Motor rotativ: principiu de funcționare, caracteristici

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-02-19 18:20

Motorul este baza oricărui vehicul. Fără el, mișcarea mașinii este imposibilă. În momentul de față, cele mai comune sunt motoarele cu ardere internă cu piston. Dacă vorbim despre majoritatea mașinilor cross-country, acestea sunt motoare cu patru cilindri în linie cu ardere internă. Cu toate acestea, există mașini cu astfel de motoare, unde clasicul piston lipsește în principiu. Aceste motoare au un dispozitiv și un principiu de funcționare complet diferit. Se numesc motoare rotative cu ardere internă. Care sunt aceste unități, care sunt caracteristicile lor, avantajele și dezavantajele? Luați în considerare în articolul nostru de astăzi.

Caracteristic

Un motor rotativ este unul dintre tipurile de motoare cu ardere internă termică. Pentru prima dată un astfel de motor a fost dezvoltat în îndepărtatul secol al XIX-lea. Astăzi, un motor rotativ este folosit pe Mazda RX-8 și pe alte mașini sport. Un astfel de motor are o caracteristică cheie - nu are mișcări alternative, ca într-un motor convențional cu ardere internă.

Aici se efectuează rotațiarotor triunghiular special. El se află într-o clădire specială. O schemă similară a fost practicată încă din anii 50 ai secolului trecut de către compania germană NSU. Autorul unui astfel de motor cu ardere internă a fost Felix Wankel. Conform schemei sale sunt produse toate motoarele rotative moderne (Mazda RX nu face excepție).

Dispozitiv

Designul unității de alimentare include:

• Caz.
• Arborele de ieșire.
• Rotor.

Carcasa în sine este camera principală de lucru. Pe un motor rotativ, are o formă ovală. Un astfel de design neobișnuit al camerei de ardere se datorează utilizării unui rotor triedric. Deci, atunci când vine în contact cu pereții, se formează contururi închise izolate. În ele sunt efectuate ciclurile de lucru ale motorului cu ardere internă. Acesta este:

• Inlet.
• Compresie.
• Aprindere și cursă de lucru.
• Lansare.

Dintre caracteristicile unui motor rotativ cu ardere internă, este de remarcat absența supapelor clasice de admisie și evacuare. În schimb, se folosesc găuri speciale. Sunt situate pe părțile laterale ale camerei de ardere. Aceste orificii sunt conectate direct la sistemul de evacuare și la sistemul de alimentare.

Rotor

Baza proiectării centralei electrice de acest tip este rotorul. Îndeplinește funcția de pistoane în acest motor. Cu toate acestea, rotorul este într-o singură copie, în timp ce pistoanele pot fi de la trei la doisprezece sau mai mult. Forma acestui element seamănă cu un triunghi cu margini rotunjite.

Este necesare astfel de marginipentru o etanșare mai etanșă și de în altă calitate a camerei de ardere. Acest lucru asigură arderea corectă a amestecului de combustibil. Plăcile speciale sunt situate în partea superioară a feței și pe lateralele acesteia. Acţionează ca inele de compresie. Rotorul conține și dinți. Acestea servesc la rotirea antrenamentului, care antrenează și arborele de ieșire. Despre numirea acestuia din urmă vom vorbi mai jos.

Val

Ca atare, nu există arbore cotit într-un motor cu piston rotativ. În schimb, se folosește un element de ieșire. Față de centrul său există proeminențe speciale (camele). Sunt situate asimetric. Cuplul de la rotor, care este transmis camei, face ca arborele să se rotească în jurul axei sale. Acest lucru creează energia necesară pentru a deplasa unitățile și roțile din mașină.

Beats

Care este principiul de funcționare al unui motor rotativ? Algoritmul de acțiune, în ciuda ciclurilor similare cu un motor cu piston, este diferit. Deci, începutul ciclului are loc atunci când unul dintre capetele rotorului trece prin canalul de admisie al carcasei motorului cu ardere internă. În momentul de față, sub acțiunea vidului, un amestec combustibil este aspirat în cameră. Odată cu rotirea ulterioară a rotorului, are loc cursa de compresie a amestecului. Acest lucru se întâmplă atunci când celăl alt capăt trece prin intrare. Presiunea amestecului crește treptat. În cele din urmă se aprinde. Dar nu se aprinde din forța de compresie, ci din scânteia unei bujii. După aceea, începe ciclul de lucru al cursei rotorului.

Deoarece camera de ardere a unui astfel de motor are o formă ovală, este recomandabil să folosiți două lumânări în design. Acest lucru vă permite să aprindeți rapid amestecul. Astfel, frontul de flacără se răspândește mai uniform. Apropo, două lumânări pe cameră de ardere pot fi folosite și într-un motor cu ardere internă cu piston convențional (acest design este extrem de rar). Cu toate acestea, pentru un motor rotativ, acest lucru este obligatoriu.

