Pyörivä moottori: toimintaperiaate, ominaisuudet

2024 Kirjoittaja: Erin Ralphs | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-02-19 15:15

Moottori on minkä tahansa ajoneuvon perusta. Ilman sitä auton liikkuminen on mahdotonta. Tällä hetkellä yleisimpiä ovat mäntäpolttomoottorit. Jos puhumme useimmista maastohiihtoautoista, nämä ovat rivin nelisylinterisiä polttomoottoreita. On kuitenkin autoja, joissa on tällaisia moottoreita, joissa klassinen mäntä puuttuu periaatteessa. Näillä moottoreilla on täysin erilainen laite ja toimintaperiaate. Niitä kutsutaan pyöriviksi polttomoottoreiksi. Mitä nämä yksiköt ovat, mitkä ovat niiden ominaisuudet, edut ja haitat? Harkitse asiaa tämän päivän artikkelissamme.

Ominaisuus

Pyörivä moottori on yksi termisten polttomoottoreiden tyypeistä. Ensimmäistä kertaa tällainen moottori kehitettiin kaukaisella 1800-luvulla. Nykyään Mazda RX-8:ssa ja joissakin muissa urheiluautoissa käytetään pyörivää moottoria. Tällaisella moottorilla on keskeinen ominaisuus - siinä ei ole edestakaisin liikkuvia liikkeitä, kuten perinteisessä polttomoottorissa.

Tässä kierto suoritetaanerityinen kolmioroottori. Hän on erikoisrakennuksessa. Samanlaista järjestelmää harjoitti viime vuosisadan 50-luvulla saksalainen yritys NSU. Tällaisen polttomoottorin kirjoittaja oli Felix Wankel. Hänen mallinsa mukaan valmistetaan kaikki nykyaikaiset pyörivät moottorit (Mazda RX ei ole poikkeus).

Laite

Voimayksikön suunnittelu sisältää:

• Tapaus.
• Lähtöakseli.
• Roottori.

Kotelo itsessään on päätyökammio. Pyörivässä moottorissa se on soikea. Tällainen polttokammion epätavallinen rakenne johtuu kolmikulmaisen roottorin käytöstä. Joten kun se joutuu kosketuksiin seinien kanssa, muodostuu eristettyjä suljettuja ääriviivoja. Juuri niissä suoritetaan polttomoottorin työjaksot. Tämä on:

• Tuo.
• Compression.
• Sytytys ja työisku.
• Julkaise.

Pyörivän polttomoottorin ominaisuuksien joukossa on syytä huomata klassisten imu- ja pakoventtiilien puuttuminen. Sen sijaan käytetään erityisiä reikiä. Ne sijaitsevat polttokammion sivuilla. Nämä reiät on liitetty suoraan pakojärjestelmään ja sähköjärjestelmään.

Roottori

Tämän tyyppisen voimalaitoksen suunnittelun perusta on roottori. Se suorittaa mäntien tehtävää tässä moottorissa. Roottori on kuitenkin yksi kopio, kun taas mäntiä voi olla kolmesta kahteentoista tai enemmän. Tämän elementin muoto muistuttaa kolmiota, jossa on pyöristetyt reunat.

Tällaisia reunoja tarvitaanpalotilan ilmatiiviimpään ja laadukkaampaan tiivistykseen. Tämä varmistaa polttoaineseoksen oikean palamisen. Erikoislevyt sijaitsevat kasvojen yläosassa ja sen sivuilla. Ne toimivat puristusrenkaina. Roottori sisältää myös hampaat. Ne pyörittävät käyttölaitetta, joka myös käyttää lähtöakselia. Puhumme jälkimmäisen nimittämisestä alla.

Val

Pyörivässä mäntämoottorissa ei sellaisenaan ole kampiakselia. Sen sijaan käytetään lähtöelementtiä. Suhteessa sen keskustaan on erityisiä ulkonemia (nokkia). Ne sijaitsevat epäsymmetrisesti. Roottorin vääntömomentti, joka välittyy nokkaan, saa akselin pyörimään akselinsa ympäri. Tämä luo energiaa, jota tarvitaan vetojen ja pyörien liikuttamiseen autossa.

