Rotacijski motor: princip delovanja, značilnosti

2024 Avtor: Erin Ralphs | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-02-19 18:24

Motor je temelj vsakega vozila. Brez tega je gibanje avtomobila nemogoče. Trenutno so najpogostejši batni motorji z notranjim zgorevanjem. Če govorimo o večini tekaških avtomobilov, so to vrstni štirivaljni motorji z notranjim zgorevanjem. Vendar pa obstajajo avtomobili s takšnimi motorji, kjer klasični bat načeloma ni. Ti motorji imajo popolnoma drugačno napravo in načelo delovanja. Imenujejo se rotacijski motorji z notranjim zgorevanjem. Kaj so te enote, kakšne so njihove značilnosti, prednosti in slabosti? Razmislite o tem v našem današnjem članku.

značilnost

Rotacijski motor je ena od vrst toplotnih motorjev z notranjim zgorevanjem. Prvič je bil tak motor razvit že v daljnem 19. stoletju. Danes se pri Mazdi RX-8 in pri nekaterih drugih športnih avtomobilih uporablja rotacijski motor. Tak motor ima ključno lastnost - nima povratnih gibov, kot pri običajnem motorju z notranjim zgorevanjem.

Tu se izvaja rotacijaposeben trikotni rotor. On je v posebni zgradbi. Podobno shemo je že v 50. letih prejšnjega stoletja izvajalo nemško podjetje NSU. Avtor takšnega motorja z notranjim zgorevanjem je bil Felix Wankel. Po njegovi shemi se proizvajajo vsi sodobni rotacijski motorji (Mazda RX ni izjema).

Naprava

Zasnova napajalne enote vključuje:

• Zadeva.
• Izhodna gred.
• Rotor.

Samo ohišje je glavna delovna komora. Na rotacijskem motorju ima ovalno obliko. Tako nenavadna zasnova zgorevalne komore je posledica uporabe triedričnega rotorja. Torej, ko pride v stik s stenami, nastanejo izolirane zaprte konture. V njih se izvajajo delovni cikli motorja z notranjim zgorevanjem. To je:

• vtok.
• Kompresija.
• Vžig in delovni hod.
• Sprosti.

Med značilnostmi rotacijskega motorja z notranjim zgorevanjem velja omeniti odsotnost 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 električnim sistemom.

Rotor

Osnova zasnove tovrstne elektrarne je rotor. V tem motorju opravlja funkcijo batov. Vendar je rotor v enem izvodu, medtem ko je batov lahko od tri do dvanajst ali več. Oblika tega elementa spominja na trikotnik z zaobljenimi robovi.

Takšni robovi so potrebniza bolj neprepustno in kakovostno tesnjenje zgorevalne komore. To zagotavlja pravilno zgorevanje mešanice goriva. Posebne plošče so nameščene v zgornjem delu obraza in na njegovih straneh. Delujejo kot kompresijski obroči. Rotor vsebuje tudi zobe. Služijo za vrtenje pogona, ki poganja tudi izhodno gred. O imenovanju slednjega bomo govorili v nadaljevanju.

Val

Kot taka v motorju z rotacijskim batom ni ročične gredi. Namesto tega se uporablja izhodni element. Glede na njegovo središče so posebne izbokline (odmikači). Nahajajo se asimetrično. Navor iz rotorja, ki se prenaša na odmik, povzroči, da se gred vrti okoli svoje osi. To ustvari energijo, potrebno za premikanje pogonov in koles v avtomobilu.

Beats

Kakšen je princip delovanja rotacijskega motorja? Algoritem delovanja je kljub podobnim ciklom z batnim motorjem drugačen. Torej se začetek cikla pojavi, ko eden od koncev rotorja preide skozi vstopni kanal ohišja motorja z notranjim zgorevanjem. Trenutno se pod delovanjem vakuuma v komoro sesa gorljiva zmes. Z nadaljnjim vrtenjem rotorja pride do stiskanja mešanice. To se zgodi, ko drugi konec preide skozi dovod. Tlak mešanice se postopoma povečuje. Na koncu se vname. Vendar se ne vžge od sile stiskanja, temveč od iskre svečke. Po tem se začne delovni cikel hoda rotorja.

Ker ima zgorevalna komora v takem motorju ovalno obliko, je priporočljivo uporabiti dve sveči v zasnovi. To vam omogoča, da hitro vžgete mešanico. Tako se plamenska fronta širi bolj enakomerno. Mimogrede, dve sveči na zgorevalno komoro se lahko uporabljata tudi v običajnem batnem motorju z notranjim zgorevanjem (ta zasnova je izjemno redka). Vendar pa je za rotacijski motor to nujno.

Po vžigu se v komori tvori visok tlak plinov. Sila je tako velika, da omogoča vrtenje rotorja na ekscentru. To prispeva k ustvarjanju navora na izhodni gredi. Ko se vrh rotorja približuje izhodu, se sila in tlak energije plinov zmanjšata. Spontano hitijo v izstopni kanal. Ko je kamera popolnoma brez njih, se začne nov postopek. Rotacijski motor se znova zažene s taktom sesanja, kompresijo, vžigom in nato močnim taktom.

