Ötlet forgó motor túl csábító: amikor a versenytárs nagyon távol áll az ideálistól, úgy tűnik, hamarosan túllépünk a hiányosságokon, és nem motort kapunk, hanem magát a tökéletességet... A Mazda egészen 2012-ig fogva volt ezeknek az illúzióknak, amikor is megszűnt. a legújabb modell forgómotorral - RX-8.
A forgómotor létrehozásának története
A forgómotor (RPE) második neve Wankel (a dízelmotor egyfajta analógja). Felix Wankelnek tulajdonítják ma a feltaláló babérjait forgódugattyús motorés még egy megható történetet is elmesélnek arról, hogyan sétált Wankel a célja felé, ugyanakkor Hitler is az övé felé.
Valójában minden egy kicsit más volt: egy tehetséges mérnök, Felix Wankel valóban dolgozott egy új fejlesztésén egyszerű motor belső égés, de ez más motor volt, a rotorok együttes forgása alapján.
A háború után Wankelt a főként motorkerékpár-gyártással foglalkozó német NSU cég beszervezte a forgómotor megalkotásán dolgozó egyik munkacsoportba Walter Freude vezetésével.
Wankel hozzájárulása a forgószelep-tömítések kiterjedt kutatása volt. Az alapvető tervezési és mérnöki koncepció Freudé. Bár Wankelnek szabadalma volt a kettős forgásra.
Az első motornak forgókamrája és álló rotorja volt. A tervezés kényelmetlensége az elrendezés megváltoztatásának ötletéhez vezetett.
Az első forgó rotoros motor 1958 közepén kezdte meg működését. Alig különbözött a mai leszármazottaitól - csakhogy a gyertyákat a testre kellett húzni.
Hamarosan a cég bejelentette, hogy sikerült egy új és nagyon ígéretes motort létrehoznia. Csaknem száz autógyártó cég vásárolt engedélyt ennek a motornak a gyártására. Az engedélyek harmada Japánban kötött ki.
RPD a Szovjetunióban
És itt szovjet Únió Egyáltalán nem vettem engedélyt. Saját forgómotorunk fejlesztése azzal kezdődött, hogy a német Ro-80-as autót, amelynek gyártását az NSU 1967-ben kezdte meg, behozták az Unióba és szétszedték.
Hét évvel ezt követően a VAZ üzemben megjelent egy tervezőiroda, amely kizárólag forgódugattyús motorokat fejlesztett ki. Munkája révén 1976-ban megjelent a VAZ-311 motor. De az első palacsinta darabosnak bizonyult, és még hat évig finomították.
Az első szovjet sorozatgyártású autó forgómotorral - ez az 1982-ben bemutatott VAZ-21018. Sajnos már a kísérleti tételben az összes autó motorja meghibásodott. Még egy évig dolgoztak rajta, majd megjelentek a VAZ-411 és a VAZ 413, amelyeket a Szovjetunió biztonsági erői fogadtak el. Ott nem különösebben aggódtak az üzemanyag-fogyasztás és a motor rövid élettartama miatt, de gyors, erős, de nem feltűnő autókra volt szükségük, amelyek lépést tudnak tartani egy külföldi autóval.
RPD Nyugaton
Nyugaton a forgómotor nem produkált fellendülést, az USA-ban és Európában történő fejlesztése véget vetett az 1973-as üzemanyagválságnak, amikor megugrott a benzin ára, és az autóvásárlók elkezdték kérni a gazdaságos üzemanyag-fogyasztású modellek árát. .
Tekintettel arra, hogy a forgómotor száz kilométerenként akár 20 liter benzint is fogyasztott, a válság alatti értékesítése a határra esett.
Az egyetlen keleti ország, amely nem veszítette el hitét, Japán volt. De még ott is a gyártók gyorsan elvesztették érdeklődésüket a motor iránt, amely nem akart fejlődni. És végül egy kitartó ónkatona maradt - a Mazda cég. A Szovjetunióban az üzemanyagválság nem volt érezhető. Az RPD-vel szerelt járművek gyártása az Unió összeomlása után is folytatódott. A VAZ csak 2004-ben hagyta abba az RPD-n való munkát. A Mazda csak 2012-ben jött létre.
A forgómotor jellemzői
A kialakítás egy háromszög alakú rotoron alapul, amelynek mindegyik lapja domború (). A forgórész bolygószerűen forog egy központi tengely – az állórész – körül. A háromszög csúcsai egy összetett görbét írnak le, amelyet epitrochoidnak neveznek. Ennek a görbének az alakja határozza meg a kapszula alakját, amelyen belül a rotor forog.
A forgómotornak ugyanaz a négyütemű ciklusa, mint versenytársának, a dugattyús motornak.
A forgórész szélei és a kapszula falai között kamrák vannak kialakítva, alakjuk változó félhold alakú, ami néhány jelentős tervezési hibát okoz. A kamrák egymástól való elkülönítésére tömítéseket használnak - radiális és véglemezeket.
Ha összehasonlítunk egy forgó belső égésű motort egy dugattyús motorral, akkor az első dolog, ami felkelti a figyelmet, az, hogy a rotor egy fordulata során háromszor fordul elő a teljesítménylöket, és a kimenő tengely háromszor gyorsabban forog, mint maga a rotor.
U Az RPD-ben hiányzik a gázelosztó rendszer, ami nagyban leegyszerűsíti a kialakítását. És magas teljesítménysűrűség az egység kis méretével és súlyával főtengely hiánya miatt, hajtókarok és egyéb kamerák közötti interfészek.
A forgómotorok előnyei és hátrányai
Előnyök
A forgómotorban az a jó sokkal kevesebb részből áll versenytársánál - 35-40 százalékkal.
Két azonos teljesítményű motor - forgó és dugattyús - nagymértékben különbözik egymástól. Dugattyú kétszer akkora.
Rotációs motor nem tapasztal nagy terhelést Magassebesség még akkor is, ha alacsony fokozatban 100 km/h-nál nagyobb sebességre gyorsítja az autót.
A forgómotoros autó könnyebben egyensúlyozható, ami növeli a gép stabilitásátúton.
Még a legkönnyebb járművek sem szenvednek vibrációt, mert Az RPD sokkal kevésbé rezeg, mint a dugattyú. Ez az RPD nagyobb egyensúlyának köszönhető.
Hibák
Az autósok ezt a forgómotor fő hátrányának neveznék kis erőforrás, ami kialakításának egyenes következménye. A tömítések rendkívül gyorsan elhasználódnak, mivel munkaszögük folyamatosan változik.
A motor tapasztal hőmérséklet változásai minden ütést, ami szintén hozzájárul az anyag kopásához. Ehhez jön még a dörzsölő felületekre nehezedő nyomás, amit csak úgy lehet kezelni, hogy közvetlenül az elosztóba fecskendeznek olajat.
Tömítések kopása szivárgást okoz a túl nagy nyomáskülönbségű kamrák között. Emiatt A motor hatékonysága esések, és a környezeti károk megnövekednek.
Félhold A kamrák alakja nem járul hozzá az üzemanyag teljes elégetéséhez, illetve a forgórész forgási sebessége és a rövid munkalökethossz az oka annak, hogy a még túl forró, nem teljesen elégett gázokat kinyomják a kipufogóba. A benzin égéstermékei mellett olaj is van jelen, ami együttesen nagyon mérgezővé teszi a kipufogót. Dugattyú - kevésbé károsítja a környezetet.
Túlzott étvágy Benzinmotorról már volt szó, de akár 1 liter olajat is fogyaszt 1000 km-enként. Sőt, ha egyszer megfeledkezik az olajról, nagyjavításokba kerülhet, ha nem motorcserével.
Magas ár - amiatt, hogy a motor gyártásához nagy pontosságú berendezésekre és nagyon jó minőségű anyagokra van szükség.
Mint látható, a forgómotornak sok hiányossága van, de a dugattyús motor is tökéletlen, így a verseny nem állt meg közöttük olyan sokáig. Örökre vége? Az idő megmutatja.
