Cilat materiale përdoren për të bërë një motor pistoni rrotullues. Parimi i funksionimit të një motori rrotullues me djegie të brendshme

Në vitin 1957, inxhinierët gjermanë Felix Wankel dhe Walter Freude demonstruan motorin e parë rrotullues të punueshëm. Shtatë vjet më vonë, versioni i tij i përmirësuar zuri vendin nën kapuçin e makinës sportive gjermane NSU-Spider, makina e parë e prodhimit me një motor të tillë. Shumë kompani automobilistike blenë risi - Mercedes-Benz, Citroen, General Motors. Edhe VAZ prodhoi makina me motorë Wankel në grupe të vogla për shumë vite. Por e vetmja kompani që vendosi për prodhimin në shkallë të gjerë të motorëve rrotullues dhe nuk i braktisi ata për një kohë të gjatë, pavarësisht çdo krize, ishte Mazda. Modeli i saj i parë me një motor rrotullues - "Cosmo Sports (110S)" - u shfaq në 1967.

NJE I HUAJ MES VETE

Në një motor pistoni, energjia e djegies së përzierjes ajër-karburant konvertohet fillimisht në lëvizjen reciproke të grupit të pistonit, dhe vetëm atëherë në rrotullimin e boshtit të gungës. Në një motor rrotullues, kjo ndodh pa një fazë të ndërmjetme, që do të thotë me më pak humbje.

Ekzistojnë dy versione të benzinës 1.3-litërshe të aspiruar 13B-MSP me dy rotorë (seksione) - fuqi standarde (192 kf) dhe e përforcuar (231 kf). Strukturisht, ky është një sanduiç prej pesë ndërtesash, të cilat formojnë dy dhoma të mbyllura. Në to, nën ndikimin e energjisë së djegies së gazrave, rrotullohen rotorët, të montuar në një bosht të çuditshëm (i ngjashëm me një bosht me gunga). Lëvizja është shumë e ndërlikuar. Çdo rotor jo vetëm që rrotullohet, por rrotullon pajisjen e tij të brendshme rreth një pajisjeje të palëvizshme të fiksuar në qendër të njërit prej mureve anësore të dhomës. Boshti i çuditshëm kalon nëpër të gjithë sanduiçin e kutive dhe ingranazheve të palëvizshme. Rotori lëviz në atë mënyrë që për çdo rrotullim ka tre rrotullime të boshtit ekscentrik.

Në një motor rrotullues, të njëjtat cikle kryhen si në një njësi pistoni me katër goditje: marrja, kompresimi, cikli i fuqisë dhe shkarkimi. Në të njëjtën kohë, ai nuk ka një mekanizëm kompleks të shpërndarjes së gazit - një makinë kohore, bosht me gunga dhe valvola. Të gjitha funksionet e tij kryhen nga dritaret e hyrjes dhe daljes në muret anësore (strehët) - dhe vetë rotori, i cili, duke rrotulluar, hap dhe mbyll "dritaret".

Parimi i funksionimit të një motori rrotullues tregohet në diagram. Për thjeshtësi, është dhënë një shembull i një motori me një seksion - i dyti funksionon në të njëjtën mënyrë. Secila anë e rotorit formon zgavrën e saj të punës me muret e kutive. Në pozicionin 1, vëllimi i zgavrës është minimal, dhe kjo korrespondon me fillimin e goditjes së marrjes. Ndërsa rotori rrotullohet, hap dritaret e hyrjes dhe përzierja ajër-karburant thithet në dhomë (pozicionet 2–4). Në pozicionin 5, zgavra e punës ka një vëllim maksimal. Më pas, rotori mbyll dritaret e hyrjes dhe fillon goditja e kompresimit (pozicionet 6–9). Në pozicionin 10, kur vëllimi i zgavrës është përsëri minimal, përzierja ndizet me ndihmën e qirinjve dhe fillon cikli i punës. Energjia e djegies së gazeve rrotullon rotorin. Zgjerimi i gazrave shkon në pozicionin 13, dhe vëllimi maksimal i zgavrës së punës korrespondon me pozicionin 15. Më tej, në pozicionin 18, rotori hap dritaret e daljes dhe i shtyn gazrat e shkarkimit jashtë. Pastaj cikli fillon përsëri.

Pjesa tjetër e zgavrave të punës funksionojnë në të njëjtën mënyrë. Dhe meqenëse ka tre zgavra, atëherë për një rrotullim të rotorit ka tashmë tre cikle pune! Dhe duke pasur parasysh që ekscentriku (bosht me gunga) rrotullohet tre herë më shpejt se rotori, në dalje marrim një cikël pune (punë e dobishme) për rrotullim të boshtit për një motor me një seksion. Për një motor pistoni me katër goditje me një cilindër, ky raport është dy herë më i ulët.

Për sa i përket numrit të goditjeve për rrotullim të boshtit të daljes, 13B-MSP me dy seksione është i ngjashëm me motorin e njohur të pistonit me katër cilindra. Por në të njëjtën kohë, me një vëllim pune prej 1.3 litrash, ai prodhon pothuajse të njëjtën sasi fuqie dhe çift rrotullues si një pistoni me 2.6 litra! Sekreti është se motori rrotullues ka disa herë më pak masa lëvizëse - vetëm rotorët dhe boshti i çuditshëm rrotullohen, dhe madje edhe atëherë në një drejtim. Në piston, një pjesë e punës së dobishme shkon për të drejtuar mekanizmin kompleks të kohës dhe lëvizjen vertikale të pistonëve, i cili vazhdimisht ndryshon drejtimin e tij. Një veçori tjetër e motorit rrotullues është një rezistencë më e lartë ndaj shpërthimit. Kjo është arsyeja pse është më premtues për funksionimin me hidrogjen. Në një motor rrotullues, energjia shkatërruese e djegies jonormale të përzierjes së punës vepron vetëm në drejtim të rrotullimit të rotorit - kjo është pasojë e dizajnit të tij. Dhe në një motor pistoni, ai drejtohet në kundërshtim me lëvizjen e pistonit, gjë që shkakton pasoja katastrofike.

