Ana motor türleri içten yanma ve buhar motorlarının ortak bir dezavantajı vardır. Karşılıklı hareketin dönme hareketine dönüşümü gerektirmesi gerçeğinden oluşur. Bu da hem düşük üretkenliğe hem de içerdiği mekanizma parçalarının oldukça yüksek oranda aşınmasına neden olur. Çeşitli türler motorlar.
Pek çok insan, hareketli elemanların yalnızca döndüğü bir motor yaratmayı düşündü. Ancak bu sorunu yalnızca bir kişi çözmeyi başardı. Kendi kendini yetiştirmiş bir tamirci olan Felix Wankel, döner pistonlu motorun mucidi oldu. Bu adam hayatı boyunca herhangi bir uzmanlık kazanmadı, ne de Yüksek öğretim. Wankel döner pistonlu motoruna daha yakından bakalım.
Mucidin kısa biyografisi
Felix G. Wankel, 1902'de 13 Ağustos'ta küçük Lahr kasabasında (Almanya) doğdu. Birinci Dünya Savaşı sırasında geleceğin mucidinin babası öldü. Bu nedenle Wankel, spor salonundaki eğitimini bırakmak ve bir yayınevinin kitap satış mağazasında satış asistanı olarak işe girmek zorunda kaldı. Bu sayede okuma bağımlısı oldu. Felix okudu özellikler motorlar, otomotiv, mekanik kendiniz. Dükkânda satılan kitaplardan bilgi edindi. Daha sonra uygulanan Wankel motor devresinin (daha doğrusu yaratılma fikrinin) bana bir rüyada geldiğine inanılıyor. Bunun doğru olup olmadığı bilinmez, ancak mucidin olağanüstü yeteneklere, mekaniğe karşı tutkuya ve birçok şeye dair eşsiz bir bakış açısına sahip olduğunu kesinlikle söyleyebiliriz.
İlk motor türleri
Dönüş sırasında geleneksel bir motorun 4 döngüsünün tamamını gerçekleştirmenin nasıl mümkün olduğunu anlayan mucit, onu tasarlamaya başladı. 1924'te Wankel küçük bir atölye kurdu. Aynı zamanda laboratuvar olarak da hizmet veriyordu. Felix Wankel burada döner piston sistemlerini incelemeye başladı. 1936 yılında mucit tarafından bir araya getirilen model BMW şirketinin ilgisini çekti. Wankel parayı aldı ve kendisine Lindau'da kendi laboratuvarı verildi.
Orada uçak motorlarının prototiplerini geliştirmesi gerekiyordu. Ancak II. Dünya Savaşı'nın sonuna kadar tek bir Wankel döner motoru seri üretime gönderilmedi. Bunun nedeni muhtemelen tasarımı kullanılabilir duruma getirmenin ve seri üretime geçmenin oldukça fazla zaman gerektirmesiydi.
Savaş sonrası yıllar
Faşizmin yenilgisinden sonra laboratuvar kapatıldı ve orada bulunan tüm ekipmanlar Fransa'ya nakledildi. Sonuç olarak Wankel işsiz kaldı. Bu, Nasyonal Sosyalist Parti'ye eski üyeliğiyle kolaylaştırıldı. Ancak kısa bir süre sonra Felix, tasarım mühendisi olarak NSU'ya davet edildi. O zamanlar bu şirket en eski otomobil ve motosiklet üreticisi olarak kabul ediliyordu.
Prototip
1957'de Walter Frede'nin (NSU'nun baş mühendisi) desteği sayesinde, döner pistonlu motor ilk kez bir arabaya takıldı. Motor bir NSU Prinz'e kuruldu. Ancak orijinal tasarım mükemmel olmaktan çok uzaktı. O kadar karmaşıktı ki, bujileri değiştirmek için bile neredeyse tüm motorun sökülmesi gerekiyordu. Ayrıca tasarım çok güvenilmezdi, ekonomik değildi ve verimliliği çok düşüktü. Bu nedenle Wankel motoru üretime girmedi. Arabalar geleneksel bir içten yanmalı motorla montaj hattına çıktı. Bununla birlikte, döner pistonlu motor yalnızca var olma hakkını kanıtlamakla kalmadı, aynı zamanda o dönem için etkileyici bir potansiyel de gösterdi. Kullanım beklentileri o kadar çekiciydi ki hiçbir şey tasarım mühendislerini durduramazdı. Mucidin kendisi, beyninin iyileştirilmesi gerektiğini anladı; motorun hem çalışmasının hem de onarımının mümkün olduğunca az zorluğa neden olmasını sağlamaya çalıştı. O andan itibaren motoru operasyonel mükemmelliğe getirmek için aktif çalışma başladı.
Wankel motoru: tasarım
Motor nedir? Rotorun ortasında yuvarlak bir delik bulunmaktadır. İçi dişli gibi dişlerle kaplıdır. Deliğe daha küçük çaplı bir şaft yerleştirilir. Ayrıca dişleri de var. Şaftın kaymasını önlerler. Çapların oranları, üçgenlerin köşelerinin hareketi tek bir kapalı eğri boyunca gerçekleştirilecek şekilde seçilir. Buna "epitrokoid" denir. Wankel'in görevi öncelikle böyle bir mekanizmanın mümkün olduğunu anlamaktı. Daha sonra her şeyi doğru ve doğru hesaplaması gerekiyordu. Sonuç olarak, Reuleaux üçgeni şeklinde yapılmış bir piston, değişken konum ve hacimdeki üç odayı keser.
Özellikler
Motorun tasarım özellikleri geleneksel motorlardan önemli ölçüde üstündür. Özellikle bölmelerin sızdırmazlığı uç ve radyal sızdırmazlık plakaları ile sağlanmaktadır. Şerit yaylar, gaz basıncı ve merkezkaç kuvvetleri kullanılarak “silindire” bastırılırlar. Motorun performans açısından özellikleri de özel ilgiyi hak ediyor. Tüm çevrim boyunca şaft 3 tam devir yapar. Geleneksel bir pistonlu motorda bu sonuç altı silindir kullanılarak elde edilebilir.
Endüstriye giriş
1957'deki ilk başarılı gösterimin ardından Wankel motoru, dönemin en büyük otomobil devlerinin ilgisini çekti. Böylece lisansı satın alan ilk firma Curtiss-Wright oldu. Bir yıl sonra buluş Mazda, Friedrich Krupp, MAN ve Daimler-Benz gibi tanınmış şirketler tarafından kullanılmaya başlandı. Oldukça kısa bir süre içinde, dünyaca ünlü olanlar da dahil olmak üzere yaklaşık yüz şirket lisans aldı: Ford, BMW, Porsche, Rolls-Royce.
Avantajları
Wankel motorunun avantajları nelerdir? Motorun çalışma prensibi, herhangi bir dört zamanlı çevrimin, gaz dağıtım mekanizması kullanılmadan uygulanmasıdır. Bu sayede motorun tasarımı büyük ölçüde basitleştirilmiştir. Tipik bir 4 zamanlı pistonlu motorda yaklaşık bin tane daha eleman bulunur. En büyük otomotiv firmalarının büyük ilgisi, tasarımın potansiyelinden kaynaklandı. Kuşkusuz avantajları üretim kolaylığı, basit motor onarımı, kompaktlık ve düşük ağırlıktır. Bütün bunlar otomobilin yol tutuşunun iyileştirilmesine yardımcı oluyor ve şanzımanın konumunu kolaylaştırıyor.
Motorun kompaktlığı, kullanışlı ve sessiz bir ortam oluşturmanıza olanak sağlar. geniş salon. Geliştirilmiş motor modelleri, oldukça ekonomik yakıt tüketimiyle yüksek güç geliştirme kapasitesine sahiptir. Örneğin 1300 cm3 hacimli modern bir motor 220 hp güce sahiptir. İle. Wankel motorunu bir turboşarjla donatırsanız 350 hp'ye kadar güç elde edebilirsiniz. İle. Tasarımın bir diğer avantajı ise titreşim ve gürültünün çok düşük seviyede olmasıdır. Wankel motoru mekanik denge ile karakterize edilir. Az sayıda parça sayesinde azaltılmış gürültü ve titreşim seviyeleri elde edilir (geleneksel motorlara göre %40 daha az). Motorun dinamik özelliklerine de dikkat etmek önemlidir. Düşük viteste, fazla yük olmadan, aracı 100 km/saat hıza kadar hızlandırabilirsiniz. yüksek hız. Motor tasarımında ileri geri hareketi dönme hareketine dönüştürecek bir mekanizma bulunmamaktadır. Bu nedenle Wankel motoru dayanabilir yüksek hız Geleneksel içten yanmalı motorlarla karşılaştırıldığında.
