The Specificities of Kinematics of Rotor-Piston Engine for a New Construction

Abstract

Наведені загальна будова та принцип роботи роторно-поршневого двигуна нової конструкції 12РПД-4,4/1,75 з регульованим золотниковим розподілом повітря. Конструкція двигуна поєднує переваги поршневих та роторних двигунів, що забезпечує низькі значення питомої витрати робочого тіла й високі значення ККД. Розглянутий роторно-поршневий двигун завдяки своїм техніко-експлуатаційним перевагам має широкий спектр застосування у різних галузях промисловості та у складі енергетичних установок різного призначення, наприклад у схемах комбінованих силових установок транспортних засобів. Досить проста й компактна конструкція при малій вазі запропонованого двигуна забезпечує його невисоку ціну при виготовленні, а також надійність і невибагливість при експлуатації. Роторно-поршневий двигун завдяки рівномірному розміщенню циліндрів у роторі та малій вазі деталей, що рухаються зворотно-поступово, має високу врівноваженість та можливість пуску при будь-якому положенні центрального ротора. Конструкція двигуна, як і для всіх ротаційних двигунів, передбачає відсутність мертвого об'єму. Тобто фактично мертвий об'єм відповідає роботі виштовхування при тиску впуску в компресорному циклі. На відміну від існуючих серійних пневмодвигунів із золотниковим розподілом повітря, розглянута конструкція роторно-поршневого двигуна має можливість регулювати фази газорозподілу та режими роботи двигуна за рахунок ступеня наповнення циліндра. Регулювання фаз газорозподілу в досить широкому діапазоні забезпечується за рахунок повороту центрального регулюючого кулачкового вала. Крім того, центральний регулюючий кулачок дає змогу змінювати напрямок обертання центрального ротора. Розглянута кінематична схема, яка значно відрізняється від класичної схеми кривошипно-шатунного механізму. Проведений кінематичний аналіз схеми руху роторнопоршневого двигуна. Для подальшого розрахунку діючих сил у двигуні запропоновані залежності визначення безрозмірних переміщення, швидкості та прискорення поршня залежно від кута повороту центрального ротора φ. Визначені коефіцієнти гармонічного ряду в зазначених залежностях. Ключові слова: роторно-поршневий двигун; пневмодвигун; стиснене повітря; кінематика; переміщення поршня; швидкість поршня; прискорення поршня.