După aprindere, în cameră se formează o presiune mare de gaze. Forța este atât de mare încât permite rotorului să se rotească pe excentric. Acest lucru contribuie la generarea de cuplu pe arborele de ieșire. Pe măsură ce vârful rotorului se apropie de ieșire, forța și presiunea energiei gazelor se reduc. Se repezi spontan în canalul de ieșire. După ce camera este complet eliberată de ele, începe un nou proces. Motorul rotativ pornește din nou cu cursa de admisie, compresie, aprindere și apoi cursa de putere.

Despre sistemul de lubrifiere și nutriție

Această unitate nu are diferențe în sistemul de alimentare cu combustibil. De asemenea, folosește o pompă submersibilă care furnizează benzină sub presiune din rezervor. Dar sistemul de lubrifiere are propriile sale caracteristici. Deci, uleiul pentru piesele de frecare ale motorului este alimentat direct în camera de ardere. Este prevăzut un orificiu special pentru lubrifiere. Dar se pune întrebarea: unde se duce uleiul dacă intră în camera de ardere? Aici principiul de funcționare este similar cu un motor în doi timpi. Unsoarea intră în cameră și arde cu benzină. Această schemă de funcționare este utilizată pe fiecare motor cu palete rotative, inclusiv pe motoarele cu piston. Datorită designului special al sistemului de lubrifiere, astfel de motoare nu se potrivesc modernreglementările de mediu. Acesta este unul dintre motivele pentru care motoarele rotative nu sunt utilizate comercial pe VAZ și alte modele de mașini. Cu toate acestea, mai întâi observăm avantajele RPD.

Pro

Există multe avantaje la acest tip de motor. În primul rând, acest motor are o greutate și o dimensiune mică. Acest lucru vă permite să economisiți spațiu în compartimentul motor și să plasați motorul cu ardere internă în orice mașină. De asemenea, greutatea redusă contribuie la o distribuție mai corectă a greutății a mașinii. La urma urmei, cea mai mare parte a masei mașinilor cu motoare clasice cu ardere internă este concentrată în partea din față a caroseriei.

În al doilea rând, motorul cu piston rotativ are o densitate mare de putere. În comparație cu motoarele clasice, această cifră este de o dată și jumătate până la două ori mai mare. De asemenea, motorul rotativ are un raft de cuplu mai larg. Este disponibil aproape de la relanti, în timp ce motoarele convenționale cu ardere internă trebuie să fie rotite până la patru până la cinci mii. Apropo, un motor rotativ este mult mai ușor de câștigat viteză mare. Acesta este un alt plus.

În al treilea rând, un astfel de motor are un design mai simplu. Nu există supape, arcuri, mecanism de manivelă în ansamblu. În același timp, nu există un sistem obișnuit de distribuție a gazului cu o curea și un arbore cu came. Absența KShM este cea care contribuie la un set mai ușor de rotații de către un motor rotativ cu ardere internă. Un astfel de motor se rotește până la opt până la zece mii într-o fracțiune de secundă. Ei bine, un alt plus este o tendință mai mică de a detona.

Cons

Acum să vorbim despre dezavantajele din cauza cărora utilizarea rotativămotoarele au devenit limitate. Primul minus este cerințele ridicate pentru calitatea uleiului. Deși motorul funcționează ca un în doi timpi, aici nu puteți completa „apă minerală” ieftină. Părțile și mecanismele unității de alimentare sunt supuse unor sarcini semnificative, prin urmare, pentru a economisi resursele, este necesară o peliculă densă de ulei între perechile de frecare. Apropo, programul de schimbare a uleiului este de șase mii de kilometri.

Următorul dezavantaj se referă la uzura rapidă a elementelor de etanșare ale rotorului. Acest lucru se datorează micului plasture de contact. Datorită uzurii elementelor de etanșare, se formează o presiune diferențială mare. Acest lucru are un impact negativ asupra performanței motorului rotativ și a consumului de ulei (și, în consecință, asupra performanței de mediu).

Enumerând neajunsurile, merită menționat consumul de combustibil. În comparație cu un motor cilindru-piston, un motor rotativ nu are eficiență a combustibilului, mai ales la turații medii și mici. Un exemplu izbitor în acest sens este Mazda RX-8. Cu un volum de 1,3 litri, acest motor consuma cel putin 15 litri de benzina la suta. În mod remarcabil, la viteze mari ale rotorului, se obține cea mai mare eficiență a combustibilului.

De asemenea, motoarele rotative sunt predispuse la supraîncălzire. Acest lucru se datorează formei lenticulare speciale a camerei de ardere. Nu elimină bine căldura în comparație cu una sferică (ca la motoarele convenționale cu ardere internă), prin urmare, în timpul funcționării, trebuie să monitorizați întotdeauna senzorul de temperatură. În caz de supraîncălzire, rotorul este deformat. Când lucrează, se va forma zgârieturi semnificative. Drept urmare, resursa motrică se va apropia de sfârșit.

