De obicei, „inima” mașinii este un sistem cilindru-piston, adică se bazează pe o mișcare alternativă, dar există o altă opțiune - autoturisme cu motor rotativ.
Mașinile cu motor rotativ - diferența principală
Principala dificultate în funcționarea unui motor cu ardere internă cu cilindri clasici este conversia mișcării reciproce a pistoanelor în cuplu, fără de care roțile nu se vor roti. De aceea, din momentul în care a fost creat primul, oamenii de știință și mecanicii autodidacti s-au nedumerit despre cum să facă un motor cu unități rotative exclusiv. Tehnicianul german Nugget Wankel a reușit în acest sens.
Primele schițe au fost elaborate de el în 1927, după absolvirea liceului. Mai târziu, mecanicul a cumpărat un mic atelier și a trecut la ideea lui. Rezultatul multor ani de muncă a fost un model de lucru al unui motor rotativ cu ardere internă, creat în colaborare cu inginerul Walter Freude. Mecanismul s-a dovedit a fi similar cu un motor electric, adică se baza pe un arbore cu rotor triunghiular, foarte asemănător cu triunghiul lui Reuleaux, care era închis într-o cameră de formă ovală. Colțurile se sprijină de pereți, creând un contact mobil etanș cu ei.
Cavitatea statorului (carcasa) este împărțită de miez în numărul de camere corespunzătoare numărului de laturi ale acestuia și, într-o singură rotație a rotorului, se elaborează următoarele: injecție de combustibil, aprindere, emisie de gaze de eșapament. De fapt, desigur, există 5, dar două intermediare, compresia combustibilului și expansiunea gazului, pot fi ignorate. Pentru un ciclu complet există 3 rotații ale arborelui și, dacă luăm în considerare faptul că două rotoare sunt instalate de obicei în antifază, mașinile cu motor rotativ au de 3 ori mai multă putere decât sistemele clasice cilindru-piston.
Cât de popular este motorul rotativ diesel?
Primele mașini pe care a fost instalat Wankel ICE au fost mașinile NSU Spider din 1964, cu o capacitate de 54 CP, ceea ce a făcut posibilă accelerarea vehicule până la 150 km / h. Mai mult, în 1967, a fost creată o versiune de bancă a sedanului NSU Ro-80, frumoasă și chiar elegantă, cu glugă conică și trunchi ceva mai înalt. Nu a intrat niciodată în producția de masă. Cu toate acestea, această mașină a împins multe companii să cumpere licențe pentru rotative motor diesel... Acestea includ Toyota, Citroen, GM, Mazda. Noutatea nu a prins rădăcini nicăieri. De ce? Acest lucru s-a datorat deficiențelor sale grave.
Camera formată din pereții statorului și a rotorului depășește semnificativ volumul unui cilindru clasic, amestecul combustibil-aer este inegal... Din această cauză, chiar și cu utilizarea unei descărcări sincrone a două lumânări, nu este asigurată arderea completă a combustibilului. Prin urmare, motorul cu ardere internă este neeconomic și nu este ecologic. De aceea, când a izbucnit criza combustibilului, NSU, care se bazase pe motoare rotative, a fost nevoită să fuzioneze cu Volkswagen, unde Wankels-ul discreditat a fost abandonat.
Compania Mercedes-Benz a produs doar două mașini cu rotor - С111 din prima (280 CP, 257,5 km / h, 100 km / h în 5 secunde) și a doua (350 CP, 300 km / h, 100 km / h timp de 4,8 sec) generație. De asemenea, Chevrolet a produs două mașini Corvette de testare cu un motor din două piese de 266 CP. și cu patru secțiuni de 390 CP, dar totul s-a limitat la demonstrația lor. Timp de 2 ani, începând din 1974, Citroen a produs 874 de mașini Citroen GS Birotor cu o capacitate de 107 CP de pe linia de asamblare, apoi au fost rechemate pentru lichidare, dar aproximativ 200 au rămas la șoferi. Acest lucru înseamnă că este probabil să le întâlnești astăzi pe drumurile din Germania, Danemarca sau Elveția, dacă, desigur, proprietarii lor au primit revizie motor rotativ.
Mazda a reușit să stabilească cea mai stabilă producție, din 1967 până în 1972 au fost produse 1519 mașini Cosmo, înglobate în două serii de 343 și 1176 mașini. În aceeași perioadă, coupe-ul Luce R130 a fost lansat în producția de masă. „Wankels” au fost instalate pe toate modelele Mazda fără excepție din 1970, inclusiv autobuzul Parkway Rotary 26, care atinge viteze de până la 120 km / h cu o masă de 2835 kg. În același timp, producția de motoare rotative a început în URSS, deși fără licență, și, prin urmare, au ajuns la toate cu mintea, pe exemplul unui Wankel dezasamblat cu un NSU Ro-80.
Dezvoltarea a fost efectuată la uzina VAZ. În 1976, motorul VAZ-311 a fost schimbat calitativ și șase ani mai târziu, marca VAZ-21018 cu un rotor de 70 CP a început să fie produsă în serie. Este adevărat, un motor cu combustie internă cu piston a fost în curând instalat pe întreaga serie, deoarece toate Wankels s-au defectat în timpul funcționării, iar motorul rotativ a trebuit să fie înlocuit. Din 1983, modelele Vaz-411 și Vaz-413 cu 120 și 140 CP au început să se retragă de pe linia de asamblare. respectiv. Au fost echipați cu detașamentele poliției rutiere, ale Ministerului Afacerilor Interne și ale KGB. În prezent, rotoarele sunt ocupate exclusiv de Mazda.
