Was ist der Unterschied zwischen einem Phasenrotor und einem kurzgeschlossenen Rotor? Konstruktionsmerkmale des Drehmotors

Mit der Erfindung des Motors interne Verbrennung  Die Entwicklung der Automobilindustrie ist weit fortgeschritten. Trotz der Tatsache, dass gemeinsames Gerät  ICE blieb gleich, diese Einheiten werden ständig verbessert. Zusammen mit diesen Motoren erschienen progressivere Einheiten des Rotationstyps. Aber warum haben sie in der Automobilwelt keinen breiten Vertrieb erhalten? Die Antwort auf diese Frage werden wir in dem Artikel behandeln.

Die Geschichte der Einheit

Der Drehmotor wurde 1957 von den Entwicklern Felix Wankel und Walter Freude entwickelt und getestet. Das erste Auto, auf dem diese Einheit installiert wurde, war der Sportwagen NSU Spider. Studien haben gezeigt, dass bei einer Motorleistung von 57 pS  Dieses Auto hatte die Gelegenheit, auf satte 150 Stundenkilometer zu beschleunigen. Die Herstellung von Spider-Autos mit einem 57-PS-Rotationsmotor dauerte etwa 3 Jahre.

Danach begann dieser Motortyp, das Auto NSU Ro-80 auszustatten. Anschließend wurden die Drehmotoren bei den Citroens, Mercedes, VAZs und Chevrolet installiert.

Eines der häufigsten Autos mit Drehmotor ist der japanische Mazda-Sportwagen des Modells Cosmo Sport. Auch die Japaner begannen, dieses Motormodell RX auszurüsten. Arbeitsprinzip drehmotor  ("Mazda" RX) bestand in der ständigen Rotation des Rotors mit der Änderung der Arbeitszyklen. Aber dazu später mehr.

Derzeit ist der japanische Automobilhersteller nicht in der Serienproduktion von Automobilen mit Drehmotoren tätig. Das neueste Modell, an dem ein solcher Motor platziert wurde, war der Mazda RX8 der Spirit R. Im Jahr 2012 wurde die Produktion dieser Version des Autos jedoch eingestellt.

Gerät und Arbeitsweise

Welche Art von Drehmotor hat es? Dieser Motortyp zeichnet sich durch einen 4-Takt-Arbeitstakt sowie einen klassischen Verbrennungsmotor aus. Das Prinzip der Arbeitsweise drehkolbenmotor  etwas anders als bei gewöhnlichen Kolben.

Was ist das Hauptmerkmal dieses Motors? Der Stirling-Drehmotor hat in seiner Ausführung nicht 2, nicht 4 und nicht 8 Kolben, sondern nur einen. Es wird Rotor genannt. Dieses Element dreht sich in einem speziell geformten Zylinder. Der Rotor ist auf der Welle montiert und mit dem Zahnrad verbunden. Letzterer hat eine Zahnkupplung mit einem Anlasser. Die Drehung des Elements erfolgt auf der Epitrochoidkurve. Das heißt, die Rotorblätter überlappen abwechselnd die Zylinderkammer. Im letzteren gibt es eine Verbrennung von Kraftstoff. Das Funktionsprinzip des Rotationsmotors (einschließlich Mazda Cosmo Sport) besteht darin, dass der Mechanismus in einer Umdrehung drei Kreise von harten Kreisen drückt. Während sich das Teil im Gehäuse dreht, ändern die drei Innenfächer ihre Größe. Durch die Größenänderung in den Kammern entsteht ein gewisser Druck.

Arbeitsphasen

Wie funktioniert ein Drehmotor? Das Arbeitsprinzip (GIF-Bilder und das Schema des RAP, siehe unten) dieses Motors ist wie folgt. Der Betrieb des Motors besteht aus vier wiederholten Zyklen, nämlich:

1. Kraftstoffversorgung.  Dies ist die erste Phase des Motors. Sie tritt in dem Moment auf, wenn sich die Oberseite des Rotors auf Höhe der Einfüllöffnung befindet. Wenn die Kamera zum Hauptfach geöffnet ist, nähert sich das Volumen dem Minimum. Sobald sich der Rotor an ihm vorbei dreht, tritt das Kraftstoff-Luft-Gemisch in das Abteil ein. Danach wird die Kamera wieder geschlossen.
2. Kompression. Wenn der Rotor seine Bewegung fortsetzt, nimmt der Raum im Fach ab. Somit wird das Gemisch aus Luft und Kraftstoff komprimiert. Sobald der Mechanismus den Zündkerzenraum passiert, nimmt das Volumen der Kammer wieder ab. Zu diesem Zeitpunkt zündet die Mischung.
3. Zündung. Der Drehmotor (einschließlich des VAZ-21018) hat oft mehrere Zündkerzen. Dies liegt an der großen Länge der Brennkammer. Sobald die Kerze das brennbare Gemisch entzündet, verzehnfacht sich der Druck im Inneren. Somit wird der Rotor erneut angetrieben. Dann steigen der Druck in der Kammer und die Menge an Gasen weiter an. An dieser Stelle die Bewegung des Rotors und die Erzeugung von Drehmoment. Dies setzt sich fort, bis der Mechanismus den Auslassabschnitt passiert.
4. Freisetzung von Gasen.  Wenn der Rotor dieses Abteil passiert, beginnt sich das Hochdruckgas frei in die Abgasleitung zu bewegen. In diesem Fall stoppt die Bewegung des Mechanismus nicht. Der Rotor dreht sich stetig, bis das Volumen der Brennkammer wieder auf ein Minimum absinkt. Zu diesem Zeitpunkt wird die restliche Abgasmenge aus dem Motor herausgedrückt.

Dies ist genau das Prinzip des Drehmotors. Der VAZ-2108, der wie der japanische "Mazda" ebenfalls mit RPD montiert wurde, zeichnet sich durch einen ruhigen Lauf des Motors und hohe Dynamik aus. In der Serienproduktion wurde diese Modifikation jedoch nie eingeführt. Wir haben also herausgefunden, welche Art von Drehmotor das Funktionsprinzip hat.

Nachteile und Vorteile

Kein Wunder, dass dieser Motor die Aufmerksamkeit vieler Automobilhersteller auf sich gezogen hat. Sein besonderes Funktions- und Designprinzip hat gegenüber anderen ICE-Typen eine Reihe von Vorteilen.

