Motor rotativ. Motor rotativ

Industria auto evoluează constant. Nu este surprinzător că apar tehnologii alternative, care sunt cu atât mai puțin rare în producția de masă. La acestea se pot clasifica motoarele rotative.

Important! Un impuls rapid în dezvoltarea industriei auto a fost dat de invenția unui motor cu ardere internă. Drept urmare, mașinile au început să circule cu combustibil lichid, iar perioada de gaz a început.

Mașini cu motor rotativ

Motorul rotativ cu piston a fost inventat de NSU. Creatorul aparatului a fost Walter Freude. Cu toate acestea, acest dispozitiv din comunitatea științifică poartă numele altui om de știință, și anume Wankel.

Cert este că un duet de ingineri a lucrat la acest proiect. Dar rolul principal în crearea dispozitivului a aparținut lui Freud. În timp ce lucra la tehnologia rotativă, Wankel lucra la un alt proiect care nu s-a încheiat în nimic.

Cu toate acestea, ca urmare a jocurilor sub acoperire, acum cunoaștem acest dispozitiv ca motor rotativ Wankel. Primul model de lucru a fost asamblat în 1957. Mașina a fost testată pentru prima dată de NSU Spider. În acel moment, el a putut atinge o viteză de o sută cincizeci de kilometri. Puterea motorului Spider a fost de 57 de litri. a.

"Spider" cu un motor rotativ a fost produs din 1964 până în 1967. Dar masa nu a devenit. Cu toate acestea, producătorii auto nu au pus capăt acestei tehnologii. Nu numai că, au lansat un alt model - NSU Ro-80, și a fost o adevărată descoperire. Un rol important l-a jucat marketingul adecvat.

Atenție la nume. Acesta conține deja o indicație că mașina este echipată cu un motor rotativ. Poate că rezultatul acestui succes a fost instalarea acestor motoare pe mașini atât de cunoscute precum:

• Citroen GS Birotor,
• Mercedes-Benz C111,
• Corvetă Chevrolet,
• VAZ 21018.

Cele mai populare motoare rotative primite în țara „Rising Sun”. Compania japoneză Mazda a făcut un pas riscant la acel moment și a început să producă mașini folosind această tehnologie.

Primul semn al companiei Mazda a fost mașina Cosmo Sport. Nu se poate spune că a câștigat o imensitate de popularitate, dar și-a găsit publicul. Cu toate acestea, acesta a fost doar primul pas în introducerea motoarelor rotative pe piața japoneză, și în curând în lume.

Inginerii japonezi nu numai că nu au disperat, dar, dimpotrivă, au început să lucreze cu o putere triplată. Rezultatul muncii lor a fost o serie pe care toți călăreții străzii din orice țară a lumii o amintesc cu reverență - Rotor-eXperiment sau RX pe scurt.

În cadrul acestei serii, au fost lansate mai multe modele legendare, inclusiv Mazda RX-7. A spune că această mașină rotativă cu motor a fost populară este ca și cum ar fi să taci. Milioane de fani ai curselor stradale au început cu ea. La un preț relativ scăzut, avea caracteristici tehnice incredibile:

• accelerare la sute - 5,3 secunde;
• viteza maximă - 250 de kilometri pe oră;
• putere - 250-280 cai putere, în funcție de versiune.

Mașina este o adevărată operă de artă, este ușoară și manevrabilă, iar motorul său este admirabil. Cu caracteristicile descrise mai sus, are un volum de doar 1,3 litri. Are două secțiuni, iar tensiunea de funcționare este de 13V.

Atenție! Mazda RX-7 a fost produsă din 1978 până în 2002. În acest timp, au fost produse aproximativ un milion de mașini cu motoare rotative.

Din păcate, cel mai recent model din această serie a fost lansat în 2008. Mazda RX8 a completat linia legendară. În realitate, istoria motorului rotativ în producția de masă poate fi considerată completă.

Principiul de lucru

Mulți experți auto consideră că proiectarea unei unități de piston convenționale ar trebui lăsată în trecutul îndepărtat. Cu toate acestea, milioane de mașini au nevoie de o înlocuire decentă, pot deveni un motor rotativ, să ne dăm seama.

Principiul funcționării unui motor rotativ se bazează pe presiunea creată prin arderea combustibilului. Partea principală a proiectării este rotorul, care este responsabil pentru crearea mișcărilor de frecvență dorită. Drept urmare, energia este transmisă la ambreiaj. Rotorul îl împinge, trecând pe roți.

Rotorul are forma unui triunghi. Materialul de construcție este oțelul din aliaj. Partea este situată într-un caz oval, în care, de fapt, are loc rotația, precum și o serie de procese importante pentru producerea de energie:

• compresia amestecului
• injecție de combustibil
• creând o scânteie
• alimentare cu oxigen
• evacuarea deșeurilor de materii prime.

Principala caracteristică a dispozitivului cu motor rotativ este că rotorul are un model de mișcare extrem de neobișnuit. Rezultatul unei astfel de soluții de proiectare sunt trei izolate complet între ele.

Atenție! Un proces specific are loc în fiecare celulă.

Prima celulă primește un amestec aer-combustibil. Amestecarea are loc în cavitate. Mai departe, rotorul mută substanța rezultată în compartimentul următor. Aici are loc compresia și aprinderea.

