Motori rrotullues: kokat dhe bishtat. Motori rrotullues me piston Çfarë është një motor rrotullues në një makinë

Shpikja e motorit me djegie të brendshme i dha shtysë prodhimit të makinave që punojnë me karburant të lëngshëm. Këta motorë kanë evoluar gjatë gjithë historisë së industrisë së automobilave: janë shfaqur modele të ndryshme motorësh. Një nga modelet më progresive, por kurrë më të përhapur, motorët është bërë një njësi pistoni rrotullues. Ne do të flasim për tiparet e këtij lloji të motorit, avantazhet dhe disavantazhet e tij në artikullin e sotëm.

Histori

Motori rrotullues i pistonit u zhvillua nga një dyshe inxhinierësh NSU - Felix Wankel dhe Walter Freude. Dhe megjithëse roli kryesor në krijimin e një motori rrotullues i takon Freude (pjesëmarrësi i dytë në projekt në atë kohë po punonte në hartimin e një motori tjetër), në mjedisin e automobilave njësia e fuqisë njihet si motori Wankel.

Ky termocentral u montua dhe u testua në vitin 1957. Makina e parë që u pajis me një motor pistoni rrotullues ishte makina sportive NSU Spider, e cila zhvilloi një shpejtësi prej 150 km / orë me një fuqi motori prej 57 kuajfuqi. Ky model u prodhua për tre vjet (1964-1967).

Një makinë me të vërtetë e prodhuar në masë me një motor rrotullues ishte ideja e dytë e NSU - sedani Ro-80.

Emri i makinës tregoi se modeli është i pajisur me një njësi rrotulluese. Më pas, motorët rrotullues u instaluan në Citroen (GS Birotor), Mercedes-Benz (C111), Chevrolet (Corvette), VAZ (21018) etj. Por prodhimi më masiv i modeleve me një motor rrotullues u krijua nga kompania japoneze Mazda. Që nga viti 1964, kompania ka prodhuar disa automjete me këtë lloj termocentrali dhe modeli Cosmo Sport u bë pionier në këtë biznes. Modeli më i famshëm me një motor pistoni rrotullues, i cili u prodhua nga ky prodhues - RX (Rotor-eXperiment). Prodhimi i modelit të fundit në këtë familje, një version special i Spirit R, u ndërpre në mesin e vitit 2012. Sidoqoftë, jo të gjitha kopjet e G8 rrotulluese janë shitur ende - tregtari zyrtar i Mazda në Indonezi ende i shet këto makina.

Pajisja

Një tipar i motorit me djegie të brendshme me piston rrotullues është prania e një rotori trekëndor - pistoni në dizajnin e tij. Ai rrotullohet në një cilindër me formë të veçantë. Rotori është montuar në një bosht dhe është i lidhur me një rrotë ingranazhi, e cila, nga ana tjetër, ka një tufë me një stator - një ingranazh. Rotori rrotullohet rreth statorit përgjatë të ashtuquajturës kurbë epitrokoidale, tehet e tij mbivendosen në mënyrë alternative dhomat e cilindrit në të cilat digjet karburanti.

Nuk ka asnjë mekanizëm të shpërndarjes së gazit në hartimin e motorit rrotullues - funksioni i tij kryhet nga vetë rotori, i cili, me ndihmën e teheve të tij, shpërndan përzierjen e djegshme hyrëse dhe lëshon gazrat e shpenzuar në cilindër. Një dizajn i tillë i motorit bën të mundur që të bëhet pa shumë përbërës që janë jashtëzakonisht të nevojshëm për një motor të thjeshtë pistoni (për shembull, një bosht me gunga, shufra lidhëse), i cili, së pari, ju lejon të zvogëloni madhësinë dhe peshën e njësisë së fuqisë, dhe së dyti, për të ulur koston e prodhimit të tij.

Avantazhet dhe disavantazhet

Jo më kot motori me piston rrotullues ka tërhequr vëmendjen e shumë kompanive eminente të automobilave. Dizajni dhe parimi i funksionimit të tij bënë të mundur marrjen e disa avantazheve mjaft domethënëse ndaj motorëve konvencionalë.

Së pari, motori rrotullues i pistonit, për shkak të dizajnit të tij, kishte ekuilibrin më të mirë midis llojeve të tjera të termocentraleve dhe i nënshtrohej dridhjeve minimale.

Së dyti, ky termocentral kishte karakteristika të shkëlqyera dinamike: pa një ngarkesë të konsiderueshme në motor, një makinë me një motor pistoni rrotullues mund të përshpejtohet lehtësisht në 100 km / orë ose më shumë me shpejtësi të ulët me shpejtësi të lartë të motorit.

Së treti, motori rrotullues është më kompakt dhe më i lehtë se një njësi standarde e fuqisë pistoni. Kjo veçori i lejoi projektuesit të arrinin një shpërndarje pothuajse ideale të peshës përgjatë boshteve, gjë që ndikoi në stabilitetin e makinës në rrugë.

Së katërti, ai përdor një numër shumë më të vogël të komponentëve dhe montimeve sesa një motor konvencional.

Së fundi, së pesti, motori rrotullues ka një densitet të lartë të fuqisë.

Të metat

Disavantazhet e një motori pistoni rrotullues, për shkak të të cilit ai nuk mund të përdorej në masë dhe nuk përdoret sot në makina të të gjitha markave, është, së pari, konsumi i lartë i karburantit në rrotullime të ulëta. Në disa modele, ai arrin 20 litra për 100 km vrapim, gjë që, siç e shihni, nuk është aspak ekonomike dhe godet xhepin e pronarit të një makine me motor rrotullues.

