Конструкция роторно-лопастного двигателя

Устроен роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания следующим образом. В круговом цилиндре соосно расположен ротор, состоящий из двух частей. На каждой из них установлена пара лопастей (лопастей может быть и большее количество). Рабочие зазоры ротора устанавливаются подшипниками. На широких лопастях несложной конфигурации без особых проблем устанавливаются элементы уплотнений.

При вращении ротора в одном направлении лопасти совершают колебания друг относительно друга, создавая замкнутые внутри цилиндра объемы переменной величины. Движение лопастей друг относительно друга и относительно корпуса двигателя задается синхронизатором. Один из широко известных в узких кругах вариантов синхронизатора на основе сателлитной шестерни и шатунно-рычажного узла был предложен более 80 лет назад и не работоспособен, что было показано еще в работах Кауэца (Eugen Kauertz) в 60-х годах прошлого века.

Конструкций синхронизаторов и компоновок двигателя предложено довольно много, но большинство из них похожи, многократно запатентованы и отличаются лишь незначительными нюансами, которые не принципиальны.

Принцип действия роторно-лопастного двигателя

Как уже говорилось выше, при вращении ротора в одном направлении лопасти совершают колебания друг относительно друга, создавая замкнутые внутри цилиндра объемы переменной величины.

На представленной схеме лопасти движутся против часовой стрелки неравномерно, то ускоряясь, то замедляясь. В результате в нижнем правом секторе происходит такт впуска, в верхнем правом секторе - такт сжатия, в "верхней мертвой точке" - воспламенение смеси, в верхнем левом секторе - рабочий ход, в левом нижнем секторе - такт выпуска.

Такая последовательность тактов повторяется за каждый полный оборот ротора. Таким образом, весь четырехтактный цикл выполняется за один оборот вала ротора. Этим роторно-лопастной двигатель существенно отличается от поршневого ДВС. У последнего четырехтактный цикл осуществляется за два оборота коленвала.

Преимущества роторно-лопастного двигателя перед "классическим" тронковым двигателем внутреннего сгорания на первый взгляд очевидны и весьма значительны.

Чем РЛДВС лучше современного поршневого двигателя?

• Эффективный КПД на 10-12% выше.
• На всех режимах работы расход топлива меньше, чем у поршневого двигателя.
• Малое количество деталей.
• Простота конструкции. Нет сложного механизма газораспределения. Более технологичен.
• Эффективный газообмен способствует лучшему сжиганию топлива и меньшей токсичности.
• Хорошая уравновешенность.
• В несколько раз лучше удельные массогабаритные показатели.
• Несравнимо малый расход смазочных материалов.
• Существенно ниже стоимость производства

Однако пригодного для эксплуатации РЛДВС нет по сегодняшний день.

По результатам наших исследований мы пришли к выводу, что из нерешенных проблем осталась одна, но самая существенная - проблема ресурса пары трения "поверхность цилиндра камеры сгорания - уплотнения". В классическом двигателе проблема решена путем применения чугуна или твердых покрытий, стойких к истиранию, включая хромированные или керамические покрытия для поверхности цилиндра, и стальных уплотнительных колец, смазываемых маслом в процессе работы. Тонкая пленка масла позволяет сделать приемлемым ресурс этой пары трения, хотя выгорание масла на стенках цилиндра ухудшает экологические показатели двигателя.

В РЛДВС поверхность цилиндра не смазывается маслом и происходит сухое трение, что приводит к довольно быстрому износу уплотнений и поверхности цилиндра. Наши попытки решить эту проблему в условиях гаражной мастерской не привели к успеху.

О сравнительных характеристиках двигателей читайте далее