Động cơ quay đốt trong (hay nó còn được gọi là piston quay, vì bản thân cánh quạt hoạt động như một piston) được phát minh vào năm 1957 bởi các kỹ sư tài năng Felix Wankel và Walter Freude. Động cơ này khác biệt đáng kể so với động cơ đốt trong thông thường. Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét kỹ hơn những điểm khác biệt chính này, cũng như những ưu điểm và nhược điểm của động cơ quay so với động cơ thông thường, và tại sao RPE vẫn không phổ biến như ICE thông thường.
Sự khác biệt chính giữa động cơ piston quay so với động cơ piston thông thường là không có nhóm xi lanh-piston, nghĩa là, có các vòng và. Và điều quan trọng nhất là sự vắng mặt của nhiều bộ phận trong cơ cấu phân phối khí, điều này khiến cho việc sản xuất có thể tiết kiệm được khoảng một nghìn bộ phận!
Và một động cơ như vậy có ít bộ phận hơn nhiều so với ICE mà chúng ta vẫn quen dùng. Có thể thấy rõ điều này trong bức ảnh bên trái. Và những điều này khác xa với tất cả những lợi thế và chi tiết hơn về những lợi thế của RPD được viết dưới đây.
Ưu điểm của động cơ quay.
- Nhỏ hơn kích thướcso với động cơ đốt trong thông thường (khoảng một lần rưỡi hoặc thậm chí hai lần). Điều này làm cho máy rộng rãi hơn và dễ bảo trì hơn.
- Mật độ công suất lớn hơn với thể tích buồng đốt nhỏ hơn ICE thông thường. Điều này đạt được là nhờ động cơ rôto đơn cung cấp năng lượng cho 3/4 vòng quay của mỗi trục. Và trên một động cơ thông thường quen thuộc với chúng ta, công suất chỉ được cấp trong một phần tư vòng quay trục khuỷu.
- Ít bộ phận hơn (khoảng ba mươi), và ICE thông thường có vài trăm bộ phận.
- Khả năng phát triển tốc độ cao trong trường hợp không có rung động, vì không có cơ cấu tay quay biến chuyển động tịnh tiến của các piston thành chuyển động quay.
- Độ rung thấp và động cơ được cân bằng tốt.
- Hiệu suất năng động tuyệt vời của một chiếc xe có RPD và ở số thấp, bạn có thể dễ dàng tăng tốc hơn một trăm km / h.
- Chà, điểm cộng chính, mà tôi tin rằng sẽ đưa những động cơ này trở lại đường trong tương lai, là xu hướng kích nổ thấp hơn so với ICE thông thường. Điều này có nghĩa là không chỉ xăng có thể được sử dụng làm nhiên liệu mà còn có thể sử dụng hydro - nhiên liệu của tương lai.
Vậy tại sao một động cơ như vậy không trở nên phổ biến với các nhà sản xuất xe hơi (ngoại trừ Mazda) và động cơ thông thường vẫn phổ biến? Để trả lời câu hỏi này, hãy xem xét các nhược điểm của động cơ piston quay (RPE).
Nhược điểm của động cơ quay.
Bên cạnh nhiều ưu điểm, RPD có một số nhược điểm, do đó nó chưa trở nên phổ biến:
- Tăng mức tiêu thụ nhiên liệu, đặc biệt là trên vòng quay thấp, so với động cơ thông thường.
- Sự phức tạp của sản xuất, vì yêu cầu độ chính xác rất cao trong sản xuất cặp cọ xát và hợp kim chất lượng rất cao (thép hợp kim). Ngoài ra, trong quá trình sản xuất phải có những máy gia công kim loại rất đắt tiền, phức tạp và chính xác, vì máy cắt phải đi theo một đường rất phức tạp trong quá trình gia công (ví dụ, bề mặt bên trong của stato).
- Các vòng đệm bị mòn nhanh chóng, vì miếng tiếp xúc nhỏ và tốc độ trục lớn. Và với sự mài mòn của các vòng đệm, do sự đột phá của các chất khí, độc tính tăng lên, hệ số hiệu suất (hiệu suất) của động cơ và tổn thất công suất bị mất mạnh.
- Xu hướng quá nhiệt lớn hơn so với động cơ đốt trong thông thường. Do sự gia tăng quá nhiệt, thậm chí có vấn đề với sự đánh lửa của hỗn hợp trong buồng và để cải thiện khả năng đánh lửa, hai động cơ trên mỗi buồng được lắp đặt trên các động cơ như vậy. Hai cây nến cũng được đặt vì buồng đốt có dạng phẳng kéo dài và một cây nến không đủ trong đó.
- Ở hầu hết các khu vực, không thể sửa chữa những động cơ như vậy, vì không có chuyên gia hoặc phụ tùng thay thế thích hợp.
- Hơn thay thế thường xuyên dầu động cơ, do thực tế là rôto được kết nối với trục đầu ra thông qua cơ chế lệch tâm và nó quay ra áp lực lớn giữa các bộ phận cọ xát. Ngoài ra, nhiệt độ cao cũng dẫn đến động cơ nhanh bị mài mòn, đặc biệt là nếu không thay dầu kịp thời, nhưng như tôi đã nói, nó nên được thay thường xuyên hơn. Nếu bạn thay dầu, phớt và đại tu đúng hạn, thì tài nguyên của RPD sẽ khá lớn. Và đối với một số động cơ của công ty Mazda Nhật Bản, RPD có thể hoạt động mà không bị hỏng hóc trong khoảng ba trăm nghìn km.
Thiết bị và nguyên lý hoạt động chi tiết hơn của động cơ piston quay.
Trong động cơ quay, cũng như trong ICE thông thường, chuyển động quay của trục đầu ra (hoạt động của động cơ) xảy ra do sự đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu-không khí. Và giống như thông thường của chúng tôi động cơ thông thườngRPD có một kênh đầu vào mà qua đó hỗn hợp làm việc được bơm vào, và có một kênh đầu ra mà qua đó khí thải được thải ra ngoài.
Nhưng sự khác biệt chính là khí được hình thành trong quá trình đốt cháy nhiên liệu không ép lên pít-tông (pít-tông) mà lên rôto, và từ đó rôto truyền chuyển động quay qua các răng bánh răng và lệch tâm đến trục truyền động. Trong trường hợp này, bản thân rôto cũng đóng vai trò của một bộ phân phối khí (như trong động cơ hai thì, nhưng không hoàn toàn), và chia thể tích bên trong của cacte thành ba khoang riêng biệt.
Và trong mỗi buồng, tại một thời điểm nhất định, hỗn hợp làm việc được hút vào, nén lại, hỗn hợp làm việc bùng phát và bản thân hành trình làm việc do sự giãn nở của khí, và khí thải được giải phóng (bốn lần). Điều này được thể hiện chi tiết trong hình bên trái và mô tả bên dưới.
