Статьи

25.11.2008 
ДНИ.РУ
ссылка на статью

В России создан "двигатель будущего". Преподаватели Псковского политехнического института создали действующую модель уникального роторно-лопастного двигателя с внешним подводом тепла и рычажно-кулачковым механизмом.

Преимущества такого двигателя по сравнению с двигателем внутреннего сгорания заключаются в том, что он в три раза легче, компактен, но имеет ту же мощность, а для его работы подойдет любое топливо: дерево, спирт, уголь, солнечная энергия, горячая вода. Также в него можно встроить нагреватель. Помимо этого изобретение имеет низкий уровень шума, который сравним с шумом работающего холодильника, и высокую степень экологичности, сообщает РИА "Новости".

Идея создания двигателя нового поколения принадлежит преподавателю ППИ Юрию Лукьяненко, который начал его разработку в 1978 году. Полтора года назад научная группа вуза выиграла конкурс Федерального агентства по науке и новациям РФ. На разработку двигателя было выделено 7,6 миллиона рублей.

Над созданием двигателя работала научная группа всего из 10 человек, среди которых шесть кандидатов наук и два доктора наук. Конкретные расчеты, схемы и разработки псковских ученых пока не разглашаются. Перед учеными стоит задача создать опытный образец двигателя и проверить его работу.

Диапазон применения роторно-лопастного двигателя с внешним приводом тепла может быть очень широким. Он может служить в качестве электростанции, а может стать "сердцем" автомобиля.Технологический прорыв такого масштаба мог бы придать нужное ускорение развитию автомобильной промышленности в нашей стране.

Обсуждение

Мне вот интересно, как двигатель внутреннего сгорания (если это он) на дровах может работать. 
Я вот видел пару лет назад модель двигателя, где камера сгорания между двумя лопастями была (в разрезе круг с вписанной в него буквой Х и угол между палками в процессе работы меняется). Разрабатывали еще давно с советских времен, правда не в Пскове (а может и там тоже) Но там те же проблемы, в точке соприкосновения лопасти с внутренней поверхностью цилиндра.

Тут речь не о двигателе внутреннего сгорания, а двигателя с внешним подводом тепла.

А можно объяснить че это такое? Откуда тепло-то берется? Из котла? Это вроде паровоз называется. Где камера сгорания топлива в общем?

Возможно и из общего котла, но что там служит проводником тепла, к сожалению не описано, это может быть и пар, и какое нибудь синтетическое масло или ещё какой состав. 
Но вообще я лично считаю, что будущее за двигателями внутреннего сгорания, но не на нефтепродуктах и не на соевом масле, а на воде. 
Тем более, такие двигатели уже демонстрировались, ещё при СССР.

Вот оно описание. Один в один, как я видел. Буква Х в круге. 
Взято отсюда. 

http://www.ekoteh. narod.ru/RBE/page2.html 

Конструкция 
роторно-лопастного двигателя 

Роторно-лопастной двигатель, содержащий два ротора с лопастями и цилиндр с “впускными” и “выпускными” окнами должен иметь 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. 

Следует отметить, что отсутствие такого простого и надежного механизма не позволило роторно-лопастному двигателю стать конкурентом “шатунно-поршневого”. Поиски и варианты механизмов “связи” двух роторов описаны в книге Гуськова “Необычные двигатели”. Предлагаемая разработка посвящена исследованию и опытному изготовлению роторно-лопастного двигателя с механизмом по а.с. №724850. 

Рассмотрим подробнее работу двигателя (рис.1). 

Рабочее тело, находящееся в камере “а”, получившее энергию от сгорания топлива, создает давление на роторы 2 и 3. Роторы 2 и 3 через передачи 8 и 9 передают момент шарнирному четырехзвеннику 10, пальцы 11, 12, 13, (14 на рисунке не виден) которого создают давление на профильный кулачок 15, жестко связанный с корпусом 25. Это момент “мертвой точки” механизма, в котором стороны четырехзвенника расположены симметрично относительно кулачка. 