Së dyti, disavantazhi i këtij lloji të motorit është kompleksiteti i prodhimit të pjesëve të tij: në mënyrë që rotori të kalojë saktë kurbën epitrokoidale, kërkohet saktësi e lartë gjeometrike kur krijohet si vetë rotori ashtu edhe cilindri. Për ta bërë këtë, prodhuesit e motorëve rrotullues përdorin pajisje me precizion të lartë dhe të shtrenjtë, dhe kostoja e prodhimit përfshihet në çmimin e makinës.

Së treti, një motor rrotullues është i prirur ndaj mbinxehjes për shkak të modelit të dhomës së djegies: ai ka një formë thjerrëze, dhe jo sferike, si në motorët konvencionalë të pistonit. Përzierja e karburantit, duke djegur në një dhomë të tillë, shndërrohet në energji nxehtësie, e cila shpenzohet në pjesën më të madhe në mënyrë joefikase - teprica e saj ngroh cilindrin, gjë që përfundimisht çon në konsumim.

Së katërti, konsumimi i lartë i vulave midis grykave të rotorit për shkak të rënies së presionit në dhomat e djegies së motorit. Kjo është arsyeja pse burimi i motorëve të tillë është 100-150 mijë km, pas së cilës, si rregull, kërkohet një njësi fuqie.

Së pesti, një motor me piston rrotullues ka nevojë për një procedurë në kohë dhe të ndjekur mirë: motori konsumon rreth 600 ml vaj motori për 1000 km, kështu që duhet të ndryshohet çdo 5000 km. Nëse nuk zëvendësohet në kohë, është e mbushur me dështim të përbërësve dhe montimeve të motorit, gjë që do të sjellë riparime të shtrenjta. Kjo do të thotë, funksionimi dhe mirëmbajtja e motorëve me piston rrotullues duhet të trajtohet me më shumë përgjegjësi sesa mirëmbajtja e motorëve konvencionale, duke kryer mirëmbajtjen dhe riparimin e tyre në kohë.

Koncepti i motorit rrotullues është mjaft interesant. Koncerte të tilla të mëdha si Mazda, Citroen, Mercedes-Benz dhe General Motors prodhuan makina me motorë rrotullues, por më vonë i braktisën ato. Në këtë artikull, ne do të shqyrtojmë parimin e funksionimit të një motori rrotullues me djegie të brendshme, si dhe avantazhet dhe disavantazhet e këtij dizajni.

Çfarë është një motor rrotullues

Një motor pistoni rrotullues (RPE) është një klasë e motorëve me nxehtësi, të bashkuar nga lloji i lëvizjes së elementit të punës ose rotorit. Në rastin e veçantë të një pajisjeje të tillë, mund të dallohen motorët rrotullues me djegie të brendshme (motorët rrotullues me djegie të brendshme).

Ky lloj motori nuk ka nevojë për elementë që konvertojnë lëvizjet përkthimore në ato rrotulluese. Prandaj, gjatë funksionimit të një motori rrotullues me djegie të brendshme, ka dukshëm më pak humbje sesa një pistoni; nuk ka asnjë lidhje të ndërmjetme, siç është një bosht me gunga.

Në pamje të parë, kjo njësi zgjidh në mënyrë të përsosur detyrën e vendosur përpara saj dhe ka një efikasitet më të lartë. Sidoqoftë, ky dizajn nuk u bë i përhapur, madje edhe shqetësimi i automobilave Mazda, i cili për një kohë të gjatë prodhonte makina me këtë lloj motori, në veçanti modeli RX-8, duhej të braktiste përfundimisht sistemet rrotulluese.

Kjo është për shkak të disa mangësive në funksionimin e sistemit, të cilat do të diskutohen më vonë në artikull.

Pak histori e origjinës së njësisë

A e dinit?Versioni i parë i dizajnit Wankel kishte një dhomë të lëvizshme dhe një rotor të fiksuar, por në fund skema u ndryshua.

Në këtë tandem, Wankel kreu kërkime mbi vulat e valvulave rrotulluese dhe Freude formuloi konceptin bazë të dizajnit dhe inxhinierisë. Në ditët e sotme, një motor rrotullues me djegie të brendshme shpesh quhet motor Wankel.

Për herë të parë, ky model i "zemrës së makinës" u testua në NSU Spider, fuqia e motorit të të cilit ishte 57 kuaj fuqi. Në të njëjtën kohë, ai shpejtoi lehtësisht në një shpejtësi prej 150 km / orë.
Makina e parë e prodhuar në masë me një sistem rrotullues ishte NSU Ro-80 - makina e dytë në të gjithë linjën e kompanisë. Në industrinë e brendshme të automjeteve, ky model motori u përdor në VAZ 21079, i cili ishte një makinë shërbimi, shpesh një makinë policie.

Dhe seria më masive e makinave me një motor rrotullues me djegie të brendshme konsiderohet të jetë Mazda RX (Rotor-eXperiment), e cila u prodhua deri në mesin e vitit 2012, megjithëse makinat e lëshuara ende nuk janë shitur plotësisht.

Dizajni i motorit rrotullues

Elementi i lëvizshëm i këtij dizajni është montuar në bosht dhe është i lidhur me një ingranazh, i cili është i lidhur me statorin dhe formon të ashtuquajturin "ingranazh të palëvizshëm". Diametri i statorit është shumë më i vogël në madhësi se diametri i rotorit që rrotullohet rreth shtyllës së bashku me rrotën e dhëmbëzuar.

