Ст 5. КЛАССИЧЕСКОЕ РАДИАЛЬНОЕ УПЛОТНЕНИЕ – АПЕКС С УГОЛКОМ. ГЛАВНЫЙ НЕДОСТАТОК
В это статье я решил подробно описать основные недостатки классического радиального уплотнения ротора (апекса), созданного Феликсом Ванкелем в конце 50-х годов прошлого века. Итак: основной порок радиальных уплотнения ротора двигателя Ванкеля заключается в том, что они не могут герметично уплотнить свои торцевые поверхности (места по краям апекса). И там оказываются щели, куда идут потери компрессии.
Важное условие работы апекса: такое уплотнение при запуске двигателя сильно нагревается – до 300 С0. При нагреве до такой температуры стальной или чугунный апекс длиной в 80 мм может удлиниться до 0,33 мм. Поэтому точно в размер с минимальным зазором делать апекс нельзя — надо для компенсации удлинения при нагреве оставлять так называемые «термозазоры». При удлинении апекса при нагреве до 0,33 мм, надо с двух торцов апекса делать зазоры не менее чем по 0,2 мм каждый. Соответственно – в такие зазоры в две «десятки» при сжатии воздуха ротором в 6 – 8 – 10 атм при пуске «холодного» будет выдавливаться значительная часть сжимаемого воздуха и происходить значительные потери «компрессии». Для выхода из такой непростой ситуации, апекс делается составным с маленькой подвижным элементом – «уголком».
Основная роль уголка заключается в том, что он самостоятельно пододвигается по линии длинного габарита апекса большой линейной дугообразной пружиной. Таким образом, он может подвижно прилегать к торцевой поверхности рабочих камер двигателя, а при удлинении или укорочении апекса при колебании температуры, уголок должен подвижно сопрягаться с основной деталью апекса – скользить по косому срезу. Но проблема оказывается в том, что с подобной задачей уголок апекса справляется откровенно слабо.
— Во – первых, потому что он поджимается как в направлении вверх (к поверхности эпитрохоиды), так и в направлении вбок (к поверхности торцевой плоскости), всего одним концом линейной дугообразной пружины. Поэтому уголок перекашивается в направляющем проёме ротора, и по его периметру возникают щели, куда снова и утекает сжатый воздух.
— Во вторых, как ни сдвигай уголок – где то возникнет щель, или вверху, или сбоку, или по косому срезу (линии сопряжения косых линий самого апекса или его уголка).
Вот вам иллюстрация такого положения, которую я специально отрисовал по такому случаю.
Кстати – всем для понимания, почему значительно изношенные моторы не заводятся «на горячую». При износе апексов и их уголков, при нагреве просвет между верхней кромкой уголка и поверхностью статора увеличивается, и туда уходит все более количество потери компрессии. Вот вам и причина. Мотору надо дать остыть, этот просвет значительно уменьшиться, компрессия восстановится и снова «на холодную» можно будет завести роторный двигатель.
Именно подобными недостатками обладает конструкция радиальных уплотнений, созданная Феликсом Ванкелем в 1956 -1957 годах, и пока ничего лучшего за эти 70 лет не придумали.
- * * *
ГЛАВНЫЙ СМЫСЛ этой короткой статьи заключается в том, что я выражаю твёрдую уверенность, что именно такое несовершенство радиальных уплотнений заключает в себе основу всех главных недостатков циклоидального роторного двигателя с планетарным движением ротора (двигателя Ванкеля). И лишь создание нового типа более эффективных уплотнений даст новый шанс роторной циклоидальной схемы.
Следующая статья: ст 6. МАЛЫЕ ВАНКЕЛЬ МОТОРЫ. ПРОШЛЫЙ ВЕК