Asinhroni motor ne deluje. Motorji za letalstvo, "osmice" in "devetke". Razlike in težave

Po nastanku se je začela doba avtomobilov. V tem primeru je bil najbolj razširjen batni motor. Toda hkrati so se oblikovalci že od nastanka motorja z notranjim zgorevanjem soočali z nalogo, da izkoristijo največjo učinkovitost z minimalno porabo goriva. Ta problem je bil rešen na več načinov - od tehnične izboljšave obstoječih motorjev do ustvarjanja povsem novih, z drugačno zasnovo. Eden od teh je bil rotacijski motor.

Vrtljivi motor

Pojavil se je veliko kasneje kot bat, v 30-ih letih. Popolnoma funkcionalen model takega motorja se je pojavil v 50. letih. Po pojavu rotacijskega motorja so bili zainteresirani številni proizvajalci avtomobilov in vsi so hiteli razvijati svoje modele rotacijskih motorjev elektrarnevendar so bili kmalu opuščeni v korist običajnega bata. Od pripadnikov rotacijski motor ostala je le japonska firma Mazda, ki je to vrsto motorja postavila za zaščitni znak.

Značilnost takega motorja je njegova zasnova, ki sploh ne predvideva prisotnosti batov. Na splošno je to močno vplivalo na konstruktivno preprostost.

V batnih motorjih baterijo zaznava energija zgorelega goriva, ki jo zaradi svojega batnega gibanja prenese na ročične gredi ročične gredi in mu zagotovi vrtenje.

Pri rotacijskih motorjih se energija takoj pretvori v vrtenje gredi, pri čemer se zaobide gibanje gibanja. To vpliva na zmanjšanje izgub zaradi trenja, manjšo porabo kovin in enostavnost zasnove. Zaradi tega se izkoristek motorja znatno poveča.

Oblikovanje

Da bi razumeli načelo delovanja, morate ugotoviti, kakšna je zasnova rotacijski motor... Torej, namesto batov, rotor zaznava energijo izgorevanja goriva v taki pogonski enoti. Rotor je videti kot enakostraničen trikotnik. Vsaka stran tega trikotnika ima vlogo bata.

Za zagotovitev procesa zgorevanja je rotor postavljen v zaprt prostor, sestavljen iz treh elementov - dveh stranskih ohišij in enega osrednjega, imenovanega stator. Prostor, v katerem poteka postopek zgorevanja, je narejen v statorju, stranska ohišja zagotavljajo le tesnost tega prostora.

V notranjosti statorja je izdelan valj, v katerem je rotor. Da bi se znotraj tega valja lahko odvijali vsi potrebni procesi, je izdelan v obliki ovalne plošče z rahlo stisnjenimi stranicami.

Sam stator ima na eni strani sesalne odprtine mešanica zraka in goriva ali zrak in izpušni plini. Nasproti njih je narejena luknja za svečke.

Naprava motorja

Značilnost gibanja rotorja v statorskem cilindru je, da so njegovi vrhovi nenehno v stiku s površino valja, njegovo gibanje poteka po ekscentričnem tipu. Ne samo da se vrti okoli svoje osi, ampak se tudi premika glede nanjo.

Za to je v rotorju narejena velika luknja, na eni strani te luknje je zobati sektor. Po drugi strani pa je v rotor vstavljena ekscentrična gred.

Za zagotovitev vrtenja je v stranskem ohišju nameščeno stacionarno orodje, ki se prepleta z ozobljenim sektorjem rotorja, kar je referenčna točka zanj. Med ekscentričnim gibanjem se naslanja na mirujočo prestavo in vpetje mu zagotavlja rotacijsko gibanje. Med vrtenjem zagotavlja tudi vrtenje gredi z ekscentrom, ki ga nosi.

Načelo delovanja

Zdaj pa o samem principu dela. Izvedba določenega dela bata v valjih se imenuje gibi. Klasični batni motor ima štiri gibe:

• dovod - v jeklenko se dovaja gorljiva mešanica;
• stiskanje - povečanje tlaka v jeklenki z zmanjšanjem prostornine;
• delovni hod - energija, ki se sprosti med zgorevanjem mešanice, se pretvori v vrtenje gredi;
• izpuh - iz jeklenke se odstranijo izpušni plini;

Vsi motorji imajo te poteze notranje izgorevanje, spremlja pa jih določen premik bata.

Izvajajo pa se na različne načine. Obstajajo dvotaktni batni motorji, pri katerih se gibi kombinirajo, vendar se takšni motorji pogosteje uporabljajo na motociklih in drugih bencinska tehnologija, čeprav so bili prej ustvarjeni tudi dizelski motorji dvotaktni motorji... Pri njih en premik bata vključuje dva giba. Ko se bat premika navzgor, vstop in stiskanje, pri premikanju navzdol pa delovni hod in izhod. Vse to zagotavlja prisotnost dovodnih in izstopnih vrat.

Klasični avtomobilski batni motorji so običajno štiritaktni, pri čemer je vsak takt ločen. Toda za to je v motor vključen mehanizem za distribucijo plina, kar bistveno otežuje zasnovo.

Kar zadeva rotacijski motor, je odsotnost bata kot takega omogočila nekoliko združitev oblikovnih značilnosti 2-taktnih in 4-taktnih motorjev.

Načelo delovanja

Ker ima valj rotacijskega motorja vstopna in izstopna vrata, potreba po mehanizmu za distribucijo plina ni več, medtem ko je sam postopek ohranil vse štiri poteze ločeno.