Este posibil să reparați un motor rotativ cu propriile mâini?
Este destul de dificil să faci ceva cu Wankel ICE pe cont propriu. Cea mai accesibilă acțiune este înlocuirea lumânărilor. La primele modele, acestea erau montate direct într-un arbore staționar, în jurul căruia se rotea nu numai rotorul, ci și corpul în sine. În viitor, dimpotrivă, statorul a fost oprit prin instalarea a 2 lumânări în peretele opus supapelor de injecție și evacuare a combustibilului. Orice altă lucrare de reparație, dacă sunteți obișnuit cu clasicul motor cu combustie internă cu piston, este aproape imposibilă.
Motorul Wankel are cu 40% mai puține piese decât un ICE standard, care se bazează pe un CPG (grup cilindru-piston).
Căptușelile de susținere a arborelui se schimbă în cazul în care cuprul începe să apară, pentru aceasta scoatem angrenajele, le înlocuim și presăm din nou roțile dințate. Apoi verificăm garniturile de ulei și, dacă este necesar, le schimbăm și ele. Când reparați un motor rotativ cu propriile mâini, aveți grijă când îndepărtați și instalați arcurile inelelor răzuitorului de ulei, fața și spatele diferind ca formă. Plăcile de capăt sunt, de asemenea, înlocuite, dacă este necesar, și trebuie instalate conform marcajului cu litere.
Garniturile de colț sunt montate în principal pe partea frontală a rotorului, este recomandabil să le puneți pe unsoarea verde Castrol pentru a le fixa în timpul asamblării mecanismului. După ce arborele este instalat, garniturile de colț din spate sunt montate. Aplicați garnituri pe stator și ungeți-le cu etanșant. Apexele cu arcuri sunt introduse în garniturile de colț după ce rotorul este plasat în carcasa statorului. În cele din urmă, garniturile din secțiunile din față și din spate sunt lubrifiate cu etanșant înainte de a fixa capacele.
Invenția motorului combustie interna a dat un impuls producției de mașini care funcționează cu combustibil lichid. Aceste motoare au evoluat de-a lungul istoriei industriei auto: au apărut diverse modele de motoare. Unul dintre proiectele de motoare progresive, dar niciodată răspândite, a devenit o unitate cu piston rotativ. Vom vorbi despre caracteristicile acestui tip de motor, avantajele și dezavantajele acestuia în articolul de astăzi.
Istorie
Proiectul motorului cu piston rotativ a fost duetul inginerilor NSU - Felix Wankel și Walter Freude. Și, deși rolul principal în crearea unui motor rotativ îi aparține lui Freude (al doilea participant la proiect la acea vreme lucra la proiectarea unui alt motor), în mediul auto unitatea de putere este cunoscută sub numele de motorul Wankel.
Această centrală a fost asamblată și testată în 1957. Prima mașină care a fost echipată cu un motor cu piston rotativ a fost mașina sportivă NSU Spider, care a dezvoltat o viteză de 150 km / h cu o putere a motorului de 57 de cai putere. Acest model a fost produs timp de trei ani (1964-1967).
O mașină cu adevărat masivă cu un motor rotativ a fost cea de-a doua idee a NSU - sedanul Ro-80.
Numele mașinii indica faptul că modelul este echipat cu o unitate rotativă. Ulterior, motoarele rotative au fost instalate pe Citroen (GS Birotor), Mercedes-Benz (C111), Chevrolet (Corvette), VAZ (21018) și așa mai departe. Dar cea mai masivă producție de modele cu motor rotativ a fost stabilită de compania japoneză Mazda. Din 1964, compania a produs mai multe mașini cu acest tip de centrală electrică, iar modelul Cosmo Sport a devenit un pionier în această afacere. Cel mai model celebru cu un motor cu piston rotativ, care a fost produs de acest producător - RX (Rotor-eXperiment). Producția celui mai recent model din această familie, Mazda RX8 într-o versiune specială a Spirit R, a fost eliminată treptat la mijlocul anului 2012. Cu toate acestea, nu toate exemplarele rotative G8 sunt încă epuizate - dealerul oficial Mazda din Indonezia încă vinde aceste mașini.
Dispozitiv
O caracteristică a motorului cu combustie internă a pistonului rotativ este prezența unui rotor triunghiular - piston în proiectarea sa. Se rotește într-un cilindru special format. Rotorul este montat pe un arbore și este conectat la o roată dințată, care, la rândul său, are un ambreiaj cu un stator - un angrenaj. Rotorul se rotește în jurul statorului de-a lungul așa-numitei curbe epitroide, lamele sale se suprapun alternativ între camerele cilindrului în care combustibilul este ars.
În proiectarea motorului rotativ nu există un mecanism de distribuție a gazului - funcția sa este îndeplinită de rotorul însuși, care, cu ajutorul lamelor sale, distribuie amestecul combustibil primit și eliberează gazele cheltuite în cilindru. Un astfel de design al motorului face posibilă lipsa multor componente care sunt extrem de necesare pentru un motor cu piston simplu (de exemplu, un arborele cotit, biele), care, în primul rând, permite reducerea dimensiunii și greutății unității de putere și, în al doilea rând, reducerea costului producției sale.
Avantaje și dezavantaje
Nu degeaba motorul cu piston rotativ a atras atenția multor companii eminente de automobile. Proiectarea și principiul său de funcționare au făcut posibilă obținerea mai multor avantaje destul de semnificative față de motoarele convenționale.