O sistemu mazanja in prehrani

Ta enota nima razlik v sistemu oskrbe z gorivom. Uporablja tudi potopno črpalko, ki dovaja bencin pod tlakom iz rezervoarja. Toda sistem mazanja ima svoje značilnosti. Tako se olje za drgne dele motorja dovaja neposredno v zgorevalno komoro. Za mazanje je predvidena posebna luknja. Toda postavlja se vprašanje: kam gre potem olje, če vstopi v zgorevalno komoro? Tukaj je princip delovanja podoben dvotaktnemu motorju. Mast vstopi v komoro in se zgori z bencinom. Ta shema delovanja se uporablja pri vsakem motorju z rotacijskimi lopaticami, vključno z batnimi motorji. Zaradi posebne zasnove mazalnega sistema takšni motorji ne morejo ustrezati sodobnimokoljski predpisi. To je eden od več razlogov, zakaj se rotacijski motorji ne uporabljajo komercialno na VAZ in drugih modelih avtomobilov. Vendar najprej opozorimo na prednosti RPD.

Pros

Ta tip motorja ima veliko prednosti. Prvič, ta motor ima majhno težo in velikost. To vam omogoča, da prihranite prostor v motornem prostoru in postavite motor z notranjim zgorevanjem v kateri koli avtomobil. Tudi majhna teža prispeva k pravilnejši porazdelitvi teže avtomobila. Konec koncev je večina mase pri avtomobilih s klasičnimi motorji z notranjim zgorevanjem skoncentrirana v sprednjem delu karoserije.

Drugič, rotacijski batni motor ima visoko gostoto moči. V primerjavi s klasičnimi motorji je ta številka pol do dvakrat višja. Tudi rotacijski motor ima širšo polico navora. Na voljo je skoraj iz prostega teka, medtem ko je treba običajne motorje z notranjim zgorevanjem zavrteti do štiri do pet tisočakov. Mimogrede, rotacijski motor je veliko lažje pridobiti visoko hitrost. To je še en plus.

Tretjič, tak motor ima enostavnejšo zasnovo. Ni ventilov, vzmeti, ročičnega mehanizma kot celote. Hkrati ni običajnega sistema za distribucijo plina z jermenom in odmično gredjo. Prav odsotnost KShM prispeva k lažjemu nizu vrtljajev rotacijskega motorja z notranjim zgorevanjem. Tak motor se v delčku sekunde zavrti do osem do deset tisoč. No, še en plus je manjša nagnjenost k detonaciji.

Proti

Zdaj se pogovorimo o pomanjkljivostih, zaradi katerih je uporaba rotacijskegamotorji so postali omejeni. Prvi minus so visoke zahteve glede kakovosti olja. Čeprav motor deluje kot dvotaktni, tukaj ne morete napolniti poceni "mineralne vode". Deli in mehanizmi pogonske enote so izpostavljeni znatnim obremenitvam, zato je za prihranek vira med drgnjenimi pari potreben gost oljni film. Mimogrede, urnik menjave olja je šest tisoč kilometrov.

Naslednja pomanjkljivost se nanaša na hitro obrabo tesnilnih elementov rotorja. To je posledica majhnega kontaktnega obliža. Zaradi obrabe tesnilnih elementov nastane visok diferenčni tlak. To negativno vpliva na zmogljivost rotacijskega motorja in porabo olja (in posledično na okoljsko učinkovitost).

Ko naštejemo pomanjkljivosti, velja omeniti porabo goriva. V primerjavi z cilindrično-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 najmanj 15 litrov bencina na sto. Zanimivo je, da je pri visokih vrtljajih rotorja dosežen največji izkoristek goriva.

Prav tako so rotacijski motorji nagnjeni k pregrevanju. To je posledica posebne lečaste oblike zgorevalne komore. Ne odvaja toplote dobro v primerjavi s sferičnim (kot pri običajnih motorjih z notranjim zgorevanjem), zato morate med delovanjem vedno spremljati temperaturni senzor. V primeru pregrevanja se rotor deformira. Pri delu bo nastal znatne praske. Posledično se bo motorni vir približal koncu.

Kljub preprosti zasnovi in pomanjkanju ročičnega mehanizma je ta motor težko popraviti. Takšni motorji so zelo redki in le malo mojstrov ima izkušnje z njimi. Zato mnogi avtomobilski servisi zavračajo "kapitalizacijo" takšnih motorjev. In tisti, ki se ukvarjajo z rotorji, za to zahtevajo bajne vsote denarja. Morate plačati ali namestiti nov motor. Vendar to ni zagotovilo za visoke vire. Takšni motorji poskrbijo za največ 100 tisoč kilometrov (tudi ob zmernem delovanju in pravočasnem vzdrževanju). In motorji Mazda RX-8 niso bili izjema.