Also, was hat ein Drehmotor Vor- und Nachteile? Beginnen wir mit klaren Vorteilen. Erstens hat der Rotationsmotor die ausgewogenste Konstruktion und verursacht daher im Betrieb praktisch keine hohen Vibrationen. Zweitens hat dieser Motor ein geringeres Gewicht und eine größere Kompaktheit, und daher ist seine Installation besonders für Hersteller von Sportwagen relevant. Darüber hinaus ermöglichte das geringe Gewicht der Einheit den Konstrukteuren eine perfekte Gewichtsverteilung entlang der Achsen. Somit wurde das Auto mit diesem Motor auf der Straße stabiler und manövrierfähiger.

Und natürlich Raumgestaltung. Trotz der gleichen Anzahl von Betriebszyklen ist die Vorrichtung dieses Motors viel einfacher als diejenige des Kolbengegenstücks. Um einen Rotationsmotor zu erstellen, sind mindestens Knoten und Mechanismen erforderlich.

Die Hauptleistung dieses Motors liegt jedoch nicht in Masse und geringen Vibrationen, sondern in hohem Wirkungsgrad. Aufgrund des besonderen Funktionsprinzips hatte der Rotationsmotor eine hohe Leistung und Effizienz.

Nun zu den Mängeln. Sie erwiesen sich als weitaus mehr als Nutzen. Der Hauptgrund, warum Hersteller solche Motoren nicht kaufen wollten, war der hohe Kraftstoffverbrauch. Durchschnittlich einhundert Kilometer einer solchen Einheit gaben bis zu 20 Liter Kraftstoff aus, und das ist nach heutigen Maßstäben ein erheblicher Aufwand.

Die Komplexität der Teileproduktion

Erwähnenswert sind außerdem die hohen Produktionskosten für Teile dieses Motors, die durch die Komplexität der Rotorherstellung erklärt wurden. Damit dieser Mechanismus die Epitrochoidenkurve korrekt passieren kann, ist eine hohe geometrische Genauigkeit erforderlich (auch für den Zylinder). Daher ist es bei der Herstellung von Drehmotoren nicht möglich, auf teure Spezialgeräte und Spezialkenntnisse auf technischem Gebiet zu verzichten. Dementsprechend sind alle diese Kosten im Voraus im Preis des Autos angegeben.

Überhitzung und hohe Belastungen

Aufgrund des besonderen Designs war dieses Gerät häufig einer Überhitzung ausgesetzt. Das ganze Problem war die linsenförmige Form der Brennkammer.
Im Gegensatz dazu weisen klassische ICEs eine sphärische Kammer auf. Der im Linsenmechanismus verbrannte Kraftstoff wird in Wärmeenergie umgewandelt, die nicht nur für den Arbeitshub, sondern auch für die Erwärmung des Zylinders selbst aufgewendet wird. Letztendlich führt das häufige „Kochen“ der Einheit zu schnellem Verschleiß und Ausfall.

Ressource

Nicht nur der Zylinder wird schwer belastet. Studien haben gezeigt, dass während des Betriebs des Rotors ein erheblicher Teil der Last auf die Dichtungen fällt, die sich zwischen den Düsen der Mechanismen befinden. Sie unterliegen einem ständigen Druckabfall, da die maximale Motorressource nicht mehr als 100 bis 150.000 Kilometer beträgt.

Danach erfordert der Motor eine grundlegende Überholung, deren Kosten manchmal dem Kauf einer neuen Einheit entsprechen.

Ölverbrauch

Auch der Drehmotor ist sehr wartungsintensiv.

Der Ölverbrauch von ihm beträgt mehr als 500 Milliliter pro 1 000 Kilometer, so dass alle 4-5 Tausend Kilometer Gießflüssigkeit entsteht. Wenn Sie nicht rechtzeitig einen Austausch vornehmen, fällt der Motor aus. Das heißt, das Problem der Wartung des Drehmotors muss verantwortungsvoller angegangen werden, andernfalls ist der kleinste Fehler mit einer kostspieligen Reparatur der Einheit verbunden.

Sorten

Momentan gibt es fünf Arten dieser Einheiten:

Drehmotor (VAZ-21018-2108)

Die Geschichte der VAZ-Drehkolben-Verbrennungsmotoren reicht bis ins Jahr 1974 zurück. Damals wurde das erste RPD-Designbüro gegründet. Der erste von unseren Ingenieuren entwickelte Motor hatte jedoch ein ähnliches Design wie der Wankel-Motor, der mit importierten NSU Ro80-Limousinen ausgestattet war. Das sowjetische Analogon wurde VAZ-311 genannt. Dies ist der allererste sowjetische Drehmotor. Das Funktionsprinzip der VAZ-Fahrzeuge dieses Motors hat den gleichen Wankel RPD-Aktionsalgorithmus.

Das erste Auto, an dem sie mit dem Einbau dieser Motoren begannen, war die VAZ-Modifikation 21018. Das Auto unterschied sich praktisch nicht von seinem „Vorfahren“ - Modell 2101 - mit Ausnahme des verwendeten Motors. Unter der Haube befand sich ein Einzelabschnitts-RPD mit einer Leistung von 70 PS. Als Ergebnis von Untersuchungen an allen 50 Modellmodellen wurden jedoch zahlreiche Triebwerksausfälle festgestellt, die die Wolga-Anlage dazu zwangen, diese Verwendung einzustellen typ Motor  für die nächsten Jahre auf ihren Autos.

Der Hauptgrund für die Fehlfunktion des inländischen RPD waren unzuverlässige Dichtungen. Sowjetische Designer beschlossen jedoch, dieses Projekt zu retten, und präsentierten der Welt einen neuen zweigeteilten VAZ-411-Triebwerkmotor. Anschließend wurde der Motor der Marke VAZ-413 entwickelt. Ihre Hauptunterschiede bestanden in der Macht. Das erste Exemplar entwickelte sich auf 120 PS, das zweite auf rund 140. Diese Einheiten kamen jedoch nicht mehr in die Serie. Das Werk beschloss, sie nur auf Dienstwagen der Verkehrspolizei und des KGB zu stellen.