În primul rând, motorul cu piston rotativ, datorită designului său, avea cel mai bun echilibru între alte tipuri de centrale electrice și era supus unor vibrații minime.
În al doilea rând, această centrală electrică avea caracteristici dinamice excelente: fără o sarcină semnificativă pe motor, o mașină cu un motor cu piston rotativ poate accelera cu ușurință la 100 km / h sau mai mult în treapta de viteză mică la turații mari ale motorului.
În al treilea rând, motorul rotativ este mai compact și mai ușor decât un propulsor standard cu piston. Această caracteristică a permis proiectanților să obțină o distribuție aproape ideală a greutății pe osie, ceea ce a afectat stabilitatea mașinii pe șosea.
În al patrulea rând, folosește un număr mult mai mic de componente și ansambluri decât un motor convențional.
În sfârșit, în al cincilea rând, motorul rotativ are o densitate mare de putere.
dezavantaje
Dezavantajele unui motor cu piston rotativ, din cauza căruia nu a reușit niciodată să utilizeze în masă și nu este folosit astăzi la mașinile de toate mărcile, este, în primul rând, un consum ridicat de combustibil la turații mici. La unele modele, ajunge la 20 de litri la 100 km de rulare, ceea ce, vedeți, nu este deloc economic și lovește buzunarul proprietarului unei mașini cu un motor rotativ.
În al doilea rând, dezavantajul acestui tip de motor este complexitatea fabricării pieselor sale: pentru ca rotorul să treacă corect curba epitrohoidală, este necesară o precizie geometrică ridicată atunci când se creează atât rotorul în sine, cât și cilindrul. Pentru a face acest lucru, producătorii de motoare rotative utilizează echipamente de înaltă precizie și costisitoare, iar costul de producție este inclus în prețul mașinii.
În al treilea rând, motorul rotativ este predispus la supraîncălzire datorită designului camerei de ardere: are o formă lenticulară și nu sferică, ca la motoarele cu piston convenționale. Amestecul de combustibil, care arde într-o astfel de cameră, se transformă în energie termică, care este consumată în cea mai mare parte ineficient - excesul său încălzește cilindrul, ceea ce duce în cele din urmă la uzură și la defectarea acestuia.
În al patrulea rând, uzura ridicată a garniturilor dintre duzele rotorului din cauza căderilor de presiune din camerele de ardere ale motorului. De aceea resursa acestor motoare este de 100-150 mii km, după care, de regulă, este necesară o unitate de putere.
În al cincilea rând, un motor cu piston rotativ are nevoie de o procedură oportună și bine urmată: motorul consumă aproximativ 600 ml de ulei de motor la 1000 km, deci trebuie schimbat la fiecare 5000 km. Dacă nu este înlocuit la timp, acest lucru este plin de defectarea componentelor și ansamblurilor motorului, ceea ce va implica reparații costisitoare. Adică, funcționarea și întreținerea motoarelor cu piston rotativ ar trebui abordată mai responsabil decât întreținerea motoarelor convenționale, efectuând întreținerea și revizuirea lor la timp.
Se spune că Felix Wankel a inventat motorul rotativ ca un tânăr de 17 ani. Să ne amintim că acest motor oferă caracteristici dinamice excelente, fără încărcări serioase pe motor și cu niveluri reduse de vibrații. În general, pentru a crea o structură atât de complexă, trebuie să studiezi la universitate și să știi aproape totul despre mașini și, la această vârstă, tipul cu greu avea o experiență de viață bogată în spate. Dar așa cum arată practica și istoria, totul în această lume este posibil.
Cu toate acestea, primele desene ale motorului au fost prezentate de Wankel abia în 1924, când a absolvit liceul și a început să lucreze într-o editură tehnică. Mai târziu și-a deschis propriul atelier și în 1927 a introdus primul motor cu piston rotativ. Din acel moment, motorul său începe lunga călătorie prin compartimentul motor al multor mărci de mașini.
NSU Spider
Din păcate, în timpul celui de-al doilea război mondial, motorul rotativ nu a fost necesar de nimeni, deoarece nu a trecut printr-un „rodaj” suficient în comunitatea auto și abia după finalizarea acestuia, motorul minune începe să „izbucnească în oameni”. În Germania postbelică, prima companie care a observat o unitate interesantă a fost NSU. Motorul Wankel trebuia să devină caracteristica cheie a modelului. În 1958, a început dezvoltarea primului proiect, iar în 1960 mașina terminată a fost prezentată la o conferință a designerilor germani.
NSU Spider a provocat la început doar râsete și ușoară nedumerire printre designeri. Conform caracteristicilor declarate, motorul Wankel a dezvoltat doar 54 CP. și mulți au chicotit la asta până au aflat că accelerația la 100 km / h pentru acest bebeluș de 700 kg este de 14,7 secunde, iar viteza maximă este de 150 de kilometri pe oră. Astfel de caracteristici au șocat mulți designeri auto. Motorul a făcut cu siguranță o stropire în mediul auto, dar Wankel nu s-a oprit aici.
NSU Ro-80
Interesant este că nu NSU Spider a făcut-o populară pe Felix Wankel, ci a doua sa mașină, NSU Ro-80. A fost introdus în 1967, imediat după întreruperea modelului anterior. Compania a decis să nu ezite și să dezvolte „piața rotativă” cât mai repede posibil. Sedanul a fost echipat cu un motor de 1,0 litri, care a dezvoltat 115 cai putere. Mașina, care cântărea doar 1,2 tone, a accelerat la „sute” în 12,8 secunde și a avut o viteză maximă de 180 km / h. Imediat după lansare, mașina a primit statutul de „Auto al anului”, despre motorul rotativ a început să se vorbească despre motorul viitorului, iar un număr imens de producători auto au cumpărat licențe pentru producția de motoare rotative Felix Wankel.
