Rotorinis variklis: veikimo principas, savybės

2024 Autorius: Erin Ralphs | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-02-19 17:41

Variklis yra bet kurios transporto priemonės pagrindas. Be jo automobilio judėjimas neįmanomas. Šiuo metu labiausiai paplitę yra stūmokliniai vidaus degimo varikliai. Jei kalbėtume apie daugumą visureigių automobilių, tai yra eilėje keturių cilindrų vidaus degimo varikliai. Tačiau yra automobilių su tokiais varikliais, kuriuose klasikinio stūmoklio iš esmės nėra. Šie varikliai turi visiškai skirtingą įrenginį ir veikimo principą. Jie vadinami rotoriniais vidaus degimo varikliais. Kokie tai vienetai, kokios jų savybės, privalumai ir trūkumai? Apsvarstykite tai mūsų šiandieniniame straipsnyje.

Savybė

Rotorinis variklis yra vienas iš terminio vidaus degimo variklių tipų. Pirmą kartą toks variklis buvo sukurtas dar tolimame XIX amžiuje. Šiandien „Mazda RX-8“ir kai kuriuose kituose sportiniuose automobiliuose naudojamas rotorinis variklis. Toks variklis turi pagrindinę savybę – jis neturi slenkamų judesių, kaip įprastame vidaus degimo variklyje.

Čia atliekamas sukimasspecialus trikampis rotorius. Jis yra ypatingame pastate. Panašią schemą praėjusio amžiaus 50-aisiais praktikavo Vokietijos įmonė NSU. Tokio vidaus degimo variklio autorius buvo Feliksas Wankelis. Pagal jo schemą gaminami visi šiuolaikiniai rotoriniai varikliai (ne išimtis ir „Mazda RX“).

Įrenginys

Maitinimo bloko konstrukciją sudaro:

• Byla.
• Išėjimo velenas.
• Rotorius.

Pats korpusas yra pagrindinė darbo kamera. Rotoriniame variklyje jis yra ovalo formos. Toks neįprastas degimo kameros dizainas atsirado dėl trikampio rotoriaus naudojimo. Taigi, kai jis liečiasi su sienomis, susidaro izoliuoti uždari kontūrai. Būtent juose atliekami vidaus degimo variklio darbo ciklai. Tai yra:

• Įvadas.
• Suspaudimas.
• Uždegimas ir darbo eiga.
• Išleisk.

Tarp rotacinio vidaus degimo variklio savybių verta paminėti klasikinių įsiurbimo ir išmetimo vožtuvų nebuvimą. Vietoj to naudojamos specialios skylės. Jie yra degimo kameros šonuose. Šios angos yra tiesiogiai prijungtos prie išmetimo sistemos ir maitinimo sistemos.

Rotorius

Šio tipo elektrinės konstrukcijos pagrindas yra rotorius. Šiame variklyje jis atlieka stūmoklių funkciją. Tačiau rotorius yra vienoje kopijoje, o stūmoklių gali būti nuo trijų iki dvylikos ar daugiau. Šio elemento forma primena trikampį suapvalintais kraštais.

Tokių briaunų reikiasandaresniam ir kokybiškesniam degimo kameros sandarinimui. Tai užtikrina tinkamą kuro mišinio degimą. Viršutinėje veido dalyje ir jo šonuose yra specialios plokštelės. Jie veikia kaip suspaudimo žiedai. Rotoriuje taip pat yra dantys. Jie skirti pasukti pavarą, kuri taip pat varo išėjimo veleną. Apie pastarojo paskyrimą kalbėsime toliau.

Val

Sukamajame stūmokliniame variklyje alkūninio veleno nėra. Vietoj to naudojamas išvesties elementas. Palyginti su jo centru, yra specialių iškyšų (kumštelių). Jie išsidėstę asimetriškai. Dėl sukimo momento iš rotoriaus, kuris perduodamas kumšteliui, velenas sukasi aplink savo ašį. Taip sukuriama energija, reikalinga automobilio pavaroms ir ratams judėti.