Elmondjuk, hogyan működik és működik egy forgómotor.
„A legtöbben a hengerekre és a dugattyúkra, a gázelosztó rendszerre és a forgattyús mechanizmusra asszociálnak. Ennek az az oka, hogy az autók túlnyomó többsége a klasszikus és legnépszerűbb motortípussal - dugattyús - van felszerelve.
Ma a Wankel forgódugattyús motorról fogunk beszélni, amely kiemelkedő műszaki jellemzőkkel rendelkezik, és egy időben új kilátásokat kellett volna nyitnia az autóiparban, de nem tudta elfoglalni az őt megillető helyet, és nem terjedt el.
A teremtés története
A legelső forgó típusú hőmotor az aeolipile. Az első században alkotta meg és írta le Alexandriai Heron görög gépészmérnök.
Az eolipile kialakítása meglehetősen egyszerű: a szimmetria középpontján átmenő tengelyen egy forgó bronzgömb található. A munkaközegként használt vízgőz a golyó közepén egymással szemben, a rögzítési tengelyre merőlegesen elhelyezett két fúvókán áramlik ki. 
Az ókor forgómotorjainak tulajdoníthatók az elemek erejét energiaként hasznosító víz- és szélmalmok mechanizmusai is.
A forgómotorok osztályozása
Munkakamra forgó belső égésű motor hermetikusan zárható, vagy állandó kapcsolatban állhat a légkörrel, amikor a rotor járókerék lapátjai elválasztják a környezettől. A gázturbinák ezen az elven épülnek fel.
A zárt égésterű forgódugattyús motorok között a szakértők több csoportot is megkülönböztetnek. Az elválasztás történhet a következők szerint: tömítőelemek megléte vagy hiánya, az égéstér üzemmódja szerint (szakaszos-pulzáló vagy folyamatos), a munkatest forgási típusa szerint.
Érdemes megjegyezni, hogy a legtöbb leírt szerkezetnek nincs működő mintája, és papíron léteznek.
I. Yu orosz mérnök osztályozta őket. Isaev, aki maga is egy tökéletes forgómotor megalkotásával van elfoglalva. Oroszországból, Amerikából és más országokból származó szabadalmakat elemzett, összesen több mint 600-at.
Forgó belső égésű motor, oda-vissza mozgással
Az ilyen motorokban a forgórész nem forog, hanem oda-vissza ívlengést hajt végre. A forgórész és az állórész lapátjai álló helyzetben vannak, és közöttük tágulási és kompressziós löketek lépnek fel. 
Pulzáló-forgó, egyirányú mozgással
A motorházban két forgó rotor található, a lapátjaik között a közeledés pillanatában kompresszió, az eltávolítás pillanatában pedig kitágulás következik be. Tekintettel arra, hogy a pengék forgása egyenetlenül megy végbe, komplex beállító mechanizmus kidolgozására van szükség. 
Tömítő csappantyúkkal és oda-vissza mozgatható mozdulatokkal
A sémát sikeresen használják pneumatikus motorokban, ahol a forgás miatt történik sűrített levegő, a magas nyomás és a hőmérséklet miatt nem vert gyökeret a belső égésű motorokban. 
Tömítésekkel és oda-vissza testmozgással
A séma hasonló az előzőhöz, csak a tömítőszárnyak nem a forgórészen, hanem a motorházon találhatók. A hátrányok ugyanazok: nem lehet biztosítani a ház lapátjainak megfelelő tömítettségét a rotorral, miközben megtartják mobilitásukat. 
Motorok a munka- és egyéb elemek egyenletes mozgásával
A forgómotorok legígéretesebb és legfejlettebb típusai. Elméletileg a legnagyobb sebességet tudják kifejleszteni és teljesítményt szerezni, de eddig nem sikerült egyetlen működő sémát létrehozni a belső égésű motorokhoz. 
A munkaelem bolygókerekes, forgó mozgásával
Ez utóbbi tartalmazza Felix Wankel mérnök legszélesebb körben ismert forgódugattyús motorját.
Bár van nagy mennyiség egyéb bolygótípusú szerkezetek:
- Umpleby
- Gray & Dremmond
- Marshall
- Spad
- Renault
- Tamás
- Wallinder és Skoog
- Sensand
- Maillar
- Ferro
Wankel története
Felix Heinrich Wankel élete korán árván maradt (a leendő feltaláló édesapja meghalt az első világháborúban), ezért Felix nem tudott pénzt szerezni az egyetemi tanulmányokhoz, dolgozó szakterület A súlyos myopia nem tette lehetővé, hogy megkapjam.
Ez arra késztette Wankelt, hogy önállóan tanulmányozza a műszaki tudományokat, aminek köszönhetően 1924-ben felmerült egy forgó belső égésű kamrával rendelkező forgómotor létrehozásának ötlete. 
1929-ben szabadalmat kapott a találmányra, amely az első lépés volt a híres megalkotása felé RPD Wankel. 1933-ban a feltaláló, aki Hitler ellenfelei sorában találta magát, hat hónapot töltött börtönben. A felszabadulás után a BMW cég érdeklődni kezdett egy forgómotor fejlesztése iránt, és elkezdte finanszírozni a további kutatásokat, és egy landau-i műhelyt jelölt ki a munkára.
A háború után jóvátételül a franciákhoz kerül, maga a feltaláló pedig a hitleri rezsim cinkosaként börtönbe kerül. Felix Heinrich Wankel csak 1951-ben kapott munkát az NSU motorkerékpár-gyártó cégnél, és folytatta kutatásait. 
Ugyanebben az évben kezdett együtt dolgozni az NSU vezető tervezőjével, Walter Freude-dal, aki maga is régóta foglalkozott a versenymotorok forgódugattyús motorjának megalkotásával. 1958-ban a motor első mintája a próbapadon történt. 
Hogyan működik a forgómotor?
Freude és Wankel tervezte tápegység, egy Reuleaux-háromszög alakú rotor. A forgórész planetárisan forog az állórész közepére szerelt fogaskerék – egy álló égéstér – körül. Maga a kamra epitrochoid alakú, amely homályosan hasonlít egy megnyúlt középpontú nyolcasra, és hengerként működik.
Az égéstér belsejében mozogva a rotor változó térfogatú üregeket képez, amelyekben a motor löketei fordulnak elő: szívó, kompresszió, gyújtás és kipufogó. A kamrákat hermetikusan választják el egymástól tömítések - csúcsok, amelyek kopása a forgódugattyús motorok gyenge pontja.
Az üzemanyag-levegő keveréket egyszerre két gyújtógyertya gyújtja meg, mivel az égéstér hosszúkás alakú és nagy térfogatú, ami lelassítja a munkakeverék égési sebességét.
A forgómotornál lassított szöget használnak, nem pedig fejlettet, mint a dugattyús motoroknál. Erre azért van szükség, hogy a gyulladás egy kicsit később történjen, és a robbanás ereje a kívánt irányba nyomja a rotort. 
A Wankel kialakítás lehetővé tette a motor jelentős egyszerűsítését és számos alkatrész eltávolítását. Nem volt többé szükség külön gázelosztó mechanizmusra, a motor tömege és mérete jelentősen csökkent.
Előnyök
Mint korábban említettük, a Wankel forgómotor nem igényel annyi alkatrészt, mint egy dugattyús motor, ezért kisebb méretben, tömegben és teljesítménysűrűségben (a „lovak” száma kilogrammonként).
Nincs forgattyús mechanizmus (a klasszikus változatban), amely lehetővé teszi a súly és a vibrációs terhelés csökkentését. A dugattyúk oda-vissza mozgásának hiánya és a mozgó alkatrészek kis tömege miatt a motor nagyon magas fordulatszámot tud fejleszteni és fenntartani, szinte azonnal reagál a gázpedál megnyomására.