În a treia celulă, combustibilul utilizat este îndepărtat. Munca coordonată a celor trei compartimente dă doar acea performanță uimitoare, care a fost demonstrată pe exemplul mașinilor din seria RX.

Dar secretul principal al dispozitivului constă într-un mod complet diferit. Cert este că aceste procese nu se produc una după alta, ci se produc instantaneu. Drept urmare, o singură revoluție durează trei cicluri.

Mai sus a fost o diagramă a motorului rotativ de bază. Mulți producători încearcă să modernizeze tehnologia pentru a obține mai multe performanțe. Unii reușesc, alții eșuează.

Inginerii japonezi au reușit să aibă succes. Motoarele Mazda deja menționate au până la trei rotori. Câtă productivitate va crește în acest caz, vă puteți imagina.

Dăm un exemplu clar. Luați un motor RPD convențional cu două rotori și găsiți cel mai apropiat analog - un motor cu combustie internă cu șase cilindri. Dacă adăugați încă un rotor la proiectare, spațiul va fi absolut colosal - 12 cilindri.

Tipuri de motoare rotative

Multe companii auto s-au angajat la producerea de motoare rotative. Nu este surprinzător faptul că au fost create multe modificări, fiecare având propriile sale caracteristici:

1. Motor rotativ cu mișcare multidirecțională. Rotorul de aici nu se rotește, dar parcă s-ar răsuci în jurul axei sale. Procesul de compresie are loc între lamele motorului.
2. Motorul rotativ cu impulsuri În interiorul corpului sunt două rotoare. Compresia trece între lamele acestor două elemente atunci când se reunesc și se îndepărtează.
3. Motor rotativ cu clapă de etanșare - acest design este încă utilizat pe scară largă în motoarele pneumatice. Pentru motoarele cu combustie internă rotativă, camera în care trece contactul este substanțial modificată.
4. Motor rotativ alimentat de mișcări de rotație. Se crede că acest design particular este cel mai avansat tehnic. Nu există detalii care să facă mișcări reciproce. Prin urmare, motoarele rotative de acest tip ajung cu ușurință la 10.000 rpm.
5. Motorul rotativ planetar este prima modificare inventată de doi ingineri.

După cum vedeți, știința nu rămâne nemișcată, un număr considerabil de tipuri de motoare rotative ne vor permite să sperăm la dezvoltarea ulterioară a tehnologiei în viitorul îndepărtat.

Avantajele și dezavantajele unui motor rotativ

După cum puteți vedea, motoarele rotative se bucurau de o oarecare popularitate la acea vreme. Mai mult, într-adevăr, legendarele mașini erau echipate cu motoare din această clasă. Pentru a înțelege de ce această unitate a fost instalată pe modelele avansate de mașini japoneze, trebuie să aflați toate avantajele și dezavantajele acesteia.

demnitate

Din fundalul prezentat anterior, știți deja că motorul rotativ a atras o atenție deosebită a producătorilor de motoare, există mai multe motive pentru acest lucru:

1. Compacitatea sporită a unui design.
2. Greutate ușoară
3. RPD este bine echilibrat și creează un minim de vibrații în timpul funcționării.
4. Numărul de piese de schimb din motor este de ordinul mărimii mai mic decât în \u200b\u200bcontrapartida pistonului.
5. RPD are calități dinamice ridicate

Cel mai important avantaj al RPD este densitatea sa mare de putere. O mașină cu un motor rotativ poate accelera până la 100 de kilometri fără a trece la viteze mari, menținând în același timp un număr mare de rotații.

Important! Utilizarea unui motor rotativ vă permite să obțineți o stabilitate sporită a mașinii pe drum, datorită distribuției ideale a greutății.

deficiențe

Așa că a venit timpul să aflăm mai multe de ce, în ciuda tuturor avantajelor, majoritatea producătorilor au încetat să instaleze motoare rotative pe mașinile lor. Dezavantajele RPD sunt:

1. Creșterea consumului de combustibil atunci când lucrați la viteze mici. În cele mai solicitante mașini, poate ajunge la 20-25 de litri la 100 de kilometri.
2. Dificultate în fabricare. La prima vedere, proiectarea unui motor rotativ este mult mai simplă decât cea a unui piston. Dar diavolul este în detalii. Este extrem de dificil să le faci. Precizia geometrică a fiecărei piese de rezervă trebuie să fie la nivelul ideal, altfel rotorul nu va putea trece curba epitroidoidă cu rezultatul corespunzător. RPD în fabricarea sa necesită echipamente de înaltă precizie, care costă mulți bani.
3. Motorul rotativ se supraîncălzește adesea. Acest lucru se datorează structurii neobișnuite a camerei de ardere. Din păcate, chiar și după mulți ani, inginerii nu au reușit să remedieze acest defect. Excesul de energie generat de arderea combustibilului încălzește cilindrul. Acest lucru uzează foarte mult motorul și îi scurtează viața.
4. De asemenea, motorul rotativ suferă de căderi de presiune. Rezultatul acestui efect este uzura rapidă a sigiliilor. Resursa de lucru a unui RPD asamblat calitativ este cuprinsă între 100 și 150 de mii de kilometri. După trecerea acestei repere, reparațiile majore nu mai pot fi eliminate.
5. Procedura complicată de schimbare a uleiului. Consumul cu un motor rotativ de ulei la 1000 de kilometri este de 600 de mililitri. Pentru ca piesele să primească o lubrifiere corespunzătoare, uleiul trebuie schimbat o dată la 5000 km. Dacă acest lucru nu se face, atunci deteriorarea gravă a componentelor cheie ale unității devine extrem de probabilă.