Motoren für die Luftfahrt "Acht" und "Neuner"

In den folgenden Jahren versuchten die Entwickler, einen Drehmotor für das inländische Kleinflugzeug zu entwickeln, aber alle Versuche waren erfolglos. Daher entwickelten die Konstrukteure erneut Motoren für Pkw (jetzt Frontantrieb) der VAZ-Baureihen 8 und 9. Im Gegensatz zu ihren Vorgängern waren die neu entwickelten VAZ-414- und 415-Motoren universell einsetzbar und konnten auf Hinterradmodellen von Volga und Moskvich eingesetzt werden usw.

Eigenschaften des RPD VAZ-414

Zum ersten Mal erschien dieser Motor erst 1992 auf den "Neunen". Dieser Motor hatte gegenüber seinen "Vorfahren" folgende Vorteile:

• Hohe Leistungsdichte, die es dem Auto ermöglichte, in nur 8-9 Sekunden eine "Hundert" zu wählen.
• Hohe effizienz Aus einem Liter verbranntem Kraftstoff konnte eine Leistung von bis zu 110 PS erzielt werden (und dies ohne Zwang und zusätzliche Bohrung des Zylinderblocks).
• Hohes Potenzial zur Steigerung. Bei richtiger Abstimmung konnte die Motorleistung um mehrere Dutzend PS gesteigert werden.
• Motor mit hoher Geschwindigkeit Dieser Motor konnte sogar bei 10.000 U / min arbeiten. Bei solchen Lasten könnte nur ein Drehmotor funktionieren. Das Funktionsprinzip klassischer Verbrennungsmotoren erlaubt ihnen nicht, lange Zeit bei hohen Drehzahlen zu arbeiten.
• Relativ niedriger Kraftstoffverbrauch. Wenn die vorherigen Exemplare ungefähr "18-20 Liter Kraftstoff" für ein "Hundert" "aßen", dann verbrauchte diese Einheit im durchschnittlichen Betriebsmodus nur 14-15.

Die aktuelle Situation mit dem RPD in der Autowerkstatt Volzhsky

Alle oben genannten Motoren erfreuten sich nicht großer Beliebtheit, und ihre Produktion wurde bald minimiert. Das Automobilwerk von Volga plant nicht, die Entwicklung von Rotationsmotoren wiederzubeleben. Der RPD des VAZ-414 wird also ein zerknittertes Stück Papier in der Geschichte der Haustechnik bleiben.

Wir haben also herausgefunden, welche Art von Drehmotor das Funktionsprinzip und das Gerät hat.

Nicht viele Leute wissen, dass neben den klassischen Kolbenmotoren in der Automobilindustrie Rotationseinheiten verwendet werden, die nach dem Namen des Erfinders Wankelmotoren genannt werden. Sie sind Motoren mit inneres Prinzip  Kraftstoffverbrennung, jedoch sind seine Geräte und Funktionsprinzipien völlig unterschiedlich. Heute werden wir genauer über Drehmotoren sprechen.

Konstruktive Vorrichtung des Drehmotors

Die Hauptteile des Wankelmotors in ihrem Gerät haben nichts mit klassischen Verbrennungsmotoren zu tun.

Seine Hauptteile sind wie folgt:

1. Die Hauptarbeitskammer

Der Körper jeder Rotoreinheit ist eine ovale Metallkammer, in der die Hauptarbeitsprozesse stattfinden - Einlassmodus, Verdichtungshub, Kraftstoffverbrennungsprozess und Abgasfreigabe. Die Form der Kamera ist nicht zufällig. Es ist so ausgelegt, dass seine Wände bei der Interaktion mit dem Rotor alle seine Oberseiten berühren und mehrere geschlossene Konturen bilden. Die Einlässe und Auslässe solcher Motoren haben keine Ventile. Sie befinden sich direkt an den Seiten der Arbeitskammer und sind direkt mit verbunden auspuffrohr  und Stromsystem.

2. der Rotor

Die Form des Rotors ähnelt etwas einem Dreieck, dessen Flächen eine nach außen konvexe Krümmung haben. Zusätzlich wird jede Seite mit einer kleinen Probe hergestellt, die das Volumen der resultierenden geschlossenen Brennkammer und die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors erhöht. Der Zweck dieser Komponente ist den Funktionen von Kolben in einem herkömmlichen Verbrennungsmotor ähnlich. Das Entstehen von Arbeitszyklen erfolgt durch die Schaffung der oben genannten drei Nebenkameras. Der zentrale Teil des Rotors ist mit einem Zahnloch versehen, das den Rotor mit dem Antrieb verbindet, der wiederum mit der Abtriebswelle befestigt ist. Diese Verbindung bestimmt, in welche Richtung und auf welcher Strecke sich der Rotor innerhalb der Hauptarbeitskammer bewegt.

3. Abtriebswelle

Die Funktionen der Abtriebswelle des Rotationsmotors ähneln den Funktionen der Kurbelwelle von klassischen Antriebssträngen. Es ist mit halbkreisförmigen Nocken versehen, die asymmetrisch ausgerichtet sind und einen deutlichen Versatz von der zentralen Arbeitsachse haben. Auf der Welle befinden sich mehrere Rotoren, die an Ihrer Arbeitsnocke getragen werden. Ihre asymmetrische Anordnung schafft Voraussetzungen für die Drehmomentbildung, die sich aus dem Kraftdruck der einzelnen Rotoren ergibt.

Wir glauben, Sie haben bereits vermutet, dass die Rotormotoren mehrschichtig aufgebaut sind, so dass mehrere Arbeitsräume entstehen, in denen sich mehrere Rotoren drehen. Das einzige verbindende Glied dieser Arbeit ist die Abtriebswelle, die infolge dieser synchronen Wechselwirkung rotiert. Die "Schichten" sind mit einem Bolzensatz an den Kanten fest miteinander verbunden. Kühlung solcher Motoren fließen. Das bedeutet, dass sich Frostschutzmittel nicht nur um einen gemeinsamen Block, sondern auch in jedem seiner Teile befindet.