A forgó belső égésű motor a kimenő tengely minden fordulatának háromnegyedénél, míg a dugattyús motor csak egynegyedénél ad teljesítményt.
Hibák
Pontosan azért, mert a Wankel-motornak minden előnye ellenére számos hátránya van, ma már csak a Mazda folytatja a fejlesztését és javítását. Bár a szabadalmat több száz cég vásárolta meg, köztük a Toyota, Alfa Romeo, General Motors, Daimler-Benz, Nissan és mások.
Kis erőforrás
A fő és legjelentősebb hátránya a motor rövid élettartama. Átlagosan ez Oroszország számára 100 ezer kilométer. Európában, az USA-ban és Japánban ez a szám kétszerese az üzemanyag minőségének és a hozzáértő karbantartásnak köszönhetően. 
A legnagyobb terhelést fémlemezek, csúcsok - radiális végtömítések a kamrák között tapasztalják. Ki kell bírniuk magas hőmérsékletű, nyomás és radiális terhelések. Az RX-7-en a csúcsmagasság 8,1 milliméter, kopáskor csere javasolt 6,5-re, az RX-8-on gyárilag 5,3-ra csökkentették, ill. megengedett kopás legfeljebb 4,5 milliméter.
Fontos figyelemmel kísérni a kompressziót, az olaj állapotát és olaj befecskendezők, amelyek kenőanyaggal látják el a motorkamrát. A motorkopás és a közelgő főbb jelei nagyjavítás– alacsony kompresszió, olajfogyasztás és nehéz melegindítás.
Alacsony környezetbarát
Mivel a forgódugattyús motor kenési rendszere magában foglalja az olaj közvetlen befecskendezését az égéstérbe, valamint az üzemanyag tökéletlen égése miatt a kipufogógázok megnövekedett toxicitást mutatnak. Ez megnehezítette az autók amerikai piacon történő értékesítéséhez szükséges környezetvédelmi ellenőrzések áthaladását.
A probléma megoldására a Mazda mérnökei létrehoztak egy termikus reaktort, amely szénhidrogéneket elégetett, mielőtt a légkörbe engedte volna. Először telepítették Mazda autó R100. 
Ahelyett, hogy másokhoz hasonlóan leállította volna a gyártást, a Mazda 1972-ben forgómotoros környezetszennyezés-gátló rendszerrel (REAPS) szerelt járműveket kezdett el árulni.
Magas fogyasztás
Minden forgómotoros autónak magas az üzemanyag-fogyasztása.
A Mazdán kívül volt még Mercedes C-111, Corvette XP-882 Four Rotor (négyszekciós, 4 literes), Citroen M35, de ezek többnyire kísérleti modellek voltak, és a 2010-ben kirobbant olajválság miatt. a 80-as években gyártásukat felfüggesztették.
A forgórész rövid lökethossza és az égéstér félhold alakja nem teszi lehetővé a munkakeverék teljes kiégését. A kipufogónyílás még a teljes égés előtt kinyílik, a gázoknak nincs idejük a teljes nyomást a rotorra átadni. Ezért a hőmérséklet kipufogógázok ezek a motorok olyan magasak.
A hazai RPD története
A 80-as évek elején a Szovjetunió is érdeklődni kezdett a technológia iránt. Igaz, a szabadalmat nem vásárolták meg, és úgy döntöttek, hogy mindent maguktól találnak ki, vagyis lemásolják a Mazda forgómotor működési elvét és kialakítását.
E célból egy tervezőirodát és egy műhelyt hoztak létre sorozatgyártás. 1976-ban az egyrészes VAZ-311 motor első prototípusa 70 lóerővel. Val vel. 50 autóra telepítve. Nagyon rövid idő alatt erőforrást fejlesztettek ki. A REM (forgó-excentrikus mechanizmus) rossz egyensúlya és a csúcsok gyors kopása éreztette magát. 
A fejlesztésben azonban a szakszolgálatok érdeklődtek, amihez dinamikus jellemzők a motorok sokkal fontosabbak voltak, mint az erőforrás. 1982-ben látott napvilágot a VAZ-411 kétszekciós forgómotor, melynek rotorszélessége 70 cm, teljesítménye 120 LE. s., és VAZ-413 80 cm-es és 140 LE-s rotorral. Val vel. Később VAZ-414 motorokat használtak a KGB, a közlekedési rendőrség és a Belügyminisztérium járművek felszerelésére.
1997 óta a VAZ-415 hajtóművet tömegautókra szerelték fel, a Volga pedig háromrészes VAZ-425 RPD-vel jelenik meg. Ma Oroszországban az autók nincsenek felszerelve ilyen motorokkal.
Forgódugattyús motorral szerelt autók listája
| Márka | Modell |
|---|---|
| NSU | Pók |
| Ro80 | |
| Mazda | Cosmo Sport (110S) |
| Familia Rotary Coupe | |
| Parkway Rotary 26 | |
| Capella (RX-2) | |
| Savanna (RX-3) | |
| RX-4 | |
| RX-7 | |
| RX-8 | |
| Eunos Cosmo | |
| Rotary Pickup | |
| Luce R-130 | |
| Mercedes | C-111 |
| XP-882 négy rotor | |
| Citroen | M35 |
| GS Birotor (GZ) | |
| VAZ | 21019 (Arcanum) |
| 2105-09 | |
| GÁZ | 21 |
| 24 | |
| 3102 |
Mazda forgómotorok listája
| típus | Leírás |
|---|---|
| 40A | Első pad példány, a rotor sugara 90 mm |
| L8A | Száraz olajteknő kenőrendszer, forgórész sugara 98 mm, térfogata 792 cc. cm |
| 10A (0810) | Kétrészes, 982 köb. cm, teljesítmény 110 l. o., olaj keverése üzemanyaggal kenéshez, tömeg 102 kg |
| 10A (0813) | 100 l. o., súlynövekedés 122 kg-ig |
| 10A (0866) | 105 l. o., REAPS kibocsátáscsökkentési technológia |
| 13A | Elsőkerék-hajtáshoz R-130, térfogata 1310 cc. cm, 126 l. s., rotor sugara 120 mm |
| 12A | Térfogat 1146 cc. cm, a forgórész anyaga megerősített, az állórész élettartama megnövekedett, a tömítések öntöttvasból készülnek |
| 12A turbó | Félig közvetlen befecskendezéses, 160 l. Val vel. |
| 12B | Egyetlen gyújtáselosztó |
| 13B | A legnépszerűbb motor, térfogata 1308 cc. cm, alacsony szint kibocsátások |
| 13B-RESI | 135 l. o., RESI (Rotary Engine Super Injection) és Bosch L-Jetronic befecskendezés |
| 13B-DEI | 146 l. o., változó szívó, 6PI és DEI rendszerek, befecskendezés 4 injektorral |
| 13B-RE | 235 l. o., nagy HT-15 és kis HT-10 turbinák |
| 13B-REW | 280 l. o., 2 db Hitachi HT-12 turbina sorozatban |
| 13B-MSP Renesis | Környezetbarát és gazdaságos, hidrogénnel üzemelhet |
| 13G/20B | Háromrotoros versenymotorok, 1962 köbcentis. cm, teljesítmény 300 l. Val vel. |
| 13J/R26B | Négy rotoros, autóversenyzésre, térfogata 2622 cc. cm, teljesítmény 700 l. Val vel. |
| 16X (Renesis 2) | 300 l. o., Taiki koncepcióautó |
A forgómotor működtetésének szabályai
- Cserélje ki az olajat 3-5 ezer kilométerenként. Az 1,5 liter/1000 km-es fogyasztás normálisnak tekinthető.
- figyelje az olajbefecskendezők állapotát, átlagos élettartama 50 ezer.
- változás légszűrő minden 20 ezer.
- csak speciális gyújtógyertyákat használjon, erőforrás 30-40 ezer kilométer.
- Töltse fel a tartályt AI-95-nél nem alacsonyabb, de még jobb AI-98-as benzinnel.