Cu toate acestea, NSU Ro-80 în sine avea o serie de calități negative, care erau, fără exagerare, la scară largă. Consumul de combustibil al Ro-80 a fost între 15 și 17,5 litri la 100 km, iar în timpul crizei de combustibil a fost doar îngrozitor. Mai mult, șoferii neexperimentați „au ucis” foarte des aceste motoare fragile atât de repede încât nici nu au avut timp să conducă nici măcar două mii de kilometri. Dar, chiar și în ciuda acestui fapt, mașina a fost extrem de populară, iar motorul rotativ și-a consolidat poziția.
În 1970, la Salonul Auto de la Geneva, Mercedes a prezentat C111 cu un motor rotativ. Adevărat, a fost anunțat cu un an mai devreme, dar era doar un prototip, care, totuși, avea pur și simplu caracteristici transcendentale. Mașina era echipată cu un motor de 1,8 litri în trei secțiuni, cu o capacitate de 280 de cai putere. Mercedes C111 a accelerat la 100 km / h în 5 secunde și a avut o viteză maximă de 275 km / h.
Versiunea prezentată la Geneva a depășit chiar acești indicatori: viteza maximă a fost de 300 de kilometri pe oră și a fost posibil să ajungem la marca de 100 km / h în 4,8 secunde. În același timp, motorul rotativ a produs până la 370 cai putere. Această mașină era unică în natură și era pur și simplu o popularitate enormă în rândul șoferilor, dar Mercedes nu avea de gând să lase din nou C111 pe transportor din cauza motorului prea lăudos. Din păcate, mașina a rămas în stadiul de prototip, prin urmare aproape a îngropat motorul rotativ.
S-ar părea că motorul rotativ s-a scufundat în uitare și a dispărut în cele din urmă din vedere, dacă nu japonezii, care au urmărit îndeaproape ideea lui Wankel. Mazda Cosmo Sport a devenit prima mașină a companiei din Țara Soarelui Răsare, care a fost echipată cu acest minunat motor. În 1967, a început producția în masă a acestei mașini și nu a fost încununată de succes - doar 343 de mașini au văzut lumina zilei. Vina este în designul mașinii: inițial, Cosmo Sport avea un motor de 1,3 litri cu 110 cai putere, accelerat la 185 km / h folosind o cutie de viteze manuală cu 4 trepte, dar avea un sistem de frânare convențional și, așa cum li s-a părut dezvoltatorilor, era prea ampatament scurt.
În 1968, japonezii au lansat a doua serie Mazda Cosmo Sport, care a primit un motor rotativ de 128 de cai putere, o cutie de viteze manuală cu 5 trepte, frâne îmbunătățite de 15 inci și un ampatament mai lung. Acum mașina s-a simțit mai bine pe drum, a accelerat la 190 km / h și a avut vânzări bune. În total, au fost produse aproximativ 1200 de mașini.
Mazda Parkway Rotary 26
Lui Mazda i-a plăcut atât de mult motorul lui Felix Wankel, încât în \u200b\u200b1974 s-a născut Parkway Rotary 26 - singurul autobuz din lume cu motor rotativ. Era echipat cu o unitate de 1,3 litri care producea 135 CP. din. și, important, a avut un nivel scăzut de substanțe nocive în gazele de eșapament.
Împreună cu o cutie de viteze manuală cu 4 trepte, autobuzul de 3 tone putea ridica cu ușurință viteza de 160 km / h și avea un interior destul de spațios. Numărul 26 din nume însemna numărul de locuri din autobuz, dar exista și o versiune de lux pentru 13 persoane. Modelul a prezentat un nivel redus de vibrații și liniște în cabină, care a fost asigurat de funcționarea lină a motorului rotativ. Producția modelului a fost finalizată în 1976, dar, apropo, mașina a fost destul de populară.
Odată cu producția de mașini cu motor rotativ „Mazda” nu s-a oprit până în secolul XXI. Iar cupa sportivă cu tracțiune spate cu patru locuri cu uși batante fără pilon Mazda RX-8 a devenit o adevărată icoană pentru șoferi. Cea mai recentă versiune a mașinii a fost echipată cu un motor de 1,3 litri producând 215 CP. din. și un automat cu 6 trepte, precum și un motor de 1,3 litri de 231 CP. din. cu un cuplu de 211 Nm și un manual cu 6 trepte. În plus, este, fără îndoială, cel mai frumos membru al familiei rotative.
Se părea că singurul model de producție cu motor rotativ, care a înlocuit RX-7, va rămâne un simbol viu al acestei invenții, dar din 2004, vânzările de cupe au început să scadă. Atât de mult încât până în 2010 să se reducă de la 25.000 de mașini la 1.500 pe an. Mazda a încercat să economisească ziua, dar inginerii companiei nu au reușit să rezolve toate problemele - îmbunătățirea respectării mediului, reducerea greutății, reducerea consumului de combustibil și îmbunătățirea cuplului. În plus, izbucnirea crizei i-a obligat pe japonezi să renunțe la investirea banilor într-un proiect care nu aduce rentabilitate. Prin urmare, în august 2011, s-a anunțat că Mazda RX-8 a fost întreruptă.