Beats

Koks yra rotorinio variklio veikimo principas? Veiksmų algoritmas, nepaisant panašių ciklų su stūmokliniu varikliu, skiriasi. Taigi, ciklo pradžia įvyksta, kai vienas iš rotoriaus galų eina per vidaus degimo variklio korpuso įleidimo kanalą. Šiuo metu, veikiant vakuumui, į kamerą įsiurbiamas degus mišinys. Toliau sukant rotorių, atsiranda mišinio suspaudimo eiga. Tai atsitinka, kai kitas galas praeina per įleidimo angą. Mišinio slėgis palaipsniui didėja. Galiausiai užsidega. Bet jis užsidega ne nuo suspaudimo jėgos, o nuo uždegimo žvakės kibirkšties. Po to prasideda rotoriaus eigos darbo ciklas.

Kadangi tokio variklio degimo kamera yra ovalo formos, konstrukcijoje patartina naudoti dvi žvakes. Tai leidžia greitai uždegti mišinį. Taigi liepsnos priekis pasiskirsto tolygiau. Beje, įprastame stūmokliniame vidaus degimo variklyje (tokia konstrukcija itin reta) galima naudoti ir dvi žvakes degimo kameroje. Tačiau rotoriniam varikliui tai būtina.

Po uždegimo kameroje susidaro aukštas dujų slėgis. Jėga tokia didelė, kad leidžia rotoriui suktis ant ekscentriko. Tai prisideda prie sukimo momento generavimo ant išėjimo veleno. Kai rotoriaus viršus artėja prie išleidimo angos, sumažėja dujų energijos jėga ir slėgis. Jie spontaniškai veržiasi į išleidimo kanalą. Kai fotoaparatas jų visiškai atsikrato, prasideda naujas procesas. Rotorinis variklis vėl paleidžiamas įsiurbimo taktu, suspaudimu, uždegimu ir galios taktu.

Apie tepimo sistemą ir mitybą

Šio įrenginio degalų tiekimo sistema nesiskiria. Jame taip pat naudojamas povandeninis siurblys, kuris tiekia benziną esant slėgiui iš bako. Tačiau tepimo sistema turi savo ypatybes. Taigi, alyva, skirta besitrinančioms variklio dalims, tiekiama tiesiai į degimo kamerą. Sutepimui numatyta speciali anga. Tačiau kyla klausimas: kur tada dingsta alyva, jei ji patenka į degimo kamerą? Čia veikimo principas panašus į dvitakčio variklio. Tepalas patenka į kamerą ir sudega benzinu. Ši veikimo schema naudojama kiekviename rotaciniame variklyje, įskaitant stūmoklinius variklius. Dėl ypatingos tepimo sistemos konstrukcijos tokie varikliai negali atitikti šiuolaikiniųaplinkosaugos taisyklės. Tai viena iš kelių priežasčių, kodėl rotoriniai varikliai komerciškai nenaudojami VAZ ir kituose automobilių modeliuose. Tačiau pirmiausia atkreipiame dėmesį į RPD pranašumus.

Privalumai

Šio tipo varikliai turi daug privalumų. Pirma, šis variklis turi mažą svorį ir dydį. Tai leidžia sutaupyti vietos variklio skyriuje ir įdėti vidaus degimo variklį į bet kurį automobilį. Be to, mažas svoris prisideda prie teisingesnio automobilio svorio paskirstymo. Juk didžioji masės dalis automobiliuose su klasikiniais vidaus degimo varikliais yra sutelkta kėbulo priekyje.

Antra, rotacinis stūmoklinis variklis turi didelį galios tankį. Palyginti su klasikiniais varikliais, šis skaičius yra pusantro ar du kartus didesnis. Be to, rotorinis variklis turi platesnę sukimo momento lentyną. Jį galima įsigyti beveik tuščiąja eiga, o įprastus vidaus degimo variklius reikia sukti iki keturių-penkių tūkstančių. Beje, sukamuoju varikliu daug lengviau pasiekti didelį greitį. Tai dar vienas pliusas.

Trečia, toks variklis yra paprastesnės konstrukcijos. Nėra nei vožtuvų, nei spyruoklių, nei viso švaistiklio mechanizmo. Tuo pačiu metu nėra įprastos dujų paskirstymo sistemos su diržu ir skirstomuoju velenu. Būtent KShM nebuvimas prisideda prie lengvesnio rotacinio vidaus degimo variklio apsisukimų nustatymo. Toks variklis per sekundės dalį apsuka nuo aštuonių iki dešimties tūkstančių. Na, dar vienas pliusas yra mažesnis polinkis detonuoti.