Beats

Mikä on pyörivän moottorin toimintaperiaate? Toimintaalgoritmi on erilainen huolimatta samanlaisista sykleistä mäntämoottorin kanssa. Joten syklin alku tapahtuu, kun yksi roottorin päistä kulkee polttomoottorin kotelon tulokanavan läpi. Tällä hetkellä kammioon imetään tyhjiön vaikutuksesta palava seos. Kun roottori pyörii edelleen, seoksen puristusisku tapahtuu. Tämä tapahtuu, kun toinen pää ohittaa sisääntulon. Seoksen paine kasvaa vähitellen. Lopulta se syttyy. Mutta se ei syty puristusvoimasta, vaan sytytystulpan kipinästä. Tämän jälkeen roottorin iskun työjakso alkaa.

Koska tällaisen moottorin palotila on muodoltaan soikea, suunnittelussa on suositeltavaa käyttää kahta kynttilää. Tämän avulla voit sytyttää seoksen nopeasti. Näin liekin etuosa leviää tasaisemmin. Muuten, kahta kynttilää polttokammiota kohden voidaan käyttää myös perinteisessä mäntäpolttomoottorissa (tämä malli on erittäin harvinainen). Pyörivälle moottorille tämä on kuitenkin välttämätöntä.

Sytytyksen jälkeen kammioon muodostuu korkea kaasunpaine. Voima on niin suuri, että se mahdollistaa roottorin pyörimisen epäkeskon päällä. Tämä edistää vääntömomentin muodostumista ulostuloakselilla. Kun roottorin yläosa lähestyy poistoaukkoa, kaasujen energian voima ja paine vähenevät. Ne ryntäävät spontaanisti ulostulokanavaan. Kun kamera on täysin vapaa niistä, uusi prosessi alkaa. Pyörivä moottori käynnistyy uudelleen imutahdilla, puristuksella, sytytyksellä ja sitten tehotahdilla.

Voitelujärjestelmästä ja ravinnosta

Tässä laitteessa ei ole eroja polttoaineen syöttöjärjestelmässä. Se käyttää myös uppopumppua, joka toimittaa paineen alaista bensiiniä säiliöstä. Mutta voitelujärjestelmällä on omat ominaisuutensa. Joten moottorin hankausosien öljy syötetään suoraan polttokammioon. Voitelua varten on erityinen reikä. Mutta herää kysymys: minne öljy sitten menee, jos se tulee polttokammioon? Tässä toimintaperiaate on samanlainen kuin kaksitahtisessa moottorissa. Rasva tulee kammioon ja palaa bensiinin mukana. Tätä toimintamallia käytetään jokaisessa pyörivässä siipimoottorissa, mukaan lukien mäntämoottorit. Voitelujärjestelmän erityisrakenteen vuoksi tällaiset moottorit eivät voi vastata nykyaikaisiaympäristömääräyksiä. Tämä on yksi useista syistä, miksi pyöriviä moottoreita ei käytetä kaupallisesti VAZ:issa ja muissa automalleissa. Huomioimme kuitenkin ensin RPD:n edut.

Ammattilaiset

Tällaisilla moottoreilla on monia etuja. Ensinnäkin tällä moottorilla on pieni paino ja koko. Näin voit säästää tilaa moottoritilassa ja sijoittaa polttomoottorin mihin tahansa autoon. Myös alhainen paino edistää auton oikeampaa painonjakoa. Loppujen lopuksi suurin osa klassisilla polttomoottoreilla varustettujen autojen massasta on keskittynyt korin etuosaan.

Toiseksi pyörivän mäntämoottorin tehotiheys on suuri. Klassisiin moottoreihin verrattuna tämä luku on puolitoista tai kaksi kertaa suurempi. Pyörivässä moottorissa on myös leveämpi vääntömomenttihylly. Sitä on saatavana melkein tyhjäkäynnillä, kun taas tavanomaisia polttomoottoreita on pyöritettävä neljästä viiteen tuhatta. Muuten, pyörivällä moottorilla on paljon helpompi saavuttaa suuri nopeus. Tämä on toinen plus.

Kolmanneksi, tällaisella moottorilla on yksinkertaisempi rakenne. Ei ole venttiileitä, ei jousia, ei kampimekanismia kokonaisuudessaan. Samaan aikaan ei ole tavallista kaasunjakelujärjestelmää hihnalla ja nokka-akselilla. KShM:n puuttuminen helpottaa pyörivän polttomoottorin kierroksia. Tällainen moottori pyörii jopa kahdeksasta kymmeneen tuhatta sekunnin murto-osassa. No, toinen plussa on vähemmän räjähdys alttius.