După cum puteți vedea, în ciuda avantajelor deosebite, RPD are o serie de dezavantaje semnificative. Cu toate acestea, departamentele de proiectare din principalele companii auto încearcă să modernizeze această tehnologie și cine știe, poate într-o zi, va reuși.

rezultate

Motoarele rotative au multe avantaje semnificative, sunt bine echilibrate, vă permit să creșteți rapid viteza și să oferiți o viteză setată de până la 100 km în 4-7 secunde. Însă motoarele cu rotor au și dezavantaje, dintre care principalul este o durată de viață scurtă.

Ideea unui motor rotativ este prea tentantă: când concurentul este foarte departe de ideal, se pare că suntem pe cale să depășim deficiențele și să nu obținem motorul, ci perfecțiunea în sine ... Mazda a fost surprinsă de aceste iluzii până în 2012, când ultimul model a fost întrerupt. motor rotativ - RX-8.

Istoricul creării unui motor rotativ

Al doilea nume al motorului rotativ (RPD) este un wankel (un fel de analog al unui motor diesel). Felix Wankel este cel care astăzi este creditat cu laurii inventatorului motorului cu piston rotativ și chiar spune o poveste emoționantă despre cum Wankel a mers la obiectivul său în același timp în care Hitler s-a dus la el.

De fapt, a fost un pic diferit: un inginer talentat, Felix Wankel a lucrat cu adevărat la dezvoltarea unui nou motor simplu, cu combustie internă, dar a fost un alt motor bazat pe rotația comună a rotorilor.

După război, Wankel a fost atrasă de compania germană NSU, implicată în principal în producția de motociclete, la unul dintre grupurile de lucru care lucrează la crearea unui motor rotativ sub conducerea lui Walter Freude.

Contribuția lui Wankel este o cercetare extinsă pe garniturile supapei rotative. Conceptul de bază și designul ingineriei aparține lui Freud. Deși Wankel avea un brevet pentru dubla rotație.

Primul motor avea o cameră rotativă și un rotor fix. Neplăcerile proiectării au dus la ideea schimbării circuitului.

   Primul motor cu rotor rotativ a început să funcționeze la mijlocul anului 1958. Nu se deosebea prea mult de urmașul său din zilele noastre - decât că lumânările trebuiau transferate în corp.

În curând, compania a anunțat că este capabilă să creeze un motor nou și foarte promițător. Aproape o sută de companii implicate în producția de automobile au achiziționat licențe pentru producția acestui motor. O treime din licențe a ajuns în Japonia.

RPD în URSS

Dar Uniunea Sovietică nu a cumpărat deloc o licență. Dezvoltarea propriului motor rotativ a început prin faptul că autoturismul german Ro-80, a cărui producție a început NSU în 1967, a fost adus în Uniune și dezasamblat.

La șapte ani după aceasta, la unitatea VAZ a apărut un birou de proiectare care dezvolta exclusiv motoare cu piston rotativ. În 1976, motorul VAZ-311 a apărut cu lucrările sale. Dar prima clătită s-a dovedit a fi plictisitoare și a fost finalizată încă șase ani.

Prima mașină sovietică de producție cu motor rotativ este VAZ-21018, introdusă în 1982. Din păcate, deja în lotul experimental, toate motoarele au eșuat. Acestea au finalizat încă un an, după care au apărut VAZ-411 și VAZ 413, care au fost puse în funcțiune de către agențiile de aplicare a legii ale URSS. Nu erau deosebit de îngrijorați de consumul de combustibil și de viața scăzută a motorului, dar aveau nevoie de mașini rapide, puternice, dar neconcordante, care să poată ține pasul cu o mașină străină.

RPD în Occident

În Occident, motorul rotativ nu a evoluat, iar criza combustibilului din 1973 a pus capăt dezvoltării sale în Statele Unite și Europa, când prețurile gazelor au scăzut și cumpărătorii de mașini au început să privească modele cu economie de combustibil.

   Având în vedere că motorul rotativ a consumat până la 20 de litri de benzină la o sută de kilometri, vânzările sale în timpul crizei au scăzut la limită.

Singura țară din est care nu și-a pierdut credința este Japonia. Dar chiar și acolo, producătorii s-au răcit repede la un motor care nu dorea să se îmbunătățească. Și până la urmă, a rămas un soldat de cositor - Mazda. În URSS, criza combustibililor nu a fost resimțită. Producția de mașini cu RPD a continuat după prăbușirea Uniunii. VAZ a încetat să mai angajeze în RPD abia în 2004. Mazda s-a împăcat abia în 2012.

Caracteristici ale unui motor rotativ

Proiectarea se bazează pe un rotor triunghiular, fiecare dintre fețele căruia are o convexitate (). Rotorul se rotește pe un tip planetar în jurul axei centrale - statorul. Vârfurile triunghiului descriu în același timp o curbă complexă numită epitroido. Forma acestei curbe determină forma capsulei, în interiorul căreia se rotește rotorul.

Un motor rotativ are aceleași patru cicluri ale unui ciclu de lucru ca și concurentul său, un motor cu piston.