Coşkunun sonu
1964'te NSU Spyder piyasaya sürüldü ve ardından efsanevi model Ro 80. Ve şu anda dünyada bu arabaların hayranları için oldukça fazla kulüp var. Daha sonra Corvette XP, Mercedes C-111 ve Citroen M35 gibi modeller montaj hattından çıktı. Ancak seri üretim yapan tek firma Mazda'ydı. 1967'den beri RPD'li 2-3 yeni araba üretti. Wankel motoru hafif uçaklara, kar motosikletlerine ve teknelere kuruldu. 1973'te coşkunun sonu geldi. O dönemde petrol krizi tüm hızıyla sürüyordu. Bu dönemde RPD'nin ana dezavantajı kendini gösterdi - kârsızlık. Hariç Mazda, tüm üreticiler döner motorlu otomobillerin üretimine yönelik programları kısaltmıştır. Ancak yalnızca Mazda bu tür arabaları üretmeye devam etti. Şirketin Amerika'daki satışları önemli ölçüde azaldı.
RPD'nin dezavantajları: kırılganlık ve güvenilmezlik
Döner motorların avantajlarının yanı sıra önemli dezavantajları da vardı. Her şeyden önce çok kısa ömürlü oldular. Böylece test sırasındaki ilk RPD modellerinden biri tüm hizmet ömrünü 2 saatte tüketti. Daha başarılı bir prototip 100 saate dayanabildi. Ancak bu, makinenin normal çalışmasını garanti etmedi. Asıl sorun, odanın iç yüzeyindeki eşit olmayan aşınmaydı. Çalışma sırasında üzerinde enine oluklar oluştu. Çok anlamlı bir isim aldılar: "şeytanın işaretleri." Lisansı aldıktan sonra Mazda, motorun iyileştirilmesiyle ilgilenen özel bir departman kurdu. Rotor döndükçe üst kısmında bulunan tapaların titremeye başladığı kısa sürede anlaşıldı. Bu nedenle bu oluklar ortaya çıkıyor. Bugün dayanıklılık ve güvenilirlik sorunu çözüldü. Bu amaçla üretimde seramik dahil yüksek kaliteli kaplamalar kullanılmaktadır.
Egzozların yüksek toksisitesi
Bu da RPD'nin başka bir dezavantajıdır. Geleneksel motorlarla karşılaştırıldığında, Wankel motoru daha az nitrojen oksit yayıyor, ancak yakıtın eksik yanmasından kaynaklanan birçok kez daha fazla hidrokarbon yayıyor. Mazda mühendisleri hızla buldu etkili çözüm Sorunlar. Uzmanlar bir “termal reaktör” yarattılar. İçinde hidrokarbonların sonradan yanması meydana gelir. Mazda R 100 bu unsuru kullanan ilk otomobildi. 1968'de "termal reaktörlü" başka bir model piyasaya sürüldü - Familia Presto Rotary. Birkaç arabadan biri olan bu araba, Amerika Birleşik Devletleri'nin 1970 yılında ithal araçlar için öne sürdüğü oldukça sıkı bir çevre testini hemen geçti.
Ekonomik
Bu RPD ile ilgili başka bir sorundur. Kısmen yukarıda anlatılanlardan kaynaklanmaktadır. Standart bir RPD'deki yakıt tüketimi, içten yanmalı bir motora göre önemli ölçüde daha yüksektir. Bu sorun yine Mazda uzmanları tarafından çözüldü. Karbüratörün ve termoreaktörün işlenmesi de dahil olmak üzere bir dizi önlem alarak, egzoz sistemiısı eşanjörü, yeni bir ateşleme yaratılması ve katalitik konvektörün geliştirilmesi sayesinde mühendisler tüketimde %40 oranında bir azalma elde ettiler. Bu, RX-7 modelinin 1978'de piyasaya sürülmesini mümkün kıldı.
Yerli üretim
AvtoVAZ, Mazda'nın yanı sıra RPD'li otomobiller de üretti. 1974 yılında tesiste özel bir tasarım bürosu kuruldu. Tolyatti'de RPD'nin seri üretimine yönelik atölyelerin inşaatına başlandı. Başlangıçta VAZ'ın Batı teknolojisini basitçe kopyalayacağı varsayıldığı için, yeniden üretim kurulmasına karar verildi. Mazda'nın motoru. Aynı zamanda yerli motor yapım enstitülerinin uzun vadeli gelişmeleri tamamen göz ardı edildi.
Wankel ile Sovyet yetkilileri arasındaki müzakereler uzun sürdü. Bazı toplantılar doğrudan Moskova'da gerçekleşti. Ancak yeterli para olmadığından bazı teknolojiler hiç kullanılmadı. 1976'da ilk tek bölümlü VAZ-311 motoru piyasaya sürüldü. Gücü 65 hp idi. İle. Sonraki beş yıl boyunca tasarım geliştirildi. Bundan sonra tesis 50 adet üretti. deneysel arabalar Wankel motoruyla. Şirketin çalışanları arasında anında yayıldılar. Ancak kısa süre sonra arabalardaki motorun yalnızca dışarıdan Japon motoruna benzediği anlaşıldı. Tasarımı son derece güvenilmezdi. Altı ay içinde tüm motorlar değiştirildi ve tasarım bürosu personeli azaltıldı.
Ancak özel servisler sayesinde motorun yerli üretimi kurtarıldı. Yapının hizmet ömrü ve yakıt tüketimi konusunda fazla endişe duymuyorlardı. Motorun dinamik özelliklerinden daha çok etkilendiler. Kısa sürede, iki VAZ-311 motorundan iki bölümlü bir tane monte edildi. Gücü neredeyse iki katına çıktı - 120 hp'ye. İle. Motoru özel bir ünite olan VAZ-21019'a kurmaya başladılar. Bu model resmi olmayan "Arkan" adını aldı.
Yeniden kullanım
Özel siparişler tasarım bürosuna yeni bir soluk getirdi. VAZ, otomobil ve su sporları için motor üretmeye başladı. Arabalar sıklıkla birinciliği kazanmaya başladı. Spor yetkilileri de RPD'nin kullanımını yasaklamak zorunda kaldı. 1987'de Shnyakin, Pospelov'un (tasarım bürosu başkanı) yerini aldı. O hoşlanmadı kara taşımacılığı havacılığa daha çok yöneliyoruz. SKB, liderliğinin başlangıcından bu yana faaliyetlerini uçak motorları üretimine yeniden odakladı. Ülke arabalardan çok daha az uçak ürettiğinden bu yanlış bir stratejiydi. Tesis esas olarak motor satışından kar elde etti.
Bir sonraki hata, yeniden odaklanmaktı düşük güçlü motorlar. Japonlar RPD'yi yüklüyor Spor arabalar. Ve VAZ, daha hızlı arabalara dinamik motor takmanın daha uygun olmasına rağmen kompakt Oka modelleri üretti. Öyle ya da böyle, iç yollarda RPD'li birkaç Oka mini arabası ortaya çıktı. 1998 yılına gelindiğinde, iki silindirli 1.3 litrelik döner motorun sivil versiyonunun hazırlanması nihayet tamamlandı. VAZ 2107-2109 ve 2105 modellerine kuruldu.
Nihayet
Dünyanın önde gelen üreticileri neden hala tamamen RPD'li araç üretmeye geçemedi? Gerçek şu ki, bu tür motorların üretimi, her şeyden önce, birçok farklı nüansı içeren çok hassas bir teknoloji gerektiriyor. Hatta herkes değil büyük şirket Mazda'nın yoluna gidebilir. Üstelik bu bir donanım meselesi. Wankel motorunu üretmek için epitrokoidli yüzeyleri döndürecek yüksek hassasiyetli makinelere ihtiyaç vardır. Bugün fabrikalarda kullanılan ekipmanlar için bu tür çalışmalar oldukça yapılabilir. Bugün sadece Mazda RPD konusunda ciddi araştırmalar yapıyor. Şirketin mühendisleri tasarımı sürekli olarak geliştiriyor ve birçok farklı sorunu çözüyor. Japonya'da üretilen döner motorlar, güvenilirlik, yakıt tüketimi ve çevre dostu olma açısından uluslararası kabul görmüş standartları karşılamaktadır.
Seri üretilen Sovyet arabalarında özel bir şey yoktu teknik yenilik- dizel yok, otomatik şanzıman yok, hidropnömatik süspansiyon yok, turboşarj yok. Büyük bir ülkede her türlü araba talep görüyordu ve çeşitli nedenlerden dolayı oldukça basit ve onarılabilir tasarımlar seri üretildi.
