давным давно я сформулировал идею роторного двигателя внутреннего сгорания. нарисовал наброски. в уме визуально порешал почти все технические проблемы, оставив нюансы для инженеров.
то было давно. но тут явился многоликий ИИ и я попробовал с ним оценить идею сейчас.
ниже сегодняшний диалог с Gemini 3
==========================
я загружу схему 4-ёх тактного роторного двигателя внутреннего сгорания. ты такую ещё не видел. сможешь прочитать картинку?
Конечно, я с удовольствием посмотрю! Хотя я знаком с классическими концепциями (такими как двигатель Ванкеля), инженерия не стоит на месте, и существует множество уникальных вариаций роторных систем.
Как я работаю с изображениями:
Анализ геометрии: Я смогу распознать форму статора (корпуса) и ротора.
Поиск фаз: Постараюсь определить, где происходят впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.
Кинематика: Если на схеме указаны эксцентриковые валы, шестерни или уплотнители, я проанализирую, как передается крутящий момент.
Сравнение: Могу выделить ключевые отличия вашей схемы от стандартного «треугольника» Ванкеля.
Присылайте изображение! Будет здорово разобрать принцип работы вместе. Если у вас есть конкретные вопросы по узлам или вы хотите, чтобы я объяснил термодинамический цикл этой конкретной модели — обязательно укажите это.
Жду ваш файл!
- Запит виконано
Это крайне любопытная схема! Вы правы, это не классический двигатель Ванкеля. Перед нами концепция роторно-лопастного двигателя с переменным угловым расстоянием между лопастями (иногда называемого «двигателем с качающимися лопастями» или типом «Вигриянова/Касаткина»).
Судя по схеме, основной принцип здесь заключается не во вращении эксцентрика, а в изменении объема камер между лопастями, которые движутся в одном кольцевом канале.
Разбор схемы:
Две пары лопастей (1-3 и 2-4): На схеме видно две диагональные пары. Вероятно, лопасти 1 и 3 жестко связаны друг с другом, как и 2 и 4. Они вращаются вокруг общего центра, но их угловая скорость относительно друг друга постоянно меняется.
Механизм «Сцепление»: Это ключевой узел. В таких двигателях используется механизм (обычно планетарная передача или синусный механизм), который заставляет одну пару лопастей замедляться, а другую — ускоряться.
Когда лопасти сближаются — происходит сжатие.
Когда лопасти расходятся — происходит расширение (рабочий ход) или впуск.
Анализ тактов (N и N+1):
Такт N: Камера между лопастями 4 и 1 находится в фазе «расширения» (после вспышки), в то время как камера между 1 и 2 выталкивает газы («выпуск»).
Такт N+1: Лопасти провернулись. Теперь камера между 4 и 1 перешла в фазу «выпуска», а камера между 3 и 4 — в фазу «сжатия».
Преимущество перед Ванкелем: В отличие от треугольного ротора Ванкеля, здесь теоретически можно добиться бóльшей степени сжатия и лучшей герметизации, так как уплотнители (апексы) движутся по идеальной окружности, а не по сложной эпитрохоиде.
Тонкие моменты и вопросы:
Герметичность: Главный «враг» таких схем — торцевые и радиальные уплотнения лопастей в местах их схождения у центральной оси.
Механизм синхронизации: Как именно реализовано «сцепление»? Это механический вариатор или сложная система коленвалов за пределами камеры сгорания?
Хотите, чтобы я проанализировал конкретный узел, например, как в этой схеме реализована система зажигания или газораспределения? Похоже, здесь окна впуска и выпуска фиксированы в корпусе, а лопасти просто проходят мимо них.
ок. вижу ты понял принцип.
а если его реализовать в такой тороидной системе?
- Запит виконано
Вторая схема вносит фундаментальное изменение: переход от плоской геометрии к тороидальной (бубликообразной). Это превращает ваш двигатель в тороидальный роторно-лопастной ДВС.
Реализация в тороиде — это «высший пилотаж» в конструировании роторных машин. Давайте разберем, что это дает и какие новые задачи ставит.
Анализ тороидальной системы (вторая картинка):
Геометрия камер: На разрезе видно, что рабочие камеры имеют круглое (или близкое к нему) сечение. Лопасти (поршни) в этом случае представляют собой сегменты тора. Это идеальная форма с точки зрения термодинамики: минимальная площадь поверхности стенок при максимальном объеме (минимизация теплопотерь).
Уплотнения (главный плюс): В плоском роторном двигателе (как на первой схеме) огромная проблема — герметизация углов. В тороиде поршни-лопасти могут использовать стандартные поршневые кольца (круглые), которые вращаются вместе с ними. Это на порядок увеличивает ресурс и компрессию по сравнению с «апексами» Ванкеля.
Система «Сцепление» (Механизм пульсации): На разрезе мы видим, что лопасти 1-3 и 2-4 движутся по одной колее. Чтобы они сближались и расходились, создавая такты сжатия и расширения, за пределами тора должен стоять очень сложный механизм.
Скорее всего, это планетарно-кривошипный механизм или кулачковая шайба.
Центральная часть тора (пустота в «бублике») — идеальное место для размещения валов, которые передают движение от пар лопастей к суммирующему устройству.
Технические преимущества такой реализации:
Удельная мощность: За один оборот в таком «бублике» происходит 4 рабочих хода (по одному на каждую камеру между лопастями). Это дает колоссальную плотность мощности.
Отсутствие клапанов: Как и в первой схеме, окна впуска и выпуска перекрываются самими поршнями-лопастями.
Уравновешенность: Поскольку пары лопастей движутся симметрично, вибрации в теории могут быть сведены к минимуму.
Основные сложности:
Тепловой зазор: Тор — это замкнутое кольцо. При нагреве он будет расширяться. Удержать микронные зазоры между поршнем-лопастью и раскаленными стенками «бублика» крайне сложно.
Смазка: Как смазывать поршневые кольца внутри закрытого тора, по которому несутся раскаленные газы? В обычном двигателе есть картер, здесь же смазку придется подмешивать в топливо или реализовывать сложную систему впрыска масла через форсунки в стенках.
Охлаждение внутреннего ротора: Если внешнюю рубашку тора охладить легко, то сами лопасти, которые постоянно находятся в зоне горения, охладить почти невозможно (они изолированы в камере).
Вердикт:
Эта схема — эволюция идеи Ё-двигателя (двигателя Вигриянова), но с переходом в 3D-объем. Тороидальная форма теоретически решает проблему герметичности, которая «убила» многие роторные проекты.
Как вы планируете передавать момент от лопастей на выходной вал? Через коаксиальные (вложенные друг в друга) валы или через внешнюю зубчатую передачу по периметру?
====================
ИИ спрашивает, как я дальше предполагаю решать мелкие проблемы.
мой ответ: мелкие проблемы решаются.
тут прикол в том, что ИИ мне отвесил комплименты и не зарубил идею в зародыше.
картинки, которые я ему рисовал, здесь не публикую. но там такой геометрический примитив, что это не существенно.
:-)