Motori Wankel: NUK ESHTE AQ THJESHTE

Megjithëse një motor rrotullues ka më pak elementë se një motor pistoni, ai përdor zgjidhje dhe teknologji më të sofistikuara të projektimit. Por mund të hiqen paralele mes tyre.

Strehimet e rotorit (statorët) janë bërë duke përdorur teknologjinë e futjes së fletëve të metalit: një nënshtresë e veçantë çeliku futet në kutinë e aliazhit të aluminit. Kjo e bën dizajnin të lehtë dhe të qëndrueshëm. Mbështetja e çelikut është e kromuar me mikro-gropa për mbajtje më të mirë të vajit. Në fakt, një stator i tillë i ngjan një cilindri të njohur me një mëngë të thatë dhe një grihë mbi të.

Rastet anësore - nga gize speciale. Secili ka porte hyrëse dhe dalëse. Dhe në ekstrem (para dhe pas) ingranazhet e palëvizshme janë të fiksuara. Motorët e gjeneratave të mëparshme i kishin këto dritare në stator. Kjo do të thotë, në modelin e ri ata rritën madhësinë dhe numrin e tyre. Për shkak të kësaj, karakteristikat e hyrjes dhe daljes së përzierjes së punës janë përmirësuar, dhe në dalje - efikasiteti i motorit, fuqia e tij dhe efikasiteti i karburantit. Kutitë anësore të çiftuara me rotorët mund të krahasohen në funksionalitet me mekanizmin e kohës së një motori pistoni.

Rotori është në thelb i njëjti piston dhe shufra lidhëse në të njëjtën kohë. E punuar nga gize speciale, e zbrazët, sa më e lehtë. Në secilën anë ka një dhomë djegieje në formë kuvete dhe, natyrisht, vula. Një kushinetë rrotulluese është futur në pjesën e brendshme - një lloj mbajtëse shufre lidhëse të boshtit të gungës.

Nëse pistoni i zakonshëm funksionon vetëm me tre unaza (dy ngjeshje dhe një kruajtëse vaji), atëherë rotori ka disa herë më shumë elementë të tillë. Pra, majat (vulat e majave të rotorit) luajnë rolin e unazave të para të kompresimit. Ato janë bërë prej gize me përpunim me rreze elektronike - për të rritur rezistencën ndaj konsumit në kontakt me murin e statorit.

Majat përbëhen nga dy elementë - vula kryesore dhe këndi. Ata janë të shtypur kundër murit të statorit nga një forcë sustë dhe centrifugale. Roli i unazave të dyta të kompresimit luhet nga vulat anësore dhe qoshe. Ato sigurojnë kontakt të papërshkueshëm nga gazi midis rotorit dhe mbulesave anësore. Si maja, ato janë të shtypura në muret e kutive nga sustat e tyre. Guarnicionet anësore janë prej metali qeramike (mbajnë ngarkesën kryesore), kurse vulat e qosheve janë prej gize speciale. Ka edhe vula izoluese. Ato parandalojnë që disa nga gazrat e shkarkimit të rrjedhin në dritaret e marrjes përmes hendekut midis rotorit dhe mbulesës anësore. Në të dy anët e rotorit ka gjithashtu një pamje të unazave kruese vaji - vula vaji. Ata mbajnë vajin e furnizuar në zgavrën e brendshme të tij për ftohje.

Sistemi i lubrifikimit është gjithashtu i sofistikuar. Ka të paktën një radiator për ftohjen e vajit kur motori punon me ngarkesa të larta dhe disa lloje grykash vaji. Disa janë ndërtuar në boshtin e çuditshëm dhe ftohin rotorët (në thelb të ngjashëm me grykat e ftohjes së pistonit). Të tjerët janë ndërtuar në statorë - një palë për secilin. Grykat janë të vendosura në një kënd dhe të drejtuara në muret e mbulesave anësore - për lubrifikimin më të mirë të mbështjellësve dhe vulave anësore të rotorit. Vaji hyn në zgavrën e punës dhe përzihet me përzierjen ajër-karburant, duke siguruar lubrifikimin e elementëve të mbetur dhe digjet së bashku me të. Prandaj, është e rëndësishme të përdorni vetëm vajra minerale ose gjysmë sintetikë të veçantë të miratuar nga prodhuesi. Lubrifikantët e papërshtatshëm prodhojnë një sasi të madhe depozitash karboni gjatë djegies, gjë që çon në shpërthim, ndezje të gabuar dhe humbje të kompresimit.

Sistemi i karburantit është mjaft i thjeshtë - përveç numrit dhe vendndodhjes së injektorëve. Dy - përpara dritareve të marrjes (një për rotor), i njëjti numër - në kolektorin e marrjes. Ka dy injektorë të tjerë në kolektorin e motorit të përforcuar.

Dhomat e djegies janë shumë të gjata dhe në mënyrë që djegia e përzierjes së punës të jetë efikase, duhet të përdoren dy qirinj për çdo rotor. Ato ndryshojnë nga njëri-tjetri në gjatësi dhe elektroda. Për të shmangur instalimin e gabuar, shenjat me ngjyra aplikohen në tela dhe qirinj.

