Wankel-enjin - die toestel en beginsel van werking van die RPD-motor

Dwarsdeur die geskiedenis van die motorbedryf was daar baie gevorderde oplossings, die ontwerp van komponente en samestellings het verander. Meer as 30 jaar gelede is daar met aktiewe pogings begin om die suier-enjin na die kant te skuif, wat die voordeel van die Wankel-suier-enjin gegee het. Weens baie omstandighede het roterende motors egter nie hul lewensreg gekry nie. Lees hieronder oor al hierdie dinge.

Beginsel van werking

Die rotor het 'n driehoekige vorm, aan elke kant het hy 'n konvekse vorm wat as 'n suier dien. Elke kant van die rotor het spesiale uitsparings wat meer ruimte bied vir die brandstof-lugmengsel, wat die enjinsnelheid verhoog. Die bokant van die rande is toegerus met 'n klein afdichtingspaneel wat die uitvoering van elke maat vergemaklik. Die rotor is aan beide kante toegerus met seëlringe wat die muur van die kamers vorm. Die middel van die rotor is met tande toegerus, waarmee die meganisme draai.

Die werksbeginsel van die Wankel-enjin verskil heeltemal van die klassieke, maar hulle word verenig deur een enkele proses wat bestaan ​​uit 4 slag (inlaat-kompressie-werkende slag-uitlaat). Die brandstof gaan die eerste gevormde kamer binne, word in die tweede saamgepers, dan draai die rotor en die saamgeperste mengsel word deur die vonkprop aan die brand gesteek, nadat die werkende mengsel die rotor gedraai het en uitgaan na die uitlaatspruitstuk. Die belangrikste onderskeidingsbeginsel is dat die werkkamer in 'n roterende suiermotor nie staties is nie, maar gevorm word deur die beweging van die rotor.

toestel

Voordat u die toestel verstaan, moet u die hoofkomponente van 'n roterende suiermotor ken. Die Wankel-enjin bestaan ​​uit:

• statorbehuising;
• rotor;
• 'n stel ratte;
• eksentrieke skag;
• vonkproppe (ontbrand en na verbranding).

'N Roterende motor is 'n binnebrandenheid. In hierdie motor vind al 4 siklusse volledig plaas, maar vir elke fase is daar 'n eie kamer wat deur die rotor gevorm word deur rotasiebeweging. 

As die aansitter aangeskakel is, draai die aansitter die vliegwiel en die enjin begin. Deur te draai, dra die rotor deur die ratkroon die wringkrag na die eksentrieke as (dit is 'n nokas vir 'n suiermotor). 

Die resultaat van die werk van die Wankel-enjin moet die vorming van druk van die werksmengsel wees, wat die rotasiebewegings van die rotor dwing om telkens weer te herhaal en die wringkrag na die transmissie oor te dra. 

In hierdie motor vervang silinders, suiers, krukas met verbindingsstawe die hele statorhuis met 'n rotor. Hierdeur is die volume van die enjin aansienlik verminder, terwyl die krag baie keer hoër is as dié van die klassieke motor met 'n krukmeganisme, met dieselfde volume. Hierdie ontwerp het 'n hoë ratkas, ook as gevolg van lae wrywingsverliese.

Terloops, die enjinsnelheid van die enjin kan 7000 rpm oorskry, terwyl die Mazda Wankel-enjins (vir sportkompetisies) 10000 rpm oorskry. 

Design

Een van die belangrikste voordele van hierdie eenheid is sy kompaktheid en ligter gewig in vergelyking met klassieke enjins van gelyke grootte. Die uitleg laat jou toe om die swaartepunt aansienlik te verminder, en dit beïnvloed die stabiliteit en skerpte van beheer gunstig. Klein vliegtuie, sportmotors en motorvoertuie het hierdie voordeel gebruik en gebruik steeds. 

Story

Die geskiedenis van die oorsprong en verspreiding van die Wankel-enjin sal u in staat stel om beter te verstaan ​​waarom dit die beste enjin op sy tyd was en waarom dit vandag verlaat is.

Vroeë ontwikkelinge

In 1951 het die Duitse maatskappy NSU Motorenwerke twee enjins ontwikkel: die eerste - deur Felix Wankel, onder die naam DKM, en die tweede - Hans Paschke se KKM (gebaseer op die ontwikkeling van Wankel). 