Beim Wankelmotor werden alle Arbeiten nach der gleichen Verbrennungsmethode gebaut kraftstoffgemischwie bei kolbenmotoren. Es sind jedoch keine statischen Brennkammern vorgesehen. Der bei der Verbrennung von Kraftstoff entstehende Druck wird in getrennt ausgebildeten Kammern erzeugt, die durch Rotorflächen von der gemeinsamen Arbeitskammer getrennt sind.

Der Rotor selbst berührt ständig seine Oberseiten mit den Kammerwänden und erzeugt zu jedem Zeitpunkt die nächste geschlossene Schleife. Beim Drehen werden die Konturen abwechselnd expandiert und dann komprimiert. Während dieser Zyklen gelangen Luft und Kraftstoff in die Kammer, die sich infolge der Kraft des Rotors zusammenzieht und entzündet, wobei sich seine Expansion dem Rotor einen weiteren Drehimpuls verleiht. Abgase werden durch Löcher hineingeworfen auspuffanlageDanach wird die Kammer wieder mit Kraftstoff-Luft-Zusammensetzung gefüllt.

Vor- und Nachteile von Rotationsmotoren

Die Verwendung von Drehmotoren hat eine Reihe unbestreitbarer Vorteile.

• Weniger interne Komponenten. Ähnlich wie beim Vierzylinder-Kolbenmotor ist der Rotor "Fellow" nur mit vier Hauptteilen ausgestattet: einer gemeinsamen Kammer, einem Rotorpaar und einer Nockenwelle. Ein klassischer ICE mit ähnlichen Arbeitstakten besteht aus mindestens vierzig beweglichen Teilen, die jeweils einem Verschleiß unterliegen.
• Weiche Arbeit. Während des Betriebs der Rotoreinheiten treten praktisch keine Vibrationen auf, da sich alle beweglichen Teile nur in eine Richtung drehen. Wir glauben, dass Sie wissen, dass die Arbeit der Kolben in einem konventionellen Motor multidirektional ist. Es wechselt die Translationsbewegung mit dem umgekehrten Kurs.
• Niedriger Rhythmus. Aufgrund der Tatsache, dass jeder Rotor nur für ein Drittel des vollen Kreises der Abtriebswelle verantwortlich ist, ist die dafür erforderliche Bewegung viel langsamer als die Zuverlässigkeit des Wankelmotors erheblich verbessert.

Negative Faktoren beim Einsatz von Rotationsmotoren können natürlich nicht ausgeschlossen werden.

• Kein einziger rotierender Motor kann sich eindeutig an die Umweltvorschriften verschiedener Länder anpassen.. Aufgrund der erheblichen Menge an Kohlendioxidemissionen, die unrealistisch zu reduzieren sind, kann dies nicht als umweltfreundlich bezeichnet werden.
• Teure Fertigung. Die Produktion von Rotationsmotoren ist sehr teuer, hauptsächlich aufgrund kleiner Produktionslosmengen. Bedenken produzieren sie ziemlich viel, was keine besonderen Kostenoptimierungen bei der Herstellung erfordert.
• Ressourceneinschränkungen. Die Funktionsversorgung von Wankel-Rotationsmotoren ist sehr begrenzt. Selten, wenn es 100-150 Tausend Kilometer überschreitet, dann müssen sie ein komplettes Schott (Überholung) oder einen Ersatz erhalten.
• Erhöht kraftstoffverbrauch . Der Hauptgrund für die erhöhte "Völlerei" ist der geringe Kompressionsgrad. Der Motor, der die notwendige Leistung hält, gleicht dies aufgrund der größeren Kraftstoffmenge aus, die nach innen zugeführt wird.

Das Ergebnis

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Rotationsaggregate natürlich ein Existenzrecht haben. Sie haben eine Reihe unbestreitbarer "Vorteile", die ihre, wenn auch geringe, Verwendung in der Automobilproduktion ermöglichen. Auf der anderen Seite ist die Schwere der "Minus" durchaus spürbar. In vielen Ländern der Welt können sie aufgrund bestehender Umweltstandards einfach nicht verwendet werden. Aufgrund des hohen Kraftstoffverbrauchs und der begrenzten Lebensdauer ist der Kauf von Fahrzeugen mit Drehmotor völlig unrentabel. Wir gehen davon aus, dass sie noch einige Zeit auf dem Markt sein werden, doch bald werden sie durch hybride Energiesysteme ersetzt, deren Entwicklung in einem absolut enormen Tempo erfolgt.

Hallo liebe Autofahrer und Leser des Blogs, heute erzähle ich Ihnen von einem alternativen Verbrennungsmotor, einem Rotations- oder einem Wankelmotor. Warum heißt es rotierend? Was sind die Vorteile eines Rotations-Verbrennungsmotors gegenüber einem herkömmlichen Kolbenmotor? Von dem, was gemacht wird und dem Prinzip seiner Arbeit, warum ich nicht populär wurde und vieles mehr werde ich in diesem Artikel erzählen.

Das Funktionsprinzip des Rotationsmotors

Im Gegensatz zum gewöhnlichen Kolbenmotor bewegt sich der Rotationsmotor nicht hin und her, sondern dreht sich einfach, daher entstehen keine Kosten für das Stoppen im oberen und unteren Totpunkt. Dank dieser Eigenschaft läuft der Wankel-Motor schnell, im flachen Zylinder befindet sich ein Rotor. Der Zylinder ist nicht rund, sondern oval, der Rotor hat eine dreieckige Form. Im Gegensatz zum Kolben verfügt der Drehmotor nicht über eine Kurbelwelle, Pleuelstangen, Gegengewichte oder einen Zylinderkopf (mit Ventilen), was die Konstruktion vereinfacht.
Warum drehte der Rotormotor nicht?