"Sovyetler'in kendi gururuna sahip olması" ve bunun nasıl bir gurur olduğu daha da şaşırtıcıdır. yolcu arabaları döner pistonlu motor! Dahası, "rotor konusu" seksenli yılların başında söylentiler, varsayımlar ve efsanelerle büyümüştü ve çılgın doksanlı yıllarda RPD'li VAZ arabalarının ücretsiz satışta ortaya çıkışı bile tüm i'leri noktalamamıştı.
Öncüler: Felix Heinrich Wankel
Kendi kendini yetiştirmiş Alman mühendis Felix Wankel, yirmili yıllarda döner pistonlu bir motor geliştirmeye başladı, ancak savaş öncesi dönemde, BMW ve Havacılık Bakanlığı'nın desteğine rağmen hiçbir zaman prototip uçak motorlarını tamamlayamadı.
İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra Wankel ekipmanları sökülerek Fransa'ya götürüldü. Buna rağmen tasarım mühendisi, artık NSU'nun desteğiyle kendi RPD'si üzerinde çalışmayı bırakmadı. Ellili yılların ortalarında Wankel teorik kısmı tamamladı ve 1957'de test sonuçlarına dayanarak tasarımda gerekli değişikliklerin yapıldığı bir prototip üretti.
 |
Rotorun babası – Felix Wankel
Wankel'in çalışmaları hiçbir şekilde "akademik" nitelikte değildi: 1963'te ilk üretime başlandı. üretim modeli NSU - Prince Spyder ve daha sonra NSU Ro 80 business class sedan da yenilikçi bir motorla donatıldı.
1 / 4
2 / 4
3 / 4
4 / 4
1 / 2
2 / 2
Ne zaman Audi NSU markasını ve geliştirmelerini "miras aldı", hatta ikinci nesil Sotka'yı temel alan Audi KKM'nin bir prototipini bile piyasaya sürdü. Gelecekte Audi, Wankel motorları temasını sürdürmedi.
Ancak RPD'nin özellikleri oldukça hızlı bir şekilde geleneksel pistonlu içten yanmalı motorlara karşı pazar zaferi elde etmesini engelledi. krank mekanizması. Bununla birlikte, Wankel motorlarının seri üretime geçtiği yıllarda, birçok büyük otomobil üreticisi bu tür birimleri üretme hakkının patentini aldı ve bunlardan bazıları "rotor temasını" ciddi bir şekilde ve uzun süre geliştirmeye başladı. Belki de en ünlü üretici RPD: Japon şirketi Renesis motorunu yaratan Mazda.
1 / 8
2 / 8
Mazda hemen motorlarını alışılmadık bir tasarımla donatmaya başladı. spor kupaları
3 / 8
Mazda, spor coupe modellerini hemen sıra dışı tasarımlı bir motorla donatmaya başladı.
4 / 8
Mazda, spor coupe modellerini hemen sıra dışı tasarımlı bir motorla donatmaya başladı.
5 / 8
Mazda, spor coupe modellerini hemen sıra dışı tasarımlı bir motorla donatmaya başladı.
6 / 8
Mazda, spor coupe modellerini hemen sıra dışı tasarımlı bir motorla donatmaya başladı.
7 / 8
Mazda, spor coupe modellerini hemen sıra dışı tasarımlı bir motorla donatmaya başladı.
8 / 8
Mazda, spor coupe modellerini hemen sıra dışı tasarımlı bir motorla donatmaya başladı.
1 / 2
2 / 2
Mazda Roadpacer - Japonlar bu isim altında Avustralya Holden sedanını RPD'siyle ABD'de sattı!
1 / 3
2 / 3
Onlarca yıllık üretim boyunca rotoru "parlatan" Japon şirketi Mazda'ydı - elbette mümkün olduğu ölçüde
3 / 3
Onlarca yıllık üretim boyunca rotoru "parlatan" Japon şirketi Mazda'ydı - elbette mümkün olduğu ölçüde
SSCB'de yapıldı
VAZ'da döner pistonlu motor üretmeye başlama fikri nasıl ortaya çıkabilir?
SSCB, yirminci yüzyılın ortalarında pistonlu motorların çeşitli alternatif tasarımları üzerinde çalıştı - elbette otomotiv endüstrisi için değil havacılık için. Potansiyel olarak bu tür motorlar, özellikle uçak yapımında değerli olan daha yüksek çıktı sağlayabilir. Sovyetler Birliği'nde RPD konusu doğrudan “VAZ öncesi” dönemde başladı - Otomotiv Endüstrisi Bakanlığı ve Tarım Makineleri Bakanlığı'nın talimatıyla üç araştırma enstitüsü (NAMI, NATI ve VNIImotoprom) araştırma çalışmalarına başladı. RPD'nin oluşturulması.
Makaleler / Tarihçe
Önemli bir kuş: GAZ-13 Chaika'nın gelişim tarihi
Bu arada, Stalin'in kişilik kültünü çürüten Nikita Sergeevich Kruşçev de Amerikan ekipmanlarını ulaşım aracı olarak kullandı. 1944'ten 1949'a kadar CPSU Merkez Komitesinin gelecekteki Birinci Sekreteri'nin kişisel kullanımında...
13780 2 21 09.12.2016
Bu nedenle, Wankel'in gelişimi ve Sovyetler Birliği'ndeki üretim arabalarına pratik uygulaması gözden kaçmadı. Üstelik hafif ve güçlü motor bazı özel amaçlı araçlara (örneğin "yetişme" arabaları veya spor arabaları) talep duyulabilir.
Geleneksel olarak, SSCB otomobil endüstrisi için güçlü iradeli bir karar yalnızca "en üstte", yani bakanlık düzeyinde alınabiliyordu.
Ancak VAZ'ın emriyle rotor üzerinde çalışmaya başladılar. Genel Müdür 1973'te Volzhsky Otomobil Fabrikası - görünüşte kendi takdirine bağlı olarak. Ancak her şey o kadar basit değil: geçiş yapmadan önce yeni proje- Volga otomobil devinin inşaatı, 1965'te Viktor Nikolaevich Polyakov bakan yardımcısı olarak görev yaptı Otomotiv endüstrisi SSCB ve 1975'te SSCB Otomotiv Sanayii Bakanlığı'na başkanlık ederek tamamen bakanlık başkanlığına döndü. Dolayısıyla rotorla ilgili çalışmanın Otomotiv Sanayi Bakanı ve eski yardımcısı tarafından tek kişi tarafından “iki dakika bile beklemeden” onaylandığı ileri sürülebilir.
Böylece, Genel Müdürün ilgili emri çıkarıldıktan sonra, görevi yalnızca kendi tasarımımız olan motorları geliştirmek değil, aynı zamanda Wankel motorunun "genel eksikliklerini" ortadan kaldırmak olan özel bir tasarım bürosu oluşturuldu. Sovyet tasarımcıları bunun zaten farkındaydı.
Batılı meslektaşlarının aksine, SSCB'de "kendi tasarımı" aslında kişinin kendi versiyonunu geliştirmesi ve bir patent veya hazır lisans satın alması anlamına gelmiyordu. Otomatik şanzımanda olduğu gibi, Sovyet mühendisleri, seçenek eksikliği nedeniyle, tek bölümlü Wankel motorunun kendi versiyonunu yapmak zorunda kaldılar ve bu amaçla bir Japon RPD'yi söktüler. Ancak daha önce, "tam ölçekli test" için, rotor üzerinde çalışmak üzere özel olarak satın alınan Mazda RX-2'den çıkarılan motor, üçüncü modelin Zhiguli'sine takıldı.
1 / 4
2 / 4
Mazda RX-2, VAZ için hem tasarımın hem de Zhiguli'ye kurulan ilk RPD'nin bağışçısı oldu
3 / 4
Mazda RX-2, VAZ için hem tasarımın hem de Zhiguli'ye kurulan ilk RPD'nin bağışçısı oldu
4 / 4
Mazda RX-2, VAZ için hem tasarımın hem de Zhiguli'ye kurulan ilk RPD'nin bağışçısı oldu
Zaten ilk aşamalarda VAZ, kompaktlığına ve yüksek güç kaynağına rağmen hafif ve güçlü RPD'nin çok ekonomik ve çevre dostu olmadığı ve ayrıca contaların sık sık arızalanmasıyla da karakterize edildiği gerçeğiyle karşı karşıya kaldı. Aslında, Wankel tasarımının motorlarını üstlenen herkes, bu soyadının taşıyıcısı olan Alman mühendisten başlayarak onlarca yıldır bu sorunla mücadele etti. Ve bu arada, NSU Ro-80'deki motorların hızlı arızalanmasının nedeni tam da contaların düşük güvenilirliğiydi, bu da üreticiyi yakında bu arabayı üretmeyi bırakmaya ve "dönme sorununu kapatmaya" zorladı.