- Kỳ nạp... Hỗn hợp được hút vào khi mũi rôto tương ứng đi qua cửa nạp trong cacte. Và khi chuyển động xa hơn rôto, thể tích của buồng tương ứng tăng lên và một chân không được tạo ra, tại đó hỗn hợp làm việc được hút vào trong buồng.
- Chu kỳ nén... Hơn nữa, khi rôto quay, đầu vào bị cắt bởi cạnh của đỉnh kia (tiếp theo) của rôto, đồng thời thể tích của buồng giảm, do đó hỗn hợp làm việc bị nén và áp suất trong buồng tăng lên. Đỉnh nén ( áp suất cao nhất hỗn hợp) đạt được trong khu vực của các bugi.
- Chu kỳ làm việc đột quỵ... Tại thời điểm này, sự phóng điện xảy ra trên hai bugi và do đó, một sự chớp cháy của hỗn hợp làm việc nén. Trong nháy mắt, quá trình đốt cháy và giãn nở của các sản phẩm cháy xảy ra, làm đẩy cánh quạt một cách mạnh mẽ, và từ đó nó quay và làm quay trục đầu ra.
- Chu kỳ phát hành... Hơn nữa, khi rôto quay, cạnh của một trong các đỉnh rôto đi qua cửa ra trong cacte, mở ra và khí thải thoát ra dưới áp suất qua cửa ra này. Hơn nữa, rôto thứ nhất, do lực quán tính, cũng như do tác động của rôto thứ hai, hoạt động không đồng bộ với rôto thứ nhất, tiếp tục quay và lại gần mép với cửa vào cho một hành trình nạp mới và mọi thứ được lặp lại một lần nữa.
Nhưng như người đọc đã hiểu ở trên, để cân bằng RPD tốt hơn, cũng như giảm rung và ngăn chặn, họ không sử dụng một mà là hai rô-to (xem ảnh ở trên, nơi RPD được hiển thị ở dạng tháo rời). Và bản thân rôto (rôto) hơi bị dịch chuyển (lệch tâm) khỏi trục đầu ra, trục của nó nằm chính giữa tâm và truyền chuyển động quay sang trục, như thể đang lăn nó theo một vòng tròn.
Chuyển động quay được truyền bằng tác động của bánh răng rôto lên bánh răng trục (và bánh răng trục nằm bên trong bánh răng rôto), và tỉ số truyền được tính toán sao cho trong một vòng quay của rôto, trục quay ba vòng.
Các bộ phận chính của động cơ piston quay. Bộ phận chính của RPD là một rôto có dạng hình tam giác. Hơn nữa, trên mỗi mặt phẳng trong số ba mặt phẳng hơi lồi của rôto đều có các mẫu (vết lõm - xem ảnh), được chế tạo tại nhà máy để tăng nhẹ chuyển động cơ.
Tại mỗi đỉnh trong số ba đỉnh của rôto, các tấm làm kín được lắp vào để làm kín chính rôto với bề mặt bên trong của cacte động cơ và chia khoang bên trong của cacte thành ba khoang. Các tấm cọ xát vào bề mặt bên trong của cacte với tốc độ cao và tất nhiên chúng bị mòn dần. Do đó, chúng được lắp vào đầu rôto để nếu cần thiết có thể thay thế bằng cái mới thay cho những cái đã mòn.
Ngoài ra, ở mỗi bên của rôto (gần tâm hơn - xem ảnh), có các vòng đệm làm kín (tách biệt) khoang của các buồng khỏi cacte. Chà, ở chính tâm của rôto, một bánh răng hình khuyên (bánh răng vòng) được lắp cứng, như cũ, nó sẽ cuộn quanh một bánh răng nhỏ hơn gắn với trục động cơ, và chuyển động quay được truyền tới trục đầu ra.
Bản thân rôto (rôto) được đặt trong cacte, và cacte bao gồm nhiều tấm, được liên kết chặt chẽ với nhau, tạo thành nhiều ngăn và vách ngăn cách chúng. Theo nguyên tắc, bức tường ngăn chia động cơ thành hai phần chính (khoang), mỗi phần có một cánh quạt riêng biệt (thường có hai cánh quạt trong động cơ).
Mỗi khoang có một đầu vào và đầu ra, và hình dạng hình số tám phức tạp không dễ chế tạo. Ngoài ra, các vách ngăn phải được làm bằng vật liệu rất cứng, nếu không chúng sẽ nhanh chóng bị mòn, từ đó áp suất trong các khoang sẽ giảm xuống, kéo theo đó là công suất động cơ cũng giảm theo.
Bản thân cacte có vách kép nhìn từ bên ngoài (giống như một khối của động cơ đốt trong thông thường) để lưu thông giữa các vách của chất làm mát của hệ thống làm mát. Và ở trung tâm của cacte có các lỗ để các ổ trục được ép vào, trên đó trục động cơ treo.
Trục của động cơ quay trông giống như trục cam một động cơ đốt trong thông thường (xem ảnh), vì nó có độ lệch tâm tương tự như trục cam động cơ thông thường... Trục được chế tạo sao cho các độ lệch tâm nằm trên nó ở các phía đối diện của trục. Và khi hai rôto được lắp trên các trục lệch tâm này trong quá trình lắp ráp (lắp trên ổ trục trơn), các rôto sẽ hoạt động ăn khớp với nhau, hỗ trợ nhau trong công việc.
Nghĩa là, công việc của hai rôto sẽ tương tự như công việc của hai piston của xi lanh thứ tư và thứ hai của động cơ bốn xi lanh thông thường - một trong số chúng ở giai đoạn đầu của quá trình nạp hỗn hợp làm việc, và một ở giai đoạn xả khí thải. Và chính xác là do rôto nằm trên trục lệch tâm nên khi rôto quay ngược chiều, trục RPD cũng sẽ quay, truyền chuyển động quay sang truyền lực.
Nhưng còn việc sử dụng động cơ piston quay trên ô tô - nó có ý nghĩa không?
Nhà sản xuất ô tô đầu tiên lắp RPD trên ô tô của mình vào cuối những năm 60 của thế kỷ trước là NSU (về ô tô, động cơ và ô tô Mazda của họ, hãy xem video thú vị dưới bài viết). Và nhà sản xuất xe hơi đã cố gắng đưa những động cơ như vậy vào sử dụng trên xe của họ, là Mazda nổi tiếng của Nhật Bản.
RPD được lắp đặt trên một số ô tô của hãng, với thể tích hoạt động chỉ 1,3 lít, có khả năng phát triển sức mạnh 250 ngựa. Nhưng đó không phải là tất cả, nhờ sự cải tiến liên tục của động cơ quay, họ đã giảm đáng kể mức tiêu thụ nhiên liệu và dầu, và quan trọng nhất là giảm độc hại. Điều này giúp cho việc đưa những chiếc xe có RPD vào thị trường châu Âu, nơi nghiêm ngặt nhất về tiêu chuẩn môi trường có thể được đưa vào thị trường châu Âu.
