Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Аксиально-поршневой гидронасос, гидромотор

Аксиально-поршневой гидронасос, гидромотор. Достоинства и недостатки.

Аксиально-поршневой гидронасос, гидромотор. Достоинства и недостатки. [вверх]

Преимущества аксиально-поршневых гидронасосов, гидромоторов:

  • Аксиально-поршневые гидромоторы, насосы обладают отличной производительностью и внушительной мощностью.
  • Создают небольшой момент инерции.
  • Достаточно просто регулировать частоту вращения выходного вала аксиально-поршневого гидромотора.
  • Агрегаты эффективно функционируют и при достаточно высоком давлении рабочей среды, создавая соответствующий крутящийся момент выходного вала.
  • В установках можно изменять объем рабочей камеры, что невозможно в радиально-поршневых гидромоторов и гидронасосов.
  • Частота вращения выходного вала, в зависимости от маркировки в диапазоне 500-4000 об/мин.
  • Гидромоторы, гидронасосы способны функционировать при давлении рабочей жидкости 35-40мПа, в то время , как радиально-поршневые могут функционировать при давлении не превышающем 30мПа. При давлении рабочей жидкости 35-40мПа потери всего 3-5%.
  • Высокая герметичность в агрегатах достигается за счет установки поршней в рабочих камерах с минимальными зазорами.
  • Возможность регулирования как давление рабочей жидкости, так и направление подачи.

Аксиально-поршневой гидронасос, гидромотор. Достоинства и недостатки. [вверх]

Преимущества аксиально-поршневых гидронасосов, гидромоторов:

  • Аксиально-поршневые гидромоторы, насосы обладают отличной производительностью и внушительной мощностью.
  • Создают небольшой момент инерции.
  • Достаточно просто регулировать частоту вращения выходного вала аксиально-поршневого гидромотора.
  • Агрегаты эффективно функционируют и при достаточно высоком давлении рабочей среды, создавая соответствующий крутящийся момент выходного вала.
  • В установках можно изменять объем рабочей камеры, что невозможно в радиально-поршневых гидромоторов и гидронасосов.
  • Частота вращения выходного вала, в зависимости от маркировки в диапазоне 500-4000 об/мин.
  • Гидромоторы, гидронасосы способны функционировать при давлении рабочей жидкости 35-40мПа, в то время , как радиально-поршневые могут функционировать при давлении не превышающем 30мПа. При давлении рабочей жидкости 35-40мПа потери всего 3-5%.
  • Высокая герметичность в агрегатах достигается за счет установки поршней в рабочих камерах с минимальными зазорами.
  • Возможность регулирования как давление рабочей жидкости, так и направление подачи.

Недостатки аксиально-поршневых насосов:

  • Достаточно высокая цена агрегатов.
  • Сложность конструктивной схемы затрудняет ремонт гидронасосов.
  • Эксплуатировать гидромоторы, гидронасосы следует только согласно инструкции, иначе можно столкнуться не только с невысокой эффективностью работы , но и с его частыми поломками
  • Жидкость в гидравлическую систему подается с большой пульсацией и, соответственно, расходуется неравномерно.
  • Из-за высокой пульсации, характерной для функционирования таких насосов, гидравлика, которой оснащена трубопроводная система, может работать некорректно
  • Агрегаты достаточно критично реагируют на загрязненную рабочую среду, использовать их можно только с фильтрами, размер ячеек которых не превышает 10 мкм.
  • Из-за особенностей своей конструкции механизмы издают при работе значительно больше шума, чем шестерные и пластинчатые агрегаты.

Недостатки аксиально-поршневых насосов [вверх]

  • Достаточно высокая цена агрегатов.
  • Сложность конструктивной схемы затрудняет ремонт гидронасосов.
  • Эксплуатировать гидромоторы, гидронасосы следует только согласно инструкции, иначе можно столкнуться не только с невысокой эффективностью работы , но и с его частыми поломками
  • Жидкость в гидравлическую систему подается с большой пульсацией и, соответственно, расходуется неравномерно.
  • Из-за высокой пульсации, характерной для функционирования таких насосов, гидравлика, которой оснащена трубопроводная система, может работать некорректно
  • Агрегаты достаточно критично реагируют на загрязненную рабочую среду, использовать их можно только с фильтрами, размер ячеек которых не превышает 10 мкм.
  • Из-за особенностей своей конструкции механизмы издают при работе значительно больше шума, чем шестерные и пластинчатые агрегаты.

