RKM 엔진

RKM engine
단순한 RKM 로터리 엔진

Rotary Piston Machine(독일어: Rotationskolmaschine, RKM)은 제안된 (아직 개발 중인) 기계 형식이다. 압력을 회전 운동(엔진)으로 변환하거나, 역회전 운동을 압력(펌프)으로 변환하는 데 사용할 수 있다. 아직 개발 중이지만 오일, 연료 또는 워터 펌프가 필요한 분야와 중간 또는 높은 압력이 필요할 때 비폭성 유체용 펌프에 적용할 수 있다. 예를 들어, 유압, 유체 및 가스 운송 시스템, 프레스, 연료 주입, 관개, 난방 시스템, 유압 리프트, 워터 제트 엔진, 수압 및 공압 엔진, 의료 펌프.[1] 이 기계의 발명가는 보리스 1세. 샤피로, 공동 발명가 레브 B와 함께. 레비틴과 나움 크루크.

디자인

RKM의 모든 버전에는 원호 호가 부드럽게 결합되어 형성된 작업실이 통합되어 있다. 챔버의 벽에 부합하는 모양의 피스톤은 벽에서 벽으로 "점프"하여 회전 운동을 한다. 피스톤에는 기어 구조가 장착된 적절한 형태의 개구부가 있으며, 이는 파워 샤프트(또는 일부 모델에서 두 개의 파워 샤프트)를 구동한다.

RKMs의 피스톤, 그것의 조리개 및 작업실은 수학적으로 동일한 폭의 그림의 등급과 관련된 다변량 수치를 나타낸다. 그러한 다중 분산은 등고선(곡률)의 불연속적인 두 번째 파생물이 있는 비분석적 수치다. 따라서, 일반적으로 말해서, 곡률 중심 궤적 역시 분석적이지 않으며, RKMs의 기하학 내에서 단수적인 점을 가져야 한다.

피스톤과 관련하여, 동력축 축의 궤적은 모서리 지점이 있으며, 이는 작동 챔버와 관련된 피스톤의 극한 위치에 해당한다. 동력축 궤적의 단일한 지점을 나타내는 이러한 코너는 기어의 동력으로 닫히는 기능을 제공하기 위해 피하거나 둥글게 만들 수 없다.

지금까지 기어 설계에서 일정한 폭의 곡선 기하학을 실용화할 수 없었던 이유는 기어의 정기적인 롤링이 있는 기존 기어 구조로는 특이점의 정확한 롤링을 허용하지 않기 때문이다. RKMs는 역결합 기어 시스템을 도입하여 이 문제를 해결하는데, 이는 롤링온 기어 축의 단일한 궤적을 가질 수 있게 하여 피스톤이 정지 위치를 통과하는 동안 각운동량의 전달을 가능하게 한다.[2]

간단히 말해서 기어 메커니즘은 피스톤의 움직임에 대한 보정을 도입하여 정지 위치에서 벗어나면서 회전 축을 교정하여 부드러운 움직임을 만들어 낸다.

가능한 구성

이론적으로, 작업실이 가질 수 있는 "사이드"의 수에는 제한이 없다. 그러나 실제로는 7개 이하의 호를 포함하는 구성이 사용될 가능성이 높다.

또한 피스톤 중앙의 구멍에는 하나 또는 두 개의 동력축이 있을 수 있다.

물론, 모든 모델의 정확한 구성은 그것의 사용에 달려있다. 예를 들어, 내연기관에는 분사 밸브와 연소 후 챔버가 포함된다. 그러나 이것들은 RKM 개념의 일부가 아니다.

