Roterande motor: funktionsprincip, funktioner

2024 Författare: Erin Ralphs | [email protected]. Senast ändrad: 2024-02-19 18:34

Motorn är grunden för alla fordon. Utan det är bilens rörelse omöjlig. För tillfället är de vanligaste kolvförbränningsmotorerna. Om vi pratar om de flesta terrängbilar så är det här raka fyrcylindriga förbränningsmotorer. Det finns dock bilar med sådana motorer, där den klassiska kolven i princip saknas. Dessa motorer har en helt annan enhet och funktionsprincip. De kallas roterande förbränningsmotorer. Vilka är dessa enheter, vilka är deras egenskaper, för- och nackdelar? Tänk på i dagens artikel.

Karakteristisk

En roterande motor är en av typerna av termiska förbränningsmotorer. För första gången utvecklades en sådan motor redan i det avlägsna 1800-talet. Idag används en roterande motor på Mazda RX-8 och på vissa andra sportbilar. En sådan motor har en nyckelfunktion - den har inga fram- och återgående rörelser, som i en konventionell förbränningsmotor.

Här utförs rotationspeciell triangulär rotor. Han är i en speciell byggnad. Ett liknande system praktiserades redan på 50-talet av förra seklet av det tyska företaget NSU. Författaren till en sådan förbränningsmotor var Felix Wankel. Det är enligt hans schema som alla moderna rotationsmotorer tillverkas (Mazda RX är inget undantag).

Device

Strömenhetens design inkluderar:

• Case.
• Utgående axel.
• Rotor.

Höljet i sig är den huvudsakliga arbetskammaren. På en roterande motor har den en oval form. En sådan ovanlig design av förbränningskammaren beror på användningen av en trihedrisk rötor. Så när det kommer i kontakt med väggarna, bildas isolerade slutna konturer. Det är i dem som arbetscyklerna för förbränningsmotorn utförs. Det här är:

• Inlopp.
• Kompression.
• Tändning och arbetsslag.
• Release.

Bland funktionerna hos en roterande förbränningsmotor är det värt att notera frånvaron av klassiska insugs- och avgasventiler. Istället används speciella hål. De är placerade på sidorna av förbränningskammaren. Dessa hål är direkt anslutna till avgassystemet och kraftsystemet.

Rotor

Basis för konstruktionen av kraftverket av denna typ är rotorn. Den utför funktionen av kolvar i denna motor. Rotorn är dock i en enda kopia, medan kolvarna kan vara från tre till tolv eller fler. Formen på detta element liknar en triangel med rundade kanter.

Sådana kanter behövsför mer lufttät och högkvalitativ tätning av förbränningskammaren. Detta säkerställer korrekt förbränning av bränsleblandningen. Specialplattor är placerade i den övre delen av ansiktet och på dess sidor. De fungerar som kompressionsringar. Rotorn innehåller även tänder. De tjänar till att rotera drivenheten, som också driver den utgående axeln. Vi kommer att prata om utnämningen av den senare nedan.

Val

Som sådan finns det ingen vevaxel i en roterande kolvmotor. Istället används ett utgångselement. I förhållande till dess centrum finns speciella utsprång (kammar). De är placerade asymmetriskt. Vridmomentet från rotorn, som överförs till kammen, gör att axeln roterar runt sin axel. Detta skapar den energi som behövs för att flytta drivningarna och hjulen i bilen.

Beats

Vad är arbetsprincipen för en roterande motor? Handlingsalgoritmen, trots liknande cykler med en kolvmotor, är annorlunda. Så början av cykeln inträffar när en av ändarna på rotorn passerar genom inloppskanalen i förbränningsmotorhuset. För tillfället, under inverkan av vakuum, sugs en brännbar blandning in i kammaren. Med ytterligare rotation av rotorn uppstår blandningens kompressionsslag. Detta händer när den andra änden passerar inloppet. Blandningens tryck ökar gradvis. Det tänds så småningom. Men det antänds inte av kompressionskraften, utan från gnistan från ett tändstift. Därefter börjar arbetscykeln för rotorslaget.

Eftersom förbränningskammaren i en sådan motor har en oval form, är det lämpligt att använda två ljus i designen. Detta gör att du snabbt kan antända blandningen. Därmed sprider sig flamfronten jämnare. Förresten, två ljus per förbränningskammare kan också användas i en konventionell kolvförbränningsmotor (denna design är extremt sällsynt). Men för en roterande motor är detta ett måste.

