РПД
Всю мою жизнь меня привлекали различные двигатели, машины и агрегаты. Может поэтому я и работаю со всякими железяками. Однажды я прочитал, что для российской авиации в целом, а в особенности для беспилотных летательных аппаратов серьезным образом не хватает компактных, легких и мощных двигателей. Особенно остро стоит вопрос с двигателями мощностью до 50 лошадиных сил. Так же немаловажной представляется низкая цена двигателя. Так как меня всерьез интересуют все такие железяки, я составил для себя технические требования к двигателю. Очевидным представляется не очень большой потребный ресурс такового двигателя, главным здесь является цена замены его целиком, и время этой замены.
Итак требования:
1. Мощность двигателя - 50 л.с. или 37 киловатт
2. Масса в сборе не более 30 кг
3. Топливо: бензин, метанол
4. Ресурс не менее 200 часов
5. Минимальная стоимость
6. Наименьший расход топлива.
Под все это хорошо подходит Роторно-Поршневой Двигатель, далее РПД.
Начал изучать вопрос, что, как и кто строил такие двигатели. Выяснилось, что не так много то их и сделали. Изучая материалы, наткнулся на очень интересную статью в журнале "Катера и яхты" за 1965 год, под авторством Мельника Н.Н.
В этой статье описывалось как он с коллегой сконструировал, построил и испытал РПД со следующими характеристиками:
Мощность 49 л.с при 18 000 об/мин
Работал на смеси бензина-90 с маслом.
Самым интересным в этой статье представлялись чертежи этого самого двигателя и описание. Учитывая то, что двигатель был построен в 1963 году, а из всего станочного парка у автора были только токарный, фрезерный, сверлильный и долбежный станки. Понятно, что при современных материалах и станочном парке такой двигатель будет лучше, легче, мощнее, надежнее двигателя из 1963 года.
Вот и решил я такой двигатель построить и испытать. Засел за чертежи и расчеты.
Вот, сделал 3d модели всех без исключения деталей:
Центральная (неподвижная шестерня) вокруг которой будет описывать ротор свою хитрую кривую.
Устанавливаем подшипники
Запрессовываем слева вал отбора мощности с эксцентриком на подшипник
Устанавливаем подшипник на вал
Устанавливаем правый эксцентрик
Стягиваем левый и правый эксцентрики через дистанционные втулки болтами
Начинаем собирать ротор. Он имеет внутреннюю шестерню. Обратите внимание на отверстия. Они необходимы для подачи смазки к продольным уплотнениям.
Привариваем направляющие для продольных уплотнений.
Привариваем крышки ротора. Это ответственная деталь, имеет сложную форму и будет обрабатываться в обрабатывающем центре. Окна, которые есть в торцах необходимы для прохода топливо-воздушного заряда внутри ротора и охлаждения его во время работы двигателя.
Устанавливаем сборные продольные уплотнения, они снабжены пружинами, которые прижимают уплотнения к внутренней стороны камеры сгорания.
Устанавливаем торцевые уплотнения. Они так же оснащены пружинами.
Запрессовываем медно-графитовые подшипники скольжения.
Устанавливаем ротор на центральную шестерню. Вид слева.
То же, вид справа.
Начинаем собирать корпус. Он собран из двух труб с внутренней обработкой, сваренных встык и отшлифованных. Сверху видно окно для выпуска выхлопных газов.
На корпус приварены фланцы крепления, выхлопной патрубок, и резьбовые вставки для свечей зажигания
Устанавливаем ротор в сборе с шестернями в корпус.
С правой стороны устанавливаем шлифованный фланец. Ближе к центру, по окружности, отверстия для прохода топливно-воздушного заряда, а ближе к верху отверстие для впуска топливовоздушной смеси в камеру сгорания двигателя.
Устанавливаем правый балансир ротора. На нем есть шестерня для привода вспомогательных агрегатов. (масло- и -бензонасосов, прочего оборудования)
Устанавливаем и закручиваем крышки.
Устанавливаем левый шлифованный фланец.
Устанавливаем левый балансир ротора.
Устанавливаем проставку левого фланца с патрубком карбюратора, а так же шпильки.
Устанавливаем фланец вентилятора.
Устанавливаем стакан системы зажигания.
Так выглядит вентилятор-маховик. Зеленая деталь - шторка для датчика холла системы зажигания.
