Rotationskolbenmotor (Wankelmotor). Das Funktionsprinzip des Wankel-Kreiselkolbenmotors, die Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte

Das Funktionsprinzip des RPD basiert auf dem Gasexpansionsdruck, der bei der Kraftstoffverbrennung entsteht. Der Hauptunterschied und positiver Moment RPD - Abwesenheit von Massen mit hin- und hergehenden Bewegungen. Alle Bewegungen der Teile erfolgen im Kreis ohne abrupte Stopps. Bei einer konventionellen Kolben-Brennkraftmaschine gibt es einen vollständigen Stopp von Kolben und Pleuel im oberen und unten tot Punkte, die erhebliche Trägheitskräfte erzeugen und die Verwendung hochfester Materialien erfordern.

Hauptbestandteil der Konstruktion ist der Rotor, der den Druck in eine Kreisbewegung umwandelt. Der Rotor hat im einfachsten Fall die Form eines Dreiecks mit konvexen Kanten (das sogenannte Reuleaux-Dreieck) und ist / rotiert in einem ovalen Körper mit speziellem Profil, dessen Oberfläche nach einem Epitrochoiden (Varianten mit eine andere Form von Rotor und Körper sind möglich). In den Hohlräumen zwischen Rotor und Gehäuse, die vollständig voneinander isoliert sind und ihr Volumen im Laufe der Rotordrehung verändern, finden eine Reihe von Vorgängen (Zyklen) statt - Luftzufuhr, Kraftstoffeinspritzung, Gemischverdichtung, Funkenbildung, Abgasentfernung:

• ein Luft-Kraftstoff-Gemisch tritt durch das Einlassfenster in den ersten Hohlraum ein und mischt sich in diesen (das Öffnen und Schließen des Fensters erfolgt durch die Seite des Rotors, ähnlich wie bei einem Zweitakt-Kolbenmotor);
• der Rotor bewegt die resultierende Substanz in den zweiten Hohlraum, wo Kompression und Zündung stattfinden;
• in der dritten Kavität dehnt sich das Gemisch aus und die Abgase werden durch das Austrittsfenster abgeführt (es öffnet und schließt sich auch mit der Rotorkante).

Entscheidend ist, dass diese Prozesse nicht sequentiell ablaufen, sondern gleichzeitig und parallel, d.h. bei einer Umdrehung des Rotors laufen alle drei Zyklen ab.

Der Rotor dreht sich auf einem Exzenter - ein Zahnradpaar, von dem sich das größte an der Innenfläche des Rotors befindet und das kleinere, tragende, ist starr an der Innenfläche der Motorseitenabdeckung befestigt. Die Drehbewegung des Rotors wird auf eine Exzenterwelle übertragen, die auf Lagern montiert ist und Drehmoment auf die Übertragungsmechanismen überträgt. So arbeiten im RPD zwei mechanische Paare gleichzeitig: Das erste reguliert die Bewegung des Rotors und besteht aus einem Zahnradpaar; und der zweite wandelt die Kreisbewegung des Rotors in eine Rotation der Exzenterwelle um. Das Übersetzungsverhältnis der Rotor- und Statorräder beträgt 2:3, daher hat der Rotor bei einer vollen Umdrehung der Exzenterwelle Zeit, sich um 120 Grad zu drehen. Für eine vollständige Umdrehung des Rotors in jeder der drei durch seine Kanten gebildeten Kammern wird wiederum eine vollständige Viertaktzyklus Motor Verbrennungs.

Um eine Auswuchtung (insbesondere im Leerlauf) zu gewährleisten, sind mindestens zwei Rotoren erforderlich, es wird aber auch eine Einrotor-Ausführung verwendet. Mazda-Motoren haben bis zu drei Rotoren (Sektionen).

Der Gesamtwirkungsgrad eines Wankel-Rotationsmotors (thermischer und mechanischer Wirkungsgrad) beträgt etwa 40-45%. Zum Vergleich: konventionelle Kolben-Verbrennungsmotoren haben einen Wirkungsgrad von 25 % (nach anderen Quellen - 34 %) und moderne Turbodiesel bis zu 40 % (nach anderen Quellen - 50 %).

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Klassifikation von Rotationsverbrennungsmotoren

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Die Einteilung von Wankelmotoren erfolgt nach der Betriebsart der Brennkammer - sie ist zeitweise hermetisch verschlossen oder steht in ständiger Verbindung mit der Atmosphäre. Zu letzterem Typ gehören Gasturbinen, deren Brennkammern nur durch eine dicke "Palisade" der Laufradschaufeln von der Abgasdüse (von der Atmosphäre) getrennt sind.

Rotierende Verbrennungsmotoren mit hermetisch abgeschlossenen Brennräumen werden in 7 verschiedene Bauformen unterteilt:

1. Drehmotoren mit ungleichmäßiger multidirektionaler (hin- und hergehender) Bewegung des Hauptarbeitselements. Der Rotor dreht sich hier nicht, sondern schwingt um seine Achse. Der Kompressionsvorgang findet zwischen den Flügeln des Motors statt.
2. Rotierende Motoren mit ungleichmäßiger unidirektionaler (pulsierend-rotatorischer) Bewegung des Hauptarbeitselements. Im Inneren des Körpers befinden sich zwei Rotoren. Eine Kompression tritt zwischen den Blättern dieser beiden Elemente auf, wenn sie sich nähern und zurückziehen.
3. Drehmotoren mit einfacher und gleichmäßiger Drehbewegung des Hauptarbeitselements und mit Verschlussklappen- Klingen, die sich im Rotor bewegen. Diese Konstruktion wird bei pneumatischen Motoren immer noch häufig verwendet. Bei Rotations-Brennkraftmaschinen wird die Kammer, in der die Zündung stattfindet, erheblich verändert.
4. Ein Sonderfall sind Dämpferblätter, die an den Scharnieren des Rotors auslenken.
5. Drehmotoren mit einfacher und gleichmäßiger Drehbewegung des Hauptarbeitselements und mit sich im Gehäuse bewegenden Verschlussklappen.
6. Drehmotoren mit einfacher und gleichmäßiger Drehbewegung des Hauptarbeitselements und mit derselben einfachen Drehbewegung der Dichtelemente.
7. Drehmotoren mit einfacher Drehbewegung des Hauptarbeitselements, ohne Verwendung separater Dichtelemente und einer spiralförmigen Gestaltung der Arbeitskammern. Sie gelten als die technisch fortschrittlichsten, da keine sich hin- und herbewegenden Teile vorhanden sind. Sie sind der RPD ("Wankelmotor") im klassisch-modernen Sinne. RPDs dieses Typs erreichen leicht 10.000 U/min.
8. Drehmotoren mit planetarischer Drehbewegung des Hauptarbeitselements und ohne Verwendung separater Dichtelemente. Die allererste Modifikation, erfunden von Freude und Wankel.