После прохождения “мертвой точки”, ротор 3 удерживается от вращения назад кулачком 15, благодаря его особой геометрической форме, а ротор 2 вращается по часовой стрелке, передавая момент через рычаг 9 шарнирному четырехзвеннику 10. Пальцы 11, 12, 13, (14) взаимодействуя с кулачком 15 и направляющими 17, 18, 19, (20 на рисунке не виден) диска 21, передают последнему вращение также по часовой стрелке. Диск 21 через зубчатую передачу 22 передает вращение шестерне 23, которая связана с выходным валом 24. Диск 21 с направляющими 17, 18, 19, (20) преобразует неравномерное вращение роторов в равномерное и одновременно выполняет роль маховика. Расширение рабочего тела в камере “а” при повороте роторов 2 и 3 можно назвать “рабочим ходом”. 

Одновременно ротор 3 в камере “в” выталкивает рабочее тело через выпускные окна 7. В камере “в” происходит “выхлоп”. Противоположная лопасть ротора 3 в камере “d” сжимает рабочее тело, поступившее через впускные окна 6. В камере “d” происходит “сжатие”. Одновременно новая порция рабочего тела поступает через впускные окна 6, заполняя расширяющуюся камеру “с” между роторами. 

В камере “с” происходит “всасывание”. В последующий момент, когда ротор 2 и 3 меняются местами, цикл повторяется, но теперь ротор 3 будет удерживаться кулачком 15 от поворота назад, а ротор 2 будет передавать момент выходному валу. Роторы меняются местами каждую четверть оборота выходного вала, если зубчатая передача 22 имеет передаточное отношение 1:1. Таким образом, в роторно-лопастном двигателе одновременно происходят все 4 цикла, то есть двигатель является четырехтактным. 

В обычном четырехтактном двигателе с одним цилиндром за 2 оборота коленчатого вала происходит один рабочий ход. В роторно-лопастном двигателе – за 2 оборота 8 рабочих ходов. Из этого следует, что роторно-лопастной двигатель работает как восьмицилиндровый двигатель. При этом он имеет меньшие габариты и массу. Благодаря полностью симметричной конструкции двигатель хорошо уравновешен и создает минимальные уровни вибрации. 

Вследствие высокого механического К.П.Д., достигающего 95%, двигатель может работать с низкими скоростями “холостого хода” и с частотой вращения от 60 оборотов в минуту. По образующей цилиндра располагаются впускные и выпускные окна, одна свеча или форсунка в случае дизельного варианта. Вследствие попеременного перекрытия окон лопатками роторов, отпадает необходимость в газораспределительном механизме. РЛДВС позволяет реализовать любой из известных принципов построения ДВС. 

Применение цикла Стирлинга в роторно-лопастном варианте позволяет создать экологически чистый двигатель. Кинематическая схема роторно-лопастного двигателя позволяет использовать его в качестве компрессора, в качестве паровой расширительной машины, в качестве гидродвигателя.

Кстати изобретатель этого двигателя - господин Вигриянов, который живет в г. Бердске Новосибирской области.

Но в статье говориться не о роторно лопасном, а о роторно-лопастном с внешнем подводе тепла. Это разные двигатели. А роторно-полосные уже производяться. 

Роторно-лопастные, в описанной конструкции ровно два года назад существовали только в опытном образце. От изобретателя лично слышал. Причем перспективы там были далеко не радужные, проблем нерешенных полный вагон. 
А что такое "внешний подвод тепла" - я так и не понял.

Сама Россия его и похоронит,нефть то нужно продавать.

Ванкеля двигатель, роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС), конструкция которого разработана в 1957 инженером Ф. Ванкелем (F. Wankel, ФРГ). Особенность двигателя – применение вращающегося ротора (поршня), размещенного внутри цилиндра, поверхность которого выполнена по эпитрохоиде. Установленный на валу ротор жестко соединен с зубчатым колесом, которое входит в зацепление с неподвижной шестерней. Ротор с зубчатым колесом как бы обкатывается вокруг шестерни. Его грани при этом скользят по эпитрохоидальной поверхности цилиндра и отсекают переменные объемы камер в цилиндре. Такая конструкция позволяет осуществить четырехтактный цикл без применения специального механизма газораспределения. Герметизация камер обеспечивается радиальными и торцевыми уплотнительными пластинами, прижимаемыми к цилиндру центробежными силами, давлением газа и ленточными пружинами. Смесеобразование, зажигание, смазка, охлаждение, запуск принципиально такие же, как и у обычного поршневого ДВС. 