Haittoja

Nyt puhutaan haitoista, jotka johtuvat pyörivän käytöstämoottoreita rajoitettiin. Ensimmäinen miinus on korkeat vaatimukset öljyn laadulle. Vaikka moottori toimii kuin kaksitahti, et voi täyttää halpaa "kivennäisvettä" täällä. Voimayksikön osat ja mekanismit altistuvat merkittäville kuormituksille, joten resurssien säästämiseksi tarvitaan tiheä öljykalvo hankausparien väliin. Muuten, öljynvaihtoaikataulu on kuusituhatta kilometriä.

Seuraava haitta liittyy roottorin tiivistyselementtien nopeaan kulumiseen. Tämä johtuu pienestä kontaktipaikasta. Tiivistyselementtien kulumisesta johtuen muodostuu suuri paine-ero. Tällä on negatiivinen vaikutus pyörivän moottorin suorituskykyyn ja öljynkulutukseen (ja siten myös ympäristönsuojeluun).

Puutteita luetellen kannattaa mainita polttoaineen kulutus. Sylinterimäntämoottoriin verrattuna pyörivällä moottorilla ei ole polttoainetehokkuutta etenkään keskisuurilla ja pienillä nopeuksilla. Näyttävä esimerkki tästä on Mazda RX-8. 1,3 litran tilavuudella tämä moottori kuluttaa vähintään 15 litraa bensiiniä sataa kohden. On huomattava, että suurin polttoainetehokkuus saavutetaan korkeilla roottorin nopeuksilla.

Myös pyörivät moottorit ovat alttiita ylikuumenemiselle. Tämä johtuu polttokammion erityisestä linssimäisestä muodosta. Se ei poista lämpöä hyvin pallomaiseen verrattuna (kuten tavanomaisissa polttomoottoreissa), joten käytön aikana on aina valvottava lämpötila-anturia. Ylikuumenemisen yhteydessä roottori vääntyy. Työskenneltäessä se muodostaa merkittäviä naarmuja. Tämän seurauksena moottoriresurssi lähenee loppuaan.

Huolimatta yksinkertaisesta rakenteesta ja kampimekanismin puutteesta, tätä moottoria on vaikea korjata. Tällaiset moottorit ovat erittäin harvinaisia ja harvoilla käsityöläisistä on kokemusta niistä. Siksi monet autopalvelut kieltäytyvät "suuremmasta" tällaisia moottoreita. Ja roottoreiden kanssa tekemisissä olevat pyytävät tästä upeita summia. Sinun on maksettava tai asennettava uusi moottori. Mutta tämä ei ole tae suurista resursseista. Tällaiset moottorit hoitavat enintään 100 tuhatta kilometriä (jopa kohtuullisella toiminnalla ja oikea-aikaisella huollolla). Ja Mazda RX-8 -moottorit eivät olleet poikkeus.

VAZ-kiertomoottori

Kaikki tietävät, että japanilainen valmistaja Mazda käytti tällaisia moottoreita heidän vuosinaan. Kuitenkin harvat tietävät tosiasian, että RPD:tä käytettiin myös Neuvostoliitossa VAZ Classicissa. Tällainen moottori kehitettiin erityispalveluministeriön tilauksesta. VAZ-21079, joka oli varustettu tällaisella moottorilla, oli analogi kuuluisalle mustalle "Volga-catch-upille" kahdeksansylinterisellä moottorilla.

VAZ:n pyörivän mäntämoottorin kehittäminen aloitettiin 70-luvun puolivälissä. Tehtävä ei ollut helppo - luoda pyörivä moottori, joka ylittäisi perinteisen mäntäpolttomoottorin kaikilta osin. Samaran ilmailuyritysten asiantuntijat suorittivat uuden voimayksikön kehittämisen. Kokoonpano- ja suunnittelutoimiston päällikkönä oli Boris Sidorovitš Pospelov.