Vorteile des RPD

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• Das Design des RPD ist relativ klein (1,5-2 mal weniger als ein klassischer Verbrennungsmotor gleicher Leistung) und hat ein geringes Gewicht, was die Steuerbarkeit der Maschine verbessert, die optimale Anordnung des Getriebes (Gewichtsverteilung) erleichtert und schafft mehr internen Bauraum.
• Aufgrund der fehlenden Umwandlung der hin- und hergehenden Bewegung in eine Rotationsbewegung und der damit verbundenen Trägheitskräfte hält der RPD viel aus schnelle Geschwindigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Motoren. Dadurch hervorragende dynamische Eigenschaften (hohe spezifische Leistung- der Motor mit 1,3 Litern Arbeitsvolumen leistet 220 PS, mit Turbolader 350 PS!), hohe Grenzdrehzahlen (bis 10.000 U/min), hervorragende Gasannahme und ein flacher Drehmomentverlauf.
• Leistung von jedem Abschnitt für 3/4 Umdrehung der Abtriebswelle (Einkolben-Verbrennungsmotor erzeugt nur Leistung für 1/4 Umdrehung).
• Minimale Vibrationen, ausgezeichnetes Auswuchten (insbesondere bei Doppelläufermotoren).
• 35-40% weniger Details in der Struktur im Allgemeinen und bewegten Massen im Besonderen (es gibt keine Kolben, Pleuel, Kurbelwelle, in der "klassischen Version" - ein Gasverteilungsmechanismus), eine viel geringere Masse beweglicher Teile.
• In der einfachsten Version des RPD gibt es kein separates Schmiersystem - dem Kraftstoff wird Öl zugesetzt, wie beim Betrieb von Zweitakt-Motorradmotoren. Schmierung von Reibpaarungen (vor allem Rotor und Arbeitsfläche Brennkammern) wird in dieser Ausführung durch das Kraftstoff-Luft-Gemisch selbst erzeugt.

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Nachteile von RAP

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• Geringer Wirkungsgrad beim Abdichten des Spalts zwischen Rotor und Brennkammer. Der RPD-Rotor mit komplexer Form erfordert zuverlässige Dichtungen nicht nur an den Kanten (und davon gibt es vier auf jeder Oberfläche - zwei oben, zwei an den Seitenkanten), sondern auch an der Seitenfläche in Kontakt mit den Motorabdeckungen . Die Dichtungen sind in diesem Fall als federbelastete Bänder aus hochlegiertem Stahl mit besonders präziser Bearbeitung sowohl der Arbeitsflächen als auch der Enden ausgeführt. Konstruktionsbedingte Toleranzen für Metalldehnungen durch Erwärmung beeinträchtigen deren Eigenschaften - ein Gasdurchbruch an den Endabschnitten der Dichtplatten ist kaum zu vermeiden (bei Kolbenmotoren wird der Labyrintheffekt genutzt, Dichtringe mit Spaltmaßen eingebaut) verschiedene Richtungen).
• Das komplexe Rotordichtungssystem erfordert eine aufwendige und effektive Schmierung reibende Oberflächen. RPD verbraucht mehr Öl als Viertakt Kolbenmotor(von 400-1200 ml pro 1000 km, Austausch alle 5000 km). Besitzer von Fahrzeugen mit RPD empfehlen, den Ölstand jeden Morgen zu überprüfen. In diesem Fall verbrennt das Öl zusammen mit dem Kraftstoff, was die Ökologie des RPD stark verschlechtert.
• Besondere Anforderungen an die Ölqualität - aufgrund der Neigung zu erhöhtem Verschleiß (aufgrund der großen Fläche der sich berührenden Teile - des Rotors und des Innenraums des Motors) und Überhitzung (aufgrund von erhöhte Reibung und die geringe Größe des Motors selbst). Bei RPD sind unregelmäßige Ölwechsel tödlich (abrasive Partikel im Altöl erhöhen den Verschleiß stark) und Motorunterkühlung. Das Starten eines kalten Motors und eine unzureichende Erwärmung führen dazu, dass im Kontaktbereich der Rotordichtungen mit der Oberfläche des Brennraums und der Seitendeckel wenig Schmierung vorhanden ist. Wenn der Kolbenmotor bei Überhitzung am häufigsten klemmt, dann die RPD - beim Starten eines kalten Motors oder beim Arbeiten in kaltes Wetter wenn die Kühlung zu hoch ist.
• Hoher Kraftstoffverbrauch für niedrige Drehzahlen(und überhaupt). Theoretisch kann es durch das Abschalten eines Teils der Sektionen bei niedrigen Geschwindigkeiten beseitigt werden, was gleichzeitig die Temperaturbelastung reduziert.
• Hohe Anforderungen an die geometrische Genauigkeit der Fertigungsteile und dadurch hohe Fertigungskomplexität. Der Einsatz von Hightech- und Hochpräzisionsgeräten ist erforderlich: Werkzeugmaschinen, die ein Werkzeug entlang einer komplexen Bahn der epitrochoidalen Oberfläche der volumetrischen Verdrängerkammer bewegen können.
• Der Rotor ist über einen Exzentermechanismus mit der Abtriebswelle verbunden ( charakteristisches Merkmal RPD Wankel) verursacht Druck zwischen den Reibflächen, der in Kombination mit hohe Temperatur führt zu zusätzlicher Verschleiß und Motorheizung.
• Hohe Druckverluste zwischen den Rotorkammern bei sehr kleiner Kontaktfläche. Daraus resultieren ein schneller Verschleiß der Dichtungen und sehr hohe Anforderungen an sie, im Allgemeinen eine knappe Motorressource (das Hauptproblem der RPD ist eine hohe Leckage zwischen den Kammern, ein Abfall des Wirkungsgrades und eine Erhöhung der Abgastoxizität ). Für den Mazda RX-8 beträgt die Motorressource also bei ordnungsgemäßer und rechtzeitiger Wartung etwa 100-150 Tausend Kilometer, wonach eine umfassende Überholung mit dem Austausch von Dichtungen durchgeführt wird. Das Problem des schnellen Verschleißes der Dichtungen bei hohen Wellendrehzahlen wurde teilweise durch die Verwendung von hochlegiertem Stahl gelöst.
• Weniger Elastizität im Vergleich zu klassischen Kolben-Verbrennungsmotoren - RPD gibt optimale Leistung nur auf hohe Drehzahlen, was eine komplexere Übertragung erfordert.
• Schlechte Geometrie der Brennkammer, die beim RPD linsenförmig ist, d.h. relativ große Fläche mit kleinem Volumen. Beim Brennen Arbeitsmischung die Hauptenergieverluste gehen daher durch Strahlung Perfekte Form Brennkammern - kugelförmig. Wärmeverluste verringern nicht nur die Effizienz der Umwandlung chemischer Energie in mechanische Energie, sondern führen auch zu einer starken Überhitzung des Motors (d. h. höhere thermische Bedingungen) sowie schlechte Verbrennung Kraftstoff-Luft-Gemisch und die Neigung zu detonieren. Dieses Problem wird teilweise gelöst, indem zwei Kerzen in verschiedenen Zonen an einer Brennkammer installiert werden.
• Kleine Ressource von Zündkerzen, deren Überhitzung, die Notwendigkeit, alle 10.000 km zu ersetzen.

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RPD-Gerät

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Der auf der Welle montierte Rotor ist starr mit einem Zahnrad verbunden, das mit einem feststehenden Zahnrad – dem Stator – kämmt. Der Rotordurchmesser ist viel größer als der Statordurchmesser, obwohl der Rotor mit dem Zahnrad um das Zahnrad rollt. Jeder der Eckpunkte des dreieckigen Rotors bewegt sich entlang der epitrochoidalen Oberfläche des Zylinders und schneidet die variablen Volumina der Kammern im Zylinder mit mit Hilfe von drei Ventile.