- olajcserekor mérje meg a kompressziót. Ehhez egy speciális eszközt használnak, a tömörítésnek 6,5-8 atmoszférán belül kell lennie.
Ha ezeknél az értékeknél alacsonyabb kompresszióval dolgozik, előfordulhat, hogy a szabványos javítókészlet nem elegendő - egy teljes részt, és esetleg az egész motort ki kell cserélni.
A mai nap
Ma a Mazda RX-8 modell sorozatgyártásban van, Renesis motorral (rövidítés Rotary Engine + Genesis) van felszerelve. 
A tervezőknek sikerült felére csökkenteni az olajfogyasztást és 40%-kal az üzemanyag-fogyasztást, és a környezetvédelmi osztályt az Euro-4 szintre hozták. Az 1,3 literes lökettérfogatú motor 250 LE teljesítményt ad. Val vel.
Minden siker ellenére a japánok nem állnak meg itt. Ellentétben a legtöbb szakértő állításával, hogy az RPD-nek nincs jövője, nem hagyják abba a technológia fejlesztését, és nem is olyan régen bemutatták az RX-Vision sportkupé koncepcióját, SkyActive-R forgómotorral. 
A forgómotor olyan belső égésű motor, amelynek kialakítása alapvetően eltér a hagyományos dugattyús motortól.
A dugattyús motorban négy ütemet hajtanak végre ugyanabban a térben (hengerben): szívó, kompresszió, teljesítménylöket és kipufogó. A forgómotor ugyanazokat a löketeket hajtja végre, de mindegyik a kamra különböző részein fordul elő. Ez összehasonlítható azzal, hogy minden lökethez külön henger van, és a dugattyú fokozatosan mozog egyik hengerről a másikra.
A forgómotort Dr. Felix Wankel találta fel és fejlesztette ki, és néha Wankel motornak vagy Wankel forgómotornak is nevezik.
Ebben a cikkben a forgómotor működéséről fogunk beszélni. Először is nézzük meg a működési elvét.
A forgómotor működési elve
A Mazda RX-7 forgómotor forgórésze és háza. Ezek az alkatrészek helyettesítik a dugattyús motorok dugattyúit, hengereit, szelepeit és vezérműtengelyét.
A dugattyús motorokhoz hasonlóan a forgómotor is azt a nyomást használja, amely a levegő-üzemanyag keverék égése során keletkezik. A dugattyús motoroknál ez a nyomás a hengerekben jön létre, és meghajtja a dugattyúkat. Összekötő rudak és főtengely a dugattyú oda-vissza mozgását alakítsa át forgó mozgássá, amivel az autó kerekeit forgathatjuk.
A forgómotornál az égési nyomás a házrész által kialakított, a dugattyúk helyett a háromszög alakú forgórész oldalával lezárt kamrában keletkezik.
A rotor olyan pályán forog, amely egy spirográf által rajzolt vonalhoz hasonlít. Ennek a pályának köszönhetően a forgórész mindhárom csúcsa érintkezik a házzal, három különálló gáztérfogatot képezve. A rotor forog, és ezek a térfogatok felváltva tágulnak és zsugorodnak. Ez biztosítja a levegő-üzemanyag keverék bejutását a motorba, a kompressziót, a hasznos munkát a gáztágulás és a kipufogógáz elengedése során.
Mazda RX-8
A Mazda úttörő szerepet játszott a forgómotoros autók tömeggyártásában. Az 1978-ban árusított RX-7 volt talán a legtöbb sikeres autó forgómotorral. De számos forgómotoros autó, teherautó és még busz is megelőzte, kezdve az 1967-es Cosmo Sporttól. Az RX-7-est azonban 1995 óta nem gyártják, de a forgómotoros ötlet nem halt meg. A Mazda RX-8 egy RENESIS nevű forgómotorral van felszerelve. Ezt a motort 2003 legjobb motorjának választották. Kétrotoros szívómotor, 250 lóerős.
A forgómotor felépítése
A forgómotor gyújtási rendszere és üzemanyag-befecskendezése hasonló a dugattyús motorokhoz. A forgómotor szerkezete alapvetően különbözik a dugattyús motortól. Forgórész
A rotornak három konvex oldala van, amelyek mindegyike dugattyúként működik. A rotor mindkét oldalán van egy mélyedés, ami növeli a forgórész forgási sebességét, így több helyet biztosít a levegő-üzemanyag keverék számára.Mindegyik oldal tetején egy fémlemez található, amely kamrákra osztja a teret. A forgórész mindkét oldalán két fémgyűrű alkotja ezeknek a kamráknak a falát.
A rotor közepén egy belső fogazatú fogaskerék található. A testre szerelt fogaskerékkel párosul. Ez a tengelykapcsoló határozza meg a házban lévő forgórész pályáját és forgásirányát.
Ház (állórész)
A test ovális alakú (pontosabban epitrochoid alakú). A kamra alakja úgy van kialakítva, hogy a forgórész három csúcsa mindig érintkezzen a kamra falával, így három elkülönített gáztérfogat keletkezik. A belső égési folyamatok egyike a test minden részében végbemegy. A toktér négy ütemre van felosztva:
- Bemenet
- Tömörítés
- Erőlöket
- Kiadás
Kimenő tengely
Kimenő tengely (figyelem az excenteres bütykökre)
A kimenő tengely lekerekített bütykös kiemelkedésekkel rendelkezik, amelyek excentrikusan helyezkednek el, pl. a központi tengelyhez képest eltolva. Mindegyik rotor e kiemelkedések egyikéhez van társítva. A kimeneti tengely analóg főtengely dugattyús motorokban. Ahogy a rotor forog, nyomja a bütyköket. Mivel a bütykök aszimmetrikusan vannak felszerelve, az az erő, amellyel a forgórész rányomja, nyomatékot hoz létre a kimenő tengelyen, ami elfordul.
Forgómotor szerelvény
A forgómotor rétegesen van összeállítva. Az ikerrotoros motor öt rétegből áll, amelyeket körben elhelyezett hosszú csavarok tartják a helyükön. A hűtőfolyadék áthalad a szerkezet minden részén.A két külső réteg tömítésekkel és csapágyakkal rendelkezik a kimenő tengelyhez. Szintén szigetelik a ház két részét, amelyekben a rotorok találhatók. Ezeknek az alkatrészeknek a belső felülete sima, ami biztosítja a rotorok megfelelő tömítését. Mindegyik külső részen egy táp bemeneti nyílás található.
A háznak az a része, amely a rotort tartalmazza (figyelje meg a kipufogónyílás helyét)
A következő réteg az ovális alakú rotorházat és a kipufogónyílást tartalmazza. A ház ezen részében egy rotor van felszerelve.
A központi rész két bemeneti nyílást tartalmaz - egyet minden rotorhoz. Ezenkívül elválasztja a rotorokat, így a belső felület sima.
Mindegyik forgórész közepén egy belső fogakkal ellátott fogaskerék található, amely a motorházra szerelt kisebb fogaskerék körül forog. Ez határozza meg a forgórész forgási útját.
A forgómotor teljesítménye
A középső részen minden rotorhoz egy bemeneti nyílás található
A dugattyús motorokhoz hasonlóan a forgó belső égésű motor is négyütemű ciklust használ. De egy forgómotorban ezt a ciklust másképp hajtják végre.
A forgórész egy teljes fordulatánál az excentertengely három fordulatot tesz meg.
A forgómotor fő eleme a rotor. Dugattyúként működnek a hagyományos dugattyús motorokban. A rotor egy nagy kerek bütyökre van felszerelve a kimenő tengelyen. A bütyök el van tolva a tengely központi tengelyéhez képest, és hajtókarként működik, lehetővé téve a forgórész számára a tengely elforgatását. A ház belsejében forogva a rotor a bütyköt a kör körül tolja, háromszor elfordítva azt a rotor egy teljes fordulatával.