Die basis van die werk van die Wankel-eenheid was die afsonderlike rotasie van die liggaam en die rotor, waardeur die bedryfsomwentelings 17000 per minuut bereik het. Die ongemak was dat die enjin gedemonteer moes word om die vonkproppe te vervang. Maar die KKM-enjin het 'n vaste bak en sy ontwerp was baie eenvoudiger as die hoof prototipe.

Lisensies uitgereik

In 1960 onderteken NSU Motorenwerke 'n ooreenkoms met die Amerikaanse vervaardigingsonderneming Curtiss-Wright Corporation. Die kontrak was dat Duitse ingenieurs moes fokus op die ontwikkeling van klein roterende suier-enjins vir ligte voertuie, terwyl die Amerikaanse Curtis-Wright besig was met die ontwikkeling van vliegtuigenjins. Die Duitse meganiese ingenieur Max Bentele is ook as ontwerper aangestel. 

Die oorgrote meerderheid wêreldwye motorvervaardigers, waaronder Citroen, Porsche, Ford, Nissan, GM, Mazda en vele ander. In 1959 stel die Amerikaanse onderneming 'n verbeterde weergawe van die Wankel-enjin bekend, en 'n jaar later wys die Britse Rolls Royce sy tweestap-dieselmotor.

Intussen het sommige Europese motorvervaardigers probeer om motors met nuwe enjins toe te rus, maar nie almal het hul aansoek gevind nie: GM het geweier, Citroen was vasbeslote om 'n enjin met teen-suiers vir vliegtuie te ontwikkel, en Mercedes-Benz het 'n roterende suier-enjin geïnstalleer in die eksperimentele C 111 -model. 

In 1961, in die Sowjetunie, het NAMI, saam met ander navorsingsinstitute, begin met die ontwikkeling van die Wankel-enjin. Baie opsies is ontwerp, een van hulle het die toepassing in die VAZ-2105-motor vir die KGB gevind. Die presiese aantal saamgestelde motors is onbekend, maar dit oorskry nie enkele dosyne nie. 

Terloops, jare later het net die motormaatskappy Mazda werklik 'n gebruik vir 'n roterende suierenjin gevind. ’n Treffende voorbeeld hiervan is die RX-8-model.

Motorfietsontwikkelings

In Brittanje het die motorfietsvervaardiger Norton Motorcycles die Sachs-lugverkoelde roterende suier-enjin vir motorvoertuie ontwikkel. U kan meer leer oor die ontwikkeling deur die Hercules W-2000-motorfiets te lees.

Suzuki staan ​​nie eenkant nie en stel ook sy eie motorfiets vry. Die ingenieurs het die ontwerp van die motor egter noukeurig uitgewerk, 'n ferrolegering gebruik, wat die betroubaarheid en lewensduur van die eenheid aansienlik verhoog het.

Ontwikkelings vir motors

Nadat hulle 'n navorsingskontrak tussen Mazda en NSU onderteken het, het die ondernemings begin meeding om die kampioenskap in die vervaardiging van die eerste motor met 'n Wankel -eenheid. As gevolg hiervan het NSU in 1964 sy eerste motor, die NSU Spider, in reaksie hierop aangebied, en Mazda het 'n prototipe van 2- en 4-rotor-enjins aangebied. Na 3 jaar het NSU Motorenwerke die Ro 80 -model vrygestel, maar baie negatiewe resensies ontvang weens talle mislukkings teen die agtergrond van 'n onvolmaakte ontwerp. Hierdie probleem is eers in 1972 opgelos en die onderneming na 7 jaar is deur Audi opgeneem, en die Wankel -enjins was reeds berug.

Die Japanse vervaardiger Mazda het aangekondig dat hul ingenieurs die probleem van die verseëling van die bokant opgelos het (vir die digtheid tussen die kamers). Hulle het nie net motors in sportmotors nie, maar ook in handelsvoertuie begin gebruik. Terloops, die eienaars van Mazda-motors met 'n draai-enjin het opgemerk dat die motor baie goed reageer en elasties is.

Mazda het later die massiewe bekendstelling van die gevorderde enjin laat vaar en dit slegs op die RX-7 en RX-8-modelle geïnstalleer. Vir die RX-8 is die Renesis-enjin ontwerp, wat op baie maniere verbeter is, naamlik:

• verplaasde uitlaatgate om die afblaas te verbeter, wat die krag aansienlik verhoog het;
• het keramiekonderdele bygevoeg om termiese vervorming te voorkom;
• deurdagte elektroniese enjinbestuurstelsel;
• die teenwoordigheid van twee vonkproppe (hoof- en na-verbranding);
• om 'n wateromslag by te voeg om koolstofneerslae by die uitlaat uit te skakel.

