бы вытянут по стенке корпуса, именно поэтому, эффективней использовать две свечи, чтобы смесь сгорала более быстро и равномерно. В случае с одной свечкой, смесь будет сгорать дольше, если можно так сказать постепенно, что значительно понизит пиковое давление во время взрыва при зажигании топливно-воздушной смеси.
В итоге, от образовавшегося давления взрывной волны, получается рабочее усилие, проворачивающее ротор на эксцентрике вала. Крутящий момент передается на выходной вал. Ротор проворачивается до отверстия выпуска выхлопных газов.
Как только ротор одной из своих вершин пересекает границу выпускного отверстия, начинается выброс выхлопных газов. Ротор по инерции, а также посредством второго ротора, работающего асинхронно, продолжает менять свой угол и перемещается вершиной до впускного отверстия. Здесь все происходит заново от такта забора до такта выброса.
Узлы (детали) роторного двигателяДалее мы расскажем о составляющих частях роторного двигателя, что также отчасти поможет вам в более точном понимании работы двигателя. Роторный двигатель имеет в своем составе систему зажигания, систему питания, систему охлаждения, которые похожи на те, что применяются в поршневых двигателях. А теперь о уникальных деталях.
Ротор роторного двигателяРотор имеет три выпуклых поверхности с фразированными углублениями. Углубление позволяют несколько увеличить рабочий объем. На вершинах (углах) ротора имеются уплотнительные, однонаправленные пластинки. Именно они учувствуют в герметизации между ротором и корпусом. Есть также металлические кольца на каждой из сторон ротора, которые отделяют рабочую камеру от картера двигателя. Кроме того, ротор имеет в центре с одной стороны зубчатый венец. Этот венец жестко закреплен с ротором. Именно через данную зубчатую передачу передается рабочий крутящий момент от двигателя.
Корпус роторного двигателяКорпус роторного двигателя, словно многослойный пирог. Он имеет свои крышки, рабочие камеры, разделительные стенки. Лучше всего понять конструкцию корпуса можно будет взглянув на картинку.
Из нее видно, что двигатель имеет две камеры, разделенные стенкой и крышки с двух сторон. Все остальное конечно тоже имеет значение, но первостепенно именно то, что мы перечислили.
А теперь мы расскажем о рабочих камерах корпуса роторного двигателя.
Внутренняя полость корпуса представляет из себя сложную форму, напоминающую овал. На самом деле овал имеет определенные компенсирующие отливы, которые обеспечивают герметизацию всех трех камер разделенных ротором, вне зависимости от угла его поворота и происходящего цикла. Для каждого цикла, в корпусе роторного двигателя, отведено свое место. В зависимости от угла поворота ротора выполняется соответствующий цикл, который повторяется с периодичностью через каждые 360 градусов поворота ротора
Выпускные отверстия для выброса сгоревших газов, находятся также в корпусе рабочей камеры. Промежуточная стенка между камерами (на фото ниже)
удерживает вал в совеем центральном отверстии, уплотняется с роторами по боковым стенкам, имеет элементы системы охлаждения, инжекционные порты, направляющие втулки.
Выходной вал роторного двигателяВыходной вал имеет эксцентрики, в данном случае их два, так как на вал устанавливается два ротора, которые работают в противофазе, когда один в цикле выброса отработавших газов, второй в цикле забора смеси. Применение двух роторов позволяют скомпенсировать биения во время работы двигателя и соответственно уменьшить детонацию. За счет смещения эксцентрика и перемещения каждого из роторов по стенкам в корпусе двигателя, они стараются провернуть вал. В итоге, на нем образуется рабочий крутящий момент.
Достоинства роторного двигателяКак мы уже упоминали, главным достоинством роторного двигателя является отсутствие передающих звеньев, а именно шатунов. Кроме того, для роторного двигателя не требуется клапанов, пружин клапанов, распределительного вала, ремня ГРМ и т.д. Все это в итоге сказывается на габаритах и массе двигателя. Именно поэтому многие производители самолетов (например Skycar, Schleicher), предпочитают поршневым двигателям роторные.
К плюсам роторного двигателя, как мы уже тоже говорили, можно отнести и очень хорошую сбалансированность деталей в нем. Его можно сравнить с оппозитным 4 поршневым двигателем.
роторный двигатель более длительное время, по сравнению с поршневым, выдает крутящий момент на выходной вал. Если для роторного двигателя выход мощности на вал длится порядка ¾ оборота (270 градусов), то для поршневого двигателя крутящий момент передается только в течении ½ оборота (180 градусов)
Так как ротор вращается всего один раз за три оборота вала, это также сказывается на ресурсе ротора, в отличии от поршневых двигателей, где поршень делает полный цикл за оборот вала. У японский моделей автомобилей, ресурс двигателя может достигать 300 т. км.
Так в современном мире роторные двигатели массово не применяются вследствие низкой экологичности.
Роторные двигатели потребляют большее количество топлива, вследствие низких рабочих давлений в камере сгорания.
Роторные двигатели не так распространены, что может стать проблемой при их ремонте и эксплуатации.
В двигателе фактически нет системы смазки. Определенное количество смазки (моторного масла) постоянно выбрасывается в корпус к ротору. В итоге у двигателя имеется значительный расход масла. Кроме того, это должно быть высококачественное минеральное масло без присадок, так как «синтетика» выгорая, образует на стенках корпуса нагар.
Двигатели намного сильнее нагреваются чем поршневые двигатели.
(На фото Mazda Cosmo Sport и Mazda RX8)
Японская компания Mazda была пионером в разработке серийных автомобилей с роторным двигателем. Так первая Мазда Cosmo Sport увидела свет в далеком 1967 году. Следующее поколение — Mazda RX-7 поступила в продажу в 1978 году. Пожалуй, это была одна из самых удачных машин с роторным двигателем. И последнее поколение автомобилей с роторным двигателем это Мазда RX-8.
И в итоге, самым мощным без турбонаддува двигателем внутреннего сгорания стал двигатель «Renesis» от Мазда, объёмом всего 1,3 л. Именно у него рекордный показатель мощности к рабочему объему двигателя, а именно 250 л. с.
В последние годы компании Мазда удалось значительно улучшить характеристики роторных двигателей. Двигатели стали более экологичны, и не требуют такого объема масла для смазки.
Выпускались автомобили с роторным двигателем и другими авопроизводителями: Audi, Mercedes.
В СССР на АвтоВАЗе также выпускали ряд роторных двигателей. Роторные двигатели ставились на автомобиль 21079 (1,3 л 140 л.с.) и планировались к эксплуатации в спецслужбах.
В 90 годах, в Научно-техническом центре ВАЗ были созданы следующие роторные двигатели ВАЗ-416, ВАЗ-426, ВАЗ-526.
Основные перспективы роторных двигателей связаны с переходом на водородное топливо. Во-первых сразу решается проблема экологичности, а во-вторых, роторные двигатели практически не подвержены детонации при работе с этим видом топлива.
Принцип работы роторного двигателя авто, разновидности, плюсы и минусы
Принцип работы «обычного» ДВС знаком, наверное, почти всем. Именно такими моторами оснащается подавляющее число автомобилей, и мало кто знает о, так сказать, «параллельных» изысканиях конструкторов, ищущих другие пути создания двигателей.
Речь пойдёт о роторно-поршневых двигателях (РПД). Наибольшее внимание мы уделим описанию принципов работы роторного двигателя Ванкеля – ведь машины с именно его роторными двигателями выпускались на некоторых автозаводах (в частности, на ВАЗе).
Содержание статьи
Устройство обычного двигателя
В обычном двигателе ударная волна расширяющихся в результате вспышки газов толкает поршень, который передаёт усилие на коленчатый вал.
Всем известно что, в обычном двигателе ударная волна расширяющихся в результате вспышки газов толкает поршень, который передаёт усилие через кривошипно-шатунный механизм на коленчатый вал, который под воздействием усилия, передаваемого шатунами, начинает вращаться. Для того, чтобы впуск топлива/выпуск отработанных газов и момент воспламенения топлива были согласованы, требуется достаточно сложный газораспределительный механизм.
Работа роторного двигателя
Сам ротор, напоминающий по форме треугольник, имеет внутри зубчатое колесо, которое сцеплено с валом двигателя.
Сам ротор, напоминающий по форме треугольник, имеет внутри зубчатое колесо, которое сцеплено с валом двигателя, приводимым во вращение за счёт расширяющихся газов, воздействующих на ротор. Для обеспечения сжатия-расширения топливной смеси камера («цилиндр»), в которой вращается ротор, имеет сложную форму. Такую форму поверхности называют эпитрохоидальной, и для её точного изготовления требуется высокоточное оборудование. Более того, зубцы ротора и вала расположены таким образом, чтобы поршень (имеющий вид треугольника Рело), вращался по этой сожной траектории, «углами» прижимаясь к поверхности «цилиндра» – иначе не избежать прорыва газов в процессе работы двигателя.
Точно также, в нужные моменты, закрывается и открывается «выпускной клапан».
Плюсы и минусы роторного двигателя
Помимо прочих достоинств РПД достаточно динамичен и быстро развивает высокие обороты.
Как видите, вся конструкция достаточно изящна. Как подсчитали эксперты, в РПД используется примерно на 1000 деталей меньше, чем в «привычных» ДВС (например, отпадает сложная конструкция газораспределительного механизма и его привода). К тому же РПД, имеющий две рабочих камеры (и, соответственно, два ротора), может за одно и то же время совершить такое же число циклов, как и V-образная «восьмёрка».
К несомненным достоинствам, такая конструкция двигателя, все вращающиеся детали работают соосно, придаёт непревзойдённую плавность работе роторного двигателя и отсутствие разрушительных вибраций.
Помимо прочих достоинств РПД достаточно динамичен и быстро развивает высокие обороты. Правда, «на холостых» он достаточно «прожорлив». Если мотор имеет два цилиндра, один из них при необходимости отключают.
КПД роторного двигателя является рекордным – 40%, но, к сожалению, он имеет также рекордно низкий ресурс некоторых деталей (зачастую вызванных «резвостью» двигателя), но частая замена моторного масла способна значительно продлить жизнь механизмов и ресурс роторного двигателя. Пока конструкторам удаётся справиться с чрезмерным износом «граней» «треугольника» путем применения высоколегированных сталей.
Другие виды роторных двигателей
Двигатель Ванкеля не явился единственной попыткой (притом, весьма удачной!) создания роторного двигателя – существуют и другие, менее известные, их варианты.
Двигатель Зуева
По сравнению с двигателем Ванкеля, двигатель Зуева достаточно громоздкая конструкция:
Роторно-лопастной двигатель
Господинн Прохоров именно роторно-лопастными двигателями планировал оснащать «Ё-мобили».
Конструкция оригинальная, но почему-то создатели данного мотора так и не явили миру её безупречно действующий образец. Кстати, г-н Прохоров именно такими моторами планировал оснащать «Ё-мобили».
Автомобили с роторным двигателем
Среди автопроизводителей, оснастивших машины РПД, наиболее известна Mazda RX-8. Но были и другие. В частности, советскими спецслужбами всячески поощрялось создание ВАЗ именно с роторными двигателями. Видимо, оперативные службы заинтересовались «резвостью» мотора.
Впрочем, кроме вышеперечисленных, роторно-поршневые двигатели уже давно «прошли обкатку» на многих авто.
Принцип работы роторного двигателя — особенности работы
Роторный двигатель довольно редкая вещь, о которой некоторые люди даже не подозревают. Кто-то что-то слышал, но никто толком не может объяснить хотя бы то, как он выглядит. По мощности роторный двигатель не уступает двигателю с поршнями.