NË PRAKTIKË

Burimi i motorit 13B-MSP është afërsisht 100,000 km. Mjaft e çuditshme, ai vuan nga të njëjtat probleme si pistoni.

Lidhja e parë e dobët duket se janë vulat e rotorit, të cilat përjetojnë nxehtësi të lartë dhe ngarkesa të larta. Kjo është e vërtetë, por para veshjes natyrale, ato do të përfundojnë me shpërthim dhe zhvillim të kushinetave dhe rotorëve ekscentrikë të boshtit. Për më tepër, vetëm vulat fundore (kulmet) vuajnë, dhe vulat anësore konsumohen jashtëzakonisht rrallë.

Shpërthimi deformon majat dhe vendet e tyre në rotor. Si rezultat, përveç uljes së ngjeshjes, qoshet e vulave mund të bien dhe të dëmtojnë sipërfaqen e statorit, e cila nuk mund të përpunohet. I mërzitshëm është i padobishëm: së pari, është e vështirë të gjesh pajisjet e duhura, dhe së dyti, thjesht nuk ka pjesë rezervë për madhësinë e rritur. Rotorët nuk mund të riparohen nëse brazda për majat janë dëmtuar. Si zakonisht, rrënja e telasheve është në cilësinë e karburantit. Benzina e ndershme e 98-të nuk është aq e lehtë për t'u gjetur.

Kushinetat kryesore ekscentrike të boshtit konsumohen më shpejt. Me sa duket, për faktin se rrotullohet tre herë më shpejt se rotorët. Si rezultat, rotorët kompensohen në lidhje me muret e statorit. Dhe majat e rotorëve duhet të jenë në distancë të barabartë prej tyre. Herët a vonë, qoshet e majave bien dhe ngrenë lart sipërfaqen e statorit. Ky problem nuk mund të parashikohet në asnjë mënyrë - ndryshe nga një motor pistoni, një motor rrotullues praktikisht nuk troket edhe kur veshjet janë të veshura.

Motorët me supermbushje të detyruar kanë raste kur, për shkak të një përzierjeje shumë të dobët, maja mbinxehet. Pranvera nën të e harkon atë - si rezultat, ngjeshja bie ndjeshëm.

Dobësia e dytë është ngrohja e pabarabartë e rastit. Pjesa e sipërme (këtu rrjedhin goditjet e marrjes dhe të ngjeshjes) është më e ftohtë se pjesa e poshtme (goditjet e djegies dhe shkarkimit). Sidoqoftë, trupi deformohet vetëm në motorët me mbingarkesa të detyruara me një fuqi prej më shumë se 500 kf.

Siç mund ta prisni, motori është shumë i ndjeshëm ndaj llojit të vajit. Praktika ka treguar se vajrat sintetikë, megjithëse të veçantë, formojnë shumë blozë gjatë djegies. Ai grumbullohet në majat dhe redukton ngjeshjen. Ju duhet të përdorni vaj mineral - ai digjet pothuajse pa lënë gjurmë. Shërbimet rekomandojnë ndryshimin e tij çdo 5000 km.

Avionët e vajit në stator dështojnë kryesisht për shkak të papastërtisë që futet në valvulat e brendshme. Ajri atmosferik hyn në to përmes filtrit të ajrit dhe zëvendësimi i parakohshëm i filtrit çon në probleme. Valvulat e hundës nuk lahen.

Problemet me fillimin e ftohtë të motorit, veçanërisht në dimër, janë për shkak të humbjes së kompresimit për shkak të konsumit të majave dhe shfaqjes së depozitave në elektrodat e kandelave për shkak të benzinës me cilësi të ulët.

Qirinjtë janë mesatarisht të mjaftueshëm për 15,000–20,000 km.

Në kundërshtim me besimin popullor, prodhuesi rekomandon fikjen e motorit si zakonisht, dhe jo me shpejtësi mesatare. "Njohësit" janë të sigurt se kur ndezja fiket në modalitetin e funksionimit, e gjithë karburanti i mbetur digjet dhe kjo lehtëson fillimin e mëvonshëm të ftohtë. Sipas ushtarakëve, nuk ka kuptim nga truket e tilla. Por është vërtet e dobishme që motori të ngrohet të paktën pak përpara se të fillojë të lëvizë. Me vaj të ngrohtë (jo më të ulët se 50º), veshja e tij do të jetë më pak.

Me një zgjidhje cilësore të problemeve të një motori rrotullues dhe riparimin pasues, ai niset edhe 100,000 km të tjera. Më shpesh, kërkohet zëvendësimi i statorëve dhe të gjitha vulat e rotorëve - për këtë do t'ju duhet të paguani të paktën 175,000 rubla.

Pavarësisht nga problemet e mësipërme, ka mjaft tifozë të makinave rrotulluese në Rusi - çfarë mund të themi për vendet e tjera! Edhe pse vetë Mazda e ka hequr G8 rrotullues nga prodhimi dhe nuk po nxiton me pasardhësin e tij.

Mazda RX-8: TEST I QËRTESJES

Në vitin 1991, Mazda 787B me një motor rrotullues fitoi garën 24 orë të Le Mans. Ishte fitorja e parë dhe e vetme për një makinë me një motor të tillë. Nga rruga, tani jo të gjithë motorët me piston mbijetojnë në vijën e finishit në garat e qëndrueshmërisë "të gjata".

Ideja e një motori rrotullues është shumë joshëse: kur një konkurrent është shumë larg idealit, duket se ne jemi gati të kapërcejmë mangësitë dhe të marrim jo një motor, por vetë përsosmërinë ... Mazda ishte në robërinë e këtyre iluzione deri në vitin 2012, kur modeli i fundit me motor rrotullues - RX-8.