Zdaj pa poglejmo, kako se vse to dogaja znotraj statorja. Vogali rotorja so v stalnem stiku s statorskim cilindrom, kar zagotavlja zatesnjen prostor med stranicami rotorja.

Ovalna oblika statorskega valja omogoča spreminjanje prostora med steno valja in dvema sosednjima vrhovima rotorja.

Nato razmislite o delovanju znotraj valja na samo eni strani rotorja. Torej, ko se rotor vrti, ena od njegovih točk, ki gre skozi zožitev ovalnega valja, odpre vstopno okno in gorljiva mešanica ali zrak začne teči v votlino med stranico trikotnika rotorja in steno valja. Hkrati se gibanje nadaljuje, ta vrh doseže in preide visok del ovala in nato gre v zožitev. Možnost trajnega stika vrha rotorja zagotavlja njegovo ekscentrično gibanje.

Zrak se sprejema, dokler drugi vrh rotorja ne prekrije dovodnega priključka. V tem trenutku je prva točka že prešla višino ovalnega valja in šla do njegovega zoženja, medtem ko se prostor med valjem in rotorsko stranjo začne znatno zmanjševati - pride do stiskanja.

V trenutku, ko rotorska stran preide največjo omejitev, se na prostor med rotorsko stranjo in steno cilindra nanese iskra, ki vžge gorljivo mešanico, stisnjeno med zoženo steno valja in rotorsko stranjo.

Značilnost rotacijskega motorja je, da se vžig ne izvede pred prehodom strani tako imenovane "mrtve točke", kot to počne batni motor, temveč po prehodu. To se naredi tako, da energija, ki se sprosti med zgorevanjem, vpliva na tisti del strani rotorja, ki je že prešel TDC (zgornja mrtva točka). To zagotavlja vrtenje rotorja v želeni smeri.

Po prehodu sveče začne prvi vrh rotorja odpirati izhodno okno in postopoma, dokler drugi vrh ne zapre izhodnega okna, se plini odstranjujejo.

Kapi motorja

Treba je opozoriti, da je bil opisan celoten postopek, izveden samo z eno stranjo rotorja, vse strani gredo skozi postopek eno za drugo. To pomeni, da se med enim vrtenjem rotorja izvedejo trije cikli hkrati - medtem ko se v votlino med eno stranjo rotorja in cilindrom sproži zrak ali gorljiva mešanica, v tem trenutku druga stran rotorja prehaja TDC, tretja pa sprošča izpušne pline.

Zdaj pa o vrtenju gredi, na ekscentrični strani katere je nameščen rotor. Zaradi tega ekscentričnega polni obrat gred je proizvedena v manj kot enem obratu rotorja. To pomeni, da bo v enem celotnem ciklu gred izvedel tri vrtljaje, hkrati pa nadaljeval s koristnim delovanjem. V batnem motorju se en cikel zgodi v dveh vrtljajih ročična gred in uporaben je le en obrat. To zagotavlja visok izkoristek.

Če primerjamo rotacijski motor z batnim motorjem, je izhodna moč enega odseka, ki je sestavljen iz enega rotorja in statorja, enaka moči 3-valjnega motorja.

In če upoštevate, da je Mazda na svoje avtomobile namestila dvosekcijske rotacijske motorje, potem po moči niso slabši od 6-valjnih batnih motorjev.

Prednosti in slabosti

Zdaj pa o prednostih rotacijskih motorjev in teh je kar nekaj. Izkazalo se je, da je en odsek po moči enak 3-valjnemu motorju, medtem ko je v njem celotne dimenzije bistveno manj. To vpliva na kompaktnost samih motorjev. O tem lahko presodimo mazdini modeli RX-8. Ta avtomobil ima dober indikator moči in ima srednje postavitev motorja, kar je omogočilo natančno porazdelitev teže avtomobila vzdolž osi, kar vpliva na stabilnost in vodljivost avtomobila.

Poleg kompaktne velikosti ta motor nima mehanizma za razdeljevanje plina (krmiljenje), ker ves čas krmiljenja ventilov izvaja rotor sam. To je znatno zmanjšalo porabo kovine konstrukcije in posledično maso motorja.

Zaradi neuporabnosti batov in krmiljenja se zmanjša število gibljivih delov v motorju, kar vpliva na zanesljivost konstrukcije.

Sam motor zaradi odsotnosti večsmernih gibov, ki so v batnem motorju, med delovanjem manj vibrira.

A tak motor ima tudi dovolj pomanjkljivosti. Za začetek je njegov sistem mazanja enak kot pri dvotaktnem motorju. To pomeni, da je površina jeklenke podmazana skupaj z gorivom. A le organizacija oskrbe z nafto je nekoliko drugačna. Če se v dvotaktni motor mazivno olje doda neposredno gorivu, se v rotacijskem motorju dovaja skozi šobe, nato pa se zmeša z gorivom.

Uporaba te vrste maziva je privedla do dejstva, da je primerna samo za motor mineralno olje ali specializirani polsintetični. Hkrati med delovanjem olje izgori, kar negativno vpliva na sestavo izpušni plini... Z vidika okolju prijaznosti je rotacijski motor precej slabši od 4-taktnega batnega motorja.

Z vso preprostostjo zasnove ima rotacijski motor razmeroma majhen vir. Za isto Mazdo je kilometrina za remont le 100 tisoč km. Najprej "trpijo" vrhovi - analogi kompresijskih obročev v batnem motorju. Vrhovi so nameščeni na vrhovih rotorja in zagotavljajo, da se vrh tesno prilega steni valja.