Diese Konstruktion ermöglicht es, jeden 4-Takt-Zyklus von Diesel, Stirling oder Otto ohne die Verwendung eines speziellen Ventilsteuerungsmechanismus durchzuführen. Die Abdichtung der Kammern erfolgt durch radiale und stirnseitige Dichtplatten, die durch Fliehkräfte, Gasdruck und Bandfedern gegen den Zylinder gedrückt werden. Das Fehlen eines Gasverteilungsmechanismus macht den Motor viel einfacher als ein Viertakt-Kolbenmotor, und die fehlende Kopplung (Kurbelgehäuseraum, Kurbelwelle und Pleuel) zwischen den einzelnen Arbeitskammern sorgt für außergewöhnliche Kompaktheit und hohe Leistungsdichte. Bei einer Umdrehung der Exzenterwelle führt der Motor einen Arbeitszyklus aus, der dem Betrieb eines Zweizylinder-Kolbenmotors entspricht. Bei einer Rotorumdrehung führt die Exzenterwelle 3 Umdrehungen und 9 Hübe aus, was zu irrigen Vergleichen eines Wankelmotors mit einem Sechszylinder-Kolbenmotor führt.

Mischen, Zünden, Schmieren, Kühlen, Starten sind grundsätzlich die gleichen wie bei einer herkömmlichen Hubkolben-Brennkraftmaschine.

Praktische Anwendung fanden Motoren mit dreieckigen Rotoren, mit einem Übersetzungsverhältnis von Radien und Zahnrad: R: r = 2: 3, die auf Autos, Booten usw.

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Anwendung

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Das erste Serienauto mit Wankelmotor war der NSU Spider, der 1964 auf den Markt kam. NSU ist ein 1873 gegründetes deutsches Unternehmen, das Autos und Motorräder herstellte. Bis 1969 existierte es als separates Unternehmen, dann wurde gekauft betreffen Volkswagen Gruppe.

Die erste Masse (37204 Exemplare) war der NSU Ro-80, ein echter Durchbruch dank der richtigen Vermarktung. Allerdings ist der Anteil an der "revolutionären Technologie" des RPD, der noch nicht debuggt wurde, reale Bedingungen, wurde ein schwerer Fehler. Die Motorressource betrug nicht mehr als 50.000 Kilometer und oft viel weniger. Der RPD wurde oft durch einen Ford Kolben L4 "Essex" ersetzt.

Auch RPDs wurden auf Autos installiert:

• Citroen GS Birotor (Projekt Citroën M35)
• Mercedes-Benz С111
• Chevrolet-Korvette
• VAZ 21018 (1976), 21079 und 2110 (Änderungen für Sonderdienste)
• Mazda (seit 1978, Cosmo Sport und Rotor-eXperiment Serie, allgemein bekannt als RX)

Die RX-Serie wurde 2008 auf dem RX-8-Modell fertiggestellt. Insgesamt wurden in der Serie mehr als eine Million Fahrzeuge mit RPD produziert. Insgesamt wurde das Patent für den Wankelmotor auf dem Höhepunkt der Popularität von 11 führenden Automobilherstellern der Welt gekauft.

Interessant das Mazda-Autos mit den Buchstaben RE im Namen (die Anfangsbuchstaben des Namens "Renesis") können sowohl Benzin als auch Wasserstoff als Kraftstoff verwenden (da er unempfindlicher gegen Detonation ist als ein herkömmlicher Motor mit hin- und hergehender Kolbenbewegung).

RPDs werden auch an Motorrädern (in Kleinserien) und im Flugzeugmodellbau verwendet.

Interessanterweise wurde Felix Wankel, nachdem er 1936 ein Patent für RPD erhalten hatte, nicht nur der Erfinder des Verbrennungsmotors, sondern auch der Drehkolbenpumpe und des Kompressors. Und diese Geräte sind deutlich häufiger anzutreffen als RPDs – in der Produktion, in Werkstätten, im Alltag. Tragbare Elektrokompressoren für Autofahrer sind beispielsweise sehr oft wie eine Drehkolbenpumpe aufgebaut.

Wie Sie wissen, basiert das Funktionsprinzip eines Wankelmotors auf hohen Geschwindigkeiten und der Abwesenheit von Bewegungen, die den Verbrennungsmotor auszeichnen. Das zeichnet das Gerät aus. RPD wird auch Wankelmotor genannt, und heute werden wir seine Arbeit und seine offensichtlichen Vorteile betrachten.

Das Video beschreibt das Gerät und das Funktionsprinzip des Zheltyshev-Rotationsmotors:

Überraschenderweise versuchten sie, die RPD auch in unserem Land in Betrieb zu nehmen. Ein solcher Motor wurde für den Einbau in einen VAZ 21079 entwickelt, der als Fahrzeug für besondere Leistungen. Aber das Projekt hat leider keine Wurzeln geschlagen. Wie immer fehlten die staatlichen Haushaltsmittel, die wie durch ein Wunder aus der Staatskasse abgeschöpft werden.

Aber die Japaner haben es geschafft. Und sie wollen nicht beim erzielten Ergebnis stehen bleiben. Nach neuesten Daten wird der Hersteller Mazda den Motor verbessern und demnächst schon mit einem ganz anderen Aggregat erscheinen.

Werfen wir einen Blick in das RPD

Das Betriebsschema eines Rotationsmotors unterscheidet sich grundlegend von einem herkömmlichen Verbrennungsmotor. Erstens sollte die Konstruktion des Verbrennungsmotors, wie wir ihn kennen, der Vergangenheit angehören. Und zweitens, versuchen Sie, neues Wissen und Konzepte aufzunehmen.

Der RPD wird so genannt wegen des Rotors, das heißt, der sich bewegt. Diese Bewegung überträgt die Kraft auf die Kupplung und das Getriebe. Im Wesentlichen drückt der Rotor Energie aus dem Kraftstoff, die dann über das Getriebe auf die Räder übertragen wird. Der Rotor selbst besteht zwangsläufig aus legiertem Stahl und hat, wie oben erwähnt, eine Dreiecksform.

Das Video zeigt das Funktionsprinzip des Zuev-Kreiselkolbenmotors:

Die Kapsel, in der sich der Rotor befindet, ist eine Art Matrix, das Zentrum des Universums, in dem alle Prozesse ablaufen. Mit anderen Worten, in diesem ovalen Körper gilt:

• Kompression der Mischung;
• Kraftstoffeinspritzung;
• Sauerstoffversorgung;
• Zündung des Gemisches;
• Rückführung verbrannter Elemente in die Freigabe.

Kurz gesagt, sechs in einem, wenn Sie so wollen.

Der Rotor selbst ist auf einer speziellen Mechanik montiert und dreht sich nicht um eine Achse, sondern läuft. So entstehen im Inneren des ovalen Körpers voneinander isolierte Hohlräume, in denen jeweils ein Teil der Prozesse abläuft. Da der Rotor dreieckig ist, gibt es nur drei Hohlräume.

Alles beginnt so. In der ersten gebildeten Kavität erfolgt ein Sog, dh die Kammer wird mit Luft gefüllt, die auch hier durchmischt wird.

Danach dreht sich der Rotor und drückt diese gemischte Mischung in eine andere Kammer. Hier wird die Mischung komprimiert und mit zwei Kerzen entzündet.