A forgórész által kialakított kamrák mérete forgás közben változik. Ez a méretváltozás pumpáló hatást biztosít. Ezután a forgómotor mind a négy ütemét nézzük meg.
Bemenet
A szívólöket akkor kezdődik, amikor a rotor hegye áthalad a szívónyíláson. Abban a pillanatban, amikor a csúcs áthalad a bemeneti nyíláson, a kamra térfogata közel van a minimumhoz. Ezután a kamra térfogata megnő, és a levegő-üzemanyag keverék beszívódik.Ahogy a forgórész tovább forog, a kamra le van választva, és megkezdődik a kompressziós löket.
Tömörítés
A forgórész további forgásával a kamra térfogata csökken, és a levegő-üzemanyag keverék összenyomódik. Amikor a forgórész áthalad a gyújtógyertyákon, a kamra térfogata közel van a minimumhoz. Ebben a pillanatban gyulladás következik be.Erőlöket
Sok forgómotor két gyújtógyertyával rendelkezik. Az égéstér meglehetősen nagy térfogatú, így ha egy gyújtógyertya lenne, a gyulladás lassabban történne. Amikor a levegő-üzemanyag keverék meggyullad, nyomás keletkezik, aminek következtében a rotor elmozdul.Az égési nyomás a forgórészt a kamra térfogatának növelése felé forgatja. Az égési gázok tovább tágulnak, forgatják a rotort, és addig termelnek energiát, amíg a rotor hegye át nem halad a kipufogónyíláson.
Kiadás
Ahogy a rotor áthalad a kipufogónyíláson, égési gázok keletkeznek magas nyomású menj ki hozzá kipufogórendszer. Ahogy a rotor tovább forog, a kamra térfogata csökken, és a maradék kipufogógázokat a kipufogónyílásba nyomja. Mire a kamra térfogata megközelíti a minimumot, a forgórész csúcsa áthalad a bemeneti nyíláson, és a ciklus megismétlődik.Megjegyzendő, hogy a forgórész mindhárom oldala mindig részt vesz az egyik cikluslöketben, pl. A rotor egy teljes fordulatához három teljesítménylöketet hajtanak végre. A forgórész egy teljes fordulatánál a kimenő tengely három fordulatot tesz, mert A tengely fordulatonként egy löket van.
Különbségek és problémák
A dugattyús motorhoz képest a forgómotornak vannak bizonyos különbségei.Kevesebb mozgó alkatrész
A dugattyús motorral ellentétben a forgómotor kevesebb mozgó alkatrészt használ. Az ikerrotoros motornak három mozgó része van: két rotor és egy kimenő tengely. Még a legegyszerűbb négyhengeres motornak is legalább 40 mozgó alkatrésze van, köztük dugattyúk, hajtókarok, vezérműtengelyek, szelepek, szeleprugók, lengőkarok, vezérműszíj és főtengely.A mozgó alkatrészek számának csökkentésével nő a forgómotor megbízhatósága. Emiatt egyes gyártók dugattyús motorok helyett forgómotorokat használnak repülőgépeikben.
Sima működés
A forgómotor minden alkatrésze folyamatosan egy irányba forog, nem pedig folyamatosan változtatja az irányt, mint a dugattyúk normál motor. A forgómotorok kiegyensúlyozott forgó ellensúlyokat használnak a rezgések csillapítására.Az erőátvitel is gördülékenyebb. Tekintettel arra, hogy minden ciklusciklus a forgórész 90 fokos forgása közben megy végbe, és a kimenő tengely három forgást tesz meg minden forgórész fordulatánál, minden ciklusciklus a kimenő tengely 270 fokos elforgatása során történik. Ez azt jelenti, hogy egyetlen rotoros motor ad ki teljesítményt a kimenő tengely fordulatának 3/4-ével. Az egyhengeres dugattyús motorban minden második fordulatnál 180 fokban megy végbe az égési folyamat, azaz. a főtengely minden fordulatának 1/4-e (dugattyús motor kimenő tengelye).
Lassú munka
Mivel a forgórész a kimenő tengely fordulatszámának 1/3-ával forog, a forgómotor fő mozgó részei lassabban mozognak, mint a dugattyús motorokban. Ez is biztosítja a megbízhatóságot.Problémák
A forgómotoroknak számos problémája van:- Komplex gyártás az emissziós szabványoknak megfelelően.
- A forgómotorok gyártási költségei magasabbak a dugattyús motorokhoz képest, mivel kevesebb a gyártott forgómotorok száma.
- A forgómotoros autók üzemanyag-fogyasztása magasabb a dugattyús motorokhoz képest, mivel a termodinamikai hatásfok az égéstér nagy térfogata miatt csökken. alacsony együttható tömörítés.
Mint tudják, a forgómotor működési elve a nagy sebességen és a belső égésű motort megkülönböztető mozgások hiányán alapul. Ez különbözteti meg az egységet a hagyományos dugattyús motoroktól. Az RPD-t Wankel-motornak is hívják, és ma megvizsgáljuk működését és nyilvánvaló előnyeit.
Az ilyen motor forgórésze egy hengerben található. Maga a ház nem kerek, hanem ovális, így a háromszög geometriájú forgórész normálisan elfér benne. Az RPD-ben nincs főtengely és hajtókar, és más alkatrészek is hiányoznak, ami sokkal egyszerűbbé teszi a kialakítását. Más szóval, a hagyományos belső égésű motor körülbelül ezer alkatrésze nem szerepel az RPD-ben.
A klasszikus RPD működése a forgórész egyszerű mozgásán alapul egy ovális házban. Ahogy a forgórész az állórész kerülete körül mozog, szabad üregek keletkeznek, amelyekben az egység indulási folyamatai zajlanak.
Meglepő módon a forgó egység egyfajta paradoxont mutat. Mi az? Az pedig tény, hogy zseniálisan egyszerű dizájnja van, ami valamiért nem fogott meg. De egy bonyolultabb dugattyús változat népszerűvé vált, és mindenhol használják.
A forgómotor felépítése és működési elve
A forgómotoros motor működési mintája teljesen más, mint a hagyományos belső égésű motoroké. Először is magunk mögött kell hagynunk az általunk ismert belsőégésű motor kialakítását. Másodszor pedig próbáljon új ismereteket és fogalmakat befogadni.
A dugattyús motorokhoz hasonlóan a forgómotorok is nyomást használnak, amely levegő és üzemanyag keverékének elégetésével jön létre. A dugattyús motoroknál ez a nyomás a hengerekben jön létre, és ide-oda mozgatja a dugattyúkat. A hajtórudak és a főtengely a dugattyú oda-vissza mozgását forgó mozgássá alakítják, amivel egy autó kerekeit is el lehet forgatni.
Az RPD-t a forgórész, vagyis a motor mozgó része miatt nevezték el így. Ennek a mozgásnak köszönhetően az erő átkerül a tengelykapcsolóra és a sebességváltóra. Lényegében a forgórész energiát tol ki az üzemanyagból, amely aztán a sebességváltón keresztül a kerekekre kerül. Maga a rotor ötvözött acélból készül, és amint fentebb említettük, háromszög alakú.
A kapszula, ahol a rotor található, egyfajta mátrix, az univerzum középpontja, ahol minden folyamat végbemegy. Más szóval, ebben az ovális testben történik az, ami:
- keverék tömörítés;
- üzemanyag-befecskendezés;
- oxigénellátás;
- a keverék meggyulladása;
- égett elemek kibocsátása a kimenethez.
Egyszóval hat az egyben, ha úgy tetszik.
Maga a rotor egy speciális mechanizmusra van felszerelve, és nem forog egy tengely körül, hanem úgy tűnik, hogy fut. Így az ovális test belsejében egymástól elszigetelt üregek jönnek létre, amelyek mindegyikében egy-egy folyamat játszódik le. Mivel a rotor háromszög alakú, csak három üreg van.
