Особенности рабочих процессов двигателей особых конструкций

Роторно-поршневые двигатели. Рабочий цикл. В роторно-поршневых двигателях возвратно-поступательное движение поршня заменяется вращательным движением ротора, во время которого объемы полостей, образованных между стенками корпуса и поверхностью ротора, изменяются от минимальной до максимальной величины. Полный оборот совершается за три оборота эксцентрикового вала, который одновременно является и валом отбора мощности. За один оборот ротора в каждой рабочей полости дважды происходит полный цикл изменения объема, что позволяет при наличии одного впускного и одного выпускного окна осуществить четырехтактный цикл. В настоящее время роторно-поршневые двигатели выпускаются только с внешним смесеобразованием. Впуск. В трех рабочих полостях отдельные фазы рабочего процесса сдвинуты друг относительно друга на 120^о угла поворота ротора. Фазы начала и конца каждого такта определяются положением вершин ротора относительно впускного и выпускного окон. В отличие от поршневого двухтактного двигателя окна в корпусе роторно-поршневого двигателя все время открыты и соединяют соответствующие каналы с какой-либо полостью. Вследствие этого отдельные фазы рабочих процессов в смежных полостях роторно-поршневого двигателя частично перекрываются. Во время начальной стадии процесса наполнения возможна продувка полости, в которой заканчивается расширение. Процесс наполнения начинается с момента открытия вершиной треугольного ротора впускного окна. При прохождении вершиной ротора зоны впускного окна выпускное окно все время полностью открыто. Продувка заканчивается в момент отсечки выпускного окна вершиной B ротора. После отсечки вершиной ротора выпускного окна начинается наполнение при увеличении объема полости. В конце этого периода, занимающего примерно 100^о угла поворота ротора, скорость изменения объема полости уменьшается. Так как в этот момент впускные окна еше открыты, а скорость смеси во впускном трубопроводе достаточно велика, происходит дозарядка рабочего объема. Сжатие. Сжатие рабочей смеси начинается после перекрытия вершиной ротора впускного окна и заканчивается при достижении минимального объема. Процесс сжатия характеризуется несколько большими утечками рабочего тела через уплотнения ротора, чем в поршневом двигателе, и меньшей теплоотдачей в стенки. Сжатие смеси соответствует примерно 80^о угла поворота ротора. В конце процесса сжатия в течении времени, соответствующего примерно 10^о угла поворота ротора, одновременно с уменьшением объема полости происходит первая фаза сгорания смеси. Сгорание. Процесс сгорания в роторно-поршневых двигателях начинается за 10-15^о угла поворота ротора до момента достижения минимального объема камеры сгорания. При достижении минимального объема камера сгорания представляет собой узкую щель с двумя клинообразными окончаниями, сжатую в средней части выступом эпитрохоидальногр профиля корпуса двигателя. При движении ротора отношение объемов двух частей камеры сгорания изменяется и рабочее тело перетекает из одной части в другую. Для уменьшения потерь при перетекании в теле ротора имеется выемка. Воспламенение смеси производится одной или двумя свечами зажигания. В случае одной свечи зажигания ее устанавливают в части камеры сгорания, расположенной ближе к выпускным окнам двигателя. Фронт пламени движется навстречу потоку смеси, вытесняемой из уменьшающейся части камеры сгорания. При использовании двух свечей зажигания одну из них устанавливают в одной части камеры сгорания, а другую - в другой. Расширение. Когда сгорание в основном закончилось, начинается расширение рабочего тела. Период расширение рабочего тела. Период расширения газов соответствует примерно 90^о угла поворота ротора. Затем открывается выпускное окно и во время поворота ротора примерно 20^о происходит свободный выпуск газов. Выпуск. Выпуск газов можно разбить на четыре периода: первый - от момента открытия выпускного окна до достижения максимального объема полости; второй - принудительный выпуск, протекает при уменьшающемся объеме полости до момента открытия впускного окна; третий - выпуск, совмещенный с предварением впуска, происходит при уменьшающемся объеме полости, но при наличии продувки; четвертый - окончание выпуска, совмещен со свободным выпуском из следующей полости. Общая продолжительность процесса выпуска около 120^о угла поворота ротора.

Показатели работы и тепловой баланс. Механический КПД в роторно-поршневых двигателях несколько выше, чем в бензиновых поршневых двигателях, и составляет 0,85 - 0,9 при максимальной мощности. Отличительной особенностью внешней характеристики этого двигателя является пологое протекание кривой эффективного расхода топлива, высокое значение коэффициента наполнения при большем числе оборотов и уменьшение крутящего момента при снижении числа оборотов. Положительной особенностью нагрузочной характеристики является почти постоянное значение удельного расхода топлива при изменении нагрузки от максимальной до 50%, что обеспечивает сравнительно низкий расход топлива при движении автомобиля по пересеченной местности. Тепловой баланс роторно-поршневого двигателя характеризуется уменьшением доли теплоты, отводимой с охладителем от корпуса двигателя, и увеличением доли теплоты, отводимой от смазывающего масла, которое подогревается при омывании нагретого ротора.

Date: 2015-05-04; view: 579; Нарушение авторских прав