Ngoài ra, vào năm 1995, RPD mới nhất đã được phát triển, được đặt tên là RENESIS, có nghĩa là cuộc sống mới động cơ quay. Động cơ này lần đầu tiên được lắp đặt trên mẫu xe ý tưởng Mazda RX-01 mới và cho thấy động lực tăng tốc tuyệt vời. Một phiên bản cải tiến của động cơ như vậy đã được lắp đặt vào năm 1999 trên mẫu xe ý tưởng thể thao "RX-EVOLV". Động cơ này dự kiến \u200b\u200bsẽ được lắp nối tiếp trên xe Mazda RX-8.
Động cơ mới đạt được hiệu suất cao hơn do sử dụng các kim phun tiên tiến hơn và sử dụng cửa sổ bên cho khí thải. Các bugi cải tiến cũng được lắp đặt, giúp cải thiện đáng kể khả năng đốt cháy nhiên liệu.
Ngoài ra, ống xả được làm với một bức tường kép, cho phép tăng nhiệt độ của khí thải và nhanh chóng làm ấm chuyển đổi xúc tác, ngay cả ở nhiệt độ môi trường dưới 0. Chà, hệ thống bôi trơn với bể chứa ướt đã được cải tiến, lượng dầu trong cacte giảm một nửa so với RPD thông thường, ngoài độ êm ái lý tưởng của động cơ mới, âm thanh xả cũng được cải thiện, không thể tả được, nghe đã tai.
Nhiều người có thể nói rằng mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng công nghệ sản xuất động cơ như vậy khá phức tạp và đòi hỏi thiết bị mới nhất... Nhưng xét cho cùng, nhiều bộ phận công nghệ cao hiện có trên nhiều xe ô tô sản xuất, từng có vẻ phức tạp và không thực tế, và chỉ được sử dụng trên xe thể thao.
Ví dụ, khi nó là một xi lanh phủ niken của động cơ nối tiếp, hoặc thông gió Đĩa phanh, có vẻ phức tạp, tốn kém và khó thực hiện, và hiện nay trên hầu hết các xe sản xuất, điều này đã xảy ra phổ biến.
Hiện công việc đang được tiến hành về việc sử dụng nhiên liệu hydro trên các động cơ như vậy, vì động cơ quay không dễ bị kích nổ và có khả năng chạy bằng hydro, và rất có thể là tương lai của RPD, hãy chờ xem.
Felix Wankel được cho là đã phát minh ra động cơ quay khi mới 17 tuổi. Tuy nhiên, những bản vẽ đầu tiên của động cơ chỉ được Wankel trình bày vào năm 1924, khi ông tốt nghiệp trung học và bắt đầu làm việc trong một nhà xuất bản kỹ thuật. Sau đó, ông đã mở xưởng của riêng mình và vào năm 1927 đã giới thiệu động cơ piston quay đầu tiên. Kể từ lúc đó, động cơ của nó bắt đầu hành trình dài xuyên qua khoang máy của nhiều hãng xe.
NSU Spider
Thật không may, trong Chiến tranh thế giới thứ hai, động cơ quay không được sử dụng bởi bất cứ ai, vì nó đã không trải qua một cuộc "chạy đua" đầy đủ trong cộng đồng ô tô, và chỉ sau khi hoàn thành, động cơ thần kỳ mới bắt đầu "bùng phát thành người." Ở Đức thời hậu chiến, công ty đầu tiên chú ý đến một đơn vị thú vị là NSU. Đó là động cơ Wankel được cho là trở thành tính năng chính của mô hình. Năm 1958, dự án đầu tiên bắt đầu được phát triển, và vào năm 1960, chiếc xe hoàn thiện đã được trưng bày tại một hội nghị của các nhà thiết kế Đức.
NSU Spider lúc đầu chỉ gây ra tiếng cười và sự bối rối nhẹ cho các nhà thiết kế. Theo các đặc tính được công bố, động cơ Wankel chỉ phát triển 54 mã lực. và nhiều người đã cười khúc khích cho đến khi họ phát hiện ra rằng khả năng tăng tốc lên 100 km / h của đứa trẻ nặng 700 kg này là 14,7 giây và tốc độ tối đa là 150 km / h. Những đặc điểm như vậy đã khiến nhiều nhà thiết kế xe hơi bị sốc. Động cơ chắc chắn đã tạo nên tiếng vang trong môi trường ô tô, nhưng Wankel không dừng lại ở đó.
NSU Ro-80
Điều thú vị là không phải NSU Spider khiến Felix Wankel trở nên nổi tiếng mà là chiếc xe thứ hai của anh, NSU Ro-80. Nó được giới thiệu vào năm 1967, ngay sau khi ngừng sản xuất mô hình trước đó... Công ty đã quyết định không do dự và phát triển "thị trường quay" càng nhanh càng tốt. Chiếc sedan được trang bị động cơ 1.0 lít, công suất 115 mã lực. Chiếc xe chỉ nặng 1,2 tấn đã tăng tốc lên "hàng trăm" trong 12,8 giây và có tốc độ tối đa với vận tốc 180 km / h. Ngay sau khi ra mắt, chiếc xe đã nhận được danh hiệu "Ô tô của năm", động cơ quay bắt đầu được nói đến như động cơ của tương lai, và một số lượng lớn các nhà sản xuất ô tô đã mua giấy phép sản xuất động cơ quay Felix Wankel.
Tuy nhiên, bản thân NSU Ro-80 có một số điểm tiêu cực, không cần phóng đại, quy mô lớn. Mức tiêu thụ nhiên liệu của Ro-80 là từ 15 đến 17,5 lít trên 100 km, và trong thời kỳ khủng hoảng nhiên liệu, nó thật khủng khiếp. Hơn nữa, những người lái xe thiếu kinh nghiệm thường "giết chết" những động cơ mỏng manh này nhanh đến mức họ thậm chí không có thời gian để lái xe hai nghìn km. Nhưng, mặc dù vậy, chiếc xe này vẫn rất được ưa chuộng và động cơ quay đã củng cố vị thế của nó.
Mercedes C111
Năm 1970, tại Triển lãm Ô tô Geneva, Mercedes đã giới thiệu chiếc C111 với động cơ quay. Đúng vậy, nó đã được công bố một năm trước đó, nhưng nó chỉ là một nguyên mẫu, tuy nhiên, nó chỉ đơn giản là những đặc điểm siêu việt. Chiếc xe được trang bị động cơ ba phần 1,8 lít, công suất 280 mã lực. Mercedes C111 tăng tốc lên 100 km / h trong 5 giây và có tốc độ tối đa 275 km / h.