Historia e krijimit të një motori rrotullues

Emri i dytë i një motori rrotullues (RPD) është një wankel (një lloj analog i një motori me naftë). Është Felix Wankel ai që sot vlerësohet me dafinat e shpikësit të motorit rrotullues të pistonit, madje tregohet një histori prekëse se si Wankel shkoi drejt qëllimit të tij në të njëjtën kohë që Hitleri po shkonte drejt qëllimit të tij.

Në fakt, gjërat ishin pak më ndryshe: një inxhinier i talentuar, Felix Wankel, po punonte vërtet në zhvillimin e një motori të ri, të thjeshtë me djegie të brendshme, por ishte një motor tjetër i bazuar në bashkërrotullimin e rotorëve.

Pas luftës, Wankel u rekrutua nga kompania gjermane NSU, e cila ishte e angazhuar kryesisht në prodhimin e motoçikletave, në një nga grupet e punës që punonin për krijimin e një motori rrotullues nën udhëheqjen e Walter Freude.

Kontributi i Wankel është një kërkim i gjerë mbi vulat e valvulave rrotulluese. Skema bazë dhe koncepti inxhinierik i detyrohen Frojdit. Megjithëse Wankel kishte një patentë për rotacion të dyfishtë.

Motori i parë kishte një dhomë rrotulluese dhe një rotor të fiksuar. Pakënaqësia e dizajnit çoi në idenë për të ndryshuar skemën në disa vende.

Motori i parë rrotullues i rotorit filloi funksionimin në mesin e vitit 1958. Ai ndryshonte pak nga pasardhësi i tij i ditëve tona - përveç se qirinjtë duhej të zhvendoseshin në trup.

Së shpejti kompania njoftoi se kishte arritur të krijonte një motor të ri dhe shumë premtues. Gati njëqind kompani prodhuese të makinave kanë blerë licenca për prodhimin e këtij motori. Një e treta e licencave përfunduan në Japoni.

RPD në BRSS

Por Bashkimi Sovjetik nuk bleu fare një licencë. Zhvillimi i motorit të tyre rrotullues filloi me faktin se makina gjermane Ro-80, prodhimi i së cilës NSU filloi në 1967, u soll në Union dhe u çmontua.

Shtatë vjet më vonë, një zyrë projektimi u shfaq në fabrikën VAZ, duke zhvilluar ekskluzivisht motorë me piston rrotullues. Nëpërmjet punës së tij, në 1976, u ngrit motori VAZ-311. Por petulla e parë doli të jetë me gunga dhe u finalizua për gjashtë vjet të tjera.

Makina e parë e prodhimit sovjetik me një motor rrotullues është VAZ-21018, i prezantuar në 1982. Fatkeqësisht, tashmë në grupin eksperimental, motorët e të gjitha makinave dështuan. Ata përfunduan një vit tjetër, pas së cilës u shfaqën VAZ-411 dhe VAZ 413, të cilat u miratuan nga agjencitë e zbatimit të ligjit të BRSS. Ata nuk ishin veçanërisht të shqetësuar për konsumin e karburantit dhe një jetë të shkurtër motori, por ata kishin nevojë për makina të shpejta, të fuqishme, por të padukshme që mund të mbanin hapin me një makinë të huaj.

RPD në Perëndim

Në Perëndim, motori rrotullues nuk lulëzoi dhe zhvillimi i tij në SHBA dhe Evropë përfundoi me krizën e karburantit të vitit 1973, kur çmimet e benzinës u ngritën në qiell dhe blerësit e makinave filluan të pyesin për modelet me efikasitet të karburantit.

Duke marrë parasysh që motori rrotullues hante deri në 20 litra benzinë ​​për njëqind kilometra, shitjet e tij gjatë krizës ranë në kufi.

I vetmi vend në Lindje që nuk e ka humbur besimin është Japonia. Por edhe atje, prodhuesit shpejt humbën interesin për motorin, i cili nuk dëshironte të përmirësohej. Dhe në fund mbeti një ushtar i palëkundur prej kallaji - kompania Mazda. Në BRSS, kriza e karburantit nuk u ndje. Prodhimi i makinerive me RPD vazhdoi pas rënies së Unionit. VAZ ndaloi së bëri RPD vetëm në 2004. Mazda u pajtua vetëm në 2012.

Karakteristikat e motorit rrotullues

Dizajni bazohet në një rotor në formë trekëndore, secila nga fytyrat e të cilit ka një fryrje (). Rotori rrotullohet në një lloj planetar rreth boshtit qendror - statorit. Në të njëjtën kohë, kulmet e trekëndëshit përshkruajnë një kurbë komplekse të quajtur epitrokoide. Forma e kësaj lakore përcakton formën e kapsulës brenda së cilës rrotullohet rotori.

Motori rrotullues ka të njëjtin cikël pune me katër cikle si konkurrenti i tij, motori i pistonit.

Dhomat formohen midis skajeve të rotorit dhe mureve të kapsulës, forma e tyre është gjysmëhënës e ndryshueshme, e cila është shkaku i disa të metave të rëndësishme të dizajnit. Për të izoluar dhomat nga njëra-tjetra, përdoren vula - pllaka radiale dhe fundore.

Nëse krahasojmë një motor rrotullues me djegie të brendshme me një pistoni, atëherë gjëja e parë që ju tërheq vëmendjen është se në një rrotullim të rotorit, goditja e punës ndodh tre herë, dhe boshti i daljes rrotullohet tre herë më shpejt se vetë rotori.

Në RPD nuk ka sistem të shpërndarjes së gazit gjë që thjeshton shumë dizajnin e saj. Një densitet i lartë i fuqisë me një madhësi dhe peshë të vogël të njësisë janë për shkak të mungesës së një boshti me gunga, shufrat lidhëse dhe ndërfaqet e tjera ndërmjet kamerave.