Осевые (аксиальные) вентиляторы

Что такое осевой вентилятор?

Подобный тип встречается буквально на каждом шагу. На улице это – некоторые кондиционеры, в зданиях – вентиляция помещений, и даже за компьютером он нас настигает – в виде системы охлаждения процессора или видеокарты. Иначе такие вентиляторы могут называться аксиальными.

Без подобного устройства в современной жизни очень трудно обойтись – система охлаждения необходима многим приспособлениям и производствам, а человек не может дышать спёртым воздухом. И осевой вентилятор, как самый распространённый, справляется со своей миссией на ура. Но что это такое? Это устройство, состоящее из крутящейся оси и насаженных на него лопастей. Эти лопасти перемещают воздух вокруг их собственной оси.

История создания и развития осевого вентилятора

Подобная конструкция была изобретена в Великобритании, его создание относится к первой половине XVIII века. Самый первый прообраз подобного вентилятора создавался в 1830 году. Изобретателем оказался Джон Барон. Изначально конструкция была необычной для современного человека. Она представляла собой пластину, которая приводилась в движение замысловатым сложным механизмом. И только на рубеже XIX и XX веков были придуманы привычные лопасти.

Созданные устройства работали изначально за счёт водяной энергии. Вода подавалась на несколько приводов, и за счёт них вращались лопасти. Несколько позже додумались сделать двигатель не на воде, а на горючих веществах – керосине или спирте. На электричестве же он стал работать только после создания электродвижка Томасом Эдисоном. И после открытия такого масштаба производство вентиляторов встало на промышленный путь.

Переломный момент в создании осевых вентиляторов и их применении наступил после открытия Николаем Егоровичем Жуковским вихревой теории крыла, то есть в 1904 году. Именно тогда вентилятор стал таким, каким мы его привыкли видеть. В дальнейшем его развитие не претерпевало кардинальных перемен – менялось применение, внешний вид. Но суть работы оставалась неизменной.

Особенности строения и принцип работы

Чтобы разобраться в обозначениях на коробке, нужно рассмотреть строение прибора. Осевой (аксиальный) вентилятор состоит из следующих элементов:

  • крыльчатки (винта и лопастей);
  • оси, на которую крепится крыльчатка;
  • корпуса, чаще всего округлой формы;
  • электродвигателя, приводящего в движение ось с установленной на ней крыльчаткой.

Четких параметров для размера лопастей нет. Их длина может составлять несколько десятков сантиметров, если это напольный или настенный осевой вентилятор для бытового использования, и до нескольких метров у моделей промышленного предназначения. Чаще всего в быту и промышленности используют осевые вентиляторы низкого давления.

Принцип работы вентилирующего устройства прост:

  1. Прочно прикрепленный к оси двигатель передает на ось энергию вращения.
  2. Обороты оси с закрепленной на ней крыльчаткой соответствуют количеству оборотов, произведенных двигателем.
  3. Из-за того, что лопасти устройства закреплены под необходимым углом, во время работы устройства воздух перемещается вдоль оси.

Технические моменты

Для изготовления крыльчатки применяются легкие материалы. Она может быть:

  • пластиковой;
  • дюралевой;
  • алюминиевой;
  • для воздушного перегона агрессивных сред – из нержавеющей стали.

Использование облегченных материалов обусловлено тем, что для вращения лопастей не требуется мощный двигатель. Даже на промышленных воздухонагнетателях редко применяются двигатели с мощностью свыше 800 Вт.

Читать еще:  Что такое динамический момент двигателя

Основные технические характеристики устройства зависят от:

  • направления вращения оси (влево или вправо);
  • количества лопаток-лопастей;
  • формы лопастных лопаток (изогнутые или плоские);
  • мощности установленного двигателя;
  • размера крыльчатки в диаметре;
  • формы корпуса (чаще всего, корпус имеет форму цилиндра);
  • защитной методики для снижения травматизма: решетка или жалюзи.