Rotori ka një formë trekëndore dhe lëviz përgjatë sipërfaqes së cilindrit. Në procesin e lëvizjes, ai mbyll në mënyrë alternative vëllimet e dhomave me ndihmën e vulave të vendosura në majat e rotorit. Gjatë funksionimit të strukturës, nuk kërkohet shpërndarje e veçantë e gazit.
1 dhe 2 - pjesë të sistemit të marrjes së motorit; 3 - pjesa e pasme e trupit të motorit; 4 dhe 6 - cilindra (strehim i rotorit); 5 - pjesa e mesme e trupit të motorit; 7 - pjesa e përparme e trupit të motorit; 8 - trupi i mbytjes; 9 dhe 11 - ingranazhe të palëvizshme (të palëvizshme) në fllanxha; 10 - një rotor me një buzë ingranazhi të brendshëm, i montuar; 12 - bosht i çuditshëm i rotorëve; 13 - kolektori i shkarkimit të marrjes. Për shkak të veprimit të presionit të gazit dhe forcave centrifugale, pllakat, të cilat veprojnë si vulë, shtypen në sipërfaqen e brendshme të pajisjes dhe si rezultat, dhoma mbyllet.

Si rezultat, skema doli të ishte shumë më e thjeshtë dhe më kompakte se pajisjet e pistonit, duke përfshirë mungesën e hapësirës së kaviljes, shufrave lidhës dhe një bosht me gunga. Më shpesh, në prodhimin e një strukture, raporti i rrezes së ingranazhit me rrotën e ingranazhit është 2: 3.

Parimi i funksionimit

Një motor rrotullues nuk reciprokohet si një motor konvencional me piston. Parimi i funksionimit bazohet në rrotullimin e pistonit. Nuk ka pika zbehje në funksion, si një pajisje pistoni, domethënë funksionon më mirë, pa impulse.

RPD përdor presionin e tepërt që ndodh gjatë djegies së një përzierjeje të karburantit dhe ajrit. Pistoni drejtohet nga një shufër lidhëse dhe një bosht me gunga. Presioni lind në dhomat, të cilat formohen nga vetë struktura e cilindrit dhe trupi i rotorit, i cili vepron si pistoni.
Trajektorja e rotorit është e ngjashme me vijën e një spirografi. Kur majat e elementit shtytës bien në kontakt me muret e vetë motorit me djegie të brendshme, krijohen dhoma me djegie të papërshkueshme.

Rotori rrotullues lejon proceset e mëposhtme:

• marrja e përzierjes ajër-karburant;
• ngjeshja e tij;
• ndezje;
• shter shter.

Kur ajri hyn në dhomë, karburanti injektohet në të njëjtën kohë. Kur rotori rrotullohet në këtë dhomë, përzierja kompresohet. Duke rrotulluar, rotori lëviz dhomën me përzierjen në kandelat, pas së cilës karburanti ndizet dhe zgjerohet.

Në këndin tjetër, përzierja del nga tubi i shkarkimit dhe procesi përsëritet. Ky proces pune nuk është i ndryshëm nga funksionimi i një motori me djegie të brendshme me piston me katër goditje.

Video: si funksionon një motor rrotullues

Pro dhe kundra

Përparësitë e një motori rrotullues përfshijnë:

• mungesa e ngarkesave të impulseve pulsuese;
• Efikasiteti i një motori të tillë është 40%, në krahasim me 20% për një motor me djegie të brendshme pistoni;
• fuqia e tij është shumë më e lartë, për më tepër, ajo funksionon shumë më e qetë, gjë që lejon përdorimin e karburantit me një numër oktan të ulët;
• është bërë nga shumë më pak metal, që do të thotë se është më i lehtë;
• dizajni përmban më pak njësi dhe asamble.

Të metat:

1. Mbyllja e dhomës së djegies dhe e marrjes-shterjes.
2. Për zhvillim nevojiten llogaritje të sakta, sepse gjatë fërkimit metali zgjerohet si pasojë e ngrohjes. Llogaritjet e sakta ju lejojnë të ruani kompresimin dhe efikasitetin.
3. Gjatë funksionimit, një motor i tillë ka një tendencë të mbinxehet, kjo është arsyeja pse është inferior ndaj një motori me djegie të brendshme pistoni.
4. Për shkak të dizajnit të vetë pajisjes, zonat e ngrohjes shpërndahen në mënyrë të pabarabartë, pasi temperatura në dhomën e djegies është më e lartë se në dhomën e marrjes-shkarjes. Rrjedhimisht, cilindri gjithashtu nxehet në mënyrë të pabarabartë. Për të eliminuar një defekt të tillë të projektimit, është e nevojshme të përdoren materiale të ndryshme gjatë prodhimit të cilindrit.
5. Rezistenca ndaj konsumit e këtij lloji është shumë më e ulët se ajo e një motori me djegie të brendshme pistoni, pasi motori rrotullues funksionon me shpejtësi të lartë.
6. Për shkak të rrotullimeve të larta, konsumi i karburantit dhe vajit është rritur ndjeshëm.
7. Meqenëse gjatë funksionimit të një motori rrotullues me djegie të brendshme, karburanti nuk ka kohë të digjet plotësisht, gazrat e shkarkimit janë më toksikë se ato të një motori pistoni.
8. Kur përdorni një motor rrotullues, duhet të ndryshoni rregullisht vajin dhe të monitoroni nga afër zbatimin e kësaj procedure.