Где можно встретить
Двигатель Мазда
Для начала немного истории. Роторный двигатель был изобретен уже давно, аж в 1957 году. И с тех пор его активно начали устанавливать на автомобили, но на рынке автомобилей их доля ничтожно мала. Через семь лет после выпуска первого роторного двигателя его начали устанавливать на такие автомобили, как Мерседес-Бенц, Ситроен и другие известные марки. Но эти самые фирмы вскоре начали отказываться от роторных двигателей. Такие двигатели, а называются они, кстати, двигатели Ванкеля, устанавливали долгие годы даже на ВАЗ небольшими партиями. Но со временем его заменили и сейчас даже старожилы волжского автозавода не могут вспомнить то время. Единственная марка, которая с 1967 года и до сих пор выпускает двигатели с роторным двигателем в немалых партиях, – это Мазда. До сих пор роторный двигатель устанавливают на Мазду RX-8 – это двигатель модели 13B-MSP. Про этот автомобиль можно не стесняясь сказать, что он легенда. И стал он легендой именно благодаря своему роторному двигателю.
Мазда RX-8
Принципы работы ДВС и роторного двигателя
Принцип работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с поршнями, который еще называют поршневым, сильно отличается от роторного и не только по принципу работы, но и по принципу передачи момента и потерям энергии. Энергия, выделяемая при сгорании топлива в поршневом двигателе, сначала приводит в движение поршневую группу, которая, в свою очередь, приводит в движение коленчатый вал. То есть передача момента энергии происходит в два этапа.
Принцип работы ДВС
Принцип работы роторного двигателя намного проще, он выполняет всю работу в один этап. Если объяснять простым языком, то в таком двигателей в центре находится эксцентриковый вал, который вращает сам ротор. Вращается ротор внутри двигателя и выполняет те же функции, что и четырехтактный поршневой агрегат: впуск, сжатие, рабочий такт, выпуск. Но при этом нет сложных механизмов, таких как газораспределительный механизм (ГРМ), распределительные валы, клапаны, поршни. Здесь все эти функции выполняет сам ротор. Полость внутри двигателя, в которой вращается ротор, сама в себе несет все эти функции, но работают они как бы по очереди. Электронные «мозги» управляют «окнами» – это прорези в стенках двигателя – и открывают их по очереди так, что ротор, прокатываясь по шестерне вала, выполняет сразу четыре функции. Легендарный двигатель Мазды RX-8 13B-MPS представлял собой бутерброд из пяти таких двигателей, соединенных двумя герметичными камерами.
Фазы работы роторного двигателя
Достоинства и недостатки
Главное отличие роторного двигателя от поршневого – это то, что вал всегда движется в одну сторону, вращающихся масс в несколько раз меньше и, в отличие от поршневого, роторный двигатель не тратит мощность на газораспределительный механизм. Именно поэтому с атмосферного двигателя 13B-MPS, объемом 1300 кубических сантиметров сняли 192 лошадиные силы. А с форсированного 231 лошадиную силу. Для сравнения, такую мощность у поршневого двигателя снимают с объема 2600 кубических сантиметров.
Мощность двигателя больше
К сожалению, у такого уникального мотора есть свои минусы, и они перевешивают большинство плюсов данной модели двигателя. Первый минус – это небольшой ресурс двигателя всего 100 тысяч километров. По современным меркам это совсем мало, особенно это заметно на фоне самого народного двигателя Тойоты Короллы, ресурс двигателя которого 1 миллион километров. Второй и самый основной минус – это то, что двигатель не поддается капитальному ремонту. Не существует запчастей на замену увеличенных размеров, и расточить детали двигателя тоже не получится, так как очень сложно найти такое оборудование в нашей стране. К тому же в нашей стране сложно найти настоящий 98-й бензин, а использование некачественного топлива приближает кончину роторного мотора. Стоимость нового двигателя на Мазду RX-8 настолько огромна, что ставит под сомнение практичность покупки.
Малый ресурс
Вот в основном и все, что нужно знать о роторном двигателе. Он необычен по конструкции и интересен в работе, но обладает двумя большими минусами, из-за которых использовать данный автомобиль с практической точки зрения невыгодно.
Видео
Устройство роторного двигателя в следующем видео рассмотрено на примере движка Mazda RX-8:
Читайте также:
Принцип работы роторного двигателя — основные нюансы + видео
Роторный двигатель – представитель класса двигателей внутреннего сгорания, где энергия сгорания топлива превращается в движущую силу, заставляя чувствовать свободу сидя за рулем автомобиля. Кроме названия роторный можно встретить второе название данного силового агрегата – двигатель Ванкеля, по имени его создателя Феликса Ванкеля.
Познакомимся с принципом работы роторного двигателя.
И начнем с того, что роторный мотор имеет те же фазы работы, что и поршневой: впуск, сжатие, поджигание смеси (зажигание) и выпуск. В остальном же такой двигатель неповторим.
Итак, в основе роторного двигателя Ванкеля лежит ротор, имеющий форму в поперечном сечении близкую к треугольнику с выпуклыми сторонами. Каждая из таких сторон ротора, по сути, является поршнем.
Вторым значимым элементом роторного двигателя является корпус, внутри которого вращается ротор. Сам корпус имеет эпитрохоидальную форму (форму близкую к овалу). Ротор вращается в корпусе по эксцентричной оси, образуя тем самым между стенками корпуса и сторонами ротора три замкнутые камеры, объем которых при вращении ротора меняется.
Именно изменение объема камер при вращении ротора и создает в различных точках вращения необходимое всасывание воздушно топливной смеси:
- объем камеры увеличивается, смесь затягивается через впускное отверстие;
- далее идет уменьшение камеры, тем самым провоцируя наступление второй фазы — сжатия, где при прохождении точки максимального сжатия возникает воспламенение воздушно-топливной смеси;
- далее расширение газов толкает ротор в дальнейшем направлении (тем самым и создается движущая сила), вызывая выпуск отработанных газов;
- в дальнейшем цикл повторяется.
Таким образом, ротор, вращаясь, имеет три камеры, где поочередно происходят этапы всасывания, сжатия, зажигания и выпуска. При этом возвратно-поступательное движения в таком двигателе отсутствуют (не то что в поршневом), а значит — нет необходимости в газораспределительной системе, так как эту роль выполняет сам ротор, открывая и закрывая собой при вращении впускной и выпускной каналы.
Вся эта магия при меньших размерах двигателя и отсутствии возвратно-поступательных движений (меньше количество деталей) придает авто большую мощность, динамику, надежность и небольшой вес. Отсюда вывод, что такой двигатель идеален для спортивных автомобилей.
В заключении, хотелось бы назвать ключевые недостатки двигателя Ванкеля, которые не дали этому силовому агрегату сыскать ту же популярность, какую обрели поршневые движки. Конечно, со многими из них уже довольно успешно борются автопроизводители, но знать их все же стоит.
Недостатки роторного двигателя.
- Большой расход топлива, а значит – и низкая экологичность по сравнению с поршневыми собратьями. Причина этого – неидеальная для таких целей форма камеры сгорания (она имеет форму молодой Луны).
- Высокая теплопротводность рабочих элементов (вытекает из предыдущего недостатка), что создает дополнительную нагрузку на элементы мотора и требует применения более теплостойких материалов.
- Непосредственно сам ротор, а точнее его грани: вращаясь, каждая грань должна идеально плотно скользить в теле корпуса, что требует идеальной точности изготовления и прочности самих граней ротора (ведь небольшие пропуски снизят давление при сжатии, как итог, уменьшив мощность), что весьма трудноосуществимо и накладно.
Видео.
Рекомендую прочитать:
Роторный двигатель — Устройство, принцип работы
Не многие знают, что наряду с классическими поршневыми двигателями, в автомобилестроении применяются роторные агрегаты, называемые по фамилии изобретателя моторами Ванкеля. Они являются двигателями с внутренним принципом сгорания топлива, однако, его устройство и принципы работы совершенно иные. Сегодня мы поговорим роторных моторах более подробно.
Конструктивное устройство роторного двигателя
Основные части двигателя Ванкеля по своему устройству не имеют ничего общего с классическими ДВС.
Его главные части следующие:
1. Основная рабочая камера
Корпус любого роторного агрегата представляет собой овальную металлическую камеру, в которой происходят основные рабочие процессы – режим впуска, такт сжатия, процесс сгорания горючего и выпуск отработанных газов. Форма камеры неслучайна. Она выполнена таким образом, чтобы при взаимодействии с ротором, её стенки осуществляли соприкосновение со всеми его вершинами, образуя несколько закрытых контуров. Впускные и выпускные отверстия таких моторов не имеют клапанов. Они находятся непосредственно на боковых частях рабочей камеры и подключаются напрямую к выхлопной трубе и системе питания.
2. Ротор
Форма ротора чем-то напоминает треугольник, грани которого имеют выпуклое наружу закругление. Помимо этого, каждая его сторона изготовлена с небольшой выборкой, увеличивающей объем образовывающейся замкнутой камеры сгорания и повышающей скоростные показатели вращения ротора. Назначение этого компонента аналогично функциям поршней в обычном ДВС. Возникновение тактов работы происходит методом создания уже упомянутых выше трех дочерних камер. Центральная часть ротора наделена зубчатым отверстием, соединяющим ротор с приводом, закрепленным в свою очередь с выходным валом. Это звено и определяет, в каком направлении и по какой траектории будет двигаться ротор внутри основной рабочей камеры.
3. Выходной вал
Функции выходного вала роторного двигателя аналогичны функциям коленвала классических силовых агрегатов. Он наделен полукруглыми выступами-кулачками, имеющими несимметричное выстраивание с явным смещением от центральной рабочей оси. На валу размещается несколько роторов, надеваемых на свой рабочий кулачок. Их несимметричное расположение создает предпосылки для образования крутящего момента, происходящего в результате силового давления каждого из роторов.
Думаем, вы уже догадались, что роторные двигатели имеют многослойное строение, подразумевающее создание несколько рабочих камер, в которых вращаются несколько роторов. Единственным объединяющим звеном этой работы служит выходной вал, вращающийся в результате этого синхронного взаимодействия. «Слои» надежно скрепляются между собой множеством болтов, расположенных по краям. Охлаждение таких двигателей проточное. Оно подразумевает нахождение антифриза не только вокруг общего блока, но и в каждой из его частей.
Принцип работы роторного двигателя
В двигателе Ванкеля вся работа выстраивается тем же методом сгорания топливной смеси, что и у поршневых движков. Однако никаких статических камер сгорания у них не предусматривается. Давление, возникающее при сгорании горючего, создается в отдельно образуемых камерах, которые отделяются от общей рабочей камеры роторными гранями.
Сам ротор постоянно контактирует своими вершинами со стенками камеры, в каждый момент времени создавая очередной замкнутый контур. При его вращении контуры попеременно то расширяются, то осуществляет сжатие. Во время этих циклов внутрь камеры попадает воздух и топливо, которое в результате силового воздействия ротора сжимается и воспламеняется, своим расширением придавая ротору очередной вращательный импульс. Отработанные газы сквозь отверстия выбрасываются в выхлопную систему, после чего камера снова заполняется топливно-воздушным составом.
Преимущества и недостатки роторных моторов
Применение роторных моторов имеет ряд неоспоримых преимуществ.
- Меньшее количество внутренних компонентов. Аналогичный четырехцилиндровому поршневому двигателю роторный «собрат» наделен всего четырьмя основными частями: общая камера, пара роторов и кулачковый вал. Классический ДВС со схожими тактами работы состоит минимум из сорока подвижных частей, каждая из которых подвержена износу.
- Мягкость работы. При функционировании роторных агрегатов практически не возникает вибраций, благодаря тому, что все подвижные части осуществляют вращение лишь в одном направлении. Думаем, вы знаете, что работа поршней в обычном двигателе разнонаправленная. Она чередует поступательное движение с реверсивным ходом.
- Невысокий ритм. Ввиду того, что каждый ротор ответственен за вращение лишь одной трети полного круга выходного вала, движение, необходимое для этого, происходит заметно медленнее, чем существенно повышает надежность мотора Ванкеля.
Отрицательные факторы применения роторных двигателей исключать, разумеется, нельзя.
- Ни один роторный двигатель не может четко подстроиться под регламенты экологических норм различных стран. Его никак нельзя назвать экологичным из-за серьезного количества выбросов углекислого газа, снизить которые нереально.
- Дороговизна изготовления. Производство роторных движков весьма затратно, главным образом, в силу малых серийных партий. Концерны выпускают их совсем немного, что не требует особенной оптимизации затрат при изготовлении.