VAZ rotacijski motor

Vsi vedo, da je takšne motorje v svojih letih uporabljal japonski proizvajalec Mazda. Vendar le malo ljudi ve, da je bil RPD uporabljen tudi v Sovjetski zvezi na VAZ Classic. Tak motor je bil razvit po naročilu ministrstva za posebne službe. VAZ-21079, opremljen s takšnim motorjem, je bil analog slavnega črnega "Volga-catch-up" z osemvaljnim motorjem.

Razvoj motorja z rotacijskim batom za VAZ se je začel sredi 70-ih. Naloga ni bila lahka - ustvariti rotacijski motor, ki bi v vseh pogledih presegel tradicionalni batni motor z notranjim zgorevanjem. Razvoj nove pogonske enote so izvedli strokovnjaki iz letalskih podjetij Samare. Vodja montažnega in oblikovalskega biroja je bil Boris Sidorovič Pospelov.

Razvoj pogonskih enot je potekal sočasno s študijem rotacijskih motorjev tujih modelov. Prvi izvodi se niso razlikovali po visoki zmogljivosti in niso šli v serijo. Nekaj let pozneje je bilo ustvarjenih več različic RPD za klasični VAZ. Motor VAZ-311 je bil priznan kot najboljši med njimi. Ta motor je imel enake geometrijske parametre kot japonski motor 1ZV. Največja moč enote je bila 70 konjskih moči. Kljub nepopolnosti zasnove se je vodstvo odločilo izdati prvo industrijsko serijo RPD-jev, ki so bili nameščeni na uradna vozila VAZ-2101. Vendar je bilo kmalu odkritih veliko pomanjkljivosti: motor je povzročil val pritožb, izbruhnil je škandal in število zaposlenih v oblikovalskem biroju se je znatno zmanjšalo. Zaradi pogostih okvar je bil prvi rotacijski motor VAZ-311 ukinjen.

Toda zgodba o sovjetski RPD se tu ni končala. V 80-ih letih je inženirjem še vedno uspelo ustvariti rotacijski motor, ki je bistveno presegal značilnosti batnega motorja z notranjim zgorevanjem. Torej, šlo je za rotacijski motor VAZ-4132. Enota je razvila moč 120 konjskih moči. To je VAZ-2105 dalo odlične dinamične zmogljivosti. S tem motorjem je avto pospešil na stotine v 9 sekundah. In največja hitrost "dohitevanja" je bila 180 kilometrov na uro. Med glavnimi prednostmi velja omeniti visok navor motorja, ki je na voljo v celotnem območju vrtljajev in visoko litrsko moč, ki je bila dosežena brez kakršnega koli povečanja.

V 90-ih je AvtoVAZ začel razvijati nov rotacijski motor, ki naj bi bil nameščen na "devet". Torej, leta 1994m leta se je rodila nova pogonska enota VAZ-415. Motor je imel delovno prostornino 1300 kubičnih centimetrov in dve zgorevalni komori. kompresijsko razmerje vsakega je bilo 9,4. Ta elektrarna je sposobna vrteti do deset tisoč vrtljajev. Hkrati je motor odlikovala nizka poraba goriva. V povprečju je enota v kombiniranem ciklu porabila 13-14 litrov na sto (to je po današnjih standardih dober pokazatelj za stari rotacijski motor z notranjim zgorevanjem). Hkrati je motor odlikovala nizka teža praznega vozila. Brez nastavkov je tehtal le 113 kilogramov.

Poraba olja motorja VAZ-415 je 0,6 odstotka specifične porabe goriva. Vir motorja z notranjim zgorevanjem pred remontom je 125 tisoč kilometrov. Motor, nameščen na "devet", je pokazal dobre dinamične lastnosti. Torej je pospešek do stotke trajal le devet sekund. In največja hitrost je 190 kilometrov na uro. Obstajali so tudi eksperimentalni vzorci VAZ-2108 z rotacijskim motorjem. Zahvaljujoč manjši teži se je vrtljiva "osmica" v samo osmih sekundah pospešila na stotine. In največja hitrost med testi je bila 200 kilometrov na uro. Vendar ti motorji nikoli niso vstopili v serijo. Ne najdete jih tudi na sekundarnem trgu in pri demontažah.

Povzetek

Torej smo ugotovili, kaj je rotacijski motor. Kot lahko vidite, je to zelo zanimiv razvoj, katerega cilj je doseči največjo učinkovitost in moč. Zaradi svoje zasnove pa so se rotorski mehanizmi hitro obrabili. To je vplivalo na vir motorja. celoJaponski RPD ni več kot sto tisoč kilometrov. Prav tako imajo ti motorji visoke zahteve za maziva in ne morejo izpolnjevati sodobnih okoljskih standardov. Zato motorji z notranjim zgorevanjem z rotacijskimi bati niso postali posebno priljubljeni v avtomobilski industriji.