E rëndësishme! Në makinat me një motor të tillë, është e nevojshmegjalpë ndërroni çdo 5000 km. Nëse zëvendësimi nuk kryhet në kohën e duhur, atëherë probabiliteti i prishjeve rritet ndjeshëm, gjë që kërkon riparime të shtrenjta.

Për shembull, shpesh instalohet në makina që janë në gara. Megjithë të metat e konsiderueshme, ky motor ka gjithashtu avantazhe të padyshimta, prandaj ende konsiderohet një alternativë serioze për një motor me djegie të brendshme pistoni.

Dallimi kryesor midis strukturës së brendshme dhe parimit të funksionimit të një motori rrotullues nga një motor me djegie të brendshme është mungesa e plotë e aktivitetit motorik, ndërsa është e mundur të arrihen shpejtësi të larta të motorit. Një motor rrotullues, ose ndryshe një motor Wankel, ka një sërë avantazhesh të tjera, dhe ne do t'i shqyrtojmë ato në mënyrë më të detajuar.

Parimi i përgjithshëm i një motori rrotullues

RPD është i mbështjellë në një shtresë ovale për vendosjen optimale të rotorit në formë trekëndore. Një tipar dallues i rotorit në mungesë të shufrave dhe boshteve lidhëse, gjë që thjeshton shumë dizajnin. Në thelb, pjesët kryesore të rrugës lidhëse janë rotori dhe statori. Funksioni kryesor i motorit në këtë lloj motori kryhet për shkak të lëvizjes së rotorit të vendosur brenda trupit, i cili është i ngjashëm me një ovale.

Parimi i funksionimit bazohet në lëvizjen me shpejtësi të lartë të rotorit në një rreth, si rezultat, krijohen zgavra për fillimin e pajisjes.

Pse motorët rrotullues nuk janë të kërkuar?

Paradoksi i një motori rrotullues është se, me gjithë thjeshtësinë e tij të dizajnit, ai nuk është aq i kërkuar sa një motor me djegie të brendshme, i cili ka karakteristika shumë komplekse të projektimit dhe vështirësi në kryerjen e punëve të riparimit.

Sigurisht, motori rrotullues nuk është pa të meta, përndryshe do të kishte gjetur aplikim të gjerë në industrinë moderne të automobilave dhe ndoshta nuk do të kishim mësuar për ekzistencën e një motori me djegie të brendshme, sepse motori rrotullues ishte projektuar shumë më herët. Pra, pse e ndërlikojmë kaq shumë dizajnin, le të përpiqemi ta kuptojmë.

Mangësitë e dukshme të motorit rrotullues mund të konsiderohen mungesa e vulosjes së besueshme në dhomën e djegies. Kjo shpjegohet lehtësisht nga tiparet e projektimit dhe kushtet e funksionimit të motorit. Në rrjedhën e fërkimit intensiv të rotorit me muret e cilindrit, ndodh një ngrohje e pabarabartë e strehimit dhe, si rezultat, metali i kutisë zgjerohet nga ngrohja vetëm pjesërisht, gjë që çon në shkelje të theksuara të vulosjes së strehimit.

Për të përmirësuar vetitë e ngushtësisë, veçanërisht në kushtet e një ndryshimi të theksuar të temperaturës midis dhomës dhe sistemit të marrjes ose shkarkimit, vetë cilindri është bërë nga metale të ndryshme dhe vendoset në pjesë të ndryshme të cilindrit për të përmirësuar ngushtësinë.

Për të ndezur motorin, përdoren vetëm dy qirinj, kjo është për shkak të veçorive të projektimit të motorit, të cilat e lejojnë atë të prodhojë 20% më shumë efikasitet, në krahasim me një motor me djegie të brendshme, për të njëjtën periudhë kohore.

Motori rrotullues Zheltyshev - parimi i funksionimit:

Përparësitë e motorit rrotullues

Me dimensionet e tij të vogla, ai është i aftë të zhvillojë shpejtësi të lartë, por ka një minus të madh në këtë nuancë. Megjithë dimensionet e tij të vogla, është motori rrotullues ai që konsumon një sasi të madhe karburanti, por jeta e shërbimit të motorit është vetëm 65,000 km. Pra, një motor prej vetëm 1.3 litrash konsumon deri në 20 litra. karburant për 100 km. Ndoshta kjo ishte arsyeja kryesore e mungesës së popullaritetit të këtij lloji të motorëve për konsum masiv.

Çmimi i benzinës në çdo kohë konsiderohet një problem urgjent i njerëzimit, duke qenë se rezervat botërore të naftës ndodhen në Lindjen e Mesme, në një zonë konfliktesh të vazhdueshme ushtarake, çmimet e benzinës mbeten mjaft të larta dhe në të ardhmen e afërt nuk ka tendencat për rënien e tyre. Kjo çon në kërkimin e zgjidhjeve për konsumin minimal të burimeve jo në kurriz të energjisë, që është argumenti kryesor në favor të motorit me djegie të brendshme.

E gjithë kjo së bashku ka përcaktuar pozicionin e motorëve rrotullues si një opsion i përshtatshëm për makinat sportive. Sidoqoftë, prodhuesi i famshëm botëror i makinave Mazda vazhdoi punën e shpikësit Wankel. Inxhinierët japonezë gjithmonë përpiqen të përfitojnë maksimumin nga modelet e padeklaruara duke modernizuar dhe aplikuar teknologji inovative, gjë që u lejon atyre të mbajnë një pozicion udhëheqës në tregun global të automobilave.

