Rotacijski motor: princip delovanja, lastnosti

Anonim

Motor je temelj vsakega vozila. Brez nje je premikanje avtomobila nemogoče. Trenutno so najpogostejši recipročni motorji z notranjim zgorevanjem. Če govorimo o večini vozil, ki tečejo, gre za inline štirivaljne motorje z notranjim zgorevanjem. Vendar pa obstajajo avtomobili s takimi motorji, kjer je klasičen bat načeloma odsoten. Ti motorji imajo popolnoma drugačno napravo in princip delovanja. Imenujejo se rotacijski motorji z notranjim zgorevanjem. Kaj so te enote, kakšne so njihove lastnosti, prednosti in slabosti? Razmislite v našem današnjem članku.

Značilno

Rotacijski motor je ena izmed vrst toplotnega motorja. Prvič se je tak motor razvil že v 19. stoletju. Danes se za Mazdo PX-8 in nekatere druge športne avtomobile uporablja rotacijski motor. Takšen motor ima ključno lastnost - v njem ni izmeničnih gibov, kot pri običajnem motorju z notranjim zgorevanjem.

Pri tem se vrtenje izvede s posebnim trostranskim rotorjem. Priložen je v posebnem primeru. Podobno shemo je v 50-ih letih prejšnjega stoletja izvajala nemška družba NSU. Avtor tega motorja je bil Felix Wankel. Po njegovi shemi se proizvajajo vsi sodobni rotacijski motorji (Mazda PX ni izjema).

Naprava

Konstrukcija pogonske enote vključuje:

  • Ohišje
  • Izhodna gred
  • Rotor.

Sam primer je glavna delovna komora. Na rotacijskem motorju ima ovalno obliko. Takšna nenavadna oblika zgorevalne komore zaradi uporabe trikotnega rotorja. Tako se pri stiku s stenami oblikujejo izolirane zaokrožene konture. To so delovni koraki motorja z notranjim zgorevanjem. To je:

  • Vhod
  • Stiskanje.
  • Vžig in delovni hod.
  • Sprostitev

Med značilnosti rotacijskega motorja z notranjim zgorevanjem je treba omeniti pomanjkanje klasičnih sesalnih in izpušnih ventilov. Namesto tega se uporabljajo posebne luknje. Nahajajo se na straneh zgorevalne komore. Te luknje so neposredno povezane z izpušnim sistemom in napajalnim sistemom.

Rotor

Osnova za načrtovanje tovrstne elektrarne je rotor. Opravlja funkcijo bata v tem motorju. Vendar pa je rotor v eni kopiji, medtem ko so lahko bati od treh do dvanajst ali več. Oblika tega elementa je podobna trikotniku z zaobljenimi robovi.

Takšni robovi so potrebni za bolj hermetično in visoko kakovostno tesnjenje zgorevalne komore. Tako se doseže pravilno izgorevanje mešanice goriva. V zgornjem delu obraza in na njegovih straneh so posebne plošče. Opravljajo funkcijo kompresijskih obročev. Rotor vsebuje tudi zobe. Služijo za vrtenje pogona, ki uporablja tudi izhodno gred. O imenovanju zadnjega pogovora spodaj.

Val

Kot tako ročična gred v rotacijskem batnem motorju ni. Namesto tega je uporabljen izhodni element. V središču so posebne izbokline. Nahajajo se asimetrično. Navor rotorja, ki se prenaša na odmikalo, povzroči vrtenje gredi okoli svoje osi. To ustvarja energijo, potrebno za vožnjo in pogon koles.

Takti

Kakšno je načelo rotacijskega motorja? Algoritem delovanja je kljub podobnim ciklom z batnim motorjem drugačen. Začetek hoda nastopi takrat, ko eden od rotorskih koncev preide skozi dovodni kanal ohišja motorja. Trenutno se v vakuumu v vakuumsko komoro vnese gorljiva zmes. Ko se rotor še vrti, se zmes stisne. To se zgodi, ko drugi konec preide skozi dovod. Postopno poveča tlak mešanice. Sčasoma se vname. Vendar se s silo stiskanja ne vžge, temveč zaradi iskre svečke. Po tem se začne delovni hod rotorja.

Ker je zgorevalna komora v tem motorju ovalna, je priporočljivo uporabiti dve sveči v načrtu. To vam omogoča hitro izgorevanje mešanice. Torej se plamenska fronta bolj enakomerno širi. Mimogrede, dve sveči za eno zgorevalno komoro se lahko pojavita v običajnem batnem motorju (ta zasnova je izjemno redka). Vendar je za rotacijski motor to nujno.

Po vžigu se v komori ustvari visok tlak plina. Sila je tako velika, da vam omogoča vrtenje rotorja na ekscentru. To prispeva k razvoju navora na izhodni gredi. Ko se vrh rotorja približa izhodu, se sila in pritisk plinske energije zmanjšata. Spontano se pomikajo v izpušni kanal. Ko se fotoaparat popolnoma osvobodi, se začne nov postopek. Delovanje rotacijskega motorja se znova začne s sesalnim hodom, kompresijo, vžigom in nato z delom.