Pomanjkljivost je tudi nemožnost izvedbe restavratorskih del. Če je rotor obrabljen sedeži vrhovi - rotor je popolnoma zamenjan, saj teh mest ni mogoče obnoviti.

Enako velja za valj statorja. Če je poškodovan, je dolgočasno zaradi zapletenosti takega dela skoraj nemogoče.

zaradi visoka hitrost vrtenja ekscentrične gredi se njene obloge obrabijo veliko hitreje.

Na splošno se s precej preprostejšo zasnovo zaradi zapletenosti procesov njegovega delovanja izkaže, da je rotacijski motor veliko slabši v zanesljivosti kot batni motor.

Toda na splošno rotacijski motor ni slepa veja pri razvoju motorjev z notranjim zgorevanjem. Ista Mazda to vrsto motorja nenehno izboljšuje. Na primer, motor, nameščen na RX-8, se po toksičnosti ne razlikuje več od batnega motorja, kar je velik dosežek.

Zdaj poskušajo povečati tudi vir. To pa bo najverjetneje doseženo z uporabo posebnih materialov za izdelavo elementov motorja, pa tudi zaradi visoke stopnje površinske obdelave, ki bo dodatno zapletla in povečala stroške popravil.

Malo ljudi ve, da se skupaj s klasičnimi batnimi motorji v avtomobilski industriji uporabljajo rotacijske enote, ki jih imenujejo motorji Wankel, ki so jih izumili. So motorji z notranje načelo zgorevanje goriva pa se njegova struktura in principi delovanja popolnoma razlikujejo. Danes bomo podrobneje govorili o rotacijskih motorjih.

Zasnova rotacijskega motorja

Glavni deli motorja Wankel po svoji zasnovi nimajo nič skupnega s klasičnimi motorji z notranjim zgorevanjem.

Njeni glavni deli so naslednji:

1. Glavna delovna komora

Telo katere koli rotacijske enote je ovalna kovinska komora, v kateri potekajo glavni delovni procesi - način sesanja, stiskalni hod, postopek zgorevanja goriva in izpust izpušnih plinov. Oblika fotoaparata ni naključna. Izdelana je tako, da se njene stene med interakcijo z rotorjem stikajo z vsemi njegovimi točki in tvorijo več zaprtih vezij. Vstopna in izpušna vrata teh motorjev nimajo ventilov. Nahajajo se neposredno na straneh delovne komore in se neposredno povezujejo z izpušno cevjo in elektroenergetskim sistemom.

2. Rotor

Oblika rotorja nekoliko spominja na trikotnik, katerega robovi imajo konveksno zaokroženo navzven. Poleg tega je vsaka stran narejena z majhnim vzorcem, ki poveča prostornino oblikovane zaprte zgorevalne komore in poveča kazalnike hitrosti vrtenja rotorja. Funkcija te komponente je podobna funkciji batov v običajnem motorju z notranjim zgorevanjem. Pojav delovnih ciklov nastane z ustvarjanjem treh zgoraj omenjenih hčerinskih kamer. Osrednji del rotorja je opremljen z ozobljeno luknjo, ki povezuje rotor s pogonom, ta pa je pritrjena na izhodno gred. Ta povezava določa, v katero smer in po kateri poti se bo rotor premikal znotraj glavne delovne komore.

3. Izhodna gred

Funkcije izhodne gredi rotacijskega motorja so podobne funkcijam ročične gredi klasičnih pogonskih enot. Obdarjen je s polkrožnimi odmičnimi režami, ki imajo asimetrično poravnavo z jasnim odmikom od osrednje delovne osi. Na gredi je nameščenih več rotorjev, ki so nameščeni na njihovi delujoči odmikači. Njihova asimetrična razporeditev ustvarja predpogoje za tvorjenje navora, ki je posledica pritiska sile vsakega rotorja.

Menimo, da ste že uganili, da imajo rotacijski motorji večplastno strukturo, kar pomeni ustvarjanje več delovnih komor, v katerih se vrti več rotorjev. Edina povezovalna povezava pri tem delu je izhodna gred, ki se vrti zaradi te sinhrone interakcije. "Plasti" varno držijo skupaj vijaki, ki se nahajajo vzdolž robov. Hlajenje takšnih motorjev je pretočno. To pomeni, da najdemo sredstvo proti zmrzovanju ne le okoli skupnega bloka, temveč tudi v vseh njegovih delih.

V Wankelovem motorju se vsa dela gradijo po enaki metodi zgorevanja. mešanica gorivakot za batne motorje. Vendar nimajo nobenih statičnih zgorevalnih komor. Tlak, ki nastane pri zgorevanju goriva, nastane v ločeno oblikovanih komorah, ki so od splošne delovne komore ločene z vrtljivimi robovi.

Sam rotor je nenehno v stiku s svojimi vrhovi s stenami komore in v vsakem trenutku ustvari novo zaprto zanko. Med vrtenjem se konture izmenično širijo in krčijo. Med temi cikli v komoro vstopata zrak in gorivo, ki je zaradi sile rotorja stisnjeno in vžgano s širjenjem, kar daje rotorju še en rotacijski impulz. Odpadni plini se odvajajo skozi luknje v izpušni sistem, po katerem se komora ponovno napolni s sestavo gorivo-zrak.

Prednosti in slabosti rotacijskih motorjev

Uporaba rotacijskih motorjev ima številne nesporne prednosti.