„VAZ-2109-90”
Odată ce a existat o bicicletă: se spune, la o viteză de 200 km / h, „nouă” de polițiști rutieri ajung din urmă cu un Mercedes zburător. Și mulți au luat această poveste ca pe o glumă. Dar există ceva adevăr în fiecare glumă. Și cu siguranță există mult mai mult adevăr în această poveste amuzantă decât minciuni. Mașini cu motor rotativ au fost produse și în Rusia. În 1996, a fost dezvoltat un prototip VAZ-2109-90 cu un motor cu piston rotativ de mare putere. S-a subliniat că, în ceea ce privește calitățile dinamice și de viteză, mașina ar trebui să depășească toate modelele de mașini domestice. Într-adevăr, sub capota modelului „nouă” a fost instalat un motor rotativ de 140 de cai putere, care a accelerat mașina la 100 km / h în doar 8 secunde și a avut o viteză maximă de 200 km / h. În plus, în portbagaj a fost instalat un rezervor de 39 litri, deoarece consumul de gaz era mare. Datorită acestui fapt, a fost posibil să călătoriți de la Moscova la Smolensk și să reveniți fără realimentare.
Ulterior, au fost prezentate alte 2 modificări „încărcate” ale „nouă”: un motor rotativ care dezvoltă 150 de cai putere și o versiune forțată cu 250 de „iepe”. Dar, din cauza unei astfel de puteri în exces, unitățile au căzut foarte repede în paragină - doar 40 de mii de kilometri. Este adevărat, acest tip de mașină nu a prins rădăcini în Rusia din cauza prețului ridicat al unei mașini, a consumului ridicat de combustibil și a costurilor ridicate de întreținere.
Motor rotativ - Ce este?Cum lucrează. Povestea lui ...
Într-un motor tradițional cu piston în patru timpi, același cilindru este utilizat pentru diferite procese - admisie, compresie, combustie și evacuare.
Motorul rotativ permite efectuarea fiecăruia dintre aceste procese în diferite părți ale carcasei. Fiecare proces are loc într-un cilindru separat.
Într-un motor cu piston, presiunea de expansiune generată de arderea amestecului de aer / combustibil determină pistoanele să se deplaseze în sus și în jos în interiorul cilindrilor. Bielele și arborele cotit transformă această mișcare înainte și înapoi în mișcarea de rotație necesară pentru deplasarea vehiculului.
Motorul rotativ nu are mișcare alternativă convertibilă. Presiunea este generată în camerele create de diferitele părți ale carcasei și de suprafețele convexe ale rotorului triunghiular. Arderea duce direct la rotația rotorului, ceea ce reduce vibrațiile și mărește viteza de rotație posibilă. Câștigurile de eficiență astfel obținute permit, de asemenea, motorului rotativ să fie mult mai mic decât un motor cu piston convențional echivalent.
Cum lucrează?
Componenta principală a unui motor rotativ este un rotor triunghiular, care se rotește în interiorul unei carcase ovale (stator) în așa fel încât cele trei colțuri ale rotorului sunt în contact constant cu peretele interior al carcasei, formând trei volume închise cu gaz sau camere de ardere. Practic fiecare dintre cele trei flancuri ale rotorului acționează ca un piston. Când rotorul se rotește în interiorul carcasei, volumul celor trei camere de lucru pe care le creează se schimbă constant, acționând ca o pompă.
În interiorul rotorului este un angrenaj mic, cu dinți externi atașați la carcasă. Un angrenaj cu un diametru mai mare cu dinți interni se împerechează cu acest angrenaj staționar - astfel este setată traiectoria rotației rotorului în interiorul carcasei.
Deoarece rotorul este cuplat excentric la arborele de ieșire, acesta rotește arborele în același mod în care un mâner rotește un arborele cotit, arborele de ieșire făcând trei rotații pentru fiecare rotație a rotorului.
Fiecare fază a procesului de ardere are loc într-o anumită parte a corpului:
1 / Intrare
2 / Compresie
3 / Aprindere
4 / Arderea
5 / Număr
Istoria motorului rotativ
James Watt, inventatorul motorului rotativ cu aburi, a dezvoltat și un motor rotativ cu ardere internă. În ultimii 150 de ani, inventatorii au propus o varietate de modele de motoare rotative.
În 1846, s-au determinat forma geometrică a camerei de ardere de lucru a motoarelor rotative moderne și principiul de funcționare al primului motor, pe baza proprietăților epitrohoidului. (Un epitrohoid este o linie geometrică creată de un punct pe un cerc care se rostogolește fără a aluneca pe exteriorul unui alt cerc cu diametru mai mare.)
În 1924, când Felix Wankel, în vârstă de 22 de ani, a început să-și construiască motorul rotativ, rezultatele practice erau încă în așteptare. Wankel a cercetat și analizat capacitățile diferitelor tipuri de motoare rotative și a găsit forma optimă a corpului trohoidal. Mulți ani de cercetare și dezvoltare ai lui Wankel, derulați împreună cu producătorul de motociclete NSU, au culminat în 1957 cu crearea primului motor rotativ Wankel, DKM. Motorul DKM a dovedit că motorul rotativ nu este doar un vis.
Cu toate acestea, designul complex - corpul trohoid însuși rotit - a făcut acest motor rotativ impracticabil. Dar un an mai târziu, a apărut motorul KKM cu un corp fix. A fost prototipul motorului rotativ modern Wankel. În noiembrie 1959, NSU a anunțat oficial crearea motorului rotativ Wankel.
Președintele Mazda, Tsuneji Matsuda, a apreciat imediat potențialul enorm al acestui motor și a încheiat personal un acord de cooperare cu NSU. În 1963, divizia de cercetare a motorului rotativ înființată de Mazda, condusă de Kenichi Yamamoto, a început să dezvolte primul motor rotativ de serie din lume.