O sistemu mazanja in prehrani

Ta naprava nima nobenih razlik v sistemu oskrbe z gorivom. Uporablja tudi potopno črpalko, ki dovodi bencin pod pritiskom iz rezervoarja. Vendar ima sistem mazanja svoje značilnosti. Tako se olje za drgnjenje delov motorja dovaja neposredno v zgorevalno komoro. Obstaja posebna luknja za mazanje. Vendar se postavlja vprašanje: kje potem gre olje, če vstopi v zgorevalno komoro? Tu je princip delovanja podoben dvotaktnemu motorju. Mazivo vstopi v komoro in gori skupaj z bencinom. Takšna shema dela se uporablja na vsakem rotacijskem motorju in batu, vključno z. Zaradi posebne konstrukcije sistema mazanja takšni motorji ne morejo izpolnjevati sodobnih okoljskih standardov. To je eden od razlogov, zakaj se rotacijski motorji pri VAZ in drugih avtomobilskih modelih ne uporabljajo kot standard. Najprej pa opažamo prednosti FAP.

Pros

Za to vrsto motorja je veliko prednosti. Prvič, ta motor ima majhno težo in velikost. Tako lahko prihranite prostor v motornem prostoru in postavite motor v kateri koli avto. Tudi majhna teža prispeva k pravilnejšemu tehtanju avtomobilov. Navsezadnje je večina mase avtomobilov s klasičnim ICE koncentrirana v sprednjem delu telesa.

Drugič, rotacijski batni motor ima visoko gostoto moči. V primerjavi s klasičnimi motorji je ta številka en in pol do dvakrat višja. Prav tako je rotacijski motor širši navor polica. Na voljo je skoraj iz prostega teka, medtem ko je treba običajne motorje z notranjim izgorevanjem vrteti do štiri ali pet tisoč. Mimogrede, rotacijski motor je veliko hitrejši. To je še en plus.

Tretjič, takšen motor ima enostavnejšo zasnovo. Ni ventilov, ni vzmeti, ni ročice na splošno. Poleg tega ni običajnega distribucijskega sistema za plin s pasom in odmično gredjo. To je odsotnost ročične gredi, ki prispeva k lažji rotaciji rotacijskega motorja z notranjim zgorevanjem. Tak motor v delitvi sekunde seže do osem ali deset tisoč. Še en plus je manjša nagnjenost k detonaciji.

Proti

Zdaj pa govorimo o pomanjkljivostih, zaradi katerih je uporaba rotacijskih motorjev postala omejena. Prvi minus so visokokakovostne zahteve za olje. Čeprav motor deluje kot dvotaktni tip, je nemogoče, da bi z njo prenesli mineralno vodo. Deli in mehanizmi pogonske enote so podvrženi precejšnjim obremenitvam, zato je za varčevanje z viri med frikcijskimi pari potrebna gosta oljna plast. Mimogrede, postopek za zamenjavo maziva je šest tisoč kilometrov.

Naslednja pomanjkljivost je hitra obraba tesnilnih elementov rotorja. Razlog za to je majhna kontaktna nalepka. Zaradi obrabe tesnilnih elementov se tvori visok tlak. To negativno vpliva na zmogljivost rotacijskega motorja in porabo olja (in s tem okoljsko učinkovitost).

Navedite slabosti, je treba omeniti porabo goriva. V primerjavi z valjasto-batnim motorjem, rotacijski motor nima varčne porabe goriva, zlasti pri srednjih in nizkih vrtljajih. Osupljiv primer tega je "Mazda RX-8". S prostornino 1, 3 litra, ta motor porabi vsaj 15 litrov bencina na sto. Zanimivo je, da je najvišja izkoristek goriva dosežena pri visokih hitrostih rotorja.

Tudi rotacijski motorji so nagnjeni k pregrevanju. To je posledica posebne lečaste oblike zgorevalne komore. V primerjavi s sferičnim (kot pri običajnih motorjih z notranjim izgorevanjem) močno odstrani toploto, zato je med delovanjem vedno potrebno spremljati temperaturni senzor. V primeru pregrevanja je rotor deformiran. Ko bo delal, bo tvoril pomembne dražilce. Kot rezultat, se bo vir motorja končal.

Kljub enostavni zasnovi in ​​odsotnosti ročičnega mehanizma je ta motor težko popraviti. Taki motorji so zelo redki in malo jih ima izkušnje z njimi. Zato mnogi bencinski servisi zavračajo "kapitalske" motorje. In tisti, ki se ukvarjajo z rotorji, prosijo za to čudovito količino denarja. Morate plačati ali namestiti nov motor. Toda to ni jamstvo za visok vir. Takšni motorji poskrbijo za največ 100 tisoč kilometrov (tudi pri zmernem obratovanju in pravočasnem servisiranju). In motorji "Mazda RH-8" niso bili nobena izjema.

