Rotacijski motor: princip rada, značajke

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-02-19 16:18

Motor je temelj svakog vozila. Bez toga je kretanje automobila nemoguće. Trenutno su najčešći klipni motori s unutarnjim izgaranjem. Ako govorimo o većini cross-country automobila, to su redni četverocilindrični motori s unutarnjim izgaranjem. Međutim, postoje automobili s takvim motorima, gdje je klasični klip u principu odsutan. Ovi motori imaju potpuno drugačiji uređaj i princip rada. Nazivaju se rotacijskim motorima s unutarnjim izgaranjem. Koje su to jedinice, koje su njihove značajke, prednosti i mane? Razmotrite u našem današnjem članku.

Karakteristika

Rotacijski motor je jedna od vrsta toplinskih motora s unutarnjim izgaranjem. Po prvi put takav motor razvijen je još u dalekom 19. stoljeću. Danas se na Mazdi RX-8 i na nekim drugim sportskim automobilima koristi rotacijski motor. Takav motor ima ključnu značajku - nema povratno kretanje, kao u konvencionalnom motoru s unutarnjim izgaranjem.

Ovdje se vrši rotacijaspecijalni trokutasti rotor. On je u posebnoj zgradi. Sličnu shemu prakticirala je još 50-ih godina prošlog stoljeća njemačka tvrtka NSU. Autor takvog motora s unutarnjim izgaranjem bio je Felix Wankel. Prema njegovoj shemi proizvode se svi moderni rotacijski motori (Mazda RX nije iznimka).

uređaj

Dizajn pogonske jedinice uključuje:

• slučaj.
• Izlazna osovina.
• Rotor.

Samo kućište je glavna radna komora. Na rotacijskom motoru ima ovalni oblik. Takav neobičan dizajn komore za izgaranje posljedica je uporabe trostrukog rotora. Dakle, kada dođe u dodir sa zidovima, nastaju izolirane zatvorene konture. U njima se provode radni ciklusi motora s unutarnjim izgaranjem. Ovo je:

• Ulaz.
• Kompresija.
• Paljenje i radni hod.
• Oslobodite.

Među značajkama rotacijskog motora s unutarnjim izgaranjem vrijedi istaknuti odsutnost klasičnih usisnih i ispušnih ventila. Umjesto toga, koriste se posebne rupe. Nalaze se na bočnim stranama komore za izgaranje. Ove rupe su izravno povezane s ispušnim sustavom i sustavom napajanja.

Rotor

Osnova dizajna elektrane ovog tipa je rotor. U ovom motoru obavlja funkciju klipova. Međutim, rotor je u jednom primjerku, dok klipova može biti od tri do dvanaest ili više. Oblik ovog elementa podsjeća na trokut sa zaobljenim rubovima.

Takvi rubovi su potrebniza nepropusnije i kvalitetnije brtvljenje komore za izgaranje. To osigurava pravilno izgaranje mješavine goriva. Posebne ploče nalaze se u gornjem dijelu lica i na njegovim stranama. Djeluju kao kompresijski prstenovi. Rotor također sadrži zube. Služe za rotaciju pogona, koji također pokreće izlaznu osovinu. O imenovanju potonjeg razgovarat ćemo u nastavku.

Val

Kao takav, nema radilice u motoru s rotirajućim klipom. Umjesto toga, koristi se izlazni element. U odnosu na njegovo središte postoje posebne izbočine (bregovi). Nalaze se asimetrično. Zakretni moment s rotora, koji se prenosi na greben, uzrokuje rotaciju osovine oko svoje osi. To stvara energiju potrebnu za pomicanje pogona i kotača u automobilu.

Beats

Koji je princip rada rotacijskog motora? Algoritam djelovanja, unatoč sličnim ciklusima s klipnim motorom, je drugačiji. Dakle, početak ciklusa nastaje kada jedan od krajeva rotora prođe kroz ulazni kanal kućišta motora s unutarnjim izgaranjem. U ovom trenutku, pod djelovanjem vakuuma, zapaljiva smjesa se usisava u komoru. Daljnjom rotacijom rotora dolazi do kompresijskog hoda smjese. To se događa kada drugi kraj prolazi kroz ulaz. Tlak smjese postupno raste. Na kraju se zapali. Ali ne pali se od sile kompresije, već od iskre svjećice. Nakon toga počinje radni ciklus hoda rotora.

Budući da komora za izgaranje u takvom motoru ima ovalni oblik, preporučljivo je koristiti dvije svijeće u dizajnu. To vam omogućuje da brzo zapalite smjesu. Tako se fronta plamena ravnomjernije širi. Usput, dvije svijeće po komori za izgaranje također se mogu koristiti u konvencionalnom klipnom motoru s unutarnjim izgaranjem (ovaj dizajn je iznimno rijedak). Međutim, za rotacijski motor to je neophodno.