• Manj notranjih komponent... Podobno kot pri štirivaljnem batnem motorju je tudi rotacijski "kolega" obdarjen s samo štirimi glavnimi deli: skupno komoro, parom rotorjev in odmično gredjo. Klasični ICE s podobnimi gibi je sestavljen iz najmanj štiridesetih gibljivih delov, od katerih se vsak obrabi.
• Mehkoba dela... Med delovanjem rotorskih enot praktično ni vibracij, ker se vsi gibljivi deli vrtijo samo v eno smer. Menimo, da veste, da je delo batov pri običajnem motorju večsmerno. Premika naprej gibanje in vzvratno gibanje.
• Nizek ritem... Ker je vsak rotor odgovoren za vrtenje le ene tretjine celotnega kroga izhodne gredi, je gibanje, potrebno za to, opazno počasnejše, kar znatno poveča zanesljivost Wankelovega motorja.

Seveda ni mogoče izključiti negativnih dejavnikov uporabe rotacijskih motorjev.

• Noben rotacijski motor se ne more jasno prilagoditi okoljskim predpisom različnih držav... Zaradi velike količine emisij ogljikovega dioksida, ki jih je nerealno zmanjšati, je nikakor ne moremo imenovati okolju prijazne.
• Draga proizvodnja... Proizvodnja rotacijskih motorjev je zelo draga, predvsem zaradi majhnih serijskih serij. Skrbi jih povzroča zelo malo, kar ne zahteva posebne optimizacije proizvodnih stroškov.
• Omejen vir... Zaloga rotacijskih motorjev Wankel je zelo omejena. Redko, ko preseže 100-150 tisoč kilometrov, po dosegu katerih potrebujejo popolno pregrado ( remont) ali zamenjava.
• Povečana poraba goriva. Glavni razlog povečana "požrešnost" je njihovo nizko kompresijsko razmerje. Motor ob ohranjanju zahtevane moči jo kompenzira zaradi večje količine goriva, ki se dovaja v notranjost zaprtih komor.

Izid

Če povzamemo, recimo to rotacijsko pogonske enoteseveda imajo pravico do obstoja. Imajo številne neizpodbitne "prednosti", ki jim omogočajo, čeprav majhno uporabo avtomobilska proizvodnja... Po drugi strani pa je resnost "minusov" precej opazna. V mnogih državah sveta jih preprosto ni mogoče uporabiti zaradi obstoječih okoljski standardi, zaradi resne porabe goriva in omejene življenjske dobe pa je nakup avtomobilov z rotacijskimi motorji povsem nerentabilen. Napovedujemo, da bodo še nekaj časa na trgu, vendar jih bodo kmalu nadomestili hibridni pogonski sistemi, katerih razvoj poteka v absolutno grandioznem tempu.

Z izumom motorja z notranjim zgorevanjem je napredek v razvoju avtomobilske industrije stopil naprej. Kljub dejstvu, da splošna ureditev Motor z notranjim zgorevanjem je ostal enak, te enote so nenehno izboljševali. Skupaj s temi motorji so se pojavili bolj napredni rotacijski agregati. Toda zakaj niso nikoli postali razširjeni v avtomobilski svet? Odgovor na to vprašanje bomo obravnavali v članku.

Zgodovina enote

Rotacijski motor sta leta 1957 zasnovala in preizkusila razvijalca Felix Wankel in Walter Freude. Prvi avtomobil, na katerega je bila nameščena ta enota, je bil športni avtomobil NSU Spider. Študije so pokazale, da z močjo motorja 57 konjska moč ta avto je lahko pospešil do neverjetnih 150 kilometrov na uro. Proizvodnja avtomobilov Spider, opremljenih z 57-konjskim rotacijskim motorjem, je trajala približno 3 leta.

Po tem je ta tip motorja začel opremljati avtomobil NSU Ro-80. Nato so rotacijske motorje namestili na Citroens, Mercedes, VAZ in Chevrolet.

Eden najpogostejših avtomobilov z rotacijskim motorjem je japonski model Mazda Cosmo Sport. Tudi Japonci so s tem motorjem začeli opremljati model RX. Načelo delovanja rotacijskega motorja ("Mazda" RX) je bilo v stalnem vrtenju rotorja s spremembo giba. A o tem več kasneje.

Trenutno se japonski proizvajalec avtomobilov ne ukvarja s serijsko proizvodnjo avtomobilov z rotacijskimi motorji. Najnovejši model, na katerem je bil vgrajen tak motor, je bila Mazda RX8 od Spirit R. Vendar je bila leta 2012 proizvodnja te različice avtomobila ustavljena.

Naprava in načelo delovanja

Kakšen je princip delovanja rotacijskega motorja? Ta tip motorja odlikuje 4-taktni cikel delovanja, kot pri klasičnem motorju z notranjim zgorevanjem. Vendar se načelo delovanja rotacijsko batnega motorja nekoliko razlikuje od običajnega batnega motorja.

V kakšnem glavna značilnost tega motorja? Rotacijski Stirlingov motor v svoji zasnovi nima 2, ne 4 ali ne 8 batov, ampak le enega. Imenuje se rotor. Ta element se vrti v valju posebne oblike. Rotor je nameščen na gredi in povezan z zobnikom. Slednji ima zobniško sklopko s zaganjalnikom. Element se vrti vzdolž epitrohoidne krivulje. To pomeni, da lopatice rotorja izmenično pokrivajo komoro valja. V slednjem gorivo gori. Načelo delovanja rotacijskega motorja (vključno z Mazdo Cosmo Sport) je, da mehanizem v eni vrtljaji potisne tri cvetne liste trdih krogov. Ko se del vrti v ohišju, trije predelki v notranjosti spremenijo svojo velikost. Zaradi spremembe dimenzij v komorah nastane določen tlak.