Phiên bản được giới thiệu tại Geneva thậm chí còn vượt quá những con số này: tốc độ tối đa là 300 km / h và có thể đạt mốc 100 km / h trong 4,8 giây. Đồng thời, động cơ quay tạo ra công suất 370 mã lực. Chiếc xe này về bản chất là độc nhất vô nhị và đơn giản là rất phổ biến đối với những người lái xe, nhưng Mercedes sẽ không để C111 trên băng chuyền một lần nữa vì động cơ quá háu ăn. Thật không may, chiếc xe vẫn ở giai đoạn nguyên mẫu, do đó gần như chôn vùi động cơ quay.
Mazda cosmo thể thao
Tưởng chừng như động cơ quay đã chìm vào quên lãng và cuối cùng biến mất khỏi tầm mắt, nếu không có người Nhật, những người theo dõi sát sao đứa con tinh thần của Wankel. Mazda Cosmo Sport trở thành chiếc xe đầu tiên của hãng xe đến từ đất nước Mặt trời mọc được trang bị động cơ tuyệt vời này. Năm 1967, việc sản xuất hàng loạt chiếc xe này bắt đầu nhưng nó không đạt được thành công nào - chỉ có 343 chiếc được nhìn thấy trong ngày. Đó là do những sai lầm trong thiết kế của chiếc xe: ban đầu Cosmo Sport sở hữu động cơ 1,3 lít công suất 110 mã lực, tăng tốc lên 185 km / h sử dụng hộp số sàn 4 cấp, nhưng có loại thông thường. hệ thống phanh và, theo các nhà phát triển, chiều dài cơ sở quá ngắn.
Năm 1968, người Nhật cho ra mắt dòng Mazda Cosmo Sport thứ hai, với động cơ quay 128 mã lực, hộp số sàn 5 cấp, phanh 15 inch cải tiến và chiều dài cơ sở dài hơn. Bây giờ chiếc xe đã cảm thấy tốt hơn trên đường, tăng tốc lên 190 km / h và có doanh số tốt. Tổng cộng có khoảng 1200 chiếc được sản xuất.
Vòng quay Mazda Parkway 26
Mazda thích động cơ của Felix Wankel đến nỗi vào năm 1974, chiếc Parkway Rotary 26 ra đời - chiếc xe buýt duy nhất trên thế giới có động cơ quay. Nó được trang bị một đơn vị 1,3 lít sản xuất 135 lít. từ. và quan trọng là sở hữu cấp thấp Nội dung những chất gây hại trong khí thải.
Cùng với 4 tốc độ hộp thủ công bánh răng, chiếc xe buýt 3 tấn có thể dễ dàng đạt tốc độ 160 km / h và đã đủ thẩm mỹ viện rộng rãi... Số 26 trong tiêu đề có nghĩa là số ghế ngồi trên xe buýt, nhưng cũng có một phiên bản hạng sang dành cho 13 người. Mô hình này có mức độ rung lắc thấp và sự yên tĩnh trong cabin, được đảm bảo bởi sự vận hành trơn tru của động cơ quay. Việc sản xuất mô hình được hoàn thành vào năm 1976, nhưng nhân tiện, chiếc xe này đã khá phổ biến.
Mazda RX-8
Với việc sản xuất ô tô với động cơ quay "Mazda" đã không dừng lại cho đến thế kỷ XXI. Và chiếc coupe 4 chỗ dẫn động cầu sau thể thao với cửa xoay không cần trụ Mazda RX-8 đã trở thành một biểu tượng thực sự của giới chơi xe. Phiên bản mới nhất của xe được trang bị động cơ 1,3 lít sản sinh công suất 215 mã lực. từ. và hộp số tự động 6 cấp cũng như động cơ 1,3 lít 231 mã lực. từ. với mô-men xoắn 211 Nm và số sàn 6 cấp. Ngoài ra, nó chắc chắn là thành viên xinh đẹp nhất của gia đình quay.
Có vẻ như chiếc RX-7 thay thế là chiếc duy nhất mô hình sản xuất với động cơ quay sẽ vẫn là một biểu tượng sống của phát minh này, nhưng kể từ năm 2004, doanh số coupe bắt đầu giảm. Đến mức đến năm 2010 giảm từ 25.000 ô tô xuống còn 1.500 ô tô / năm. Mazda đã cố gắng tiết kiệm thời gian, nhưng các kỹ sư của công ty đã không thể loại bỏ tất cả các vấn đề - để cải thiện tính thân thiện với môi trường, giảm trọng lượng, giảm tiêu thụ nhiên liệu và cải thiện mô-men xoắn. Ngoài ra, sự bùng nổ của cuộc khủng hoảng đã buộc người Nhật từ chối đầu tư tiền vào một dự án không mang lại lợi nhuận. Do đó, vào tháng 8 năm 2011, có thông báo rằng Mazda RX-8 đã bị ngừng sản xuất.
"VAZ-2109-90"
Khi có một chiếc xe đạp: họ nói, với tốc độ 200 km / h "chín" cảnh sát giao thông đang đuổi kịp một chiếc Mercedes đang bay. Và nhiều người coi câu chuyện này như một trò đùa. Nhưng có một số sự thật trong mọi trò đùa. Và chắc chắn trong này câu chuyện vui có nhiều sự thật hơn là dối trá. Ô tô với động cơ quay cũng được sản xuất ở Nga. Năm 1996, một nguyên mẫu VAZ-2109-90 được phát triển với động cơ piston quay công suất cao. Nó được chỉ ra rằng chiếc xe sẽ vượt qua tất cả các mô hình xe hơi về chất lượng năng động và tốc độ. sản xuất trong nước... Thật vậy, một động cơ quay công suất 140 mã lực được lắp đặt dưới mui xe của "số chín", giúp chiếc xe tăng tốc lên 100 km / h chỉ trong 8 giây và đạt vận tốc tối đa 200 km / h. Trên hết, họ đã cài đặt trong thân cây bình xăng với dung tích 39 lít, vì tiết kiệm xăng rất lớn. Nhờ đó, có thể đi từ Moscow đến Smolensk và quay lại mà không cần tiếp nhiên liệu.
Sau đó, 2 sửa đổi "tính phí" nữa của "chín" đã được trình bày: một động cơ quay phát triển 150 mã lực và một phiên bản cưỡng bức với 250 "ngựa cái". Nhưng do lượng điện dư thừa như vậy, các tổ máy rất nhanh chóng rơi vào tình trạng hư hỏng - chỉ còn 40 nghìn km. Đúng là loại xe này không có nguồn gốc ở Nga do giá xe quá cao, tiêu thụ cao nhiên liệu và chi phí bảo trì cao.
Thông thường "trái tim" của máy là hệ thống xi lanh-pít-tông, tức là nó hoạt động dựa trên chuyển động tịnh tiến qua lại, nhưng có một lựa chọn khác - ô tô động cơ quay.
Ô tô động cơ quay - sự khác biệt chính
Khó khăn chính trong hoạt động của động cơ đốt trong với các xi lanh cổ điển là việc chuyển đổi chuyển động tịnh tiến của các pít-tông thành mô-men xoắn, nếu thiếu nó các bánh xe sẽ không quay. Đó là lý do tại sao, ngay từ khi chiếc đầu tiên được tạo ra, các nhà khoa học và thợ máy tự học đã phân vân không biết làm thế nào để tạo ra một động cơ với các bộ phận quay độc quyền. Kỹ thuật viên vũ khí người Đức Wankel đã thành công trong việc này.
