WWW.METODICHKA.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Методические указания, пособия
 
Загрузка...

«Рис. 6. Макет преобразователя движения Полученные в настоящей статье результаты необходимы при решении задач кинематики, а также динамического и силового расчетов роторно-лопастного ...»

МАШИНОСТРОЕНИЕ

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Рис. 6. Макет преобразователя движения

Полученные в настоящей статье результаты необходимы при решении задач кинематики, а также динамического и силового расчетов роторно-лопастного двигателя.

Структурная модель механизма преобразования движения, представленная в данной работе, положена в основу работ по созданию методики расчета и проектирования роторнолопастного двигателя с внешним подводом теплоты [9]. Исследуемый механизм преобразования движения может найти применение для роторно-лопастного двигателя как внешнего, так и внутреннего сгорания, а также для различных по назначению роторнолопастных машин.



ЛИТЕРАТУРА

1. Донченко М.А. Возможность реализации цикла Стирлинга в других конструктивных схемах. // Проблемы качества машин и их конкурентоспособности: Материалы 6-й международной научно-технической конференции. – Брянск : Изд-во БГТУ, 2008. – с. 99-101.

2. Донченко М.А., Тихонов С.И., Лукьянов Ю.Н. Экологически чистый двигатель как основной аспект конкурентоспособности машин. // Проблемы качества машин и их конкурентоспособности: Материалы 6-й международной научно-технической конференции. – Брянск : Изд-во БГТУ, 2008. – с. 101-104.

3. Пат. DE19814742 ФРГ. Kreiskolben-Wrmemotor-Vorrichtung. // Стерк Мартин.

4. Роторно-лопастной двигатель Гридина. // Энергетика и промышленность России № 10 (74). – 2006. – октябрь.

5. Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам. – М. : Машиностроение, 1981.

6. Гуськов Г.Г. Необычные двигатели. – M. : Знание, 1971.

7. Авторское свидетельство №724850. Заявлено 30.05.78 / Лукьянов Ю.Н., Котляров В.Н. // Опуб. 30.03.80.

Бюл. №12.

8. Теория механизмов и машин: учебное пособие для студ. высш. учеб. заведений / М.З. Коловский, А.Н.

Евграфов, Ю.А. Семенов, А.В. Слоущ. – М. : Издательский центр «Академия», 2006. – 560 с.

9. Разработка математической модели протекания термодинамического цикла с внешним подводом тепла, позволяющей создать экологически чистый двигатель роторно-лопастного типа: Отчет по НИР / ФГУП «ВНТИЦ»; Руководитель И.В. Плохов. – УДК 621.486, № госрегистрации 01200850182. 2008. – ч. 1-3.

В.Г. ИВАНОВ, С.И. ДМИТРИЕВ

РОТОРНО-ВОЛНОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ

Рассматривается роторно-волновой двигатель внутреннего сгорания, волновой характер горения топливной смеси которого позволяет создавать надежные, экономически выгодные, экологически чистые конфигурации.

Двигатель нового поколения, в соответствии с требованиями времени, должен отличаться от своего предшественника не просто отдельными параметрами, а значительным их улучшением: увеличением ресурса и эксплуатационной надежности, снижением затрат на создание, изготовление и эксплуатацию. Более 60% теплоты, вырабатываемой

МАШИНОСТРОЕНИЕ

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– при сгорании топлива в двигателях внутреннего сгорания, просто уходит в атмосферу.

Снижение потерь – и есть резерв совершенствования энергетических и экономических характеристик, направление научного поиска и конструкторской мысли. Другим направлением – является совершенствование экологических характеристик. Несомненно, будут востребованы и имеют перспективу только те технические решения, которые смогут преодолеть основные недостатки известных тепловых машин. Такой двигатель может быть разработан на основе управления процессом горения топлива.

Предлагаем конструкцию двигателя (патент России № 2304225), в котором может быть реализован цикл нормального спокойного горения смесей, рис. 1. Общий вид двигателя показан при снятой боковой стенке. В корпусе двигателя установлены секции со спиралеобразными полостями, в которых осуществляется горение топливной смеси.

Рис. 1. Роторно-волновой двигатель

На рис. 2 показана схема компрессорного и расширительного модулей двигателя, отличающиеся направлением спиралей, а также осевыми и радиальными размерами. В полостях размещены эксцентрично подобные спиралеобразные нагнетатели, установленные на кривошипе вращающегося вала. Они сдвигаются в полостях по траектории кривошипа с помощью механизма вращения с передаточным отношением относительно корпуса равным единице, например с помощью блока шестерен.