Faze dela

Kako deluje rotacijski motor? Načelo delovanja (gif slike in diagram RPD si lahko ogledate spodaj) tega motorja je naslednje. Delovanje motorja je sestavljeno iz štirih ponavljajočih se ciklov, in sicer:

1. Oskrba z gorivom. To je prva faza delovanja motorja. Pojavi se, ko je vrh rotorja na ravni dovodne luknje. Ko je komora odprta za glavni predel, se njena prostornina približa minimumu. Takoj, ko se rotor vrti mimo njega, mešanica goriva in zraka vstopi v prostor. Nato se komora spet zapre.
2. Stiskanje... Ko se rotor še naprej premika, se prostor v predelu zmanjšuje. Tako se zmes zraka in goriva stisne. Takoj, ko mehanizem preide iz prostora za svečke, se prostornina komore spet zmanjša. Na tej točki se zmes vžge.
3. Vžig... Pogosto ima rotacijski motor (vključno z VAZ-21018) več svečk. To je posledica dolge dolžine zgorevalne komore. Takoj, ko sveča vžge gorljivo mešanico, se tlak v notranjosti poveča desetkrat. Tako se rotor ponovno aktivira. Nadalje tlak v komori in količina plinov še naprej rasteta. V tem trenutku se rotor premakne in navor se ustvari. To se nadaljuje, dokler mehanizem ne preide izpušnega prostora.
4. Sproščanje plina. Ko rotor preide ta predel, se visokotlačni plin začne prosto gibati izpušna cev... V tem primeru se gibanje mehanizma ne ustavi. Rotor se stabilno vrti, dokler prostornina zgorevalne komore spet ne pade na minimum. Do takrat bo iz motorja iztisnjena preostala količina izpušnih plinov.

To je načelo delovanja rotacijskega motorja. VAZ-2108, na katerega je bil vgrajen tudi RPD, tako kot japonska Mazda, je odlikoval tiho delovanje motorja in visoke dinamične lastnosti. Toda ta sprememba ni bila nikoli dana v množično proizvodnjo. Torej smo ugotovili, kakšen princip delovanja ima rotacijski motor.

Slabosti in prednosti

Ne zaman ta motor pritegnil pozornost toliko proizvajalcev avtomobilov. Njegov poseben princip delovanja in zasnova imata številne prednosti pred drugimi vrstami motorjev z notranjim zgorevanjem.

Kakšne so torej prednosti in slabosti rotacijskega motorja? Začnimo z očitnimi koristmi. Prvič, rotacijski motor ima najbolj uravnoteženo zasnovo in zato praktično ne povzroča visoke vibracije pri delu. Drugič, ta motor ima lažjo težo in večjo kompaktnost, zato je njegova namestitev še posebej pomembna za proizvajalce športnih avtomobilov. Poleg tega je majhna teža enote omogočala oblikovalcem, da so dosegli idealno porazdelitev teže vzdolž osi. Tako avtomobil s tem motorjem postane bolj stabilen in vodljiv na cesti.

In seveda prostornost zasnove. Kljub enakemu številu gibov je zasnova tega motorja veliko enostavnejša kot pri batnem kolegu. Za izdelavo rotacijskega motorja je bilo potrebno minimalno število enot in mehanizmov.

Vendar glavni adut tega motorja ni v masi in nizkih vibracijah, temveč v visoki učinkovitosti. Zaradi posebnega principa delovanja je imel rotacijski motor velika moč in učinkovitost.

Zdaj pa o slabostih. Izkazalo se je, da so veliko več kot prednosti. Glavni razlog, zakaj proizvajalci niso hoteli kupiti takšnih motorjev, je bil njihov visok pretok gorivo. Takšna enota je v povprečju porabila do 20 litrov goriva na sto kilometrov in to je, vidite, po današnjih merilih velika poraba.

Zapletenost proizvodnje delov

Poleg tega je treba omeniti visoke stroške izdelave delov tega motorja, kar je bilo razloženo s kompleksnostjo izdelave rotorja. Da bi ta mehanizem pravilno prestal epitrohoidno krivuljo; potrebna je visoka geometrijska natančnost (vključno z valjem). Zato pri izdelavi rotacijskih motorjev ni mogoče brez specializirane drage opreme in posebnega znanja na tehničnem področju. V skladu s tem so vsi ti stroški vnaprej vključeni v ceno avtomobila.

Pregrevanje in velike obremenitve

Tudi zaradi posebne zasnove je bila ta enota pogosto podvržena pregrevanju. Celotna težava je bila v lečasti obliki zgorevalne komore.

V nasprotju s tem imajo klasični ICE sferično zasnovo. Gorivo, ki gori v lečastem mehanizmu, se pretvori v toplotno energijo, ki se porabi ne le za delovni hod, ampak tudi za ogrevanje samega valja. Na koncu pogosto "vrenje" enote vodi do hitre obrabe in okvare.

Vir

Cilinder ni edini, ki prenaša velike obremenitve. Študije so pokazale, da med delovanjem rotorja znaten del obremenitve pade na tesnila, ki se nahajajo med šobami mehanizmov. Izpostavljeni so konstanten padec pritisk, ker največji vir motor ni večji od 100-150 tisoč kilometrov.