Практическое применение получили двигатели с трехгранными роторами, с отношением радиусов шестерни и зубчатого колеса: r:R = 2/3, которые устанавливают на автомобилях, лодках и т. п. 

Масса и габариты В. д. в 29;3 раза меньше соответствующих им по мощности ДВС обычной схемы. Серийный выпуск двигателей осуществляется в ФРГ, Японии, США. 

http://www.eprussia.ru/tech/articles/120.htm 

Почему такого двигателя до сих пор не было 

Мы даже не задумываемся над тем, что значит тепловой двигатель в нашей жизни. А ведь надо помнить, что до нас человечество в своем развитии пережило немало высокоразвитых цивилизаций. Но они погибли по разным причинам. Одни погибли под ударами диких народов, другие угасли. И только после Джеймса Уатта, показавшего людям, как преобразовывать тепловую энергию в механическую, началась техническая цивилизация. Её плодами, и сладкими и горькими, мы пользуемся ежеминутно. 

Родоначальником современного поршневого двигателя внутреннего сгорания по праву можно считать Н.Отто - выдающегося изобретателя, который первым сумел не только построить двигатель, но и доказать его преимущества, а также наладить выпуск серийных машин. 

Первые двигатели Отто весили 2 тонны, и при мощности 2 лошадиные силы поедали, по нынешним меркам, огромное количество топлива. По мнению очевидцев это были «железные чудовища, чадящие страшным смрадом, изрыгающие огонь и уничтожающие все живое». 

Но ничего лучшего на то время не было. Поршневой двигатель внутреннего сгорания по основным техническим характеристикам превосходил паровую машину Дж.Уатта. Конструктивно двигатель был очень похож на паровую машину. Да и поршень с кривошипно-шатунным механизмом Н.Отто перенял у Дж.Уатта. По праву надо говорить, что в конце 19 столетия начал массово производиться и быстро совершенствоваться двигатель Отто-Уатта. 

Сегодня спустя полтора столетия усовершенствований, мы имеем достаточно компактный, мощный и всегда готовый к работе современный двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Стоит он относительно немалых денег, а «чадить страшным смрадом» он так и не разучился. Бесспорно, ничего лучшего из малогабаритных транспортных тепловых машин пока нет. 

Достоинства и недостатки ДВС, ставшего классическим, общеизвестны. Ученые и конструкторы, технологи постоянно совершенствуют его. Однако таким путем избавиться от врожденных пороков ДВС невозможно. Нужны принципиально новые решения. 

Были предложены десятки конструкций, выдано множество патентов на «новый двигатель». Одним из таких двигателей стал роторный двигатель Ф.Ванкеля (F.Wankel). Роторный двигатель Ванкеля несомненно обладает рядом преимуществ, в числе которых малое количество деталей, отсутствует сложный механизм газораспределения. Однако объемообразующие рабочие поверхности, выполненные на основе трохоид, более сложны в производстве, чем круговые цилиндры. Сложнее и проблема температурной деформации сопряженных поверхностей. У роторного двигателя некоторые технические и экономические показатели оказались ниже, чем у поршневого ДВС. Пока он не стал достойным конкурентом классическому поршневому двигателю. 

Мы всесторонне исследовали многие предложенные конструкции двигателей, отличных от классического поршневого ДВС. Можем утверждать, что до настоящего времени по совокупности основных показателей ничего лучшего, чем поршневой двигатель внутреннего сгорания, нет. Но изобретатели предлагали и очень хорошие идеи. Некоторые из них лишены недостатков поршневого ДВС, и по нашему мнению, имеют неплохие параметры. Если конечно, их довести до ума. Одной из таких конструкций является роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания (РЛДВС). 

