RKM motoru - RKM engine

Basit bir RKM döner motor

Döner Pistonlu Makine (Almanca: Rotasyonlarkolbenmaschine (RKM)) önerilen (halen geliştirilmekte olan) bir biçimidir makine. Basıncı dönme hareketine dönüştürmek için kullanılabilir (bir motor ) veya tersi - basınca dönüş hareketi (pompa ). Hala geliştirilme aşamasındadır, ancak yağ, yakıt veya su pompaları gerektiren alanlarda ve ayrıca orta veya yüksek basınç gerektiğinde aşındırıcı olmayan sıvılar için pompalarda olası uygulamaları vardır. Örneğin: Hidrolik, sıvı ve gaz taşıma sistemleri, presler, yakıt enjeksiyonu, sulama, ısıtma sistemleri, hidrolik asansörler, su jeti motorları, hidro ve pnömatik motorlar ve tıbbi pompalar.[1] Makinenin mucidi Boris I. Schapiro ortak mucitlerle birlikte Lev B. Levitin ve Naum Kruk.

Tasarım

RKM'nin tüm versiyonları, düzgün bir şekilde birleştirilmiş dairesel yaylardan oluşan bir çalışma odası içerir. Bölmenin duvarlarına uyacak şekilde şekillendirilen piston, duvardan duvara "sıçrar" ve böylece bir dönme hareketi gerçekleştirir. Piston, bir dişli yapıya sahip uygun şekilde şekillendirilmiş bir açıklığa sahiptir ve bu, güç milini (veya bazı modellerde iki güç milini) tahrik eder.

Piston, açıklığı ve RKM'lerin çalışma odası, enine kesitlerinde matematiksel olarak sınıfla ilişkili çok oval şekilleri temsil eder. eşit genişlikte rakamlar. Bu çoklu ovaller, kontur çizgisinin (eğrilik) süreksiz ikinci türevine sahip analitik olmayan şekillerdir. Bu nedenle, genel olarak konuşursak, eğrilik merkezlerinin yörüngeleri de analitik değildir ve RKM'lerin geometrisi içinde tekil noktalara sahip olmak zorundadır.

Pistonla ilişkili olarak, güç şaftı ekseninin yörüngesi, çalışma odasına bağlı olarak pistonun en uç konumlarına karşılık gelen köşe noktalarına sahiptir. Güç şaftının yörüngesinin tekil noktalarını temsil eden bu köşeler, dişlinin kinematik olarak kapalı çalışmasını sağlamak için önlenemez veya yuvarlanamaz.

Şimdiye kadar geometrisinin neden sabit genişlikte eğriler dişli tasarımında pratik kullanıma sokulamayacak olan şey, dişlilerin düzenli yuvarlanmasıyla geleneksel dişli yapısının tekilliklerin tam olarak yuvarlanmasına izin vermemesidir. RKM'ler, bu sorunu, ters konjuge dişli sistemibu, yuvarlanan dişlilerin eksenlerinin tekil yörüngelerine sahip olmayı mümkün kılar ve böylece, pistonun durma konumlarından geçişi sırasında açısal momentumun transferine izin verir.[2]

Basit bir deyişle, dişli mekanizması, pistonun hareketine düzeltmeler getirir, durma konumlarından çıkarken dönme eksenini düzelterek yumuşak bir hareket oluşturur.

Olası konfigürasyonlar

Teorik olarak, bir çalışma odasının sahip olabileceği "tarafların" sayısında bir sınır yoktur. Bununla birlikte, pratikte, yediden fazla yay içermeyen konfigürasyonların kullanılması muhtemeldir.

Ek olarak, pistonun ortasındaki açıklıkta bir veya iki güç şaftı olabilir.

Elbette, her modelin tam konfigürasyonu kullanımına bağlıdır. Örneğin, içten yanmalı motorlar, enjeksiyon valfleri ve son yakma odaları içerecektir. Ancak bunlar RKM konseptinin bir parçası değildir.

