Roterende motor: operasjonsprinsipp, funksjoner

2024 Forfatter: Erin Ralphs | [email protected]. Sist endret: 2024-02-19 18:15

Motoren er grunnlaget for ethvert kjøretøy. Uten det er bevegelsen til bilen umulig. For øyeblikket er det vanligste stempelforbrenningsmotorer. Hvis vi snakker om de fleste langrennsbiler, er disse firesylindrede forbrenningsmotorer i rekke. Imidlertid er det biler med slike motorer, hvor det klassiske stempelet i prinsippet er fraværende. Disse motorene har en helt annen enhet og operasjonsprinsipp. De kalles roterende forbrenningsmotorer. Hva er disse enhetene, hva er deres funksjoner, fordeler og ulemper? Vurder i dagens artikkel.

Karakteristisk

En roterende motor er en av typene termiske forbrenningsmotorer. For første gang ble en slik motor utviklet tilbake i det fjerne 1800-tallet. I dag brukes en roterende motor på Mazda RX-8 og på enkelte andre sportsbiler. En slik motor har en nøkkelfunksjon - den har ikke frem- og tilbakegående bevegelser, som i en konvensjonell forbrenningsmotor.

Her gjennomføres det rotasjonspesiell trekantet rotor. Han er i en spesiell bygning. En lignende ordning ble praktisert tilbake på 50-tallet av forrige århundre av det tyske selskapet NSU. Forfatteren av en slik forbrenningsmotor var Felix Wankel. Det er i henhold til opplegget hans at alle moderne roterende motorer produseres (Mazda RX er intet unntak).

Device

Utformingen av kraftenheten inkluderer:

• Case.
• Utgangsaksel.
• Rotor.

Kassen i seg selv er hovedarbeidskammeret. På en roterende motor har den en oval form. En slik uvanlig utforming av forbrenningskammeret skyldes bruken av en trihedral rotor. Så når det kommer i kontakt med veggene, dannes isolerte lukkede konturer. Det er i dem at arbeidssyklusene til forbrenningsmotoren utføres. Dette er:

• Inlet.
• Kompresjon.
• Tenning og arbeidsslag.
• Utgivelse.

Blant funksjonene til en roterende forbrenningsmotor er det verdt å merke seg fraværet av klassiske inntaks- og eksosventiler. I stedet brukes spesielle hull. De er plassert på sidene av forbrenningskammeret. Disse hullene er direkte koblet til eksosanlegget og strømsystemet.

Rotor

Grunnlaget for utformingen av kraftverket av denne typen er rotoren. Den utfører funksjonen til stempler i denne motoren. Rotoren er imidlertid i et enkelt eksemplar, mens stemplene kan være fra tre til tolv eller flere. Formen på dette elementet ligner en trekant med avrundede kanter.

Slike kanter trengsfor mer lufttett og høykvalitets tetting av brennkammeret. Dette sikrer riktig forbrenning av drivstoffblandingen. Spesielle plater er plassert i den øvre delen av ansiktet og på sidene. De fungerer som kompresjonsringer. Rotoren inneholder også tenner. De tjener til å rotere drivverket, som også driver utgangsakselen. Vi vil snakke om utnevnelsen av sistnevnte nedenfor.

Val

Som sådan er det ingen veivaksel i en roterende stempelmotor. I stedet brukes et utgangselement. I forhold til sentrum er det spesielle fremspring (kammer). De er plassert asymmetrisk. Dreiemomentet fra rotoren, som overføres til kammen, får akselen til å rotere rundt sin akse. Dette skaper energien som trengs for å flytte drivene og hjulene i bilen.

Beats

Hva er arbeidsprinsippet til en roterende motor? Handlingsalgoritmen, til tross for lignende sykluser med en stempelmotor, er annerledes. Så begynnelsen av syklusen oppstår når en av endene av rotoren passerer gjennom innløpskanalen til forbrenningsmotorhuset. For øyeblikket, under påvirkning av vakuum, blir en brennbar blanding sugd inn i kammeret. Med ytterligere rotasjon av rotoren oppstår kompresjonsslaget til blandingen. Dette skjer når den andre enden passerer innløpet. Trykket i blandingen øker gradvis. Det tenner til slutt. Men den tenner ikke fra kompresjonskraften, men fra gnisten til en tennplugg. Etter det begynner arbeidssyklusen til rotorslaget.

Siden forbrenningskammeret i en slik motor har en oval form, er det lurt å bruke to stearinlys i designet. Dette lar deg raskt antenne blandingen. Dermed sprer flammefronten seg jevnere. Forresten, to stearinlys per forbrenningskammer kan også brukes i en konvensjonell stempelforbrenningsmotor (denne utformingen er ekstremt sjelden). Men for en roterende motor er dette et must.