Anschließend gelangt das Gemisch in die dritte Kavität, in der Teile des verbrauchten Kraftstoffs verdrängt werden.

Das ist es voller Zyklus die Arbeit des RPD. Aber es ist nicht so einfach. Wir haben das RPD-Schema nur von einer Seite untersucht. Und diese Aktionen finden ständig statt. Mit anderen Worten, die Vorgänge erfolgen unmittelbar von drei Seiten des Rotors. Dadurch werden in nur einer Umdrehung des Gerätes drei Zyklen wiederholt.

Außerdem wurde der Wankelmotor verbessert. Heutzutage verfügen Mazda-Rotationsmotoren nicht über einen, sondern über zwei oder sogar drei Rotoren, was die Leistung insbesondere im Vergleich zu einem herkömmlichen Verbrennungsmotor deutlich steigert. Zum Vergleich: Ein RPD mit zwei Rotoren ist mit einem Sechszylinder-Verbrennungsmotor vergleichbar, und ein RPD mit drei Rotoren ist mit einem Zwölfzylinder vergleichbar. Es stellt sich also heraus, dass die Japaner so weitsichtig waren und sofort die Vorteile des Rotationsmotors erkannten.

Auch hier zählt die Leistung nicht zu den Stärken des RPD. Er hat viele davon. Wie oben erwähnt, ist der Rotationsmotor sehr kompakt und verwendet tausend Teile weniger als bei demselben Verbrennungsmotor. Es gibt nur zwei Hauptteile im RPD - den Rotor und den Stator, und nichts könnte einfacher sein.

Das Funktionsprinzip eines Kreiskolbenmotors ließ einst viele talentierte Ingenieure verwundert die Augenbrauen hochziehen. Und talentierte Ingenieure verdienen heute jede Menge Lob und Anerkennung. Es ist kein Witz, an die Leistung eines scheinbar vergrabenen Motors zu glauben und ihm ein zweites Leben zu geben, und was für ein zweites Leben!

Nicht viele wissen, dass neben klassischen Kolbenmotoren auch Rotationseinheiten in der Automobilindustrie eingesetzt werden, genannt nach dem Namen des Erfinders Wankelmotoren. Sie sind Motoren mit internes Prinzip Die Verbrennung von Kraftstoff ist jedoch in Aufbau und Funktionsweise völlig anders. Heute werden wir ausführlicher über Rotationsmotoren sprechen.

Rotationsmotor-Design

Die wesentlichen Teile des Wankelmotors haben in ihrer Konstruktion nichts mit dem klassischen Verbrennungsmotor zu tun.

Seine Hauptteile sind wie folgt:

1. Hauptarbeitskammer

Der Körper jeder Rotationseinheit ist eine ovale Metallkammer, in der die Hauptarbeitsprozesse stattfinden - der Ansaugmodus, der Kompressionshub, der Prozess der Kraftstoffverbrennung und die Freisetzung von Abgasen. Die Form der Kamera kommt nicht von ungefähr. Es ist so hergestellt, dass seine Wände beim Zusammenwirken mit dem Rotor alle seine Scheitel berühren und mehrere geschlossene Konturen bilden. Die Einlass- und Auslassöffnungen dieser Motoren haben keine Ventile. Sie befinden sich direkt an den Seiten der Arbeitskammer und schließen direkt an das Abgasrohr und das Stromsystem an.

2. Rotor

Die Form des Rotors erinnert etwas an ein Dreieck, dessen Kanten nach außen konvex abgerundet sind. Darüber hinaus wird jede Seite mit einer kleinen Probe hergestellt, die das Volumen der resultierenden geschlossenen Brennkammer vergrößert und vergrößert Geschwindigkeitsanzeigen Drehung des Rotors. Die Funktion dieses Bauteils ähnelt der der Kolben in einem herkömmlichen Verbrennungsmotor. Die Entstehung von Arbeitszyklen erfolgt durch die Schaffung der oben bereits erwähnten drei Tochterkameras. Der mittlere Teil des Rotors ist mit einem gezahnten Loch ausgestattet, das den Rotor mit dem Antrieb verbindet, der wiederum an der Abtriebswelle befestigt ist. Diese Verbindung bestimmt, in welche Richtung und entlang welcher Bahn sich der Rotor innerhalb der Hauptarbeitskammer bewegt.

3. Abtriebswelle

Die Funktionen der Abtriebswelle eines Rotationsmotors ähneln denen der Kurbelwelle klassischer Triebwerke. Es ist mit halbkreisförmigen Nocken ausgestattet, die eine asymmetrische Ausrichtung mit einem deutlichen Versatz zur zentralen Arbeitsachse haben. Auf der Welle sind mehrere Rotoren aufgesetzt, die auf ihre Arbeitskurve gesteckt werden. Ihre asymmetrische Anordnung schafft die Voraussetzung für die Bildung eines Drehmoments, das durch den Kraftdruck jedes der Rotoren entsteht.

Wir denken, Sie haben bereits erraten, dass Rotationsmotoren einen mehrschichtigen Aufbau haben, was die Schaffung mehrerer Arbeitskammern erfordert, in denen sich mehrere Rotoren drehen. Das einzige verbindende Glied in dieser Arbeit ist die Abtriebswelle, die sich durch dieses synchrone Zusammenspiel dreht. "Schichten" werden durch viele Schrauben entlang der Kanten sicher zusammengehalten. Die Kühlung solcher Motoren erfolgt durchströmt. Es bedeutet, Frostschutzmittel nicht nur um den gemeinsamen Block herum, sondern auch in jedem seiner Teile zu finden.

Bei einem Wankelmotor laufen alle Arbeiten nach dem gleichen Brennverfahren ab. Kraftstoffgemisch wie bei Kolbenmotoren. Sie bieten jedoch keine statischen Brennkammern. Der bei der Verbrennung von Kraftstoff entstehende Druck wird in separat gebildeten Kammern erzeugt, die durch Drehkanten vom allgemeinen Arbeitsraum getrennt sind.

Der Rotor selbst steht mit seinen Oberseiten ständig in Kontakt mit den Wänden der Kammer, wodurch zu jedem Zeitpunkt eine neue geschlossene Schleife entsteht. Beim Rotieren dehnen und komprimieren sich die Konturen abwechselnd. Während dieser Zyklen gelangen Luft und Kraftstoff in die Kammer, die durch die Kraft des Rotors komprimiert und gezündet wird, indem ihre Expansion dem Rotor einen weiteren Drehimpuls verleiht. Abgase werden durch die Löcher in Abgassystem, wonach die Kammer wieder mit einer Kraftstoff-Luft-Zusammensetzung gefüllt wird.

Vor- und Nachteile von Rotationsmotoren

Die Verwendung von Rotationsmotoren hat eine Reihe von unbestreitbaren Vorteilen.