Avantazhet dhe disavantazhet e motorëve rrotullues

Përparësitë

Motori rrotullues është i mirë sepse përbëhet nga shumë më pak pjesë se konkurrenti i saj - me 35-40 përqind.

Dy motorë me të njëjtën fuqi - rrotullues dhe pistoni - do të ndryshojnë shumë në madhësi. Pistoni dy herë më i madh.

motor rrotullues nuk përjeton shumë ngarkesë me shpejtësi të lartë edhe nëse e përshpejtoni makinën në një shpejtësi prej më shumë se 100 km / orë në marshin e ulët.

Një makinë me një motor rrotullues është më e lehtë për ta balancuar atë jep një stabilitet më të madh të makinës në rrugë.

Edhe automjetet më të lehta nuk vuajnë nga dridhjet sepse RPD vibron shumë më pak se "pistoni". Kjo është për shkak të balancës më të madhe të RPD.

Të metat

Disavantazhi kryesor i një motori rrotullues do ta quajnë atë burim i vogël, e cila është pasojë e drejtpërdrejtë e dizajnit të saj. Vulat konsumohen jashtëzakonisht shpejt, pasi këndi i tyre i punës po ndryshon vazhdimisht.


Testi motorik luhatjet e temperaturësçdo cikël, i cili gjithashtu kontribuon në konsumimin e materialit. Shtojini kësaj edhe presionin që ushtrohet në sipërfaqet e fërkimit, i cili trajtohet vetëm duke injektuar vaj direkt në kolektor.

Vula të konsumuara shkakton rrjedhje midis dhomave, diferencat e presionit ndërmjet të cilave janë shumë të mëdha. Për shkak të kësaj, efikasiteti i motorit bie dhe dëmi për mjedisin rritet.

gjysmëhënës forma e dhomave nuk kontribuon në plotësinë e djegies së karburantit, dhe shpejtësia e rrotullimit të rotorit dhe gjatësia e shkurtër e goditjes së punës janë arsyeja e shtyrjes së gazeve ende shumë të nxehta, jo plotësisht të djegura në shkarkim. Përveç produkteve të djegies së benzinës, aty është i pranishëm edhe vaji, i cili së bashku e bën shkarkimin shumë toksik. Pistoni - sjell më pak dëm në mjedis.

orekset e tepruara motori për benzinë ​​tashmë është përmendur, dhe ai "ha" vaj deri në 1 litër për 1000 km. Dhe sapo të harroni vajin dhe mund të hyni në një riparim të madh, nëse jo një zëvendësim të motorit.

Cmim i larte- për faktin se për prodhimin e motorit ju nevojiten pajisje me precizion të lartë dhe materiale me cilësi shumë të lartë.

Siç mund ta shihni, motori rrotullues është plot me të meta, por motori me piston është gjithashtu i papërsosur, kështu që konkurrenca mes tyre nuk u ndal për kaq gjatë. A ka mbaruar përgjithmonë? Koha do të tregojë.

Ne tregojmë se si është rregulluar dhe funksionon një motor rrotullues.

"Për shumicën e njerëzve, ai ngjall lidhje me cilindra dhe pistona, një sistem shpërndarjeje gazi dhe një mekanizëm maniak. Kjo për shkak se shumica dërrmuese e makinave janë të pajisura me motorin klasik dhe më të popullarizuar - piston.

Sot do të flasim për motorin e pistonit rrotullues Wankel, i cili ka një grup të tërë karakteristikash teknike të jashtëzakonshme, dhe në një kohë duhet të kishte hapur perspektiva të reja në industrinë e automobilave, por nuk mund të zinte vendin e tij të merituar dhe nuk u bë masiv.

Historia e krijimit

Motori i parë i nxehtësisë i tipit rrotullues konsiderohet të jetë eolipil. Në shekullin e parë pas Krishtit, ajo u krijua dhe u përshkrua nga inxhinieri mekanik grek Heron i Aleksandrisë.

Dizajni i eolipilit është mjaft i thjeshtë: në boshtin që kalon përmes qendrës së simetrisë, ka një sferë bronzi rrotulluese. Avulli i ujit, i përdorur si një lëng pune, rrjedh nga dy grykë të instaluar në qendër të topit përballë njëri-tjetrit dhe pingul me boshtin e montimit.


Mekanizmat e ujit dhe mullinjve me erë, duke përdorur fuqinë e elementeve si energji, mund t'i atribuohen gjithashtu motorëve rrotullues të antikitetit.

Klasifikimi i motorëve rrotullues

Dhoma e punës e një motori rrotullues me djegie të brendshme mund të mbyllet hermetikisht ose të ketë një lidhje të vazhdueshme me atmosferën kur ndahet nga mjedisi nga tehet e shtytësit rrotullues. Mbi këtë parim ndërtohen turbinat me gaz.

Midis motorëve me piston rrotullues me dhoma të mbyllura me djegie, ekspertët dallojnë disa grupe. Ndarja mund të ndodhë nga: prania ose mungesa e elementeve mbyllës, nga mënyra e funksionimit të dhomës së djegies (me ndërprerje pulsuese ose e vazhdueshme), nga lloji i rrotullimit të trupit të punës.

Vlen të theksohet se shumica e strukturave të përshkruara nuk kanë mostra pune dhe ato ekzistojnë në letër.
Ata u klasifikuan nga inxhinieri rus I.Yu. Isaev, i cili vetë është i zënë me krijimin e një motori të përsosur rrotullues. Ai analizoi patentat e Rusisë, Amerikës dhe vendeve të tjera, më shumë se 600 në total.