Иногда путают центробежные и осевые вентиляторы, считая, что это одно и то же, но разница между этими усиливающими поток воздуха устройствами большая. Они отличаются по техническим характеристикам и по принципу работы.

Разновидности осевых (аксиальных) вентилирующих приборов

Различаются приспособления по разным параметрам:

  • по предназначению:
  1. Настенные. Установка их проводится внутри шахт вентиляции или на выходе за решеткой вентиляционного отверстия. Для увеличения охлаждения на выходе часто проводится установка диффузора, благодаря которому повышается аэродинамика осевых вентиляторов.
  2. Потолочные, когда вращение крыльчатки, установленной на длинной оси под потолком, обеспечивает циркуляцию воздуха в помещении.
  3. Крышные. К этой разновидности относятся все аксиальные приборы, установленные на крыше, в том числе и осевые вентиляторы дымоудаления.
  4. Оконные обычно устанавливаются на форточку и работают по принципу мини-кондиционера, а предусмотренная в конструкции стеновая панель облегчает монтаж изделия на оконном проеме. Аэродинамика осевых вентиляторов позволяет без лишних энергозатрат с помощью оконных механизмов наполнить комнату свежим уличным воздухом.
  5. Напольные. К ним относится большинство бытовых приборов для охлаждения или нагрева (напольные обогреватели с компактным приборчиком для разгона теплого воздуха).
  6. Бытовые. К ним можно отнести охладители системного компьютерного блока, охлаждение автомобильного двигателя, подачу горячего воздуха в фене.
  7. Корпусные. Эти модели предназначены для охлаждения электроприборов или для усиления циркуляции воздуха в небольшом помещении, отличаются маленьким расходом энергии и низким уровнем шума.
  8. С решеткой. Использование вентилирующего прибора с решеткой очень удобно: наличие решетки позволяет производить монтаж в любом месте, где есть подключение к электросети, при работе издает слабый шум.
  9. С настенной панелью. Благодаря наличию панели, прибор для вентиляции удобен для стенового или оконного монтажа, их чаще всего используют для усиления воздушного потока.
  10. Вытяжные. Модели этого типа активно всасывают приточный воздух, но выдувают слабее. Частично решить эту проблему помогает установка диффузора.
  11. Нагнетающие. Этот тип характеризуется хорошим выдувом и слабым всасыванием приточных масс.
  • по особенностям строения корпуса:

  1. Корпусные. Эти модели предназначены для охлаждения электроприборов или для усиления циркуляции воздуха в небольшом помещении, отличаются маленьким расходом энергии и низким уровнем шума.
  2. С решеткой. Использование вентилирующего прибора с решеткой очень удобно: наличие решетки позволяет производить монтаж в любом месте, где есть подключение к электросети, при работе издает слабый шум.
  3. С настенной панелью. Благодаря наличию панели, прибор для вентиляции удобен для стенового или оконного монтажа, их чаще всего используют для усиления воздушного потока.
  • по методу движения сред:
  1. Если надо создать повышенную циркуляцию, то рекомендуется установка аксиальных вентиляторов обоих типов или возможна установка модели с реверсивным вентилированием.
  • по методу эксплуатации и характеру перемещаемых сред:
  1. Общего предназначения. Используются для перемещения методом подпора воздушных непыльных сред, имеющих температуру не выше 80⁰С. К ним относятся все приборы, используемые в быту.
  2. Коррозионноустойчивые. Изготавливаются из нержавеющей стали и других антикоррозийных составов.
  3. Термоустойчивые. Для их изготовления применяется нержавеющая сталь и ее аналоги, способны выдержать температуру до 200°C.
  4. Взрывозащищенные. Их монтаж производится в канальном трубопроводе. С помощью взрывозащищенных вентилирующих приборов производится транспортировка взрывоопасных сред.
  5. Дымоудаляющие. Осевые вентиляторы дымоудаления дополнительно снабжены термостойкими и антикоррозийными свойствами.