La 30 mai 1967, Mazda a început să vândă primul automobil cu două rotori, Cosmo Sport, echipat cu un motor de tip 10A de 110 CP. Evoluțiile ulterioare au condus la economii de combustibil de peste 40% și la reduceri semnificative ale emisiilor pentru a respecta reglementările de mediu în continuă creștere. Până în 1970, numărul total de vehicule cu motor rotativ a ajuns la 100.000. Până în 1975, 500 de mii dintre aceste mașini erau asamblate. Până în 1978, peste un milion. Motorul rotativ a venit în lumea automobilelor de mult timp.
Avantajele motorului rotativ
Greutate mai mică
Datorită absenței nevoii de pistoane, biele și arborele cotit, unitatea principală a unui motor rotativ este mai mică și mai ușoară, cu performanțe dinamice și controlabilitate mai bune.
Dimensiuni mai mici
Un motor rotativ este semnificativ mai mic decât un motor tradițional de aceeași putere. Noul motor RENESIS are aproximativ dimensiunea unui mic motor convențional în linie cu patru cilindri. Dimensiunea redusă a motorului rotativ este benefică nu numai pentru că reduce greutatea - îmbunătățește, de asemenea, manevrabilitatea, facilitează poziționarea optimă a transmisiei și permite mai mult spațiu pentru șofer și pasageri.
Mai puțină vibrație
Toate părțile unui motor rotativ se rotesc continuu în aceeași direcție și nu își schimbă direcția de mișcare ca pistoanele unui motor convențional. Motoarele rotative sunt echilibrate intern pentru a reduce vibrațiile.
Putere mai mare
Motorul rotativ oferă putere mai uniform și mai lin. Cu fiecare rotație completă a rotorului, arborele de ieșire se rotește de trei ori. Fiecare combustie individuală are loc în timpul unei faze de rotație a rotorului de 90 de grade, adică în timpul fazei de rotație de 270 de grade a arborelui de ieșire. Aceasta înseamnă că un motor cu un singur rotor oferă putere pentru trei sferturi din fiecare rotație a arborelui de ieșire. Rețineți că un motor alternativ cu un singur cilindru furnizează putere doar pentru un sfert din fiecare rotație a arborelui de ieșire.
Fiabilitate mai mare
Un motor rotativ are mai puține piese mobile în comparație cu un motor cu piston similar în patru timpi. Un motor cu două rotori are trei părți principale în mișcare: doi rotori și un arbore de ieșire. Chiar și cel mai simplu motor cu patru cilindri cu piston are cel puțin 40 de piese în mișcare, inclusiv pistoane, biele, arborele cu came, supape, arcuri supape, basculante, curea de distribuție, angrenaje de distribuție și arborele cotit.
Motor RENESIS
„RENEZARE” tradus liber din engleză înseamnă „ viață nouă motor rotativ ". Noua noastră abordare tehnologică și de design a revoluționat motorul rotativ și oferă o combinație câștigătoare de consum redus de combustibil și emisii reduse cu performanțe dinamice ridicate.
Dezvoltarea sa bazat pe un motor rotativ cu geamuri laterale multiple (MSP-E). Acest motor a fost utilizat pentru prima dată în conceptul de mașină sport Mazda RX-01 prezentat la Salonul Auto de la Tokyo din 1995, apoi o versiune îmbunătățită a fost prezentată la Salonul Auto de la Tokyo din 1999 în conceptul de mașină sport cu patru uși RX-EVOLV. RENESIS este versiunea finală de producție a acestui motor, rezultatul anilor de dezvoltare dedicată. Acesta va fi instalat pe noul Mazda RX-8.
Grupul propulsor RENESIS va fi oferit în două versiuni: putere crescută (170 kW (231 CP) la 8200 rpm, maxim 9000 rpm) și grupul propulsor de bază (141 kW (192 CP) la 7000 rpm). rpm, maxim 7.500 rpm) pentru condus normal cu o manevrabilitate excelentă.
Motorul RENESIS este semnificativ diferit în ceea ce privește designul față de motoarele rotative moderne convenționale. Tehnologia de evacuare a geamului lateral îmbunătățește semnificativ eficiența motorului. RENESIS oferă, de asemenea, noi injectoare de combustibil pentru atomizare ultra-fină și bujii cu randament ridicat pentru o combustie îmbunătățită a amestecului de aer / combustibil. Galeria de evacuare are pereți dubli și menține o temperatură ridicată a gazelor de eșapament, reducând timpul de încălzire al convertorului catalitic. Noul sistem de lubrifiere a bazinului umed cu înălțime mică include un bazin de ulei de 40 mm adâncime - jumătate din mărimea motoarelor rotative convenționale moderne.
RENESIS are, de asemenea, proprietăți acustice excelente - va încânta cunoscătorul sunetului sport cu note sonore și transparente în partea de sus și suculentă în partea de jos. Nu numai că funcționează incredibil de lin, dar sună și exact cum ar trebui să sune trenul de propulsie al unei mașini sport.
Sursa: theallnewrx-8.com
Nu o bicicletă.
A fost utilizat pe scară largă în vehiculele speciale. Iar AvtoVAZ a produs și o versiune „civilă” până în 2002.