Trūkumai

Dabar pakalbėkime apie trūkumus, dėl kurių naudojamas rotacinisvarikliai tapo riboti. Pirmas minusas – aukšti reikalavimai aliejaus kokybei. Nors variklis veikia kaip dvitaktis, čia negalima pilti pigaus „mineralinio vandens“. Maitinimo bloko dalys ir mechanizmai patiria didelių apkrovų, todėl norint taupyti išteklius, tarp trinties porų reikia tankios alyvos plėvelės. Beje, alyvos keitimo grafikas yra šeši tūkstančiai kilometrų.

Kitas trūkumas yra susijęs su greitu rotoriaus sandarinimo elementų susidėvėjimu. Taip yra dėl mažo kontaktinio pleistro. Dėl sandarinimo elementų susidėvėjimo susidaro didelis slėgio skirtumas. Tai neigiamai veikia rotacinio variklio veikimą ir alyvos sąnaudas (taigi ir aplinkosaugos veiksmingumą).

Išvarstant trūkumus, verta paminėti kuro sąnaudas. Palyginti su cilindriniu-stūmokliniu varikliu, rotorinis variklis neturi degalų vartojimo efektyvumo, ypač esant vidutiniam ir mažam greičiui. Ryškus to pavyzdys – „Mazda RX-8“. Šis variklis, kurio tūris yra 1,3 litro, šimtui sunaudoja mažiausiai 15 litrų benzino. Pažymėtina, kad esant dideliam rotoriaus greičiui pasiekiamas didžiausias degalų vartojimo efektyvumas.

Be to, rotoriniai varikliai yra linkę perkaisti. Taip yra dėl ypatingos lęšio formos degimo kameros. Jis blogai pašalina šilumą, palyginti su sferiniu (kaip ir įprastuose vidaus degimo varikliuose), todėl eksploatacijos metu visada turite stebėti temperatūros jutiklį. Perkaitimo atveju rotorius deformuojasi. Dirbant susidarys žymūs įbrėžimai. Dėl to variklio ištekliai artės prie pabaigos.

Nepaisant paprastos konstrukcijos ir alkūninio mechanizmo nebuvimo, šį variklį sunku taisyti. Tokie varikliai yra labai reti ir tik nedaugelis meistrų turi su jais patirties. Todėl daugelis autoservisų atsisako tokius variklius „kapitalizuoti“. O tie, kurie užsiima rotoriais, už tai prašo pasakiškų pinigų. Turite sumokėti arba įdiegti naują variklį. Tačiau tai nėra didelių išteklių garantija. Tokie varikliai nuvažiuoja ne daugiau kaip 100 tūkstančių kilometrų (net ir saikingai eksploatuojant ir laiku atliekant techninę priežiūrą). Ir Mazda RX-8 varikliai nebuvo išimtis.

VAZ rotorinis variklis

Visi žino, kad tokius variklius savo metais naudojo Japonijos gamintojas Mazda. Tačiau mažai žmonių žino faktą, kad RPD taip pat buvo naudojamas Sovietų Sąjungoje VAZ Classic. Toks variklis buvo sukurtas specialiųjų tarnybų ministerijos užsakymu. VAZ-21079 su tokiu varikliu buvo garsiosios juodosios „Volgos gaudyklės“analogas su aštuonių cilindrų varikliu.

Sukamasis stūmoklinis VAZ variklis buvo pradėtas kurti aštuntojo dešimtmečio viduryje. Užduotis nebuvo lengva – sukurti rotorinį variklį, kuris visais atžvilgiais pralenktų tradicinį stūmoklinį vidaus degimo variklį. Naujo jėgos agregato kūrimą atliko Samaros aviacijos įmonių specialistai. Montavimo ir projektavimo biuro vadovas buvo Borisas Sidorovičius Pospelovas.