- Ограниченность ресурса. Функциональный запас роторных моторов Ванкеля весьма ограничен. Редко когда он превышает 100-150 тысяч километров, по достижении которого им требуется полная переборка (капитальный ремонт) или замена.
- Повышенное топливное потребление. Главной причиной увеличенной «прожорливости» является их низкая степень сжатия. Двигатель, удерживая необходимую мощность, компенсирует её за счет большего количество подаваемого внутрь замкнутых камер горючего.
Итог
Подводя итоги, скажем, что роторные силовые агрегаты, конечно, имеют право на существование. Они обладают рядом неоспоримых «плюсов», которые делают возможным их, пусть и небольшое, применение в автомобильном производстве. С другой стороны, тяжесть «минусов» весьма ощутима. Во многих странах мира они попросту не могут применяться из-за существующих экологических стандартов, а серьезное топливное потребление и ограниченный рабочий ресурс делает приобретение автомобилей с роторными двигателями совершенно нерентабельным. Прогнозируем, что какое-то время они еще будут на рынке, но достаточно скоро их вытеснят гибридные силовые системы, развитие которых осуществляется совершенно грандиозными темпами.
Роторно-лопастной ДВС — Энергетика и промышленность России — № 12 (76) декабрь 2006 года — WWW.EPRUSSIA.RU
Газета «Энергетика и промышленность России» | № 12 (76) декабрь 2006 года
Конструкция и принцип работы двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с кривошипношатунным механизмом давно уже устарели – они не изменились с XIX века, но до сих пор им нет равноценной замены, поэтому их продолжают выпускать.Cамыми перспективными из разрабатываемых ДВС являются роторные. Роторный двигатель Ванкеля, разработанный в 1957 г., серийно выпускается в ФРГ, Японии и США. Масса и габариты двигателя Ванкеля в 2-3 раза меньше соответствующих им по мощности существующих ДВС.
Еще более перспективными по сравнению с обычными ДВС (и даже с двигателями Ванкеля) являются роторнолопастные ДВС.
Давно уже известен принцип работы роторнолопастного двигателя. В отличие от других типов ДВС, у роторнолопастного малое количество деталей – корпус и два ротора-лопасти. Все детали уравновешены. Места соприкосновения движущихся деталей образуются большими поверхностями, что позволяет довольно просто и надежно их уплотнять. Имеются и другие преимущества.
Однако, несмотря на это, до сих пор нет надежно работающего роторнолопастного двигателя внутреннего сгорания. Причина – некоторые недостатки такого двигателя.
Основной недостаток – неравномерная скорость вращения роторов-лопастей. Во время рабочего хода один ротор движется, а другой должен стоять. В следующий рабочий ход, когда второй ротор движется, а первый ротор должен стоять, преобразовать энергию вращения роторов с неравномерной скоростью при механической передаче очень трудно.
Второй недостаток – необходимость синхронизировать работу роторов‑лопастей между собой. Т. е. нужен механизм или какое‑либо устройство, которое обеспечит бесперебойное схождение и расхождение лопастей. Известно много устройств механических синхронизаторов движения лопастей. Но, из‑за возникновения резких переменных нагрузок и ударов, на больших оборотах двигателя, при вспышках горючей смеси с маленькими площадями контакта на контактирующих поверхностях, очень быстро появляется усталость металла. Он начинает выкрашиваться, и детали быстро приходят в негодность, поэтому механические синхронизаторы не могут обеспечить длительную и надежную работу роторнолопастного ДВС.
Но так ли уж необходимо синхронизировать работу роторов‑лопастей между собой? Самое главное в таком двигателе – чтобы одна лопасть во время рабочего хода могла двигаться свободно, а вторая стояла на месте. Это легко можно обеспечить любым стопором, например – храповым механизмом.
Синхронизацию лопасти обеспечат сами – лопасть, которая стояла во время рабочего хода, передвигается в конце рабочего хода лопастью, которая сжимает рабочую смесь или воздух. А лопасть, передвигающая ее, занимает положение задней стенки камеры сгорания (где и фиксируется).
Такой роторнолопастной двигатель состоит из корпуса и одной или нескольких пар лопастей (одинаковое количество на каждом из роторов). Соответственно, столько же, сколько и пар лопастей на одном роторе, имеется устройств для зажигания рабочей смеси или впрыскивания топлива на впускных и выпускных «окнах». При этом пары лопастей на роторах и устройства зажигания или впрыскивания топлива, а также впускные и выпускные окна равномерно распределены по окружности. Имеются также датчики положения роторов и устройства, предотвращающие движение лопасти, находящейся в положении задней стенки камеры сгорания, в обратную сторону.
Роторы-лопасти посажены на один выходной вал, на котором они вращаются и которому – попеременно – то один, то другой – передают вращательное движение лопастей во время рабочего хода с помощью специального устройства, например – храпового механизма или обгонной муфты. В выходном валу имеются две системы отверстий, по одной из которых подается смазывающе-охлаждающее вещество в полости роторов‑лопастей. А по другой – отводится это вещество, «отобравшее» тепло у роторов‑лопастей.
Устройство, которое фиксирует лопасть (находящуюся в положении задней стенки камеры сгорания) и предотвращающее ее движение в обратную сторону, совмещено с датчиком положения ротора. При этом стержень, фиксирующий лопасть, включает или выключает датчик положения ротора.
На выходном валу имеются кольца с выступами, а на роторах – впадины, в которые при необходимости входят выступы колец. Кольца вращаются вместе с валом, во время работы ДВС они отжаты от ротора пружинами. В корпусе ДВС имеются толкатели с приводами, которые в определенные моменты, при запуске ДВС, попеременно прижимают то одно, то другое кольца к роторам, обеспечивая этим вращение роторов, для того чтобы лопасти занимали положение стенок камеры сгорания. На выходном валу имеется приводное устройство, которое приводит в движение масляный насос, закрепленный в корпусе и подающий смазывающе-охлаждающее вещество в полость выходного вала.
Между роторами, а также между роторами и корпусом установлены уплотняющие кольца. В роторах и в корпусе имеются канавки для этих колец, и в лопатках находятся канавки для уплотняющих пластин. Герметизация камер обеспечивается уплотнительными пластинами и кольцами, прижимаемыми к цилиндру центробежными силами, давлением газа и ленточными пружинами.
Все это вместе позволяет обойтись всего одним валом, и соответственно, при необходимости, всего одним генератором, и – обеспечить нормальную бесперебойную работу двигателя.
Работает роторнолопастной ДВС следующим образом. При запуске срабатывает один из приводов; стержень‑толкатель прижимает кольцо к ротору. В это время стартер вращает вал, кольцо выступами входит в пазы ротора-лопасти и заставляет его двигаться вместе с валом, пока лопасть ротора не займет положение задней стенки камеры сгорания. После чего срабатывает датчик положения ротора и привод толкателя отключается.
После этого срабатывает привод толкателя другого ротора. Кольцо этого ротора входит в его пазы и вращает ротор, пока его лопасть не займет положение задней стенки камеры сгорания. Во время движения лопасть сжимает топливную смесь или воздух, и когда сработает фиксатор этой лопасти, – а соответственно, сработает и датчик положения этого ротора, – произойдет зажигание рабочей смеси или впрыскивание топлива. В камере сгорания сгорит топливо, и лопасть заставит ротор вращаться, толкатель упрется в паз вала и заставит его тоже вращаться.
В это же время противоположная лопасть этого ротора производит сжатие топливной смеси или воздуха, подготавливая следующий рабочий ход.
В процессе работы каждая лопасть совершает рабочий ход, когда на одну ее сторону давят рабочие газы, а другой стороной лопасть выгоняет через выхлопное окно отработавшие газы предыдущего хода.
Затем одной стороной она сжимает топливную смесь или воздух, подготавливая следующий рабочий ход, а другой стороной лопасть засасывает через впускное окно топливную смесь или воздух для последующего хода.
Потом она становится в положение задней стенки камеры сгорания, обеспечивая возможность осуществить рабочий ход лопастью другого ротора. При этом лопасть, занимающая положение задней стенки, переходит в положение передней стенки, после чего ею совершается новый рабочий ход.
Во время работы ДВС привод насоса заставляет его прокачивать смазывающе-охлаждающее вещество по системам отверстий и в вале, которое, попадая в полости роторов‑лопастей, смазывает поверхности соприкосновения роторов, и одновременно охлаждает роторы. А уплотняющие кольца предотвращают попадание смазки в рабочие полости ДВС и в то же время препятствуют проникновению горючих газов во внутренние полости двигателя. При этом уплотняющие пластины препятствуют прохождению горючих газов из камеры сгорания в другие полости.
Все это делает роторнолопастной ДВС простым в изготовлении и надежным в работе.
При этом массо-габаритные характеристики роторнолопастного ДВС будут на порядок лучше, чем у существующих ДВС.
Как работает роторный двигатель Ванкеля
Ну, вначале первый инженерный подход заключался в создании двигателя, отличного от конструкции поршневого двигателя внутреннего сгорания. И первым, кто построил и запатентовал такой двигатель, был Felix Millet в 1888 году. Милле создал 5-цилиндровый роторный двигатель, встроенный в спицы заднего колеса велосипеда. Его конструкция силового агрегата была позже запущена в производство компанией Darracq в 1900 году.Ранние типы роторных двигателей имели нечетное количество цилиндров, смещенных по радиусу (обычно 7 или 9 цилиндров, поскольку эта нечетная конфигурация приводила к более плавной работе благодаря поршню) последовательность стрельбы).Начиная с этой конструкции, сначала двигатель имел неподвижный блок цилиндров, который непосредственно вращал коленчатый вал, расположенный в центре, и назывался радиальным двигателем. Радиальный двигатель теперь с винтом, прикрепленным к вращающемуся коленчатому валу, получил широкое применение в авиастроении.
Однако конструкция этого радиального двигателя вызвала проблему с охлаждением, особенно при работе в неподвижном состоянии, поскольку блок цилиндров не получал достаточного воздушного потока. Решение этой проблемы с охлаждением пришло в виде реверсирования роли вращающейся детали из ансамбля, то есть теперь коленчатый вал был прикреплен болтами к шасси, а пропеллер вращался вместе со всем блоком цилиндров.Так родился роторный двигатель . Положительным моментом было то, что охлаждение двигателя было улучшено, но недостатком было то, что самолет стал нестабильным и им было труднее управлять.
К началу 1920-х роторные двигатели (которые находили применение в основном в авиастроении) устарели, и интерес к дальнейшим разработкам двигателей этого типа резко упал. Но не все было потеряно для роторного двигателя, поскольку немецкий инженер Феликс Ванкель изобрел в 1957 году вращающуюся конструкцию, в которой использовался ротор треугольной формы, вращающийся внутри овального корпуса.Поскольку в конструкции не используются поршни, как в поршневом двигателе, роторный двигатель внутреннего сгорания Ванкеля считается одним из типов роторных двигателей без поршней. Исследования роторных двигателей действительно начались в 1960-х годах, но только японскому автомобилестроителю Mazda удалось успешно модифицировать его и интегрировать в фирменный стиль бренда, став единственным производителем автомобилей, способным выйти на массовое производство. Итак, как это работает
Двигатель Ванкеля работает в том же 4-тактном цикле, что и поршневой двигатель с возвратно-поступательным движением, при этом центральный ротор последовательно выполняет четыре процесса впуска, сжатия, зажигания (сгорания) и выпуска внутри трохоидной камеры.Таким образом, хотя оба типа двигателей полагаются на давление расширения, создаваемое сгоранием топливно-воздушной смеси, разница между ними заключается в том, как они используют его для преобразования
в механическую силу. В роторном двигателе внутреннего сгорания это давление расширения прилагается к боковой поверхности ротора. Из-за треугольной формы ротора внутреннее пространство корпуса всегда будет разделено на три рабочие камеры. Это принципиально отличается от поршневого двигателя, где в каждом цилиндре происходят четыре процесса.Первоначальная конструкцияВанкеля имела внешнее зубчатое колесо с 20 зубьями, в то время как более крупное внутреннее зубчатое колесо имело 30 зубцов. Из-за этого передаточного числа частота вращения между ротором и валом определяется как 1: 3 . Это означает, что в то время как меньшая шестерня совершает один оборот, большая шестерня с внутренними зубьями вращается три раза. Поскольку эксцентриковый вал , который аналогичен коленчатому валу в поршневом двигателе, соединен с меньшей зубчатой передачей, это означает, что с двигателем, работающим на 3000 об / мин, ротор будет вращаться только при 1000 об / мин.Это не только означает, что роторный двигатель внутреннего сгорания работает более плавно, но также позволяет достичь более высокой красной черты.