Механизм вместе с валом и кривошипом определяет положение нагнетателя в спиральной полости. Нагнетатели своими центральными и периферийными спиральными поверхностями контактируют, со спиральными поверхностями полостей в точках Т (Т1, Т2, Т3), а точнее – располагаются на минимальном расстоянии, образуя с обеих его сторон замкнутые, в виде волн, динамические камеры с активными рабочими областями V (V1, V2, V3), рис. 3. Волнообразные камеры в компрессионных полостях смещаются в сторону центра спирали, уменьшая объемы V, а в расширительных – смещаются в сторону увеличения радиуса спирали, увеличивая свои объемы. Коэффициент сжатия смеси зависит от геометрических параметров волнообразных камер компрессионного и расширительного отсеков. Точка Т1 является запорной, отделяющей набегающие волны воздуха или топливной смеси от расширяющегося в камере сгорания газа. Разделенные нагнетателем волнообразные объемы смеси или газа, образуют два автономных потока. Нагнетатель точками Т делит спиралеобразную полость на центральный и периферийный потоки На рис. 2 представлена схема этих потоков. Нагнетателем потоки сдвинуты по фазе друг относительно друга на 180. На выходе, в выпускном окне, волны расширяющихся газов двух потоков суммируются и образуют единый непрерывный поток газов.

Модульное исполнение двигателя позволяет создавать на основе его различные схемы горения топливной смеси.

МАШИНОСТРОЕНИЕ

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Рис. 2. Схемы компрессорного и расширительного модулей двигателя

–  –  –

В случае нормального горения камера сгорания, вместе с размещенными в ней форсунками и свечами зажигания, может располагаться между компрессорным и расширительным отсеками, как на рис. 1, и занимать фиксированное положение. Форсунки могут быть размещены также перед компрессионным отсеком, в области впускного окна, и тогда топливо хорошо смешивается с воздухом и только после этого поступает в камеру сгорания. После воспламенения смеси свеча зажигания отключается. А вновь поступающие волнообразные порции топливной смеси воспламеняются под влиянием горения смеси сопряженного потока. Длина расширительной спиралеобразной полости, число волн и длительность перемещения по ней волновых камер V рассчитывается из условия полного сгорания смеси. Это позволяет получить максимальный момент на валу и снизить до минимума выбросы газов в атмосферу. Подобная компоновка несет в себе высокую надежность, поскольку подожженная однажды топливная смесь горит в камере сгорания и в динамических камерах V без последующего поджигания.

Камера сгорания может быть динамической и размещаться непосредственно в спиралеобразной полости V. В этом случае со стороны периферийной и центральной поверхностей полости установлены одна или несколько свечей зажигания, рис. 4. Установка одной свечи зажигания инициирует горение смеси в окружном направлении, соответствующем длине спиралеобразной полости. Такое решение создает длительное в окружном направлении горение смеси. Соответственно для полного сгорания топлива необходимо несколько витков спиралеобразной полости, а значит – несколько оборотов вала.

Учитывая, что скорость горения традиционного топлива невысока, а длина спиралеобразной полости достаточно велика, - подобная конфигурация двигателя соответствует низкоскоростным моделям.

Инициирование горения одновременно несколькими свечами вызывает одновременное горение смеси в объеме V по всему фронту в радиальном направлении полости, и в сравнении с окружным горением, делает процесс преобразования потенциальной энергии в кинетическую более коротким – похожим на взрывной.

Малая масса вращающихся деталей, их малое количество, сбалансированность инерционных сил – характеризуют конструктивные параметры двигателя. Частота волн, а

МАШИНОСТРОЕНИЕ

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– следовательно скорость вращения вала, может достигать нескольких сотен в секунду и ограничена возможными параметрами механизма формирования волн.

Двигатель может найти применение: в авиационной промышленности, например вертолетостроении, для оснащения беспилотных летательных аппаратов. В автомобилестроении – с передачей сил на вал и снижением выбросов до минимума. В газовой, нефтяной и других отраслях промышленности.

Двигатель конструктивно прост. Габаритные размеры могут быть от нескольких десятков миллиметров до размеров мощных стационарных установок. Содержит небольшое количество деталей. Технология изготовления не сложна. Допустимо серийное отечественное оборудование. Возможно применение новых материалов. Модульное исполнение позволяет легко создавать необходимые конфигурации. Волновой характер процессов воспламенения и горения легко управляем. Возможность полного сгорания топлива и расширение его за время нескольких оборотов вала способствует повышению экономичности. Два автономных потока повышают надежность. Предполагается снижение затрат на создание, изготовление и эксплуатацию. Полное сжигание топлива, а также, влияющее на звуковые параметры, выбрасывание в противофазе сопряженных газовых потоков, позволяет говорить и о положительном экологическом эффекте.

Г.С. ИВАСЫШИН

НАУЧНЫЕ ОТКРЫТИЯ В МИКРО- И НАНОТРИБОЛОГИИ И

СКАНИРУЮЩАЯ ЗОНДОВАЯ МИКРОСКОПИЯ. ВЛИЯНИЕ

УПРУГОГО ПОСЛЕДЕЙСТВИЯ НА ТРЕНД КАНТИЛЕВЕРА

АТОМНО-СИЛОВОГО МИКРОСКОПА

Рассматривается влияние упругого последействия на тренд кантилевера атомно-силового микроскопа (AFM-Atomic Force Microscopy).

«… Открытия … обязаны тому, что не может быть куплено, – именно остроте и силе наблюдательности, интуиции, непоколебимому энтузиазму до окончательного разрешения всех затруднений и противоречий, сопутствующих пионерской работе. Когда первоначальное открытие сделано, наблюдаемый эффект очень мал и требует целого ряда длительных опытов для получения достоверных результатов.