Camerele sunt formate între fețele rotorului și pereții capsulei; forma lor este în formă de semilună, ceea ce este motivul unor defecte semnificative de proiectare. Pentru izolarea camerelor una de cealaltă, se folosesc garnituri - plăci radiale și capete.

Dacă comparăm motorul cu combustie internă rotativă cu pistonul, primul lucru care vă atrage atenția este că în timpul unei revoluții a rotorului cursa de lucru are loc de trei ori, iar arborele de ieșire se rotește de trei ori mai repede decât rotorul în sine.

în RPD lipsește sistemul de distribuție a gazelor, care simplifică foarte mult designul său. O putere specifică ridicată cu dimensiuni mici și greutate a unității sunt o consecință a lipsei unui arbore cotit, tije de conectare și alte interfețe între camere.

Avantajele și dezavantajele motoarelor rotative

Beneficiile

Motorul rotativ este bun în asta constă dintr-un număr mult mai mic de piesedecât concurentul său - cu 35-40 la sută.

Două motoare cu aceeași putere - rotative și cu piston - vor diferi foarte mult ca mărime. Piston de două ori mai mare.

Motor rotativ neexperimentând sarcini mari la viteze mari  chiar dacă în viteză scăzută pentru a accelera mașina la o viteză mai mare de 100 km / h.

Mașina pe care stă motorul rotativ, este mai ușor să echilibrezi acest lucru conferă o stabilitate crescută a mașinii  pe drum.

Chiar și cele mai ușoare vehicule nu suferă de vibrații, deoarece RPD vibrează mult mai puțin decât un piston. Acest lucru se datorează unui echilibru mai mare al RPD.

deficiențe

Principalul dezavantaj al unui automobilist cu motor rotativ l-ar numi resursă mică, care este o consecință directă a proiectării sale. Garniturile se uzează extrem de rapid, deoarece unghiul lor de lucru se schimbă constant.


Motor se confruntă diferențe de temperatură  fiecare pas, ceea ce contribuie și la uzura materialului. Se adaugă la aceasta presiunea care se exercită pe suprafețele de frecare, care nu poate fi tratată decât prin injectarea uleiului direct în rezervor.

Uzura sigiliilor provoacă scurgeri între camere, presiunea scade între acestea fiind prea mari. Din această cauză, eficiența motorului scade, iar deteriorarea mediului este în creștere.

semilună forma camerelor nu contribuie la completarea combustiei combustibiluluiiar viteza rotorului și lungimea cursei scurte sunt motivul pentru a împinge gaze prea fierbinți care nu sunt complet arse la evacuare. Pe lângă produsele de ardere a benzinei, uleiul este încă prezent acolo, ceea ce face ca evacuarea să fie foarte toxică. Pistonul - dăunează mai puțin mediului.

Pofte exorbitante  motorul pentru benzină a fost deja menționat și el „mănâncă” ulei până la 1 litru la 1000 km. Și odată ce ai uitat de ulei și poți obține o reparație majoră, dacă nu înlocuirea motorului.

Cost ridicat  - datorită faptului că pentru fabricarea motorului aveți nevoie de echipamente de înaltă precizie și materiale de înaltă calitate.

După cum puteți vedea, motorul rotorului este plin de defecte, dar motorul cu piston este imperfect, astfel încât concurența dintre ele nu s-a oprit atât de mult timp. Sa terminat pentru totdeauna? Timpul va spune.

Vă spunem cum este aranjat și funcționează motorul rotativ

Invenția motorului cu ardere internă a dat un impuls producției de mașini care se deplasează cu combustibil lichid. Aceste motoare au evoluat de-a lungul istoriei industriei auto: au apărut diverse modele de motoare. Unul dintre proiectele progresive, dar încă foarte răspândite ale motorului, a fost o unitate cu piston rotativ. Vom vorbi despre caracteristicile acestui tip de motor, avantajele și dezavantajele acestuia în articolul de astăzi.

Povestea

Dezvoltatorul motorului cu piston rotativ a fost duetul inginerilor NSU Felix Wankel și Walter Freude. Deși rolul principal în crearea motorului rotativ îi revine lui Freud (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 motor Wankel.

Această centrală electrică a fost asamblată și testată în 1957. Prima mașină pe care s-a instalat un motor cu piston rotativ a fost mașina sport 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 motor rotativ, a fost cea de-a doua epocă a NSU - Ro-80 sedan.

Numele mașinii a indicat faptul că modelul este echipat cu o unitate rotativă. Ulterior, motoare rotative au fost instalate pe autoturisme Citroen (GS Birotor), Mercedes-Benz (C111), Chevrolet (Corvette), VAZ (21018) și așa mai departe. Însă cea mai mare producție în masă a modelelor cu motor rotativ a fost stabilită de compania japoneză Mazda. Începând cu 1964, compania produce mai multe mașini cu un tip similar de centrală, iar modelul Cosmo Sport a devenit un pionier în această chestiune. Cel mai cunoscut model cu motor cu piston rotativ, produs de acest producător - RX (Rotor-eXperiment). Producția celui mai recent model din această familie, într-o versiune specială a Spirit R, a fost eliminată treptat la jumătatea anului 2012. Cu toate acestea, nu toate copiile rotativelor G8 sunt încă vândute - dealerul oficial Mazda din Indonezia vinde în continuare aceste mașini.

dispozitiv

O caracteristică a motorului cu combustie internă cu piston rotativ a fost prezența în proiectarea sa a unui rotor triedic - un piston. Se rotește într-un cilindru care are o formă specială. Rotorul este montat pe un arbore și este conectat la o roată de viteze, care, la rândul său, are un ambreiaj cu un stator - angrenaj. Rotorul se rotește în jurul statorului de-a lungul așa-numitei curbe epitroidoide, lamele sale se suprapun alternativ camerelor cilindrilor în care este ars combustibil.