Những bản phác thảo đầu tiên được ông phát triển vào năm 1927, sau khi tốt nghiệp trung học. Sau đó, người thợ máy đã mua một xưởng nhỏ và bắt tay vào thực hiện ý tưởng của mình. Kết quả của nhiều năm làm việc là một mô hình hoạt động của động cơ đốt trong quay, được tạo ra với sự hợp tác của kỹ sư Walter Freude. Cơ chế này hóa ra tương tự như động cơ điện, tức là nó dựa trên một trục có rôto hình tam giác, rất giống hình tam giác của Reuleaux, được bao bọc trong một buồng hình bầu dục. Các góc tiếp giáp với các bức tường, tạo ra một điểm tiếp xúc di động kín với chúng.
Khoang của stato (vỏ) được lõi chia thành số khoang tương ứng với số cạnh của nó, và trong một vòng quay của rôto, các công việc sau được thực hiện: phun nhiên liệu, đánh lửa, thải khí. Thực tế, tất nhiên là có 5 cái, nhưng có thể bỏ qua hai cái trung gian là nén nhiên liệu và giãn nở khí. Trong một chu kỳ hoàn chỉnh, có 3 vòng quay trục, và nếu chúng ta tính đến hai rôto thường được lắp ở phản lực, thì ô tô với động cơ quay có công suất gấp 3 lần so với hệ thống xi lanh-piston cổ điển.
Làm thế nào phổ biến là động cơ diesel quay?
Những chiếc xe đầu tiên được lắp đặt Wankel ICE là xe NSU Spider đời 1964, công suất 54 mã lực, giúp xe có thể tăng tốc lên 150 km / h. Hơn nữa, vào năm 1967, một phiên bản băng ghế dự bị của chiếc sedan NSU Ro-80 đã được tạo ra, đẹp mắt và thậm chí là thanh lịch, với mui xe thon và cốp cao hơn một chút. Nó chưa bao giờ được sản xuất hàng loạt. Tuy nhiên, chính chiếc xe này đã thúc đẩy nhiều công ty mua bản quyền để quay động cơ diesel... Chúng bao gồm Toyota, Citroen, GM, Mazda. Tính mới đã không bắt nguồn từ đâu cả. Tại sao? Điều này là do những thiếu sót nghiêm trọng của nó.
Buồng được tạo thành bởi các bức tường của stato và rôto vượt quá đáng kể thể tích của một xi lanh cổ điển, hỗn hợp nhiên liệu và không khí không đồng đều... Do đó, ngay cả khi sử dụng hai ngọn nến phóng điện đồng bộ, việc đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu vẫn chưa được đảm bảo. Kết quả là động cơ đốt trong không kinh tế và không thân thiện với môi trường. Đó là lý do tại sao, khi cuộc khủng hoảng nhiên liệu nổ ra, NSU, vốn dựa vào động cơ quay, buộc phải hợp nhất với Volkswagen, nơi Wankels mất uy tín đã bị bỏ rơi.
Công ty Mercedes-Benz chỉ sản xuất hai chiếc xe có rôto - С111 chiếc đầu tiên (280 mã lực, 257,5 km / h, 100 km / h trong 5 giây) và chiếc thứ hai (350 mã lực, 300 km / h, 100 km / h trong 4,8 giây) tạo. Chevrolet cũng đã sản xuất hai chiếc Corvette thử nghiệm với động cơ hai phần 266 mã lực. và với công suất 390 mã lực bốn phần, nhưng mọi thứ đều bị giới hạn trong cuộc trình diễn của họ. Trong 2 năm, bắt đầu từ 1974, Citroen sản xuất 874 chiếc xe Citroen GS Birotor với công suất 107 mã lực, sau đó họ đã bị thu hồi để thanh lý, nhưng khoảng 200 chiếc vẫn còn với những người lái xe. Điều này có nghĩa là ngày nay có khả năng gặp chúng trên đường của Đức, Đan Mạch hoặc Thụy Sĩ, nếu tất nhiên, chủ nhân của chúng được cho xem xét lại động cơ quay.
Mazda đã có thể thiết lập sản xuất ổn định nhất, từ năm 1967 đến 1972, 1519 xe Cosmo được sản xuất, thể hiện trong hai loạt xe 343 và 1176 xe. Trong cùng thời gian, chiếc coupe Luce R130 được đưa vào sản xuất hàng loạt. "Wankeli" bắt đầu đặt cược vào mọi thứ mà không có ngoại lệ các mẫu xe Mazda từ năm 1970, bao gồm cả xe buýt Parkway Rotary 26, đạt tốc độ lên đến 120 km / h với khối lượng 2835 kg. Cùng thời gian đó, việc sản xuất động cơ quay bắt đầu ở Liên Xô, mặc dù không có giấy phép, và do đó, họ đạt được mọi thứ bằng trí óc của mình trên ví dụ về một chiếc Wankel được tháo rời với một NSU Ro-80.
Quá trình phát triển được thực hiện tại nhà máy VAZ. Năm 1976, động cơ Vaz-311 được thay đổi về chất lượng, và sáu năm sau, nhãn hiệu VAZ-21018 với rôto 70 mã lực bắt đầu được sản xuất hàng loạt. Đúng như vậy, động cơ đốt trong pít-tông đã sớm được lắp đặt trên toàn bộ sê-ri, vì tất cả các động cơ Wankels đều bị hỏng trong quá trình chạy vào và động cơ quay phải được thay thế. Kể từ năm 1983, các mẫu Vaz-411 và Vaz-413 với công suất 120 và 140 mã lực bắt đầu được đưa ra khỏi dây chuyền lắp ráp. tương ứng. Họ được trang bị cho các phân đội của cảnh sát giao thông, Bộ Nội vụ và KGB. Hiện tại, các cánh quạt do Mazda độc quyền.
Có thể sửa chữa động cơ quay bằng tay của chính bạn không?
Khá khó để tự mình làm bất cứ điều gì với Wankel ICE. Hành động dễ tiếp cận nhất là thay thế các ngọn nến. Trên các mô hình đầu tiên, chúng được gắn trực tiếp vào một trục đứng yên, xung quanh đó không chỉ rôto quay mà còn quay cả thân máy. Ngược lại, trong tương lai, stato được làm đứng yên bằng cách lắp 2 ngọn nến trên tường đối diện van phun nhiên liệu và van xả. Bất kì thứ khác công việc cải tạonếu bạn đã quen với động cơ đốt trong piston cổ điển là điều gần như không thể.
Động cơ Wankel có ít bộ phận hơn 40% so với ICE tiêu chuẩn, dựa trên CPG (nhóm xi-lanh-pít-tông).
