Rotacioni motor: princip rada, karakteristike

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-02-19 12:42

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

Karakteristika

Rotacioni motor je jedan od tipova termičkih motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Po prvi put takav motor je razvijen još u dalekom 19. vijeku. Danas se rotacioni motor koristi na Mazdi RX-8 i na nekim drugim sportskim automobilima. Takav motor ima ključnu osobinu - nema povratno kretanje, kao kod konvencionalnog motora sa unutrašnjim sagorevanjem.

Ovde se vrši rotacijaspecijalni trouglasti rotor. On je u posebnoj zgradi. Sličnu šemu praktikovala je još 50-ih godina prošlog vijeka njemačka kompanija NSU. Autor takvog motora s unutrašnjim sagorijevanjem bio je Felix Wankel. Po njegovoj shemi se proizvode svi moderni rotacijski motori (Mazda RX nije izuzetak).

uređaj

Dizajn jedinice za napajanje uključuje:

• Case.
• Izlazno vratilo.
• Rotor.

Samo kućište je glavna radna komora. Na rotacionom motoru ima ovalni oblik. Ovako neobičan dizajn komore za sagorijevanje nastaje zbog upotrebe trostrukog rotora. Dakle, kada dođe u kontakt sa zidovima, formiraju se izolirane zatvorene konture. U njima se provode radni ciklusi motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Ovo je:

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

Među karakteristikama rotacionog motora sa unutrašnjim sagorevanjem, vredi napomenuti odsustvo klasičnih usisnih i izduvnih ventila. Umjesto toga, koriste se posebne rupe. Nalaze se na bočnim stranama komore za sagorevanje. Ove rupe su direktno povezane sa izduvnim sistemom i sistemom napajanja.

Rotor

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

Takve ivice su potrebneza više nepropusnosti i kvalitetnije zaptivanje komore za sagorevanje. Ovo osigurava pravilno sagorijevanje mješavine goriva. Posebne ploče nalaze se u gornjem dijelu lica i sa njegovih strana. Djeluju kao kompresijski prstenovi. Rotor takođe sadrži zupce. Služe za rotaciju pogona, koji pokreće i izlazno vratilo. O imenovanju potonjeg ćemo govoriti u nastavku.

Val

Kao takav, nema radilice u motoru sa rotacionim klipom. Umjesto toga, koristi se izlazni element. U odnosu na njegov centar nalaze se posebne izbočine (bregovi). Nalaze se asimetrično. Zakretni moment s rotora, koji se prenosi na greben, uzrokuje rotaciju osovine oko svoje ose. Ovo stvara energiju potrebnu za pomicanje pogona i kotača u automobilu.

Beats

Koji je princip rada rotacionog motora? Algoritam djelovanja, unatoč sličnim ciklusima s klipnim motorom, je drugačiji. Dakle, početak ciklusa nastaje kada jedan od krajeva rotora prođe kroz ulazni kanal kućišta motora sa unutrašnjim sagorevanjem. U ovom trenutku, pod djelovanjem vakuuma, zapaljiva smjesa se usisava u komoru. Daljnjom rotacijom rotora dolazi do kompresijskog hoda smjese. Ovo se dešava kada drugi kraj prođe kroz ulaz. Pritisak smjese se postepeno povećava. Na kraju se zapali. Ali ne zapali se od sile kompresije, već od iskre svjećice. Nakon toga počinje radni ciklus hoda rotora.

Pošto komora za sagorevanje u takvom motoru ima ovalni oblik, preporučljivo je koristiti dve svijeće u dizajnu. To vam omogućava da brzo zapalite smjesu. Tako se front plamena širi ravnomjernije. Usput, dvije svijeće po komori za sagorijevanje mogu se koristiti i u konvencionalnom klipnom motoru s unutrašnjim sagorijevanjem (ovaj dizajn je izuzetno rijedak). Međutim, za rotacioni motor, ovo je neophodno.