În proiectarea motorului rotativ nu există niciun mecanism de distribuție a gazului - rotorul în sine își îndeplinește funcția, care cu ajutorul lamelor sale distribuie amestecul combustibil care intră și eliberează gazele de evacuare în cilindru. Un astfel de design al motorului vă permite să descurcați fără numeroasele componente care sunt esențiale pentru un motor cu piston simplu (de exemplu, un arbore cotit, tije de conectare), care, în primul rând, reduce dimensiunea și greutatea unității de alimentare și, în al doilea rând, reduce costul producției sale.

Avantaje și dezavantaje

Motorul rotativ cu piston nu a atras în zadar atenția multor companii de automobile eminente. Designul și principiul său de funcționare au făcut posibilă obținerea mai multor avantaje semnificative față de motoarele convenționale.

În primul rând, motorul rotativ cu piston, datorită designului său, a avut cel mai bun echilibru între alte tipuri de centrale electrice și a fost supus unor vibrații minime.

În al doilea rând, această centrală electrică a avut caracteristici dinamice excelente: fără o sarcină semnificativă pe motor, o mașină cu un motor cu piston rotativ poate fi ușor accelerată la 100 km / h sau mai mult în trepte mici la viteze mari ale motorului.

În al treilea rând, un motor rotativ este mai compact și mai ușor decât o unitate de alimentare cu piston standard. Această caracteristică le-a permis proiectanților să realizeze o distribuție a greutății aproape perfectă de-a lungul axelor, ceea ce a afectat stabilitatea mașinii pe șosea.

În al patrulea rând, folosește un număr mult mai mic de componente și ansambluri decât într-un motor convențional.

În cele din urmă, în al cincilea rând, motorul rotativ are o densitate mare de putere.

deficiențe

Dezavantajele motorului rotativ cu piston, din cauza căruia nu a fost niciodată capabil să utilizeze în masă și nu este folosit astăzi în mașinile de toate mărcile, includ, în primul rând, consumul mare de combustibil la turații reduse. La unele modele, ajunge la 20 de litri la 100 de kilometri, 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 epitroidiană, 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 stabilit 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, la fel ca motoarele cu piston convenționale. Amestecul de combustibil, care arde într-o astfel de cameră, se transformă într-o energie termică, care este consumată în cea mai mare măsură ineficientă - excesul său încălzește cilindrul, ceea ce duce în final la uzură și deteriorare.

În al patrulea rând, uzura ridicată a garniturilor dintre duzele rotorului din cauza scăderilor de presiune în camerele de combustie ale motorului. De aceea resursa unor astfel de 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 în timp util și bine urmată: motorul consumă aproximativ 600 ml ulei de motor la 1000 km, deci trebuie să îl schimbați la fiecare 5.000 km. Dacă nu este înlocuit la timp, aceasta este plină de defectarea componentelor și ansamblurilor motorului, ceea ce va presupune reparații costisitoare. Adică funcționarea și întreținerea motoarelor cu piston rotativ ar trebui abordate mai responsabil decât întreținerea motoarelor convenționale, efectuând în timp util întreținerea și revizuirea acestora.

Motor cu piston rotativ (RPD) sau motor Wankel. Un motor cu ardere internă dezvoltat de Felix Wankel în 1957 în colaborare cu Walter Freude. În RPD, funcția pistonului este realizată de un rotor cu trei vertexi (triedric), care efectuează mișcări de rotație în interiorul unei cavități de formă complexă. După un val de modele experimentale de mașini și motociclete din anii 60 și 70 ai secolului XX, interesul pentru RPD a scăzut, deși o serie de companii lucrează în continuare la îmbunătățirea designului motorului Wankel. În prezent RPD-urile sunt echipate cu mașini Mazda. În proiectarea modelului este utilizat un motor rotativ cu piston.

Principiul de lucru

Forța de presiune a gazului dintr-un amestec de combustibil-aer ars conduce un rotor, montat prin rulmenți pe un arbore excentric. Mișcarea rotorului în raport cu carcasa motorului (stator) se face printr-o pereche de angrenaje, dintre care una, mai mare, este fixată pe suprafața interioară a rotorului, a doua, de susținere, mai mică, este fixată rigid pe suprafața interioară a capacului lateral al motorului. Interacțiunea angrenajelor duce la faptul că rotorul face mișcări circulare excentrice, atingând marginile cu suprafața interioară a camerei de ardere. Drept urmare, se formează trei camere izolate de volum variabil între rotor și carcasa motorului, în care au loc procesele de comprimare a amestecului combustibil-aer, arderea acestuia, expansiunea gazelor care exercită presiune pe suprafața de lucru a rotorului și purificarea camerei de ardere de gazele de evacuare. Mișcarea de rotație a rotorului este transmisă unui arbore excentric montat pe rulmenți și care transmite cuplul mecanismelor de transmisie. Astfel, două perechi mecanice funcționează simultan în RPD: prima reglează mișcarea rotorului și constă dintr-o pereche de viteze; iar a doua - transformă mișcarea circulară a rotorului în rotația arborelui excentric. Raportul de angrenaj al angrenajelor rotorului și statorului este de 2: 3, prin urmare, într-o revoluție completă a arborelui excentric, rotorul reușește să se rotească cu 120 de grade. La rândul său, pentru o revoluție completă a rotorului în fiecare dintre cele trei camere formate de fețele sale, se realizează un ciclu complet în patru timpi al motorului cu ardere internă.
schema RPD
  1 - fereastra de intrare; 2 fereastra de iesire; 3 - carcasă; 4 - o cameră de ardere; 5 - angrenaj fix; 6 - rotor; 7 - o roată de transmisie; 8 - ax; 9 - bujie

