Роторно-поршневой станок (немецкий : Rotationskolbenmaschine (RKM )) - это предлагаемая (все еще разрабатываемая) форма машины. Его можно использовать либо для преобразования давления во вращательное движение (двигатель ), либо наоборот - вращательное движение в давление (насос ). Он все еще находится в разработке, но может применяться в месторождениях, где требуются масляные, топливные или водяные насосы, а также насосы для неабразивных жидкостей, когда требуется среднее или высокое давление. Например: гидравлика, жидкостные и газотранспортные системы, прессы, впрыск топлива, ирригация, системы отопления, гидравлические лифты, водометные двигатели, гидро- и пневматические двигатели, медицинские насосы. Изобретателем машины является Борис И. Шапиро, а также соавторы Лев Б. Левитин и.
Все версии РКМ включают рабочую камеру, образованную плавно сопряженными дугами окружности. Поршень, форма которого соответствует стенкам камеры, «прыгает» от стенки к стенке, тем самым совершая вращательное движение. Поршень имеет отверстие подходящей формы с зубчатой передачей, которое приводит в движение приводной вал (или два приводных вала в некоторых моделях).
Поршень, его отверстие и рабочая камера РКМ представляют в своем поперечном сечении многоовальные фигуры, которые математически относятся к классу. Эти мультиовалы - неаналитические фигуры с прерывистой второй производной контурной линии (кривизны). Следовательно, вообще говоря, траектории их центров кривизны также не аналитичны и в рамках геометрии РКМ должны иметь особые точки.
По отношению к поршню траектория оси приводного вала имеет угловые точки, которые соответствуют крайним положениям поршня по отношению к рабочей камере. Эти углы, которые представляют собой особые точки траектории приводного вала, нельзя избежать или закруглить, чтобы обеспечить кинематически замкнутую работу шестерни.
Причина, по которой до сих пор геометрия кривых постоянной ширины не могла быть использована на практике в конструкции зубчатых колес, заключается в том, что обычная конструкция зубчатых колес с регулярным качением зубчатых колес не могла допускают точное накатывание особенностей. RKM решают эту проблему путем введения обратно-сопряженной системы зубчатых колес, которая позволяет иметь особые траектории осей накатных колес и, таким образом, позволяет передавать угловой момент во время прохождения поршня через его положения остановки..
Проще говоря, зубчатый механизм вносит поправки в движение поршня, корректируя ось вращения, когда он выходит из положений остановки, чтобы создать плавное движение.
Теоретически нет ограничений на количество «сторон», которые может иметь рабочая камера. Однако на практике вполне вероятно, что будут использоваться конфигурации, содержащие не более семи дуг.
Кроме того, в отверстии в центре поршня может быть один или два приводных вала.
Конечно, точная конфигурация каждой модели зависит от ее использования. Например, двигатели внутреннего сгорания будут включать клапаны впрыска и камеры дожигания. Однако они не являются частью концепции РКМ.
Возможные области применения двигателей RKM включают:
Одна область, где RKM предлагают очень высокий потенциал, находится в насосный рынок. Насосы RKM могут быть такими же или более эффективными, чем предпочтительные сегодня технологии насосов, при этом предлагая общие преимущества по цене, размеру, надежности и энергоэффективности.
Несмотря на их кажущуюся геометрическую форму Сходство, RKM и двигатель Ванкеля совершенно разные по конструкции. Основное сходство между ними - форма рабочей камеры и использование вращательного движения.
Однако между ними есть много различий. Рабочая камера двигателя Ванкеля подвижна, а камера РКМ - неподвижна. Ось вращения в двигателе Ванкеля движется по кругу, в то время как ось RKM фиксирована (в версии с одним приводным валом временно с двумя возможными положениями). В двигателе РКМ зажигание происходит в компактной нише, а у двигателя Ванкеля - в самой рабочей камере. Уплотнительные элементы RKM находятся в поверхностном контакте с рабочей камерой и поршнями, в отличие от линейного контакта Ванкеля. Это дает ряд преимуществ двигателя RKM по сравнению с двигателем Ванкеля:
Одно из применений, которое действительно может иметь общее, - это миниатюризация. Миниатюрный двигатель Ванкеля был успешно сконструирован, и само собой разумеется, что то же самое можно сделать и с RKM.
Несмотря на то, что он был разработан в 1960-х годах, сегодня не было продемонстрировано работоспособных двигателей RKM.