Başvurular

RKM motorlarının potansiyel uygulama alanları şunları içerir:[3]

  • Pompalar: güç makineleri, buzdolapları, asansörler, asansörler, vinçler, yol yapım makineleri, otomobiller, uçaklar ve evsel su ve ısıtma sistemleri dahil diğer uygulamalarda kullanım için orta, yüksek basınçlı ve ön vakum pompaları, ve bilimsel araştırma.
  • Kompresörler: Çok çeşitli endüstriyel ve tüketici uygulamaları için orta ve yüksek basınçlı kompresörler.
  • "Soğuk" motorlar: otomobillerde, hava, uzay ve deniz araçlarında ve endüstriyel ve tüketici ürünlerinde bir dizi başka uygulamada kullanım için hidrolik ve pnömatik motorlar.
  • Elektrikli aletler: Çeşitli aralıklardaki (süper büyükten mikrometreye kadar) malzemelerin delinmesi, kesilmesi ve yüzey işlemesi için yeni bir elektrikli el aletleri sınıfı.
  • Her tür tekerlekli veya paletli motorlu taşıtlar (motosikletlerden otomobillere ve kamyonlara, Mars kaşiflerine kadar), her boyuttaki deniz araçları (gezi teknelerinden süper tankçılara), helikopterler ve pervaneli uçaklar için Dizel dahil olmak üzere iç ve dıştan yanmalı motorlar (süper hafif platformlar dahil).
  • Petrol ve gaz üretimi, hava ve uzay endüstrisi, büyük sabit ve araç güç jeneratörleri, kompakt acil durum jeneratörleri vb. Dahil olmak üzere tarım ve endüstri için elektrik jeneratörleri.
  • Taşınabilir bilgisayarlar ve diğer elektronik cihazlar vb. İçin kompakt elektrik güç kaynakları.

RKM'lerin çok yüksek potansiyel sunduğu bir alan pompa pazarındadır. RKM pompaları, fiyatlandırma, boyut, güvenilirlik ve enerji verimliliğinde genel avantajlar sunarken günümüzün tercih edilen pompa teknolojileri kadar veya onlardan daha verimli olabilir.[4]

Wankel motoruyla karşılaştırma

Görünür geometrik benzerliklerine rağmen, RKM ve Wankel motoru tasarım açısından oldukça farklıdır.[1] Aralarındaki temel benzerlikler, çalışma odasının şekli ve dönme hareketinin kullanılmasıdır.

Ancak ikisi arasında birçok fark var. Wankel motor çalışma odası, RKM odası sabitken hareketlidir. Wankel motorundaki dönme ekseni bir daire içinde hareket ederken, RKM'ninki sabittir (tek güç şaftı versiyonunda, geçici olarak iki olası konumla). RKM motorunda, ateşleme kompakt bir girintide gerçekleşir, Wankel ise çalışma odasındadır. RKM'nin sızdırmazlık elemanları, Wankel'in hat temasının aksine, çalışma odası ve pistonlarla yüzey teması içindedir. Bu, RKM motorunun Wankel'e göre bir dizi avantajını sağlar:[4]

  1. Dizel yakıta daha kolay adaptasyon.[kaynak belirtilmeli ]
  2. Zorla destek art yakma Wankel geometrisi ile mümkün olmayan gazlar.[kaynak belirtilmeli ]
  3. Daha uzun ömür, daha düşük yakıt tüketimi ve daha yüksek verimlilik.[kaynak belirtilmeli ]

İkisinin gerçekten ortak olabileceği bir uygulama minyatürleştirmedir. Minyatür bir Wankel motoru başarıyla inşa edildi,[5] ve aynı şeyin bir RKM için yapılabileceği mantıklıdır.[1]

1960'larda geliştirilmiş olmasına rağmen, bugün gösterilen çalıştırılabilir bir RKM motoru yoktur.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ a b c Schapiro, B., "The RKM Rotary Piston Maschines" In: Vernetzte Wissenschaften, Eds: Peter Jörg Plath and Ernst-Christoph Haß, Logos Verlag, Berlin 2008
  2. ^ RKM'ler - Döner Pistonlu Makineler - Bilimsel ve Teknik Yorumlar Arşivlendi 2008-10-11 Wayback Makinesi
  3. ^ RKM'ler - Döner Pistonlu Makineler - Proje Özeti
  4. ^ a b Schapiro, B. and Terlitsky, L., "The RKM (RKM) Rotary Piston Machines with the Jumping Momentously Axis", Proceedings of the International Conference on Sustainable Automotive Technologies 2008 (ICSAT2008), 4-9 Kasım 2008, Melbourne, Avustralya
  5. ^ Fu, K., Knobloch, A., Cooley, B., Walther, D., Fernandez-Pello, A. C., Liepmann, D., and Miyasaka, K., Microscale Combustion Research for Applications to MEMS Rotary IC Engine, Proc. 2001 Ulusal Isı Transferi Konferansı, Anaheim, CA, 10–12 Haziran 2001.

Dış bağlantılar