Преимущества аксиальных моделей

К достоинствам, обеспечившим распространение аксиальных устройств вентиляции можно отнести следующие:

  1. Почти нет шума. Низкий уровень шума обеспечивается строением лопастей, которые во время вращения почти без шума прогоняют приточный воздух.
  2. Удобный компактный корпус, иногда оснащенный панелью. Наличие панели облегчает монтаж на вентиляцию или оконные проемы.
  3. Простота использования. Даже если модель автоматическая, ее применение несложно. Установка автоматических программ не составит труда.
  4. Простота ремонта. Все запчасти для ремонта дешевые, и ремонт, благодаря простоте конструкции, несложен.
  5. Прочность и дешевизна. Благодаря простоте конструкции они редко ломаются, запчасти стоят дешево, ремонт прост.
  6. Небольшой расход энергии. Малый расход электричества обусловлен строением лопастных лопаточек.
  7. Возможность автоматически или вручную влиять на скорость и направление вращения винта. Параметры вращения задаются оборотами двигателя.
  8. КПД не изменяется при монтаже в любом положении.
  9. Защитные параметры, предохраняющие от травматизма. Некоторые устройства снабжены защитными решетками или жалюзи. Благодаря защитным установкам, предотвращается детский травматизм.

Защитные жалюзи, помимо этого, препятствуют проникновению пыли к механизму и способствуют снижению вероятности его повреждения. Жалюзи, в зависимости от модели, имеют разную степень открывания. У одних жалюзи полностью убираются во время работы, а у других изменяется положение створок.

Осевые вентиляторные модели способны приводить в движение большие воздушные массы при экономном расходе энергии. Этот параметр в сочетании с низким уровнем шума делает возможным его установку в жилых и производственных помещениях.

Области и способы применения

Подобные устройства применяются в самых разных отраслях. Его можно увидеть как внутри самого обычного компьютера, так и в авиационном двигателе. Чаще всего вентиляторы подобной конструкции применяются при вентиляции жилых или сельскохозяйственных помещений. Из-за низкого уровня шума именно осевой вентилятор очень популярен у создателей вентиляционных систем. Звук, издаваемый им, не раздражает ухо человека или животного, что наиболее удобно при вентиляции рабочих помещений или зданий для скота.

Выгоднее всего применять подобную конструкцию для точечного активного охлаждения. Поэтому часто можно увидеть его в электронике, механизмах. Плюсом также можно считать его компактность и её соотношение к мощности. В вентиляции подобный тип охлаждения устанавливается в очень ограниченном пространстве, куда попросту не получится впихнуть более крупный охладитель.

Помимо промышленного применения аксиальные вентиляторы встречаются и в быту. Самым часто попадающимся примером можно считать кулер внутри системного блока компьютера и самый обыкновенный бытовой напольный или потолочный охладитель. Да и вообще любой, у которого имеется ось, таковым является.

Однако есть у этого приспособления ещё одна функция – очистительная. Очень часто они устанавливаются в шахты, штольни и прочие подземные коммуникации. Их назначение – вытягивать из рабочей зоны газы, дым и прочие примеси, которые могут быть опасны для человека. Для этого их устанавливают на выдув – и винт заставляет воздух всасываться в вентиляционную шахту, в то время как из другой шахты поступает чистый воздух с поверхности.

Читать еще:  Что щелкает в 402 двигателе

Как узнать цену и получить коммерческое предложение

Чтобы узнать цену решения для вашего объекта, вы можете:

Подбор и области применения аксиально-поршневых гидромоторов

Введение

При проектировании гидропривода, выбор типа гидромотора может быть непростой задачей. Под словом «проектирование» не всегда подразумевается многоэтапный процесс от составления технического задания, эскизной гидросхемы, проведения первичных расчётов в ключевых узлах гидросистемы. Чаще всего задача проектирования узла гидропривода сводится к тому, что нужно быстро подобрать гидромотор для привода вращающегося вала механизма, например, вакуумного насоса подметально-уборочной машины или топливного насоса бензовоза, при этом заказчик может лишь указать примерную требуемую скорость вращения. В этой статье мы рассмотрим критически важный набор параметров, необходимых для правильного подбора гидравлического мотора и укажем в каких случаях лучше выбрать аксиально-поршневой гидромотор.