Po tem motor potrebuje remont, katerega stroški so včasih enaki nakupu nove enote.

Poraba olja

Poleg tega je rotacijski motor zelo zahteven za vzdrževanje.

Njegova poraba olja je več kot 500 mililitrov na 1.000 kilometrov, zaradi česar mora vsakih 4-5 tisoč kilometrov polniti tekočino. Če pravočasno ne opravite zamenjave, motor preprosto odpove. To pomeni, da je treba vprašanje servisiranja rotacijskega motorja pristopiti bolj odgovorno, sicer je najmanjša napaka polna dragih popravil enote.

Sorte

Trenutno obstaja pet vrst teh enot:

Rotacijski motor (VAZ-21018-2108)

Zgodovina ustvarjanja rotacijskih motorjev z notranjim zgorevanjem VAZ sega v leto 1974. Takrat je bil ustanovljen prvi konstrukcijski biro RPD. Vendar je imel prvi motor, ki so ga razvili naši inženirji, podobno zasnovo kot motor Wankel, ki je bil opremljen z uvoženimi limuzinami NSU Ro80. Sovjetski kolega je bil imenovan VAZ-311. To je prvi sovjetski rotacijski motor. Načelo delovanja na avtomobilih VAZ tega motorja ima enak algoritem za delovanje RP Wankel.

Prvi avtomobil, na katerega so začeli vgrajevati te motorje, je bila modifikacija VAZ 21018. Avtomobil se praktično ni razlikoval od svojega "prednika" - modela 2101 - z izjemo uporabljenega motorja z notranjim zgorevanjem. Pod pokrovom novosti je bil enoodsečni RPD z zmogljivostjo 70 konjskih moči. Kot rezultat raziskav na vseh 50 vzorcih modelov pa so bile ugotovljene številne okvare motorjev, zaradi katerih je tovarna Volzhsky opustila uporabo te vrste ICE v svojih avtomobilih naslednjih nekaj let.

Glavni razlog za okvaro domačega RPD so bila nezanesljiva tesnila. Vendar so se sovjetski oblikovalci odločili, da bodo ta projekt rešili tako, da bodo svetu predstavili nov dvoodsečni rotacijski motor VAZ-411. Nato je bil razvit motor z notranjim zgorevanjem VAZ-413. Njihove glavne razlike so bile v moči. Prva kopija je razvila do 120 konjskih moči, druga - približno 140. Vendar te enote niso bile spet vključene v serijo. V obratu so se odločili, da jih bodo namestili le na službena vozila, ki jih uporabljata prometna policija in KGB.

Motorji za letalstvo, "osmice" in "devetke"

V naslednjih letih so razvijalci poskušali ustvariti rotacijski motor za domača majhna letala, vendar so bili vsi poskusi neuspešni. Kot rezultat so oblikovalci spet začeli razvijati motorje za osebna vozila (zdaj s pogonom na sprednja kolesa) VAZ serij 8 in 9. Za razliko od svojih predhodnikov so bili na novo razviti motorji VAZ-414 in 415 univerzalni in jih je bilo mogoče uporabiti na modelih avtomobilov s pogonom na zadnja kolesa, kot so "Volga", "Moskvich" itd.

Značilnosti RPD VAZ-414

Ta motor se je prvič pojavil na "devetkah" šele leta 1992. V primerjavi s svojimi "predniki" je imel ta motor naslednje prednosti:

• Visoka specifična moč, ki je avtomobilu omogočila, da je v samo 8-9 sekundah dobil "sto".
• Velika učinkovitost. Iz enega litra zgorelega goriva je bilo mogoče dobiti do 110 konjskih moči (in to brez kakršnega koli forsiranja in dodatnega vrtanja bloka cilindrov).
• Visok potencial za povečanje. S pravilno nastavitvijo je bilo moč motorja povečati za več deset konjskih moči.
• Hitri motor. Tak motor je znal delovati tudi pri 10.000 vrtljajih na minuto. Pri takih obremenitvah je lahko deloval le rotacijski motor. Načelo delovanja klasičnih motorjev z notranjim zgorevanjem ne omogoča daljšega delovanja. visoki vrtljaji.
• Relativno nizka poraba goriva. Če so prejšnje kopije "pojedle" približno 18-20 litrov goriva za "sto", potem je ta enota v povprečnem načinu delovanja porabila le 14-15.

Trenutne razmere z RPD v Volžski avtomobilski tovarni

Vsi zgoraj opisani motorji niso bili deležni velike priljubljenosti in kmalu je bila njihova proizvodnja omejena. V prihodnosti Volžski avtomobilski obrat ne namerava oživiti razvoja rotacijskih motorjev. Tako bo RPD VAZ-414 ostal zmečkan kos papirja v zgodovini domačega strojništva.

Torej smo ugotovili, kakšen princip delovanja ima naprava rotacijski motor.

Rotacijski motor (RD) velja za motor z notranjim zgorevanjem, ki se skoraj popolnoma razlikuje od običajne batne enote. Kot veste, se v valju batnega motorja izvede več gibov: sesanje, kompresija, nato delovni hod in na koncu - izpuh.

Kar se tiče vozne steze, izvaja enake korake, medtem ko se izvajajo v različnih delih komore. Primerjali bi jih lahko le, če bi bil v batni enoti ločen valj za vsako potezo in bi se bat postopoma premikal od valja do valja.

Rotacijski motor je izumil in oblikoval dr. Felix Wankel, zato ga pogosto imenujejo Wankelov motor.