Minden a következőképpen kezdődik: az első kialakított üregben szívás történik, vagyis a kamrát levegő-üzemanyag keverékkel töltik meg, amelyet itt kevernek össze. Ezt követően a rotor forog, és ezt a kevert keveréket egy másik kamrába tolja. Itt a keveréket összenyomják és két gyertya segítségével meggyújtják.
A keverék ezután a harmadik üregbe kerül, ahol a használt üzemanyag egy része a kipufogórendszerbe kerül.
Ez az RPD működésének teljes ciklusa. De ez nem ilyen egyszerű. Az RPD sémát csak egy oldalról vizsgáltuk. És ezek a cselekvések folyamatosan zajlanak. Másképp fogalmazva, a forgórész három oldalán egyszerre zajlanak folyamatok. Ennek eredményeként az egység egyetlen fordulata alatt három ciklus ismétlődik.
Ezenkívül a japán mérnököknek sikerült javítaniuk a forgómotort. Manapság a Mazda rotációs motorok nem egy, hanem két vagy akár három rotorral rendelkeznek, ami jelentősen növeli a teljesítményt, különösen a hagyományos belső égésű motorokhoz képest. Összehasonlításképpen: egy kétrotoros RPD egy hathengeres belső égésű motorhoz, a 3 rotoros pedig egy tizenkét hengereshez hasonlítható. Kiderült tehát, hogy a japánok olyan előrelátónak bizonyultak, és azonnal felismerték a forgómotor előnyeit.Ismétlem, nem a teljesítmény az egyetlen előnye az RPD-nek. Neki nagyon sok van belőlük. Mint fentebb említettük, a forgómotor nagyon kompakt, és ezerrel kevesebb alkatrészt használ, mint ugyanaz a belső égésű motor. Az RPD-ben csak két fő rész van - a forgórész és az állórész, és ennél egyszerűbbet el sem tud képzelni.
A forgómotor működési elve
A forgódugattyús motor működési elve egykor sok tehetséges mérnököt meglepetten felvonta a szemöldökét. És ma a Mazda tehetséges mérnökei minden dicséretet és elismerést megérdemelnek. Nem vicc, higgy egy látszólag elásott motor teljesítményében, és adj neki egy második életet, és micsoda második életet!
Forgórész három konvex oldala van, amelyek mindegyike dugattyúként működik. A forgórész mindkét oldalán van egy mélyedés, ami növeli a forgórész forgási sebességét egészében, így több helyet biztosít a levegő-üzemanyag keverék számára. Mindegyik oldal tetején egy fémlemez található, amely a motor löketeinek kamráit képezi. A forgórész mindkét oldalán két fémgyűrű alkotja ezeknek a kamráknak a falát. A rotor közepén van egy kör, amelyben sok fog van. Egy meghajtóhoz vannak csatlakoztatva, amely a kimenő tengelyhez van rögzítve. Ez a csatlakozás határozza meg azt az utat és irányt, amellyel a rotor a kamrában mozog.
Motorkamra megközelítőleg ovális alakú (de pontosabban ez egy epitrohoid, ami viszont egy megnyúlt vagy rövidített epicikloid, amely egy másik körön gördülő kör fix pontja által alkotott lapos görbe). A kamra formája úgy van kialakítva, hogy a forgórész három csúcsa mindig érintkezzen a kamra falával, három zárt gáztérfogatot képezve. A kamra minden részében a négy ciklus egyike történik:
- Bemenet
- Tömörítés
- Égés
- Kiadás
A bemeneti és kimeneti nyílások a kamra falában találhatók, és nincsenek rajtuk szelepek. A kipufogónyílás közvetlenül csatlakozik kipufogócső, és a bemenet közvetlenül a gázhoz csatlakozik.
Kimenő tengely a középponthoz képest aszimmetrikusan elhelyezett félkör alakú bütykös kiemelkedésekkel rendelkezik, ami azt jelenti, hogy el vannak tolva a tengely középvonalától. Mindegyik rotor egy ilyen fülre illeszkedik. A kimenő tengely hasonló a dugattyús motorok főtengelyéhez. Mindegyik rotor a kamrában mozog, és megnyomja a saját bütykét.
Mivel a bütykök aszimmetrikusan vannak felszerelve, az az erő, amellyel a rotor rányomja, nyomatékot hoz létre a kimenő tengelyen, ami elfordul.
A forgómotor felépítése
A forgómotor rétegekből áll. Az ikerrotoros motor öt fő rétegből áll, amelyeket körben elhelyezett hosszú csavarok tartanak össze. A hűtőfolyadék átfolyik a szerkezet minden részén.
A következő réteg tartalmazza magát a rotort és a kipufogórészt.
A központ két tüzelőanyag-ellátó kamrából áll, mindegyik rotorhoz egy-egy. Ezenkívül elválasztja a két rotort, így a külső felülete nagyon sima.
Mindegyik forgórész közepén két nagy fogaskerék található, amelyek kisebb fogaskerekek körül forognak, és a motorházhoz vannak rögzítve. Ez a forgórész forgatásának pályája.
Természetesen, ha a forgómotornak nem lenne hátránya, akkor biztosan használható lenne modern autók. Még az is lehet, hogy ha a forgómotor bűntelen lett volna, akkor a dugattyús motorról nem is tudtunk volna, mert a forgómotort korábban megalkották. Aztán az emberi zseni, aki megpróbálta továbbfejleszteni az egységet, megalkotta a motor modern dugattyús változatát.
De sajnos a forgómotornak vannak hátrányai. Az egység ilyen nyilvánvaló hibái közé tartozik az égéstér tömítése. Ez különösen annak köszönhető, hogy magának a rotornak nem kellően jó érintkezése a hengerfalakkal. A hengerfalakkal való súrlódáskor a rotor fémje felmelegszik, és ennek eredményeként kitágul. És maga az ovális henger is felmelegszik, és ami még rosszabb - a fűtés egyenetlenül történik.
Ha az égéstér hőmérséklete magasabb, mint a szívó/kipufogó rendszerben, a hengernek csúcstechnológiás anyagból kell készülnie. különböző helyeken házak.
Egy ilyen motor indításához csak két gyújtógyertyát használnak. Az égéstér jellege miatt már nem ajánlott. Az RPD teljesen más égéstérrel van felszerelve, és a belső égésű motor üzemidejének háromnegyedét adja, és az együtthatót hasznos akció akár negyven százalék. Összehasonlításképpen: egy dugattyús motornál ugyanez a szám 20%.
A forgómotor előnyei
Kevesebb mozgó alkatrész
Egy forgómotornak sokkal kevesebb alkatrésze van, mint mondjuk egy 4 hengeres dugattyús motornak. Az ikerrotoros motornak három fő mozgó része van: két rotor és egy kimenő tengely. Még a legegyszerűbb 4 hengeres is dugattyús hajtómű legalább 40 mozgó alkatrészt tartalmaz, beleértve a dugattyúkat, a hajtórudakat, a szelepeket, a szelepeket, a szeleprugókat, a vezérműszíjakat és a főtengelyt. A mozgó alkatrészek minimalizálása lehetővé teszi a forgómotorok számára, hogy nagyobb megbízhatóságot érjenek el. Ez az oka annak, hogy egyes repülőgépgyártók (például a Skycar) forgómotorokat használnak a dugattyús motorok helyett.
Lágyság
A forgómotor minden alkatrésze folyamatosan egy irányba forog, ellentétben a hagyományos motor dugattyúinak állandóan változó irányával. A forgómotor kiegyensúlyozott forgó ellensúlyokat használ a rezgések elnyomására. A forgómotoros motor teljesítményleadása is simább. Minden égési ciklus egy forgórész 90 fokos fordulattal megy végbe, a kimenő tengely a forgórész minden egyes fordulatánál háromszor fordul el, minden égési ciklus 270 fokban fordul elő, amely alatt a kimenő tengely forog. Ez azt jelenti, hogy egyetlen forgómotoros motor adja a teljesítmény háromnegyedét. Az egyhengeres dugattyús motorhoz képest minden fordulatnál 180 fokonként, vagy csak a főtengely negyedfordulatán megy végbe az égés.