Rotacijski motor VAZ

Vsi vemo, da so ti motorji v svojih letih uporabljali japonski proizvajalec "Mazda". Vendar pa le malo ljudi ve, da je bil RPD v Sovjetski zvezi uporabljen tudi za VAZ Classic. Takšen motor je razvil po naročilu ministrstva za posebne službe. VAZ-21079, opremljen s tem motorjem, je bil analogni slavni črni "Volga-catch-up" z osemvaljnim motorjem.

Razvoj rotacijskega batnega motorja za VAZ se je začel sredi 70. let. Naloga ni bila enostavna - ustvariti rotacijski motor, ki bo v vseh pogledih presegel tradicionalni batni motor z notranjim izgorevanjem. Razvoj novega agregata so izvedli strokovnjaki letalskih podjetij v Samari. Vodja zbora je bil Boris Sidorovich Pospelov.

Razvoj energetskih enot je potekal hkrati s preučevanjem rotorskih motorjev tujih vzorcev. Prve kopije se niso razlikovale po visokih stopnjah delovanja in niso šle v serijo. Nekaj ​​let kasneje je bilo za klasični VAZ izdelanih več različic RPD. Najboljši od njih je bil priznan motor VAZ-311. Ta motor je imel enake geometrijske parametre kot japonski motor 1ZV. Največja moč enote je bila 70 konjskih moči. Kljub nepopolnosti oblikovanja je vodstvo sprejelo odločitev o sprostitvi prve industrijske serije RPD, ki je bila nameščena na servisnih avtomobilih VAZ-2101. Kljub temu so kmalu odkrili veliko napak: motor je povzročil val pritožb, izbruhnil je škandal in število zaposlenih v oblikovalskem biroju se je bistveno zmanjšalo. Zaradi pogostih okvar je bil prvi rotacijski motor VAZ-311 ukinjen.

Toda zgodba o sovjetskem RPD se ni končala. V osemdesetih letih so inženirji še vedno uspeli ustvariti rotacijski motor, ki je bistveno presegel značilnosti batnega motorja. Torej je bil rotacijski motor VAZ-4132. Enota je razvila moč 120 konjskih moči. To je VAZ-2105 dalo odlično dinamično zmogljivost. S tem motorjem je avto pospešil do sto v 9 sekundah. In največja hitrost "dohitevanja" je bila 180 kilometrov na uro. Med glavnimi prednostmi je treba opozoriti na velik navor motorja, ki je na voljo na celotnem območju vrtljajev in visoko močjo litra, kar je bilo doseženo brez povečanja.

V 90. letih je AvtoVAZ začel razvijati nov rotacijski motor, ki naj bi bil nameščen na "devetih". Tako je leta 1994 izšla nova pogonska enota VAZ-415. Motor je imel delovno prostornino 1300 kubičnih centimetrov in dve zgorevalni komori. razmerje stiskanja je bilo 9, 4. Ta elektrarna se lahko odmakne do deset tisoč vrtljajev. V tem primeru se je motor malo razlikoval pri porabi goriva. V povprečju je enota porabila 13-14 litrov na sto v kombiniranem ciklu (to je dober pokazatelj za stare po današnjih standardih rotacijski motor). V tem primeru se je motor razlikoval z majhno težo praznega vozila. Brez priloge je tehtal le 113 kilogramov.

Poraba olja motorja VAZ-415 znaša 0, 6 odstotka specifične porabe goriva. Resurs ICE za obnovo - 125 tisoč kilometrov. Motor, nameščen na »devet«, je pokazal dobre dinamične lastnosti. Torej je pospešek na sto vzel le devet sekund. Največja hitrost je 190 kilometrov na uro. Tam so bili tudi eksperimentalni vzorci VAZ-2108 z rotacijskim motorjem. Zaradi manjše teže se je rotor "osem" pospešil na sto v samo osmih sekundah. Največja hitrost med preskusi je bila 200 kilometrov na uro. Vendar pa ti motorji niso vstopili v serijo. Na sekundarnem trgu in pri razstavljanju jih najdemo tudi, je nemogoče.

Povzamemo

Tako smo ugotovili, kaj je rotacijski motor. Kot lahko vidite, je to zelo zanimiv razvoj, katerega cilj je doseči maksimalno učinkovitost in moč. Zaradi svoje zasnove se rotorski mehanizmi hitro izrabijo. To je vplivalo na vir motorja. Tudi na japonskem RPD ni več kot sto tisoč kilometrov. Prav tako imajo ti motorji visoke zahteve za maziva in ne izpolnjujejo sodobnih okoljskih standardov. Zato motorji z notranjim zgorevanjem z rotacijskim batom niso postali posebej priljubljeni v avtomobilski industriji.