Parimi i funksionimit të motorit rrotullues Akhriev në video:

Modeli i ri Mazda, i pajisur me motor rrotullues, është po aq i fuqishëm sa modelet e avancuara gjermane, duke prodhuar deri në 350 kuaj fuqi. Në të njëjtën kohë, konsumi i karburantit ishte pakrahasueshëm i lartë. Inxhinierëve të projektimit të Mazda duhej të reduktonin fuqinë në 200 kuaj fuqi, gjë që bëri të mundur normalizimin e konsumit të karburantit, por madhësia kompakte e motorit bëri të mundur pajisjen e makinës me avantazhe shtesë dhe konkurrencën me modelet evropiane të makinave.

Motorët rrotullues nuk kanë zënë rrënjë në vendin tonë. Ka pasur tentativa për instalimin e tyre në transportin e shërbimeve të specializuara, por ky projekt nuk është financuar në masën e duhur. Prandaj, të gjitha zhvillimet e suksesshme në këtë drejtim i përkasin inxhinierëve japonezë nga kompania Mazda, e cila synon të tregojë një model të ri makine me një motor të përmirësuar në të ardhmen e afërt.

Si funksionon motori rrotullues Wankel në video

Parimi i funksionimit të një motori rrotullues

RPD funksionon duke rrotulluar rotorin, kështu që fuqia transferohet në kutinë e marsheve përmes tufës. Momenti i transformimit konsiston në transferimin e energjisë së karburantit në rrota për shkak të rrotullimit të rotorit të bërë prej çeliku të aliazhuar.

Mekanizmi i funksionimit të një motori pistoni rrotullues:

• kompresimi i karburantit;
• injeksion karburanti;
• pasurimi me oksigjen;
• djegia e përzierjes;
• çlirimi i produkteve të djegies së karburantit.

Si funksionon një motor rrotullues tregohet në video:

Rotori është i fiksuar në një pajisje të veçantë; kur rrotullohet, formon zgavra të pavarura nga njëra-tjetra. Dhoma e parë është e mbushur me një përzierje ajër-karburant. Në të ardhmen, ajo përzihet plotësisht.

Më pas përzierja kalon në një dhomë tjetër, ku ndodh ngjeshja dhe ndezja, falë pranisë së dy qirinjve. Më pas, përzierja kalon në dhomën tjetër, pjesë të karburantit të përpunuar zhvendosen prej saj, të cilat largohen nga sistemi.

Kështu zhvillohet një cikël i plotë i funksionimit të një motori me piston rrotullues, bazuar në tre cikle funksionimi në vetëm një rrotullim të rotorit. Ishin zhvilluesit japonezë që arritën të modernizojnë ndjeshëm motorin rrotullues dhe të instalojnë tre rotorë në të menjëherë, gjë që rrit ndjeshëm fuqinë.

Parimi i funksionimit të motorit rrotullues Zuev:

Sot, motori i përmirësuar me dy rotorë është i krahasueshëm me një motor me djegie të brendshme me gjashtë cilindra, dhe motori me tre rotorë nuk është inferior në fuqi ndaj një motori me djegie të brendshme me 12 cilindra.

Mos harroni për madhësinë kompakte të motorit dhe thjeshtësinë e pajisjes, e cila lejon, nëse është e nevojshme, të kryeni riparime ose zëvendësim të plotë të njësive kryesore motorike. Kështu, inxhinierët e kompanisë Mazda arritën t'i japin një jetë të dytë kësaj pajisjeje të thjeshtë dhe produktive.

Siç e dini, shumica dërrmuese e makinave moderne janë të pajisura me motorë me djegie të brendshme ose motorë me djegie të brendshme. Thelbi i punës së tyre konsiston në shndërrimin e energjisë së gjeneruar gjatë djegies së përzierjes së karburantit në rrotullimin e boshtit, nga i cili, me ndihmën e një lëvizjeje mekanike, lëvizja transmetohet në rrotat e automjetit. Shumica dërrmuese e makinave tani përdorin motorë me djegie të brendshme, të rregulluar sipas një skeme pistoni. Por, ekziston një lloj tjetër i motorëve me djegie të brendshme, përkatësisht motorët rrotullues. Ne do të flasim për këtë lloj motori në këtë artikull.

Historia e motorëve rrotullues filloi në 1957, kur modeli i parë i punës i një njësie të tillë energjie u demonstrua nga inxhinierët gjermanë Felix Wankel dhe Walter Freude. Në fillim, shumë nga prodhuesit kryesorë të makinave në botë (në veçanti, Mercedes-Benz, General Motors, Citroen) ishin shumë seriozisht të interesuar për risinë, por në fund, vetëm Mazda japoneze vendosi të zotërojë prodhimin e motorëve rrotullues në masë të madhe. seri dhe të mos i braktisësh për një kohë shumë të gjatë.

Nga rruga, edhe VAZ vendas për disa vite prodhoi botime të kufizuara të "Zhiguli" me njësi të energjisë rrotulluese. Ato nuk u furnizoheshin blerësve "të zakonshëm", por këto makina u dërguan në flotën e automjeteve të KGB-së dhe, në sasi shumë të vogla, në Ministrinë e Punëve të Brendshme të BRSS.

Parimi i funksionimit të një motori rrotullues, si dhe një motori pistoni konvencional, bazohet në shndërrimin e energjisë së djegies në energji rrotulluese, por ky shndërrim kryhet në një mënyrë paksa të ndryshme. Në një motor rrotullues, lëvizja rrotulluese kryhet drejtpërdrejt nga elementi kryesor i tij i punës - rotori. Ky është ndryshimi më i rëndësishëm midis një motori rrotullues me djegie të brendshme dhe një motori me djegie të brendshme pistoni, në të cilin elementët kryesorë të punës lëvizës janë pistonët, të cilët nuk rrotullohen, por reciprocohen.