• Weniger Menge interne Komponenten ... Ähnlich einem Vierzylinder-Kolbenmotor ist der rotierende "Gefährte" mit nur vier Hauptteilen ausgestattet: einer gemeinsamen Kammer, einem Rotorpaar und einer Nockenwelle. Ein klassischer Verbrennungsmotor mit ähnlichen Hüben besteht aus mindestens vierzig beweglichen Teilen, die jeweils einem Verschleiß unterliegen.
• Weichheit der Arbeit... Beim Betrieb von Rotoreinheiten treten praktisch keine Vibrationen auf, da sich alle beweglichen Teile nur in eine Richtung drehen. Wir denken, Sie wissen, dass Kolben in konventioneller Motor multidirektional. Es wechselt die Vorwärtsbewegung mit der Rückwärtsbewegung ab.
• Niedriger Rhythmus... Dadurch, dass jeder Rotor nur für die Drehung von nur einem Drittel des Vollkreises der Abtriebswelle verantwortlich ist, ist die dafür erforderliche Bewegung spürbar langsamer, was die Zuverlässigkeit des Wankelmotors deutlich erhöht.

Natürlich sind die negativen Faktoren beim Einsatz von Rotationsmotoren nicht auszuschließen.

• Kein einziger Wankelmotor kann sich genau an die Vorschriften anpassen Umweltstandards verschiedene Länder... Es kann in keiner Weise als umweltfreundlich bezeichnet werden, da die Kohlendioxidemissionen erheblich sind und deren Reduzierung unrealistisch ist.
• Teure Herstellung... Die Herstellung von Rotationsmotoren ist vor allem aufgrund kleiner Serien sehr aufwendig. Bedenken produzieren nur sehr wenige davon, was keine besondere Optimierung der Herstellungskosten erfordert.
• Begrenzte Ressource... Der Funktionsbestand an Wankel-Rotationsmotoren ist sehr begrenzt. Selten, wenn es 100-150 Tausend Kilometer überschreitet, bei deren Erreichen eine vollständige Schottwand (Überholung) oder ein Austausch erforderlich ist.
• Erhöht Kraftstoffverbrauch . Der Hauptgrund erhöhte "Völlerei" ist ihr niedriges Kompressionsverhältnis. Der Motor gleicht die erforderliche Leistung unter Beibehaltung der erforderlichen Leistung aus durch mehr innerhalb der geschlossenen Brennstoffkammern zugeführt.

Ergebnis

Zusammenfassend sagen wir das Rotary Aggregate, haben natürlich eine Daseinsberechtigung. Sie haben eine Reihe von unbestreitbaren "Vorteilen", die es ermöglichen, wenn auch klein, in Automobilproduktion... Auf der anderen Seite ist die Schwere der „Minus“ durchaus spürbar. In vielen Ländern der Welt können sie aufgrund bestehender Umweltstandards einfach nicht angewendet werden, und der hohe Kraftstoffverbrauch und die begrenzten Arbeitsressourcen machen den Kauf von Autos mit Wankelmotor völlig unrentabel. Wir gehen davon aus, dass sie noch einige Zeit auf dem Markt sein werden, aber schon bald werden sie durch Hybrid ersetzt Energiesysteme, deren Entwicklung in einem absolut grandiosen Tempo vorangetrieben wird.

Die Automobilindustrie entwickelt sich ständig weiter. Es ist nicht verwunderlich, dass alternative Technologien auftauchen, die jedoch selten in Massenproduktion vorkommen. Rotationsmotoren können als solche eingestuft werden.

Wichtig! Einen rasanten Impuls für die Entwicklung der Automobilindustrie gab die Erfindung des Verbrennungsmotors. Infolgedessen begannen die Autos weiterzufahren flüssigen Brennstoff und die Benzinära begann.

Maschinen mit Rotationsmotor

Der Rotationskolbenmotor wurde von NSU erfunden. Walter Freude wurde der Schöpfer des Apparats. Dennoch Dieses Gerät in wissenschaftlichen Kreisen nach einem anderen Wissenschaftler benannt, nämlich Wankel.

Tatsache ist, dass ein Duo von Ingenieuren an diesem Projekt gearbeitet hat. Aber die Hauptrolle bei der Entwicklung des Geräts gehörte Freud. Während er an der Rotationstechnologie arbeitete, arbeitete Wankel an einem anderen Projekt, das im Nichts endete.

Nichtsdestotrotz kennen wir dieses Gerät aufgrund von Undercover-Spielen jetzt alle als Wankel-Rotationsmotor. Das erste funktionierende Modell wurde 1957 zusammengebaut. Der NSU Spider wurde zum Pionierauto. Damals konnte er eine Geschwindigkeit von einhundertfünfzig Kilometern entwickeln. Die Motorleistung der "Spider" betrug 57 Liter. mit.

Die "Spider" mit Wankelmotor wurde von 1964 bis 1967 produziert. Aber es wurde nie weit verbreitet. Die Autohersteller haben diese Technologie jedoch nicht aufgegeben. Darüber hinaus brachten sie ein weiteres Modell heraus - NSU Ro-80, und es wurde ein echter Durchbruch. Richtiges Marketing hat eine große Rolle gespielt.

Achten Sie auf den Titel. Es enthält bereits einen Hinweis darauf, dass die Maschine mit einem Wankelmotor ausgestattet ist. Vielleicht war das Ergebnis dieses Erfolges die Installation dieser Motoren, auf solchen berühmte Autos, wie:

• Citroen GS Birotor,
• Mercedes-Benz С111,
• Chevrolet-Korvette,
• VAZ 21018.

Rotationsmotoren erhielten die größte Popularität im Land " Die aufgehende Sonne». Japanisches Unternehmen Mazda ging für diese Zeit einen riskanten Schritt und begann, Autos mit dieser Technologie zu produzieren.

Das erste Zeichen von Mazda war der Cosmo Sport. Man kann nicht sagen, dass sie immense Popularität erlangte, aber sie fand ihr Publikum. Dennoch war dies nur der erste Schritt zum Einstieg der Wankelmotoren in japanischer Markt, und bald, und auf der Welt.

Japanische Ingenieure verzweifelten nicht nur nicht, sondern begannen im Gegenteil mit dreifacher Kraft zu arbeiten. Das Ergebnis ihrer Arbeit war eine Serie, an die sich alle Streetracer in jedem Land der Welt mit Ehrfurcht erinnern - Rotor-eXperiment oder kurz RX.

Im Rahmen dieser Serie werden mehrere legendäre Modelle, darunter der Mazda RX-7. Zu sagen, dass dieses Auto mit Wankelmotor beliebt war, heißt nichts sagen. Millionen von Streetracing-Fans haben mit ihr angefangen. Zu einem relativ niedrigen Preis hatte es unglaubliche technische Eigenschaften:

• Beschleunigung auf Hunderte - 5,3 Sekunden;
• maximale Geschwindigkeit- 250 Kilometer pro Stunde;
• Leistung - 250-280 Pferdestärke je nach Modifikation.

Das Auto ist ein wahres Kunstwerk, es ist leicht und wendig und sein Motor ist bewundernswert. Mit den oben beschriebenen Eigenschaften hat es ein Volumen von nur 1,3 Litern. Es hat zwei Abschnitte, und Betriebsspannung 13B.

Beachtung! Mazda RX-7 wurde von 1978 bis 2002 produziert. In dieser Zeit wurden etwa eine Million Autos mit Wankelmotor produziert.

Leider, Neuste Modell Diese Serie wurde 2008 veröffentlicht. Mazda RX8 fertig legendäre Linie... Tatsächlich kann hier die Geschichte des Rotationsmotors in der Massenproduktion als abgeschlossen betrachtet werden.