Etter tenning dannes det et høyt trykk av gasser i kammeret. Kraften er så stor at den lar rotoren snurre på eksentrikken. Dette bidrar til generering av dreiemoment på utgående aksel. Når toppen av rotoren nærmer seg utløpet, reduseres kraften og trykket til energien til gassene. De skynder seg spontant inn i utløpskanalen. Etter at kameraet er helt fri for dem, starter en ny prosess. Den roterende motoren starter igjen med inntaksslaget, kompresjonen, tenningen og deretter kraftslaget.

Om smøresystemet og ernæring

Denne enheten har ingen forskjeller i drivstofftilførselssystemet. Den bruker også en nedsenkbar pumpe som leverer bensin under trykk fra tanken. Men smøresystemet har sine egne egenskaper. Så oljen for de gnidende delene av motoren mates direkte inn i forbrenningskammeret. Et spesielt hull er gitt for smøring. Men spørsmålet oppstår: hvor går da oljen hvis den kommer inn i forbrenningskammeret? Her ligner operasjonsprinsippet på en totaktsmotor. Fett kommer inn i kammeret og brenner med bensin. Dette driftsskjemaet brukes på hver roterende vingemotor, inkludert stempelmotorer. På grunn av den spesielle utformingen av smøresystemet, kan slike motorer ikke møte modernemiljøforskrifter. Dette er en av flere grunner til at roterende motorer ikke brukes kommersielt på VAZ og andre bilmodeller. Men først legger vi merke til fordelene med RPD.

Pros

Det er mange fordeler med denne typen motorer. For det første har denne motoren liten vekt og størrelse. Dette lar deg spare plass i motorrommet og plassere forbrenningsmotoren i enhver bil. Dessuten bidrar lav vekt til en mer riktig vektfordeling av bilen. Tross alt er det meste av massen på biler med klassiske forbrenningsmotorer konsentrert foran på karosseriet.

For det andre har rotasjonsstempelmotoren høy effekttetthet. Sammenlignet med klassiske motorer er dette tallet en og en halv til to ganger høyere. Den roterende motoren har også en bredere dreiemomenthylle. Den er tilgjengelig nesten fra tomgang, mens konvensjonelle forbrenningsmotorer må snurres opp til fire til fem tusen. Forresten, en roterende motor er mye lettere å få høy hastighet. Dette er nok et pluss.

For det tredje har en slik motor et enklere design. Det er ingen ventiler, ingen fjærer, ingen sveivmekanisme som helhet. Samtidig er det ikke noe vanlig gassdistribusjonssystem med belte og kamaksel. Det er fraværet av KShM som bidrar til et enklere sett med omdreininger med en roterende forbrenningsmotor. En slik motor snurrer opp til åtte til ti tusen på en brøkdel av et sekund. Vel, et annet pluss er mindre tilbøyelighet til å detonere.

Ulemper

La oss nå snakke om ulempene ved bruk av roterendemotorene ble begrenset. Det første minuset er de høye kravene til kvaliteten på oljen. Selv om motoren fungerer som en totaktsmotor, kan du ikke fylle på billig "mineralvann" her. Delene og mekanismene til kraftenheten er utsatt for betydelige belastninger, derfor er det nødvendig med en tett oljefilm mellom gnidningsparene for å spare ressursen. Forresten, tidsplanen for oljeskift er seks tusen kilometer.

Den neste ulempen er den raske slitasjen på rotorens tetningselementer. Dette er på grunn av den lille kontaktlappen. På grunn av slitasjen på tetningselementene dannes et høyt differensi altrykk. Dette har en negativ innvirkning på rotasjonsmotorytelsen og oljeforbruket (og følgelig miljøytelsen).

Hvis man lister opp manglene, er det verdt å nevne drivstofforbruket. Sammenlignet med en sylinder-stempelmotor, har ikke en roterende motor drivstoffeffektivitet, spesielt ved middels og lave hastigheter. Et slående eksempel på dette er Mazda RX-8. Med et volum på 1,3 liter bruker denne motoren minst 15 liter bensin per hundre. Bemerkelsesverdig nok, ved høye rotorhastigheter oppnås den største drivstoffeffektiviteten.

Rotormotorer er også utsatt for overoppheting. Dette skyldes den spesielle linseformen til forbrenningskammeret. Den fjerner ikke varmen godt sammenlignet med en sfærisk (som på konvensjonelle forbrenningsmotorer), derfor må du alltid overvåke temperatursensoren under drift. Ved overoppheting deformeres rotoren. Under arbeid vil det danne betydelige riper. Som et resultat vil motorressursen nærme seg slutten.

Til tross for det enkle designet og mangelen på en sveivmekanisme, er denne motoren vanskelig å reparere. Slike motorer er svært sjeldne og få av håndverkerne har erfaring med dem. Derfor nekter mange biltjenester å "kapitalisere" slike motorer. Og de som driver med rotorer ber om fabelaktige pengesummer for dette. Du må betale eller installere en ny motor. Men dette er ingen garanti for høy ressurs. Slike motorer tar seg av maksim alt 100 tusen kilometer (selv med moderat drift og rettidig vedlikehold). Og Mazda RX-8-motorene var intet unntak.