Motori rrotullues me djegie të brendshme me lëvizje rrotulluese reciproke

Rotori në motorë të tillë nuk rrotullohet, por kryen lëkundje reciproke të harkut. Tehet në rotor dhe stator janë të palëvizshme, dhe midis tyre ka cikle të zgjerimit dhe tkurrjes.

Me lëvizje pulsuese-rrotulluese, me një drejtim

Dy rotorë rrotullues janë të vendosur në kutinë e motorit, ngjeshja ndodh midis teheve të tyre në momentet e afrimit dhe zgjerimi në momentin e heqjes. Për shkak të faktit se rrotullimi i teheve është i pabarabartë, kërkohet zhvillimi i një mekanizmi kompleks të shtrirjes.

Me flapa mbyllëse dhe lëvizje reciproke

Skema e përdorur me sukses në motorët pneumatikë, ku rrotullimi kryhet nga ajri i kompresuar, nuk zuri rrënjë në motorët me djegie të brendshme për shkak të presionit dhe temperaturave të larta.

Me vula dhe lëvizje reciproke të trupit

Skema është e ngjashme me atë të mëparshme, vetëm kapakët e vulosjes nuk janë të vendosura në rotor, por në strehimin e motorit. Disavantazhet janë të njëjta: pamundësia për të siguruar ngushtësi të mjaftueshme të teheve të trupit me rotorin duke ruajtur lëvizshmërinë e tyre.

Motorë me lëvizje uniforme të elementeve të punës dhe të tjera

Llojet më premtuese dhe të avancuara të motorëve rrotullues. Teorikisht, ata mund të zhvillojnë shpejtësitë më të larta dhe të fitojnë fuqi, por deri më tani nuk ka qenë e mundur të krijohet një skemë e vetme pune për motorët me djegie të brendshme.

Me lëvizje planetare, rrotulluese të elementit punues

Këto të fundit përfshijnë skemën më të njohur për publikun e gjerë të inxhinierit të motorit me piston rrotullues Felix Wankel.

Edhe pse ka një numër të madh modelesh të tjera të tipit planetar:

• Umpleby
• Grey and Drummond (Grey & Dremmond)
• Marshall (Marshall)
• Spand (Spand)
• Renault
• Thomas (Tomas)
• Wellinder dhe Skoog (Walinder & Skoog)
• Senso (Sensand)
• Mylar (Maillard)
• Ferro

Historia e Wankelit

Jeta e Felix Heinrich Wankel nuk ishte e lehtë, ai mbeti jetim herët (babai i shpikësit të ardhshëm vdiq në Luftën e Parë Botërore), Felix nuk mund të mblidhte fonde për të studiuar në universitet dhe miopia e fortë nuk e lejoi atë të merrni një specialitet pune.

Kjo e shtyu Wankel të studionte në mënyrë të pavarur disiplinat teknike, falë të cilave, në vitin 1924, ai doli me idenë e krijimit të një motori rrotullues me një dhomë rrotulluese me djegie të brendshme.


Në vitin 1929, ai mori një patentë për një shpikje, e cila ishte hapi i parë drejt krijimit të RPD-së së famshme Wankel. Në vitin 1933, shpikësi, duke e gjetur veten në radhët e kundërshtarëve të Hitlerit, kalon gjashtë muaj në burg. Pas lëshimit, BMW u interesua për zhvillimin e një motori rrotullues dhe filloi të financojë kërkime të mëtejshme, duke caktuar një punëtori në Landau për punë.

Pas luftës, ai u shkon francezëve si dëmshpërblim dhe vetë shpikësi shkon në burg si bashkëpunëtor i regjimit nazist. Vetëm në vitin 1951, Felix Heinrich Wankel merr një punë në kompaninë e motoçikletave NSU dhe vazhdon kërkimin e tij.


Në të njëjtin vit, ai filloi të punojë me projektuesin kryesor të NSU Walter Freude, i cili vetë ishte angazhuar prej kohësh në kërkime në fushën e krijimit të një motori pistoni rrotullues për motoçikleta garash. Në vitin 1958, mostra e parë e motorit zë vendin e saj në stolin e provës.

Si funksionon një motor rrotullues

Njësia e fuqisë e projektuar nga Freude dhe Wankel është një rotor i bërë në formën e një trekëndëshi Reuleaux. Rotori rrotullohet në mënyrë planetare rreth një ingranazhi të fiksuar në qendër të statorit - një dhomë e palëvizshme djegieje. Vetë dhoma është bërë në formën e një epitrokoidi, i cili në mënyrë të paqartë i ngjan një figure-tetë me një qendër të shtrirë nga jashtë, ajo vepron si një cilindër.

Gjatë lëvizjes brenda dhomës së djegies, rotori formon zgavra me vëllim të ndryshueshëm në të cilat zhvillohen ciklet e motorit: marrja, ngjeshja, ndezja dhe shkarkimi. Dhomat janë të ndara hermetikisht nga njëra-tjetra me vula - maja, veshja e të cilave është një pikë e dobët e motorëve me piston rrotullues.

Ndezja e përzierjes së karburantit-ajrit kryhet menjëherë nga dy priza, pasi dhoma e djegies ka një formë të zgjatur dhe një vëllim të madh, gjë që ngadalëson shkallën e djegies së përzierjes së punës.

Në një motor rrotullues, përdoret një kënd i vonuar dhe jo një kënd i avancimit, si në një pistoni. Kjo është e nevojshme në mënyrë që ndezja të ndodhë pak më vonë, dhe forca e shpërthimit të shtyjë rotorin në drejtimin e duhur.