Nakon paljenja, u komori se formira visok pritisak gasova. Sila je toliko velika da dozvoljava rotoru da se okreće na ekscentriku. Ovo doprinosi stvaranju obrtnog momenta na izlaznom vratilu. Kako se vrh rotora približava izlazu, sila i pritisak energije plinova se smanjuju. Oni spontano jure u izlazni kanal. Nakon što se kamera potpuno oslobodi od njih, počinje novi proces. Rotacioni motor ponovo startuje usisnim taktom, kompresijom, paljenjem, a zatim pogonskim taktom.

O sistemu podmazivanja i ishrani

Ova jedinica nema razlike u sistemu za dovod goriva. Takođe koristi potapajuću pumpu koja isporučuje benzin pod pritiskom iz rezervoara. Ali sistem podmazivanja ima svoje karakteristike. Dakle, ulje za trljajuće dijelove motora se dovodi direktno u komoru za sagorijevanje. Za podmazivanje je predviđen poseban otvor. Ali postavlja se pitanje: gdje onda odlazi ulje ako uđe u komoru za sagorijevanje? Ovdje je princip rada sličan dvotaktnom motoru. Mast ulazi u komoru i sagorijeva s benzinom. Ova shema rada se koristi na svim motorima s lopaticama, uključujući klipne motore. Zbog posebnog dizajna sistema za podmazivanje, takvi motori ne mogu zadovoljiti moderneekološki propisi. Ovo je jedan od nekoliko razloga zašto se rotacijski motori ne koriste komercijalno na VAZ-u i drugim modelima automobila. Međutim, prvo napominjemo prednosti RPD-a.

Pros

Postoje mnoge prednosti ovog tipa motora. Prvo, ovaj motor ima malu težinu i veličinu. Ovo vam omogućava da uštedite prostor u motornom prostoru i postavite motor sa unutrašnjim sagorevanjem u bilo koji automobil. Također, mala težina doprinosi pravilnijoj raspodjeli težine automobila. Uostalom, većina mase kod automobila sa klasičnim motorima sa unutrašnjim sagorevanjem koncentrisana je u prednjem delu karoserije.

Drugo, rotacioni klipni motor ima veliku gustinu snage. U poređenju sa klasičnim motorima, ova brojka je jedan i pol do dva puta veća. Takođe, rotacioni motor ima širu policu obrtnog momenta. Dostupan je skoro u praznom hodu, dok konvencionalni motori sa unutrašnjim sagorevanjem treba da se zavrte do četiri do pet hiljada. Usput, rotacijski motor je mnogo lakše postići veliku brzinu. Ovo je još jedan plus.

Treće, takav motor ima jednostavniji dizajn. Nema ventila, nema opruga, nema radilice u cjelini. Istovremeno, ne postoji uobičajeni sistem za distribuciju gasa sa remenom i bregastim vratilom. Upravo odsustvo KShM-a doprinosi lakšem setu okretaja rotacionog motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Takav motor se okreće do osam do deset hiljada u djeliću sekunde. Pa, još jedan plus je manja sklonost detonaciji.

Protiv

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

Sljedeći nedostatak se tiče brzog trošenja zaptivnih elemenata rotora. To je zbog male kontaktne mrlje. Zbog trošenja zaptivnih elemenata nastaje visok diferencijalni pritisak. Ovo ima negativan uticaj na performanse rotacionog motora i potrošnju ulja (i posljedično na ekološke performanse).

Nabrajajući nedostatke, vrijedi spomenuti i potrošnju goriva. U poređenju sa cilindrično-klipnim motorom, rotacioni motor nema ekonomičnost goriva, posebno pri srednjim i malim brzinama. Upečatljiv primjer za to je Mazda RX-8. Sa zapreminom od 1,3 litara, ovaj motor troši najmanje 15 litara benzina na sto. Izvanredno, pri velikim brzinama rotora postiže se najveća efikasnost goriva.