Рабочий объем роторного двигателя обычно выражается единичным объемом камеры и количеством роторов (например, 654 см3 x 2). Единичный объем камеры представляет собой разницу между максимальным объемом и минимальным объемом рабочей камеры, в то время как степень сжатия определяется как соотношение между максимальным объемом и минимальным объемом.
Мы рекомендуем вам внимательнее изучить схемы и трехмерное анимационное видео Мэтта Риттмана в конце руководства, чтобы лучше визуализировать и понять режим работы двигателя Ванкеля. Плюсы и минусы двигателя Ванкеля
Первое, что в пользу двигателя Ванкеля — его малый размер и облегченная конструкция . Это может оказаться решающим при разработке легкого автомобиля с высокой выходной мощностью и небольшим объемом двигателя. Это также позволяет улучшить конструкции защиты от столкновений, увеличить рабочее пространство для аэродинамики или грузовых отсеков и улучшить распределение веса .
Второй благоприятной чертой роторного двигателя внутреннего сгорания является его плоская кривая крутящего момента во всем диапазоне скоростей. Результаты исследований показали, что при использовании конфигурации с двумя роторами колебания крутящего момента во время работы были на одном уровне с рядным 6-цилиндровым поршневым двигателем, в то время как трехроторная компоновка оказалась более плавной, чем поршневой двигатель V8.
Другими преимуществами роторного двигателя внутреннего сгорания являются простая конструкция, надежность и долговечность .Из-за отсутствия поршней, штоков, исполнительного механизма клапана, ремня газораспределительного механизма и коромысла двигатель легче построить, и для него требуется гораздо меньше деталей. Кроме того, из-за отсутствия этих компонентов двигатель Ванкеля более надежен и долговечен при работе с высокими нагрузками. И помните, когда роторный двигатель работает со скоростью 8000 об / мин, ротор (который составляет большую часть всей совокупности) вращается только на одну треть от этой скорости. Недостатки
двигателя Ванкеля включают несовершенное уплотнение торцов камеры, что учитывается на утечку между соседними камерами, и несгоревшую топливную смесь.Роторный двигатель внутреннего сгорания также имеет на продолжительность хода на 50% больше по сравнению с поршневым двигателем. Работа двигателя также допускает увеличение количества окиси углерода и несгоревших углеводородов в потоке выхлопных газов, что делает его очевидным изгоем среди любителей деревьев.
Самым большим недостатком, однако, является его значительный расход топлива . Сравнительные испытания показали, что Mazda RX8 потребляет больше топлива, чем более тяжелый двигатель V8 с рабочим объемом двигателя более чем в четыре раза, но с сопоставимыми характеристиками.Еще одним недостатком является то, что небольшое количество масла попадает в рабочую камеру, и в результате владельцы должны периодически добавлять масло, что увеличивает эксплуатационные расходы. Вклад Mazda в двигатель Ванкеля
После внедрения шестипортовой впускной системы для большей экономии топлива и мощности Mazda продолжила разработку роторного двигателя внутреннего сгорания для достижения низких выбросов. Индукционная система с шестью портами имела по три впускных отверстия на камеру ротора и позволяла снизить расход топлива за счет трехступенчатого управления. Еще одним примечательным событием стало внедрение двухступенчатого монолитного катализатора .
Следующая эра в эволюции двигателей Ванкеля Mazda ознаменовалась введением турбонагнетателей.В 1982 году Cosmo RE Turbo поступил в продажу как первый в мире автомобиль с роторным двигателем, оснащенный турбонагнетателем. Основываясь на этом достижении, Mazda позже применила турбонаддув с двойной прокруткой, чтобы минимизировать турбо-лаг двигателя.
Однако ключевым нововведением Mazda стала презентация двигателя RENESIS, который означает ГЕНЕЗИС RE (роторный двигатель). RENESIS — это двигатель объемом 654 куб. См x 2, который развивает мощность 250 л.с. при 8500 об / мин и 216 Нм крутящего момента при 5500 об / мин. Помимо плавной работы двигателя и четкого отклика, двигатель RENESIS обеспечивает значительные улучшения с точки зрения топливной экономичности и выбросов выхлопных газов.RENESIS от Mazda получил награды «Международный двигатель года» и «Лучший новый двигатель» в 2003 году. Вдохновленная международным успехом RENESIS, Mazda представила новый двигатель Ванкеля, способный работать как на водороде, так и на бензине. Однако этот водородный двигатель RE не смог вызвать такой же интерес, как бензиновый, возможно, из-за отсутствия водородной инфраструктуры в то время. В мае 2007 года японский производитель автомобилей Mazda отпраздновал 40-летие разработок двигателя Ванкеля.
Роторный двигатель внутреннего сгорания RENESIS следующего поколения уже находится в разработке и появился в концептуальном автомобиле Mazda Taiki. Двигатель следующего поколения обещает больший рабочий объем 1600 куб. См (800 куб. См x 2), что, как ожидается, увеличит крутящий момент на всех оборотах двигателя и увеличит тепловую эффективность. Но, несмотря на прогресс, достигнутый в отношении выбросов выхлопных газов, выходной мощности и уплотнения рабочей камеры, двигатель Ванкеля по-прежнему будет бороться с расходом масла и топлива из-за его особой конструкции функционирования.
Как работают роторные двигатели | HowStuffWorks
Роторные двигатели используют четырехтактный цикл сгорания, который является тем же циклом, что и четырехтактные поршневые двигатели. Но в роторном двигателе это делается совершенно по-другому.
Этот контент несовместим с этим устройством.
Если вы посмотрите внимательно, вы увидите, что лепесток смещения на выходном валу вращается три раза за каждый полный оборот ротора.
Сердце роторного двигателя — это ротор. Это примерно эквивалент поршня в поршневом двигателе. Ротор установлен на большом круглом выступе выходного вала. Этот выступ смещен от средней линии вала и действует как рукоятка кривошипа на лебедке, давая ротору рычаг, необходимый для поворота выходного вала. Когда ротор вращается внутри корпуса, он толкает лепесток по узким кругам, поворачивая три раза на за каждый оборот ротора.
По мере того, как ротор перемещается через корпус, три камеры, создаваемые ротором, меняют размер. Это изменение размера вызывает перекачивающее действие. Давайте рассмотрим каждый из четырех тактов двигателя, глядя на одну сторону ротора.
Впуск
Фаза впуска цикла начинается, когда кончик ротора проходит через впускное отверстие. В момент, когда впускное отверстие выходит в камеру, объем этой камеры близок к своему минимуму. Когда ротор движется мимо впускного отверстия, объем камеры увеличивается, втягивая топливно-воздушную смесь в камеру.
Когда пик ротора проходит через впускной канал, эта камера закрывается и начинается сжатие.
Сжатие
По мере того, как ротор продолжает движение вокруг корпуса, объем камеры становится меньше, и топливно-воздушная смесь сжимается. К тому времени, когда поверхность ротора добралась до свечей зажигания, объем камеры снова близок к своему минимуму. Это когда начинается горение.
Горение
Большинство роторных двигателей имеют две свечи зажигания.Камера сгорания длинная, поэтому пламя распространялось бы слишком медленно, если бы была только одна заглушка. Когда свечи зажигания воспламеняют топливно-воздушную смесь, давление быстро растет, заставляя ротор двигаться.
Давление сгорания заставляет ротор двигаться в направлении увеличения объема камеры. Газы сгорания продолжают расширяться, перемещая ротор и создавая мощность, пока пик ротора не пройдет через выхлопное отверстие.
Выхлоп
Как только пик ротора проходит через выхлопное отверстие, газы сгорания под высоким давлением могут свободно выходить из выхлопа.По мере того как ротор продолжает двигаться, камера начинает сжиматься, вытесняя оставшийся выхлоп из порта. К тому времени, когда объем камеры приближается к своему минимуму, пик ротора проходит через впускное отверстие, и весь цикл начинается снова.
Отличная особенность роторного двигателя заключается в том, что каждая из трех сторон ротора всегда работает в одной части цикла — за один полный оборот ротора будет три такта сгорания. Но помните, что выходной вал вращается три раза за каждый полный оборот ротора, а это означает, что на каждый оборот выходного вала приходится один такт сгорания.
Роторный двигатель | Britannica
Роторный двигатель , двигатель внутреннего сгорания, в котором камеры сгорания и цилиндры вращаются вместе с ведомым валом вокруг неподвижного управляющего вала, к которому прикреплены поршни; давление газа сгорания используется для вращения вала. Некоторые из этих двигателей имеют поршни, которые скользят в тороидальных цилиндрах (в форме пончика); другие имеют одно- и многолепестковые роторы. Ранние роторные двигатели использовались в самолетах Первой мировой войны. Они имели воздушное охлаждение, с цилиндрами, расположенными по кругу вокруг коленчатого вала, жестко прикрепленного к фюзеляжу.Винт крепился непосредственно к круглой раме, на которой устанавливались вращающиеся цилиндры. Различные недостатки этих двигателей привели к тому, что после войны от них отказались.
Подробнее по этой теме
Бензиновый двигатель: Роторные двигатели (Ванкеля)
Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, разработанный в Германии, кардинально отличается по конструкции от обычного поршневого поршневого двигателя…
После Второй мировой войны интерес к разработке нового типа роторного двигателя пробудился. Ванкель является наиболее развитым и широко используемым роторным двигателем. В двигателе Ванкеля ротор в форме равностороннего треугольника вращается с орбитальным движением в корпусе особой формы и образует вращающиеся камеры сгорания в форме полумесяца между его сторонами и изогнутой стенкой корпуса. Три вершины ротора снабжены подпружиненными уплотнительными пластинами, которые поддерживают непрерывный скользящий контакт с вогнутой внутренней поверхностью корпуса, а камеры сгорания последовательно увеличиваются и уменьшаются в размере по мере вращения ротора.Топливный заряд из карбюратора поступает в камеру через впускной канал, сжимается, поскольку размер камеры уменьшается из-за вращения ротора, и в соответствующее время воспламеняется свечой зажигания.
Двигатель Ванкеля был впервые испытан для использования в автомобилях в 1956 году. С тех пор он стал использоваться для таких промышленных применений, как приводные воздушные компрессоры, где необходимы небольшие, легкие, высокоскоростные двигатели с простотой механики. См. Также бензиновый двигатель .
Как работает роторный двигатель Ванкеля
Одна из проблем обычных автомобилей двигатель дизайн заключается в том, что поршни двигаться по прямой вверх и вниз в своих цилиндры , производить то, что есть известный как возвратно-поступательное движение .
Внутри двухроторного двигателя Ванкеля
В NSU Ro80 и более современных автомобилях Mazda с двигателями Ванкеля используются сдвоенные роторы. Роторы приводят в движение выходной вал, проходящий через их центр.Этот вал соединен с маховиком для сглаживания импульсов мощности двигателя. Преимущество сдвоенных роторов заключается в том, что, когда они настроены на поворот на 180 ° в противофазе друг с другом, один ротор компенсирует любые вибрации, производимые другим ротором, что обеспечивает исключительно плавную работу двигателя.Но опорные колеса требуют другого движения — вращательное движение . К преобразовать возвратно-поступательное движение во вращательное движение, поршни связаны с коленчатый вал так что, когда поршни поднимаются и опускаются, они заставляют коленчатый вал повернуть.Тогда вращательное движение коленчатого вала может передаваться на дорогу. колеса, чтобы вести их.