Kështu, në motorët rrotullues, për shkak të dizajnit të tyre, mekanizmat e fiksimit, të cilët janë mjaft kompleks në dizajnin e tyre dhe kërkojnë mirëmbajtje periodike, përjashtohen plotësisht, duke e kthyer lëvizjen reciproke në lëvizje rrotulluese të boshtit të gungës.

Ashtu si në një motor pistoni, një motor rrotullues përdor presionin e gazrave të formuar si rezultat i djegies së përzierjes karburant-ajër. Megjithatë, ajo nuk lind në cilindra, por në dhomën, e cila formohet nga ajo pjesë e strehimit që mbyllet nga ana e rotorit trekëndor brenda tij. Është ai që përdoret në vend të pistonëve.

Rrotullimi i rotorit nën ndikimin e këtij presioni ndodh përgjatë një trajektoreje shumë të ngjashme me një vijë të tërhequr nga një spirografi. Për shkak të kësaj, të tre kulmet e rotorit trekëndor, në kontakt me muret e brendshme të strehës së motorit, formojnë dhoma me djegie të mbyllura. Ndërsa rotori rrotullohet, secili prej këtyre tre vëllimeve zgjerohet dhe tkurret në mënyrë alternative. Kjo mënyrë e funksionimit të një motori rrotullues me djegie të brendshme siguron zbatimin e proceseve të tilla si:

• Marrja e përzierjes karburant-ajër;
• Kompresim;
• Punë e dobishme;
• Dalja e shkarkimit.

Kështu, një motor rrotullues, ashtu si një motor standard pistoni në një makinë moderne, është një motor me katër goditje.

Sistemi i ndezjes dhe sistemi i injektimit të karburantit në motorët rrotullues janë të ngjashëm me ato të përdorura në motorët me pistoni, por struktura e këtyre motorëve me djegie të brendshme është krejtësisht e ndryshme. Elementet kryesore strukturore të një motori rrotullues janë:

• Rotor;
• Stator (banim);
• Boshti i daljes.

Siç u përmend më lart, rotori ndodhet brenda statorit (strehës) dhe ka tre anët konveks. Secila prej tyre, në fakt, luan rolin e një pistoni dhe ka një depresion të nevojshëm për të rritur shpejtësinë e rrotullimit. Në secilën anë të rotorit ka dy unaza metalike që formojnë dhomat e djegies të nevojshme për funksionimin e këtij ICE.

Një komponent i rëndësishëm i rotorit është një rrotë dhëmbësh e vendosur në qendër të tij dhe e bashkuar me një ingranazh të bashkangjitur në strehim. Falë këtij konjugimi është vendosur trajektorja dhe drejtimi i kërkuar përgjatë të cilit rotori rrotullohet në strehë.

Trupi i një motori rrotullues me djegie të brendshme ka një formë ovale, e cila është projektuar dhe zbatuar në mënyrë të tillë që të tre majat e rotorit të jenë gjithmonë në kontakt me muret e tij të brendshme. Kjo është e nevojshme në mënyrë që në çdo kohë të ketë tre vëllime gazi të izoluara plotësisht nga njëri-tjetri brenda kësaj njësie energjie. Për më tepër, ka porte të marrjes dhe shkarkimit në trup, dhe ato nuk kanë valvula: porta e marrjes është e lidhur drejtpërdrejt me mbytjen, dhe porta e shkarkimit është e lidhur drejtpërdrejt me sistemin e shkarkimit.

Boshti i daljes së një motori rrotullues nuk është aspak si boshti me gunga i një motori me djegie të brendshme pistoni. Është e çuditshme, domethënë, me disa zhvendosje në lidhje me boshtin qendror, ndodhen projeksione të veçanta. Secila prej tyre është e lidhur me një rotor të veçantë (nga rruga, nuk ka një, por disa prej tyre në një motor rrotullues). Kur rrotullohet, secili prej rotorëve shtyn kamerën "e tij", si rezultat i së cilës shfaqet një çift rrotullues në bosht.

Duhet të theksohet se të gjithë motorët rrotullues janë mbledhur në shtresa. Më të përdorurat me dy rotorë kanë pesë, dhe të gjithë mbahen në vend me bulona të instaluara në një rreth. Motorët rrotullues ftohen me një ftohës që rrjedh nëpër të gjitha pjesët e strukturës. Kushinetat dhe vulat për boshtin e daljes janë të vendosura në dy shtresat e jashtme. Ata gjithashtu ndajnë pjesët e trupit, në të cilat ndodhen vetë rotorët. Portat e hyrjes janë të vendosura në pjesën qendrore, dhe portat e daljes janë në secilën nga pjesët më të jashtme.

Avantazhet dhe disavantazhet e motorëve rrotullues

Përparësitë kryesore të motorëve rrotullues ndaj motorëve me piston janë:

• Më pak pjesë lëvizëse
• Funksionim më i qetë;
• Besueshmëri më e lartë.

Në një motor me dy rotorë, vetëm boshti i daljes dhe të dy rotorët lëvizin, ndërsa edhe në motorin më të thjeshtë me djegie të brendshme me piston, ka të paktën dyzet pjesë lëvizëse. Prandaj, besueshmëria e njësisë së fuqisë rrotulluese është dukshëm më e lartë.