Các tấm lót đỡ trục thay đổi nếu đồng bắt đầu lộ ra, để làm điều này, chúng tôi tháo bánh răng, thay thế và ấn lại bánh răng. Sau đó, chúng tôi kiểm tra các phớt dầu và nếu cần, cũng thay đổi chúng. Khi tự tay sửa chữa động cơ quay, hãy cẩn thận khi tháo và lắp các lò xo của các vòng gạt dầu, phía trước và phía sau khác nhau về hình dạng. Các tấm kết thúc cũng được thay thế nếu cần thiết và chúng phải được lắp đặt theo dấu hiệu của chữ cái.
Các con dấu góc chủ yếu được gắn ở mặt trước của rôto, bạn nên tra dầu Castrol màu xanh lá cây vào chúng để cố định chúng trong quá trình lắp ráp cơ cấu. Sau khi trục được lắp đặt, các con dấu góc phía sau sẽ được lắp. Dán các miếng đệm vào stato và bôi trơn chúng bằng chất làm kín. Các đỉnh có lò xo được lắp vào các vòng đệm góc sau khi rôto đã được đặt trong vỏ stato. Cuối cùng, các miếng đệm của phần trước và sau được bôi trơn bằng chất làm kín trước khi gắn chặt các nắp.
Đặc điểm chính của bất kỳ động cơ piston quay nào có thể được coi là sử dụng một rôto đặc biệt (piston), có ba mặt, quay bên trong một xylanh đặc biệt dọc theo epitop (tuy nhiên, cũng có thể có các hình dạng xylanh khác). Chúng tôi sẽ cố gắng phân tích chi tiết thiết kế của RPD, ưu nhược điểm của nó so với các loại động cơ khác.
Đặc điểm thiết kế của động cơ piston quay Wenckel
Lần đầu tiên, loại động cơ này được phát triển vào năm 1957 bởi hai kỹ sư: Walter Freude và Felix Wankel. Một rôto được lắp trên trục, có liên kết cứng với một bánh răng đặc biệt. Bánh xe này ăn khớp với stato, trông giống như một bánh răng đứng yên. Đường kính rôto khá lớn hơn đường kính stato, cho phép bánh răng lăn hoàn toàn quanh stato. Mỗi đỉnh của mặt rôto di chuyển dọc theo bề mặt biểu mô và tách ra ba thể tích thay đổi liên tục.
Thiết kế này cho phép bạn thực hiện các hành động của tất cả bốn biện pháp của bất kỳ động cơ hiện có Hơn nữa, đốt trong mà không sử dụng một cơ chế chịu trách nhiệm phân phối khí. Buồng đốt được làm kín bằng các dải và đĩa lò xo đặc biệt, áp suất này được ép vào bề mặt xi lanh bởi áp suất do khí sinh ra. Vì động cơ piston quay không có đai điều chỉnh thời gian, điều này làm cho thiết kế của nó đơn giản hơn nhiều so với bất kỳ động cơ nào khác. Ngoài ra, sự vắng mặt của các yếu tố nặng khác nhau như thanh kết nối và trục khuỷu, cho phép làm cho kích thước của nó nhỏ hơn nhiều, trong khi sức mạnh tăng lên. Một vòng quay của động cơ như vậy bằng một chu kỳ, có thể được so sánh với hết lượt động cơ hai xylanh piston.
Việc cung cấp nhiên liệu cho buồng đốt, bôi trơn các bộ phận chuyển động của động cơ, làm mát và khởi động được thực hiện giống như trên ICE thông thường. Mức tiêu thụ nhiên liệu có thể thay đổi từ
Video - Cách RDP hoạt động
Ưu điểm và nhược điểm của RDP
Những lợi ích
1. Trước hết, động cơ này có độ rung thấp nhất. Thiết kế của nó hoàn toàn cân đối và giúp việc lái xe trong các loại xe nhẹ trở nên thoải mái hơn nhiều.
2. Đặc tính động rất cao. Một động cơ như vậy cho phép bạn tăng tốc phương tiện ở hộp số đầu tiên lên đến 100 km một giờ, với tải trọng thấp trên các cơ cấu. Động cơ duy trì tốc độ lên đến 8000 vòng / phút trong thời gian dài.
3. Các bộ phận chuyển động rất nhẹ và rôto động cơ cung cấp năng lượng cho tất cả các phần tư của mỗi vòng quay. Điều này giúp nó có thể đạt được mật độ công suất đủ cao, trái ngược với động cơ piston thông thường. Để so sánh, một động cơ piston quay có thể tích làm việc là 1,3 lít tạo ra công suất bằng 220 sức ngựa, trong khi một động cơ piston thông thường với cùng dung tích tạo ra không quá 100 mã lực.
4. Thay vì hàng trăm bộ phận khác nhau, chỉ có 2-3 chục bộ phận được sử dụng trong động cơ piston quay. Ngoài ra, kích thước và trọng lượng của RPD nhỏ hơn nhiều so với các thanh nối thông thường và động cơ trục khuỷu.
nhược điểm
1. Sự kết nối của trục rôto với trục đầu ra, bằng cơ cấu lệch tâm, gây ra quá nhiều áp lực giữa các bộ phận cọ xát được kết nối. Điều này dẫn đến động cơ quá nóng không cần thiết và làm tăng độ mài mòn của các bộ phận cơ cấu. Về vấn đề này, nhu cầu cấp bách về việc thay dầu định kỳ và các yếu tố niêm phong... Nếu các yêu cầu này được thực hiện theo đúng quy định thì tài nguyên động cơ sẽ tăng lên đáng kể, ngược lại, sự cố xảy ra chắc chắn sẽ vô hiệu hóa tổ máy.
2. Buồng đốt có dạng thấu kính, nghĩa là với thể tích rất nhỏ thì có diện tích rất lớn. Tất cả điều này dẫn đến việc hình thành năng lượng bức xạ, ảnh hưởng vô ích đến hoạt động của động cơ và cũng dẫn đến quá nhiệt. Do đó, hiệu suất của động cơ bị giảm đáng kể, không cho phép sử dụng hết công suất.
3. Bật thiết bị thấp động cơ như vậy có mức tiêu hao nhiên liệu rất cao so với động cơ đốt trong thông thường.
4. Diện tích tiếp xúc giữa phớt và các bộ phận quay đang giảm nhanh chóng, chứng tỏ phớt bị mòn nhanh, góp phần làm rò rỉ chất bôi trơn và dầu xâm nhập vào buồng đốt. Kết quả là, khí thải rất độc hại và giảm tuổi thọ động cơ nhanh chóng. Tuy nhiên, vấn đề này đã được loại bỏ bằng cách sử dụng thép hợp kim cao trong sản xuất RPD.
5. Liên quan đến yêu cầu nghiêm ngặt đối với hình dạng của tất cả các bộ phận của cơ cấu, cần có thiết bị chính xác cao để sản xuất các động cơ đó. Điều này làm phức tạp và làm cho quá trình sản xuất tốn kém hơn.