VAZ roterende motor

Alle vet at slike motorer ble brukt av den japanske produsenten Mazda i årenes løp. Imidlertid er det få som vet det faktum at RPD også ble brukt i Sovjetunionen på VAZ Classic. En slik motor ble utviklet etter ordre fra departementet for spesi altjenester. VAZ-21079, utstyrt med en slik motor, var en analog av den berømte svarte "Volga-catch-up" med en åttesylindret motor.

Utviklingen av en roterende stempelmotor for VAZ begynte på midten av 70-tallet. Oppgaven var ikke lett - å lage en roterende motor som ville overgå den tradisjonelle stempelforbrenningsmotoren på alle måter. Utviklingen av en ny kraftenhet ble utført av spesialister fra Samara luftfartsbedrifter. Leder for monterings- og designbyrået var Boris Sidorovich Pospelov.

Utviklingen av kraftenheter gikk samtidig med studiet av roterende motorer av utenlandske modeller. De første kopiene skilte seg ikke i høy ytelse, og de gikk ikke inn i serien. Noen år senere ble flere varianter av RPD for den klassiske VAZ laget. VAZ-311-motoren ble anerkjent som den beste av dem. Denne motoren hadde de samme geometriske parameterne som den japanske 1ZV-motoren. Den maksimale effekten til enheten var 70 hestekrefter. Til tross for ufullkommenhet i designet, bestemte ledelsen seg for å gi ut den første industrielle gruppen med RPD-er, som ble installert på offisielle VAZ-2101-kjøretøyer. Imidlertid ble det snart oppdaget mange mangler: motoren genererte en bølge av klager, en skandale brøt ut og antallet ansatte i designbyrået ble betydelig redusert. På grunn av hyppige havari ble den første VAZ-311 roterende motoren avviklet.

Men historien om den sovjetiske RPD sluttet ikke der. På 80-tallet klarte ingeniører fortsatt å lage en roterende motor som betydelig oversteg egenskapene til en stempelforbrenningsmotor. Så det var en VAZ-4132 roterende motor. Enheten utviklet en effekt på 120 hestekrefter. Dette ga VAZ-2105 utmerket dynamisk ytelse. Med denne motoren akselererte bilen til hundrevis på 9 sekunder. Og makshastigheten på «innhentingen» var 180 kilometer i timen. Blant hovedfordelene er det verdt å merke seg det høye dreiemomentet til motoren, tilgjengelig i hele turtallsområdet og den høye litereffekten, som ble oppnådd uten noe løft.

På 90-tallet begynte AvtoVAZ å utvikle en ny rotasjonsmotor, som skulle installeres på "ni". Så i 1994m år ble en ny kraftenhet VAZ-415 født. Motoren hadde et arbeidsvolum på 1300 kubikkcentimeter og to forbrenningskamre. kompresjonsforholdet til hver var 9,4. Dette kraftverket er i stand til å snurre opptil ti tusen omdreininger. Samtidig ble motoren preget av lavt drivstofforbruk. I gjennomsnitt forbrukte enheten 13-14 liter per hundre i den kombinerte syklusen (dette er en god indikator for en gammel roterende forbrenningsmotor etter dagens standarder). Samtidig ble motoren preget av lav egenvekt. Uten vedlegg veide han bare 113 kilo.

Oljeforbruket til VAZ-415-motoren er 0,6 prosent av det spesifikke drivstofforbruket. Ressursen til forbrenningsmotoren før overhaling er 125 tusen kilometer. Motoren, installert på "ni", viste gode dynamiske egenskaper. Så akselerasjon til hundrevis tok bare ni sekunder. Og makshastigheten er 190 kilometer i timen. Det var også eksperimentelle prøver av VAZ-2108 med en roterende motor. Takket være den lettere vekten akselererte den roterende "åtteren" til hundrevis på bare åtte sekunder. Og makshastigheten under testene var 200 kilometer i timen. Disse motorene kom imidlertid aldri inn i serien. Du finner dem heller ikke på annenhåndsmarkedet og ved demontering.

Opsummering

Så vi fant ut hva en roterende motor er. Som du kan se, er dette en veldig interessant utvikling som tar sikte på å oppnå maksimal effektivitet og kraft. På grunn av deres design ble imidlertid rotormekanismene raskt utslitt. Dette påvirket ressursen til motoren. Til og medJapansk RPD er det ikke mer enn hundre tusen kilometer. Dessuten har disse motorene høye krav til smøremidler og kan ikke oppfylle moderne miljøstandarder. Derfor har ikke forbrenningsmotorer med roterende stempel blitt spesielt populære i bilindustrien.