Lassúság
Mivel a rotorok a kimenő tengely fordulatszámának egyharmadával forognak, a motor fő részei lassabban forognak, mint a hagyományos dugattyús motorokban. Ez is segíti a megbízhatóságot.
Kis méretek + nagy teljesítmény
A rendszer kompaktsága együtt magas hatásfok(a hagyományos belső égésű motorhoz képest) lehetővé teszi, hogy a miniatűr 1,3 literes motor körülbelül 200-250 lóerőt termeljen. Igaz, a forma fő tervezési hibájával együtt nagy áramlásüzemanyag.
A forgómotorok hátrányai
A forgómotorok gyártásának legfontosabb problémái:
- Meglehetősen nehéz (de nem lehetetlen) megfelelni a CO2-kibocsátási előírásoknak környezet, főleg az USA-ban.
- A gyártás a dugattyús motorokhoz képest jóval drágább lehet, a legtöbb esetben az alacsony volumenű gyártás miatt.
- Több üzemanyagot fogyasztanak, mert a dugattyús motorok termodinamikai hatásfoka csökken a hosszú égéstérben, valamint az alacsony kompressziós arány miatt.
- A forgómotorok kialakításuk miatt korlátozott élettartamúak - átlagosan 60-80 ezer km
Ez a helyzet egyszerűen arra kényszeríti a forgómotorokat, hogy a sportautó-modellek közé sorolják. És nem csak. Ma a forgómotor hívei vannak. Ez híres autógyártó Mazda, aki a szamurájok útjára lépett és folytatta Wankel mester kutatásait. Ha visszaemlékezünk a Subaruval kapcsolatos helyzetre, akkor egyértelművé válik a japán gyártók sikere, úgy tűnik, minden régihez és a nyugatiak által elvetetthez ragaszkodnak, mint feleslegesnek. De valójában a japánoknak sikerül újat alkotniuk a régiekből. Ugyanez történt akkor is boxer motorok, amelyek jelenleg a Subaru „jellemzői”. Ugyanakkor az ilyen motorok használata szinte bűncselekménynek számított.
A forgómotor munkája a japán mérnököket is érdekelte, akik ezúttal a Mazda fejlesztésébe fogtak. Megalkották a 13b-REW forgómotort, és ikerturbós rendszerrel látták el. A Mazda most nyugodtan vitatkozhatott vele német modellek, mivel 350 lovat termelt, de ismét nagy üzemanyag-fogyasztást szenvedett.
Extrém intézkedéseket kellett hoznom. A következő forgómotoros Mazda RX-8-as modell már 200 lóval érkezik, ami segít csökkenteni az üzemanyag-fogyasztást. De nem ez a fő. Valami más is megérdemli a tiszteletet. Kiderült, hogy ezt megelőzően a japánokon kívül senkinek nem jutott eszébe a forgómotor hihetetlen kompaktságát használni. Végül is a teljesítmény 200 LE. A Mazda RX-8 1,3 literes motorral került piacra. Egy szóban, új Mazda egy újabb szintet ér el, ahol nemcsak a motorteljesítményt, hanem egyéb paramétereket is figyelembe véve, köztük az alacsony üzemanyag-fogyasztást is képes felvenni a versenyt a nyugati modellekkel.Meglepő módon megpróbálták bevezetni hazánkban az RPD-t. Egy ilyen motort a VAZ 21079-re történő beszerelésre fejlesztettek ki, amelyet úgy terveztek, mint jármű a titkosszolgálatok számára, de a projekt sajnos nem vert gyökeret. Mint mindig, most sem volt elég állami költségvetési pénz, ami csodával határos módon kiszivárog a pénztárból.
De a japánoknak sikerült. És nem akarnak itt megállni. A legfrissebb adatok szerint a Mazda gyártója továbbfejleszti a motort, és hamarosan új Mazda is megjelenik, egészen más egységgel.
Különféle forgómotorok tervezései és fejlesztései
Wankel motor
Zheltysev motor
Zuev motor
Az autóipar folyamatosan fejlődik. Nem meglepő, hogy olyan alternatív technológiák jelennek meg, amelyek számomra ritkán jelennek meg a tömeggyártásban. A forgómotorok ilyenek közé sorolhatók.
Fontos! A belső égésű motor feltalálása gyors lendületet adott az autóipar fejlődésének. Ennek eredményeként az autók haladni kezdtek folyékony üzemanyag, és elkezdődött a benzinkorszak.
Forgómotoros gépek
A forgódugattyús motort az NSU találta fel. Az eszköz megalkotója Walter Freude volt. Mindazonáltal ez az eszköz tudományos körökben egy másik tudós, nevezetesen Wankel nevét viseli.
A tény az, hogy egy mérnökpáros dolgozott ezen a projekten. De a főszerep az eszköz létrehozásában Freudé volt. Miközben dolgozott rotációs technológia, Wankel egy másik projekten dolgozott, aminek semmi lett a vége.
Ennek ellenére a kulisszák mögötti játékok eredményeként ma már mindannyian Wankel forgómotorként ismerjük ezt az eszközt. Az első működő modellt 1957-ben szerelték össze. Az első tesztautó az NSU Spider volt. Ekkor már százötven kilométeres sebességet tudott elérni. A Spider motorteljesítménye 57 LE volt. Val vel.
A forgómotoros Spidert 1964 és 1967 között gyártották. De soha nem terjedt el. Ennek ellenére az autógyártók nem mondanak le erről a technológiáról. Ezenkívül kiadtak egy másik modellt - az NSU Ro-80-at, és ez igazi áttörés lett. A megfelelő marketing nagy szerepet játszott.
Ügyeljen a címre. Ez már tartalmaz egy jelzést, hogy a gép forgómotorral van felszerelve. Talán ennek a sikernek az eredménye volt, hogy ezeket a motorokat olyan híres autókra telepítették, mint:
- Citroen GS Birotor,
- Mercedes-Benz C111,
- Chevrolet Corvette,
- VAZ 21018.
A forgómotorok szerezték a legnagyobb népszerűséget az országban " Felkelő nap». Japán cég A Mazda kockázatos lépést tett akkoriban, és ezzel a technológiával kezdett autókat gyártani.
A Mazda első jele a Cosmo Sport autó volt. Nem mondható el, hogy óriási népszerűségre tett szert, de megtalálta a közönségét. Ez azonban csak az első lépés volt a forgómotorok piacra dobásához. japán piac, és hamarosan a világ színpadán is.
A japán mérnökök nemcsak nem estek kétségbe, hanem éppen ellenkezőleg, háromszoros erővel kezdtek dolgozni. Munkájuk eredménye egy olyan sorozat lett, amelyre a világ minden országában minden utcai versenyző tisztelettel emlékezik – a Rotor-eXperiment vagy röviden RX.
A sorozat részeként több legendás modell is megjelent, köztük a Mazda RX-7. Ha azt mondanánk, hogy ez a forgómotoros gép népszerű volt, akkor hallgatni kellene. Az utcai versenyzés rajongóinak milliói kezdtek vele. Viszonylag alacsony áron hihetetlen volt specifikációk:
- gyorsulás százra - 5,3 másodperc;
- maximális sebesség— 250 kilométer per óra;
- teljesítmény - 250-280 Lóerő módosítástól függően.
Az autó igazi műalkotás, könnyű és manőverezhető, a motorja pedig csodálatra méltó. A fent leírt jellemzőkkel csak 1,3 literes a térfogata. Két szekciós, üzemi feszültsége 13V.
Figyelem! A Mazda RX-7-et 1978 és 2002 között gyártották. Ez idő alatt körülbelül egymillió forgómotoros autót gyártottak.
Sajnos ennek a sorozatnak az utolsó modellje 2008-ban jelent meg. A Mazda RX8 kiegészíti a legendás vonalat. Valójában itt tekinthető teljesnek a sorozatgyártásban lévő forgómotor története.