Istoria națională
Cu toate acestea, pentru noi, cel mai remarcabil lucru din istoria existenței motorului Wankel este faptul că, alături de Japonia, este produs și în țara noastră. În Rusia, istoria rotorului a început în 1974, când a fost deschis Biroul de proiectare specială pentru motoarele cu piston rotativ (SKB RPD) la uzina de automobile Volzhsky. Primul motor pregătit în interiorul pereților SKB a fost un VAZ-311 cu o singură secțiune, cu o capacitate de 70 CP. O serie experimentală-industrială de „copeici” cu acest motor s-a dovedit a fi prima defecțiune a tinerei echipe - defecțiuni masive ale motorului i-au obligat să fie înlocuiți pe toate mașinile cu motoare cu piston obișnuite.
Proiectul a fost salvat de serviciile speciale interne. Pentru instalarea pe mașinile companiei, aveau nevoie de un motor puternic și puteau fi neglijate o resursă mică și un consum ridicat de combustibil. Ca rezultat, au fost create Zhiguli cu un RPD în două secțiuni, cu o capacitate de 120 CP, datorită căreia echipa SKB a rămas „pe linia de plutire”. Și poliția și KGB, rotativul Zhiguli au făcut posibilă domnirea supremă pe drumuri. Mașinile VAZ cu aspect obișnuit au prins cu ușurință chiar și mașini străine puternice, dintre care erau doar câteva în URSS în acel moment.
Abia la sfârșitul anilor '80 designerii au reușit să se întoarcă la proiectul general de mașini. În primul rând, motorul VAZ-413 a fost creat pentru „clasicii” VAZ, iar în 1994 a început producția motorului VAZ-415, destinat instalării pe mașini din familia „a opta”.
În toți acești ani, mașinile cu motor rotativ au fost produse doar în loturi foarte mici, în principal la comandă. În același timp, prețul lor este destul de atractiv - până de curând, un VAZ-21099 cu RPD la Moscova putea fi cumpărat cu 7200 USD, în Togliatti - 500 USD mai ieftin. Am decis să testăm două astfel de mașini la terenul de antrenament Dmitrov ...
Dificultăți de viață
Prin proiectare, motorul intern, desigur, este inferior rotorilor japonezi. Nu putem visa decât la o bandă de oțel cromată care să formeze suprafața de lucru a statorului. Statorul VAZ este turnat din aluminiu și are o acoperire nichelată utilizată la motoarele motocicletei. Etanșări rotor - oțel sau fontă. Ca urmare, resursa declarată este de numai 120 mii km, din care 30 mii sunt acoperite de garanția fabricii. În același timp, cazurile de epuizare completă a resurselor sunt practic necunoscute. De regulă, motorul este suficient pentru 60-70 mii km, după care este necesară peretele său, care se efectuează numai în Togliatti sau în Moscova - câteva servicii specializate care au legături strânse cu SKB RPD. Pe de altă parte, o revizie a motorului rotativ este mai ușoară și mai ieftină decât un motor cu piston și mulți proprietari o fac singuri. Un set de piese necesare pentru reconstruirea motorului costă aproximativ 300 de dolari.
Funcționarea unui VAZ rotativ are propriile sale caracteristici. În primul rând, 500 de grame de ulei la 1000 km de rulare este norma pentru acest motor, deoarece o parte din ulei este injectată direct în colectorul de admisie printr-o pompă specială pentru ungerea suplimentară a suprafețelor de frecare. Pe de altă parte, datorită răsturnărilor constante, uleiul trebuie schimbat nu mai des de 10-12 mii km și întotdeauna după funcționarea de iarnă. Este recomandat să folosiți numai ulei mineral, deoarece „sinteticele”, care ard în motor, carbonizează garniturile rotorului.
O altă problemă cu motoarele domestice Wankel sunt lumânările, câte două pentru fiecare secțiune. Acestea funcționează în condiții dure de temperatură și, prin urmare, sunt mai scumpe decât de obicei. A26DV1 intern, instalat la uzină, rareori rulează mai mult de 5 mii km, deși, conform SKB RPD, producția de lumânări mai fiabile este acum stabilită la uzina din orașul Engels. Ca alternativă, proprietarii folosesc lumânări NGK, care pot rezista la 15 mii de kilometri sau mai mult, dar costă până la 30 de dolari pe set. Pe lângă bujii, sistemul de evacuare suferă de temperaturi mai ridicate. Toba de eșapament și rezonatorul dintr-un „opt” obișnuit nu numai că „sufocă” un motor puternic, dar uneori se ard după șase luni de funcționare, după care sunt de obicei înlocuite fără milă pentru cele de reglare.
În cele din urmă, transmisia standard suferă de cuplul mare al motorului - ambreiajul, cutia de viteze și în special articulațiile CV. Nu va fi mai ieftin să economisiți și piesele defecte vor fi înlocuite imediat cu omologi importați mai fiabili.
A fi sau a nu fi?
Deci, merită un motor cu piston rotativ atenția fanilor de conducere rapidă? Pe de o parte, pentru o mașină cu un motor de 135 de cai putere, un „opt” sau „nouăzeci și nouălea” rotativ este destul de ieftin. Dar, după cum a arătat testul nostru, aceasta este o plată doar pentru un motor puternic. Orice altceva - suspensie, transmisie, frâne - necesită modificări adecvate, după care o mașină rotativă se va apropia de costul unei mașini cu piston cu un nivel similar de reglare. Pe de altă parte, o creștere suplimentară a puterii motorului cu piston, de exemplu, până la 160 CP, va necesita investiții foarte mari. Și de la un motor Wankel, o astfel de revenire poate fi realizată relativ simplu și ieftin. Este adevărat, întrebarea despre resurse rămâne deschisă ...
