http://www.eprussia.ru/epr/124/9615.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 08 (124) апрель 2009 года
Проходной роторно-поршневой двигатель
Двигатели внутреннего сгорания по праву занимают в современной технике доминирующее положение: они обеспечивают энергией легковые автомобили, катера и значительную часть грузового парка.
Поршневые ДВС сейчас уже не справляются с требованиями, которые предъявляются к тепловым преобразователям индивидуального пользования. В поисках подходящей им замены изобретатели все чаще обращаются к роторным машинам. Но пока из всех автомобильных фирм только «Мазда» решилась поставить на поток роторный двигатель Ванкеля.
По массогабаритным показателям такой двигатель значительно превосходит поршневые двигатели, имеет меньше деталей. Однако его широкое использование сдерживается рядом существенных причин. К главным из них можно отнести малый ресурс работы двигателя, которого хватает от силы на 100 000 километров пробега.
В то же время основные технические характеристики роторного варианта теплового преобразователя близки к характеристикам газотурбинной техники и при этом обладают экономичностью поршневого двигателя.
Это заставляет изобретателей искать варианты, в которых будут совмещены преимущества различных систем.
Как известно, роторно-поршневой двигатель Ванкеля состоит из корпуса, в котором вершины треугольного ротора совершают эпитрохоидную траекторию, обеспечивая необходимые замкнутые полости переменного объема для сжатия рабочего тела, системы подвода тепловой энергии и механизма преобразования последней в энергию вращающегося вала.
Анализируя работу двигателя Ванкеля, можно заметить, что вершины треугольного ротора совершают свою траекторию под воздействием линии эпитрохоиды корпуса – в отличие от ДВС, где смену направления движения поршня определяет коленчатый вал.
Массивный же ротор, имея большую скорость, оказывает значительное сопротивление на сложных поворотах линии эпитрохоиды и, несмотря на обильную смазку, быстро изнашивает трущиеся детали двигателя. Помимо этого, вершины ротора, имеющие малую контактную поверхность, скользят под разными углами по трущейся поверхности корпуса, что ведет к еще большей скорости разрушения уплотнений.
Однако, к сожалению, линия эпитрохоиды совместно с эксцентриковым механизмом является конструктивной особенностью роторного поршневого двигателя Ванкеля, и на сегодняшний день схема Ванкеля лучшее решение для роторно-поршневого двигателя, несмотря на невысокий ресурс. Приходится признать, что дальнейшее улучшение характеристик двигателя Ванкеля может быть осуществлено лишь с помощью применения еще более дорогостоящих материалов – при незначительной эффективности самого двигателя.
Но есть и другое решение проблемы создания замкнутых полостей переменного объема, в полной мере использующее все преимущества роторно-поршневого механизма.
Оно осуществляется путем установки плотной разделительной стенки в радиальной плоскости цилиндрического корпуса. Стенка откроется в нужный момент и пропустит рабочую часть ротора в точку начала оборота.
В этом случае ротор жестко связан с выходным валом, определяющим траекторию движения ротора без возвратно поступательной составляющей. Трение вращающегося ротора по цилиндрическому корпусу позволит создать большую площадь контакта трущихся поверхностей с неизменным углом касания. В итоге трущиеся поверхности не испытывают паразитного давления; параллельно с этим значительно улучшается уплотнение за счет увеличения поверхности контакта и снижается вибрация двигателя.
Здесь единственным относительно сложным узлом двигателя, который требует технической проработки и испытания, является уплотнительная стенка, пропускающая зуб ротора после завершения цикла.
Реализовать ее можно, установив на пути ротора дополнительный синхронно вращающийся цилиндр, охваченный корпусом. Он работает как вращающаяся часть подшипника скольжения, имеющего паз, который, развернувшись, пропускает зуб ротора словно через турникет.
Работа пропускного цилиндра при совершении рабочего хода заключается только в создании надежных уплотнений между камерами – в двух направлениях цилиндра. Одно проходит по линии скольжения цилиндра в корпусе с характеристиками подшипника скольжения – и здесь уплотнительная способность цилиндра сомнений не вызывает.
На втором направлении уплотнения цилиндр катится по поверхности малого радиуса ротора. Это наиболее сложный участок уплотнения с характеристиками, подобными роликовому или игольчатому подшипнику, который и является основой работы над пропускным РПД.
Автору представляется, что, с технической точки зрения, на пути к созданию перспективного роторного двигателя, свободного от недостатков РПД Ванкеля, стоит лишь вопрос уплотнения между катящимися цилиндрами. Переход же зуба через паз цилиндра происходит в технологическое время при отсутствии давления между камерами. Схема боковых уплотнений успешно решается в РПД Ванкеля, и ее можно позаимствовать.
Вторым отличием проходного РПД является компоновка функциональных узлов по схеме газотурбинного двигателя.
Выделение компрессора камеры сгорания и преобразователя в отдельные конструктивные узлы может значительно улучшить экологические показатели выхлопных газов, поскольку топливо будет сгорать в специально приспособленной камере, где легко можно поддерживать расход температуры и давление рабочего тела. Учитывая разные условия работы компрессора и преобразователя, появится возможность оптимизации узлов под конкретную задачу сжатия воздуха или преобразования энергии полученного горячего газа.
-
05.04.2021 06:09:52Водородный электропоезд: «зеленая» инновация с большими перспективами
175
Одной из первых водородных «ласточек» в России может стать проект по организации пассажирского железнодорожного сообщения с применением поездов на водородных топливных элементах и систем обеспечения их эксплуатации. Правда, пока речь идет только о пригородных поездах, курсирующих на острове Сахалин.