Načelo delovanja

Rotacijski motor uporablja tlak, ki nastane med zgorevanjem mešanice zrak-gorivo. Tak pritisk v batni motorji se ustvari v valjih, ki poganjajo bate.

Ročična gred in ojnice vrtijo bat in zahvaljujoč temu se začnejo kolesa avtomobila vrteti. AT ta motor, v komori nastane zgorevalni tlak, ki ga tvori del samega telesa in je zaprt z eno od strani trikotnega rotorja, ki deluje kot bati.

V tem videu boste prikazali, kako deluje rotacijski motor za Mazdo RX-8. Vesel ogled!

Vrtenja rotorja spominjajo na črto, potegnjeno s spirografom. Ta pot omogoča, da se vrhovi rotorjev dotikajo telesa motorja, ki tvori tri ločene količine plina.

Ko se rotor vrti, se te prostornine izmenično širijo in krčijo, kar zagotavlja vstop mešanice zraka in goriva v motor ter stiskanje in sproščanje izpušnih plinov. Ima sistem za vžig in vbrizg goriva, ki je podoben sistemom, ki se uporabljajo v batnih enotah.

Njegova zasnova se popolnoma razlikuje od batnega motorja. Rotor ima tri izbočene stranice, ki delujejo kot bati. Na vsaki strani naprave je posebna vdolbina, ki poveča hitrost vrtenja samega rotorja.

Tako ostane več prostora za mešanico zraka in goriva. Na vrhu vseh obrazov so kovinske plošče, ki ves prosti prostor delijo na kamere. Na vsaki strani rotorja sta dva kovinska obroča, ki tvorita stene komor.

V osrednjem delu naprave je zobnik, katerega zobje kažejo navznoter. To kolo se pari z zobnikom, ki je pritrjen na ohišje motorja. Ta matrica določa smer in smer vrtenja v ohišju motorja.

Značilnosti rotacijskega motorja

V tem videu vam bodo povedali o zgodovini motorjev in o tem, zakaj so tako izjemni.

Ohišje motorja je ovalne oblike, sama komora pa je zasnovana tako, da so vsi vrhovi rotorjev v stiku s steno komore.

Tvorijo tri ločene količine plina. Proces notranjega zgorevanja poteka v ohišju. Prostor glave telesa je razdeljen na štiri odseke za sesanje, stiskanje, gibanje in izpuh.

Pomembno je omeniti, da so vhodna in izstopna vrata v ohišju. V vratih ni ventilov. Vstopni priključek je neposredno povezan z ohišjem dušilke, izpušni priključek pa je neposredno povezan z izpušnim sistemom.

Izhodna gred ima zaobljene odmike, ki so ekscentrično nameščene. Z vsakim izrastkom je povezan rotor. Izhodna gred je analogna ročični gredi batnega motorja, vrteči se rotor potiska odmike.

Ker niso simetrično nameščeni, jih rotor pritiska s silo, zaradi katere se izhodna gred vrti.

Rotacijski motor je sestavljen v plasteh, motor z dvema rotorjema pa v petih plasteh, ki so pritrjeni z dolgimi vijaki, razporejenimi v krogu.

Hladilna tekočina prehaja skozi vse strukturne elemente. Oba zunanja sloja imata tesnila in ležaje za izhodno gred.

Prav tako izolirajo dele ohišja motorja, v katerih so nameščeni rotorji. Notranja površina vsakega dela je gladka, da se zagotovi pravilno tesnjenje rotorjev.

Upoštevati je treba, da je vstopna odprtina prisotna v najbolj oddaljenih delih. Ovalno telo rotorja in izhodna odprtina se nahajata v naslednji plasti. Tu je nameščen rotor.

V osrednjem delu so vhodna vrata - za vsakega rotorja je določeno eno takšno odprtino.

Rotacijski motor Mazda RX-8

Osrednji del ločuje rotorje, zato je njegova površina znotraj popolnoma gladka.

Prednosti in slabosti

Nekoč so številni vodilni proizvajalci avtomobilov opozorili na rotacijski motor.

Zaradi svoje zasnove in načela delovanja je imel pomembne prednosti pred batnimi motorji. Najprej je enota rotorja bolj uravnotežena in izpostavljena minimalnim vibracijam.

Poleg tega ima tak motor odlične dinamične lastnosti (v nizki prestavi lahko avtomobil s takim motorjem brez napora pospeši več kot 100 km / h pri visokih vrtljajih).

Ta enota je veliko lažja in bolj kompaktna kot batni motor. Ta motor uporablja manj komponent in je močnejši od batne enote.

Med slabostmi rotacijskega motorja so:

• povečana poraba goriva pri nizkih vrtljajih;
• zahtevnost izdelave posameznih delov, ki zahteva uporabo drage visoko natančne opreme;
• težnja k pregrevanju zaradi posebne oblike zgorevalne komore;
• obraba tesnil, ki se nahajajo med šobami zaradi pogostih padcev tlaka;
• potreba po pravočasnih in pogostih spremembah motorno olje (zamenjavo je treba opraviti vsakih 5000 kilometrov).

K delovanju rotacijskih enot je treba pristopiti bolj odgovorno kot k vzdrževanju batnih enot.

Pomembno je, da pravočasno opravite njihov remont in vzdrževanje.

Značilnost avtomobilov Mazda

Mazda je leta 1963 začela s proizvodnjo modelov z rotacijskimi motorji.

