АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ И РАБОЧЕГО ЦИКЛА РОТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Анализ конструкции и рабочего цикла роторного двигателя.

В различных машинах, механизмах и агрегатах для движения применяются разнообразные двигатели, которые очень сильно отличаются по конструкции, принципу действия, используемому топливу. Например, электродвигатель использует электрическую энергию для преобразования ее в механическую, при этом источником питания может являться аккумулятор или водородные топливные элементы, а двигатели внутреннего сгорания (ДВС) используют химическую энергию от сгорания углеводородного топлива.

Среди ДВС классическим является четырех цилиндровый двигатель с рядным расположением цилиндров, но существует множество других конструкций, например, существуют ДВС, в которых используются роторы (двигатель Ванкеля). Такие двигатели называются роторными, в данной статье будут описаны особенности конструкции роторного двигателя и проведен анализ рабочих процессов.

Конструкция роторного двигателя

Рассмотрим конструкцию роторного двигателя, в упрощенном варианте она изображена на рисунке 1.

Фундаментом конструкции данного двигателя является корпус секции(цилиндр) с отверстием, которое выполнено близким по форме к овалу. Центр овала совпадает с центром зубчатого венца эксцентрикового вала, который входит в зацепление с зубчатым венцом ротора, выполненного в форме треугольника Рёло[1]. На вершинах треугольника расположены уплотнения, контактирующие непосредственно со стенками корпуса. Центр ротора смещен относительно центра вала. На гранях треугольника выполнены углубления, которые участвуют в рабочем процессе и относятся к объему камеры сгорания.

Рисунок 1. Конструкция роторного двигателя

Рабочие процессы в роторном двигателе

На рисунке 2 объемы в которых происходят рабочие процессы обозначены цифрами с 1 по 7, а вершины ротора буквами A, B и C.

Процессы, происходящие в объемах:    

Положение I

1. продолжается сгорание горючей смеси и расширение газов, совершается полезная работа

2. заканчивается выпуск отработавших газов

3. начинается впуск горючей смеси

4. начинается сжатие смеси

Положение II

5. завершается расширение газов и начинается выпуск

Положение III

6. именно в данном моменте происходит воспламенение, свечи выпускают искру при максимальном сжатии горючей смеси

Положение IV

7. начинается расширение после воспламенения

Рисунок 2. Рабочие процессы в роторном двигателе

За один круг в двигателе происходит три полных цикла, что эквивалентно работе шестицилиндрового двигателя внутреннего сгорания. Распределение газов осуществляется за счет особенностей конструкции ротора, каждая грань отделяет участок, в котором происходят рабочие процессы и за счет вращение перемещается горючая смесь и отработавшие газы, что в некотором плане упрощает конструкцию в сравнении с классическим ДВС, так как нет необходимости применять отдельный газораспределительный механизм [2].

Список источников:

1. Соколов Д. Д. Постоянной ширины кривая // Математическая энциклопедия / Гл. ред. И. М. Виноградов. — М.: Советская энциклопедия, 1984. — Т. 4. — С. 519. — 608 с. — 150 000 экз.
2. «ДВИГАТЕЛЬ ВАНКЕЛЯ. ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО И РАБОТА» // Русская техническая школа URL: http://rtsh.ru/dvVankel.html (дата обращения: 05.01.2019).