Nachteile eines Rotationsmotors:

Da der Kontaktpunkt des Rotors mit den Wänden des Zylinders klein ist, bestand das Problem der Abdichtung der Verbrennungskammer, des Einlasses und des Auslasses. Da sich das Metall während der Reibung aufheizt und ausdehnt, würde dies ohne hochpräzise Berechnungen keine Auswirkung haben, die Kompression würde abnehmen und der Wirkungsgrad sinken, wenn sich der Motor erwärmt. Der Drehmotor neigt im Gegensatz zum Kolben-DVS zum Überhitzen. Um den Kraftstoff zu zünden, werden aufgrund der Eigenschaften der Brennkammer zwei Zündkerzen verwendet. Anders als beim Viertaktkolbenmotor wird 3/4 der Arbeitszeit des Motors (als 6-Zylindermotor) mit Strom versorgt repräsentieren rund 40% gegenüber 20% im Kolben dvigatelya.Eto kann, um die Vorteile von Dreh dvigatelya.Iz solcher Merkmale kleine Lebensdauer des Motors 60 -80.000. km zurückgeführt werden., die Fahr es ungeeignet für den Alltag macht in der Stadt wird diese hinzugefügt hoher Verbrauch  Kraftstoff bei niedrigen Drehzahlen, wiederum im Vergleich zum üblichen Motor. Mit einem Volumen von 1,3 Litern kann der Wankelmotor in der Stadt bis zu 20 Liter Kraftstoff verbrauchen und 250 PS leisten. Sie kann klein sein, daher eignet sich dieser Motortyp für Rennen, bei denen Dynamik erforderlich ist. In unserem Land wurde ein solcher Motor entwickelt und bei den Klassikern (VAZ 21079) für spezielle Leistungen installiert, fand jedoch keine Anklang. Eines der häufigsten Autos mit Wankelmotor ist der Mazda RX 8, der ihn verbessert.

Rotationsmotor (RD) gilt als Verbrennungsmotor, der sich fast völlig von der üblichen Kolbeneinheit unterscheidet. Wie bekannt ist, werden im Zylinder eines Kolbenmotors mehrere Zyklen ausgeführt: Ansaugung, Kompression, dann Arbeitshub und schließlich Freigabe.

Was die Rollbahn angeht, führt er dieselben Maßnahmen durch, und diese werden in verschiedenen Teilen der Kammer durchgeführt. Sie konnten nur verglichen werden, wenn sich für jeden der Hübe ein separater Zylinder in der Kolbenanordnung befand und der Kolben sich allmählich von Zylinder zu Zylinder bewegen würde.

Der Drehmotor wurde von Dr. Felix Wankel erfunden und entworfen, daher wird er oft als Wankelmotor bezeichnet.

Arbeitsprinzip

Der Rotationsmotor verwendet den Druck, der während der Verbrennung des Luft-Kraftstoffgemisches erzeugt wird. Ein solcher Druck in Kolbenmotoren wird in Zylindern erzeugt, die die Kolben antreiben.

Die Kurbelwelle und die Pleuelstangen bringen den Kolben in eine Drehbewegung, und die Räder des Wagens beginnen sich zu drehen. Bei diesem Motor tritt der Druck während der Verbrennung in der Kammer auf, die von einem Körperteil selbst gebildet wird und von einer Seite des dreieckigen Rotors geschlossen wird, der als Kolben wirkt.

In diesem Video wird gezeigt, wie der Drehmotor für den Mazda RX-8 funktioniert. Genieße es!

Die Rotordrehungen ähneln der vom Spirographen gezeichneten Linie. Eine solche Flugbahn ermöglicht, dass die Rotoroberteile mit dem Motorkörper in Kontakt stehen, wodurch drei voneinander getrennte Gasvolumina gebildet werden.

Wenn sich der Rotor dreht, dehnen sich diese Volumina ab und ziehen sich zusammen, um sicherzustellen, dass das Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Motor strömt und die Abgase komprimiert und freigegeben werden. Es verfügt über ein Zünd- und Kraftstoffeinspritzsystem, das den in Kolbeneinheiten verwendeten Systemen ähnlich ist.

Sein Design unterscheidet sich völlig vom Kolbenmotor. Der Rotor hat drei konvexe Seiten, die die Rolle von Kolben spielen. Auf jeder Seite der Vorrichtung befindet sich eine spezielle Aussparung, die die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors erhöht.

Dadurch bleibt mehr Raum für das Luft / Kraftstoff-Gemisch. An allen Seiten befinden sich Metallplatten, die den gesamten freien Raum in Kameras aufteilen. Auf jeder Seite des Rotors befinden sich zwei Metallringe, die die Wände der Kammern bilden.

Im zentralen Teil des Gerätes steht zahnradderen Zähne nach innen schauen. Dieses Rad passt zu einem Zahnrad, das am Motorgehäuse befestigt ist. Dieses Paar gibt die Richtung und die Flugbahn der Drehung im Motorkörper an.

Merkmale des Drehmotors

In diesem Video erfahren Sie mehr über die Geschichte der Motoren und über ihre bemerkenswerten Eigenschaften.

Das Motorgehäuse zeichnet sich durch eine ovale Form aus: Die Form der Kammer selbst ist so gestaltet, dass alle Rotorspitzen mit der Kammerwand in Kontakt stehen.

Sie bilden drei getrennte Gasvolumina. In dem Fall gibt es einen Verbrennungsprozess. Der freie Raum des Gehäuses ist in vier Teile für Einlass, Kompression, Arbeitshub und Auslass unterteilt.

Es ist wichtig zu beachten, dass sich die Einlass- und Auslassöffnungen im Gehäuse befinden. Ventile im Hafen fehlen. Die Einlassöffnung ist direkt mit der Drossel verbunden, und die Auslassöffnung ist mit dem Abgassystem verbunden.

Die Abtriebswelle ist durch abgerundete Nocken gekennzeichnet, die exzentrisch angeordnet sind. Mit jedem der Vorsprünge gepaart mit dem Rotor. Abtriebswelle ist ein Analogon kurbelwelle  Bei einem Kolbenmotor drückt der Rotor die Vorsprünge-Nocken.

Da sie nicht symmetrisch angeordnet sind, drückt der Rotor mit einer Kraft auf sie, so dass sich die Ausgangswelle dreht.

Der Drehmotor ist in Schichten montiert, der Motor mit zwei Rotoren ist in fünf Schichten aufgebaut, die mit langen, kreisförmig angeordneten Bolzen befestigt sind.

Durch alle Bauelemente strömt Kühlmittel. Die beiden äußersten Schichten haben Dichtungen und Lager für die Abtriebswelle.

Außerdem isolieren sie Teile des Motorgehäuses, wo sich die Rotoren befinden. Die innere Oberfläche jedes Teils ist glatt und dies gewährleistet eine einwandfreie Abdichtung der Rotoren.