Главные параметры и их расчет

С точки зрения физики, процесс работы гидромотора аналогична работе гидроцилиндра. При подборе гидроцилиндра ключевыми параметрами являются развиваемая сила (при заданном давлении) и необходимая скорость движения. Аналогичным образом, для гидромотора силовой характеристикой является развиваемый момент при заданном давлении (обычно указывается в ньютонах на метр <Нм>), а скоростной характеристикой является скорость вращения вала, указываемая традиционно не в системе СИ, а в оборотах в минуту <об/мин>.

Главное правило расчёта любого привода: обеспечить постоянство передаваемой мощности с учётом потерь энергии в узлах привода при её передаче и преобразовании. В гидравлическом приводе мощность вычисляется по известным формулам через произведение расхода на перепад давления, мощность на валу гидромотора определяется через произведение момента на скорость вращения. Таким же образом определяется необходимая мощность на валу топливного или вакуумного насоса для их правильной работы в номинальном режиме — произведение момента на скорость вращения.

Непростой задачей подбора гидромотора для привода нагрузки становится, когда информация о скорости вращения имеется, а о требуемом моменте отсутствует. Когда же нет информации ещё и о необходимой мощности, тогда задача становится полностью нерешаемой. Для решения уравнения мощности, состоящего из трёх компонентов (скоростная, силовая характеристика и мощность), необходимо знать как минимум два параметра. Простым случаем является ситуация, когда момент и скорость вращения известны. Если же момент не известен, то возможно найти информацию о мощности нагрузки, приводимой во вращение гидромотором. В этом случае момент возможно вычислить разделив мощность на скорость вращения.

При этом необходимо обращать внимание на информацию о мощности какого параметра нагрузки идёт речь. Если указана мощность выходного параметра из нагрузки (например мощность электрогенератора 5 кВт), то необходимая мощность на валу потребителя должна быть больше на величину потерь или КПД изделия (например, при КПД электрогенератора в 50%, мощность на валу гидромотора должна составить не менее 10 кВт, не учитывая потери в узле соединения вала мотора и вала электрогенератора). Сложным случаем является ситуация, когда есть информация только об одном из трёх необходимых параметров. Выходом из данной ситуации может быть расчёт всей цепочки преобразования энергии от самого конечного потребителя (с учётом потерь энергии) до гидромотора, либо назначение отсутствующего параметра по аналогичным образцам техники.

Внешний вид аксиально-поршневого гидромотора (вверху). Внутреннее устройство: вал и плоский золотник в крышке мотора (внизу).

Таким образом, минимальным набором параметров для правильного подбора гидромотора являются скорость вращения и момент на валу при заданном перепаде давления между входом и выходом из гидромотора. В расширенный перечень параметров можно включить:

необходимость реверса гидромотора радиальную и осевую составляющую силы от нагрузки на валу мотора,

требуемый момент инерции, допустимое давление на выходе из мотора,

диапазон рабочей скорости мотора,

характер инерционности нагрузки на валу.

Области применения

Рассмотрим области применения аксиально-поршневых моторов. Традиционно для диапазона мощности не более 30 кВт и скорости не более 3 тыс. об/мин более оправдано применение шестеренных гидравлических моторов как по стоимостным так и по массо-габаритным показателям. Шестеренные гидромоторы имеют более простую конструкцию по сравнению с аксиально-поршневыми и это их бесспорное преимущество.

Недостатками этих моторов являются более низкий КПД, меньшая несущая способность вала к аксиальным и радиальным нагрузкам.

Для диапазона мощности свыше 30 кВт рабочий объем шестеренного гидромотора становится настолько большим, что необходимая технология производства приводит к существенному удорожанию шестеренного гидравлического мотора.

Аксиально-поршневой гидромотор целесообразно применять и для диапазонов менее 30 кВт в тех случаях, когда требуется скорость вращения более 3 тыс. об/мин, существенная осевая или радиальная нагрузка на валу гидромотора (например в приводе вентилятора). Меньший уровень потерь и последующего нагрева гидросистемы и значительный ресурс работы также могут быть решающими факторами, если вы выбираете такого типа гидромотор.