SKB RPD'nin VAZ-301 adı altındaki ilk prototipi 1976'da hazırdı, ancak Togliatti'de rotorun seri olarak piyasaya sürülmesinden bahsetmek için henüz çok erkendi - tasarımın açıkça "ham" olduğu ortaya çıktı.
Döner pistonlu motorun VAZ versiyonu, Volzhsky Otomobil Fabrikasını özellikle bu amaçla ziyaret eden Felix Wankel tarafından bile beğenildi. "Rotorun babası" Togliatti RPD'nin genel düzenini onayladı.
Zaten 1982'de, VAZ-21018 gösterildi - 70 hp gücünde bir VAZ-311 motorlu normal bir VAZ-21011.
Gerçek çalışma koşullarında tasarım kusurlarını belirlemek için, beş düzine Zhigulis'e kurulan 50 motorluk bir parti üretildi, ancak sadece altı ay sonra, biri (!) hariç tüm motorların geleneksel olanlarla değiştirilmesi gerekiyordu. . Contalar ve yataklar hızla arızalandı ve ayrıca motorun dengesiz ve oldukça açgözlü olduğu ortaya çıktı.
Yerde ve gökte
İlk ciddi başarısızlık ve ardından gelen disiplin cezalarının ardından VAZ, rotorlar üzerinde çalışmayı bırakmadı, ancak sonunda tek bölümlü tasarımdan iki bölümlü tasarıma geçmeye karar verdi. Böyle bir motor potansiyel olarak yalnızca daha güçlü değil, aynı zamanda daha güvenilirdi.
O zamana kadar, Sovyet rotoru potansiyel olarak zaten çok somut bir uygulama kapsamına sahipti - örneğin, Devlet Trafik Polisi, İçişleri Bakanlığı ve KGB'nin özel kuvvetlerinin resmi araçlarına kurulum için. Departman arabalarında, zayıf yakıt verimliliği gibi eksiklikler arka planda kaldı ve yüksek dinamik özellikler belirleyici oldu. Şirket araçlarında çalışırken VAZ uzmanlarının şunları alabilmesi çok önemlidir: detaylı bilgi uygulamada tespit edilen eksiklikler ve kusurlar hakkında, ancak aşağı yukarı aynı koşullar altında, bu da değerlendirmenin belirli bir objektifliğini sağladı.
Zaman zaman Sovyet basını alışılmadık bir tasarıma sahip motor hakkında çok az haber yaptı
1983 yılına gelindiğinde iki yeni iki bölümlü RPD geliştirildi - 110-120 kapasiteli VAZ-411 At gücü ve 140 beygir gücünde bir VAZ-413. Rotorların yalnızca Zhiguli fabrikası için “yerli” olanlara kurulmayacağı varsayıldı. çeşitli modeller, aynı zamanda diğer araçlar için de Güvenlik güçleri- özellikle Volga. Elbette böyle bir güç ünitesini bir sedana kurmak Gorki Otomobil Fabrikası montaj ve bazı iletim bileşenlerinde uygun değişiklikler yapılması gerekiyordu.
1 / 3
2 / 3
VAZ-21059 – döner “beş”. Yine de dışarının alışılagelmiş halinden bir farkı yok.
3 / 3
VAZ-21059 – döner “beş”. Yine de dışarının alışılagelmiş halinden bir farkı yok.
Aynı zamanda, neredeyse kullanıma hazır RPD'ler, Togliatti bürosuna helikopterlerde ve hafif uçaklarda kullanılmak üzere bir versiyon geliştirmesini emreden havacılar tarafından da fark edildi.
Bununla birlikte, diğer birçok işletme de döner pistonlu tip motorlarla ilgilenmeye başladı ve Tolyatti sakinlerine tekneler, amfibi araçlar ve hatta motosikletler için birimler geliştirmelerini emretti! Tesis bu hizmetleri o dönemde yaygın olarak kullanılan kendi kendini finanse etme şartlarına ilişkin sözleşmeler kapsamında sağladı, dolayısıyla SKB'nin faaliyetleri VAZ için kârsız değildi. Ayrıca prototipler Uçak motorları VAZ-416 ve VAZ-426, doksanlı yılların ortalarında VAZ Bilimsel ve Teknik Merkezi'nin faaliyet gösterdiği dönemde zaten geliştirildi.
Çeşitli RPD uygulamaları, tasarımcıların, otomobil ve uçak motorlarının tasarım çözümlerinin, hava ve otomobil taşımacılığında motorların çalışma modlarındaki önemli farklılıklar nedeniyle tamamen aynı olamayacağını anlamalarını mümkün kılmıştır.
Makaleler / Tarihçe
“Antilop” un karmaşık cinsi: VAZ-2110'un tarihi
Üç kapılı hatchback 2108'in piyasaya sürülmesinden çok önce, geliştiriciler, açıkçası modası geçmiş Zhiguli'nin yerini alacak yeni bir sedanın gerekli olduğunu açıkça ortaya koydu. Görüşler bölünmüştü: Bazı tasarımcılar şu görüşteydi...
49960 11 10 20.12.2015
Bu nedenle, "tek" bir rotorun eşzamanlı gelişimi pratik anlamdan yoksundur - bunun yerine iş, belirli çözümlere göre değil, teknolojik ve üretim temeline göre birleştirilebilir.
RPD ve önden çekişli
Şu soru ortaya çıkıyor: Peki ya önden çekişli otomobiller? VAZ gerçekten kendi G8'ine dikkat etmedi mi?
Elbette yaptı: Temelde yeni bir aile için RPD üzerinde çalışma, VAZ-2108 üretime yeni hazırlanırken başladı - 1979'da, ancak "önden çekişli rotor" konusuna daha ayrıntılı olarak geri döndüler. Zaporozhye Otomobil Fabrikası ile bir anlaşma imzalayarak perestroyka'nın başlangıcı. Ve 1987'ye gelindiğinde, önden çekişli VAZ ve ZAZ arabaları için VAZ-414'ün prototipleri geliştirildi ve Togliatti'de 40 beygir gücündeki RPD'lerinin 1185 endeksi altında bir versiyonunu bile yarattılar... Tamam! Ancak daha sonra yönetim havacılık yönünü tercih etti ve otomobil RPD'leri üzerindeki çalışmalar askıya alındı.
Küçük ölçekli üretim olağandışı değişiklik"Beş" temelli Zhiguli arabaları SSCB'nin çöküşüne kadar devam etti, ancak bu tür araçların kolluk kuvvetleri tarafından hükümet tarafından satın alınması çok küçüktü ve kaputun altında rotorlu arabalar "dışarıda" satılmadı.
Ancak çok geçmeden tesisin kendi yeni gelişmeleri için zamanı kalmadı - seksenlerin sonlarında devlet desteği araba fabrikaları kapatıldı ve fabrika işçilerinin zaten yapacak bir şeyleri vardı - örneğin, gelecek vaat eden bir veya yaratmak.
En son otomobil RPD VAZ
VAZ'da döner otomobil motorları konusuna yalnızca tesisin faaliyet gösterdiği Rusya döneminde geri döndüler, zor doksanlı yıllarda bile ilginç bir gelişme olan "bezin altından çıkma" fırsatını buldular. Sonuçta, o zamanlar dünyada, VAZ RPD'nin gelişmiş güç açısından oldukça karşılaştırılabilir olduğu sıradan şehir hatchback'lerinin "ısıtılmış" modifikasyonları uzun süredir vardı.
2108 ailesinin arabalarında böyle bir motorun varlığı tüketici ilgisini "canlandırabilir" - en azından Tolyatti'de buna güveniyorlardı.
Zor koşullarda bile, Samara için yeni RPD oldukça hızlı bir şekilde ustalaştı - neyse ki, VAZ-415 motorunun sıfırdan geliştirilmesine gerek yoktu. Bazı kaynaklar, seri bir ürüne dönüştürülmesi sırasındaki geliştirme çalışmasının oldukça aceleyle veya çok başarılı bir şekilde gerçekleştirilmediğini, bunun sonucunda motorun diğer VAZ RPD'lerinde bulunan bazı eksiklikleri hala koruduğunu iddia ediyor. Bununla birlikte, bu motorun, tam tersine, geçmiş gelişmelerin tüm avantajlarını - hem 413. motordan bilinen yeterli bir kaynak hem de VAZ-414'ten miras alınan "yoğun" bir düzen - emdiğine dair başka bir görüş daha var.
Neredeyse aynı zamanda klasikler de güncellendi: 1992'de "Yedi" temel alınarak Zhiguli VAZ-21079'un 140 beygir gücünde bir VAZ-4132 motorla modifikasyonunun üretimi başladı.