Avantajele RPD

Avantajul principal al unui motor cu piston rotativ este simplitatea sa. În RPD, există cu 35–40 la sută mai puține părți decât într-un motor cu patru pistoane. În RPD nu există pistoane, tije de conectare, arbore cotit. În versiunea „clasică” a RPD nu există niciun mecanism de distribuție a gazului. Amestecul combustibil-aer intră în cavitatea de lucru a motorului prin fereastra de intrare, care deschide fața rotorului. Gazele de evacuare sunt evacuate prin fereastra de evacuare, care traversează, din nou, fața rotorului (acesta seamănă cu un dispozitiv de distribuție a gazului unui motor cu piston în doi timpi).
  O mențiune specială merită sistemul de ungere, care în cea mai simplă versiune a RPD este practic absent. Se adaugă ulei la combustibil - ca și în cazul funcționării motoarelor în doi timpi de motocicletă. Peretele de frecare (în principal rotorul și suprafața de lucru a camerei de ardere) sunt lubrifiate de amestecul combustibil-aer însuși.
  Deoarece masa rotorului este mică și ușor echilibrată de masa contragreutăților arborelui excentric, RPD se caracterizează printr-un nivel scăzut de vibrații și o bună uniformitate a muncii. În mașinile cu RPD, este mai ușor să echilibrezi motorul, atingând un nivel minim de vibrații, ceea ce este bun pentru confortul mașinii în ansamblu. Motoarele cu două rotori, în care rotorii înșiși sunt un echilibrator care reduce vibrațiile, sunt deosebit de netezi.
  O altă calitate atractivă a RPD este densitatea sa mare de putere la viteze mari ale arborelui excentric. Acest lucru face posibilă obținerea caracteristicilor de viteză excelente de la o mașină cu RPD la un consum relativ redus de combustibil. Inerția scăzută a rotorului și puterea specifică crescută în comparație cu motoarele cu combustie internă cu piston pot îmbunătăți dinamica mașinii.
  În cele din urmă, un avantaj important al RPD este dimensiunea mică. Motorul rotativ are aproximativ jumătate din dimensiunea unui motor cu patru pistoane cu aceeași putere. Și acest lucru vă permite să utilizați mai eficient spațiul compartimentului motorului, să calculați mai exact locația unităților de transmisie și încărcarea pe punțile față și spate.

Dezavantaje RAP

Principalul dezavantaj al motorului rotativ cu piston este eficiența scăzută a garniturilor de distanță dintre rotor și camera de ardere. Având o formă complexă, rotorul RPD necesită etanșări fiabile nu numai de-a lungul fețelor (și există patru dintre ele pe fiecare suprafață - două pe partea superioară, două pe fețele laterale), ci și pe suprafața laterală în contact cu capacele motorului. În acest caz, garniturile sunt realizate sub formă de benzi încărcate cu arc de oțel înalt de aliaj, cu prelucrarea deosebit de precisă atât a suprafețelor de lucru cât și a capetelor. Toleranțele pentru extinderea metalului din încălzire, care sunt încorporate în proiectarea sigiliilor, le înrăutățesc caracteristicile - este aproape imposibil de evitat descoperirea gazelor la secțiunile de capăt ale plăcilor de etanșare (în motoarele cu piston folosesc efectul de labirint prin instalarea inelelor de etanșare cu goluri în direcții diferite).
  În ultimii ani, fiabilitatea sigiliilor a crescut dramatic. Designerii au găsit materiale noi pentru sigilii. Cu toate acestea, nu este încă nevoie să vorbim despre o descoperire. Sigiliile sunt încă gâtul RPD.
  Un sistem sofisticat de etanșare a rotorului necesită o lubrifiere eficientă a suprafețelor de frecare. RPD consumă mai mult ulei decât un motor cu piston în patru timpi (de la 400 de grame la 1 kilogram la 1000 de kilometri). În acest caz, uleiul arde cu combustibilul, ceea ce influențează negativ ecologia motoarelor. Există mai multe substanțe periculoase în gazele de eșapament ale RPD decât în \u200b\u200bgazele de evacuare ale motoarelor cu piston.
  Cerințe speciale sunt, de asemenea, impuse calității uleiurilor utilizate în RPD. Acest lucru se datorează, în primul rând, unei tendințe de uzură crescută (datorită zonei mari a pieselor de contact - rotorul și a camerei interioare a motorului) și, în al doilea rând, supraîncălzirii (din nou datorită frecării crescute și datorită dimensiunii mici a motorului în sine) ). O schimbare neregulată a uleiului este periculoasă pentru RPD-uri, deoarece particulele abrazive din uleiul vechi cresc dramatic uzura motorului și supraînvelirea motorului. Pornirea unui motor rece și neîncălzirea suficientă duce la lipsa de lubrifiere în zona de contact a garniturilor rotorului cu suprafața camerei de ardere și capacele laterale. Dacă motorul cu piston se blochează în timpul supraîncălzirii, RPD apare cel mai adesea în timpul pornirii unui motor rece (sau când conduceți pe vreme rece, când răcirea este excesivă).
În general, temperatura de funcționare a RPD este mai mare decât cea a motoarelor cu piston. Regiunea cu cea mai mare rezistență termică este camera de ardere, care are un volum mic și, în consecință, o temperatură ridicată, ceea ce complică procesul de aprindere a amestecului combustibil-aer (RPD-urile sunt predispuse la detonare datorită formei extinse a camerei de ardere, care poate fi atribuită și dezavantajelor acestui tip de motor). De aici exactitatea RPD la calitatea lumânărilor. De obicei, sunt instalate în aceste motoare în perechi.
  Motoarele cu pistoane cu rotor cu caracteristici de putere și viteză excelente sunt mai puțin flexibile (sau mai puțin elastice) decât motoarele cu piston. Ele oferă o putere optimă numai la viteze suficient de mari, ceea ce îi obligă pe designeri să folosească RPD-uri în tandem cu cutii de viteze cu mai multe etape și complică proiectarea transmisiilor automate. În cele din urmă, RPD-urile nu sunt la fel de economice pe cât ar trebui să fie în teorie.