Nakon paljenja u komori se stvara visoki tlak plinova. Sila je tolika da dopušta rotoru da se okreće na ekscentru. To doprinosi stvaranju zakretnog momenta na izlaznoj osovini. Kako se vrh rotora približava izlazu, sila i tlak energije plinova se smanjuju. Spontano hrle u izlazni kanal. Nakon što se kamera potpuno oslobodi od njih, počinje novi proces. Rotacijski motor ponovno starta usisnim taktom, kompresijom, paljenjem, a zatim pogonskim taktom.

O sustavu podmazivanja i prehrani

Ova jedinica nema razlike u sustavu opskrbe gorivom. Također koristi potopnu pumpu koja isporučuje benzin pod pritiskom iz spremnika. Ali sustav podmazivanja ima svoje karakteristike. Dakle, ulje za trljajuće dijelove motora dovodi se izravno u komoru za izgaranje. Za podmazivanje je predviđena posebna rupa. Ali postavlja se pitanje: kamo onda odlazi ulje ako uđe u komoru za izgaranje? Ovdje je princip rada sličan dvotaktnom motoru. Mast ulazi u komoru i gori s benzinom. Ova shema rada koristi se na svim motorima s rotirajućim lopaticama, uključujući klipne motore. Zbog posebnog dizajna sustava podmazivanja, takvi motori ne mogu zadovoljiti moderneekološki propisi. To je jedan od nekoliko razloga zašto se rotacijski motori ne koriste komercijalno na VAZ-u i drugim modelima automobila. Međutim, prvo napominjemo prednosti RPD-a.

Pros

Postoje mnoge prednosti ovog tipa motora. Prvo, ovaj motor ima malu težinu i veličinu. To vam omogućuje uštedu prostora u motornom prostoru i postavljanje motora s unutarnjim izgaranjem u bilo koji automobil. Također, mala težina doprinosi pravilnijoj raspodjeli težine automobila. Uostalom, većina mase kod automobila s klasičnim motorima s unutarnjim izgaranjem koncentrirana je u prednjem dijelu karoserije.

Drugo, rotacijski klipni motor ima veliku gustoću snage. U usporedbi s klasičnim motorima, ova brojka je jedan i pol do dva puta veća. Također, rotacijski motor ima širu policu zakretnog momenta. Dostupan je gotovo u praznom hodu, dok konvencionalne motore s unutarnjim izgaranjem treba zavrtiti do četiri do pet tisuća. Usput, rotacijski motor mnogo je lakše postići veliku brzinu. Ovo je još jedan plus.

Treće, takav motor ima jednostavniji dizajn. Nema ventila, nema opruga, nema radilice u cjelini. Istodobno, ne postoji uobičajeni sustav distribucije plina s remenom i bregastom osovinom. Upravo odsutnost KShM-a doprinosi lakšem skupu okretaja rotacijskog motora s unutarnjim izgaranjem. Takav motor vrti se do osam do deset tisuća u djeliću sekunde. Pa, još jedan plus je manja sklonost detonaciji.

Protiv

Sada razgovarajmo o nedostacima zbog kojih se upotreba rotirajućihmotori su postali ograničeni. Prvi minus su visoki zahtjevi za kvalitetom ulja. Iako motor radi kao dvotaktni, ovdje ne možete sipati jeftinu "mineralnu vodu". Dijelovi i mehanizmi pogonske jedinice podvrgnuti su značajnim opterećenjima, stoga je za uštedu resursa potreban gusti uljni film između parova za trljanje. Inače, raspored zamjene ulja je šest tisuća kilometara.

Sljedeći nedostatak odnosi se na brzo trošenje brtvenih elemenata rotora. To je zbog male kontaktne mrlje. Zbog trošenja brtvenih elemenata nastaje visoki diferencijalni tlak. To ima negativan utjecaj na performanse rotacionog motora i potrošnju ulja (i posljedično na ekološki učinak).

Navodeći nedostatke, vrijedi spomenuti i potrošnju goriva. U usporedbi s cilindrično-klipnim motorom, rotacijski motor nema potrošnju goriva, osobito pri srednjim i malim brzinama. Upečatljiv primjer za to je Mazda RX-8. Uz volumen od 1,3 litre, ovaj motor troši najmanje 15 litara benzina na sto. Izvanredno, pri velikim brzinama rotora postiže se najveća učinkovitost goriva.

Također, rotacijski motori su skloni pregrijavanju. To je zbog posebnog lećastog oblika komore za izgaranje. Ne uklanja dobro toplinu u usporedbi sa sferičnim (kao na konvencionalnim motorima s unutarnjim izgaranjem), stoga tijekom rada uvijek morate pratiti senzor temperature. U slučaju pregrijavanja, rotor je deformiran. Prilikom rada stvorit će značajne ogrebotine. Kao rezultat toga, motorni resurs će se približiti kraju.

Unatoč jednostavnom dizajnu i nedostatku mehanizma radilice, ovaj motor je teško popraviti. Takvi motori su vrlo rijetki i malo tko od majstora ima iskustva s njima. Stoga mnoge autoservise odbijaju "kapitalizirati" takve motore. A oni koji se bave rotorima za to traže basnoslovne svote novca. Morate platiti ili ugraditi novi motor. Ali to nije jamstvo visokog resursa. Takvi se motori brinu za maksimalno 100 tisuća kilometara (čak i uz umjeren rad i pravovremeno održavanje). A motori Mazda RX-8 nisu bili iznimka.