Efter antändning bildas ett högt tryck av gaser i kammaren. Kraften är så stor att den låter rotorn snurra på excentern. Detta bidrar till genereringen av vridmoment på den utgående axeln. När toppen av rotorn närmar sig utloppet minskar kraften och trycket från gasernas energi. De rusar spontant in i utloppskanalen. Efter att kameran är helt fri från dem börjar en ny process. Den roterande motorn startar igen med insugningsslaget, kompressionen, tändningen och sedan kraftslaget.

Om smörjsystemet och näring

Denna enhet har inga skillnader i bränsletillförselsystemet. Den använder också en dränkbar pump som levererar bensin under tryck från tanken. Men smörjsystemet har sina egna egenskaper. Så oljan för de gnidande delarna av motorn matas direkt in i förbränningskammaren. Ett speciellt hål finns för smörjning. Men frågan uppstår: vart tar oljan vägen om den kommer in i förbränningskammaren? Här liknar driftprincipen en tvåtaktsmotor. Fett kommer in i kammaren och brinner med bensin. Detta driftschema används på varje roterande skovelmotor, inklusive kolvmotorer. På grund av den speciella utformningen av smörjsystemet kan sådana motorer inte möta modernamiljöbestämmelser. Detta är en av flera anledningar till att roterande motorer inte används kommersiellt på VAZ och andra bilmodeller. Men först noterar vi fördelarna med RPD.

Pros

Det finns många fördelar med denna typ av motor. För det första har denna motor en liten vikt och storlek. Detta gör att du kan spara utrymme i motorrummet och placera förbränningsmotorn i vilken bil som helst. Dessutom bidrar låg vikt till en mer korrekt viktfördelning av bilen. När allt kommer omkring är det mesta av massan på bilar med klassiska förbränningsmotorer koncentrerad till framsidan av karossen.

För det andra har rotationskolvmotorn en hög effekttäthet. Jämfört med klassiska motorer är denna siffra en och en halv till två gånger högre. Dessutom har den roterande motorn en bredare vridmomenthylla. Den är tillgänglig nästan från tomgång, medan konventionella förbränningsmotorer måste snurras upp till fyra till fem tusen. Förresten, en roterande motor är mycket lättare att få hög hastighet. Detta är ytterligare ett plus.

För det tredje har en sådan motor en enklare design. Det finns inga ventiler, inga fjädrar, ingen vevmekanism som helhet. Samtidigt finns det inget vanligt gasdistributionssystem med en rem och en kamaxel. Det är frånvaron av KShM som bidrar till en enklare uppsättning varv med en roterande förbränningsmotor. En sådan motor snurrar upp till åtta till tio tusen på en bråkdel av en sekund. Nåväl, ett annat plus är mindre benägenhet att detonera.

Nackdelar

Nu ska vi prata om nackdelarna med att använda roterandemotorerna blev begränsade. Det första minuset är de höga kraven på oljans kvalitet. Även om motorn fungerar som en tvåtaktare kan du inte fylla på billigt "mineralvatten" här. Kraftenhetens delar och mekanismer utsätts för betydande belastningar, därför behövs en tät oljefilm mellan gnidningsparen för att spara resursen. Oljebyteschemat är förresten sextusen kilometer.

Nästa nackdel är det snabba slitaget på rotorns tätningselement. Detta beror på den lilla kontaktlappen. På grund av slitaget på tätningselementen bildas ett högt differenstryck. Detta har en negativ inverkan på rotationsmotorns prestanda och oljeförbrukning (och följaktligen på miljöprestandan).

När man listar bristerna är det värt att nämna bränsleförbrukningen. Jämfört med en cylinder-kolvmotor har en roterande motor inte bränsleeffektivitet, speciellt vid medelhöga och låga hastigheter. Ett slående exempel på detta är Mazda RX-8. Med en volym på 1,3 liter förbrukar denna motor minst 15 liter bensin per hundra. Anmärkningsvärt nog, vid höga rotorhastigheter, uppnås den största bränsleeffektiviteten.

Roterande motorer är dessutom benägna att överhettas. Detta beror på den speciella linsformen hos förbränningskammaren. Den tar inte bort värme bra jämfört med en sfärisk (som på konventionella förbränningsmotorer), därför måste du alltid övervaka temperatursensorn under drift. Vid överhettning deformeras rotorn. När du arbetar kommer det att bilda betydande repor. Som ett resultat kommer motorresursen att närma sig slutet.

Trots den enkla designen och avsaknaden av en vevmekanism är denna motor svår att reparera. Sådana motorer är mycket sällsynta och få av hantverkarna har erfarenhet av dem. Därför vägrar många biltjänster att "kapitalisera" sådana motorer. Och de som sysslar med rotorer begär fantastiska summor pengar för detta. Du måste betala eller installera en ny motor. Men detta är ingen garanti för en hög resurs. Sådana motorer tar hand om maxim alt 100 tusen kilometer (även med måttlig drift och snabbt underhåll). Och Mazda RX-8-motorerna var inget undantag.