Jeigos agregatų kūrimas vyko kartu su užsienio modelių rotacinių variklių tyrimais. Pirmosios kopijos nesiskyrė dideliu našumu ir nepateko į seriją. Po kelerių metų buvo sukurti keli klasikinio VAZ RPD variantai. Variklis VAZ-311 buvo pripažintas geriausiu iš jų. Šis variklis turėjo tokius pačius geometrinius parametrus kaip japoniškas 1ZV variklis. Didžiausia agregato galia buvo 70 arklio galių. Nepaisant dizaino netobulumo, vadovybė nusprendė išleisti pirmąją pramoninę RPD partiją, kuri buvo sumontuota oficialiuose VAZ-2101 automobiliuose. Tačiau netrukus buvo aptikta daug trūkumų: variklis sukėlė skundų bangą, kilo skandalas ir gerokai sumažėjo projektavimo biuro darbuotojų. Dėl dažnų gedimų pirmasis rotorinis variklis VAZ-311 buvo nutrauktas.

Tačiau sovietinės RPD istorija tuo nesibaigė. Devintajame dešimtmetyje inžinieriai vis dar sugebėjo sukurti rotorinį variklį, kuris gerokai viršijo stūmoklinio vidaus degimo variklio charakteristikas. Taigi, tai buvo VAZ-4132 rotorinis variklis. Agregatas išvystė 120 arklio galių galią. Tai suteikė VAZ-2105 puikias dinamines charakteristikas. Su šiuo varikliu automobilis iki šimtų įsibėgėjo per 9 sekundes. O maksimalus „pasivijimo“greitis siekė 180 kilometrų per valandą. Tarp pagrindinių privalumų verta paminėti didelį variklio sukimo momentą, pasiekiamą visame sūkių diapazone, ir didelę litrų galią, kuri buvo pasiekta be jokio padidinimo.

Dešimtajame dešimtmetyje „AvtoVAZ“pradėjo kurti naują rotorinį variklį, kuris turėjo būti montuojamas „devyne“. Taigi, 1994 mm metus, gimė naujas jėgos agregatas VAZ-415. Variklis turėjo 1300 kubinių centimetrų darbinį tūrį ir dvi degimo kameras. kiekvieno suspaudimo laipsnis buvo 9,4. Ši jėgainė gali apsisukti iki dešimties tūkstančių apsisukimų. Tuo pačiu metu variklis išsiskyrė mažomis degalų sąnaudomis. Vidutiniškai agregatas sunaudodavo 13-14 litrų šimtui kombinuotame cikle (tai geras rodiklis senam rotoriniam vidaus degimo varikliui pagal šių dienų standartus). Tuo pačiu metu variklis išsiskyrė mažu svoriu. Be priedų jis svėrė tik 113 kilogramų.

VAZ-415 variklio alyvos sąnaudos sudaro 0,6 procento specifinių degalų sąnaudų. Vidaus degimo variklio resursas prieš kapitalinį remontą yra 125 tūkstančiai kilometrų. Variklis, sumontuotas ant „devynių“, parodė geras dinamines charakteristikas. Taigi įsibėgėjimas iki šimtų užtruko tik devynias sekundes. O didžiausias greitis – 190 kilometrų per valandą. Taip pat buvo eksperimentiniai VAZ-2108 su rotaciniu varikliu pavyzdžiai. Dėl lengvesnio svorio besisukantis „aštuoniukas“iki šimtų įsibėgėjo vos per aštuonias sekundes. O maksimalus greitis per bandymus siekė 200 kilometrų per valandą. Tačiau šie varikliai niekada nepateko į seriją. Jų nerasite ir antrinėje rinkoje, ir antrinėje rinkoje.

Apibendrinant

Taigi, mes išsiaiškinome, kas yra rotorinis variklis. Kaip matote, tai labai įdomi plėtra, skirta maksimaliam efektyvumui ir galiai pasiekti. Tačiau dėl savo konstrukcijos rotoriaus mechanizmai greitai susidėvėjo. Tai paveikė variklio išteklius. NetgiJaponijos RPD yra ne daugiau kaip šimtas tūkstančių kilometrų. Taip pat šie varikliai kelia aukštus reikalavimus tepalams ir negali atitikti šiuolaikinių aplinkosaugos standartų. Todėl rotoriniai stūmokliniai vidaus degimo varikliai netapo itin populiarūs automobilių pramonėje.