Dizajni Wankel bëri të mundur thjeshtimin e ndjeshëm të motorit, për të braktisur shumë pjesë. Eliminon nevojën për një të veçantë mekanizmi i shpërndarjes së gazit ul ndjeshëm peshën dhe dimensionet e motorit.

Përparësitë

Siç u përmend më herët, motori rrotullues Wankel nuk kërkon aq pjesë sa një motor pistoni, prandaj ka dimensione, peshë dhe densitet më të vogël të fuqisë (numri i "kuajve" për kilogram peshë).

Nuk ka asnjë mekanizëm fiksimi (në versionin klasik), i cili bëri të mundur uljen e peshës dhe ngarkesës së dridhjeve. Për shkak të mungesës së lëvizjeve reciproke të pistonëve dhe masës së ulët të pjesëve lëvizëse, motori mund të zhvillojë dhe të mbajë shpejtësi shumë të larta, duke iu përgjigjur pothuajse menjëherë shtypjes së pedalit të gazit.

Një motor rrotullues jep fuqi tre të katërtat e çdo rrotullimi të boshtit të daljes, ndërsa një motor pistoni jep fuqi vetëm një të katërtën.

Të metat

Është pikërisht për shkak se motori Wankel, me të gjitha avantazhet e tij, ka një numër të madh disavantazhesh, që sot vetëm Mazda vazhdon ta zhvillojë dhe përmirësojë atë. Edhe pse patenta për të u ble nga qindra kompani, duke përfshirë Toyota, Alfa Romeo, General Motors, Daimler-Benz, Nissan dhe të tjerë.

Burim i vogël

Pengesa kryesore dhe më e rëndësishme është burimi i vogël motorik i motorit. Mesatarisht, është e barabartë me 100 mijë kilometra për Rusinë. Në Evropë, SHBA dhe Japoni, kjo shifër është dy herë më e lartë, falë cilësisë së karburantit dhe mirëmbajtjes kompetente.


Pllakat metalike përjetojnë ngarkesën më të lartë, majat janë vula fundore radiale midis dhomave. Ata duhet t'i rezistojnë temperaturave të larta, presionit dhe ngarkesave radiale. Në RX-7, lartësia e majës është 8.1 milimetra, zëvendësimi rekomandohet për veshin deri në 6.5, në RX-8 u ul në 5.3 në fabrikë, dhe veshja e lejuar nuk është më shumë se 4.5 milimetra.

Është e rëndësishme të kontrolloni ngjeshjen, gjendjen e vajit dhe grykat e vajit që furnizojnë lubrifikantin në dhomën e motorit. Shenjat kryesore të konsumit të motorit dhe një riparim i ardhshëm janë kompresimi i ulët, konsumi i vajit dhe fillimi i vështirë i nxehtë.

Mirëdashësi e ulët mjedisore

Meqenëse sistemi i lubrifikimit të një motori pistoni rrotullues nënkupton injektim të drejtpërdrejtë të vajit në dhomën e djegies, dhe gjithashtu për shkak të djegies jo të plotë të karburantit, gazrat e shkarkimit kanë rritur toksicitetin. Kjo e vështirësoi kalimin e testit mjedisor, i cili duhej plotësuar për të shitur makina në tregun amerikan.

Për të zgjidhur problemin, inxhinierët e Mazda krijuan një reaktor termik që digjte hidrokarburet përpara se të lëshohej në atmosferë. Për herë të parë u instalua në Mazda R100.


Në vend që të reduktonte prodhimin si të tjerët, Mazda në vitin 1972 filloi të shiste makina me sistemin e reduktimit të emetimeve REAPS (Sistemi kundër ndotjes së motorit rrotullues) për motorët rrotullues.

konsumi i lartë

Të gjitha makinat me motorë rrotullues dallohen nga konsumi i lartë i karburantit.

Përveç Mazda, kishte edhe Mercedes C-111, Corvette XP-882 Four Rotor (katër seksione, vëllimi 4 litra), Citroen M35, por këto janë kryesisht modele eksperimentale dhe për shkak të krizës së naftës që shpërtheu në Vitet 80, prodhimi i tyre u pezullua.

Gjatësia e vogël e goditjes së rotorit dhe forma e gjysmëhënës së dhomës së djegies nuk lejojnë që përzierja e punës të digjet plotësisht. Porta e shkarkimit hapet edhe para momentit të djegies së plotë, gazrat nuk kanë kohë për të transferuar të gjithë forcën e presionit në rotor. Prandaj, temperatura e gazrave të shkarkimit të këtyre motorëve është kaq e lartë.

Historia e RPD vendase

Në fillim të viteve '80, teknologjia u interesua për BRSS. Vërtetë, patenta nuk u ble, dhe ata vendosën të arrijnë gjithçka me mendjen e tyre, me fjalë të tjera, të kopjojnë parimin e funksionimit dhe modelin e motorit rrotullues Mazda.

Për këto qëllime, u krijua një zyrë projektimi, dhe në Togliatti një punëtori për prodhim masiv. Në 1976, u prodhua prototipi i parë i një motori VAZ-311 me një seksion me një fuqi prej 70 kf. Me. instaluar në 50 automjete. Në një kohë shumë të shkurtër, ata zhvilluan një burim. Bilanci i dobët i SEM (mekanizmi i çuditshëm rotor) dhe veshja e shpejtë e majave u bënë të ndihen.


Sidoqoftë, shërbimet speciale u interesuan për zhvillimin, për të cilin karakteristikat dinamike të motorit ishin shumë më të rëndësishme sesa burimi. Në vitin 1982, motori rrotullues me dy seksione VAZ-411 pa dritën, me një gjerësi të rotorit prej 70 cm dhe një fuqi prej 120 kf. me., dhe VAZ-413 me një rotor prej 80 cm dhe 140 litra. Me. Më vonë, motorët VAZ-414 pajisen me automjete të KGB-së, policisë së trafikut dhe Ministrisë së Punëve të Brendshme.