Роторно–лопастные машины
Конструктивные особенности

Конструктивные схемы

С целью сравнения различных конструктивных схем тепловых двигательных установок, формирования критериев их оценки и выбора конструкции, способной обеспечить работу в режиме с внешним подводом тепла, наиболее пригодной для использования в транспортных средствах, основные механизмы двигателей можно классифицировать следующим образом:

Кривошипно-шатунный механизм преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Детали кривошипно-шатунного механизма участвуют в совершении рабочего процесса и воспринимают механические и тепловые нагрузки.

К достоинствам кривошипно-шатунной поршневой схемы можно отнести – простоту и надежность в работе, высокую экономичность по удельному расходу топлива, высокую гибкость в управлении. Помимо достоинств, поршневые схемы обладают и недостатками, ограничивающими область их применения. К ним относятся следующие:

Основой механизма Баландина является промежуточное звено типа коленчатого вала [23]. На шейках его кривошипов установлены поршневые штоки с поршнями. Для обеспечения возвратно-поступательного движения ползунов применяют направляющие.

Достоинства бесшатунного двигателя – по сравнению с рядом поршневых двигателей внутреннего сгорания и газовыми турбинами он компактнее, менее металлоемок. Кроме того, двигатели данной конструкции имеют высокую оборотность, рациональный двухсторонний рабочий процесс в цилиндрах, эффективную систему охлаждения поршней, высокий механический КПД.

Читать еще:  Бмв х5 е53 работа двигателя

Аксиально-поршневой механизм позволяет получить компактный двигатель с высокой плотностью компоновки (отношение рабочего объёма к объёму двигателя) по сравнению с двигателем с кривошипно-шатунным механизмом. Аксиально-поршневая схема может работать как по двухтактному, так и по четырехтактному циклу [24, 29].

Аксиально-поршневая схема с использованием цикла Стирлинга применялись в торпедах в 40-50 годах. Применение с качающейся шайбой в двигателях Стирлинга обеспечивает существенные преимущества над двигателями других типов [27].

Можно отметить следующие существенные недостатки такой схемы: значительное повышение габаритной мощности двигателя с ростом числа цилиндров, сложность пуска двигателя и привода вспомогательных механизмов, а также высокие контактные напряжения косой шайбы и сопряжённых с ней деталей.

Кроме того, существенными проблемами являются: уравновешивание двигателей при регулировании хода поршня (при изменении угла наклона шайбы), компоновка механизма газораспределения и равномерное чередование вспышек в цилиндрах при их нечётном числе, обеспечение удовлетворительного качества рабочего процесса при переменном объёме камеры сжатия.

На рисунке приведена упрощенная схема сферического двигателя. Сферический двигатель кинематически является шарниром Гука, роторный узел которого образует в сферической полости корпуса два расширительных контура. Каждый контур состоит из двух оппозиционно работающих камер переменного объема. За один оборот все четыре камеры совершают полный рабочий цикл (сжатие и расширение). Коммутация смены рабочих циклов происходит автоматически за счет перекрытия впускных-выпускных каналов ротора сферического двигателя. При параллельном подключении расширительных контуров рабочее тело на входе и на выходе машины имеет неразрывное струйное течение, а при движении внутри машины движется порционно, гармонически (в случае несжимаемого рабочего тела). За один оборот объем вытесняемого рабочего тела составляет 4/7 объема камерообразующей сферы. Двигатель имеет систему смазки и охлаждения роторного узла. Двигатель является реверсной и обратимой машиной, не имеет «мертвых точек» характерных для поршневых машин, крутящий момент на валах двигателя близок к постоянному.

Сферический двигатель работает без шума и вибрации. Роторы совершают только вращательное движение, являются полностью статически и динамически сбалансированными. Отсутствие преобразования одного вида движения в другое (например, возвратно-поступательного во вращательное) позволяет работать двигателю на высоких частотах вращения, недоступных для объемных машин других типов. Благодаря чему двигатель имеет высокие удельно-габариные показатели мощности (производительности) превосходящие в несколько раз соответствующие показатели, как машин объемного вытеснения других типов, так и лопаточных машин. Сферический двигатель имеет механический КПД 95%. Производительность двигателя прямо пропорциональна скорости вращения роторов, что позволяет контролировать и управлять расходом рабочего тела.

