Принцип работы

Принцип работы двигателя поясняют рисунки приведенные ниже. (Для упрощения изложения принципа работы оба модуля размещены в одной фронтальной плоскости).


Примем за исходную позицию положение поршней, приведенных на рисунке. Будем считать, что в этом положении начальный угол поворота выходного вала a = 0 град. и выходной вал вращается против часовой стрелки.

В исходном положение угол a = 0:

  • в камере 1-2 модуля 1 закончилась фаза перекачки рабочего тела через нагреватель из камеры 2-1, при этом давление будет уменьшаться при одновременном увеличении замкнутого объема камеры; 
  • в камере 2-2 модуля 2 закончился такт рабочего хода, перестал увеличиваться замкнутый объем камеры, начинается такт выпуска рабочего тела через охладитель в камеру 1-4 модуля 1; 
  • в камере 1-1 модуля 1 закончился такт сжатия, начинается фаза перекачки рабочего тела через нагреватель в камеру 2-1 модуля 2; 
  • в камере 2-4 модуля 2 закончился такт впуска рабочего тела через охладитель из камеры 1-3 модуля 1, начинается такт сжатия рабочего тела; 
  • в камерах 2-1 и 2-3 модуля 2 образуются паразитные объёмы, причем, в камере 2-1 имеется давление, характеризующее конец такта сжатия, а в камере 2-3 – давление в холодном трубопроводе; камеры 1-3 и 1-4 модуля 1 связаны с охладителем и имеют равное давление, соответствующее давлению в холодном трубопроводе.

Для продолжения описания работы двигателя рассмотрим положение поршней и соответствующих камер при повороте ведомого вала на угол a = 13 градусов против часовой стрелки. 

В указанном положении:

  • в камере 1-2 модуля 1 продолжается такт рабочего хода, при этом давление уменьшается при одновременном увеличении замкнутого объема камеры; 
  • в результате перемещения поршней открывается окно в камере 2-2 модуля 2, связанное с холодным трубопроводом, окно в камере 1-4 модуля 1 уже открыто, начинается фаза перекачки рабочего тела из камеры 2-2 через охладитель в камеру 1-4 модуля 1; 
  • в камерах 1-1 модуля 1 и 2-1 модуля 2 в результате перемещения поршней открываются окна, связанные с горячим трубопроводом, начинается фаза перекачки рабочего тела из камеры 1-1 через нагреватель в камеру 2-1; 
  • в камере 2-4 модуля 2 продолжается такт сжатия рабочего тела; 
  • в камере 2-3 открывается окно, связанное с холодным трубопроводом и происходит перекачка рабочего тела из камеры 1-3 в камеру 2-3, что соответствует такту впуска рабочего тела.

Рассмотрим положение поршней и соответствующих камер при повороте ведомого вала на угол a = 45 градусов против часовой стрелки. 

В указанном положении:
  • в камере 1-2 модуля 1 закончился такт рабочего хода, перестал увеличиваться замкнутый объем камеры, начинается такт выпуска рабочего тела через охладитель в камеру 2-3;
  • в камерах 1-1 и 1-3 модуля 1 образуются паразитные объёмы, причем, в камере 1-1 имеется давление, характеризующее конец такта сжатия, а в камере 1-3 – давление в холодном трубопроводе;
  • в камере 1-4 модуля 1 закончился такт впуска рабочего тела через охладитель из камеры 2-2, начинается такт сжатия рабочего;
  • в камере 2-1 модуля 2 закончилась фаза перекачки рабочего тела через нагреватель из камеры 1-1 и начинается такт рабочего хода, при этом давление будет уменьшаться при одновременном увеличении замкнутого объема;
  • в камере 2-4 модуля 2 закончился такт сжатия, начинается фаза перекачки рабочего тела через нагреватель в камеру 1-1;
  • камеры 2-1 и 2-3 связаны с охладителем и имеют равное давление, соответствующее давлению в холодном трубопроводе.

Рассмотрим положение поршней и соответствующих камер при повороте ведомого вала на угол a = 77 градусов против часовой стрелки. 

В указанном положении:
  • в результате перемещения поршней открывается окно в камере 1-2 модуля 1, связанное с холодным трубопроводом, окно в камере 2-3 уже открыто, начинается фаза перекачки рабочего тела из камеры 1-2 через охладитель в камеру 2-3;
  • в камере 1-3 открывается окно, связанное с холодным трубопроводом и происходит перекачка рабочего тела через охладитель из камеры 2-2 в камеру 1-3, что соответствует такту впуска рабочего тела;
  • в камере 1-4 модуля 1 продолжается такт сжатия рабочего тела;
  • в камерах 1-1 и 2-4 модулей 1 и 2 в результате перемещения поршней открываются окна, связанные с горячим трубопроводом, начинается фаза перекачки рабочего тела из камеры 2-4 через нагреватель в камеру 1-1;
  • в камере 2-1 модуля 2 продолжается такт рабочего хода, при этом давление уменьшается при одновременном увеличении замкнутого объема камеры;

При повороте ведомого вала на угол 90 градусов происходит два четырехтактных цикла в камерах.

Механизм для преобразования движения обеспечивает работу двигателя в целом следующим образом. При приложении к валу 1 и валу 2 переменных взаимно противоположных одинаковых вращающих моментов, ролики в вершинах ромбического шарнирного четырехзвенника (ромбоида) обкатываются по профилю кулачка и, линейные подшипники двигаясь по направляющим, передают вращение ступице маховика, и соответственно выходному валу. 



Анимация термодинамического цикла приведена ниже.