Në motorët rrotullues, të gjitha pjesët lëvizëse rrotullohen vetëm në një drejtim, gjë që redukton ndjeshëm dridhjet. Për amortizimin efektiv të atyre që lindin, përdoren kundërpesha. Duhet gjithashtu të theksohet se rrotullimi i rotorit në një motor rrotullues është vetëm një e treta e shpejtësisë së rrotullimit të boshtit. Ai gjithashtu ka një efekt pozitiv në besueshmërinë e motorit.

Motorët rrotullues kanë gjithashtu disa disavantazhe të rëndësishme. Ndoshta kryesorja është se, në krahasim me ICE-të e pistonit, ato konsumojnë dukshëm më shumë karburant. Në të njëjtën kohë, kostot e prodhimit të tyre janë shumë më të larta, prandaj, ato sot nuk prodhohen në seri të mëdha.

Video mbi temën

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

HUAJ NDËR 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, dhe për këtë arsye me më pak humbje.

Ekzistojnë dy versione të motorit të aspiruar me benzinë ​​13B-MSP 1.3 litra me dy rotorë (seksione) - fuqia standarde (192 kf) dhe e detyruar (231 kf). Strukturisht, ky është një sanduiç me pesë trupa, të cilët formojnë dy dhoma të mbyllura. Në to, nën veprimin e energjisë së djegies së gazeve, rrotullohen rotorët, të fiksuar në një bosht të çuditshëm (i ngjashëm me një bosht me gunga). Kjo lëvizje është shumë e ndërlikuar. Çdo rotor jo vetëm që rrotullohet, por rrotullohet në ingranazhin e tij të brendshëm rreth një ingranazhi të palëvizshëm të fiksuar në qendër të njërit prej mureve anësore të dhomës. Boshti i çuditshëm kalon nëpër të gjitha kutitë e sanduiçit dhe ingranazhet e palëvizshme. Rotori lëviz në atë mënyrë që për çdo rrotullim të ketë tre kthesa të boshtit ekscentrik.

Në një motor rrotullues, të njëjtat cikle kryhen si në një njësi pistoni me katër goditje: marrja, kompresimi, goditja e punës 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 (trupat) - dhe nga vetë rotori, i cili, duke rrotulluar, hap dhe mbyll "dritaret".

Parimi i funksionimit të një motori rrotullues tregohet në diagram. Për hir të thjeshtësisë, është dhënë një shembull i një motori me një seksion - i dyti funksionon njësoj. Secila anë e rotorit formon zgavrën e saj të punës me muret e trupave. Në pozicionin 1, vëllimi i zgavrës është minimal, dhe kjo korrespondon me fillimin e goditjes së marrjes. Ndërsa rotori rrotullohet, ai hap portat e hyrjes dhe përzierja ajër-karburant thithet në dhomë (pozicionet 2–4). Në pozicionin 5, zgavra e punës ka një vëllim maksimal. Rotori më pas mbyll portat e marrjes 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 portat e daljes dhe shtyn gazrat e shkarkimit. Pastaj cikli fillon përsëri.

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

Për sa i përket raportit të numrit të goditjeve të punës për rrotullim të boshtit të daljes, 13B-MSP me dy seksione është i ngjashëm me motorin e zakonshëm të pistonit me katër cilindra. Por në të njëjtën kohë, nga një vëllim pune prej 1.3 litrash, ai prodhon pothuajse të njëjtën fuqi dhe çift rrotullues si një pistoni me 2.6 litra! Sekreti është se motori i rotorit ka disa herë më pak masa lëvizëse - vetëm rotorët dhe boshti i çuditshëm rrotullohen, dhe madje edhe atëherë në një drejtim. Në rastin e një pistoni, një pjesë e punës së dobishme shpenzohet në lëvizjen e mekanizmit kompleks të kohës dhe lëvizjen vertikale të pistonëve, i cili vazhdimisht ndryshon drejtimin e tij. Një tipar tjetër i motorit rrotullues është rezistenca e tij më e lartë ndaj shpërthimit. Kjo është arsyeja pse është më premtuese për të punuar në 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 drejtim të kundërt me lëvizjen e pistonit, gjë që shkakton pasoja katastrofike.

Motori Wankel: NUK ËSHTË I LEHTË

Megjithëse motori rrotullues ka më pak elementë se motori i pistonit, ai përdor zgjidhje dhe teknologji më të sofistikuara të projektimit. Por midis tyre mund të hiqen paralele.

Zonat e rotorit (statorët) janë bërë duke përdorur teknologjinë e futjes së fletëve: një nënshtresë e veçantë çeliku futet në shtresën e aliazhit të aluminit. Kjo e bën konstruksionin të lehtë dhe të qëndrueshëm. Mbështetja e çelikut është e kromuar me brazda mikroskopike 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.

Shtresat anësore janë bërë prej gize speciale. Secili ka porte hyrëse dhe dalëse. Dhe në ekstrem (para dhe pas) ingranazhet e palëvizshme janë të fiksuara. Për motorët e gjeneratave të mëparshme, këto dritare ishin në stator. Kjo do të thotë, në modelin e ri, madhësia dhe numri i tyre u rritën. 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. Strehimet anësore të çiftuara me rotorë për sa i përket funksionalitetit mund të krahasohen me mekanizmin e kohës së një motori pistoni.