Voimayksiköiden kehitys eteni samanaikaisesti ulkomaisten mallien pyörivien moottoreiden tutkimuksen kanssa. Ensimmäiset kopiot eivät eronneet korkeasta suorituskyvystä, eivätkä ne menneet sarjaan. Muutamaa vuotta myöhemmin klassisen VAZ:n RPD:stä luotiin useita muunnelmia. VAZ-311-moottori tunnustettiin niistä parhaaksi. Tällä moottorilla oli samat geometriset parametrit kuin japanilaisella 1ZV-moottorilla. Yksikön suurin teho oli 70 hevosvoimaa. Suunnittelun epätäydellisyydestä huolimatta johto päätti vapauttaa ensimmäisen teollisen erän RPD:itä, jotka asennettiin virallisiin VAZ-2101-ajoneuvoihin. Pian kuitenkin havaittiin paljon puutteita: moottori aiheutti valitusaallon, puhkesi skandaali ja suunnittelutoimiston työntekijöiden määrä väheni merkittävästi. Toistuvien vikojen vuoksi ensimmäinen pyörivä VAZ-311-moottori lopetettiin.

Mutta Neuvostoliiton RPD:n tarina ei päättynyt siihen. 80-luvulla insinöörit onnistuivat vielä luomaan pyörivän moottorin, joka ylitti merkittävästi mäntäpolttomoottorin ominaisuudet. Joten se oli VAZ-4132 pyörivä moottori. Yksikkö kehitti 120 hevosvoiman tehoa. Tämä antoi VAZ-2105:lle erinomaisen dynaamisen suorituskyvyn. Tällä moottorilla auto kiihtyi satoihin 9 sekunnissa. Ja "kiinnioton" maksiminopeus oli 180 kilometriä tunnissa. Tärkeimmistä eduista on syytä mainita moottorin suuri vääntömomentti, joka on saatavilla koko kierroslukualueella, ja suuri litrateho, joka saavutettiin ilman lisätehoa.

90-luvulla AvtoVAZ alkoi kehittää uutta pyörivää moottoria, joka oli tarkoitus asentaa "yhdeksään". Eli vuonna 1994m vuonna syntyi uusi voimayksikkö VAZ-415. Moottorin työtilavuus oli 1300 kuutiosenttimetriä ja kaksi polttokammiota. kunkin puristussuhde oli 9,4 Tämä voimalaitos pystyy pyörimään jopa kymmenentuhatta kierrosta. Samaan aikaan moottori erottui alhaisesta polttoaineenkulutuksesta. Keskimäärin yksikkö kulutti 13-14 litraa sataa kohti yhdistetyssä syklissä (tämä on hyvä indikaattori vanhalle pyörivälle polttomoottorille nykystandardien mukaan). Samaan aikaan moottori erottui alhaisesta omapainosta. Ilman kiinnikkeitä hän painoi vain 113 kiloa.

VAZ-415-moottorin öljynkulutus on 0,6 prosenttia polttoaineen ominaiskulutuksesta. Polttomoottorin resurssi ennen huoltoa on 125 tuhatta kilometriä. "Yhdeksään" asennettu moottori osoitti hyviä dynaamisia ominaisuuksia. Joten kiihtyvyys satoihin kesti vain yhdeksän sekuntia. Ja suurin nopeus on 190 kilometriä tunnissa. Siellä oli myös kokeellisia näytteitä VAZ-2108:sta pyörivällä moottorilla. Kevyemmän painonsa ansiosta pyörivä "kahdeksan" kiihtyi satoihin vain kahdeksassa sekunnissa. Ja maksiminopeus testien aikana oli 200 kilometriä tunnissa. Nämä moottorit eivät kuitenkaan koskaan tulleet sarjaan. Et löydä niitä myöskään jälkimarkkinoilta ja purkutöistä.

Yhteenveto

Joten, saimme selville, mikä pyörivä moottori on. Kuten näette, tämä on erittäin mielenkiintoinen kehitys, jonka tarkoituksena on saavuttaa maksimaalinen tehokkuus ja teho. Suunnittelunsa vuoksi roottorimekanismit kuitenkin kuluivat nopeasti. Tämä vaikutti moottorin resursseihin. JopaJapanilainen RPD on enintään satatuhatta kilometriä. Lisäksi näillä moottoreilla on korkeat vaatimukset voiteluaineille, eivätkä ne voi täyttää nykyaikaisia ympäristöstandardeja. Siksi kiertomäntäpolttomoottoreista ei ole tullut erityisen suosittuja autoteollisuudessa.