Që nga viti 1997, një njësi e energjisë VAZ-415 është instaluar në një makinë publike, Volga shfaqet me një RPD VAZ-425 me tre seksione. Sot në Rusi, makinat nuk janë të pajisura me motorë të tillë.

Lista e automjeteve me motor rrotullues me piston

Lista e motorëve rrotullues Mazda

Rregullat për funksionimin e një motori rrotullues

1. ndërroni vajin çdo 3-5 mijë kilometra. Konsumi normal është 1.5 litra për 1000 km.
2. monitoroni gjendjen e grykave të vajit, jeta mesatare e tyre është 50 mijë.
3. ndërroni filtrin e ajrit çdo 20 mijë.
4. përdorni vetëm qirinj të veçantë, një burim prej 30-40 mijë kilometrash.
5. mbushni rezervuarin me benzinë ​​jo më të ulët se AI-95, dhe mundësisht AI-98.
6. kontrolloni kompresimin kur ndërroni vajin. Për këtë, përdoret një pajisje e veçantë, kompresimi duhet të jetë brenda 6.5-8 atmosferave.

Kur punoni me kompresim nën këta tregues, një komplet standard riparimi mund të mos jetë i mjaftueshëm - do t'ju duhet të ndryshoni të gjithë seksionin, dhe ndoshta të gjithë motorin.

sot

Deri më sot, modeli Mazda RX-8 i pajisur me motorin Renesis (shkurtesa Rotary Engine + Genesis) po prodhohet në masë.


Projektuesit arritën të përgjysmojnë konsumin e naftës dhe 40% konsumin e karburantit dhe ta sjellin klasën mjedisore në nivelin Euro-4. Motori me një vëllim prej 1.3 litrash prodhon një fuqi prej 250 kf. Me.

Pavarësisht të gjitha arritjeve, japonezët nuk ndalen me kaq. Ndryshe nga pohimet e shumicës së ekspertëve se RPD nuk ka të ardhme, ata nuk ndalojnë së përmirësuari teknologjinë dhe jo shumë kohë më parë prezantuan konceptin e kupës sportive RX-Vision, me një motor rrotullues SkyActive-R.

Sistemi i shpërndarjes së gazit i të cilit zbatohet për shkak të rrotullimit të cilindrit. Cilindri kryen një lëvizje rrotulluese duke kaluar në mënyrë alternative tubat hyrëse dhe dalëse, ndërsa pistoni kryen lëvizje reciproke.

Kompania britanike RCV Engines u krijua në 1997 posaçërisht për të studiuar, testuar dhe, më në fund, për të tregtuar vetëm një shpikje. Në fakt, ai është i koduar në emrin e kompanisë: "Valvula e cilindrit rrotullues" - valvula e cilindrit rrotullues - RCV. Deri më tani, kompania me bazë në Wimborne jo vetëm që ka rregulluar mirë teknologjinë, por ka provuar se koncepti i ri funksionon. Tashmë ka nisur një prodhim serik të një linje motorësh të vegjël me katër goditje me një zhvendosje prej 9.5 deri në 50 "kuba" të projektuar për modele të avionëve, kositëse lëndinë, sharra me zinxhir dhe pajisje të ngjashme. Por më 1 shkurt 2006, kompania prezantoi mostrën e parë të një motori skuteri 125 cc, falë të cilit u dha shumë njerëzve një arsye për t'u njohur së pari me këtë teknologji pak të njohur - RCV.

Autorët e shpikjes pretendojnë të ulin koston e motorëve (me disa përqind) duke zvogëluar numrin e pjesëve dhe duke rritur densitetin e fuqisë së tyre si për njësi vëllimi ashtu edhe për njësi peshë, krahasuar me analogët e së njëjtës klasë (20 përqind).

Parimi i funksionimit

Pra, ne kemi një motor me katër goditje, në të cilin nuk ka valvola të njohura dhe të gjithë sistemin e lëvizjes së tyre. Në vend të kësaj, britanikët detyruan cilindrin e punës të motorit të punonte si shpërndarës gazi, i cili rrotullohet rreth boshtit të tij në motorët RCV.

Pistoni bën saktësisht të njëjtat lëvizje si më parë. Por muret e cilindrit rrotullohen rreth pistonit (cilindri është i fiksuar brenda motorit në dy kushineta).

Një tub degëzues është rregulluar nga buza e cilindrit, i cili në mënyrë alternative hapet në dritaren e hyrjes ose daljes. Këtu sigurohet gjithashtu një vulë rrëshqitëse, e cila funksionon në mënyrë të ngjashme me unazat e pistonit - lejon që cilindri të zgjerohet kur nxehet pa humbur ngushtësinë.

Qiri është i vendosur në qendër dhe rrotullohet me cilindrin. Me sa duket, këtu përdoret një kontakt grafiti rrëshqitës, i cili është i njohur mirë për shoferët nga shpërndarësit e vjetër të ndezjes mekanike.

Vetëm tre ingranazhe e lëvizin cilindrin në rrotullim: një në cilindër, një në bosht me gunga dhe një i ndërmjetëm. Natyrisht, shpejtësia e rrotullimit të cilindrit është gjysma e shpejtësisë së boshtit të gungës.

Shiko gjithashtu

Burimet

Shkruani një përmbledhje për artikullin "Motori rotor-cilindër-valvula"

Një fragment që karakterizon motorin rrotullues me valvula cilindrike