Двигатель автомобиля был бы намного проще, если бы поршни могли вращаться вместо движение вверх и вниз, потому что вращательное движение, создаваемое таким образом, могло быть передается непосредственно на опорные колеса (хотя передача все равно будет нужный).
Еще одно преимущество такого роторный двигатель было бы что поршни бы всегда двигаться в одном направлении — по кругу. Ни один из двигателей мощность будет потрачена впустую, остановив поршни в конце их Инсульт и снова ускоряя их в обратном направлении, как это происходит в Поршневой двигатель.
Емкости Ванкеля
Дизайн Двигатель Ванкеля делает его намного более мощным, чем поршневой двигатель такой же мощности. NSU Wankel Spyder с двигателем объемом 498 куб. См, обеспечивающим максимальную скорость почти 100 миль в час, это один из примеров. Еще совсем недавно купе Mazda RX-7 имеет объем двигателя всего 1308 куб. См (654 куб. См на ротор), но имеет аналогичные рабочие характеристики Porsche 924S объемом 2479 куб. Чтобы уравнять мощности двигателей Ванкеля и поршневых двигателей в с точки зрения производительности, мощность двигателя Ванкеля должна быть увеличена Автор: 1.8. Это означает, что двигатель RX-7 объемом 1308 куб. См имеет такую же выходную мощность, что и поршневой двигатель объемом 2354 куб. см.Разработка
Несмотря на привлекательность идеи, когда-либо применялся только один тип роторного двигателя. успешно применяется в автомобилях. Это двигатель Ванкеля, разработанный Феликсом. Ванкель.
Он начал исследования роторных компрессоры в 1938 году. После Второй мировой войны он объединился с NSU (немецкий производитель автомобилей, позже ставший частью VW Audi) превратить его компрессоры в практичный двигатель внутреннего сгорания .
К 1957 году Ванкель построил экспериментальный роторный двигатель, работавший на испытательный стенд, и в 1964 году этот двигатель был предложен публике в NSU Wankel Spyder. Этот небольшой спортивный автомобиль с задним расположением двигателя имел двигатель Ванкеля объемом 498 куб. мог развивать 50 л.с. и иметь максимальную скорость 95 миль в час (152 км в час).
Spyder так и не завоевал популярность у публики, и автомобиль, который действительно прославил двигатель Ванкеля NSU R080, который был признан автомобилем Год 1968. Он имеет двухроторный двигатель 995c и может развивать скорость 110 миль в час. (176км в час).
Внутри Ванкеля
Сердце двигателя Ванкеля — трехсторонний поршень, называемый ротором. вращающийся внутри корпус ротора . На каждой стороне корпуса есть торцевая пластина.
Боковые стороны ротора изогнуты на три лопасти, а корпус ротора имеет в форме большой восьмерки, так что при вращении ротора зазор между каждой стороной ротора и корпусом попеременно увеличивается и меньше. Этот постоянно меняющийся разрыв является ключом к горение процесс.
топливо / воздушная смесь поступает в корпус в момент, когда в ловушке объем между стенкой корпуса и одним из лопастей ротора увеличивается. По мере увеличения этого объема создается вакуум , рисунок в топливно-воздушная смесь через отверстия в корпусе и на концевой пластине.
По мере вращения ротора этот объем начинает сокращаться, сжимая топливно-воздушная смесь. Затем эта смесь проходит через свеча зажигания , установлен в стенка корпуса. В Искра загорается пробка, чтобы воспламенить смесь, в результате чего она развернуть и вращать ротор вокруг его цикл .На данный момент объем между ротор и корпус увеличиваются, чтобы обеспечить расширение газов. Наконец, объем снова уменьшается, вытесняя отработанные газы через выхлопные отверстия.
Таким образом, ротор совершает тот же четырехтактный цикл, что и поршневой двигатель — индукция , сжатие , мощность и выхлоп — но каждый из трех лепестки ротора проходят через этот процесс непрерывно, поэтому есть три силовые удары за каждый оборот ротора.
Через центр ротора проходит выходной вал , к которому ротор связан системой планетарные передачи аналогично автоматическому коробка передач (см. Системы 44 и 45).Зубчатая передача позволяет ротору следовать эксцентричный орбите так, чтобы три конца ротора постоянно касались Корпус.
Когда ротор вращается, он вращает этот вал. Вал несет это вращательное движение к коробка передач и так с опорными колесами.
Рабочий цикл роторного двигателя Ванкеля
Индукция
Когда кончик ротора проходит через впускной канал, следующая камера начинает увеличиваться в размерах из-за эксцентрической орбиты ротора.Это приводит к засасыванию топливно-воздушной смеси в камеру.Сжатие
По мере того как ротор продолжает вращаться, камера начинает уменьшаться в размерах, сжимая топливно-воздушную смесь, готовую к воспламенению.Зажигание
Когда камера проходит над свечами зажигания, они загораются, чтобы воспламенить смесь. Все современные двигатели Ванкеля имеют две свечи зажигания, обеспечивающие равномерное сгорание топливно-воздушной смеси по всей камере.Выхлоп
Расширение горящих газов заставляет ротор совершать полный цикл, проходя через выхлопное отверстие, где газы вытесняются из камеры. Этот цикл продолжается во всех трех камерах одновременно.Различия
Конструкция двигателя Ванкеля означает, что он не имеет клапаны — топливо / воздух смесь просто входит и выходит из камеры через отверстия в корпусе ротора и торцевую пластину.Поэтому и качелей нет, распредвал или толкатели.
Это означает, что Ванкель имеет примерно половину количества частей Поршневой двигатель. Он также легче и компактнее. Тем не менее, это все еще нуждается во многих из тех же вспомогательных устройств, что и другие двигатели — стартер , генератор , система охлаждения , карбюратор или же впрыск топлива , масляный насос и так далее. Однажды двигатель установлен со всем этим, он теряет большую часть своего преимущества компактность и меньший вес.
Тем не менее, двигатель Ванкеля в Ro80 получил широкую признательность за его плавность хода и отсутствие вибрации.Отчасти это было из-за неисправности двигателя. с двумя роторами, установленными на одной линии друг с другом, но в отдельных корпусах. Каждый вращались примерно на том же выходном валу, но их синхронизация была выставлена на 180 ° наружу, так что любой дисбаланс сила произведенные одним ротором, будут аннулированы тем же сил другого ротора, и чтобы они совместно производили более равномерный поворотное движение.
Ограничения Ванкеля
Хотя проблема уплотнения теперь в значительной степени разобрались, он до сих пор не удалось полностью использовать потенциал двигателя Ванкеля для использования в транспортных средствах из-за ограниченного срока службы компонентов двигателя.Еще одна проблема заключается в том, что двигатель обычного поршневого автомобиля хорошо работает в довольно широком диапазоне скоростей и нагрузок, тогда как Двигатель Ванкеля лучше всего работает только в гораздо более узком диапазоне.Ранние проблемы
После того, как базовая конструкция Ванкеля была определена, вскоре возникнут проблемы. стало очевидным. Один из них — износ уплотнений. Роторы герметизированы со всех сторон, чтобы убедитесь, что газы не просачиваются через наконечники из частей с высокой степенью сжатия корпус к частям с низкой степенью сжатия.Эти уплотнения были подвержены износу и поломка, в результате чего двигатель теряет компрессию и, следовательно, мощность.
На поршневом двигателе это уплотнение частично обеспечивается клапанами и частично за счет поршневые кольца , но уплотнения на двигателе Ванкеля представляли особую проблемы.
Уплотнения наименее эффективны при низких оборотах двигателя, где они должны быть снабжены пружинами, чтобы удерживать их прижатыми к боковой стороне корпуса.
Но при высоких оборотах двигателя комбинация центробежные силы и высокий газ давление плотнее прижмите уплотнения к корпусу.Результирующий трение означало потерю мощности и значительный износ уплотнений, что вскоре сломал.
Ранние Ванкели имели печати, сделанные из углерод , но в более поздних конструкциях были особые чугунные уплотнения, которые оказались более прочными. Для дополнительной защиты внутри корпуса и концевых пластин нанесено износостойкое покрытие.
Вторая серьезная проблема — износ восьмиугольной рабочей поверхности, вызванный «стуком» печатей. Это приводит к гофре на ходу. поверхность и сокращает срок службы двигателя.
Формы камеры
Mazda 13B Роторный двигатель
Схема впуска, двигателя и выхлопа роторного двигателя Mazda 13B. Этот двигатель имеет электронный впрыск топлива с двумя топливными форсунками на ротор. Первичные форсунки работают постоянно, в то время как вторичные форсунки включаются только при повышенных оборотах двигателя или нагрузке. Выбросы выхлопных газов сокращаются за счет использования термического реактора для нагрева выходящих газов — тепло подается теплообменником дальше по выхлопной трубе.Другая проблема с двигателем Ванкеля — это форма горение камера . В типичном поршневом двигателе камера примерно равна полусферический, что помогает обеспечить равномерное сгорание топливно-воздушной смеси и постепенно. В двигателе Ванкеля камера сгорания неизбежно длинная. и плоская, форма которой значительно затрудняет оптимальное сгорание.
Частичное решение проблемы камеры сгорания заключалось в поместиться две искры заглушки расположены на небольшом расстоянии друг от друга.Mazda — чей RX-7 теперь единственный Автомобиль с двигателем Ванкеля, который продается сегодня в Великобритании (см. Ниже) — взял этот принцип за основу. далее, установив две свечи, одна из которых зажигает доли секунды. позже, чем другой. Это расположение требует двух отдельных зажигание системы с двумя катушки .
Отсутствие успеха
Несмотря на мощность и плавность хода Ванкеля, ему пока не удалось завоевать популярность среди подавляющего большинства производителей автомобилей.
Основная причина — высокий расход топлива, вызванный тенденцией топливно-воздушная смесь гореть неравномерно.Неравномерное сгорание в двигателе Ванкеля также создает еще одну проблему — высокий эмиссия уровни частично обгоревшего углеводороды (загрязнение выхлопными газами).
За годы, прошедшие с тех пор, как R080 принес теоретические преимущества Ванкеля двигатель к известности, были различные нефтяные кризисы и продолжающиеся давление со стороны правительств и общественности с целью снижения уровня выбросов выхлопных газов и лучший расход топлива.
Ни одно из этих требований не благоприятствует двигателю Ванкеля, и, кроме того, он означало, что большинству производителей автомобилей пришлось потратить много времени и денег на повышение эффективности существующих двигателей.
Математическое моделирование поршневого двигателя, роторного двигателя Сореньи и роторного двигателя Ванкеля
В этом документе дается объяснение геометрии, конструкции и принципов работы трех двигателей; Особое внимание уделяется роторному двигателю Сореньи, который имеет деформирующий ромб, вращающийся внутри статора, имеющего математическую форму. Было выполнено базовое идеальное математическое моделирование этих двигателей в предположении цикла Отто для трех двигателей.Кроме того, он предполагает 100% объемный КПД, полностью открытый дроссель (WOT), отсутствие детонации, механических или тепловых потерь. Эта симуляция фокусируется на том, как топливо сгорает во время сгорания, создавая давление и, следовательно, чистую работу. Проведено сравнение следов давления и характеристик цикла. Исследование завершается анализом и сравнением опережения зажигания; поиск наилучшего продвижения для каждого двигателя, таким образом, сеть между тремя двигателями в течение одного рабочего цикла. Наконец, в этой статье анализируется, как различный коэффициент изменения объема для камеры сгорания Сореньи, Ванкеля и поршневого двигателя влияет на давление, чистую работу и тепловой КПД, генерируемые внутри камеры во время сгорания для каждого рабочего цикла.
1 Введение
Роторные двигателиза прошедшие годы претерпели множество различных конструкций. Самый успешный из них, двигатель Ванкеля, достиг производительности, но у него были другие проблемы, такие как высокие выбросы углеводородов, повышенный расход масла и топлива, более дорогие производственные затраты и ограниченная топливная гибкость [1]. По этой причине они не получили такого развития, как поршневые двигатели. В 2004 году Питер Сореньи вместе со своим партнером Питером Кингом получил патент на двигатель внутреннего сгорания с шарнирным ротором.Двигатель Сореньи может иметь некоторые преимущества перед роторным двигателем Ванкеля и поршневым двигателем [2].