Najuspešnejši avtomobil podjetja, opremljen z vrtljivo enoto, je bil model RX-7, izdan leta 1978. Res je, da je bilo pred njim izdelanih veliko avtomobilov, avtobusov in tovornjakov z rotacijskimi motorji. Po RX-7, katerega proizvodnja se je ustavila leta 1995, je bil RX-8 dobavljen z rotacijskim motorjem.

Ta motor je leta 2003 veljal za najboljšo enoto. Ta motor z dvema rotorjema je proizvedel 250 konjskih moči. Leta 2008 pa je podjetje ustavilo prodajo Mazde RX-8 v Evropi zaradi emisij motorjev, ki niso ustrezale evropskim standardom.

Vendar pa so se razvijalci podjetja odločili, da se pri tem ne bodo ustavili, in ustvarili sodoben rotacijski motor Renesis 16X, ki ustreza mednarodnim in evropskim standardom.

Sistem vbrizga je bil bistveno preoblikovan, zaradi česar se gorivo porabi veliko bolj ekonomično.

Poleg tega je karoserija motorja izdelana iz sodobne aluminijeve zlitine. Podjetje je izdalo tudi rotacijsko enoto, ki lahko deluje na vodik. Najnovejši razvoj proizvajalec z rotacijskim motorjem je trenutno premacy Hydrogen RE Hybrid.

Kot veste, načelo delovanja rotacijskega motorja temelji na visokih hitrostih in odsotnosti gibov, ki ločujejo motor z notranjim zgorevanjem. To je tisto, kar ločuje enoto. RPD se imenuje tudi Wankelov motor, danes pa bomo upoštevali njegovo delo in očitne prednosti.

Video opisuje napravo in načelo delovanja rotacijskega motorja Zheltyshev:

Presenetljivo je, da so RPD poskušali začeti obratovati pri nas. Tak motor je bil razvit za vgradnjo na VAZ 21079, namenjen kot vozilu za posebne storitve. Toda projekt se žal ni zaživel. Kot vedno, premalo proračunski denar države, ki jih čudežno črpajo iz zakladnice.

Toda Japoncem je to uspelo. In ne želijo se ustaviti pri doseženem rezultatu. Po zadnjih podatkih bo proizvajalec Mazda izboljšal motor in kmalu izšel, že s povsem drugo enoto.

Poglejmo v RPD

Delovanje rotacijskega motorja je nekaj povsem drugega kot običajni motor z notranjim zgorevanjem. Prvič, zasnova motorja z notranjim zgorevanjem, kakršnega poznamo, bi morala biti stvar preteklosti. In drugič, poskusite absorbirati nova znanja in koncepte.

RPD je tako poimenovan zaradi rotorja, to je, ki se premika. To gibanje prenaša moč na sklopko in menjalnik. V bistvu rotor potisne energijo iz goriva, ki se nato preko menjalnika prenese na kolesa. Sam rotor je nujno izdelan iz legiranega jekla in ima, kot že omenjeno, obliko trikotnika.

Video prikazuje načelo delovanja rotacijsko batnega motorja Zuev:

Kapsula, kjer je rotor, je nekakšna matrica, središče vesolja, kjer potekajo vsi procesi. Z drugimi besedami, v tem ovalnem telesu:

• stiskanje mešanice;
• vbrizgavanje goriva;
• oskrba s kisikom;
• vžig mešanice;
• vrnitev zgorelih elementov v sprostitev.

Skratka, šest v enem, če želite.

Sam rotor je nameščen na posebnem mehanizmu in se ne vrti okoli ene osi, temveč teče. Tako znotraj ovalnega telesa nastanejo medsebojno izolirane votline, v vsaki od katerih potekajo nekateri procesi. Ker je rotor trikoten, obstajajo samo tri votline.

Vse se začne takole. V prvi nastali votlini pride do sesanja, to je, da je komora napolnjena z zrakom, ki je tu mešan.

Po tem se rotor zavrti in potisne to mešano zmes v drugo komoro. Tu zmes stisnemo in vžgemo z dvema svečama.

Nato mešanica preide v tretjo votlino, kamor se premaknejo deli porabljenega goriva.

To je celoten cikel RPD. Ni pa tako preprosto. Shemo RPD smo pregledali samo z ene strani. In ta dejanja se dogajajo nenehno. Povedano drugače, procesi se takoj pojavijo s treh strani rotorja. Posledično se v samo enem obratu enote ponovijo trije cikli.

Poleg tega je bil izboljšan rotacijski motor. Danes Mazdini rotacijski motorji nimajo enega, ampak dva ali celo tri rotorje, kar bistveno poveča produktivnost, zlasti v primerjavi z običajni motor notranje izgorevanje. Za primerjavo: dvorotorni RPD je primerljiv s šestvaljnim motorjem z notranjim zgorevanjem, trirotorni pa z dvanajstvaljnim. Tako se izkaže, da so se Japonci izkazali za tako daljnovidne in so takoj prepoznali prednosti rotacijskega motorja.

Spet zmogljivost ni ena od prednosti RPD. Ima jih veliko. Kot smo že omenili, je rotacijski motor zelo kompakten in v njem uporablja tisoč manj delov kot pri istem motorju z notranjim zgorevanjem. V RPD sta le dva glavna dela - rotor in stator, nič lažjega pa ne bi bilo.

Načelo delovanja rotacijsko batnega motorja je mnogim nadarjenim inženirjem presenečeno dvignilo obrvi. In danes si nadarjeni inženirji zaslužijo vse vrste pohval in odobravanja. Ni šala verjeti v delovanje na videz zakopanega motorja in mu dati drugo življenje, pa še to drugo življenje!