Roterende motor: funktionsprincip, funktioner

2024 Forfatter: Erin Ralphs | [email protected]. Sidst ændret: 2024-02-19 13:09

Motoren er grundlaget for ethvert køretøj. Uden det er bevægelsen af bilen umulig. I øjeblikket er de mest almindelige stempelforbrændingsmotorer. Hvis vi taler om de fleste terrængående biler, er der tale om in-line firecylindrede forbrændingsmotorer. Der er dog biler med sådanne motorer, hvor det klassiske stempel i princippet er fraværende. Disse motorer har en helt anden enhed og funktionsprincip. De kaldes roterende forbrændingsmotorer. Hvad er disse enheder, hvad er deres funktioner, fordele og ulemper? Overvej i vores artikel i dag.

Karakteristisk

En roterende motor er en af typerne af termiske forbrændingsmotorer. For første gang blev en sådan motor udviklet tilbage i det fjerne 19. århundrede. I dag bruges en roterende motor på Mazda RX-8 og på nogle andre sportsvogne. Sådan en motor har en nøglefunktion - den har ikke frem- og tilbagegående bevægelser, som i en konventionel forbrændingsmotor.

Her udføres rotationspeciel trekantet rotor. Han er i en speciel bygning. En lignende ordning blev praktiseret tilbage i 50'erne af forrige århundrede af det tyske firma NSU. Forfatteren til en sådan forbrændingsmotor var Felix Wankel. Det er i henhold til hans skema, at alle moderne roterende motorer produceres (Mazda RX er ingen undtagelse).

Device

Strømenhedens design inkluderer:

• Case.
• Udgangsaksel.
• Rotor.

Kassen i sig selv er det vigtigste arbejdskammer. På en roterende motor har den en oval form. Et sådant usædvanligt design af forbrændingskammeret skyldes brugen af en trihedral rotor. Så når det kommer i kontakt med væggene, dannes isolerede lukkede konturer. Det er i dem, at forbrændingsmotorens arbejdscyklusser udføres. Dette er:

• Inlet.
• Kompression.
• Tænding og arbejdsslag.
• Udgivelse.

Blandt funktionerne ved en roterende forbrændingsmotor er det værd at bemærke fraværet af klassiske indsugnings- og udstødningsventiler. I stedet bruges specielle huller. De er placeret på siderne af forbrændingskammeret. Disse huller er direkte forbundet til udstødningssystemet og strømsystemet.

Rotor

Grundlaget for designet af kraftværket af denne type er rotoren. Det udfører funktionen af stempler i denne motor. Rotoren er dog i et enkelt eksemplar, mens stemplerne kan være fra tre til tolv eller flere. Formen af dette element ligner en trekant med afrundede kanter.

Sådanne kanter er nødvendigefor mere lufttæt og højkvalitets tætning af forbrændingskammeret. Dette sikrer en korrekt forbrænding af brændstofblandingen. Specielle plader er placeret i den øvre del af ansigtet og på dets sider. De fungerer som kompressionsringe. Rotoren indeholder også tænder. De tjener til at rotere drevet, som også driver udgangsakslen. Vi vil tale om udnævnelsen af sidstnævnte nedenfor.

Val

Som sådan er der ingen krumtapaksel i en roterende stempelmotor. I stedet bruges et output-element. I forhold til dens centrum er der specielle fremspring (knaster). De er placeret asymmetrisk. Drejningsmomentet fra rotoren, som overføres til kammen, får akslen til at dreje rundt om sin akse. Dette skaber den nødvendige energi til at flytte drevene og hjulene i bilen.

Beats

Hvad er arbejdsprincippet for en roterende motor? Handlingsalgoritmen, på trods af lignende cyklusser med en stempelmotor, er anderledes. Så begyndelsen af cyklussen opstår, når en af enderne af rotoren passerer gennem indløbskanalen til forbrændingsmotorhuset. I øjeblikket, under påvirkning af vakuum, suges en brændbar blanding ind i kammeret. Ved yderligere rotation af rotoren opstår blandingens kompressionsslag. Dette sker, når den anden ende passerer indløbet. Blandingens tryk øges gradvist. Det antændes til sidst. Men det antændes ikke af kompressionskraften, men fra gnisten fra et tændrør. Derefter begynder arbejdscyklussen for rotorslaget.

Da forbrændingskammeret i en sådan motor har en oval form, er det tilrådeligt at bruge to stearinlys i designet. Dette giver dig mulighed for hurtigt at antænde blandingen. Dermed spredes flammefronten mere jævnt. Forresten kan to stearinlys pr. forbrændingskammer også bruges i en konventionel stempelforbrændingsmotor (dette design er ekstremt sjældent). Men for en roterende motor er dette et must.

