Motor rotatiu: principi de funcionament, característiques

2024 Autora: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificació: 2024-02-19 12:51

El motor és la base de qualsevol vehicle. Sense ell, el moviment del cotxe és impossible. Actualment, els més comuns són els motors de combustió interna de pistons. Si parlem de la majoria de cotxes de travessa, es tracta de motors de combustió interna de quatre cilindres en línia. No obstant això, hi ha cotxes amb aquests motors, on el pistó clàssic està absent en principi. Aquests motors tenen un dispositiu i un principi de funcionament completament diferents. S'anomenen motors rotatius de combustió interna. Quines són aquestes unitats, quines són les seves característiques, pros i contres? Considereu-ho al nostre article d'avui.

Característica

Un motor rotatiu és un dels tipus de motors de combustió interna tèrmica. Per primera vegada un motor d'aquest tipus es va desenvolupar al llunyà segle XIX. Avui dia, s'utilitza un motor rotatiu al Mazda RX-8 i en alguns altres cotxes esportius. Aquest motor té una característica clau: no té moviments alternatius, com en un motor de combustió interna convencional.

Aquí es realitza la rotaciórotor triangular especial. Està en un edifici especial. Un esquema similar es va practicar als anys 50 del segle passat per l'empresa alemanya NSU. L'autor d'aquest motor de combustió interna va ser Felix Wankel. Segons el seu esquema es produeixen tots els motors rotatius moderns (el Mazda RX no és una excepció).

Dispositiu

El disseny de la unitat d'alimentació inclou:

• Cas.
• Eix de sortida.
• Rotor.

La caixa en si és la cambra de treball principal. En un motor rotatiu, té una forma ovalada. Un disseny tan inusual de la cambra de combustió es deu a l'ús d'un rotor trièdric. Així, quan entra en contacte amb les parets, es formen contorns tancats aïllats. És en ells on es realitzen els cicles de treball del motor de combustió interna. Això és:

• Entrada.
• Compressió.
• Corsa d'encesa i treball.
• llançament.

Entre les característiques d'un motor rotatiu de combustió interna, cal destacar l'absència de les clàssiques vàlvules d'admissió i d'escapament. En canvi, s'utilitzen forats especials. Es troben als laterals de la cambra de combustió. Aquests forats estan connectats directament al sistema d'escapament i al sistema d'alimentació.

Rotor

La base del disseny de la central elèctrica d'aquest tipus és el rotor. Fa la funció de pistons en aquest motor. Tanmateix, el rotor es troba en una sola còpia, mentre que els pistons poden ser de tres a dotze o més. La forma d'aquest element s'assembla a un triangle amb vores arrodonides.

Aquests vores són necessarisper a un segellat més hermètic i d' alta qualitat de la cambra de combustió. Això assegura una combustió adequada de la mescla de combustible. Les plaques especials es troben a la part superior de la cara i als seus costats. Actuen com a anells de compressió. El rotor també conté dents. Serveixen per fer girar l'accionament, que també acciona l'eix de sortida. De la cita d'aquest últim parlarem a continuació.

Val

Com a tal, no hi ha cigonyal en un motor de pistons rotatius. En canvi, s'utilitza un element de sortida. En relació al seu centre hi ha sortints especials (llemes). Estan situats de manera asimètrica. El parell del rotor, que es transmet a la lleva, fa que l'eix giri al voltant del seu eix. Això crea l'energia necessària per moure les unitats i les rodes del cotxe.

Beats

Quin és el principi de funcionament d'un motor rotatiu? L'algorisme d'acció, malgrat cicles similars amb un motor de pistó, és diferent. Per tant, l'inici del cicle es produeix quan un dels extrems del rotor passa pel canal d'entrada de la carcassa del motor de combustió interna. En aquests moments, sota l'acció del buit, una mescla combustible s'aspira a la cambra. Amb més rotació del rotor, es produeix la carrera de compressió de la mescla. Això passa quan l' altre extrem passa per l'entrada. La pressió de la mescla augmenta gradualment. Finalment s'encén. Però no s'encén per la força de compressió, sinó per l'espurna d'una bugia. Després d'això, comença el cicle de treball de la carrera del rotor.