Водородная энергетика, Топливо
04.04.2021 10:53:32На основных гидроагрегатах Волжской ГЭС установлены турбины ЛМЗ
134
На Волжской ГЭС после модернизации введен в эксплуатацию гидроагрегат со станционным номером 10, на котором были заменены гидротурбина и гидрогенератор вместе со вспомогательным оборудованием.
Энергетическое машиностроение, Турбины, Гидроэнергетика
04.04.2021 10:16:25Вопрос энергетической безопасности: контрафактные запчасти к паровым турбинам
165
В атомной отрасли случаи контрафакта запчастей единичны и становятся темами расследований, в гидроэнергетике после аварии на Саяно-Шушенской ГЭС требования к производителям и поставщикам оборудования были значительно ужесточены. Потому что безопасность важнее, цена ошибки велика. А что же в теплоэнергетике? Насколько здесь важно и нужно бороться с контрафактом, заказывать запчасти у оригинальных или сертифицированных производителей? «ЭП...
Тепловая энергетика, Турбины, Энергетическое машиностроение, Промышленная безопасность
04.04.2021 00:36:00Петербургский транспорт переходит на газ
124
Министр промышленности и торговли Российской Федерации Денис Мантуров, губернатор г. Санкт-Петербурга Александр Беглов, председатель правления ПАО «Газпром» Алексей Миллер и генеральный директор ПАО «КАМАЗ» Сергей Когогин подписали соглашение о поэтапном переходе в 2021–2023 годах на использование природного газа в качестве моторного топлива в Санкт-Петербурге.
Топливо
02.04.2021 22:00:00Первая российская система автоматического управления ГТУ – на базе контроллеров REGUL R500
149
Первая в России научно-исследовательская и опытно-конструкторская работа по модернизации системы автоматического управления (САУ) газотурбинной установки № 2 иностранного производства реализована на Сочинской ТЭС АО «Интер РАО — Электрогенерация» в рамках программы по импортозамещению.
Электротехника, Автоматизация в энергетике, Турбины, ТЭС
-
14.01.2015NYM по‑немецки
913
На заводе «Цветлит» запущен в производство кабель NYM по стандартам VDE.
Кабельная арматура, Изоляция, Кабель, Напряжение, Провод, Электротехника
14.01.2015Блиц
1486
СРО, Мощность, МРСК, Напряжение, Подстанции, Сети, ТГК, Трансформаторы, Энергоснабжение, Электроэнергия, Энергия, Кабельная арматура, Электрические сети
14.01.2015 Иван СМОЛЬЯНИНОВЭнергия и вода для Судана
3142
В Судане по проекту российского института «Гидропроект» построена ГЭС «Мерове» мощностью 1150 МВт.
Кабельная арматура, Гидроагрегат, ЕЭС, Мощность, Электроэнергия, Энергия
14.01.2015 Сергей ЧЕРНЫШЕВВизит Александра Кухмая: в сжатые сроки и результативно
884
Мурманскую область с деловым визитом посетил генеральный директор ОАО «МРСК Северо-Запада» Александр Кухмай.
СРО, Изоляция, Кабель, Мощность, МРСК, Подстанции, Сети, Трансформаторы, Энергоснабжение, Кабельная арматура, Провод
14.01.2015 РБКНовые источники в условиях кризиса
835
Островное государство Тринидад и Тобаго, крупнейший экспортер нефти и газа в Карибском бассейне, намерено вкладывать средства в развитие возобновляемых источников энергии. Как сообщили представители министерства энергетики страны, это актуально на фоне падения цен на нефть.
Электрические сети, Кабельная арматура
-
12.05.2018 05:55:14Цифровизация: от концепции – к практическим решениям
26327
Круглый стол «Цифровые технологии в управлении энергетическими системами», организованный «Энергетикой и промышленностью России» в рамках Российского международного энергетического форума, мы стремились сориентировать на предельно конкретные вопросы. В начале мероприятия модератор – главный редактор «ЭПР» Валерий Пресняков отметил, что участникам предоставляется возможность рассказать о своих практических решениях, так или иначе нацелен...
Инновации
12.06.2018 19:59:26 Славяна РУМЯНЦЕВАЦифровизация энергетики: от «интеллектуальных» турбин до «умных» сетей
24620
Никогда прежде мир не был так тесно связан и настолько «оцифрован», как сегодня. Дигитализация уже превратилась в неотъемлемую часть настоящего.
Цифровизация, Smart Grid, Инновации, Турбины
19.06.2018 13:52:08 Павел ШАЦКИЙ, первый заместитель генерального директора ООО «Газпром энергохолдинг»ДПМ-2: драйвер роста или обуза для потребителей?
22150
Философский вопрос о первичности «курицы или яйца» в случае с перспективами российской энергетики звучит так: стимулировать ли инвестиции в энергетику с целью технологического прорыва в целом ряде секторов экономики или сдерживать тарифы, чтобы дать фору для развития несырьевым секторам?
Электроэнергетика, Инвестиции
21.10.2018 06:54:56К обновлению с КОММодом: роли и декорации очередной модернизации
14968
ДПМ-2, ДПМ-штрих и, наконец, новое, пока неизвестное широкой отраслевой публике понятие – КОММод, обозначают одну программу, цели и суть которой заключаются в модернизации генерирующих мощностей отечественной энергетики. Все просто и сложно одновременно, поскольку профессиональное сообщество разделилось на тех, кто ждет от грядущей программы прорывных результатов, и на тех, кто осторожно заявляет о назревших рисках.
Модернизация в энергетике
25.11.2019 09:04:52 Славяна РУМЯНЦЕВАКто виноват, что в Японии «запретили» микроволновки
14758
Микроволновая печь, как и составляющий ее основу магнетрон, до сих пор имеют множество противников. Масса негативных мифов о СВЧ-печах находят своих почитателей, а фейковые новости о вреде бытовой техники распространяются по всему миру.
Инновации