1 / 3
2 / 3
Yedinci model RPD'li son Zhiguli oldu
3 / 3
Yedinci model RPD'li son Zhiguli oldu
Bununla birlikte, 1997 yılında VAZ-415 nihayet, kısa süre sonra otomobil bayilerinde ortaya çıkan sıradan ticari araçlara kurulumuna izin veren bir sertifika aldı.
“Sivil hayatta”: Sadece ölümlülerin erişebildiği RPD, hemen Rus otomobil yayınlarının sayfalarında göründü.
Elbette arabanın fiyatı 2,2-2,5 bin dolar arttı ki bu o zamanlar oldukça dikkat çekiciydi ancak "sekiz" in dinamikleri büyük ölçüde iyileşti. Sonuçta, 120-140 "döner" beygir gücü, 8-9 saniyede durmadan yüze ulaşmayı mümkün kıldı ve gerçek azami hız sevilen 200 km/saat hıza yaklaştı. Yakıt tüketimi elbette 8 ila 14 litre arasında değişiyordu. Ancak kompakt döner motor, akıllara durgunluk veren 8 bin devire kadar dönerek "pilota" geleneksel bir "keskinin" hızlanmasıyla karşılaştırılamayacak bir his sağladı.
VAZ-2108'in kaputunun altındaki RPD-415 oldukça organik görünüyor. Ancak aynı zamanda motor, orijinalinden belirgin şekilde daha kompakttır. Fotoğraf: Podzolkov Alexander
RPD her zaman "sıcak karakteri" ile ünlü olmuştur, bu nedenle hava gibi bir yağ radyatörüne ihtiyaç duymuştur. Veya su. Genel olarak soğutma amaçlıdır. Fotoğraf: Podzolkov Alexander
Aşağıdaki görüntü bunun çok zor bir “sekiz rakamı” olduğunu ima ediyor. Fotoğraf: Podzolkov Alexander
Mikroişlemci ateşlemesi, VAZ-2108'de geleneksel bir içten yanmalı motorla da bulunabilir. Ama çok nadiren. Fotoğraf: Podzolkov Alexander
Ne yazık ki, aynı zamanda çoğu kişi için anlaşılmaz olan rotor "kendi başına bir şey" olarak kaldı - sıradan sürücüler onu tamir edecek teknolojiyi bilmiyorlardı ve yedek parçalar köşedeki hiçbir mağazada satılmıyordu.
Ek olarak, o zamana kadar geleneksel VAZ motorları zaten ivme kazanıyordu, ancak RPD hala eski Solex karbüratör tarafından çalıştırılıyordu.
RPD karışımı alışılagelmiş Solex kullanılarak ancak kendi ayarlamalarıyla hazırlandı. “Gaz sektörünün” ölçümü yönlendirmek için ek bir kolu vardı yağ pompası- yağlayıcı. Fotoğraf: Podzolkov Alexander
Sökülmüş karbüratörlü bir VAZ-415'in üstten görünümü. Fotoğraf: Podzolkov Alexander
Ve varlığına rağmen mikroişlemci sistemi ateşleme (MPSZ), rotor, geleneksel bir pistonlu içten yanmalı motorun esnekliğine ve (en önemlisi!) dayanıklılığına sahip olamazdı. Nitekim, beyan edilen 125.000 km'lik kaynakla, birçok motor 50.000 km'den sonra hızla "ölmeye" başladı ve bu, "yanlış" yağın kullanılmasıyla kolaylaştırıldı. Japonlar gibi Mazda'nın arabaları RPD ile bu durumda motorun çalıştırılması keskin bir şekilde kötüleşti ve atık nedeniyle yağ tüketimi arttı ve gelecekte motor tamamen arızalanabilir.
Contaların sıkılığı yalnızca VAZ-415'in değil, herhangi bir RPD'nin hassas noktasıdır. Fotoğraf: Podzolkov Alexander
Tolyatti ve çevresinde o dönemde yağmurdan sonra mantar gibi ortaya çıkan çok sayıda modifiye şirketi, farklı bütçelerde ve müdahale derecelerinde ayar programları sunuyordu. geleneksel motorlar bu da servis ömründe gözle görülür bir kayıp olmaksızın rotorla hemen hemen aynı gücün üretilmesini mümkün kıldı. Ancak geleneksel güç kaynağı sistemine sahip RPD'nin, yeni ustalaşan VAZ enjeksiyonunun sorunsuz bir şekilde karşıladığı yaklaşan Euro 2 çevre standartlarına sığması imkansızdı.
Seri olmayan üretim nedeniyle, gelecekte RPD'nin ne işi ne de üretimi VAZ'ı pek ilgilendirmiyordu, çünkü Mazda'nın tarihinde olduğu gibi bunlar yalnızca imaj kaygılarıyla belirlenebiliyordu. Togliatti Otomobil Fabrikası vakasında bu yeterince güçlü bir argüman değildi...
Listelenen bazı nedenlerden dolayı, 2000'li yılların başında VAZ rotoru keskin bir şekilde hız kaybetmeye başladı. Evet, "on" ve "etiket" bile VAZ-415'i sırasıyla 2110-91 ve 2115-91 modifikasyonlarında denemeyi başardı, ancak kısa süre sonra VAZ'daki döner motorların üretimi durduruldu ve geliştirilen SKB RPD'nin kendisi 2001 yılındaki son ürünü yeniden tescil edildi.
26 yılda neredeyse dört düzine gelişme - SKB RPD tasarımcıları rotor konusu üzerinde çok çalıştı
2004'ten sonra tasarım bürosunun RPD motorları üzerindeki çalışmaları çerçevesindeki faaliyetleri nihayet durduruldu ve 2007 civarında ekipman kısmen sökülerek imha edildi. Görünüşe göre bu, Sovyet-Rus rotorunun tarihindeki son noktaydı.
Döner VAZ'ların hiçbir zaman meyve vermemesine pişman mısınız?
İçten yanmalı pistonlu motorlu arabalar dünya çapında yaygınlaştıkça, bazı mühendisler de aynı derecede verimli ve güçlü döner motorlar geliştirmeye çalıştı. Almanya'dan gelen uzmanlar, otomobilin icat edildiği yer bu ülkede olduğu için şaşırtıcı olmayan önemli bir başarı elde etti.
Biraz tarih
1957 yılında ilk döner pistonlu motor gün ışığına çıktı. Daha sonra geliştiricilerden biri olan Felix Wankel'in adı verildi. Buluş sürecine katılan ikinci kişi Walter Freude, haksız yere ortak yazarının gölgesine düştü. Her iki mühendis de temsilciydi Alman şirketi Araba ve motosiklet üreten NSU.
Bir yıl sonra RPD'li ilk araba piyasaya sürüldü. Ne yazık ki modelin ana tasarımcıları bile Yeni araba tatmin edici değil. Motor değiştirildi ve 60'lı yılların sonunda “Yılın Otomobili” unvanını alan bir sedan doğdu. Aynı NSU şirketine ait bir Ro-80'di. Sadece 12,8 saniyede 100 km hıza ulaştı, 180 km/saat hıza ulaştı ve ağırlığı bir tonun biraz üzerindeydi. O zamanlar bunlar çok büyük rakamlardı. Üretim lisansı döner motorlar Bir otomobil şirketi birbiri ardına onları hemen satın almaya başladı.
Eğer 1973'te enerji krizi başlamasaydı ve petrol fiyatları hızla artmasaydı, Wankel'in buluşunun akıbetinin ne olacağı bilinmiyor. Döner içten yanmalı motor çok fazla yakıt tükettiğinden kullanımı terk edilmeye başlandı.
90'ların sonlarında yalnızca Rusya ve Japonya, Wankel motorlu otomobiller üretiyordu. Rus arabaları RPD ile donatılmış VAZ'lar çok az biliniyor, ancak Japon modelleri dünya çapında popülerlik kazanmayı başardı.
Şu anda yalnızca Mazda döner motorlu otomobiller üretiyor. Japon uzmanlar, otomobilin motorunu 2 kat daha az yağ ve% 40 daha az yağ tüketmeye başlayacak kadar geliştirmeyi başardılar. Daha az yakıt. Emisyonlar da azaltıldı ve motor artık Avrupa standartlarına uygun hale getirildi. çevresel standartlar. RPD'nin geliştirilmesindeki yeni bir kilometre taşı, hidrojenin yakıt olarak kullanılmasıydı.
Döner motor temelleri
Döner motorun nasıl çalıştığını anlamak için yapısını anlamanız gerekir. RPD'nin iki önemli parçası rotor ve statordur. Bir şaft üzerine monte edilmiş bir rotor, sabit bir dişlinin (stator) etrafında döner. Dişliye bağlantı bir dişli aracılığıyla gerçekleşir. Rotor alaşımlı çelikten yapılmıştır ve silindirik bir mahfazaya yerleştirilmiştir.