Aplicație practică în industria auto

RPD-urile au fost cele mai utilizate la sfârșitul anilor '60 și la începutul anilor '70 ai secolului trecut, când un brevet pentru motorul Wankel a fost cumpărat de 11 producători de automobile din lume.
  În 1967, compania germană NSU a lansat autoturismul serios NSU Ro 80 de clasă de afaceri. Acest model a fost produs peste 10 ani și vândut în întreaga lume, în sumă de 37.204 de exemplare. Mașina era populară, însă deficiențele RPD instalate în ea, în final, au stricat reputația acestei mașini minunate. Pe fondul concurenților pe termen lung, modelul NSU Ro 80 părea „palid” - kilometrajul pentru revizuirea motorului cu 100 mii de kilometri pretins nu depășea 50 mii.
  Citroen, Mazda, VAZ au experimentat cu RPD. Cel mai mare succes a fost obținut de Mazda, care și-a eliberat mașina de pasageri cu RPD în 1963, cu patru ani înainte de apariția NSU Ro 80. Astăzi, Mazda echipează RPD-urile cu mașini sport din seria RX. Mașinile moderne Mazda RX-8 au salvat multe dintre deficiențele RPD Felix Wankel. Sunt destul de ecologice și de încredere, deși printre proprietarii de mașini și specialiștii în reparații sunt considerați „de spirit”.

Aplicație practică în industria auto

În anii 70 și 80, unii producători de motociclete au experimentat RPD-uri - Hercules, Suzuki și alții. În prezent, producția la scară mică de motociclete „rotative” este stabilită doar la Norton, care produce modelul NRV588 și pregătește motocicleta NRV700 pentru producția în serie.
Norton NRV588 este o bicicletă sport echipată cu un motor cu două rotori cu un volum total de 588 de centimetri cubi și care dezvoltă o capacitate de 170 de cai putere. Cu o greutate uscată a unei motociclete de 130 kg, raportul dintre puterea și greutatea unei biciclete sport pare literalmente prohibitiv. Motorul acestei mașini este echipat cu sisteme de admisie de dimensiuni variabile și sisteme de injecție electronică de combustibil. Singurul lucru cunoscut despre modelul NRV700 este că puterea RPD a acestei biciclete sport va atinge 210 CP.

După cum știți, marea majoritate a mașinilor moderne sunt echipate cu motoare cu combustie internă sau motoare cu ardere internă. Esența muncii lor este de a converti energia generată în timpul arderii amestecului de combustibil în rotația arborelui, din care, folosind o acționare mecanică, mișcarea este transmisă roților vehiculului. În marea majoritate a mașinilor, acum sunt utilizate ICE-urile aranjate în conformitate cu schema pistonului. Există însă un alt tip de motor cu combustie internă, și anume motoare rotative. Vom vorbi despre acest tip de motor în acest articol.

Istoria motoarelor rotative a început în 1957, când inginerii germani Felix Wankel și Walter Freude au demonstrat primul model viabil al unei astfel de unități de putere. La început, mulți dintre cei mai importanți producători de mașini din lume (în special, Mercedes-Benz, General Motors, Citroen) au luat un interes serios pentru noutate, dar, până la urmă, doar Mazda japonez a decis să stăpânească producția de motoare rotative în serii mari și să nu le abandoneze foarte mult timp. timp.

Apropo, chiar și un VAZ intern de mai mulți ani a produs o serie limitată de „Lada” cu unități de alimentare rotative. Nu au fost furnizate clienților „obișnuiți”, dar aceste mașini au fost trimise către flotele KGB și, în cantități foarte mici, către Ministerul Afacerilor Interne al URSS.

Principiul funcționării unui motor rotativ, precum și a unui motor convențional alternativ, se bazează pe conversia energiei de ardere în energie de rotație, dar această conversie se realizează într-un mod ușor diferit. Într-un motor rotativ, mișcarea de rotație este realizată direct de elementul său principal de lucru, rotorul. Aceasta este tocmai cea mai importantă diferență între un motor cu combustie internă rotativă și un motor cu combustie internă reciprocă, în care elementele principale de lucru mobile sunt pistoanele care nu se rotește, ci se reciproc.