Također, rotacioni motori su skloni pregrijavanju. To je zbog posebnog lećastog oblika komore za sagorijevanje. Ne uklanja dobro toplinu u odnosu na sferni (kao na konvencionalnim motorima s unutrašnjim sagorijevanjem), stoga tijekom rada uvijek morate pratiti senzor temperature. U slučaju pregrijavanja rotor se deformiše. Prilikom rada stvorit će značajne ogrebotine. Kao rezultat toga, motorni resurs će se približiti kraju.

Uprkos jednostavnom dizajnu i nedostatku mehanizma radilice, ovaj motor je teško popraviti. Takvi motori su vrlo rijetki i malo tko od majstora ima iskustva s njima. Stoga mnogi servisi automobila odbijaju "kapitalizirati" takve motore. A oni koji se bave rotorima traže basnoslovne svote novca za ovo. Morate platiti ili instalirati novi motor. Ali to nije garancija visokog resursa. Takvi motori vode računa o maksimalno 100 hiljada kilometara (čak i uz umjeren rad i pravovremeno održavanje). I Mazda RX-8 motori nisu bili izuzetak.

VAZ rotacioni motor

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

Razvoj rotacionog klipnog motora za VAZ započeo je sredinom 70-ih. Zadatak nije bio lak - stvoriti rotacioni motor koji bi u svakom pogledu nadmašio tradicionalni klipni motor sa unutrašnjim sagorevanjem. Razvoj novog pogonskog agregata izvršili su stručnjaci iz samarskih zrakoplovnih poduzeća. Šef biroa za montažu i dizajn bio je Boris Sidorovič Pospelov.

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

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

Devedesetih godina, AvtoVAZ je počeo da razvija novi rotacioni motor, koji je trebalo da bude ugrađen na "devetku". Dakle, 1994m godine, rođen je novi pogonski agregat VAZ-415. Motor je imao radnu zapreminu od 1300 kubnih centimetara i dve komore za sagorevanje. omjer kompresije svake je bio 9,4 Ova elektrana je sposobna okretati do deset hiljada okretaja. Istovremeno, motor se odlikovao niskom potrošnjom goriva. U prosjeku, jedinica je trošila 13-14 litara na sto u kombiniranom ciklusu (ovo je dobar pokazatelj za stari rotacijski motor s unutrašnjim sagorijevanjem prema današnjim standardima). Istovremeno, motor se odlikovao malom masom praznog vozila. Bez dodataka, imao je samo 113 kilograma.

Potrošnja ulja motora VAZ-415 iznosi 0,6 posto specifične potrošnje goriva. Resurs motora sa unutrašnjim sagorevanjem pre remonta je 125 hiljada kilometara. Motor, ugrađen na "devetku", pokazao je dobre dinamičke karakteristike. Dakle, ubrzanje do stotine trajalo je samo devet sekundi. A maksimalna brzina je 190 kilometara na sat. Postojali su i eksperimentalni uzorci VAZ-2108 s rotacijskim motorom. Zahvaljujući manjoj težini, rotirajuća "osmica" je ubrzala do stotine za samo osam sekundi. A maksimalna brzina tokom testova bila je 200 kilometara na sat. Međutim, ovi motori nikada nisu ušli u seriju. Ne možete ih naći ni na sekundarnom tržištu i na demontažama.

Sumiranje

Dakle, saznali smo šta je rotacioni motor. Kao što vidite, ovo je vrlo zanimljiv razvoj koji ima za cilj postizanje maksimalne efikasnosti i snage. Međutim, zbog svog dizajna, rotorski mehanizmi su se brzo istrošili. To je uticalo na resurs motora. ČakJapanski RPD nije više od sto hiljada kilometara. Takođe, ovi motori imaju visoke zahtjeve za mazivima i ne mogu zadovoljiti savremene ekološke standarde. Stoga, motori sa unutrašnjim sagorevanjem sa rotacionim klipom nisu postali posebno popularni u automobilskoj industriji.