Motor rotorunun kesiti üçgen şeklindedir, kenarları dışbükeydir ve üç köşe mahfazanın iç yüzeyi ile sürekli temas halindedir. Böylece silindirin alanı üç odaya bölünmüş olur. Dönme sonucunda odaların hacmi değişir. Belli bir noktada vücut profil şeklinin özelliklerinden dolayı dört kamera bulunmaktadır.
- İlk aşamada yakıt, bir açıklıktan (giriş penceresi) odalardan birine verilir.
- Daha sonra yakıt odasının hacmi azalır, giriş penceresi tamamen kapanır ve yakıt sıkıştırması başlar.
- Bir sonraki aşamada dört oda oluşturulur, mumlar ateşlenir (iki tane vardır), yakıt tutuşur ve faydalı iş motor.
- Rotorun daha fazla dönmesiyle yanma ürünlerinin (egzoz gazları) çıktığı bir egzoz penceresi açılır.
Çıkış portu kapanır kapanmaz giriş portu açılır ve döngü tekrarlanır.
Bir iş döngüsü tek seferde tamamlanır tam dönüşşaft Pistonlu motorun aynı işi yapabilmesi için iki silindirli olması gerekir.
Sızdırmazlığı sağlamak için rotorun üst kısımlarına sızdırmazlık plakaları takılmıştır. Yaylar ve merkezkaç kuvveti ile silindire doğru bastırılırlar ve ayrıca gaz basıncı da eklenir.
Döner motorun nasıl çalıştığını ve genel olarak ne olduğunu daha iyi anlamak için diyagramı incelemek gerekir. Ünitenin kesitini ve rotorun hareketi sırasında meydana gelen işlemleri gösterir. Döner motorun şeması, piston rolünü oynayarak rotorun hangi aşamalardan geçtiğini gösterir.
Döner motor türleri
En eski döner motorlar, çarkın suyun hareketiyle döndüğü ve enerjiyi mile aktardığı su değirmenleridir. Yakıtla çalışan modern bir döner motorun tasarımı çok daha karmaşıktır. Bir kamera içerebilir:
- hermetik olarak kapatılmış;
- dış çevre ile sürekli temas.
Birinci tip cihazlar araçlarda, ikincisi ise gaz türbinlerinde kullanılır. Kapalı hazneli motorlar ise çeşitli tiplere ayrılır. Döner motorların sınıflandırılması aşağıdaki gibidir.
- Rotor dönüşümlü olarak bir yönde veya diğer yönde döner, hareketi düzensizdir.
- Dönüş tek yönde gerçekleşir, ancak hız değişir, hareket titreşimlidir.
- Bıçak şeklinde yapılmış sızdırmazlık kapaklı motorlar.
- Rotorla birlikte hareket eden ve conta görevi gören kanatlara sahip, eşit şekilde dönen bir rotor.
- Gezegensel hareket gerçekleştiren rotorlu motorlar.
Ayrıca ana elemanın eşit şekilde döndüğü iki tip döner motor daha vardır. Çalışma odasının organizasyonu ve contaların tasarımı bakımından farklılık gösterirler. Wankel motoru yukarıdaki listenin beşinci maddesine aittir.
RPD'nin Avantajları
Döner motorun tasarımını ve çalışma prensibini inceledikten sonra pistonlu motordan tamamen farklı olduğunu anlayabilirsiniz. Döner içten yanmalı motor daha kompakttır, daha az parçadan oluşur ve özgül gücü pistonlu motordan daha fazladır.
Titreşimleri minimumda tutmak için RPD'lerin dengelenmesi daha kolaydır. Bu, mini otomobiller gibi hafif araçlara takılmasına olanak tanır.
Parça sayısı pistonlu motora göre neredeyse 2 kat daha azdır. Boyutlar da önemli ölçüde daha küçüktür ve bu avantaj, akslar boyunca ağırlık dağılımını basitleştirir ve yolda daha fazla stabilite sağlar.
Geleneksel bir pistonlu motor, şaftın yalnızca iki turunda yararlı bir iş gerçekleştirir ve döner motor Rotorun dönüşü başına faydalı iş yapılır. RPD'li arabaların hızla hızlanmasının nedeni budur.
Yüksek yakıt tüketimi RPD
Döner motorun tasarımı ve çalışma prensibi şaşırtıcı derecede basit, anlaşılır ve ustacadır. Neden pistonlu içten yanmalı motorlar gibi yaygınlaşmadı? Verimlilik burada en az önemli faktör değildir.
Döner içten yanmalı motor çok fazla yakıt tüketir. Sadece 1,3 litre hacmiyle her 100 km'de neredeyse 20 litre benzin tüketiliyor. Bu nedenle koşun seri üretim Pek çok şirket RPD'li araba üretmeye karar vermedi.
Kaynaklar için şiddetli bir savaşın yürütüldüğü, petrol ve gaz fiyatlarının oldukça yüksek olduğu Orta Doğu'daki son olayların ışığında, RPD'nin sınırlı kullanımı oldukça anlaşılır.
Diğer önemli dezavantajlar
Döner pistonlu motorun bir sonraki dezavantajı, rotorun kaburgaları boyunca bulunan contaların hızlı aşınmasıdır. Bu aşınma, hızlı dönme ve bunun sonucunda da nervürlerin odanın duvarlarına sürtünmesi nedeniyle meydana gelir.
Buna ek olarak kanat yağlama sistemi de daha karmaşık hale geliyor. Mazda, yanma odasına yağ enjekte eden enjektörler üretti. Bu bağlamda, yağ kalitesine yönelik gereksinimler arttı. Etrafında hareketin meydana geldiği ana şaft da sürekli ve bol miktarda yağlama gerektirir.
Yağlama sorunlarına yönelik teknik çözüm, özel bir yaklaşım gerektiriyordu ve yalnızca Japon mühendisler, uzun yıllar süren deneylerden sonra bu görevin üstesinden gelebildi.
Sıcaklık egzoz gazları RPD, pistonlu motorlardan daha yüksektir. Bunun nedeni rotor yüzünün çalışma strokunun nispeten kısa olmasıdır. Kenar, egzoz penceresi açılacak kadar hareket etmeden önce yanma sürecinin bitmesine ancak zaman kalır. Sonuç olarak, egzoz borusu Rotora basıncı tam olarak aktarmamış gazlar çıkar ve sıcaklıkları yüksektir. Yanmamış yakıt karışımının küçük bir kısmı da atmosfere karışarak çevreyi olumsuz etkiler.
Döner motorda yanma odasının sızdırmazlığını sağlamak zordur. Çalışma sırasında stator duvarları dengesiz bir şekilde ısınır ve genişler. Bunun sonucunda gaz sızıntıları meydana gelebilir. Yanmanın meydana geldiği kısım özellikle sıcaktır. Bu problemin üstesinden gelmek için farklı alaşımlardan farklı parçalar yapılır. Bu da motor üretim sürecini karmaşıklaştırır ve maliyetini artırır.
Wankel döner pistonlu motorların üretim maliyeti, odanın karmaşık şeklinden pek etkilenmez. Aslında silindirin bazen söylendiği gibi oval bir kesiti yoktur. Bölüm bir epitrokoid şeklindedir ve yüksek hassasiyette uygulama gerektirir.
Böylece, bir döner motorun artıları ve eksileri olduğu açıkça ortaya çıkıyor. Bunlar aşağıdaki tabloda özetlenebilir.
Parçaların hızlı aşınması nedeniyle döner motorun servis ömrü yaklaşık 65 bin km'dir. Karşılaştırma için, geleneksel bir içten yanmalı motorun kaynağı 2, hatta 3 kat daha uzundur. Döner pistonlu motorların bakımı daha fazla sorumluluk gerektirdiğinden çoğunlukla profesyonellerin dikkatini çeker. Mühendisler, RPD'li arabaların eksikliklerini kısmen gidermeyi başardılar, ancak bazıları hala kaldı.
Mazda döner pistonlu motorlar
Diğer küresel üreticiler döner motor üretiminden vazgeçerken Mazda bunlar üzerinde çalışmaya devam etti. Uzmanları tasarımı geliştirdi ve en iyi Avrupa birimleriyle rekabet edebilecek güçlü bir motor elde etti.
Japonlar 1963 yılında döner pistonlu motorla çalışmaya başladı. Çeşitli otobüs, kamyon ve araba modelleri ürettiler.
Şirket, 1978'den 2003'e kadar ünlü RX-7 spor otomobilini üretti. Onun halefi, uluslararası otomobil fuarlarında 30'dan fazla ödül alan RX-8'di.