VAZ-rotationsmotor

Alla vet att sådana motorer användes av den japanska tillverkaren Mazda under sina år. Men få människor känner till det faktum att RPD också användes i Sovjetunionen på VAZ Classic. En sådan motor utvecklades på uppdrag av ministeriet för speci altjänster. VAZ-21079, utrustad med en sådan motor, var en analog till den berömda svarta "Volga-catch-up" med en åttacylindrig motor.

Utvecklingen av en roterande kolvmotor för VAZ började i mitten av 70-talet. Uppgiften var inte lätt - att skapa en roterande motor som skulle överträffa den traditionella kolvförbränningsmotorn i alla avseenden. Utvecklingen av en ny kraftenhet utfördes av specialister från Samara flygföretag. Chefen för monterings- och designbyrån var Boris Sidorovich Pospelov.

Utvecklingen av kraftenheter gick samtidigt med studiet av roterande motorer av utländska modeller. De första kopiorna skilde sig inte i hög prestanda, och de gick inte in i serien. Några år senare skapades flera varianter av RPD för den klassiska VAZ. VAZ-311-motorn erkändes som den bästa av dem. Denna motor hade samma geometriska parametrar som den japanska 1ZV-motorn. Enhetens maximala effekt var 70 hästkrafter. Trots ofullkomligheten i designen beslutade ledningen att släppa den första industriella satsen av RPD, som installerades på officiella VAZ-2101-fordon. Men många brister upptäcktes snart: motorn genererade en våg av klagomål, en skandal bröt ut och antalet anställda på designbyrån minskade avsevärt. På grund av frekventa haverier avbröts den första VAZ-311 rotationsmotorn.

Men historien om den sovjetiska RPD slutade inte där. På 80-talet lyckades ingenjörer fortfarande skapa en roterande motor som avsevärt översteg egenskaperna hos en kolvförbränningsmotor. Så det var en VAZ-4132 roterande motor. Enheten utvecklade en effekt på 120 hästkrafter. Detta gav VAZ-2105 utmärkt dynamisk prestanda. Med denna motor accelererade bilen till hundratals på 9 sekunder. Och maxhastigheten för "upphämtningen" var 180 kilometer i timmen. Bland de främsta fördelarna är det värt att notera motorns höga vridmoment, tillgängligt i hela varvtalsområdet och den höga litereffekten, som uppnåddes utan någon ökning.

På 90-talet började AvtoVAZ utveckla en ny roterande motor, som skulle installeras på "nian". Så 1994m år föddes en ny kraftenhet VAZ-415. Motorn hade en arbetsvolym på 1300 kubikcentimeter och två förbränningskammare. kompressionsförhållandet för varje var 9,4. Detta kraftverk kan snurra upp till tio tusen varv. Samtidigt kännetecknades motorn av låg bränsleförbrukning. I genomsnitt förbrukade enheten 13-14 liter per hundra i den kombinerade cykeln (detta är en bra indikator för en gammal roterande förbränningsmotor enligt dagens standarder). Samtidigt kännetecknades motorn av en låg tjänstevikt. Utan tillbehör vägde han bara 113 kilo.

Oljeförbrukningen för VAZ-415-motorn är 0,6 procent av den specifika bränsleförbrukningen. Resursen för förbränningsmotorn före översyn är 125 tusen kilometer. Motorn, installerad på "nio", visade goda dynamiska egenskaper. Så, acceleration till hundratals tog bara nio sekunder. Och maxhastigheten är 190 kilometer i timmen. Det fanns också experimentella prover av VAZ-2108 med en roterande motor. Tack vare sin lägre vikt accelererade den roterande "åttan" till hundratals på bara åtta sekunder. Och maxhastigheten under testerna var 200 kilometer i timmen. Dessa motorer kom dock aldrig in i serien. Du kan inte hitta dem på andrahandsmarknaden och vid demontering heller.

Sammanfattning

Så vi fick reda på vad en roterande motor är. Som du kan se är detta en mycket intressant utveckling som syftar till att få maximal effektivitet och kraft. Men på grund av sin design nöts rotormekanismerna snabbt ut. Detta påverkade motorns resurser. ÄvenJapanska RPD det är inte mer än hundra tusen kilometer. Dessutom har dessa motorer höga krav på smörjmedel och kan inte uppfylla moderna miljökrav. Därför har förbränningsmotorer med roterande kolv inte blivit särskilt populära inom bilindustrin.