С конструкцией и принципом действия РЛДВС Вы можете ознакомиться далее. 

Идея роторно-лопастного двигателя довольно проста. Минуло 140 лет, как был предложен РЛДВС. По замыслу изобретателей он должен был прийти на смену «грязному» двигателю Николая Отто. 

Прилагаются немалые усилия для создания РЛДВС. Опубликовано большое количество работ, выданы десятки и сотни патентов. Так почему же его до сих пор нет? 

Главная причина – отсутствие синхронизатора движения лопастей ротора – механизма, позволяющего реализовать все преимущества РЛДВС. 

За время работы над конструкцией роторно-лопастного двигателя мы выполнили анализ всех известных конструкций синхронизаторов. Некоторые из них исседовали на лабораторных образцах. Результат отрицательный – ни одна из известных конструкций РЛДВС по совокупности основных технических характеристик не превосходит современный поршневой двигатель внутренного сгорания. 

При разработке и создании РЛДВС мы не изобретали собственно двигатель - это было сделано до нас в 19 веке, - а работали над конструкцией синхронизатора. 

Этот механизм должен удовлетворять весьма жестким требованиям и выполнять свои функции более эффективно, чем имеющийся механизм-критерий. До 19 века, наверное, любой ныне известный синхронизатор был бы признан хорошим. Но сегодня таким критерием является кривошипно-шатунный механизм, работающий в поршневом ДВС. Это неплохой силовой механизм, который также прекрасно синхронизирует движение поршня с углом поворота коленчатого вала. 

В итоге нам удалось создать три оригинальных конструкции синхронизаторов, полностью реализующие преимущества роторно-лопастного двигателя внутреннего сгорания. Также мы спроектировали несколько оригинальных компоновок двигателя, которые просты в конструкции и обладают весьма высокой технологичностью. Но об этом читайте в следующих статьях. 

Роторно-лопастной двигатель и все о нем

Петрович, но есть маленькое отличие, между просто роторно-поршневым двигателем, и роторно-лопастным двигателем с внешним подводом тепла. Вы не находите?

нет не нахожу....как и разницу в двигателе карбюраторного типа и инжекторного....основной принцип тот же...а доработки это не изобретение нового, а лиш попытка усовершенствовать существующий....

Зато есть разница между роторно-поршневым и роторно-лопастным. 

Причем судя по тому,что описанный роторно-лопастной является многотопливным,разница эта весьма существенна.Двигатель Ванкеля многотопливным никогда не был-и вообще он к качеству топлива очень требователен,из-за чего и не применяется широко...
_________________

Так и сдесь не говорится, что он уже поступает в производство. 
Да и странно что такое с внутренним сгоранием, вы понимаете, а с внешнем нет, хотя ваша мысль с паровым двигателем, примено правильная, но в паровом, пар поступает в тот же поршневой блок, сдесь же видимо, пар или что то более эфективное поступает на лопасти.

Я сам конечно двигатель не видел, только могу по названию предполагать, как он работает. Но судя по всему, что он универсален в топливе, то главное не сам процес горения, а достижение определённой температуры, и передача энергии нагрева на лопасти.

Я не думаю, что это паровозный принцип. И не думаю, что промежуточный теплоноситель способен повысить кпд. Короче, ничо непонятно как обычно. 
Ни сравнительных характеристик, ни принципа работы. 
Ни о чем в итоге разговор.

Передача энергии нагрева на лопасти - это турбина. Турбин - не счесть.

Турбин конечно много, но каких, в основном это паровые турбины, судя по всему, тут что то другое. Было бы описание двигателя, можно было бы сказать точно. Ну а лично я довольно скептически отношусь к этому изобретению, только что её универсальность к топливу, но это далеко не всегда +. И во время великой отечественной машины на дровах ездили. Я сам в детстве видел машину с немецким газогенератором.

А..почитал..Это просто двигатель Стирлинга, просто в роторной конфигурации. Про внешнее сгорание и реактивные я неправ был. Бывают и другие.