Arbeitsprinzip

Viele Automobilexperten glauben, dass die Konstruktion einer herkömmlichen Kolbenvorrichtung der fernen Vergangenheit angehören sollte. Trotzdem brauchen Millionen von Autos einen würdigen Ersatz, ob ein Wankelmotor sie werden können, lassen Sie uns herausfinden.

Das Funktionsprinzip eines Rotationsmotors basiert auf dem Druck, der bei der Verbrennung von Kraftstoff entsteht. Der Hauptteil des Designs ist der Rotor, der für die Erzeugung von Bewegungen der gewünschten Frequenz verantwortlich ist. Dadurch wird Energie auf die Kupplung übertragen. Der Rotor drückt es heraus und überträgt es auf die Räder.

Der Rotor hat eine dreieckige Form. Das Konstruktionsmaterial ist legierter Stahl. Das Teil befindet sich in einem ovalen Körper, in dem tatsächlich eine Rotation stattfindet, sowie eine Reihe von Prozessen, die für die Energieerzeugung wichtig sind:

• Verdichtung der Mischung,
• Kraftstoffeinspritzung,
• einen Funken erzeugen,
• Sauerstoffversorgung,
• Entsorgung von Abfallrohstoffen.

Das Hauptmerkmal des Rotationsmotors ist, dass der Rotor ein sehr ungewöhnliches Bewegungsmuster hat. Das Ergebnis einer solchen Designlösung sind drei vollständig voneinander isolierte Zellen.

Beachtung! In jeder Zelle findet ein bestimmter Prozess statt.

Die erste Zelle erhält ein Luft-Brennstoff-Gemisch. Das Mischen erfolgt in der Kavität. Dann befördert der Rotor die aufgenommene Substanz in das nächste Fach. Hier findet Kompression und Zündung statt.

In der dritten Zelle wird verbrauchter Brennstoff entnommen. Gerade die aufeinander abgestimmte Arbeit der drei Abteile ergibt die erstaunliche Leistung, die am Beispiel von Fahrzeugen der RX-Baureihe demonstriert wurde.

Aber das Hauptgeheimnis des Geräts liegt in etwas ganz anderem. Tatsache ist, dass diese Prozesse nicht nacheinander auftreten, sondern sofort. Dadurch vergehen drei Zyklen in nur einer Umdrehung.

Oben wurde ein Diagramm des Betriebs des Basisrotationsmotors präsentiert. Viele Hersteller versuchen, die Technologie zu aktualisieren, um mehr Leistung zu erzielen. Manche gelingen, andere scheitern.

Japanischen Ingenieuren ist das gelungen. Die oben genannten Mazda-Motoren haben bis zu drei Rotoren. Wie stark die Produktivität in diesem Fall steigen wird, können Sie sich vorstellen.

Geben wir ein anschauliches Beispiel. Nehmen wir einen herkömmlichen RPD-Motor mit zwei Rotoren und finden das nächste Analogon - einen Sechszylinder-Verbrennungsmotor. Wenn wir dem Design einen weiteren Rotor hinzufügen, wird die Lücke sogar kolossal - 12 Zylinder.

Arten von Rotationsmotoren

Viele Autofirmen haben die Produktion von Wankelmotoren übernommen. Es überrascht nicht, dass viele Modifikationen vorgenommen wurden, jede mit ihren eigenen Eigenschaften:

1. Rotationsmotor mit multidirektionaler Bewegung. Der Rotor dreht sich hier nicht, sondern schwingt um seine Achse. Der Kompressionsvorgang findet zwischen den Flügeln des Motors statt.
2. Pulsierender Drehrotormotor. Im Inneren des Körpers befinden sich zwei Rotoren. Eine Kompression tritt zwischen den Blättern dieser beiden Elemente auf, wenn sie sich nähern und zurückziehen.
3. Drehmotor mit Verschlussklappe - dieses Design wird immer noch häufig in pneumatischen Motoren verwendet. Bei Rotations-Brennkraftmaschinen wird die Kammer, in der die Zündung stattfindet, erheblich verändert.
4. Drehmotor angetrieben durch Drehbewegungen. Es wird angenommen, dass dieses spezielle Design das technisch fortschrittlichste ist. Hier gibt es keine sich hin- und herbewegenden Teile. Daher erreichen Rotationsmotoren dieser Art leicht 10.000 U/min.
5. Der Planeten-Rotations-Rotationsmotor ist die allererste Modifikation, die von zwei Ingenieuren erfunden wurde.

Wie Sie sehen, steht die Wissenschaft nicht still, eine beträchtliche Anzahl von Arten von Rotationsmotoren lässt auf eine weitere Entwicklung der Technologie in ferner Zukunft hoffen.

Vor- und Nachteile eines Wankelmotors

Wie Sie sehen, erfreuten sich Rotationsmotoren damals einer gewissen Beliebtheit. Darüber hinaus waren die legendären Autos tatsächlich mit Motoren dieser Klasse ausgestattet. Um zu verstehen, warum dieses Gerät in fortgeschrittenen Modellen japanischer Autos installiert wurde, müssen Sie alle Vor- und Nachteile kennen.

Würde

Aus dem oben genannten Hintergrund wissen Sie bereits, dass der Wankelmotor einst aus mehreren Gründen viel Aufmerksamkeit bei den Motorenherstellern auf sich gezogen hat:

1. Erhöhte Kompaktheit des Designs.
2. Leicht.
3. Der RPD ist gut ausbalanciert und erzeugt ein Minimum an Vibrationen während des Betriebs.
4. Die Anzahl der Ersatzteile im Motor ist um eine Größenordnung geringer als beim Kolbenanalog.
5. RPD hat hohe dynamische Eigenschaften

Der wichtigste Vorteil des RPD ist seine hohe Leistungsdichte. Ein Auto mit Wankelmotor kann bis zu 100 Kilometer beschleunigen, ohne auf hohe Gänge unter Beibehaltung einer großen Anzahl von Umdrehungen.

Wichtig! Durch den Einsatz eines Wankelmotors erreichen Sie aufgrund der idealen Gewichtsverteilung eine erhöhte Fahrzeugstabilität auf der Straße.

Nachteile

Jetzt ist es an der Zeit, mehr zu erfahren, warum die meisten Hersteller trotz aller Vorteile auf den Einbau von Wankelmotoren in ihre Autos verzichten. Zu den Nachteilen des RPD gehören:

1. Erhöhter Kraftstoffverbrauch bei niedrigen Drehzahlen. In den ressourcenintensivsten Maschinen kann es 20-25 Liter pro 100 Kilometer erreichen.
2. Schwierigkeiten bei der Herstellung. Auf den ersten Blick ist der Aufbau eines Wankelmotors viel einfacher als der eines Kolbenmotors. Aber der Teufel steckt im Detail. Es ist äußerst schwierig, sie herzustellen. Die geometrische Genauigkeit jedes Teils muss auf dem idealen Niveau sein, sonst kann der Rotor die epitrochoidale Kurve nicht mit dem richtigen Ergebnis passieren. RPD benötigt für seine Herstellung hochpräzise Geräte, die viel Geld kosten.
3. Der Rotationsmotor überhitzt oft. Dies liegt an der ungewöhnlichen Struktur der Brennkammer. Leider waren die Ingenieure auch nach vielen Jahren nicht in der Lage, diesen Defekt zu beheben. Die überschüssige Energie, die bei der Verbrennung des Kraftstoffs entsteht, heizt den Zylinder auf. Dies verschleißt den Motor stark und verkürzt seine Lebensdauer.
4. Außerdem leidet der Rotationsmotor unter Druckverlusten. Ergebnis ähnlicher Effekt schneller Verschleiß der Dichtungen. Die Lebensdauer eines gut montierten RPD liegt im Bereich von 100 bis 150.000 Kilometern. Nach Erreichen dieses Meilensteins ist eine Überholung nicht mehr möglich.
5. Komplexes VerfahrenÖlwechsel. Der Ölverbrauch eines Wankelmotors pro 1000 Kilometer beträgt 600 Milliliter. Damit die Teile richtig geschmiert werden, muss das Öl alle 5000 km gewechselt werden. Wenn dies nicht geschieht, kann es sehr wahrscheinlich zu ernsthaften Schäden an den Schlüsselkomponenten des Geräts kommen.