Вот это стремление добиться большого эффекта, и стоит дорого …» (П.Л. Капица, лауреат Нобелевской премии, 1978).

Исследование микро- и нанотрибологических процессов потребовало создания ряда приборов, имеющих н а н о м е т р о в о е разрешение [1, 2, 3, 4].

В 1986 г. К. Биннинг и Г. Рорер получили Нобелевскую премию за открытие сканирующего туннельного микроскопа (STM-Scanning Tunneling Microscopy).

Новые функциональные возможности для исследования поверхностей открыло появление атомно-силовой микроскопии (AFM- Atomic Force Microscopy), которая была изобретена К. Биннингом с коллегами через несколько лет после создания STM.

Принцип действия AFM заключается в регистрации положения зонда, расположенном на кантилевере (рис. 1). Силы (FN – нормальная и F – тангенциальная, или латеральная), действующие между зондом, приведенным в контакт с поверхностью образца, приводят к изгибу и кручению консольной балочки с зондом.

Кантилевер – консоль, кронштейн – одна из основных частей сканирующего зондового микроскопа. С одной стороны, кантилевер – это всего лишь крошечная балка, толщина которой составляет от 0,1 до 5 мкм, ширина – от 10 до 40 мкм, а длина – от 100 до 200 мкм (рис. 1). С другой стороны, кантилевер является незаменимым помощником нанотехнолога. Только с его помощью ученые могут «ощупывать» поверхность и лежащие на ней отдельные молекулы, перемещать их, производить химические опыты со столь малыми количествами веществ, которые нельзя взвесить даже на самых точных лабораторных весах.



Похожие работы:

«Министерство образования и науки Самарской области ГБОУ СПО «ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ» МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА ОП. 09 Технологическая оснастка Специальность: 151901 Технология машиностроения ДЛЯ СТУДЕНТОВ ОЧНОЙ И ЗАОЧНОЙ ФОРМ ОБУЧЕНИЯ Самара, 2014 г. Составитель: Носиков И.В., преподаватель ГБОУ СПО «ПГК». Рецензенты: Гисматуллина Л.Н., методист ГБОУ СПО «ПГК»; Мезенева О.В., к.п.н., доцент кафедры «Технология машиностроения» СамГТУ, методист ГБОУ СПО...»

«СОДЕРЖАНИЕ 1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1.1 Основная профессиональная образовательная программа высшего образования (ОПОП ВО) бакалавриата, реализуемая вузом по направлению подготовки 150700 «Машиностроение» и профилю подготовки «Машины и технология литейного производства»1.2 Нормативные документы для разработки ОПОП бакалавриата по направлению подготовки 150700 «Машиностроение» 1.3 Общая характеристика вузовской ОПОП ВО бакалавриата 1.4 Требования к абитуриенту 2 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ...»

«НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНЖЕНЕРНЫЙ ИНСТИТУТ Кафедра технологии машиностроения Материаловедение и технология конструкционных материалов Методические указания по выполнению лабораторно-практических работ Новосибирск 2013 УДК 389:621.753 ББК 30.10 Кафедра технологии машиностроения Основы технологии машиностроения: Методические указания по выполнению лабораторно-практических работ /Новосиб. гос. аграр. ун-т. Инж. ин-т; Сост.: М. Е. Перфилов, В. В. Коноводов,– Новосибирск,...»

«УДК 620.2 ББК 30.3 Ц87 Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Материаловедение» подготовлен в рамках инновационной образовательной программы «Материаловедческое образование при подготовке бакалавров, инженеров и магистров по укрупненной группе образовательных направлений и специальностей «Материаловедение, металлургия и машиностроение» в СФУ», реализованной в ФГОУ ВПО СФУ в 2007 г.Рецензенты: Красноярский краевой фонд науки; Экспертная комиссия СФУ по подготовке...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Волгодонский инженерно-технический институт – филиал НИЯУ МИФИ ТЕХНИКУМ Методические рекомендации по организации самостоятельной работы студентов учебной дисциплины ОП.13 Охрана труда для специальности 15.02.08 Технология машиностроения Волгодонск РАССМОТРЕНЫ: УТВЕРЖДАЮ: МЦК...»

«В. И. БРЕЗГИН МОДЕЛИРОВАНИЕ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ С ALLFUSION PROCESS MODELER 4.1 Часть 2 Лабораторный практикум Министерство образования и науки Российской Федерации Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина В. И. Брезгин Моделирование бизнес-процессов с AllFusion Process Modeler 4.1 Часть 2 Лабораторный практикум Рекомендовано методическим советом УрФУ для студентов, обучающихся по программе бакалавриата (магистратуры) по направлению подготовки 141100 —...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ КУРГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению компьютерной лабораторной работы «Диагностика износа токарных резцов и формы стружки» для студентов специальностей 151001, 151002 Курган 2009 Кафедра «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты» Дисциплина «Надежность и диагностика...»





Загрузка...




 
2016 www.metodichka.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Методички, методические указания, пособия»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.