Astfel, în motoarele rotative, datorită construcției lor, mecanismele manivelei sunt destul de complexe în proiectare și necesită întreținere periodică, care transformă mișcarea reciprocă în mișcare de rotație a arborelui cotit, sunt eliminate complet.

Ca într-un piston, un motor rotativ utilizează presiunea gazelor generate de arderea amestecului combustibil-aer. Cu toate acestea, nu are loc în butelii, ci în cameră, care este formată de acea parte a carcasei care este închisă de partea rotorului triunghiular din interiorul acesteia. El este cel care este folosit în loc de pistoane.

Rotirea rotorului sub influența acestei presiuni are loc pe un traseu foarte similar cu linia trasată de spirograf. Datorită acestui fapt, toate cele trei vârfuri ale rotorului triunghiular, când sunt în contact cu pereții interiori ai carcasei motorului, formează camere de combustie sigilate. Pe măsură ce rotorul se rotește, fiecare din aceste trei volume se extinde alternativ, apoi se contractă. Acest mod de funcționare al ICE rotativ asigură implementarea unor procese precum:

• Primirea amestecului combustibil-aer;
• compresie;
• Muncă utilă;
• Eliberarea evacuării.

Astfel, motorul rotativ, la fel ca motorul standard cu piston al unei mașini moderne, este un motor în patru timpi.

Sistemul de aprindere și sistemul de injecție de combustibil la motoarele rotative sunt similare cu cele utilizate la motoarele cu piston, cu toate acestea, structura acestor motoare cu ardere internă este complet diferită. Principalele elemente structurale ale unui motor rotativ sunt:

• Rotorul;
• Stator (carcasă);
• Arborele de ieșire.

După cum am menționat mai sus, rotorul este situat în interiorul statorului (carcasă) și are trei laturi convexe. Fiecare dintre ei, de fapt, joacă rolul unui piston și are o adâncitură necesară pentru a crește viteza de rotație. Pe fiecare parte a rotorului există două inele metalice care formează camere de combustie necesare funcționării acestui ICE.

O componentă importantă a rotorului este un angrenaj situat în centrul său și împerechere cu o roată fixată pe carcasă. Datorită acestui cuplaj, sunt setate traiectoria și direcția necesare pe care rotorul se rotește în carcasă.

Carcasa motorului rotativ cu ardere internă are o formă ovală, care este proiectată și pusă în aplicare astfel încât toate cele trei vârfuri ale rotorului să fie întotdeauna în contact cu pereții interiori. Acest lucru este necesar pentru ca în orice moment al timpului în interiorul acestei unități de alimentare să existe trei volume de gaz izolate complet unele de altele. În plus, orificiile de intrare și ieșire sunt amplasate în carcasă și nu există valve în ele: portul de intrare este conectat direct la clapeta de accelerație, iar portul de evacuare este conectat direct la sistemul de evacuare.

Arborele de ieșire al unui motor rotativ este complet diferit de arborele cotit al unui motor cu piston. Pe ea, excentrică, adică cu o oarecare deplasare în raport cu axa centrală, sunt amplasate proeminențe speciale. Fiecare dintre ele are un rotor separat (apropo, există mai multe, dar mai multe) rotori în ele. În timpul rotației, fiecare dintre rotori împinge "came", ca urmare a căruia apare pe arbore.

Trebuie menționat că toate motoarele rotative sunt asamblate în straturi. Cele mai des utilizate cu două rotori au cinci, iar toate sunt ținute de șuruburi montate în cerc. Răcirea motoarelor rotative se realizează cu ajutorul unui lichid de răcire care seamănă prin toate părțile structurii. Lagărele și garniturile pentru arborele de ieșire sunt amplasate în cele două straturi extreme. Împărtășesc între ele părți ale carcasei în care se află rotori înșiși. Porturile de intrare sunt situate în partea centrală și porturile de ieșire în fiecare dintre părțile extreme.

Avantajele și dezavantajele motoarelor rotative

Principalele avantaje ale motoarelor rotative în comparație cu motoarele cu piston sunt:

• Mai puține piese mobile;
• Funcționare mai lină;
• O fiabilitate mai mare.

Într-un motor cu două rotori, numai arborele de ieșire și ambele rotori se mișcă, în timp ce chiar și în cel mai simplu piston ICE din proiectare, există cel puțin patruzeci de piese mobile. În consecință, fiabilitatea unităților rotative este semnificativ mai mare.

În motoarele rotative, toate piesele mobile se rotesc într-o singură direcție, ceea ce reduce semnificativ vibrațiile. Pentru a stinge eficient cele care apar încă, se folosesc contragreutări. De asemenea, trebuie menționat că rotirea rotorului într-un motor rotativ este doar o treime din viteza de rotație a arborelui. De asemenea, afectează pozitiv fiabilitatea unității de alimentare.

Motoarele rotative au mai multe dezavantaje semnificative. Poate că principalul este că, în comparație cu ICE-urile cu piston, consumă mult mai mult combustibil. În același timp, costurile producției lor sunt mult mai mari, deci astăzi nu sunt produse în loturi mari.

Videoclipuri conexe