Ваше сообщение отправлено. Мы Вам перезвоним!
Вторая индустриализация России

Перезвоните мне!

Закрыть

Роторно-волновой двигатель с высоким КПД

  • Array

Роторно-волновой двигатель является синергией поршневого и газотурбинного двигателя.

Технология ожидает финансирования!

 

Звони: +7-908-918-03-57 или Написать нам

 

Описание:

Роторно-волновой двигатель — это объемная машина, воспроизводящая последовательность работы газотурбинного двигателя. В нем совершенно устранено возвратно-поступательное движение рабочих органов, ротор полностью уравновешен и вращается с постоянной угловой скоростью. Рабочее тело, как и в турбине, движется вдоль оси двигателя, траектория движения — винтовая линия. В конструкции отсутствует вредное пространство, ограничивающее рост степени сжатия рабочего тела. Из-за отсутствия уплотнительных элементов и, соответственно трения в проточной части, снимаются ограничения по ресурсу и числам оборотов двигателя.

 

Роторно-волновой двигатель с высоким КПД

 

В основе кинематики РВД лежит сферический механизм, где оси его основных деталей пересекаются в одном месте — центре воображаемой сферы.

Установленный с минимальным зазором конический винтовой ротор совмещает вращение с противоположным ему планетарным обкатыванием по внутренним огибающим корпуса. Накладывая два эти вида движения на любые сечения ротора (кроме центра — точки его перегиба), можно увидеть, что они совершают в определенной последовательности равные угловые колебания в пазах корпуса, образуя волны, которые последовательно перекатываются по ходу винтовых поверхностей корпуса. Аналогичный процесс можно видеть на море, наблюдая в ветреную погоду за перемещением волн в «стоячей воде».

В компрессорном отсеке формирование и движение волн начинается от периферии по направлению к центру, а в расширительном отсеке — наоборот — от центра к периферии.

 

Роторно-волновой двигатель с высоким КПД

 

1 — Ротор; 2 — Корпус; 3 — Вал отбора мощности; 4 — Шарнир равных угловых скоростей; 5 — Эксцентрик; 6 — Блок шестерен. А — впускное окно, Б — выпускное окно, В — компрессорный отсек, Г — камера сгорания, Д — расширительный отсек, φ — угол наклона ротора.

Ротор (1) и вал отбора мощности (3) соединяются между собой в центре двигателя шарниром Гука (4), который можно назвать шарниром равных угловых скоростей (ШРУСом). Необходимое ротору «дополнительное» обкатывание по внутренним огибающим корпуса задается вспомогательным устройством — так называемым «генератором волн». Его основной элемент — вращающийся на основном валу эксцентрик (5), с приводом через блок шестерен (6) все от того же вала. Эксцентрик, наклоняя ротор от 3 до 6 градусов, обеспечивает угловое качание сечениям ротора в пределах от 12 до 24 градусов. В такой комплектации расчетный механический КПД двигателя составит — 97 %.

Возможность использования регенеративных схем теплообмена в РВД способствует максимальной степени выделения в работу  химической энергии сгорания топлива:

 

Роторно-волновой двигатель с высоким КПД

 

Роторно-волновой двигатель имеет следующий принцип работы:

Как и в газовой турбине, газ в РВД перемещается между рабочими отсеками: от компрессора к ресиверу, далее в совмещенную или разделенную  камеру сгорания с камерой расширения, используя режим непрерывного течения  порций газа по каналам, при давлениях и температурах аналогично происходящих в камерах сгорания ДВС. Каждая порция газа, двигаясь в общем потоке, представляет из себя непрерывно изменяющийся в объеме, замкнутый капсулированный объем.

С началом вращения, винтовые поверхности ротора начинают открывать внутренние полости винтовых каналов компрессорного отсека, засасывая и них воздух двумя потоками, смещенными относительно друг друга на 180 градусов. За один оборот ротора в оба канала компрессорного отсека засасываются и отсекаются от впускного тракта по две порции воздуха. При дальнейшем повороте, каждая порция воздуха начнет самостоятельно перемещаться к центру двигателя, непрерывно сокращаясь в объеме за счет уменьшения шага и амплитуды самого витка. Процесс сжатия будет продолжаться до тех пор, пока все уменьшающийся объем со сжатым воздухом не подойдет к камере сгорания. В этот момент процесс внутреннего сжатия воздуха в компрессорном отсеке закончится, наступает следующий этап — выталкивание сжатого воздуха в камеру сгорания тыльной стороной витка, ближе других находящегося к центру ротора. Этот процесс сопровождается непрерывным распыливанием топлива в воздушном потоке с последующим его сгоранием в общей камере, куда и выталкиваются все порции воздуха. Для первоначального поджигания топливовоздушной смеси в камере устанавливается запальная свеча. После запуска дальнейшее поджигание смеси должно поддерживаться газами, оставшимися от предыдущих циклов в общей камере сгорания. Последние, с высокой температурой и давлением покидая камеру сгорания, заполняют на роторе винтовые каналы расширительных отсеков, расположенных по другую сторону от центра ротора (точки, где шаг и амплитуда угловых колебаний равна нулю). С поворотом последнего происходит увеличение объемов расширительных отсеков за счет чего и осуществляется рабочий ход. На момент максимального расширения, кромки наружных витков ротора открываются и газы сначала свободно, а затем принудительно выдавливаются в выпускной коллектор. Интервал выпуска отработанных газов из очередной камеры расширения составит 180 градусов. Часть полученной в цикле мощности возвращается телом ротора в компрессорный отсек.