Es ist zu beachten, dass die Einlassöffnung in den äußersten Teilen vorhanden ist. Der ovale Körper des Rotors und der Auslassöffnung befindet sich in der nächsten Schicht. Hier ist der Rotor.

Im zentralen Teil befinden sich Einlassöffnungen - für jeden Rotor ist eine solche Öffnung reserviert.

Rotormotor Mazda RX-8

Der zentrale Teil teilt die Rotoren, weshalb die Oberfläche innen völlig glatt ist.

Stärken und Schwächen

Zu dieser Zeit haben viele führende Autohersteller dem Drehmotor Beachtung geschenkt.

Sie hatte aufgrund ihrer Bauweise und ihres Funktionsprinzips wesentliche Vorteile gegenüber Kolbenmotoren. Zunächst ist die Dreheinheit besser ausbalanciert und unterliegt minimalen Vibrationen.

Darüber hinaus hat dieser Motor eine hervorragende dynamische Leistung (im niedrigen Gang kann ein Fahrzeug mit einem solchen Motor bei hohen Drehzahlen mühelos um mehr als 100 km / h übertaktet werden).

Diese Einheit ist viel leichter und kompakter. Dieser Motor benötigt weniger Einheiten und hat im Vergleich zu einer Kolbeneinheit eine hohe Leistung.

Zu den Mängeln des Rotormotors sollte Folgendes hingewiesen werden:

• erhöhter Kraftstoffverbrauch bei niedrigen Drehzahlen;
• die Komplexität der Fertigung von Einzelteilen, die den Einsatz von teuren Präzisionsgeräten erfordert;
• Überhitzungsneigung aufgrund der besonderen Form der Brennkammer;
• verschleiß der Dichtungen, die sich aufgrund häufiger Druckabfälle zwischen den Düsen befinden;
• notwendigkeit für rechtzeitige und häufige Änderungen motoröl  (Der Austausch sollte alle 5000 Kilometer erfolgen).

Der Betrieb von Dreheinheiten muss verantwortungsvoller angefahren werden als die Wartung von Kolbeneinheiten.

Ihre Überholung und Wartung ist wichtig, um pünktlich durchzuführen.

Mazda Automotorfunktion

Mazda begann bereits 1963 mit der Herstellung von Modellen mit Drehmotoren.

Das erfolgreichste mit einer Dreheinheit ausgerüstete Automobilunternehmen war das Modell RX-7, das im Jahr 1978 veröffentlicht wurde. Es stimmt, bevor es viele Autos, Busse und Lastwagen mit Drehmotoren gab. Nach dem Modell RX-7, dessen Produktion im Jahr 1995 eingestellt wurde, wurde das Modell RX-8 mit einem Drehmotor ausgeliefert.

Dieser Motor wurde im Jahr 2003 als bestes Gerät angesehen. Dieser Motor mit zwei Rotoren erbrachte 250 PS. Im Jahr 2008 stellte das Unternehmen den Verkauf des Mazda RX-8 in Europa jedoch aufgrund von Emissionen seines Motors ein, der nicht den europäischen Normen entsprach.

Die Entwickler des Unternehmens haben sich jedoch dazu entschieden, nicht damit aufzuhören, und haben einen modernen Drehkolbenmotor Renesis 16X geschaffen, der internationalen und europäischen Standards entspricht.

Das Einspritzsystem wurde erheblich überarbeitet, wodurch Kraftstoff wesentlich wirtschaftlicher wird.

Darüber hinaus besteht die Karosserie des Motors aus einer modernen Aluminiumlegierung. Das Unternehmen veröffentlichte auch eine Dreheinheit, die mit Wasserstoff betrieben werden kann. Die neueste Entwicklung des Herstellers mit Drehmotor ist derzeit das Modell Premacy Hydrogen RE Hybrid.

Nach der Gründung begann die Ära der Autos. Der am meisten verbreitete zugleich erhielt einen Kolbenmotor. Gleichzeitig war es jedoch seit der Entwicklung des Verbrennungsmotors vor den Konstrukteuren die Aufgabe, den maximalen Wirkungsgrad bei geringsten Kraftstoffkosten zu erzielen. Dieses Problem wurde auf verschiedene Weise gelöst - von der technischen Verbesserung bestehender Motoren bis zur Erstellung völlig neuer Motoren mit einem anderen Design. Einer davon war der Drehmotor.

Drehmotor

Es erschien viel später als der Kolben in den 30er Jahren. Ein voll funktionsfähiges Modell eines solchen Motors erschien in den 50er Jahren überhaupt. Nach dem Erscheinen des Rotationsmotors stießen viele Autohersteller auf Interesse, und sie eilten alle dazu, ihre Modelle von Rotationskraftwerken zu entwickeln, wurden jedoch bald zugunsten des üblichen Kolbens aufgegeben. Von den Anhängern des Rotationsmotors blieb nur die japanische Firma Mazda übrig, die diesen Motortyp zu seiner Visitenkarte machte.

Ein Merkmal dieses Motors ist sein Design, das keine Kolben vorsieht. Im Allgemeinen hat dies die konstruktive Einfachheit stark beeinflusst.

In Kolbenmotoren wird die Energie von brennbarem Kraftstoff vom Kolben wahrgenommen, der ihn aufgrund seiner Hin- und Herbewegung auf die Kurbelwelle der Kurbelwelle überträgt, um deren Drehung sicherzustellen.

Bei Rotationsmotoren wird die Energie sofort unter Umgehung der Hubbewegung in Wellendrehung umgewandelt. Dies wirkt sich auf die Verringerung des Reibungsverlusts, den geringeren Metallverbrauch und die Einfachheit der Konstruktion aus. Dadurch erhöht sich der Wirkungsgrad des Motors erheblich.

Aufbau

Um das Funktionsprinzip zu verstehen, ist es notwendig herauszufinden, wie die Konstruktion des Rotationsmotors ist. Anstelle von Kolben wird also die Energie der Verbrennung von Kraftstoff in einem solchen Aggregat vom Rotor wahrgenommen. Der Rotor hat die Form eines gleichseitigen Dreiecks. Jede Seite dieses Dreiecks spielt die Rolle eines Kolbens.