적용들

RKM 엔진의 잠재적 적용 영역은 다음과 같다.[3]

  • 펌프: 동력 기계, 냉장고, 엘리베이터, 리프트, 크레인, 도로 건설 기계, 자동차, 항공기 및 기타 용도에 사용하기 위한 중, 고압 및 사전 진공 펌프(국내 수도 및 난방 시스템용 펌프 및 과학 연구용 펌프 포함)
  • 압축기: 광범위한 산업 및 소비자 용도를 위한 중압 및 고압 압축기.
  • "콜드" 모터: 자동차, 항공, 우주, 해양 공예 및 기타 산업 및 소비자 제품에 사용되는 유압 및 공압 모터.
  • 전동 공구: 다양한 범위의 재료(초대형에서 마이크로미터까지)의 드릴링, 절단 및 표면 처리를 위한 새로운 종류의 전동 공구.
  • 디젤을 포함한 내/외부 연소 엔진은 모든 종류의 바퀴 달린 또는 추적된 자동차(모터바이크에서 자동차와 트럭, 화성 탐험가까지), 모든 크기의 해양 우주선(쾌락선에서 초대형 탱커까지), 헬리콥터와 프로펠러식 항공기(초경량 플랫폼 포함)를 위한 것이다.
  • 석유 및 가스 생산, 항공 및 우주 산업, 대형 정지 및 차량 발전기, 소형 비상 발전기 등 농업 및 산업용 발전기.
  • 휴대용 컴퓨터 및 기타 전자 장치 등을 위한 소형 전력 공급원

RKMs가 매우 높은 잠재력을 제공하는 한 분야는 펌프 시장이다. RKM 펌프는 가격, 크기, 신뢰성 및 에너지 효율에 있어 전반적인 이점을 제공하면서 현재 선호되는 펌프 기술보다 더 효율적일 수 있다.[4]

Wankel 엔진과 비교

겉으로 보이는 기하학적 유사성에도 불구하고, RKM과 Wankel 엔진은 설계 면에서 상당히 다르다.[1] 그들 사이의 주요 유사점은 작업실의 형태와 회전 운동 사용이다.

하지만 둘 사이에는 많은 차이점이 있다. Wankel 엔진 작동 챔버는 RKM 챔버가 정지한 상태에서 이동한다. Wankel 엔진의 회전축은 RKM의 회전축이 고정된 동안 원을 그리며 움직인다(단일 파워축 버전에서, 일시적으로 두 개의 위치가 있다). RKM 모터에서, 발화는 컴팩트한 휴식 시간에 이루어지며, Wankel은 작업실 자체에 있다. RKM의 밀봉 요소는 Wankel의 라인 접촉과는 반대로 작업실 및 피스톤과 표면 접촉한다. 따라서 RKM 모터는 Wankel에 비해 다음과 같은 많은 장점을 가진다.[4]

  1. 디젤 연료에 쉽게 적응할 수 있음.[citation needed]
  2. Wankel 기하학에서는 실현 불가능한 가스의 강제 연소를 지원한다.[citation needed]
  3. 수명이 길어지고 연료 소비량이 감소하며 효율이 높아진다.[citation needed]

두 사람의 공통점은 소형화다. 미니어처인 완켈 엔진이 성공적으로 건설되었으며,[5] RKM도 이와 같은 작업을 할 수 있다는 것이 타당하다.[1]

1960년대에 개발되었지만 오늘날에는 가동 가능한 RKM 엔진이 없다.

참고 항목

참조

  1. ^ a b c 샤피로, B, "RKM 로터리 피스톤 마신스" 인: 베르네츠테 위센샤프텐, 에드: 피터 요르크 플라트(Peter Jörg Plath)와 에른스트-크리스토프 하우(Ernst-Christoph Haß), 로고스 베를라크, 2008년 베를린
  2. ^ RKM - 회전 피스톤 기계 - 2008-10-11 웨이백 기계에 보관된 과학 및 기술 주석
  3. ^ RKM - 회전 피스톤 기계 - 프로젝트 요약
  4. ^ a b 샤피로, B., Terlitsky, L., "점프 순간적으로 축이 있는 RKM(Rotary Piston Machines with the Jumping Momently Axis)", 2008년 11월 4일부터 9일까지 호주 멜버른에서 열린 국제 지속가능 자동차 기술 회의(IMATH2008)의 진행
  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 National Heat Transfer Conference, Anaheim, CA, June 10–12, 2001.

외부 링크