Működés elve
Sok autóipari szakértő úgy véli, hogy a hagyományos dugattyús berendezés tervezését a távoli múltban kell hagyni. Ennek ellenére autók millióit kell méltó csere, lehet-e forgómotor, találjuk ki.
A forgómotor működési elve az üzemanyag elégetésekor keletkező nyomáson alapul. A kialakítás fő része a forgórész, amely a szükséges frekvenciájú mozgások létrehozásáért felelős. Ennek eredményeként az energia átkerül a tengelykapcsolóba. A rotor kinyomja, áthelyezve a kerekekre.
A rotor háromszög alakú. Az építőanyag ötvözött acél. Az alkatrész egy ovális házban található, amelyben valójában forgás történik, valamint számos energiatermeléshez fontos folyamat:
- a keverék összenyomása
- üzemanyag befecskendezés,
- szikrát teremteni,
- oxigénellátás,
- hulladék nyersanyagok kiürítése.
A forgómotoros kialakítás fő jellemzője, hogy a rotor rendkívül szokatlan mozgási mintázatú. Ennek a tervezési megoldásnak az eredménye három, egymástól teljesen elkülönített cella.
Figyelem! Minden sejtben egy bizonyos folyamat játszódik le.
Az első sejt fogad levegő-üzemanyag keverék. A keveredés az üregben történik. Ezután a rotor a kapott anyagot a következő rekeszbe mozgatja. Itt történik a tömörítés és a gyújtás.
A harmadik cella eltávolítja a használt üzemanyagot. Pontosan a három rekesz összehangolt munkája adja azt az elképesztő teljesítményt, amelyet az RX sorozat autóinak példáján mutattak be.
De a készülék fő titka valami egészen másban rejlik. A helyzet az, hogy ezek a folyamatok nem egymás után következnek be, hanem azonnal. Ennek eredményeként három löket egyetlen fordulat alatt megy el.
Fent volt egy alap forgómotor működési diagramja. Sok gyártó próbálja frissíteni a technológiát a nagyobb termelékenység elérése érdekében. Egyeseknek sikerül, míg másoknak nem.
A japán mérnököknek sikerült sikert elérniük. A fentebb már említett Mazda motorok legfeljebb három rotorral rendelkeznek. Elképzelheti, mennyivel nő a termelékenység ebben az esetben.
Mondjunk egy világos példát. Vegyünk egy hagyományos, két rotoros RPD-motort, és keressük meg a legközelebbi analógot - egy hathengeres belső égésű motort. Ha egy másik rotort adunk a kialakításhoz, akkor a rés teljesen kolosszális lesz - 12 henger.
A forgómotorok típusai
Sok autógyártó cég kezdett forgómotorok gyártására. Nem meglepő, hogy számos módosítást hoztak létre, amelyek mindegyikének megvannak a maga sajátosságai:
- Forgómotor többirányú mozgással. A rotor itt nem forog, hanem úgy tűnik, hogy a tengelye körül forog. A kompressziós folyamat a motor lapátjai között megy végbe.
- Pulzáló-forgó forgómotor. A ház belsejében két rotor található. A két elem lapátjai között a kompresszió halad át, ahogy közelednek és távolodnak.
- Forgómotor tömítő csappantyúval - ezt a kialakítást még mindig széles körben használják a levegőmotorokban. A rotációs belső égésű motorok esetében jelentősen áttervezték azt a kamrát, amelyben a gyújtás történik.
- A forgómotor forgó mozgások miatt működik. Úgy gondolják, hogy ez a kialakítás technikailag a legfejlettebb. Nincsenek olyan részek, amelyek oda-vissza mozdulatot hajtanak végre. Ezért az ilyen típusú forgómotorok könnyen elérik a 10 000 ford./perc sebességet.
- A bolygókerekes forgómotor a legelső módosítás, amelyet két mérnök talált fel.
Amint látja, a tudomány nem áll meg, a forgómotorok jelentős része lehetővé teszi számunkra, hogy a távoli jövőben a technológia továbbfejlődhessenek.
A forgómotor előnyei és hátrányai
Amint láthatja, a forgómotorok egy időben bizonyos népszerűségnek örvendtek. Ráadásul valóban legendás autók ebbe az osztályba tartozó motorokkal szerelték fel. Hogy megértsük, miért telepítették ezt az eszközt fejlett modellekre Japán autók, ismernie kell minden előnyét és hátrányát.
Előnyök
A korábban bemutatott háttérből már tudja, hogy a forgómotor egy időben vonzott nagy figyelmet motorgyártók, ennek több oka is volt:
- Megnövelt kompakt kialakítás.
- Könnyű súly.
- Az RPD jól kiegyensúlyozott, és minimális rezgést kelt működés közben.
- A motorban lévő pótalkatrészek száma egy nagyságrenddel kevesebb, mint a dugattyús megfelelőjében.
- Az RPD kiváló dinamikus tulajdonságokkal rendelkezik
Az RPD legfontosabb előnye a nagy teljesítménysűrűsége. Egy forgómotoros autó 100 kilométerre tud felgyorsulni anélkül, hogy átváltana magas fokozatok miközben magas fordulatszámot tart fenn.
Fontos! A forgómotor használata lehetővé teszi a jármű nagyobb stabilitását az úton az ideális súlyeloszlásnak köszönhetően.
Hibák
Itt az ideje, hogy többet megtudjunk arról, hogy az összes előny ellenére a legtöbb gyártó miért hagyta abba a forgómotorok beszerelését autóiba. Az RPD hátrányai a következők:
- Fokozott fogyasztásüzemanyagot, ha alacsony sebességgel dolgozik. A leginkább erőforrásigényes autókban elérheti a 20-25 litert 100 kilométerenként.
- Nehezen gyártható. Első pillantásra a forgómotor kialakítása sokkal egyszerűbb, mint a dugattyús motoré. De az ördög a részletekben rejlik. Rendkívül nehéz elkészíteni. Az egyes pótalkatrészek geometriai pontosságának ideális szinten kell lennie, különben a rotor nem tud megfelelő eredménnyel áthaladni az epitrochoid görbén. Az RPD gyártásához nagy pontosságú berendezésekre van szükség, ami sok pénzbe kerül.
- A forgómotor gyakran túlmelegszik. Ennek oka az égéstér szokatlan szerkezete. Sajnos a mérnökök sok év után sem tudták kijavítani ezt a hibát. Az üzemanyag elégetése során keletkező többletenergia felmelegíti a hengert. Ez nagymértékben elhasználja a motort és lerövidíti az élettartamát.
- Ezenkívül a forgómotor nyomásesésektől szenved. Ennek a hatásnak az eredménye a tömítések gyors kopása. Egy jól összeszerelt RPD élettartama 100-150 ezer kilométer. A mérföldkő túllépése után már nem nélkülözhető a nagyobb javítás.
- Bonyolult olajcsere eljárás. A forgómotor olajfogyasztása 1000 kilométerenként 600 milliliter. Annak érdekében, hogy az alkatrészek megfelelő kenést kapjanak, az olajat 5000 km-enként egyszer kell cserélni. Ha ez nem történik meg, az egység kulcsfontosságú alkatrészeinek súlyos károsodása rendkívül valószínűvé válik.
Mint látható, a kiemelkedő előnyök ellenére az RPD-nek számos jelentős hátránya van. Azonban a tervezési osztályok vezető autógyártó cégek Még mindig próbálják modernizálni ezt a technológiát, és ki tudja, egyszer talán sikerül is nekik.
Eredmények
A forgómotorok számos jelentős előnnyel rendelkeznek, jól kiegyensúlyozottak, lehetővé teszik a sebesség gyors növelését és 100 km-es sebesség elérését 4-7 másodperc alatt. De a forgómotoroknak vannak hátrányai is, amelyek közül a legfontosabb a rövid élettartamuk.