RX-8, Renesis (Döner Motor Genesis) motoruyla donatılmıştı. Araba dünyanın her yerinde farklı konfigürasyonlarda satıldı. En güçlü modeller (250 hp, 8,5 bin rpm) satıldı Kuzey Amerika ve Japonya. 2007 yılında Tokyo Otomobil Fuarı'nda 300 hp gücünde Renesis II motorlu bir konsept otomobil tanıtıldı. İle.
2009 yılında, karbondioksit emisyonlarının o zamanki mevcut standartları aşması nedeniyle, döner motorlu Mazda otomobilleri Avrupa'da yasaklandı. 2102 yılında döner motorlu Japon otomobillerinin seri üretimi durduruldu. Şu anda Mazda RPD'ler yalnızca spor yarış arabalarına kuruludur.
Bildiğiniz gibi döner motorun çalışma prensibi yüksek hızlara ve içten yanmalı motoru ayırt eden hareketlerin bulunmamasına dayanmaktadır. Üniteyi diğerlerinden ayıran şey budur. RPD'ye Wankel motoru da denir ve bugün onun işleyişine ve bariz avantajlarına bakacağız.
Videoda Zheltyshev döner motorun tasarımı ve çalışma prensibi anlatılıyor:
Şaşırtıcı bir şekilde RPD'yi ülkemizde tanıtmaya çalıştılar. Böyle bir motor, VAZ 21079'a kurulum için geliştirildi. araçözel hizmetler için. Ancak proje ne yazık ki kök salmadı. Her zamanki gibi yetmedi bütçe parası mucizevi bir şekilde hazineden çekilen eyaletler.
Ancak Japonlar bunu başardı. Ve onlar açık elde edilen sonuç durmak istemiyorlar. Son verilere göre üretici Mazda, motoru geliştirecek ve yakın zamanda bambaşka bir üniteyle piyasaya sürecek.
RPD'nin içine bir göz atalım
Döner motorun çalışma düzeni, geleneksel içten yanmalı motordan tamamen farklı bir şeydir. Öncelikle bildiğimiz içten yanmalı motor tasarımını geride bırakmalıyız. İkincisi, yeni bilgi ve kavramları özümsemeye çalışın.
RPD, rotorun hareket etmesi nedeniyle bu şekilde adlandırılmıştır. Bu hareket sayesinde güç debriyaj ve şanzımana aktarılır. Temel olarak rotor, yakıttan gelen enerjiyi dışarı iter ve bu enerji daha sonra şanzıman aracılığıyla tekerleklere aktarılır. Rotorun kendisi alaşımlı çelikten yapılmıştır ve yukarıda belirtildiği gibi üçgen şeklindedir.
Video, Zuev döner pistonlu motorun çalışma prensibini göstermektedir:
Rotorun bulunduğu kapsül, tüm süreçlerin gerçekleştiği, evrenin merkezi olan bir tür matristir. Başka bir deyişle, bu oval gövdede şunlar olur:
- karışım sıkıştırması;
- yakıt enjeksiyonu;
- Oksijen kaynağı;
- karışımın ateşlenmesi;
- yanmış elemanların çıkışa bırakılması.
Kısacası, isterseniz altısı bir arada.
Rotorun kendisi özel bir mekanizma üzerine monte edilmiştir ve tek eksen etrafında dönmüyor, çalışıyor gibi görünüyor. Böylece oval gövdenin içinde, her birinde işlemlerden birinin meydana geldiği, birbirinden izole boşluklar oluşturulur. Rotor üçgen olduğundan yalnızca üç boşluk vardır.
Her şey böyle başlıyor. Oluşan ilk boşlukta emme meydana gelir, yani hazne burada karıştırılan hava ile doldurulur.
Bundan sonra rotor döner ve bu karışık karışımı başka bir odaya iter. Burada karışım iki mum yardımıyla sıkıştırılır ve ateşlenir.
Karışım daha sonra kullanılmış yakıtın bazı kısımlarının değiştirildiği üçüncü boşluğa gider.
Bu, RPD işleminin tam döngüsüdür. Ama bu o kadar basit değil. RPD şemasını yalnızca bir taraftan inceledik. Ve bu eylemler sürekli olarak gerçekleşir. Başka bir deyişle rotorun üç tarafında aynı anda işlemler gerçekleşir. Sonuç olarak, ünitenin yalnızca bir devrinde üç döngü tekrarlanır.
Ek olarak döner motorun iyileştirilmesi de mümkün oldu. Günümüzde Mazda döner motorlarında bir değil iki hatta üç rotor bulunmaktadır ve bu, özellikle geleneksel içten yanmalı motorla karşılaştırıldığında performansı önemli ölçüde artırır. Karşılaştırma için: iki rotorlu bir RPD, altı silindirli bir içten yanmalı motorla karşılaştırılabilir ve 3 rotorlu bir RPD, on iki silindirli bir motorla karşılaştırılabilir. Böylece Japonların çok ileri görüşlü olduğu ve döner motorun avantajlarını hemen fark ettiği ortaya çıktı.
Tekrar ediyorum, RPD'nin tek avantajı performans değildir. Onda çok var. Yukarıda belirtildiği gibi, döner motor çok kompakttır ve aynı içten yanmalı motora göre bin kadar daha az parça kullanır. RPD'de yalnızca iki ana parça vardır: rotor ve stator ve bundan daha basit bir şey hayal edemezsiniz.
Döner pistonlu motorun çalışma prensibi, bir zamanlar birçok yetenekli mühendisin kaşlarını şaşkınlıkla kaldırmasına neden olmuştu. Ve bugün yetenekli mühendisler her türlü övgüyü ve onayı hak ediyor. Şaka değil, görünüşte gömülü bir motorun performansına inanın ve ona ikinci bir hayat verin, hem de ne ikinci bir hayat!
Uzakta 1957 Alman mühendisler Wankel ve Freude dünyayı ilk döner motorla tanıştırdı. Daha sonra çoğunluk bunu benimsedi otomobil şirketleri. Mercedes ve hatta hepsi arabalarının kaputunun altına döner motorlar koydular. Ve Japonlar, modern, geliştirilmiş bir modifikasyonda olmasına rağmen, rotoru bugüne kadar hala kullanıyor. Wankel döner motorunu başarılı kılan şey nedir?
Döner pistonlu motorun çalışma prensibi
Döner motor, pistonlu muadili ile aynı dört stroku gerçekleştirir: emme, sıkıştırma, güç stroku, egzoz. Ancak rotor farklı çalışıyor. Bir pistonlu motor, bir silindirde dört strok gerçekleştirir. Ve döner olan bunları bir odada gerçekleştirse de, döngülerin her biri kendi ayrı kısmında gerçekleşir. Yani, döngü ayrı bir silindirde gerçekleştiriliyor gibi görünüyor ve piston bir silindirden diğerine "çalışıyor". Aynı zamanda döner motorda gaz dağıtım mekanizması bulunmamaktadır. Pistonlu motorlardan farklı olarak tüm iş, yan muhafazalarda bulunan emme ve egzoz portları tarafından yapılır. Rotor döner ve pencerelerin çalışmasını düzenler: onları açar ve kapatır.
Bu arada, rotor hakkında. Söylemeye gerek yok, motorun ana elemanıdır, motora adını veren rotordur. Bu nasıl bir detay? Rotor üçgen bir şekle sahiptir, eksantrik mile sabit bir şekilde tutturulmuştur ve üzerine merkezin dışına monte edilmiştir. Döndürüldüğünde eleman kapsül şeklinde bir şekil oluşturur konumu nedeniyle bir daire yerine. Rotor, motordan aldığı gücü şanzımana ve debriyaja iletir; yani yanmış yakıtı dışarı iter ve dönüşü şanzımana ve tekerleklere iletir. Rotorun döndüğü boşluk kapsül şeklinde yapılmıştır.
Döner pistonlu motorun çalışma prensibi aşağıdaki gibidir. Rotor dönerken kendi etrafında birbirinden izole edilmiş üç boşluk oluşturur. Bunun nedeni, rotorun etrafındaki boşluğun kapsül şekli ve rotorun kendisinin üçgen şeklidir. İlk boşluk - emme boşluğu yakıtı oksijenle karıştırır. Daha sonra karışım, rotorun hareketi ile ikinci bölmeye damıtılır ve burada sıkıştırılır. Burada iki buji ile ateşlenir, genişler ve pistonu iter. Rotor ileri doğru hareket ederek egzoz gazlarının ve kalan yakıtın kaçtığı bir sonraki boşluğu açar.
Döner motorun dezavantajları ve avantajları
Diğer içten yanmalı motorlar gibi, döner motorun da hem artıları hem de eksileri vardır. Öncelikle diğer motorlara göre avantajlarına bakalım.