Устанавливаем вентилятор и его кожух.
Так все это выглядит в разрезе.
На моделях не показаны ребра охлаждения, карбюратор, система выпуска, катушки и коммутатор зажигания, и еще некоторые второстепенные детали. Порядок сборки не соответствует реальному порядку сборки, и приведен здесь в таком порядке для наглядности.
Итак требования:
1. Мощность двигателя - 50 л.с. или 37 киловатт
2. Масса в сборе не более 30 кг
3. Топливо: бензин, метанол
4. Ресурс не менее 200 часов
5. Минимальная стоимость
6. Наименьший расход топлива.
Под все это хорошо подходит Роторно-Поршневой Двигатель, далее РПД.
Начал изучать вопрос, что, как и кто строил такие двигатели. Выяснилось, что не так много то их и сделали. Изучая материалы, наткнулся на очень интересную статью в журнале "Катера и яхты" за 1965 год, под авторством Мельника Н.Н.
В этой статье описывалось как он с коллегой сконструировал, построил и испытал РПД со следующими характеристиками:
Мощность 49 л.с при 18 000 об/мин
Работал на смеси бензина-90 с маслом.
Самым интересным в этой статье представлялись чертежи этого самого двигателя и описание. Учитывая то, что двигатель был построен в 1963 году, а из всего станочного парка у автора были только токарный, фрезерный, сверлильный и долбежный станки. Понятно, что при современных материалах и станочном парке такой двигатель будет лучше, легче, мощнее, надежнее двигателя из 1963 года.
Вот и решил я такой двигатель построить и испытать. Засел за чертежи и расчеты.
Вот, сделал 3d модели всех без исключения деталей:
Центральная (неподвижная шестерня) вокруг которой будет описывать ротор свою хитрую кривую.
Устанавливаем подшипники
Запрессовываем слева вал отбора мощности с эксцентриком на подшипник
Устанавливаем подшипник на вал
Устанавливаем правый эксцентрик
Стягиваем левый и правый эксцентрики через дистанционные втулки болтами
Начинаем собирать ротор. Он имеет внутреннюю шестерню. Обратите внимание на отверстия. Они необходимы для подачи смазки к продольным уплотнениям.
Привариваем направляющие для продольных уплотнений.
Привариваем крышки ротора. Это ответственная деталь, имеет сложную форму и будет обрабатываться в обрабатывающем центре. Окна, которые есть в торцах необходимы для прохода топливо-воздушного заряда внутри ротора и охлаждения его во время работы двигателя.
Устанавливаем сборные продольные уплотнения, они снабжены пружинами, которые прижимают уплотнения к внутренней стороны камеры сгорания.
Устанавливаем торцевые уплотнения. Они так же оснащены пружинами.
Запрессовываем медно-графитовые подшипники скольжения.
Устанавливаем ротор на центральную шестерню. Вид слева.
То же, вид справа.
Начинаем собирать корпус. Он собран из двух труб с внутренней обработкой, сваренных встык и отшлифованных. Сверху видно окно для выпуска выхлопных газов.
На корпус приварены фланцы крепления, выхлопной патрубок, и резьбовые вставки для свечей зажигания
Устанавливаем ротор в сборе с шестернями в корпус.
С правой стороны устанавливаем шлифованный фланец. Ближе к центру, по окружности, отверстия для прохода топливно-воздушного заряда, а ближе к верху отверстие для впуска топливовоздушной смеси в камеру сгорания двигателя.
Устанавливаем правый балансир ротора. На нем есть шестерня для привода вспомогательных агрегатов. (масло- и -бензонасосов, прочего оборудования)
Устанавливаем и закручиваем крышки.
Устанавливаем левый шлифованный фланец.
Устанавливаем левый балансир ротора.
Устанавливаем проставку левого фланца с патрубком карбюратора, а так же шпильки.
Устанавливаем фланец вентилятора.
Устанавливаем стакан системы зажигания.
Так выглядит вентилятор-маховик. Зеленая деталь - шторка для датчика холла системы зажигания.
Устанавливаем вентилятор и его кожух.
Так все это выглядит в разрезе.
На моделях не показаны ребра охлаждения, карбюратор, система выпуска, катушки и коммутатор зажигания, и еще некоторые второстепенные детали. Порядок сборки не соответствует реальному порядку сборки, и приведен здесь в таком порядке для наглядности.