Rotori është në thelb i njëjti piston dhe shufra lidhëse në të njëjtën kohë. E bërë nga gize speciale, e zbrazët, e lehtë sa më shumë që të jetë e mundur. Në secilën anë ka një dhomë djegieje në formë hendeku dhe, natyrisht, vula. Një kushinetë rotori 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 unaza kompresimi dhe një kruese vaji), atëherë rotori ka disa herë më shumë elementë të tillë. Kështu, majat (vulat e majave të rotorit) veprojnë si unazat e 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 - një vulë kryesore dhe një qoshe. Ata janë të shtypur kundër murit të statorit nga një forcë sustë dhe centrifugale. Vulat anësore dhe qoshe veprojnë si unazat e dyta të kompresimit. Ato sigurojnë kontakt të papërshkueshëm nga gazi midis rotorit dhe kafazeve anësore. Ashtu si majat, ato shtypen në muret e trupave nga sustat e tyre. Vulat anësore janë metal të sinterizuar (ato mbajnë ngarkesën kryesore), dhe vulat e qosheve janë prej gize speciale. Dhe pastaj ka vula izoluese. Ato parandalojnë që disa nga gazrat e shkarkimit të rrjedhin në portat e marrjes përmes hendekut midis rotorit dhe mbulesës anësore. Në të dy anët e rotorit ka edhe një lloj unazash 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 fakt, ato duken si grykë ftohjeje pistoni). Të tjerët janë ndërtuar në statorë - një palë për secilin. Grykat janë të kënduara dhe të drejtuara drejt mureve të veshjeve anësore - për lubrifikimin më të mirë të zorrëve 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 gjenerojnë një sasi të madhe depozitash karboni gjatë djegies, të cilat mund të çojnë në trokitje, ndezje të gabuar dhe humbje të kompresimit.

Sistemi i karburantit është mjaft i drejtpërdrejtë - me përjashtim të numrit dhe vendndodhjes së injektorëve. Dy - përpara portave të marrjes (një për rotor), i njëjti numër - në kolektorin e marrjes. Ka edhe dy hundë të tjera në kolektorin e motorit të detyruar.

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

NË PRAKTIKË

Jeta e shërbimit të motorit 13B-MSP është afërsisht 100,000 km. Mjaft e çuditshme, ajo 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 përpara konsumimit natyror, ato do të përfundojnë nga shpërthimi dhe zhvillimi i kushinetave të boshtit të çuditshëm dhe rotorëve. Për më tepër, vetëm vulat fundore (kulmet) vuajnë, dhe ato anësore konsumohen jashtëzakonisht rrallë.

Shpërthimi deformon majat dhe vendet e tyre në rotor. Si rezultat, përveç reduktimit të ngjeshjes, qoshet e vulosjes 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 nevojshme, dhe së dyti, thjesht nuk ka pjesë rezervë për madhësinë e rritur. Rotorët nuk mund të riparohen nëse brazda për majë janë dëmtuar. Si zakonisht, rrënja e telasheve është karburanti. Benzina e ndershme e 98-të nuk është aq e lehtë për t'u gjetur.

Kushinetat kryesore të boshtit të çuditshëm konsumohen më shpejt. Me sa duket, për shkak të faktit se rrotullohet tre herë më shpejt se rotorët. Si rezultat, rotorët zhvendosen 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 copëtojnë sipërfaqen e statorit. Kjo fatkeqësi nuk mund të parashikohet në asnjë mënyrë - ndryshe nga një motor pistoni, një rrotullues praktikisht nuk troket edhe kur rreshtat janë të konsumuar.

Në motorët me supermbushje të detyruar, ka raste kur, për shkak të një përzierjeje shumë të dobët, kulmi mbinxehet. Pranvera nën të e përkul atë - si rezultat, ngjeshja bie ndjeshëm.

Dobësia e dytë është ngrohja e pabarabartë e rastit. Pjesa e sipërme (ku ndodhin goditjet e marrjes dhe kompresimit) 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 depozita karboni gjatë djegies. Ajo ndërtohet në majë dhe redukton ngjeshjen. Ju duhet të përdorni vaj mineral - ai digjet pothuajse pa lënë gjurmë. Shërbimet rekomandojnë ndryshimin e tij çdo 5000 km.

Grykat e vajit në stator dështojnë kryesisht për shkak të papastërtisë që hyn 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 mund të shpëlahen.

Problemet me ndezjen e motorit në të ftohtë, veçanërisht në dimër, shkaktohen nga humbja e kompresimit për shkak të konsumimit të majave dhe shfaqjes së depozitave në elektrodat e kandelave për shkak të benzinës me cilësi të ulët.

Ka qirinj të mjaftueshëm për një mesatare prej 15,000–20,000 km.

Në kundërshtim me besimin popullor, prodhuesi rekomandon fikjen e motorit si zakonisht, dhe jo me shpejtësi mesatare. "Ekspertët" janë të sigurt se kur ndezja fiket në modalitetin e funksionimit, i gjithë karburanti i mbetur digjet dhe kjo lehtëson fillimin e mëvonshëm të ftohtë. Sipas ushtarakëve, nuk ka kuptim nga truket e tilla. Por të paktën një ngrohje e vogël para fillimit të lëvizjes do të jetë vërtet e dobishme për motorin. Vaji i ngrohtë (të paktën 50º) do të konsumohet më pak.

Me një zgjidhje me cilësi të lartë të problemeve të një motori rrotullues dhe riparime të mëvonshme, ai niset edhe 100,000 km të tjera. Më shpesh, statorët dhe të gjitha vulat e rotorit duhet të zëvendësohen - 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.

TESTI I DUHURËSISË Mazda RX-8

Në vitin 1991, një Mazda-787V me një motor rrotullues fitoi garën 24 orë të Le Mans. Kjo ishte fitorja e parë dhe e vetme për një makinë me një motor të tillë. Nga rruga, tani jo të gjithë motorët e pistonit mbijetojnë në vijën e finishit në garat e qëndrueshmërisë së gjatë.