Động cơ piston quay được sử dụng ở đâu?
Ban đầu, sự phát triển của động cơ piston quay được thực hiện cho ô tô thể thao... Sau tất cả cho xe đua một nguồn lực lớn không quá quan trọng, vì việc sửa chữa động cơ piston cũng được yêu cầu sau lần đầu tiên xuất hiện.
Trong quá trình sản xuất hàng loạt, RPD đã được lắp đặt trên xe hơi của Đức. Đó là một chiếc sedan tầng lớp điều hành NSU Ro 80. Chiếc xe khá hiện đại vào thời đó, vì nó có thiết kế hấp dẫn và đặc tính khí động học tốt. Tuy nhiên, do những nhược điểm nghiêm trọng của động cơ piston quay liên quan đến việc quá thường xuyên bảo trì, nhận được một đánh giá tiêu cực, và do đó bắt đầu được trang bị cho động cơ piston thông thường. Điều này là do động cơ bị hỏng sau 50 nghìn km, đây là một chỉ số chi phí thấp.
Hiện tại động cơ piston quay chỉ có hai nhà máy trên thế giới được sản xuất - đó là VAZ (Nga) và Mazda (Nhật Bản).
› Động cơ quayĐộng cơ quay: nguyên lý làm việc
Cách thức hoạt động của động cơ quay. Động cơ quay được phát minh và phát triển bởi Tiến sĩ Felix Wankel và đôi khi được gọi là động cơ Wankel hoặc động cơ quay Wankel.
Động cơ quay, giống như động cơ piston truyền thống, là động cơ đốt trong, nhưng nó hoạt động theo một cách hoàn toàn khác. Trong động cơ piston, trong cùng một thể tích không gian (trong xi lanh), bốn công việc khác nhau diễn ra luân phiên - hút, nén, đốt và xả (hành trình).
Động cơ quay tạo ra bốn hành trình này trong cùng một thể tích (buồng), nhưng mỗi hành trình này xảy ra ở phần riêng biệt của buồng này. Nó giống như một xi lanh riêng biệt được sử dụng cho mỗi chu kỳ và piston di chuyển từ xi lanh này sang xi lanh tiếp theo.
Nguyên lý hoạt động của động cơ quay.
Giống như động cơ piston, động cơ quay sử dụng áp suất được tạo ra bằng cách đốt cháy hỗn hợp không khí và nhiên liệu. Trong động cơ piston, áp suất này được tạo ra trong xi lanh và di chuyển các piston qua lại. Các thanh truyền và trục khuỷu biến chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay có thể dùng để quay các bánh của xe.
Trong động cơ quay, áp suất đốt cháy được chứa trong một buồng do phần thể tích buồng tạo thành bởi mặt kín của rôto hình tam giác, được sử dụng thay cho các piston.
động cơ quay
Rotor và thân động cơ quay Mazda RX-7: Những bộ phận này thay thế piston, xi lanh, van, thanh nối và trục cam trong động cơ pittông.
Rôto được kết nối với các bức tường của buồng ở mỗi trong ba đỉnh của nó, tạo ra ba thể tích khí riêng biệt. Rotor quay và mỗi khối lượng này luân phiên mở rộng và co lại. Phản ứng dây chuyền hút không khí và nhiên liệu vào buồng làm việc, nén hỗn hợp, nó nở ra và làm công việc hữu ích, sau đó khí thải được đẩy ra ngoài, một phần không khí và nhiên liệu mới được hút vào, v.v.
Chúng ta sẽ xem xét bên trong một động cơ quay để có cảm giác về cách hoạt động của nó, nhưng trước tiên chúng ta hãy xem xét các mẫu ô tô động cơ quay mới hơn.
Mazda đã trở thành nhà tiên phong trong việc sản xuất hàng loạt ô tô sử dụng động cơ quay. Chiếc xe thể thao RX-7 được bán vào năm 1978 có lẽ là chiếc xe thành công với một động cơ quay. Nhưng nó đã có trước một số ô tô, xe tải và thậm chí cả xe buýt có quay nhà máy điệnbắt đầu với chiếc Cosmo Sport năm 1967.
Tuy nhiên, RX-7 đã không được bán trên thị trường kể từ năm 1995, nhưng ý tưởng về động cơ quay vẫn chưa hết. Mazda RX-8, mẫu xe thể thao mới nhất của Mazda, có động cơ quay mới nhất được gọi là RENESIS dưới mui xe. Được đặt tên động cơ tốt nhất 2003, động cơ hai cánh quạt hút khí tự nhiên này tạo ra khoảng 250 mã lực.
Cấu tạo của động cơ quay.
Động cơ quay có hệ thống đánh lửa và phun nhiên liệu rất giống với động cơ piston. Tuy nhiên, nếu bạn chưa bao giờ nhìn thấy bên trong của một động cơ quay, thì hãy chuẩn bị để ngạc nhiên vì bạn sẽ không thấy bất cứ điều gì quen thuộc.
Rôto có ba mặt lồi, mỗi mặt hoạt động giống như một piston.
Mỗi bên của rôto có một hốc trong đó, làm tăng tốc độ của rôto nói chung, cung cấp thêm không gian cho hỗn hợp nhiên liệu-không khí.
Trên cùng của mỗi mặt là một tấm kim loại, tạo thành các khoang mà động cơ hoạt động. Hai vòng kim loại ở mỗi bên của rôto tạo thành các bức tường của các khoang này. Ở giữa rôto là một vòng tròn có nhiều răng. Chúng được kết nối với một bộ truyền động được gắn vào trục đầu ra. Kết nối này xác định đường đi và hướng mà rôto di chuyển bên trong buồng.
Buồng động cơ có hình bầu dục gần như hình bầu dục (nhưng nói một cách chính xác, nó là Epitrochoid, đến lượt nó là một thể đơn bội dài hoặc ngắn, là một đường cong phẳng được tạo thành bởi một điểm cố định của một vòng tròn lăn dọc theo một vòng tròn khác). Hình dạng của buồng được thiết kế sao cho ba đỉnh rôto luôn tiếp xúc với thành buồng tạo thành ba thể tích khí kín.
Trong mỗi phần của buồng, một trong bốn nhịp xảy ra:
Đầu vào
Nén
Đốt cháy
Giải phóng
Các lỗ đầu vào và đầu ra nằm trong các bức tường của buồng và không có van trên chúng. Cổng xả được nối trực tiếp với ống xả, và cổng nạp được nối trực tiếp với khí.
Trục đầu ra
Trục đầu ra có các thùy cam hình bán nguyệt nằm lệch tâm, nghĩa là chúng lệch khỏi đường tâm trục. Mỗi rôto trượt trên một trong các tab này. Trục đầu ra tương tự như trục khuỷu trong động cơ piston. Mỗi cánh quạt di chuyển bên trong buồng và đẩy cam của chính nó.
