Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,580

КОНСТРУКТИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РОТОРНО-ЛОПАСТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С КРИВОШИПНО-ШАТУННЫМ МЕХАНИЗМОМ СВЯЗИ ЛОПАСТЕЙ

Отений Я.Н. 1 Вирт А.Э. 1
1 Камышинский технологический институт (филиал) ВолгГТУ
Для устранения имеющихся недостатков поршневых двигателей внутреннего сгорания во всем мире на протяжении длительного периода двигателей велись и продолжают вестись интенсивные исследования по их усовершенствованию. Главная особенность заключается в том, что причины несовершенства поршневых двигателей заложены в самой конструкции и по существу являются неустранимыми. Поэтому до сих пор не прекращаются попытки разработать принципиально новый двигатель внутреннего сгорания. Одним из таких двигателей является ротороно-лопастной двигатель. На основные которого действуют силы давления газов, крутящий момент, приложенный к коленчатому валу и инерциальные силы. Все перечисленные нагрузки распределяются между деталями двигателя в соответствии с требованиями равновесия всей системы сил. В данной статье рассматриваются основные математические закономерности расчета главных параметров роторно-лопастного двигателя.
роторно-лопастного двигатель
двигатель внутреннего сгорания
кинематика двигателя
1. Панкратов Г.П. Двигатели внутреннего сгорания. Автомобили, тракторы и их эксплуатация: Учебник для техникумов. – М.: Высшая школа, 1984. – 296 с.
2. Попык К.Г. Конструирование и расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учебник для втузов. – М.: Высшая школа, 1973. – 400 с.
3. Конструктивные особенности безшатунного роторно-лопастного двигателя внутреннего сгорания / А.Э. Вирт, Я.Н. Отений, А. Митрафанов // Прогрессивные технологии в обучении и производстве: Материалы II Всероссийской конференции. Т. 1. – Камышин, 2003. – С. 2.
4. Луканин В.Н., Шатров М.Г. Двигатели внутреннего сгорания. Книга 2. Динамика и конструирование 3-е изд., перераб. – М.: Высш. шк., 2007. – 400 с: ил.
5. Дьяченко В.Г. Теория двигателей внутреннего сгорания. Учебник – Перевод с украинского языка. – Харьков: ХНАДУ, 2009. – 500 с.

Разработана конструкция роторно- лопастного двигателя (РЛД) внутреннего сгорания, у которой связь лопастей осуществляется с помощью кривошипно-шатунного механизма.

Для решения вопросов выбора оптимальных конструкторских параметров, обеспечивающих высокие функциональные характеристики работы РЛД необходимо разработать математическую модель определения этих параметров. В настоящее время методика определения оптимальных конструктивных параметров отсутствует. Кроме того, без этой методики невозможно определить кинематические связи движения лопастей с коленчатым валом.

Расчетные зависимости для определения конструктивных параметров роторно-лопастного двигателя содержащий кривошипно-шатунный механизм связи лопастей с коленчатым валом устанавливаются на основе расчетной схемы поперечного сечения двигателя представленной на рисунке.

Радиус расположения оси кривошипной шейки относительно оси коренных шеек коленчатого вала

virt-ot01.wmf. (1)

Угол, зазора между лопастями, при положении лопастей, соответствующем верхней мертвой точке (В.М.Т.) или нижней мертвой точке (Н.М.Т.), определим исходя из заданной степени сжатия

virt-ot03.wmf. (2)

Ширина зазора между лопастями у нижнего и верхнего основания

virt-ot04.wmf (3)

virt-ot05.wmf. (4)

Для условия не встречаемости лопастей необходимо, чтобы сумма углов хода лопасти и занимаемых лопастью и зазором между лопастями, равнялась 90 °, т.е.

virt-ot06.wmf °, (5)

откуда угол, занимаемый лопастью, равен

virt-ot07.wmf. (6)

Ширина лопасти у нижнего основания

virt-ot08.wmf. (7)

Ширина лопасти по наружному диаметру

virt-ot09.wmf. (8)

Ширина лопасти в среднем сечении

virt-ot10.wmf. (9)

virt-otris1.wmf

Расчетная схема для определения конструктивных параметров роторно-лопастного двигателя с кривошипно-шатунным механизмом

Площадь, занимаемая одной лопастью в плоскости перпендикулярной оси двигателя

virt-ot11.wmf. (10)

Площадь, занимаемая одним зазором в плоскости перпендикулярной оси двигателя

virt-ot12.wmf. (11)

Площадь приходящаяся на один ход лопасти в плоскости перпендикулярной оси двигателя

virt-ot13.wmf. (12)

Степень сжатия

virt-ot14.wmf. (13)

Исходя из литрового объема, определим длину лопасти по формуле

virt-ot15.wmf. (14)

Межцентровое расстояние А определяется исходя из того, что коленчатый вал, должен быть, установлен с зазором а по отношению к рабочему цилиндру.

virt-ot16.wmf. (15)

Проверку межцентрового расстояния определяем из условия зубчатого зацепления шестерни установленной на коленчатом валу и колеса, установленном на лопасти (на рисунке не показаны). Их соотношение должно составлять отношение 1/2.

Поэтому должны соблюдаться соотношения.

virt-ot17.wmf. (16)

Полученные зависимости позволяют производить расчет конструктивных параметров двигателя в зависимости от типоразмера (литрового объема) и оптимизацию конструктивных параметров РЛД.


Библиографическая ссылка

Отений Я.Н., Вирт А.Э. КОНСТРУКТИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РОТОРНО-ЛОПАСТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С КРИВОШИПНО-ШАТУННЫМ МЕХАНИЗМОМ СВЯЗИ ЛОПАСТЕЙ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 9-3. – С. 447-448;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=7344 (дата обращения: 24.06.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074