Um den Verbrennungsprozess sicherzustellen, befindet sich der Rotor in einem geschlossenen Raum, der aus drei Elementen besteht - zwei seitlichen Gehäusen und einem zentralen Stator. Der Raum, in dem der Verbrennungsprozess durchgeführt wird, ist im Stator ausgeführt, die seitlichen Gehäuse sorgen nur für die Dichtheit dieses Raums.

Innerhalb des Stators befindet sich ein Zylinder, in dem der Rotor angeordnet ist. Damit alle notwendigen Vorgänge innerhalb dieses Zylinders stattfinden, ist er oval geformt, wobei die Seiten leicht angepresst sind.

Der Stator selbst hat zum einen Fenster zum Einlass des Luft-Kraftstoff-Gemisches oder der Luft und zum Auslassen von Abgasen. Im Gegensatz dazu haben sie ein Zündkerzenloch gemacht.

Motoreinheit

Die Besonderheit der Rotorbewegung in dem Statorzylinder besteht darin, dass seine Spitzen ständig mit der Oberfläche des Zylinders in Kontakt stehen, wobei seine Bewegung exzentrisch erfolgt. Sie dreht sich nicht nur um ihre Achse, sondern verschiebt sich auch relativ zu ihr.

Dazu wird im Rotor ein großes Loch gemacht, auf dessen einer Seite sich ein Zahnsektor befindet. Zum anderen wird eine exzentrische Welle in den Rotor eingesetzt.

Zur Gewährleistung der Rotation im Seitengehäuse ist ein festes Zahnrad eingebaut, das mit dem Zahnsegment des Rotors in Eingriff steht und als Bezugspunkt dient. In seiner exzentrischen Bewegung ruht es auf einem festen Zahnrad und das Getriebe gibt ihm eine Drehbewegung. Rotierend sorgt es für die Rotation der Welle mit dem Exzenter, auf den er gekleidet ist.

Arbeitsprinzip

Nun zum Prinzip der Arbeit. Eine bestimmte Arbeit des Kolbens in den Zylindern auszuführen, wird als Hübe bezeichnet. Der klassische Kolbenmotor hat vier Stangen:

• einlass - in den Zylinder brennbares Gemisch;
• kompression - ein Druckanstieg im Zylinder aufgrund einer Volumenabnahme;
• arbeitshub - die Energie, die während der Verbrennung des Gemisches freigesetzt wird, wird in eine Drehung der Welle umgewandelt;
• abgase werden aus dem Zylinder entfernt;

Diese Zyklen haben alle Verbrennungsmotoren und sie werden von einer gewissen Bewegung des Kolbens begleitet.

Sie werden jedoch anders ausgeführt. Es gibt Zweitaktkolbenmotoren, bei denen die Hübe kombiniert werden, aber solche Motoren werden häufiger bei Motorrädern und anderen Benzinfahrzeugen verwendet, obwohl Diesel-Zweitaktmotoren zuvor geschaffen wurden. In ihnen umfasst eine Bewegung des Kolbens zwei Stangen. Wenn sich der Kolben nach oben bewegt - Einlass und Kompression, und nach unten - der Arbeitshub und der Auslass. All dies wird durch das Vorhandensein von Einlass- und Auslassöffnungen sichergestellt.

Klassische Automobilkolbenmotoren haben typischerweise einen Viertakt, wobei jeder Hub getrennt ist. Zu diesem Zweck enthält der Motor jedoch einen Gasverteilungsmechanismus, der das Design stark erschwert.

Was den Rotationsmotor angeht, hat das Fehlen eines Kolbens an sich mehrere ermöglicht, die Konstruktionsmerkmale von 2-Takt- und 4-Takt-Motoren zu kombinieren.

Arbeitsprinzip

Da der Zylinder des Rotationsmotors Einlass- und Auslassöffnungen aufweist, ist der Gasverteilungsmechanismus nicht mehr erforderlich, und der Arbeitsvorgang selbst hat alle vier Zyklen separat beibehalten.

Betrachten Sie nun, wie dies im Stator geschieht. Die Ecken des Rotors stehen ständig mit dem Statorzylinder in Kontakt, so dass zwischen den Seiten des Rotors ein dichter Raum entsteht.

Die ovale Form des Statorzylinders bewirkt eine Änderung des Raums zwischen der Zylinderwand und zwei benachbarten Rotorspitzen.

Als Nächstes betrachten wir die Wirkung im Zylinder nur auf einer Seite des Rotors. Während sich der Rotor dreht, öffnet einer seiner Scheitelpunkte, der durch die Verengung des Zylinderovals verläuft, das Einlassfenster, und ein brennbares Gemisch oder Luft beginnt in den Hohlraum zwischen der Seite des Rotordreiecks und der Zylinderwand zu strömen. Gleichzeitig setzt sich die Bewegung fort, dieser Scheitelpunkt erreicht und passiert den oberen Teil des Ovals und wird dann schmaler. Die Möglichkeit eines ständigen Kontakts mit der Oberseite des Rotors ist durch seine exzentrische Bewegung gegeben.

Der Lufteinlass erfolgt, bis die zweite Oberseite des Rotors das Einlassfenster schließt. Zu diesem Zeitpunkt hat der erste Scheitelpunkt bereits die Höhe des Ovals des Zylinders durchlaufen und verengt, während der Raum zwischen dem Zylinder und der Rotorseite anfängt, das Volumen deutlich zu verringern - ein Kompressionshub tritt auf.

In dem Moment, in dem die Seite des Rotors die maximale Verengung passiert, wird ein Funke in den Raum zwischen der Seite des Rotors und der Wand des Zylinders eingeleitet, der das brennbare Gemisch zündet, das zwischen der verengten Wand des Zylinders und der Seite des Rotors komprimiert ist.

Ein Merkmal des Rotationsmotors besteht darin, dass die Zündung nicht vor dem Passieren der Seite des sogenannten "Totpunkts" durchgeführt wird, wie dies in dem Fall erfolgt kolbenmotorund nach seinem Durchgang. Dies geschieht so, dass die bei der Verbrennung freiwerdende Energie den Teil der Rotorseite beeinflusst, der bereits den oberen Totpunkt (OT) überschritten hat. Dies gewährleistet die Drehung des Rotors in die gewünschte Richtung.