Vì các cam được lắp đặt không đối xứng, lực mà rôto ép lên nó sẽ tạo ra một mômen xoắn lên trục đầu ra, làm cho nó quay.
Bây giờ chúng ta hãy xem cách các bộ phận này tương tác.
Cơ cấu động cơ quay
Một động cơ quay được cấu tạo bởi các lớp. Động cơ hai cánh quạt được tạo thành từ năm lớp chính được giữ với nhau bằng các bu lông dài theo hình tròn. Chất làm mát chảy qua tất cả các bộ phận của cấu trúc.
Hai lớp bên ngoài được đóng lại và chứa các ổ trục cho trục đầu ra. Chúng cũng được niêm phong trong các phần chính của buồng chứa các cánh quạt. Bề mặt bên trong của các bộ phận này rất nhẵn giúp cánh quạt hoạt động. Phần cung cấp nhiên liệu nằm ở cuối mỗi phần này.
Lớp tiếp theo chứa chính cánh quạt và bộ phận xả.
Trung tâm bao gồm hai buồng phân phối nhiên liệu, mỗi buồng chứa một cánh quạt. Nó cũng ngăn cách hai cánh quạt, vì vậy bề mặt bên ngoài của nó rất mịn.
Tại tâm của mỗi rôto là hai bánh răng lớn quay xung quanh bánh răng nhỏ hơn và được gắn vào vỏ động cơ. Đây là quỹ đạo để rôto quay.
Công suất động cơ quay
Động cơ quay sử dụng chu trình đốt cháy bốn kỳ giống như động cơ piston thông thường. Nhưng trong một vòng quay, nó diễn ra theo một cách hoàn toàn khác.
Trái tim của động cơ quay là rôto. Nó tương đương với một piston trong động cơ piston. Rôto được gắn trên một cánh hoa tròn, lớn trên trục đầu ra. Cánh hoa này lệch khỏi đường tâm trục và đóng vai trò như một tay quay trên tời, tạo cho buồng rôto để quay trục đầu ra. Trong khi rôto quay bên trong vỏ, nó sẽ đẩy cánh hoa vào bên trong các vòng tròn cứng, quay 3 lần cho mỗi vòng quay của cánh quạt.
Khi rôto quay trong vỏ, ba ngăn bên trong thay đổi kích thước của chúng. Thay đổi kích thước các khoang này tạo ra áp suất. Chúng ta hãy đi qua tất cả 4 khoang động cơ.
Giai đoạn đầu tiên bắt đầu khi đỉnh rôto ngang với ngăn cấp liệu. Thời điểm mở khoang cấp liệu cho khoang chính, thể tích của khoang này gần đến mức tối thiểu. Ngay sau khi rôto đi qua khoang cấp liệu, thể tích khoang sẽ mở rộng và bơm không khí / nhiên liệu vào khoang chính. Ngay sau khi rôto đi qua khoang cấp liệu, khoang này sẽ hoàn toàn bị cô lập và quá trình nén bắt đầu.
Nén
Khi cánh quạt tiếp tục di chuyển qua khoang chính, không gian trong khoang trở nên nhỏ hơn và hỗn hợp không khí / nhiên liệu bị nén lại. Khi rôto đã đi qua ngăn chứa bugi, thể tích buồng lại giảm đến mức tối thiểu. Lúc này, hỗn hợp bốc cháy.
Đốt cháy
Hầu hết các động cơ quay đều có hai bugi. Buồng đốt đủ dài mà một ngọn nến là không đủ. Ngay sau khi bugi đốt cháy hỗn hợp không khí / nhiên liệu, áp suất trong khoang sẽ tăng đột ngột, dẫn động rôto. Áp suất trong buồng đốt tiếp tục tăng lên làm cho rôto chuyển động và khoang này nở ra. Khí bốc cháy tiếp tục nở ra, chuyển động rôto và tạo ra công suất cho đến khi rôto vượt qua khoang xả.
Sau khi rôto đã đi qua ngăn xả, áp suất cao khí đốt chảy tự do vào ống xả... Khi rôto tiếp tục chuyển động, buồng bắt đầu co lại, buộc các khí thải còn lại vào ngăn tự do. Khi đó, thể tích của buồng lại giảm xuống mức tối thiểu và chu kỳ bắt đầu lại.
Sự khác biệt và vấn đề
Động cơ quay có nhiều điểm khác biệt so với động cơ piston thông thường.
Ít bộ phận chuyển động hơn
Động cơ quay có nhiều ít bộ phận hơnhơn là động cơ piston 4 xi-lanh. Động cơ hai trục quay có ba bộ phận chuyển động chính: hai rô to và trục ra. Ngay cả động cơ pít-tông 4 xi-lanh đơn giản nhất cũng có ít nhất 40 bộ phận chuyển động, bao gồm pít-tông, thanh nối, thân, van, cần gạt, lò xo van, đai thời gian và trục khuỷu. Việc giảm thiểu các bộ phận chuyển động cho phép động cơ quay có được độ tin cậy cao hơn. Đây là lý do tại sao một số nhà sản xuất máy bay (như Skycar) sử dụng động cơ quay thay vì động cơ piston.
Mềm mại
Tất cả các bộ phận trong động cơ quay đều quay liên tục theo cùng một hướng, ngược với hướng thay đổi liên tục của các pít-tông trong động cơ thông thường. Động cơ quay sử dụng các đối trọng quay cân bằng để triệt tiêu mọi rung động. Việc cung cấp năng lượng trong động cơ quay cũng nhẹ nhàng hơn. Mỗi chu trình đốt cháy diễn ra trong một vòng quay của rôto là 90 độ, trục ra quay ba lần cho mỗi vòng quay của rôto, mỗi chu kỳ đốt diễn ra 270 độ mà trục ra sẽ quay. Điều này có nghĩa là một động cơ quay tạo ra 3/4 công suất. So với động cơ piston một xi-lanh trong đó quá trình đốt cháy xảy ra sau mỗi 180 độ của mỗi vòng quay, hoặc chỉ một phần tư vòng quay của trục khuỷu.
Sự chậm chạp
Do rôto quay 1/3 vòng quay của trục đầu ra nên các bộ phận chính của động cơ quay chậm hơn các bộ phận trong động cơ piston thông thường. Nó cũng giúp tăng độ tin cậy.
Các vấn đề
Các vấn đề quan trọng nhất trong sản xuất động cơ quay:
Rất khó (nhưng không phải là không thể) để thích ứng với các quy định về phát thải CO2 trong môi trườngđặc biệt là ở Mỹ.
Việc sản xuất có thể đắt hơn nhiều, trong hầu hết các trường hợp do sản xuất hàng loạt nhỏ, so với động cơ pittông.
Chúng tiêu thụ nhiều nhiên liệu hơn, do hiệu suất nhiệt động của động cơ piston giảm trong buồng đốt dài, và cũng do tỷ số nén thấp.
5 năm