В этой статье исследуется потенциал двигателя Сореньи по сравнению с существующим роторным двигателем Ванкеля и поршневым двигателем. В результате будут определены преимущества и недостатки двигателя Сореньи перед поршневым двигателем и роторным двигателем Ванкеля.
Путем запуска серии базовых симуляций горения топлива при разных углах опережения и одинаковой угловой скорости.Их давление, объемы, сетка и термический КПД будут сравниваться при одинаковых рабочих условиях. Также предполагаются оптимальные условия: без учета самовоспламенения, тепловых, механических потерь и потерь на трение. Следовательно, различия в том, как изменяется объем, будут влиять на степень изменения давления и чистую работу, полученную от них в течение цикла.
2 Фон
Поршневые двигатели состоят из поршня внутри цилиндра для создания переменного давления и объема [3].Но это не единственные двигатели внутреннего сгорания. Роторные двигатели являются промежуточным звеном между поршневыми двигателями и турбинами. Роторные двигатели образуют «множество камер переменного объема» между ротором и внешней частью, известной как статор [4]. К сожалению, роторные двигатели имеют ряд недостатков, таких как более высокий расход топлива и выбросы. Кроме того, они являются менее гибкими в отношении топлива двигателями, имеющими герметичность, срок службы, недостатки степени сжатия и более длинный путь распространения пламени и другие эффекты сгорания, которые делают сгорание нестабильным [5–8].
2.1 Роторные двигатели
2.1.1 Двигатель Ванкеля
Двигатель Ванкеля — роторный двигатель, наиболее успешная разновидность которого имеет ротор треугольной формы. Этот ротор «совершает планетарное вращательное движение относительно внешнего корпуса» [4]. Это движение создается с помощью планетарной передачи на боковой пластине для поддержания правильной фазы между вращением ротора и эксцентрикового вала, но при этом возникают неуравновешенные силы. Эти силы можно нейтрализовать, просто добавив балансировочные грузы для уравновешивания ротора [7, 8].Он также заставляет ротор вращаться со скоростью две трети угловой скорости кривошипа, что означает, что он производит три рабочих хода на каждые два оборота коленчатого вала [5, 7–9]. Наконец, дыхание осуществляется через отверстия, которые могут находиться на лицевой стороне статора или по бокам корпуса [5, 9, 10].
2.1.1.1 Геометрия двигателя Ванкеля
Двигатель Ванкеля имеет эпитрохоидный статор, в котором вращается ротор. (1) и (2) определяют координаты по осям X и Y статора, показанного на рис.1. Также они использовались для определения объема одной камеры в любой момент времени [7, 11, 12].
Икс знак равно е ⋅ потому что 3 β + р ш ⋅ потому что β (1)
Y знак равно е ⋅ грех 3 β + р ш ⋅ грех β (2)
2.1.2 Двигатель Сореньи
Двигатель Szorenyi имеет четырехсегментный шарнирный роторный узел, который во время вращения деформируется и непрерывно адаптируется к профилю статора, изменяясь от квадрата к ромбу и обратно. Таким образом, Сореньи — роторный двигатель с четырьмя камерами сгорания [2, 13]. Поскольку шестерни нет, она имеет четыре такта на оборот коленчатого вала. Таким образом, один ротор двигателя Сореньи производит такое же количество рабочих ходов, что и поршневой четырехтактный двигатель с восемью цилиндрами [2, 13].Следовательно, двигатель Сореньи должен иметь более высокую выходную мощность при более низких оборотах и меньшую механическую сложность [13].
2.1.2.1 Геометрия Сореньи
Кривая статора, запатентованная как кривая Сореньи, определяется прямым равнобедренным треугольником, как показано на рис. 2 [6]. Он «образуется крайними основаниями A и B равнобедренного прямого угла, перемещающегося и одновременно вращающегося треугольника» [2]. В настоящей статье на рис. 1 показан угол, используемый для получения координат x и y профиля статора.Угол поворота коленчатого вала двигателя Сореньи, используемый в этой статье, определяется как угол между положительной вертикальной осью и центром сегмента ротора. Используя обозначения на рис. 1, (3) и (4) определите все точки на кривой статора в декартовых координатах [13]. Тогда можно найти объем в любой момент времени, используя ту же базовую концепцию, что и в объеме двигателя Ванкеля [7].
Рис.2
Схема построения кривой двигателя СореньиИкс А знак равно 1 2 { c 2 — s я п 2 2 θ — грех 2 θ } { грех θ — потому что θ } (3)
Y А знак равно 1 2 { c 2 — s я п 2 2 θ — грех 2 θ } { 1 — 2 грех 2 θ грех θ + потому что θ } (4)
3 Метод
3.1 Тепловое моделирование
Для целей настоящего моделирования общий объем камеры для трех двигателей был определен на 125 куб. Объемы на нескольких этапах были рассчитаны и проверены с помощью программного обеспечения САПР. Моделирование было выполнено с помощью электронной таблицы для расчета объема камеры, сожженной фракции топлива, давления и температуры конечного газа в любое время. В расчетах использовались общие и конкретные параметры для каждого двигателя, чтобы получить чистую выходную мощность за цикл камеры трех двигателей при эквивалентных условиях.Эти параметры описаны в таблице 1 для моделирования двигателей [9, 10, 14–20].
Таблица 1Предположения сделаны для всех двигателей
| Величина | Шт. | |
|---|---|---|
| CR | 10: 1 | |
| A / F смесь | 14,7: 1 | |
| пол. или | 101325 | Па |
| Т или | 293 | К |
| R ВОЗДУХ | 287.06 | Дж / (° К-моль) |
| Q LHV | 44 | МДж |
| к | 1,3 | |
| X d | 0,9933 | |
| м | 2 | |
| ρ ВОЗДУХ | 1.204 | кг / м 3 |
| R | 8,3145 | Дж / (° К-моль) |
| С В | 27,715 | Дж / (° К-моль) |
| м ВОЗДУХ | 0,0001505 | кг |
| м Ф | 1.02388E-5 | кг |
| С | 5 | |
| Отношение ход / диаметр | 3.3 | |
| л | 0,1276 | м |
| 0,058 | м | |
| Соотношение шатун / рычаг коленчатого вала | 1,1 | |
| Вт R | 0,105 | м |
| e | 0,015 | м |
| Глубинный сегмент Ванкеля | 1.37 | см |
| ω | 4,2 | |
| Соренный сегмент глубина | 3,514 | см |
| Масштабный коэффициент Сореньи | 1,85 |
Из-за ограниченного объема данной статьи следует отметить, что настоящее моделирование не рассматривает насос, тепло, механические потери, детонацию, а также их различную эффективность.
Примечание : Та же самая степень сжатия может быть достигнута с использованием другого значения ω путем удаления или добавления материала на поверхность ротора. Целью данной работы не является определение оптимального значения «ω». Хотя это повлияет на объемную историю камеры сгорания. Объем данной статьи не распространяется на оптимизацию значения «ω». Изменяя значение «ω», можно оптимизировать объемную историю камеры, и это может привести к другим результатам для двигателя Сореньи, чем те, которые представлены в документе.
3.2 Камера сгорания двигателей
Для роторных двигателей Сореньи и Ванкеля моделировалась только одна камера для каждого двигателя. При моделировании двигателя определяется объем камеры сгорания в любой момент рабочего цикла. Затем определялись точки контакта сегмента ротора со статором в любой момент времени. После этого рассчитывался объем между ротором и статором в любой момент времени. Полученная площадь умножалась на глубину ротора и масштабный коэффициент для определения рабочего объема [7].
Для роторного двигателя Сореньи, чтобы моделирование было как можно более простым, значение ’ω’, показанное в (3) и (4), было изменено до достижения желаемой степени сжатия. Чтобы проверить геометрию, координаты, сгенерированные при математическом моделировании, были экспортированы в программное обеспечение САПР, как показано на рис. 3. Кроме того, на рис. 3 показана концепция расчета площади проекции рабочей камеры роторного двигателя Сореньи.
Фиг.3
Szorenyi Площадь поперечного сечения камеры двигателя при 0, 30, 60 и 90 градусах угла поворота коленчатого вала.
Для роторного двигателя Ванкеля, чтобы получить желаемую степень сжатия, поверхность ротора дополнительно модифицируется за счет образования расчетной полости ротора, что уменьшает объем в камерах. Таким образом, увеличивая степень сжатия до желаемого значения [17].
Как и в двигателе Сореньи, в роторном двигателе Ванкеля особое внимание было уделено тому, чтобы в любой момент определить зону между ротором и статором, как показано на рис.4 [7].
Фиг.4
Площадь поперечного сечения камеры двигателя Ванкеля при различных положениях ротора, соответствующих каждые 45 градусов поворота коленчатого вала
Аналогичным образом, объем цилиндра при любом угле поворота коленчатого вала был рассчитан для поршневого двигателя [10].
3.2.1 Сожженная топливная фракция — функция Вибе
Чтобы создать точную модель двигателя, которая определяет температуру и давление во время рабочего такта, важно знать, сколько топлива сжигается внутри камеры сгорания.Функция Вибе используется для определения этого основного параметра, как показано в (5) [9, 10, 20–23].
Икс б знак равно 1 — е Икс п [ — C ( θ — θ 0 Δ θ ) м + 1 ] ; C знак равно пер ( 1 — Икс d ) (5)
Все три двигателя вращаются с одинаковой скоростью, но их конструкция заставляет их иметь циклы сгорания с разной продолжительностью .Чтобы сравнить сгорание всех трех двигателей эквивалентным способом, массовая доля сожженного топлива mfb, которая представляет собой топливо, сожженное с момента образования искры, сравнивалась с процентом периода сгорания, как показано на рис. Видно, что поршневые двигатели и двигатели Ванкеля имеют очень похожую Mfb, если сравнивать ее с процентом сгорания. А у двигателя Сореньи кривая чуть ниже, а это значит, что топливо сгорает медленнее в начале и быстрее в конце.Это повлияет на то, как создается давление в камере сгорания.
Фиг.5
Доля топлива, сожженная при сгорании
3.3 Определение изменения давления
Постепенное изменение давления в камере сгорания получается на основе закона идеального газа, первого закона термодинамики, закона Майера, отношения удельных теплоемкостей и уравнения тепловыделения [10, 15, 24].Результирующий прирост давления можно выразить в виде (6) [15, 23].
d п знак равно Q L ЧАС V * м ж * d Икс б * ( k — 1 ) — k * п о * d V V (6)
3.4 Определение работы и термический КПД
Результирующие данные моделирования, основанные на диаграмме P-V и при условии, что величина трения равна нулю, позволяет определить чистую работу, выполненную за цикл [10].
Тепло не может быть полностью преобразовано в работу [24]. Поэтому был рассчитан тепловой КПД, чтобы показать, насколько эффективен двигатель в преобразовании подводимого тепла в механическую работу [10].
4 Результаты и обсуждение
Настоящее исследование и моделирование процессов горения основано на параметрах, представленных ранее в Таблице 1.Для определения наилучшего опережения зажигания было проведено несколько симуляций с использованием термодинамической модели на основе Вибе. Лучшее опережение зажигания — это то, которое обеспечивает максимальную чистую работу для каждого двигателя.
Модель учитывает только положительную чистую работу, создаваемую двигателем. Не учитывает отрицательную работу впуска и выпуска. Предполагается, что дроссельная заслонка полностью открыта.
4.1 Вытесненный объем
Что касается положения коленчатого вала, то объем камеры сгорания двигателя Сореньи, роторного двигателя Ванкеля и поршневого двигателя различен на протяжении рабочего цикла.История объема всех из них сравнивалась во время фазы сжатия, как показано на рис. 6.
Рис.6
Объем в% от фазы сжатия
Рис. 6 показывает, что двигатель Сореньи имеет самую медленную и лучшую скорость изменения объема около ВМТ и самую быструю около НМТ. Более медленная скорость изменения около ВМТ ближе к идеальному циклу Отто, поскольку она обеспечивает более стабильный объем для сгорания.Следовательно, сжигается более высокая массовая доля топлива.