As gevolg hiervan is 'n kompakte enjin met 'n volume van 1.3 liter en 'n kraglewering van ongeveer 231 pk verkry.

Voordele

Die belangrikste voordele van 'n roterende suier enjin:

1. Die lae gewig en afmetings, wat die basis van die voertuigontwerp direk beïnvloed. Hierdie faktor is belangrik by die ontwerp van 'n sportmotor met 'n lae swaartepunt.
2. Minder besonderhede. Dit stel u nie net in staat om die onderhoudskoste van die motor te verlaag nie, maar ook om die kragverliese vir beweging of rotasie van verwante onderdele te verminder. Hierdie faktor het die hoë doeltreffendheid direk beïnvloed.
3. Met dieselfde volume as 'n klassieke suier-enjin, is die krag van 'n roterende suier-enjin 2-3 keer hoër.
4. Soepelheid en elastisiteit van werk, afwesigheid van tasbare vibrasies, omdat daar geen heen en weer bewegings van die hoofeenhede is nie.
5. Die enjin kan aangedryf word deur petrol met lae oktaan.
6. Die wye snelheid van die werksnelheid laat die transmissie toe met korter ratte, wat uiters gerieflik is vir stedelike omstandighede.
7. Die wringkrag "rak" word voorsien vir ⅔ van die siklus, en nie vir die kwart nie, soos in die Otto-enjin.
8. Die enjinolie is feitlik nie besmet nie, die afvoerinterval is baie keer wyer. Hier is die olie nie onderworpe aan verbranding nie, soos in suiermotors, vind hierdie proses deur die ringe plaas.
9. Daar is geen ontploffing nie.

Terloops, dit is bewys dat selfs al is hierdie enjin op die rand van 'n hulpbron, baie olie verbruik, teen lae kompressie werk, sal die krag daarvan effens afneem. Dit was hierdie waardigheid wat my omkoop vir die installering van 'n roterende suiermotor op vliegtuie.

Tesame met die indrukwekkende voordele, is daar ook nadele wat verhoed het dat die gevorderde draai-suiermotor die massa bereik.

 Beperkings

1. Die verbrandingsproses is nie doeltreffend nie, waardeur brandstofverbruik toeneem en toksisiteitstandaarde verswak. Die probleem word gedeeltelik opgelos deur die teenwoordigheid van 'n tweede vonkprop wat die werkmengsel uitbrand.
2. Hoë olieverbruik. Die nadeel is te wyte aan die feit dat Wankel-enjins buitensporig gesmeer is, en dat olie soms op sekere plekke kan uitbrand. Daar is 'n oormaat olie in die verbrandingsones wat koolstof opbou. Hulle het probeer om hierdie probleem te hanteer deur 'hitte' pype te installeer wat die hitte-oordrag verbeter en die olietemperatuur regdeur die enjin vergelyk.
3. Probleme met herstelwerk. Nie alle spesialiste is gereed om die herstel van 'n Wankel-enjin professioneel aan te pak nie. Struktureel is die eenheid nie meer ingewikkeld as 'n klassieke motor nie, maar daar is baie nuanses waarvan die motor nie gehoorsaam kan word nie. Hierby voeg ons die hoë koste van herstelwerk by.
4. Lae hulpbron. Vir Mazda RX-8-eienaars beteken 'n kilometerstand van 80 km dat dit tyd is om 'n groot opknapwerk te doen. Ongelukkig moet sulke kompaktheid en hoë doeltreffendheid betaal word met duur en ingewikkelde herstelwerk elke 000-80 duisend kilometer.

Vrae en antwoorde:

Wat is die verskil tussen 'n roterende enjin en 'n suierenjin? Daar is geen suiers in ’n roterende motor nie, wat beteken dat heen-en-weer bewegings nie gebruik word om die binnebrandenjinas te laat draai nie – die rotor draai dadelik daarin.

Wat is 'n roterende enjin in 'n motor? Dit is 'n termiese eenheid (dit werk as gevolg van die verbranding van 'n lug-brandstofmengsel), net dit gebruik 'n roterende rotor, waarop die as vasgemaak is, wat na die ratkas gaan.

Hoekom is 'n roterende enjin so sleg? Die grootste nadeel van 'n roterende motor is 'n baie klein werkende hulpbron as gevolg van die vinnige slytasie van die seëls tussen die verbrandingskamers van die eenheid (die bedryfshoek verander voortdurend en konstante temperatuur daal).