În ciuda designului simplu și a lipsei unui mecanism de manivelă, acest motor este greu de reparat. Astfel de motoare sunt foarte rare și puțini dintre meșteri au experiență cu ele. Prin urmare, multe servicii auto refuză să „valorizeze” astfel de motoare. Iar cei care sunt angajați în rotoare cer sume fabuloase de bani pentru asta. Trebuie să plătiți sau să instalați un motor nou. Dar aceasta nu este o garanție a unei resurse mari. Astfel de motoare au grijă de maximum 100 de mii de kilometri (chiar și cu funcționare moderată și întreținere la timp). Iar motoarele Mazda RX-8 nu au făcut excepție.

motor rotativ VAZ

Toată lumea știe că astfel de motoare au fost folosite de producătorul japonez Mazda în anii lor. Cu toate acestea, puțini oameni știu că RPD a fost folosit și în Uniunea Sovietică pe VAZ Classic. Un astfel de motor a fost dezvoltat prin ordin al ministerului pentru servicii speciale. VAZ-21079, echipat cu un astfel de motor, era un analog al faimosului „Volga-catch-up” negru 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 - să creați un motor rotativ care să depășească tradiționalul motor cu ardere internă cu piston în toate privințele. Dezvoltarea unei noi unități de putere a fost realizată de specialiști din întreprinderile aviatice din Samara. Șeful biroului de asamblare și proiectare a fost Boris Sidorovich Pospelov.

Dezvoltarea unităților de putere a mers concomitent cu studiul motoarelor rotative ale modelelor străine. Primele copii nu diferă în performanță ridicată și nu au intrat în serie. Câțiva ani mai târziu, au fost create mai multe variante ale RPD pentru clasicul VAZ. Motorul VAZ-311 a fost recunoscut drept cel mai bun dintre ei. 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, conducerea a decis să lanseze primul lot industrial de RPD, care au fost instalate pe vehiculele oficiale VAZ-2101. Cu toate acestea, au fost descoperite curând o mulțime de neajunsuri: motorul a generat un val de plângeri, a izbucnit un scandal și numărul de angajați ai biroului de proiectare a fost redus semnificativ. Din cauza defecțiunilor frecvente, primul motor rotativ VAZ-311 a fost întrerupt.

Dar povestea RPD-ului sovietic nu s-a încheiat aici. În anii 80, inginerii încă au reușit să creeze un motor rotativ care depășea semnificativ caracteristicile unui motor cu ardere internă cu piston. Deci, era un motor rotativ VAZ-4132. Unitatea a dezvoltat o putere de 120 de cai putere. Acest lucru a oferit lui VAZ-2105 o performanță dinamică excelentă. Cu acest motor, mașina a accelerat la sute în 9 secunde. Iar viteza maximă a „catch-up” a fost de 180 de kilometri pe oră. Printre principalele avantaje, este de remarcat cuplul mare al motorului, disponibil pe toată gama de turații și puterea mare în litri, care a fost atinsă 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 1994m an, sa născut o nouă unitate de putere VAZ-415. Motorul avea un volum de lucru de 1300 de centimetri cubi și două camere de ardere. raportul de compresie al fiecăruia a fost de 9, 4. Această centrală este capabilă să se rotească până la zece mii de rotații. În același timp, motorul s-a remarcat prin consumul redus de combustibil. În medie, unitatea a consumat 13-14 litri la sută în ciclul combinat (acesta este un indicator bun pentru un vechi motor rotativ cu ardere internă conform standardelor actuale). În același timp, motorul se distingea printr-o greutate redusă. Fără atașamente, cântărea doar 113 kilograme.

Consumul de ulei al motorului VAZ-415 este de 0,6% din consumul specific de combustibil. Resursa motorului cu ardere internă înainte de revizie este de 125 mii de kilometri. Motorul, instalat pe „nouă”, a arătat caracteristici dinamice bune. Deci, accelerarea la sute a durat doar nouă secunde. Iar viteza maximă este de 190 de kilometri pe oră. Au existat, de asemenea, mostre experimentale ale VAZ-2108 cu un motor rotativ. Datorită greutății sale mai mici, „opt” rotativ a accelerat la sute în doar opt secunde. Iar viteza maximă în timpul testelor a fost de 200 de kilometri pe oră. Cu toate acestea, aceste motoare nu au intrat niciodată în serie. Nu le găsiți nici pe piața secundară și nici pe dezasamblari.

Rezumat

Așadar, am aflat ce este un motor rotativ. După cum puteți vedea, aceasta este o dezvoltare foarte interesantă care vizează obținerea de eficiență și putere maximă. Cu toate acestea, datorită designului lor, mecanismele rotorului s-au uzat rapid. Acest lucru a afectat resursele motorului. ChiarRPD japonez nu este mai mult de o sută de mii de kilometri. De asemenea, aceste motoare au cerințe ridicate pentru lubrifianți și nu pot îndeplini standardele moderne de mediu. Prin urmare, motoarele cu combustie internă cu piston rotativ nu au devenit deosebit de populare în industria auto.