Wie Sie sehen, verfügt der RPD trotz der herausragenden Vorteile über eine Reihe von erhebliche Mängel... Trotzdem versuchen Designabteilungen führender Autofirmen noch immer, diese Technologie zu modernisieren, und wer weiß, vielleicht gelingt ihnen eines Tages.

Ergebnisse

Rotationsmotoren haben viele bedeutende Vorteile, sie sind gut ausbalanciert, ermöglichen eine schnelle Steigerung der Geschwindigkeit und ermöglichen eine Geschwindigkeit von bis zu 100 km in 4-7 Sekunden. Rotationsmotoren haben jedoch auch Nachteile, deren wichtigste eine kurze Lebensdauer ist.

Als Autos mit Hubkolben-Verbrennungsmotoren bereits weltweit verbreitet waren, versuchten einige Ingenieure, ebenso effiziente wie leistungsstarke Wankelmotoren zu entwickeln. Spezialisten aus Deutschland haben beachtliche Erfolge erzielt, was nicht verwunderlich ist, denn in diesem Land wurde das Auto erfunden.

Ein bisschen Geschichte

1957 kam der erste Kreiskolbenmotor auf den Markt. Anschließend wurde es nach einem der Entwickler benannt - Felix Wankel. Der zweite am Erfindungsprozess beteiligte Walter Freude geriet unverdient in den Schatten des Co-Autors. Beide Ingenieure waren Vertreter Deutsches Unternehmen NSU, ​​die Autos und Kraftfahrzeuge herstellte.

Ein Jahr später wurde das erste Auto mit RPD veröffentlicht. Leider auch die Chefdesigner des Modells neues Auto nicht zufrieden. Der Motor wurde verfeinert und Ende der 60er Jahre wurde eine Limousine geboren, die den Titel "Auto of the Year" erhielt. Es war ein Ro-80 von derselben NSU-Firma. Er beschleunigte in nur 12,8 Sekunden auf 100 km, erreichte Geschwindigkeiten von bis zu 180 km/h und wog etwas mehr als eine Tonne. Das waren damals enorme Indikatoren. Die Produktionslizenz wurde sofort von one erworben Autofirma Nacheinander.

Es ist nicht bekannt, wie sich das Schicksal von Wankels Erfindung entwickelt hätte, wenn sie nicht 1973 begonnen hätte Energiekrise, und die Ölpreise stiegen stark an. Verbrennungsmotoren verbrauchten zu viel Kraftstoff, so dass sie auf ihre Verwendung verzichteten.

In den späten 90er Jahren produzierten nur Russland und Japan Autos mit Wankelmotoren. Russische Autos VAZ mit RPD sind wenig bekannt, aber Japanische Modelle gelang es, weltweite Popularität zu erlangen.

Derzeit produziert nur Mazda Autos mit Wankelmotoren. Japanischen Spezialisten ist es gelungen, den Automotor so weit zu verbessern, dass er 2-mal weniger Öl und 40% weniger Kraftstoff verbraucht. Auch die Emissionen wurden reduziert und der Motor erfüllt nun die europäischen Umweltstandards. Eine neue Runde in der Entwicklung von RPD war die Verwendung von Wasserstoff als Kraftstoff.

Grundlagen des Rotationsmotors

Um zu verstehen, wie ein Rotationsmotor funktioniert, müssen Sie seine Struktur verstehen. Zwei wichtige Details RPD - Rotor und Stator. Ein auf einer Welle montierter Rotor dreht sich um ein feststehendes Zahnrad – den Stator. Die Verbindung zum Getriebe erfolgt über ein Zahnrad. Der Rotor besteht aus legiertem Stahl und ist in einem zylindrischen Körper untergebracht.

Der Rotor des Motors hat im Querschnitt eine dreieckige Form, seine Kanten sind konvex und drei Scheitel stehen ständig in Kontakt mit der Innenfläche des Gehäuses. Somit ist der Zylinderraum in drei Kammern unterteilt. Durch die Rotation ändert sich das Volumen der Kammern. Zu einem bestimmten Zeitpunkt gibt es aufgrund der Besonderheiten der Form des Gehäuseprofils vier Kameras.

• In der ersten Stufe wird Kraftstoff durch eine Öffnung (Einlassöffnung) in eine der Kammern eingeleitet.
• Außerdem wird das Volumen der Kammer mit Kraftstoff verringert, die Einlassöffnung wird vollständig geschlossen und die Verdichtung des Kraftstoffs beginnt.
• In der nächsten Stufe werden vier Kammern gebildet, Kerzen ausgelöst (es gibt zwei), der Kraftstoff wird gezündet und die Nutzarbeit des Motors wird verrichtet.
• Bei weiterer Drehung des Rotors öffnet sich das Austrittsfenster, in das die Verbrennungsprodukte (Abgase) entweichen.

Sobald der Auslass geschlossen ist, öffnet sich der Einlass und der Zyklus wiederholt sich.

Ein Arbeitszyklus wird in einer vollständigen Umdrehung der Welle durchgeführt. Damit ein Kolbenmotor die gleiche Aufgabe erfüllen kann, muss es sich um einen Zweizylinder handeln.

Um die Dichtheit zu gewährleisten, sind oben am Rotor Dichtplatten angebracht. Sie werden durch Federn und Fliehkraft an den Zylinder gepresst, zusätzlich kommt Gasdruck hinzu.

Um besser zu verstehen, wie ein Rotationsmotor funktioniert und was er im Allgemeinen ist, ist es notwendig, das Diagramm zu studieren. Es zeigt Querschnitt die Einheit und die bei der Bewegung des Rotors auftretenden Prozesse. Das Diagramm eines Rotationsmotors zeigt, welche Stufen der Rotor durchläuft, der die Rolle eines Kolbens spielt.

Rotationsmotortypen

Die ältesten Rotationsmaschinen sind Wassermühlen, bei denen sich ein Rad durch die Einwirkung von Wasser dreht und Energie auf eine Welle überträgt. Die Konstruktion eines modernen mit Kraftstoff betriebenen Wankelmotors ist viel komplizierter. Darin kann die Kamera sein:

• hermetisch geschlossen;
• ständigen Kontakt mit der äußeren Umgebung.

Der erste Gerätetyp wird in Fahrzeugen verwendet, der zweite in Gasturbinen... Motoren mit geschlossener Kammer werden wiederum in verschiedene Typen unterteilt. Die Klassifizierung ist wie folgt.