Efter tænding dannes der et højt tryk af gasser i kammeret. Kraften er så stor, at den tillader rotoren at dreje på excentrikken. Dette bidrager til generering af drejningsmoment på udgangsakslen. Når toppen af rotoren nærmer sig udløbet, reduceres kraften og trykket af gassernes energi. De skynder sig spontant ind i udløbskanalen. Efter at kameraet er helt fri for dem, begynder en ny proces. Den roterende motor starter igen med indsugningsslaget, kompressionen, tændingen og derefter kraftslaget.

Om smøresystemet og ernæring

Denne enhed har ingen forskelle i brændstofforsyningssystemet. Den bruger også en dykpumpe, der leverer benzin under tryk fra tanken. Men smøresystemet har sine egne karakteristika. Så olien til motorens gnidningsdele føres direkte ind i forbrændingskammeret. Der er et specielt hul til smøring. Men spørgsmålet melder sig: hvor går olien så hen, hvis den kommer ind i forbrændingskammeret? Her ligner operationsprincippet en totaktsmotor. Fedt kommer ind i kammeret og brænder med benzin. Dette driftsskema bruges på alle roterende vingemotorer, inklusive stempelmotorer. På grund af det specielle design af smøresystemet kan sådanne motorer ikke opfylde modernemiljøbestemmelser. Dette er en af flere grunde til, at roterende motorer ikke bruges kommercielt på VAZ og andre bilmodeller. Men først bemærker vi fordelene ved RPD.

Fordele

Der er mange fordele ved denne type motor. For det første har denne motor en lille vægt og størrelse. Dette giver dig mulighed for at spare plads i motorrummet og placere forbrændingsmotoren i enhver bil. Også lav vægt bidrager til en mere korrekt vægtfordeling af bilen. Det meste af massen på biler med klassiske forbrændingsmotorer er trods alt koncentreret foran på karrosseriet.

For det andet har rotationsstempelmotoren en høj effekttæthed. Sammenlignet med klassiske motorer er dette tal halvanden til to gange højere. Den roterende motor har også en bredere drejningsmomenthylde. Den fås næsten fra tomgang, mens konventionelle forbrændingsmotorer skal drejes op til fire til fem tusinde. Forresten er en roterende motor meget lettere at få høj hastighed. Dette er endnu et plus.

For det tredje har sådan en motor et enklere design. Der er ingen ventiler, ingen fjedre, ingen krankmekanisme som helhed. Samtidig er der ikke noget sædvanligt gasdistributionssystem med en rem og en knastaksel. Det er fraværet af KShM, der bidrager til et lettere sæt af omdrejninger med en roterende forbrændingsmotor. Sådan en motor drejer op til otte til ti tusinde på en brøkdel af et sekund. Et andet plus er mindre tilbøjelighed til at detonere.

Ulemper

Lad os nu tale om de ulemper, som brugen af roterendemotorerne blev begrænsede. Det første minus er de høje krav til oliens kvalitet. Selvom motoren fungerer som en totakts, kan du ikke fylde billigt "mineralvand" på her. Kraftenhedens dele og mekanismer udsættes for betydelige belastninger, derfor er det nødvendigt med en tæt oliefilm mellem gnidningsparrene for at spare ressourcen. I øvrigt er tidsplanen for olieskift seks tusinde kilometer.

Den næste ulempe vedrører det hurtige slid på rotorens tætningselementer. Dette skyldes det lille kontaktplaster. På grund af slid på tætningselementerne dannes et højt differenstryk. Dette har en negativ indvirkning på rotationsmotorens ydeevne og olieforbruget (og dermed miljøpræstationen).

Med en liste over manglerne er det værd at nævne brændstofforbruget. Sammenlignet med en cylinder-stempelmotor har en roterende motor ikke brændstofeffektivitet, især ved mellem- og lavhastigheder. Et slående eksempel på dette er Mazda RX-8. Med et volumen på 1,3 liter bruger denne motor mindst 15 liter benzin pr. Det er bemærkelsesværdigt, at ved høje rotorhastigheder opnås den største brændstofeffektivitet.

Roterende motorer er også tilbøjelige til at overophedes. Dette skyldes den specielle linseform af forbrændingskammeret. Det fjerner ikke varme godt sammenlignet med en sfærisk (som på konventionelle forbrændingsmotorer), derfor skal du under drift altid overvåge temperaturføleren. I tilfælde af overophedning deformeres rotoren. Under arbejdet vil det danne betydelige skrammer. Som et resultat vil motorressourcen nærme sig enden.

På trods af det enkle design og manglen på en krankmekanisme er denne motor svær at reparere. Sådanne motorer er meget sjældne, og få af håndværkerne har erfaring med dem. Derfor nægter mange biltjenester at "kapitalisere" sådanne motorer. Og dem, der beskæftiger sig med rotorer, beder om fabelagtige summer for dette. Du skal betale eller installere en ny motor. Men dette er ikke en garanti for en høj ressource. Sådanne motorer tager sig af maksim alt 100 tusinde kilometer (selv med moderat drift og rettidig vedligeholdelse). Og Mazda RX-8-motorerne var ingen undtagelse.