Сферический двигатель является конструктивно симметричной машиной. Имеет простую конструкцию, состоящую из пяти узловых деталей (элементов): двух полукорпусов и трех роторов. Полукорпуса и два ротора являются соответственно технологически тождественными, а в ряде случаев исполнения двигателя полностью взаимозаменяемыми, что обуславливает низкую стоимость в производстве. Совокупность перечисленных особенностей сферического двигателя уникальна и не встречается ни в одном из известных механизмов.

Сферический двигатель в несколько раз превосходит все характеристики поршневых машин, а по параметру удельной массовой мощности конкурирует с лопаточными турбомашинами, превосходя их в классе машин малой мощность, где они становятся малоэффективными. К недостаткам следует отнести наибольшую сложность изготовления, невозможность модульного наращивания двигателя, сложность и ненадежность конструкции уплотнений.

Конструкция двигателя предложена Ральфом Саричем. Упрощенная схема двигателя приведена на рисунке. На выходном валу имеется кривошип, на котором установлен поршень. Благодаря системе синхронизации поршень при вращении вала совершает только переносное движение, и все его боковые грани во время работы остаются параллельными сами себе [16].

Полость между корпусом и поршнем разделена несколькими лопатками, скользящими в пазах корпуса. Концы лопаток шарнирно соединены с вершинами поршня. Объем камер, полученный при делении полости между корпусом и поршнем лопатками на части, при вращении вала изменяется от минимума до максимума. Без наличия газораспределительного механизма в такой машине возможен только двухтактный цикл.

Двигатель Сарича развивает мощность до 200 л.с. По подсчетам специалистов, при массовом производстве орбитальный двигатель благодаря простоте конструкции (всего 10 движущихся деталей) будет обходиться во много раз дешевле двигателей, применяемых в автомобильной промышленности в настоящее время. В тоже время двигатель не лишен недостатков. Основная проблема – это потери на трение, которые в орбитальном двигателе выше, чем в поршневом.

В роторно-поршневых двигателях сжатие, расширение, выпуск и впуск рабочего тела производятся при изменении объемов полостей, образованных между корпусом двигателя и совершающим сложное планетарное движение ротором, имеющим треугольную форму. Главное их отличие от поршневых двигателей состоит в замене возвратно-поступательного движения поршней вращательным. Вследствие этого может быть увеличена частота вращения вала двигателя, что при одинаковом массовом заряде рабочего объема позволяет получить большую мощность. Поэтому при одинаковой мощности роторно-поршневые двигатели компактнее обычных поршневых двигателей и легче последних [16] .

На рисунке приведена конструкция роторно-поршневого двигателя. Его основными частями являются корпус, эксцентриковый вал и ротор. В корпусе вращается эксцентриковый вал отбора мощности, на котором установлен ротор. Ротор при вращении эксцентрикового вала совершает сложное движение, обусловливающее скольжение вершин ротора по эпитрохоидальной внутренней поверхности корпуса. Так как за один оборот ротора происходит три рабочих цикла в трех полостях, то за один оборот эксцентрикового вала происходит один полный рабочий цикл двигателя.

В двигателях подобной конструкции почти на 40% меньше деталей, чем в обычном поршневом двигателе, он на 15—20% легче. Двигатель лучше уравновешен, в выхлопных газах содержится меньше окислов азота, а окись углерода и несгоревшие углеводороды легко нейтрализуются в несложных устройствах. В числе недостатков данной конструкции можно назвать недолговечность уплотняющих элементов и некоторую сложность смазки уплотнений.

Роторно-лопастной двигатель, содержит два ротора с лопастями и цилиндр с “впускными” и “выпускными” окнами. В двигателе предусмотрен механизм связи, позволяющий роторам совершать движение друг относительно друга и вращательно колебательное движение относительно цилиндра, а также механизм, позволяющий суммировать движение роторов и передать равномерное вращение выходному валу.

В роторно-лопастном двигателе все четыре основных такта рабочего цикла происходят одновременно. Благодаря полностью симметричной конструкции двигатель данного типа хорошо уравновешен и создает минимальный уровень вибрации.

Сравнение конструктивных схем

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector