Motor rotativ: principiu de funcționare, caracteristici

Anonim

Motorul este fundamentul oricărui vehicul. Fără aceasta, mișcarea mașinii este imposibilă. În prezent, cele mai frecvente sunt motoarele cu ardere internă cu piston. Dacă vorbim despre majoritatea mașinilor care rulează, acestea sunt motoarele cu patru cilindrii în combustie internă. Cu toate acestea, există mașini cu astfel de motoare, în cazul în care pistonul clasic este absent în principiu. Aceste motoare au un dispozitiv și un principiu complet de funcționare. Acestea se numesc motoare rotative cu combustie internă. Care sunt aceste unități, care sunt caracteristicile lor, argumente pro și contra? Luați în considerare în articolul nostru de astăzi.

trăsătură

Motorul rotativ este una dintre varietățile de motor termic. Pentru prima dată, un astfel de motor a fost dezvoltat în secolul al XIX-lea. Astazi un motor rotativ este folosit pe Mazda PX-8 si pe alte masini sport. Un astfel de motor are o caracteristică-cheie - nu există mișcări cu mișcare alternativă în el, ca într-un motor convențional cu ardere internă.

Aici rotația este efectuată de un rotor special trilateral. Acesta este închis într-un caz special. O schemă similară a fost practicată în anii 50 ai secolului trecut de către compania germană NSU. Autorul acestui motor a fost Felix Wankel. În conformitate cu schema sa, toate motoarele rotative moderne sunt produse (Mazda PX nu face excepție).

dispozitiv

Proiectarea unității de alimentare include:

  • Locuințe.
  • Arborele de ieșire
  • Rotor.

Cazul în sine este camera principală de lucru. Pe un motor rotativ, are o formă ovală. Un astfel de design neobișnuit al camerei de ardere datorită utilizării rotorului triunghiular. Astfel, la contactul cu pereții se formează contururile izolate închise. Acestea sunt etapele de lucru ale motorului cu combustie internă. Aceasta este:

  • Inlet.
  • Compresie.
  • Aprinderea și cursa de lucru.
  • Release.

Printre caracteristicile unui motor rotativ cu combustie internă, merită remarcat lipsa supapelor clasice de admisie și evacuare. În schimb, sunt utilizate găuri speciale. Acestea sunt situate pe părțile laterale ale camerei de ardere. Aceste găuri sunt conectate direct la sistemul de evacuare și la sistemul de alimentare cu energie electrică.

rotor

Baza de proiectare a centralei electrice de acest tip este rotorul. Acesta efectuează funcția pistoanelor din acest motor. Cu toate acestea, rotorul se află într-o singură copie, în timp ce pistoanele pot fi de la trei la doisprezece sau mai multe. Forma acestui element seamănă cu un triunghi cu marginile rotunjite.

Astfel de muchii sunt necesare pentru o etanșare mai ermetică și de înaltă calitate a camerei de ardere. Astfel, se obține arderea corectă a amestecului de combustibil. În partea superioară a feței și pe laturile sale sunt plăci speciale. Ele efectuează funcția de inele de compresie. Rotorul conține și dinți. Ele servesc pentru a roti unitatea, care utilizează de asemenea arborele de ieșire. La numirea ultimei discuții de mai jos.

ax

Ca atare, arborele cotit al unui motor cu piston rotativ nu este. În schimb, este utilizat un element de ieșire. În ceea ce privește centrul său, există proeminențe speciale (cams). Acestea sunt situate asimetric. Momentul de rotație al rotorului, care este transmis în camă, face ca arborele să se rotească în jurul axei sale. Aceasta creează energia necesară pentru a conduce și conduce roțile.

cursă

Care este principiul motorului rotativ? Algoritmul de acțiune, în ciuda ciclurilor similare cu un motor cu piston, este diferit. Deci, începutul cursei apare atunci când unul dintre capetele rotorului trece prin canalul de admisie al carcasei motorului. În momentul de față, sub acțiunea vidului, un amestec combustibil este aspirat în cameră. Pe măsură ce rotorul se rotește mai departe, amestecul este comprimat. Acest lucru se întâmplă când celălalt capăt trece admisia. Creste treptat presiunea amestecului. În cele din urmă se aprinde. Dar nu se aprinde prin forța compresiei, ci prin scânteia unei bujii. După aceasta, începe cursa de lucru a rotorului.

Deoarece camera de combustie din acest motor este ovală, se recomandă utilizarea a două lumânări în design. Acest lucru vă permite să ardeți rapid amestecul. Deci, frontul flacării se răspândește mai uniform. Apropo, două lumanari pentru o cameră de combustie pot să apară într-un motor cu piston convențional (acest design este extrem de rar). Cu toate acestea, pentru un motor rotativ, aceasta este o necesitate.

După aprindere, în cameră este generată o presiune ridicată a gazului. Forța este atât de mare încât vă permite să rotiți rotorul pe excentric. Acest lucru contribuie la dezvoltarea cuplului pe arborele de ieșire. Atunci când partea superioară a rotorului se apropie de ieșire, forța și presiunea energiei de gaz scade. Ei se grăbesc spontan în canalul de evacuare. După ce camera este complet liberă, începe un nou proces. Lucrarea motorului rotativ începe din nou cu cursa de admisie, compresiune, aprindere și apoi cu cursa de lucru.

Cu privire la sistemul de lubrifiere și nutriție

Această unitate nu are diferențe în sistemul de alimentare cu combustibil. De asemenea, utilizează o pompă submersibilă care livrează benzină sub presiune din rezervor. Dar sistemul de lubrifiere are propriile caracteristici. Astfel, uleiul pentru frecarea părților motorului este alimentat direct în camera de ardere. Există o gaură specială pentru lubrifiere. Dar se pune întrebarea: unde merge uleiul atunci când intră în camera de combustie? Aici principiul de funcționare este similar cu un motor în doi timpi. Lubrifiantul intră în cameră și arde împreună cu benzina. O astfel de schemă de lucru este folosită pe fiecare motor cu lamă rotativă și piston inclusiv. Datorită construcției speciale a sistemului de lubrifiere, motoarele respective nu pot respecta standardele de mediu moderne. Acesta este unul dintre motivele pentru care motoarele rotative la VAZ și alte modele auto nu sunt utilizate ca standard. Cu toate acestea, menționăm mai întâi avantajele FAP.

goodies

Există multe avantaje pentru acest tip de motor. În primul rând, acest motor are o greutate mică și o mărime mică. Acest lucru vă permite să economisiți spațiu în compartimentul motorului și amplasați motorul în orice mașină. De asemenea, greutatea redusă contribuie la o cântărire mai bună a mașinii. La urma urmei, majoritatea maselor pe autovehicule cu ICE clasic este concentrată în partea din față a corpului.

În al doilea rând, motorul cu piston rotativ are o densitate mare de putere. În comparație cu motoarele clasice, această cifră este de unu și jumătate până la de două ori mai mare. De asemenea, motorul rotativ are un cuplu mai mare pe raft. Este disponibil aproape de la inactiv, în timp ce motoarele convenționale cu ardere internă trebuie să se rotească până la patru sau cinci mii. Apropo, motorul rotativ câștigă viteză mare mult mai ușor. Acesta este un alt plus.

În al treilea rând, un astfel de motor are un design mai simplu. Nu există supape, nici arcuri, niciun mecanism de manivelă în general. În același timp, nu există un sistem obișnuit de distribuție a gazelor cu o centură și un arbore cu came. Este absența roții de manivelă care contribuie la rotația mai ușoară a motorului rotativ cu ardere internă. Un astfel de motor, într-o secundă divizată, ajunge la opt sau zece mii. Un alt plus este o tendință mai mică de detonare.

contra

Acum hai să vorbim despre neajunsurile, din cauza cărora utilizarea motoarelor rotative a devenit limitată. Primul minus este cerințele de înaltă calitate pentru ulei. Deși motorul funcționează ca o mașină în doi timpi, este imposibil să turnați aici apă minerală ieftină. Părțile și mecanismele unității de putere sunt supuse unor sarcini semnificative, prin urmare, pentru a salva resursa, este necesar un film dens de ulei între perechile de frecare. Apropo, procedura de înlocuire a lubrifiantului este de șase mii de kilometri.

Următorul dezavantaj se referă la uzura rapidă a elementelor de etanșare ale rotorului. Acest lucru se datorează plasturelor mici de contact. Datorită uzurii elementelor de etanșare, se formează o cădere de presiune ridicată. Acest lucru afectează în mod negativ performanța motorului rotativ și a consumului de ulei (și, în consecință, performanța de mediu).

Dezavantajele în ceea ce privește listarea, este de remarcat consumul de combustibil. Comparativ cu motorul cu piston cilindric, motorul rotativ nu are eficiență de combustibil, în special la turații medii și joase. Un exemplu frapant al acestui lucru este "Mazda RX-8". Cu un volum de 1, 3 litri, acest motor consumă cel puțin 15 litri de benzină pe sută. În mod remarcabil, eficiența maximă a combustibilului este obținută la viteze mari ale rotorului.

De asemenea, motoarele rotative sunt predispuse la supraîncălzire. Acest lucru se datorează formei lenticulare particulare a camerei de ardere. Elimină căldura rău în comparație cu cea sferică (ca în cazul motoarelor cu combustie internă convențională), prin urmare, în timpul funcționării, este întotdeauna necesară monitorizarea senzorului de temperatură. În caz de supraîncălzire, rotorul este deformat. Când lucrați, va forma teaseri semnificative. Ca urmare, resursa motorului se va termina.

În ciuda designului simplu și a absenței unui mecanism de manivelă, acest motor este dificil de reparat. Asemenea motoare sunt foarte rare și puțini maeștri au experiență cu ei. Prin urmare, multe stații de benzină refuză să "conducă" astfel de motoare. Și cei care sunt angajați în rotoare, cereți această sumă fabuloasă de bani. Trebuie să plătiți sau să instalați un motor nou. Dar aceasta nu este o garanție a resurselor mari. Astfel de motoare au grijă de maximum 100 mii kilometri (chiar și cu funcționare moderată și service în timp util). Motoarele "Mazda RH-8" nu au făcut excepție.

Motor rotativ VAZ

Toată lumea știe că aceste motoare în anii lor au folosit producătorul japonez "Mazda". Cu toate acestea, putini oameni cunosc faptul ca RPD a fost folosit si in Uniunea Sovietica pe VAZ Classic. Dezvoltarea unui astfel de motor prin ordin al ministerului pentru serviciile speciale. VAZ-21079, echipat cu acest motor, a fost un analog al celebrului negru "Volga-catch-up" cu un motor cu opt cilindri.

Dezvoltarea unui motor cu piston rotativ pentru VAZ a început la mijlocul anilor '70. Sarcina nu a fost ușoară - de a crea un motor rotativ care să depășească în toate privințele motorul tradițional cu piston cu ardere internă. Dezvoltarea noii centrale a fost efectuată de specialiștii întreprinderilor de aviație din Samara. Șeful biroului de adunare a fost Boris Sidorovici Pospelov.

Dezvoltarea unităților de putere a fost realizată simultan cu studiul motoarelor cu rotoare de probe străine. Primele exemplare nu diferă în ceea ce privește tarifele operaționale ridicate și nu au ajuns la o serie. Câțiva ani mai târziu, mai multe versiuni ale RPD au fost create pentru clasicul VAZ. Cel mai bun dintre ei a fost recunoscut motor VAZ-311. Acest motor avea aceiași parametri geometrici ca și motorul japonez 1ZV. Puterea maximă a unității a fost de 70 de cai putere. În ciuda imperfecțiunii designului, managementul a decis să elibereze primul lot industrial de RPD-uri, care au fost instalate pe autovehiculele VAZ-2101. Cu toate acestea, multe defecte au fost descoperite în curând: motorul a generat un val de plângeri, a izbucnit un scandal și numărul angajaților din biroul de proiectare a fost redus semnificativ. Din cauza defecțiunilor frecvente, primul motor rotativ al modelului VAZ-311 a fost întrerupt.

Dar povestea RPD-ului sovietic nu sa terminat acolo. În anii '80, inginerii au reușit încă să creeze un motor rotativ care depășea în mod semnificativ caracteristicile unui motor cu piston. Deci, a fost un motor rotativ VAZ-4132. Unitatea a dezvoltat o putere de 120 de cai putere. Acest lucru a dat VAZ-2105 o performanță dinamică excelentă. Cu acest motor, mașina a accelerat la o sută în 9 secunde. Viteza maximă de "capturare" a fost de 180 de kilometri pe oră. Printre avantajele principale, merită remarcat cuplul ridicat al motorului, disponibil pe întreaga gamă de turații și o putere înaltă de litri, care a fost obținut fără nici un impuls.

În anii '90, AvtoVAZ a început să dezvolte un nou motor rotativ, care urma să fie instalat pe "nouă". Deci, în 1994, a fost lansată o nouă unitate VAZ-415. Motorul avea un volum de lucru de 1300 centimetri cubi și două camere de combustie. raportul de compresie al fiecăruia a fost de 9, 4. Această centrală electrică este capabilă să descopere până la zece mii de revoluții. În acest caz, motorul a avut un consum redus de combustibil. În medie, unitatea a consumat 13-14 litri pe sută în ciclul combinat (acesta este un bun indicator pentru motorul rotativ standard de astăzi). În acest caz, motorul se distinge printr-o greutate redusă. Fără atașament, el cântărea doar 113 kilograme.

Consumul de ulei al motorului VAZ-415 este de 0, 6% din consumul specific de combustibil. Resurse ICE pentru revizie - 125 mii kilometri. Motorul montat pe "nouă" a avut o performanță dinamică bună. Deci, accelerarea la o sută a durat doar nouă secunde. Iar viteza maximă este de 190 kilometri pe oră. Au fost, de asemenea, probe experimentale VAZ-2108 cu un motor rotativ. Datorită greutății reduse, rotorul "opt" a accelerat la o sută în doar opt secunde. Viteza maximă în timpul testelor a fost de 200 de kilometri pe oră. Totuși, aceste motoare nu au intrat în serie. Pe piața secundară și în dezasamblare le găsim, de asemenea, imposibilă.

Rezumă

Deci, am aflat ce este un motor rotativ. După cum puteți vedea, aceasta este o dezvoltare foarte interesantă care vizează obținerea eficienței maxime și a puterii. Cu toate acestea, datorită designului său, mecanismele rotorului se uzează rapid. Acest lucru a afectat resursa motorului. Chiar și în RPD-ul japonez, nu este mai mult de o sută de mii de kilometri. De asemenea, aceste motoare au cerințe ridicate pentru lubrifianți și nu pot respecta standardele de mediu moderne. Prin urmare, motoarele cu ardere internă cu piston rotativ nu au devenit deosebit de populare în industria automobilelor.