1. Döner motorun performansı diğerlerinden birkaç kat daha yüksektir. Geleneksel içten yanmalı motorlarda devir başına bir vuruş geçerken, daha sonra döner motorda - üç(emme, sıkıştırma, ateşleme). Dahası, modern motorlar aynı anda iki veya üç rotorla donatılmıştır, bu nedenle 2 rotorlu bir motor, 6 silindirli geleneksel içten yanmalı motorla, 3 rotorlu bir motor ise 12 silindirli bir motorla karşılaştırılabilir.
2. Birkaç parça. Motor tasarımının (rotor ve stator) basitliği daha az parça kullanılmasına olanak tanır. İstatistikler, içten yanmalı bir motorun, döner bir motordan 1000 daha fazla parçaya sahip olduğunu söylüyor.
3. Düşük titreşim seviyesi. Rotor, ileri geri hareket etmeden bir daire içinde döner. Buna göre titreşim pratikte fark edilmez. Ayrıca genellikle iki döner motor bulunur, bu nedenle birbirlerinin işlerini dengelerler.
4. Yüksek dinamik performans. Bir devirde motor üç stroku tamamlar. Bu nedenle düşük hızlarda bile motor yüksek hız geliştirir.
5. Kompaktlık ve hafif. Tasarımın basitliği ve az sayıda parça nedeniyle motorun ağırlığı ve boyutu küçüktür.
Pek çok avantajına rağmen, motorun aynı zamanda otomobil şirketlerinin onu arabalarında toplu olarak kullanmasına izin vermeyen bazı dezavantajları da var.
1. Aşırı ısınma eğilimi.Çalışma karışımının yanması sırasında, amaçsızca yanma odasından çıkan ve motoru ısıtan radyant enerji üretilir. Bunun nedeni, kameranın kapsül veya merceğe benzeyen şeklidir, yani küçük bir hacme sahip, büyük bir hacme sahiptir. çalışma yüzeyi. Enerjinin kaçmasını önlemek için odanın küresel olması gerekiyordu.
2.Düzenli yağ değişimi. Rotor çıkış miline eksantrik bir mekanizma ile bağlanmıştır. Bu bağlantı yöntemi ek basınca neden olur ve bu da aşağıdakilerle birleştiğinde Yüksek sıcaklık motoru ısıtır. Bu nedenle arabanızı periyodik olarak bakıma götürmeniz ve yağı değiştirmeniz gerekir. Yağ değişimi olmadan motor arızalanır.
3. Contaların düzenli olarak değiştirilmesi. Rotorun mil ile küçük temas alanında, yüksek tansiyon. Contalar aşınır ve haznelerde sızıntılar oluşur. Sonuç olarak egzoz toksisitesi artar ve verim düşer. Bu arada, yeni modellerde bu sorun yüksek alaşımlı çelik kullanılarak çözüldü.
4.Yüksek fiyat. Döner motorlar için parçaların yüksek geometrik doğrulukla üretilmesi gerekir. Bu nedenle döner motorların üretiminde pahalı ekipmanlar ve pahalı malzemeler kullanılmaktadır. Sonuç olarak, tasarımın görünen basitliğine rağmen döner motorun fiyatı yüksektir.
Döner motorların uygulanması: buluştan günümüze
Mühendisler çok uzun zamandır döner motorlar geliştiriyorlar. Buhar makinesinin mucidi James Watt bir döner motor hayalinin başlangıcı oldu. 1846 yılında mühendisler yanma odasının şeklini ve çalışma esaslarını çoktan belirlemişlerdi. döner içten yanmalı motor. Ancak motor bir rüya olarak kaldı. Ancak 1924'te Genç ve yetenekli Felix Wankel, döner bir motor yaratma konusunda kapsamlı pratik çalışmalara başladı. Yirmi iki yaşındaki mühendis liseden yeni mezun olmuş ve teknik literatür yayınevine girmişti. İşte o zaman Wankel projeyi hazırlamaya başladı kendi motoru Literatürden kapsamlı teorik bilgiden yararlanılarak. Kendi laboratuvarını kuran mühendis, ürünler için patent almaya başladı. 1934'te Wankel başvurdu ilk döner motora.
Ancak kader aksini kararlaştırdı. Yetenekli mühendis yetkililer tarafından fark edildi ve Nazi Almanyası'nın en büyük otomobil şirketlerinde çalışmaya başladı. Projelerini ertelemek zorunda kaldı. Savaştan sonra mühendis hapisteydi Nazi rejiminin suç ortağı olarak laboratuvarı Fransızlar tarafından götürüldü. Ve ancak 1951'de bilim adamı bir motosiklet şirketinde çalışmaya başlayarak adını geri kazandı. Orada laboratuvarını yeniden kurdu ve döner motor projesine Walter Freude adında başka bir bilim adamını işe aldı. Birlikte 1 Şubat 1957'de ilk döner motoru piyasaya sürdüler. Başlangıçta metanolle çalışıyordu ancak Temmuz ayına gelindiğinde motor benzine çevrildi. 50'li yıllarda Almanya savaşın sonuçlarından kurtulmaya başladı ve buna bağlı olarak otomobil şirketleri de zenginleşti.
Wankel ve Freude'un çalıştığı NSU şirketi, döner motorlu arabaların seri üretimine hazırlanıyordu. 1960 yılında, kaputunun altında Wankel motorlu NSU Spider Münih'te gösterildi. Ve 1968'de, daha fazla otomotiv üretimini etkileyen NSU Ro-80 piyasaya sürüldü. Araba 180 km/s hıza ulaştı, Araç hareketsiz halden 100 km/saat hıza 12,8 saniyede ulaştı. Ro-80 yılın arabası oldu ve birçok şirket Wankel motorunun haklarını satın aldı. Ancak motor tasarımındaki eksiklikler ve üretim maliyetinin yüksek olması nedeniyle şirketler, döner motorlu arabaların seri üretimini reddetti. Ancak prototipler vardı.
Örneğin, 1970 yılında C111 arabasını piyasaya süren Mercedes-Benz. Modern, güvenilir bir gövdeye sahip, şık turuncu bir araba, 100 km/sa hıza 4,8 saniyede hızlanır. Ancak otomobilin oburluğu, şirketin C111'i seri üretmesine izin vermedi.
Rotorla ilgilenmeye başladık ve... Zaten 1972'de, iki bölümlü döner motorlu ilk Corvette halka sunuldu. Dört kutulu Corvette'ler 1973'te ortaya çıktı, ancak 1974'te parasızlık nedeniyle Chevrolet döner motorlar üzerindeki çalışmayı rafa kaldırdı. Komşu Fransa da Wankel motorlarını benimsedi. 1974'te Citroen piyasaya sürüldü Citroën pazarı GS Birotor. Kaputun altında iki bölümlü bir Wankel motoru vardı. Ancak araba popüler değildi. Fransız şirket iki yıl içinde yalnızca 874 otomobil sattı. 1977 yılında Citroen, ortadan kaldırmak amacıyla döner arabaları geri çağırdı ancak bunlardan 200 tanesinin hayatta kalmayı başarmış olması muhtemeldir.
SSCB de Wankel motorunu kullanmaya çalıştı. VAZ fabrikalarından lisans satın alamadılar, bu yüzden NSU Ro-80'den tek bölümlü bir döner motoru kopyaladılar. Temel olarak, VAZ-311 motoru 1976 yılında monte edildi. Gelişim 6 yıl sürdü. Kaputun altında rotor bulunan ilk üretim VAZ 21018'di. Ancak model fena halde başarısız oldu. 50 prototipin tamamı bozuldu. 1983 yılında SSCB'de iki bölümlü rotor modelleri ortaya çıktı. Böyle bir motorla donatılmış Zhiguli ve Volga, yabancı arabaları kolayca yakaladı. Ancak daha sonra tasarım bürosu otomotiv endüstrisinden uzaklaştı ve başarısızlıkla döner motoru havacılıkta kullanmaya çalıştı. Bu, gelişen endüstrinin 1995 yılında VAZ-415 modeline yerleşmesine yol açtı.
2012 yılına kadar seri üretildi Mazda modeli RX-8, geliştirilmiş bir Wankel motoruyla. Genel olarak, 1967'den beri döner makinelerin seri üretimini yapanlar yalnızca Japonlardır. 70'li yıllarda Mazda, döner motorların kullanımını ifade eden RX markasını tanıttı. Japonlar, pikaplar ve otobüsler de dahil olmak üzere her arabaya bir rotor taktı. Belki de RX-8'in mükemmel teknik ve çevresel özelliklere sahip olmasının nedeni budur; bu, Wankel motorlu ilk otomobiller için alışılmadık bir durumdu.