4.2 Чистая работа
Чистая пиковая выходная мощность по отношению к моменту зажигания показана на рис. 7.
Рис.7
Вариация сети, производимой двигателем Сореньи, двигателем Ванкеля и поршневым двигателем при разном опережении зажигания
Следовательно, как видно на рис. 7, чистая работа роторного двигателя Сореньи является наибольшей за рабочий цикл, за ним следует роторный двигатель Ванкеля и, наконец, поршневой двигатель, как показано в таблице 2.
Таблица 2Сравнение работы двигателей
| Чистая работа Вт чистая [Дж] | |
|---|---|
| Сорень | 213,859 |
| Ванкель | 213.043 |
| поршневой | 212,876 |
P-V-диаграммы трех двигателей при их оптимальном опережении зажигания показаны на рис.8. Это приводит к самому высокому максимальному давлению для двигателя Сореньи, за которым следует двигатель Ванкеля. И максимальное давление, и работа выше, чем у поршневого двигателя.
Замкнутые области диаграммы P-V были вычислены с результатом, что двигатель Ванкеля в идеале производит на 0,10% больше чистой работы за цикл, чем двигатель с возвратно-поступательным движением. Кроме того, двигатель Szorenyi в идеале производит на 0,462% больше работы за цикл, чем эквивалентный поршневой двигатель.
Фиг.8
Сравнение диаграмм P-V двигателей Сореньи, Ванкеля и поршневого двигателя
Кроме того, на рис. 9 верхнее давление двигателя Ванкеля на 4,58% выше, чем у поршневого двигателя, а у двигателя Сореньи на 5,515% выше, чем у такого же поршневого двигателя. Это приводит к более высокой идеальной чистой работе за цикл для двигателя Сореньи, за которым следует двигатель Ванкеля, и наименьшая чистая работа за цикл производится поршневым двигателем.
Фиг.9
Сравнение давления в полном цикле двигателей Сореньи, Ванкеля и поршневых двигателей
4.3 Тепловой КПД
Тепловой КПД рассчитан для двигателей Сореньи, Ванкеля и поршневого двигателя. Результаты представлены в таблице 3.
Таблица 3Сравнение эффективности преобразования топлива между двигателями Сореньи, Ванкеля и поршневыми двигателями
| n f | |
|---|---|
| Сорень | 0.474707 |
| Ванкель | 0,472900 |
| поршневой | 0,472524 |
Из таблицы 3 видно, что при одинаковых условиях работы двигатель Ванкеля имеет тепловой КПД на 0,079% выше, чем поршневой двигатель. Кроме того, у двигателя Сореньи тепловой КПД на 0,462% выше, чем у такого же поршневого двигателя.
4.4 Мощность
Мощность является функцией времени и крутящего момента, поэтому для одной камеры каждого двигателя, и три двигателя, вращающиеся с одинаковой скоростью на коленчатом валу, 3000 об / мин, будут иметь разные вариации камеры. Поэтому в таблице 4 указана идеальная выходная мощность для каждого двигателя при одинаковой частоте вращения коленчатого вала.
Таблица 4Сравнение выходной мощности одной камеры двигателей Сореньи, Ванкеля и поршневого двигателя
| Мощность (Вт) | |
|---|---|
| Сорень | 7128.6 |
| Ванкель | 4734,2 |
| поршневой | 3547,9 |
5 Выводы
В результате математического моделирования установлено, что:
- —
Двигатель Сореньи более чувствителен к изменениям опережения зажигания относительно угла поворота коленчатого вала, чем поршневой двигатель, и имеет большее влияние на производимую чистую работу.
- —
Двигатель Сореньи имеет более короткое вращение коленчатого вала при сгорании, чем поршневые двигатели и двигатели Ванкеля. Следовательно, он должен иметь меньшее опережение зажигания, чем поршневой двигатель и двигатель Ванкеля по отношению к коленчатому валу.
- —
Чистая работа за цикл, производимая двигателем Ванкеля, на 0,079% выше, чем у поршневого двигателя. Кроме того, роторный двигатель Szorenyi на 0,462% выше поршневого двигателя при том же смещенном объеме.
- —
Двигатель Сореньи имеет самую высокую полезную работу за цикл и, следовательно, самый высокий тепловой КПД, как показано в Таблице 2 и Таблице 3. За чистой работой и тепловым КПД двигателя Сореньи следует двигатель Ванкеля и, наконец, поршневой двигатель имеет самая низкая чистая работа за цикл.
- —
У двигателя Szorenyi более высокая выходная мощность на 100,90% выше, чем у поршневого двигателя. Также двигатель Ванкеля 33.На 43% выше, чем у поршневого двигателя. Эти различия создаются чистой работой, тепловым КПД и количеством рабочих ходов на оборот коленчатого вала каждого двигателя, когда все двигатели работают с одинаковой частотой вращения коленчатого вала.
Глоссарий терминов
| Обозначение | Описание | Шт. |
|---|---|---|
| а | радиус коленвала | м |
| A / F микс | Соотношение топливовоздушной смеси | |
| Б | Диаметр отверстия | м |
| К | Коэффициент эффективности для уравнения Вибе | |
| CR | Степень сжатия | |
| C p | Удельная теплоемкость при постоянном давлении | Дж / (° К-моль) |
| C v | Удельная теплоемкость при постоянном объеме | Дж / (° К-моль) |
| дП | Изменение давления | Па |
| dT | Изменение температуры | ° К |
| дт | Перевод часов | сек |
| DV | Изменение объема | м 3 |
| dX b | Изменение функции Wiebe | |
| e | Эксцентриситет | м |
| л | Ход | м |
| л | длина шатуна | м |
| к | Коэффициент удельной теплоемкости | |
| М | Масса | кг |
| м | Показатель Вибе | |
| м ВОЗДУХ | Объемная масса воздуха | кг |
| м f | Масса топлива на единицу объема | кг |
| n f | Тепловой КПД | |
| п. | Абсолютное давление | Па |
| P f | Конечное давление | Па |
| P o | Начальное давление | Па |
| Q LHV | Нижняя теплота сгорания | МДж |
| R | Газовая постоянная | Дж / (° К-моль) |
| R ВОЗДУХ | Универсальная газовая постоянная для воздуха | Дж / (° К-моль) |
| r | Смещение вершины равнобедренного треугольника внутри двигателя Сореньи | |
| T f | Конечная температура | ° К |
| T o | Начальная температура | ° К |
| В | Том | м 3 |
| В С | Объем при максимальном сжатии (ВМТ) | куб.см |
| В Т | Общий объем камеры | куб.см |
| Вт нетто | Чистая работа за цикл одной камеры | Дж |
| Вт R | Радиус формирования Ванкеля | м |
| w | Ширина поверхности ротора по сравнению с радиусом четырехлистного клевера (единица) | |
| X b | Функция Wiebe | |
| x d | Общая доля сожженного топлива | |
| x | Прямоугольные координаты по оси X статора роторного двигателя | |
| Y | Прямоугольные координаты по оси Y статора роторного двигателя | |
| ρ ВОЗДУХ | Плотность воздуха | кг / м 3 |
| м ˙ ж | Массовый расход топлива | г / с |
| β | Угол образования для уравнения профиля статора двигателя Ванкеля | градусов |
| θ | Угол поворота коленчатого вала | градусов |
| Также угол образования четырехлистного клевера для кривой Сореньи | ||
| Δθ | Продолжительность горения относительно положения коленчатого вала | градусов |
| θ 0 | Угол поворота коленчатого вала при начале сгорания | градусов |
Список литературы
[1] S.Пехан и Б. Кегл. (2001). Конструкция роторного двигателя [Технический документ SAE 2001-01-3194]. Доступно: http://dx.doi.org/10. 4271 / 2001-01-3194 Искать в Google Scholar
[2] П. Сореньи, «Двигатель внутреннего сгорания с шарнирным ротором», Патент США US 6.718.938 B2, 13 апреля 2004 г. Искать в Google Scholar
[3 ] З. Спаковски, М. Грейцер и И. Вайц. (10 октября 2008 г.). Термодинамика и движение. Доступно: http://web.mit.edu/16.unified/www/SPRING/propulsion/notes/node25.html Поиск в Google Scholar
[4] F.Ванкель и Э. Хёппнер, «Роторный двигатель внутреннего сгорания», патент США 2988065, 13 июня 1961 г. Поиск в Google Scholar
[5] Л. Пэн, «Фундаментальные исследования уникальной роторной машины», доктор философии, Высшая школа Исследования, Университет Макмастера, Канада, 1994. Поиск в Google Scholar
[6] Р. У. Ричардсон, «Автомобильные двигатели для 1980-х годов», в документе Eaton’s Worldwide Analysis of Future Automotive Power Plants, Eaton Corporation, ed, 1973, 40-41. Искать в Google Scholar
[7] K.Ямамото, Роторный двигатель. Япония: Toyo Koyo co. Ltd., 1971. Искать в Google Scholar
[8] К. Ямамото, Роторный двигатель. Хиросима, Япония: Санкайдо, 1981. Поиск в Google Scholar
[9] Т.Дж. Норман, «Эксплуатационная модель двигателя Ванкеля с искровым зажиганием: включая влияние объема щелей, утечки газа и теплопередачи», степень магистра , Кафедра машиностроения, Массачусетский технологический институт, 1983. Поиск в Google Scholar
[10] Дж. Б. Хейвуд, Основы двигателя внутреннего сгорания, том.930: Макгроу-Хилл, Нью-Йорк, 1988. Поиск в Google Scholar
[11] Р. Сиренс, Р. Бэрт, Д. Е. Винтербоун и П. К. Баруа, «Комплексное исследование производительности двигателя Ванкеля», 1983. Поиск в Google Scholar
[12] М. Александру-Каталин и Б.Н.С. Ливиу-Константин, «РОТАЦИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ», Морской университет Констанцы. Analele, 2014, 15, 93–99. Поиск в Google Scholar
[13] П. Кинг. (2013, август 2013) Роторный четырехкамерный роторный двигатель Сореньи.Автоинженер [Технический разговор]. 4. Выполните поиск в Google Scholar
[14] Дж. Хейвуд и П. Уоттс, «Параметрические исследования расхода топлива и выбросов NO при работе двигателя с разбавленным искровым зажиганием с использованием моделирования цикла», в публикации C конференции Института инженеров-механиков, 1979, 117–127. Поиск в Google Scholar
[15] Г. Х. Абд Алла, «Компьютерное моделирование четырехтактного двигателя с искровым зажиганием», Energy Conversion and Management, 2002, 43, 1044-1047. Искать в Google Scholar
[16] A.Боретти, С. Цзян и Дж. Скалцо, «Новый двигатель Ванкеля с реактивным зажиганием и портом или прямым впрыском для более быстрого и полного сгорания, специально разработанный для газообразного топлива», Технический документ SAE 0148-7191, 2015 г. Поиск в Google Scholar
[17] М.С. Раджу и Е.А. Уиллис, «Трехмерный анализ и моделирование двигателя Ванкеля», Технический документ SAE 0148-7191, 1991. Поиск в Google Scholar
[18] А. Боретти, «CAD / CFD» / CAE Моделирование двигателей Ванкеля для БПЛА », Технический документ SAE 0148-7191, 2015.Поиск в Google Scholar
[19] С. Д. Хайрес, Р. Дж. Табачински и Дж. М. Новак, «Прогнозирование задержки воспламенения и интервалов горения для однородного заряда, двигатель искрового зажигания», транзакции SAE, 1978, 1053-1067. Поиск в Google Scholar
[20] Дж. И. Гойел, «Обзор разработки и приложений функции wiebe: дань уважения вкладу Ивана Вибе в исследования двигателя», Международный журнал Engine Research, 2010 г., 11, 297-312 . Искать в Google Scholar
[21] G.Аббасзадехмосайеби и Л. Ганиппа, «Определение коэффициента теплоемкости и анализ ошибок для расчетов тепловыделения двигателя», Applied Energy, 1/6/2014, 122, 144. Поиск в Google Scholar
[22] Г. Аббасзадехмосайеби и Л. Ганиппа, «Характеристика уравнения Вибе для анализа тепловыделения на основе коэффициента горения (Ci)», Топливо, 1/3/2014, 119, 301. Поиск в Google Scholar
[23] С. Кляйн и Г. Неллис. (2011). Термодинамика. Доступно: http://RMIT.eblib.com.au/patron/FullRecord.aspx? p = 807134 Искать в Google Scholar
[24] С. Кляйн и Г. Неллис, Термодинамика: Cambridge University Press, 2012. Искать в Google Scholar
Как работает радиальный двигатель?