1. Der Rotor dreht sich abwechselnd in die eine oder andere Richtung, seine Bewegung ist ungleichmäßig.
2. Die Drehung erfolgt in eine Richtung, aber die Geschwindigkeit ändert sich, die Bewegung pulsiert.
3. Motoren mit flügelförmigen Verschlussklappen.
4. Gleichmäßig rotierender Rotor mit Dämpfern, die sich mit dem Rotor bewegen und als Dichtung wirken.
5. Motoren mit einem Rotor in Planetenbewegung.

Es gibt auch zwei andere Arten von Rotationsmotoren, bei denen sich das Hauptelement gleichmäßig dreht. Sie unterscheiden sich in der Organisation des Arbeitsraums und der Gestaltung der Dichtungen. bezieht sich auf den fünften Punkt aus der obigen Liste.

Vorteile von RAP

Wenn man die Konstruktion eines Rotationsmotors und das Funktionsprinzip betrachtet, kann man verstehen, dass er sich völlig von einem Kolbenmotor unterscheidet. Der Rotationsverbrennungsmotor ist kompakter, besteht aus weniger Teilen und hat eine höhere Leistungsdichte als ein Kolbenmotor.

Der RPD ist leichter auszuwuchten, um Vibrationen auf ein Minimum zu reduzieren. Dies ermöglicht die Installation in leichten Fahrzeugen wie Kleinstwagen.

Die Anzahl der Teile ist fast 2 mal geringer als bei einem Kolbenmotor. Auch die Abmessungen sind viel kleiner, und dieser Vorteil vereinfacht die Achsgewichtsverteilung, ermöglicht mehr Stabilität auf der Straße.

Ein traditioneller Kolbenmotor verrichtet in nur zwei Wellenumdrehungen Nutzarbeit, während ein Rotationsmotor Nutzarbeit in einer Rotorumdrehung verrichtet. Das ist der Grund schnelle Beschleunigung Fahrzeuge mit RPD.

Hoher Kraftstoffverbrauch RPD

Das Gerät ist überraschend einfach, unkompliziert und witzig. Warum hat er sich nicht wie ein Kolben-Verbrennungsmotor verbreitet? Nicht letzter Platz hier ist die Wirtschaft.

Der Rotationsverbrennungsmotor verbraucht zu viel Kraftstoff. Bei einem Volumen von nur 1,3 Litern werden auf 100 km knapp 20 Liter Benzin verbraucht. Aus diesem Grund haben sich nicht viele Unternehmen entschieden, die Massenproduktion von Autos mit RPD zu starten.

Angesichts der jüngsten Ereignisse im Nahen Osten mit einem erbitterten Ressourcenkrieg und immer noch hohen Öl- und Gaspreisen ist der begrenzte Einsatz von RPDs verständlich.

Andere wichtige Nachteile

Der nächste Nachteil eines Kreiskolbenmotors ist der schnelle Verschleiß der entlang der Rotorrippen angeordneten Dichtungen. Dieser Verschleiß entsteht durch die schnelle Rotation und als Folge die Reibung der Rippen an den Kammerwänden.

Außerdem wird das Schmiersystem der Rippen komplizierter. Mazda hat Injektoren entwickelt, die Öl in den Brennraum einspritzen. Dadurch sind die Anforderungen an die Ölqualität gestiegen. Kontinuierliche reichliche Schmierung erfordert auch die Hauptwelle, um die herum die Bewegung stattfindet.

Die technische Lösung von Schmierungsproblemen erforderte eine besondere Herangehensweise, und nur japanische Ingenieure waren nach vielen Jahren des Experimentierens in der Lage, diese Aufgabe zu lösen.

Temperatur Abgase die Drehzahl ist höher als die des Kolbenmotors. Dies liegt an der relativ kurzen Hublänge der Rotorkante. Kaum ist der Verbrennungsprozess beendet, hat sich die Kante bereits so weit bewegt, dass sich das Austrittsfenster öffnet. Als Ergebnis in Auspuff Gase, die den Druck nicht vollständig auf den Rotor übertragen haben, treten aus und ihre Temperatur ist hoch. Ein kleiner Teil des unverbrannten Kraftstoffgemisches gelangt auch in die Atmosphäre, was sich negativ auf die Umwelt auswirkt.

Bei einem Rotationsmotor ist es schwierig, die Dichtheit der Brennkammer sicherzustellen. Im Betrieb erwärmen sich die Statorwände ungleichmäßig und dehnen sich aus. Dadurch sind Gasleckagen möglich. Der Teil, in dem die Verbrennung stattfindet, wird besonders erhitzt. Um dieses Problem zu lösen, werden unterschiedliche Teile aus unterschiedlichen Legierungen hergestellt. Dies verkompliziert und erhöht wiederum die Kosten des Motorherstellungsprozesses.

Die Herstellungskosten von Wankel-Kreiselkolbenmotoren werden durch die komplexe Form der Kammer nicht optimal beeinflusst. Tatsächlich hat der Zylinder keinen ovalen Querschnitt, wie manchmal gesagt wird. Der Schnitt hat die Form eines Epitrochoiden und erfordert eine hochpräzise Ausführung.

Es wird also klar, dass der Wankelmotor seine Vor- und Nachteile hat. Sie können in der folgenden Tabelle zusammengefasst werden.

Aufgrund des schnellen Verschleißes von Teilen beträgt die Lebensdauer des Rotationsmotors etwa 65 Tausend km. Zum Vergleich: die Ressource traditioneller Motor Verbrennungsmotor ist 2 oder sogar 3 mal mehr. Die Wartung von Kreiskolbenmotoren erfordert mehr Verantwortung, weshalb sie hauptsächlich die Aufmerksamkeit von Fachleuten auf sich ziehen. Teilweise gelang es den Ingenieuren, die Mängel der Autos mit RPD zu beseitigen, einige blieben jedoch bestehen.

Mazda Rotationskolbenmotoren

Während andere globale Hersteller die Produktion von Rotationsmotoren aufgegeben haben, arbeitete die Mazda Corporation weiter daran. Seine Spezialisten haben das Design verbessert und erhalten leistungsstarker Motor mit den besten europäischen Einheiten konkurrieren können.

Die Japaner begannen bereits 1963 mit einem Kreiskolbenmotor zu arbeiten. Sie haben mehrere Modelle von Bussen, Lastwagen und Autos hergestellt.

Von 1978 bis 2003 produzierte das Unternehmen den berühmten Sportwagen RX-7. Sein Nachfolger ist der RX-8, der auf internationalen Automobilmessen über 30 Auszeichnungen erhalten hat.

Der RX-8 wurde von einem Renesis-Motor (Rotary Engine Genesis) angetrieben. V verschiedene Konfigurationen das Auto wurde weltweit verkauft. Die stärksten Modelle (250 PS, 8,5 Tausend U/min) wurden verkauft in Nordamerika und Japan. 2007 wurde auf der Tokyo Motor Show ein Concept Car mit einem Renesis II-Motor mit einer Leistung von 300 PS vorgestellt. mit.

2009 wurden Mazda-Autos mit Wankelmotor in Europa verboten, da die Kohlendioxidemissionen die damals geltenden Normen überstiegen. In 2102 Massenproduktion japanische Autos mit Rotationsmotoren wurde eingestellt. Derzeit werden Mazda RPDs nur in Sportrennwagen verbaut.