 

Роторно-волновой двигатель в сравнении с лопаточными и поршневыми машинами:

ДВС ГТУ Роторно-волновой двигатель
Полный цикл рабочего тела осуществляется в одном цилиндре (вспомогательные такты заставляют конструировать органы газораспределения) Процессы цикла распределены между отдельными агрегатами (отсутствие органов газораспределения)  Процессы цикла распределены между отдельными агрегатами (отсутствие органов газораспределения)
 Высокое давление и температура сгорания топливо-воздушной смеси Низкое давление и температура сгорания топливо-воздушной смеси Высокое давление и температура сгорания топливо-воздушной смеси
 Оптимальная работа при а (коэфф. избытка воздуха), близких к 1. Оптимальная работа с а от 3+5 и выше Оптимальная работа при а , близких  к 1
‘Хорошая экономичность Низкая экономичность Высокая экономичность
Оптимальный диапазон реализуемых мощностей от 0,1 до 1000 кВт Оптимальная мощность от 1000 до 100000 кВт Оптимальная мощность от 1 до 100000 кВт
Каждый тип объемной машины работает на своем сорте топлива Потребляет любой вид жидкого или газообразного топлива Потребляет любое жидкое, газообразное, твердое распыленное топливо
Двигатель работает с охлаждением Двигатель работает без охлаждения Двигатель работает без охлаждения
Работа сопровождается неполным расширением отработанных газов Полное расширение отработанных газов Полное расширение отработанных газов
Эффективное глушение выхлопа Неэффективное глушение выхлопа Отсутствие необходимости глушениявьшюпа
Высокий вес силовой установки: 1+20 кг/кВт Низкий вес силовой установки: до 0,1 кг/кВт Вес силовой установки в пределах 0,1+0,25 кг/кВт
При движении звеньев механизма в цепи присутствуют «мертвые точки». Для их преодоления устанавливается маховик Отсутствие «мертвых точек» при движении механизма Отсутствие «мертвых точек» при движении механизма
Неполное уравновешивание инерционных сил и их моментов Неуравновешенных сил и моментов не возникает Полное уравновешивание инерционных сил, или вообще неуравновешенных сил не возникает
Большие потери на трение (15+20%) Низкие потери на трение (2+4%) Низкие потери на трение (3+6%)
Выбраны резервы роста эффективного КПД Выбраны резервы роста эффективного КПД Существует тенденция роста эффективного кпд

 

Преимущества:

- роторно-волновой двигатель имеет неограниченную мощность, малые габариты и вес (0.25-0.40 кг/кВт), высокую экономичность, свободу выбора топлива;

- рабочий процесс для камеры постоянного горения, позволяет, не останавливая двигатель, подавать в него любой вид жидкого, газообразного или даже твердого распыленного топлива;

- высокий ресурс по износу деталей и ресурсу двигателя в целом. В двигателе будут изнашиваться только подшипники, а для них ресурс в 30 — 40 тыс. рабочих часов не предел;

- роторно-волновой двигатель не имеет ограничений по ресурсу и числам оборотов из-за отсутствия уплотнительных элементов и, соответственно трения в проточной части;

- ротор вращается с постоянной угловой скоростью и уравновешивается;

- вместо клапанов, или окон, в конструкции используются каналы неограниченной пропускной способности для непрерывного поступления воздуха в рабочие отсеки двигателя;

- в РВД газовые силы, действующие на ротор, постоянны и непрерывны, что делает ненужной установку маховика, а в некоторых случаях и противовесов, применяемых для полного уравновешивания двигателя;

- расчетный индикаторный КПД простого цикла РВД в адиабатном исполнении и умеренной степени сжатия равной 15 со степенью расширения 36 составит — 51 %. Расход топлива в этом случае может составить 171 г/кВт, при удельном весе силовой установки 0,15 — 0,25 кг/кВт;

- расчетный механический КПД двигателя составляет — 97 %.

 

Роторно-волновой двигатель может применяться:

- в легких вертолетах, самолетах и дирижаблях;

- в быстроходных катерах, экранопланах;

- в мощных вездеходах, передвижных электростанциях;

- в приводном оборудовании для нефтегазового комплекса.

 



отдел технологий

г. Екатеринбург и Уральский федеральный округ

Звони: +7-908-918-03-57



или пиши нам здесь...

карта сайта

автомобильный двигатель на катере
высокие обороты при запуске двигателя
высокий кпд теплового двигателя
газовые турбины авиационных двигателей
газовый и бензиновый двигатели
двигатели работающие на газовом топливе
для катера купить с высоким кпд
двигатель на приору 16 клапанов новый
двигатель ваз 2112 16 клапанов цена новый
новый двигатель ваз 2110 8 клапанов цена
газовое оборудование на дизельный двигатель
роторно поршневой двигатель купить
роторный двигатель внутреннего сгорания
стационарные двигатели для катеров катера купить
характеристика газового двигателя роторного двигателя
купить двигатель ваз 2107 инжектор цена новый
в цилиндре двигателя внутреннего сгорания давление
двигатель внутреннего сгорания характеристики кпд
работа совершенная двигателем внутреннего сгорания
купить двигатель приора 16 клапанов
купить новый двигатель фольксваген
свечи для газовых двигателей
устройство газового двигателя
мощность двигателя катера
новые двигатели на автомобили
рабочие циклы система

 

Еще технологии:

Оставить комментарий

Чтобы оставить комментарий, необходимо войти на сайт.