Вы, наверное, слышали о радиальном двигателе. Они — двигатели ранней авиации вплоть до начала реактивной эры. Эти двигатели потрясающие. Но зачем их придумали и как они работают? И почему они исчезли? Проверить это…
Чистая сила в кругу
Радиальные двигатели разрабатывались еще до того, как братья Райт совершили свой первый полет с двигателем, когда К. Мэнли создал пятицилиндровый радиальный двигатель с жидкостным охлаждением для самолета Сэмюэля Лэнгли.
В то время они конкурировали с роторными двигателями и рядными двигателями с водяным охлаждением. Но к концу Первой мировой войны роторные двигатели достигли своего пика, и радиальные двигатели быстро затмили их.
Радиальные двигатели с воздушным охлаждением имеют ряд преимуществ перед своими линейными собратьями.Они легче рядных двигателей с жидкостным охлаждением и, поскольку не требуют охлаждающей жидкости, более устойчивы к повреждениям. Радиальные двигатели проще — коленчатые валы короче и для них требуется меньше подшипников коленчатого вала. Они более надежны и работают плавнее.
Но у радиальных двигателей есть и недостатки. Их массивная передняя часть создает сопротивление и ограничивает обзор пилота. Радиальные двигатели нуждаются в значительном потоке воздуха для охлаждения цилиндров, поэтому размещение двигателя на самолете ограничено. Установить многоклапанный механизм практически невозможно, поэтому почти во всех радиальных двигателях используется двухклапанная система, ограничивающая мощность.И хотя один ряд цилиндров охлаждает равномерно, в более крупных двигателях используются ряды цилиндров. Задние ряды закрыты передними, а воздух уже горячий после прохождения первого набора цилиндров, что ограничивает охлаждение.
Как работает радиальный двигатель?
Радиальный двигатель работает как любой другой четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. Каждый цилиндр имеет такты впуска, сжатия, мощности и выпуска. Они отличаются от рядных и горизонтально-оппозитных двигателей порядком включения и способом соединения с коленчатым валом
.A Цилиндры радиального двигателя нумеруются сверху по часовой стрелке, первый цилиндр имеет номер 1.Шатун первого цилиндра крепится непосредственно к коленчатому валу — это ведущий стержень. Штоки других цилиндров соединяются с точками поворота вокруг ведущего штока.
Каждый радиальный двигатель имеет нечетное количество цилиндров, и они работают в чередующемся порядке. Итак, пятицилиндровый двигатель срабатывает в порядке 1, 3, 5, 2 и 4. Семицилиндровый двигатель работает в порядке 1, 3, 5, 7, 2, 4, 6.
При срабатывании цилиндров узел штока вращается вокруг коленчатого вала, как коленчатый кривошип.Противовес находится напротив ступицы штока, чтобы предотвратить вибрацию двигателя.
Турбины украли рынок
Чтобы получить больше мощности от радиального двигателя, инженеры добавили несколько рядов цилиндров. Pratt & Whitney Wasp Major использует четыре ряда по семь цилиндров (всего 28 цилиндров!) с нагнетателем для выработки до 4300 лошадиных сил . На нем были установлены многие из последних крупных самолетов с поршневыми двигателями, включая B-36 Peacemaker (на котором использовались шесть самолетов Wasp Majors и четыре турбореактивных двигателя) и Martin Mars.
Б-36 Миротворец
Кэмпбелл / FlickrМартин Марс
Ален Бурк / FlickrA Pratt & Whitney Wasp Major
В конечном счете, турбинные и турбовинтовые двигатели, разработанные после Второй мировой войны, могли развивать гораздо большую мощность, чем радиальный двигатель, более эффективно и с меньшим весом. Но это не меняет того факта, что радиальные двигатели выглядят круто, а звучат даже лучше.
redeaglesformation.com Станьте лучшим пилотом.
Подпишитесь, чтобы получать последние видео, статьи и викторины, которые сделают вас более умным и безопасным пилотом.
Тепловое моделирование нового роторного двигателя
Pipe T (1974) Принципы двигателя Ванкеля. H. W. Sams, Нью-Йорк
Google ученый
Hege JB (2002) Роторный двигатель Ванкеля: история. McFarland & Company, Джефферсон
Google ученый
Yamamoto K (1981) Роторный двигатель. Санкайдо, Токио
Google ученый
Garside D (1982) Разработка роторного двигателя мотоцикла Norton. Технический документ SAE 821068. https://doi.org/10.4271/821068
Froede W (1965) Роторный двигатель паука NSU. Технический документ SAE 650722. https://doi.org/10.4271/650722
Keller H (1968) Малые двигатели Ванкеля. Технический документ SAE 680572.https://doi.org/10.4271/680572
Norbye JP (1971) Двигатель Ванкеля: дизайн, разработка, приложения. Chilton Book Co., Radnor
Google ученый
Souillard GJ, Van Quaethoven FF (1973) Смазка роторного двигателя Ванкеля. Технический документ SAE 730047. https://doi.org/10.4271/730047
Rachel T, Schock H, Bartrand T (1991) Анализ потерь мощности на трение, связанных с боковыми и верхними уплотнениями роторного двигателя Ванкеля .Технический документ SAE
Эйерманн Д., Нубер Р., Соймар М. (1990) Представление нового сверхлегкого многоцелевого двигателя Ванкеля. Технический документ SAE 5. https://doi.org/10.4271/5
Pehan S, Kegl B (2001) Конструкция роторного двигателя. Технический документ SAE 2001-01-3194. https://doi.org/10.4271/2001-01-3194
Sisto F (1963) Сравнение некоторых роторно-поршневых двигателей. Технический документ SAE 630282.https://doi.org/10.4271/630282
Sierens R, Baert R, Winterbone D, Baruah P (1983) Комплексное исследование характеристик двигателя Ванкеля. Технический документ SAE 830332. https://doi.org/10.4271/830332
Тартаковский Л., Байбиков В., Гутман М., Вейнблат М. и др. (2012) Моделирование характеристик двигателя Ванкеля с использованием коммерческого программного обеспечения для поршневых двигателей. Технический документ SAE2012-32-0098. https://doi.org/10.4271/2012-32-0098
Ши Т., Шок Х., Рамос Дж. (1987) Смешивание и сгорание топлива с воздухом в двухмерном двигателе Ванкеля.Технический документ SAE 870408. https://doi.org/10.4271/870408
Raju M (1992) Теплопередача и рабочие характеристики двигателя Ванкеля с двойным зажиганием. Технический документ SAE 920303. https://doi.org/10.4271/920303
Boretti A (2015) CAD / CFD / CAE моделирование двигателей Ванкеля для БПЛА. Технический документ SAE 2015-01-2466. https://doi.org/10.4271/2015-01-2466
Раджу М.С., Уиллис Э.А. (1991) Трехмерный анализ и моделирование двигателя Ванкеля.Технический документ SAE
Li Z, Steinthorsson E, Shih T., Nguyen H (1990) Моделирование и моделирование полей потока двигателя Ванкеля. Технический документ SAE 9. https://doi.org/10.4271/9
Zhang S, Zhao C, Zhao Z, Ma F (2015) Анализ характеристик сгорания гидравлического дизельного двигателя со свободным поршнем. Appl Energy 160: 761–768
Статья Google ученый
Steinthorsson E, Shih T, Schock H, Stegeman J (1988) Расчеты нестационарного трехмерного поля потока внутри моторизованного двигателя Ванкеля. Технический документ SAE 880625. https://doi.org/10.4271/880625
Исфаханян В., Джавахери А., Гаффарпур М. (2006) Термический анализ поршня двигателя SI с использованием различных обработок граничных условий сгорания. Appl Therm Eng 26: 277–287
Статья Google ученый
Cerit M, Ayhan V, Parlak A, Yasar H (2011) Термический анализ поршня с частично керамическим покрытием: влияние на выброс углеводородов при холодном запуске в двигателе с искровым зажиганием. Appl Therm Eng 31: 336–341
Статья Google ученый
Лу Х, Ли Кью, Чжан В., Го И, Хе Т, Цзоу Д. (2013) Термический анализ поршня судового дизельного двигателя. Appl Therm Eng 50: 168–176
Статья Google ученый
Li C (1982) Вопросы термической деформации и трения поршня. Технический документ SAE 820086. https://doi.org/10.4271/820086
Cerit M, Coban M (2014) Анализ температуры и термического напряжения поршня из алюминиевого сплава с керамическим покрытием, используемого в дизельном двигателе. Int J Therm Sci 77: 11–18
Статья Google ученый
Маннисто Дж. Ф., Базаз Р. (1987) Структурный анализ ротора роторного двигателя внутреннего сгорания.Технический документ SAE 870447. https://doi.org/10.4271/870447
Wu W, Lin Y, Chow L (2014) Роторный двигатель Ванкеля с воздушным охлаждением и воздушным охлаждением с воздушным охлаждением для повышения долговечности, мощности и эффективности . Технический документ SAE 21.01.2014. https://doi.org/10.4271/2014-01-2160
Бэджли П., Доуп Д., Камо Р. (1989) Анализ и испытание изолированных компонентов роторного двигателя. Технический документ SAE 8. https://doi.org/10.4271/8
Badley PR, Smith MR, Gould CO (2008) Системное исследование для технологии осевых лопастных двигателей.Advanced Technologies, Inc., Старквилл, Миссисипи, НАСА / CR — 2008-215175
Кларк Н., Смит Дж., Муцино В., Уол Р и др. (1993) Базовая конструкция двигателя с распределительным валом. Технический документ SAE 930062. https://doi.org/10.4271/930062
Муцино В., Смит Дж., Томпсон Дж. (1993) Инженерное моделирование и синтез случайного кулачкового двигателя с помощью параметрических методов САПР. Технический документ SAE 930061. https://doi.org/10.4271/930061
Orndorff R, Thompson G, Smith J, Mucino V (1995) Анализ подшипников вала ротора для выбранных конфигураций двигателей rand cam ™.Технический документ SAE 950449. https://doi.org/10.4271/950449
Smith J, Mucino V, Sun K, Thompson G (1955) Анализ гидродинамической подвижности лопастного подъемного механизма для двигателя Rand Cam ™ . Технический документ SAE 950450. https://doi.org/10.4271/950450
Томпсон Дж., Смит Дж., Томпсон Дж., Смит Дж. (1997) Моделирование нулевого сгорания роторного двигателя с осевыми лопастями. Технический документ SAE 970069. https://doi.org/10.4271/970069
http://www.regtech.com/Corporate_Info/ 2014 Reg / Regi Technologies Inc
Georing CE, Alan C (2004) Мощность двигателя и трактора. Американское общество инженеров сельского хозяйства, (ASAE), стр. 279–289
Хандшу Р.Ф., Оуэн А.К. (2010) Анализ потерь мощности на трение в верхних уплотнениях роторных двигателей. NASA / TM-2010-216353, сентябрь 2010 г.
www.regtech.com/Radmax_Technology/Rotary_Principle/2014 Regi Technologies Inc
Mouritz AP (2012) Введение в аэрокосмические материалы. Elsevier Science, Нью-Йорк
Google ученый
Welsch G, Boyer R, Collings EW (1993) Справочник по свойствам материалов: титановые сплавы. ASM international
http://www.regtech.com/radmax_technology/prototype_engine/ 2014 Reg / Regi Technologies Inc.
Ценгель Я.А., Болес М.А., Болес М.А. (2014) Термодинамика: инженерное дело подход.McGraw-Hill Education, Нью-Йорк
Google ученый