VAZ roterende motor

Alle ved, at sådanne motorer blev brugt af den japanske producent Mazda i deres år. Men få mennesker ved, at RPD også blev brugt i Sovjetunionen på VAZ Classic. En sådan motor blev udviklet efter ordre fra ministeriet for særlige tjenester. VAZ-21079, udstyret med en sådan motor, var en analog af den berømte sorte "Volga-catch-up" med en otte-cylindret motor.

Udviklingen af en roterende stempelmotor til VAZ begyndte i midten af 70'erne. Opgaven var ikke let - at skabe en roterende motor, der ville overgå den traditionelle stempelforbrændingsmotor i alle henseender. Udviklingen af en ny kraftenhed blev udført af specialister fra Samara luftfartsvirksomheder. Lederen af montage- og designbureauet var Boris Sidorovich Pospelov.

Udviklingen af kraftenheder gik samtidig med studiet af roterende motorer af udenlandske modeller. De første kopier adskilte sig ikke i høj ydeevne, og de gik ikke ind i serien. Et par år senere blev der oprettet flere varianter af RPD til den klassiske VAZ. VAZ-311-motoren blev anerkendt som den bedste af dem. Denne motor havde de samme geometriske parametre som den japanske 1ZV-motor. Enhedens maksimale effekt var 70 hestekræfter. På trods af designets ufuldkommenhed besluttede ledelsen at frigive det første industrielle parti af RPD'er, som blev installeret på officielle VAZ-2101-køretøjer. Imidlertid blev der hurtigt opdaget mange mangler: Motoren genererede en bølge af klager, en skandale brød ud, og antallet af ansatte i designbureauet blev reduceret betydeligt. På grund af hyppige nedbrud blev den første VAZ-311 roterende motor udgået.

Men historien om den sovjetiske RPD sluttede ikke der. I 80'erne formåede ingeniører stadig at skabe en roterende motor, der markant oversteg egenskaberne for en stempelforbrændingsmotor. Så det var en VAZ-4132 roterende motor. Enheden udviklede en effekt på 120 hestekræfter. Dette gav VAZ-2105 fremragende dynamisk ydeevne. Med denne motor accelererede bilen til hundreder på 9 sekunder. Og den maksimale hastighed på "indhentningen" var 180 kilometer i timen. Blandt de vigtigste fordele er det værd at bemærke motorens høje drejningsmoment, tilgængelig i hele omdrejningsområdet og den høje litereffekt, som blev opnået uden noget løft.

I 90'erne begyndte AvtoVAZ at udvikle en ny roterende motor, som skulle installeres på "ni". Så i 1994m år blev en ny kraftenhed VAZ-415 født. Motoren havde et arbejdsvolumen på 1300 kubikcentimeter og to forbrændingskamre. kompressionsforholdet for hver var 9,4. Dette kraftværk er i stand til at dreje op til ti tusinde omdrejninger. Samtidig var motoren kendetegnet ved et lavt brændstofforbrug. I gennemsnit forbrugte enheden 13-14 liter pr. hundrede i den kombinerede cyklus (dette er en god indikator for en gammel roterende forbrændingsmotor efter nutidens standarder). Samtidig var motoren kendetegnet ved en lav egenvægt. Uden vedhæftede filer vejede han kun 113 kilogram.

VAZ-415-motorens olieforbrug er 0,6 procent af det specifikke brændstofforbrug. Forbrændingsmotorens ressource før eftersyn er 125 tusinde kilometer. Motoren, installeret på "ni", viste gode dynamiske egenskaber. Så acceleration til hundredvis tog kun ni sekunder. Og den maksimale hastighed er 190 kilometer i timen. Der var også eksperimentelle prøver af VAZ-2108 med en roterende motor. Takket være dens lettere vægt accelererede den roterende "otte" til hundreder på kun otte sekunder. Og den maksimale hastighed under testene var 200 kilometer i timen. Disse motorer kom dog aldrig ind i serien. Du kan heller ikke finde dem på det sekundære marked og ved adskillelser.

Opsummering

Så vi fandt ud af, hvad en roterende motor er. Som du kan se, er dette en meget interessant udvikling, der sigter mod at opnå maksimal effektivitet og kraft. Men på grund af deres design blev rotormekanismerne hurtigt slidt. Dette påvirkede motorens ressource. Også selvomJapansk RPD det er ikke mere end hundrede tusinde kilometer. Desuden stiller disse motorer høje krav til smøremidler og kan ikke opfylde moderne miljøstandarder. Derfor er forbrændingsmotorer med roterende stempel ikke blevet særlig populære i bilindustrien.