VAZ rotacijski motor

Svi znaju da je takve motore u svojim godinama koristio japanski proizvođač Mazda. Međutim, malo ljudi zna činjenicu da se RPD koristio i u Sovjetskom Savezu na VAZ Classicu. Takav motor razvijen je po nalogu ministarstva za posebne usluge. VAZ-21079, opremljen takvim motorom, bio je analog poznatog crnog "Volga-catch-up" s motorom od osam cilindara.

Razvoj rotacijskog klipnog motora za VAZ započeo je sredinom 70-ih. Zadatak nije bio lak - stvoriti rotacijski motor koji bi u svakom pogledu nadmašio tradicionalni klipni motor s unutarnjim izgaranjem. Razvoj novog pogonskog agregata proveli su stručnjaci iz samarskih zrakoplovnih poduzeća. Šef biroa za montažu i dizajn bio je Boris Sidorovič Pospelov.

Razvoj pogonskih jedinica išao je istovremeno s proučavanjem rotacijskih motora stranih modela. Prvi primjerci nisu se razlikovali po visokim performansama i nisu ušli u seriju. Nekoliko godina kasnije stvoreno je nekoliko varijanti RPD-a za klasični VAZ. Motor VAZ-311 prepoznat je kao najbolji od njih. Ovaj motor je imao iste geometrijske parametre kao i japanski 1ZV motor. Maksimalna snaga jedinice bila je 70 konjskih snaga. Unatoč nesavršenosti dizajna, uprava je odlučila izdati prvu industrijsku seriju RPD-ova, koji su ugrađeni na službena vozila VAZ-2101. Međutim, ubrzo je otkriveno mnogo nedostataka: motor je izazvao val pritužbi, izbio je skandal i broj zaposlenika projektnog biroa je značajno smanjen. Zbog čestih kvarova, prvi rotacijski motor VAZ-311 je ukinut.

Ali priča o sovjetskom RPD-u nije tu završila. U 80-im godinama inženjeri su još uvijek uspjeli stvoriti rotacijski motor koji je značajno premašio karakteristike klipnog motora s unutarnjim izgaranjem. Dakle, to je bio rotacijski motor VAZ-4132. Jedinica je razvila snagu od 120 konjskih snaga. To je VAZ-2105 dalo izvrsne dinamičke performanse. S ovim motorom automobil je ubrzao do stotke za 9 sekundi. A maksimalna brzina "sustizanja" bila je 180 kilometara na sat. Među glavnim prednostima vrijedi istaknuti veliki okretni moment motora, dostupan u cijelom rasponu okretaja i veliku snagu litara, koja je postignuta bez ikakvog pojačanja.

Devedesetih godina, AvtoVAZ je počeo razvijati novi rotacijski motor, koji je trebao biti instaliran na "devetku". Dakle, 1994. godm godine, rođen je novi pogonski agregat VAZ-415. Motor je imao radni volumen od 1300 kubičnih centimetara i dvije komore za izgaranje. omjer kompresije svake je bio 9,4 Ova elektrana je sposobna vrtjeti do deset tisuća okretaja. Istodobno, motor se odlikovao niskom potrošnjom goriva. U prosjeku, jedinica je trošila 13-14 litara na sto u kombiniranom ciklusu (ovo je dobar pokazatelj za stari rotacijski motor s unutarnjim izgaranjem prema današnjim standardima). Istodobno, motor se odlikovao malom masom praznog vozila. Bez dodataka, imao je samo 113 kilograma.

Potrošnja ulja motora VAZ-415 iznosi 0,6 posto specifične potrošnje goriva. Resurs motora s unutarnjim izgaranjem prije remonta je 125 tisuća kilometara. Motor, instaliran na "devet", pokazao je dobre dinamičke karakteristike. Dakle, ubrzanje do stotine trajalo je samo devet sekundi. A maksimalna brzina je 190 kilometara na sat. Postojali su i eksperimentalni uzorci VAZ-2108 s rotacijskim motorom. Zahvaljujući manjoj težini, rotirajuća „osmica“je za samo osam sekundi ubrzala na stotine. A najveća brzina tijekom testova bila je 200 kilometara na sat. Međutim, ovi motori nikada nisu ušli u seriju. Ne možete ih pronaći ni na sekundarnom tržištu i na rastavljanju.

Sumiranje

Dakle, saznali smo što je rotacijski motor. Kao što vidite, ovo je vrlo zanimljiv razvoj koji ima za cilj postizanje maksimalne učinkovitosti i snage. Međutim, zbog svog dizajna, mehanizmi rotora su se brzo istrošili. To je utjecalo na resurs motora. ČakJapanski RPD nije više od sto tisuća kilometara. Također, ovi motori imaju visoke zahtjeve za mazivima i ne mogu zadovoljiti suvremene ekološke standarde. Stoga motori s unutarnjim izgaranjem s rotacijskim klipom nisu postali osobito popularni u automobilskoj industriji.