Nach dem Durchtritt durch die Kerze beginnt die erste Oberseite des Rotors das Auslassfenster zu öffnen, und allmählich, bis der zweite Peak das Auslassfenster überlappt - Gase werden abgelassen.

Motorhübe

Es sollte beachtet werden, dass der gesamte Prozess, der nur von einer Seite des Rotors durchgeführt wurde, beschrieben wurde: Alle Parteien führen den Prozess einzeln durch. Das heißt, für eine Umdrehung des Rotors werden drei Zyklen gleichzeitig ausgeführt - während Luft oder ein brennbares Gemisch in den Hohlraum zwischen einer Seite des Rotors und dem Zylinder eingeleitet wird, passiert zu diesem Zeitpunkt die zweite Seite des Rotors den oberen Totpunkt und die dritte Seite setzt die Abgase frei.

Nun geht es um die Drehung der Welle, auf deren Exzenter der Rotor aufgesetzt wird. Aufgrund dieses Exzenters wird eine volle Umdrehung der Welle in weniger als einer Umdrehung des Rotors erzeugt. Das heißt, in einem vollen Zyklus macht die Welle drei Umdrehungen, während sie einen nützlichen Effekt ergibt. Bei einem Kolbenmotor tritt ein Zyklus in zwei Umdrehungen der Kurbelwelle auf und nur eine halbe Umdrehung ist nützlich. Dies gewährleistet einen hohen Wirkungsgrad.

Wenn wir einen Rotationsmotor mit einem Kolbenmotor vergleichen, entspricht die Leistung eines Abschnitts, der aus einem Rotor und einem Stator besteht, der Leistung eines Dreizylindermotors.

Und wenn wir berücksichtigen, dass Mazda Zweitaktmotoren in seine Fahrzeuge eingebaut hat, sind sie den 6-Zylinder-Kolbenmotoren nicht minderwertig.

Stärken und Schwächen

Nun zu den Vorteilen von Rotationsmotoren, und sie sind ziemlich viel. Es stellt sich heraus, dass ein Kraftabschnitt einem 3-Zylinder-Motor entspricht, während er in den Abmessungen viel kleiner ist. Dies beeinflusst die Kompaktheit der Motoren. Dies kann am Modell Mazda RX-8 beurteilt werden. Dieses Auto, das über einen guten Leistungsindikator verfügt, hat ein mittelgroßes Motorlayout, als es möglich war, eine genaue Gewichtsverteilung des Fahrzeugs entlang der Achsen zu erreichen, was die Stabilität und Steuerbarkeit des Autos beeinflusst.

Zusätzlich zu der kompakten Größe dieses Motors gibt es keinen Gasverteilungsmechanismus (RM), da alle Ventilsteuerzeiten vom Rotor selbst ausgeführt werden. Dadurch wurde die Metallstruktur und damit die Masse des Motors erheblich reduziert.

Aufgrund der Unbrauchbarkeit der Kolben und des Timings verringert sich die Anzahl der beweglichen Teile im Motor, was die Zuverlässigkeit der Konstruktion beeinträchtigt.

Der Motor selbst vibriert aufgrund des Fehlens multidirektionaler Bewegungen, die in einem Kolbenmotor vorhanden sind, im Betrieb weniger.

  Aber auch die Mängel eines solchen Motors fehlen. Sein Schmiersystem ist anfangs identisch mit dem 2-Takt-Motorsystem. Das heißt, die Zylinderoberfläche wird mit dem Kraftstoff geschmiert. Aber nur die Organisation der Ölversorgung ist etwas anders. Wenn bei einem 2-Takt-Motor das Schmieröl direkt zum Kraftstoff gegeben wird, wird es beim Rotationsmotor durch die Einspritzdüsen geleitet und dann bereits mit dem Kraftstoff gemischt.

Die Verwendung dieser Art von Schmiermittel hat dazu geführt, dass nur mineralisches oder spezialisiertes halbsynthetisches Öl für den Motor geeignet ist. Gleichzeitig verbrennt das Öl dabei, was die Zusammensetzung negativ beeinflusst abgas. In Bezug auf die Umweltfreundlichkeit ist der Rotationsmotor dem 4-Takt-Kolbenmotor weit unterlegen.

Bei aller Einfachheit der Konstruktion hat der Rotationsmotor eine relativ kleine Ressource. In dem gleichen Mazda-Kilometer beträgt die Überholung nur 100.000 km. Erstere leiden an Spitzen, Analoga von Kompressionsringen in einem Kolbenmotor. Scheitelpunkte befinden sich an der Oberseite des Rotors und sorgen dafür, dass der Scheitelpunkt eng an der Zylinderwand anliegt.

Der Nachteil ist die Unmöglichkeit, Restaurierungsarbeiten durchzuführen. Wenn der Rotor Sitze an den Scheiteln abgenutzt hat, wird der Rotor vollständig ausgetauscht, da diese Stellen nicht wiederhergestellt werden können.

Gleiches gilt für den Statorzylinder. Wenn es beschädigt ist, ist das Bohren wegen der Schwierigkeit, solche Arbeiten auszuführen, nahezu unmöglich.

Aufgrund der hohen Rotationsgeschwindigkeit der Exzenterwelle verschleißen ihre Laufbuchsen viel schneller.

Im Allgemeinen ist der Rotationsmotor bei einer viel einfacheren Konstruktion aufgrund der Komplexität seiner Arbeitsprozesse hinsichtlich der Zuverlässigkeit viel schlechter als der Kolbenmotor.

Im Allgemeinen ist der Rotationsmotor jedoch kein Sackgassenzweig der Entwicklung von Verbrennungsmotoren. Derselbe Mazda verbessert ständig diesen Motortyp. Zum Beispiel unterscheidet sich ein an einem RX-8 montierter Motor in Bezug auf die Toxizität kaum von einem Kolben, was eine große Leistung darstellt.

Jetzt versuchen sie auch, die Ressource zu vergrößern. Dies wird jedoch wahrscheinlich durch die Verwendung spezieller Materialien für die Herstellung von Motorelementen sowie durch den hohen Oberflächenbehandlungsgrad erreicht, der die Reparaturen zusätzlich verkompliziert und erhöht.