Un motor rotativ standard s-ar putea potrivi celor care, cumpărând o mașină puternică, nu se străduiesc să lovească pe cineva sau să câștige în toate cursele semaforului. Rotorul este o opțiune excelentă pentru cei care doresc să conducă rapid și confortabil - așa cum spunea filmul clasic, „fără zgomot și praf”. Din păcate, perspectivele producției de mașini VAZ cu motoare Wankel nu sunt clare. SKB RPD este din ce în ce mai înclinat spre producția de motoare pentru aviație ușoară și reduce de fapt producția de motoare pentru automobile. Ultimul vehicul comercial a fost lansat și vândut în aprilie anul acesta. Nu se știe dacă mașinile rotative vor fi produse în viitor.
Motorul rotativ inventat de Dr. Wankel aparține grupului de motoare cu ardere internă. Cu toate acestea, spre deosebire de modelele convenționale cu motoare cu piston, motorul rotativ are un principiu de funcționare complet diferit. Părțile principale ale unui motor alternativ sunt cilindrii și pistoanele, care creează un volum de lucru și efectuează un anumit număr de cicluri standard. La motoarele rotative, funcțiile pistoanelor sunt îndeplinite de rotor, care este o parte în formă de triunghi.
Cum funcționează un motor rotativ
Mișcarea unui motor rotativ, ca și în versiunea cu piston, se efectuează datorită presiunii create în timpul arderii unui amestec de combustibil și aer. Tot aici sunt conectate corpul de admisie și clapetă de accelerație, orificiul de evacuare și sistemul de evacuare. Spre deosebire de un motor standard, nu există legături de transmisie în designul rotorului. Rotorul, care are o formă triunghiulară, este un fel de piston care se rotește în cerc și transferă cuplul pe arborele de ieșire.
În procesul de rotație al rotorului, camera comună este împărțită în trei camere separate, unde fiecare dintre ele are, la rândul său, propriul ciclu. De obicei, un design rotativ al motorului utilizează doi rotori. Datorită acestui fapt, ciocănirea este redusă, iar funcționarea motorului devine mai stabilă. De fapt, rotorul face aceeași treabă ca și pistoanele unui motor convențional. Rotorul este montat pe arbore cu o anumită excentricitate, ceea ce permite transmiterea cuplului.
Funcționarea mecanismului este împărțită în mai multe etape:
- Admisia amestecului aer-combustibil are loc când trece unul dintre vârfurile rotorului supapei de admisie, situat în carcasă. Prin extinderea volumului camerei, amestecul este forțat în spațiul său crescut. O nouă cursă începe când supapa de admisie trece de următorul vârf.
- Amestecul este comprimat când rotorul se rotește, ceea ce duce la o scădere a volumului și o creștere a presiunii. Valoarea sa maximă se formează în momentul în care amestecul se află în zona de acțiune a lumânărilor.
- Amestecul se aprinde cu ajutorul a două lumânări care funcționează sincron. Acest lucru are ca rezultat o aprindere rapidă și uniformă. Ca rezultat, se generează o undă explozivă, a cărei presiune creează o forță de lucru. Rotorul se întoarce la o distanță de priză. În același timp, cuplul este transmis arborelui de ieșire.
- Când partea superioară a rotorului se apropie de orificiul de evacuare, gazele evacuate sunt evacuate. După aceea, începe un nou ciclu de lucru.
Pro și dezavantaje ale motoarelor rotative
Principalul avantaj al motoarelor rotative este absența legăturilor de transmisie tipice motoarelor cu piston. Supapele și arcurile pentru ele, un arbore cu came, o curea de distribuție și alte piese sunt complet inutile. În acest sens, dimensiunile și greutatea motorului sunt reduse semnificativ. Datorită acestui fapt, întreaga masă a mașinii este distribuită uniform de-a lungul axelor. Acest lucru face mașina mai stabilă pe drum. Aceste unități se disting printr-un echilibru bun al pieselor, ceea ce face posibilă eliminarea aproape completă a vibrațiilor. Cuplul aplicat arborelui de ieșire durează mult mai mult. O rotație a rotorului corespunde a trei rotații ale arborelui, ceea ce îi mărește semnificativ resursa. În general, această centrală electrică are caracteristici dinamice excelente.
Cu toate acestea, acest design are o serie de dezavantaje semnificative, datorită cărora utilizarea sa în masă a devenit imposibilă. În primul rând, turațiile reduse ale motorului determină un consum foarte mare de combustibil. În timpul testelor la diferite modele, a ajuns la 20 de litri la suta de kilometri. Adică eficiența în acest caz este la un nivel foarte scăzut.
Un alt dezavantaj grav este dificultatea în fabricarea pieselor. Cerințele deosebit de mari sunt impuse preciziei geometrice a cilindrilor și a rotorilor, care poate fi realizată numai cu echipamente costisitoare de înaltă precizie.
Camera de ardere are caracteristici de proiectare care pot cauza deseori supraîncălzirea acestui tip de motor. Acest lucru se datorează excesului de energie termică generată în timpul arderii amestecului de combustibil. Supraîncălzirea cauzează uzura prematură a pieselor cheie și defectarea întregului motor. Etanșările instalate între injectoare se uzează foarte repede, deoarece camerele de ardere sunt caracterizate de căderi de presiune ridicate. Din această cauză, unitățile au o durată de viață redusă a motorului și necesită revizii frecvente.
În acest motor, practic nu există un sistem de lubrifiere. O schimbare de ulei trebuie efectuată la fiecare 5 mii km. În caz contrar, unitățile și piesele vor eșua, după care vor fi necesare lucrări de reparații foarte scumpe.
Se încarcă ...