Com que la cambra de combustió d'aquest motor té una forma ovalada, és recomanable utilitzar dues espelmes en el disseny. Això us permet encendre ràpidament la barreja. Així, el front de flama s'estén de manera més uniforme. Per cert, també es poden utilitzar dues espelmes per cambra de combustió en un motor de combustió interna de pistons convencional (aquest disseny és extremadament rar). Tanmateix, per a un motor rotatiu, això és imprescindible.

Després de l'encesa, es forma una alta pressió de gasos a la cambra. La força és tan gran que permet que el rotor giri sobre l'excèntric. Això contribueix a la generació de parell a l'eix de sortida. A mesura que la part superior del rotor s'acosta a la sortida, la força i la pressió de l'energia dels gasos es redueixen. Es van precipitant espontàniament al canal de sortida. Després que la càmera estigui completament alliberada, comença un nou procés. El motor giratori torna a arrencar amb la carrera d'admissió, la compressió, l'encesa i després la carrera de potència.

Sobre el sistema de lubricació i la nutrició

Aquesta unitat no té diferències en el sistema de subministrament de combustible. També utilitza una bomba submergible que subministra gasolina a pressió des del dipòsit. Però el sistema de lubricació té les seves pròpies característiques. Així, l'oli per a les parts de fregament del motor s'alimenta directament a la cambra de combustió. Es proporciona un forat especial per a la lubricació. Però sorgeix la pregunta: on va llavors l'oli si entra a la cambra de combustió? Aquí el principi de funcionament és similar al d'un motor de dos temps. El greix entra a la cambra i es crema amb la gasolina. Aquest esquema de funcionament s'utilitza en tots els motors de paletes, inclosos els de pistons. A causa del disseny especial del sistema de lubricació, aquests motors no poden complir amb els modernsnormatives ambientals. Aquesta és una de les diverses raons per les quals els motors rotatius no s'utilitzen comercialment a VAZ i altres models de cotxes. Tanmateix, primer observem els avantatges de RPD.

Pros

Aquest tipus de motor té molts avantatges. En primer lloc, aquest motor té un pes i una mida reduïts. Això permet estalviar espai al compartiment del motor i col·locar el motor de combustió interna en qualsevol cotxe. A més, el baix pes contribueix a una distribució més correcta del pes del cotxe. Després de tot, la major part de la massa dels cotxes amb motors de combustió interna clàssics es concentra a la part davantera de la carrosseria.

En segon lloc, el motor de pistons rotatius té una alta densitat de potència. En comparació amb els motors clàssics, aquesta xifra és una i mitja o dues vegades més gran. A més, el motor rotatiu té un prestatge de parell més ampli. Està disponible gairebé des del ralentí, mentre que els motors de combustió interna convencionals han de girar entre quatre i cinc mil. Per cert, un motor rotatiu és molt més fàcil guanyar alta velocitat. Aquest és un altre avantatge.

En tercer lloc, aquest motor té un disseny més senzill. No hi ha vàlvules, ni molles, ni mecanisme de manivela en conjunt. Al mateix temps, no hi ha un sistema habitual de distribució de gas amb una corretja i un arbre de lleves. És l'absència de KShM el que contribueix a un conjunt més fàcil de revolucions per un motor rotatiu de combustió interna. Aquest motor gira de vuit a deu mil en una fracció de segon. Bé, un altre avantatge és la menor propensió a detonar.

Contres

Ara parlem dels inconvenients a causa dels quals l'ús del rotatiuels motors es van limitar. El primer inconvenient són els alts requisits per a la qualitat de l'oli. Tot i que el motor funciona com un de dos temps, aquí no podeu omplir "aigua mineral" barata. Les peces i els mecanismes de la unitat de potència estan sotmesos a càrregues importants, per tant, per estalviar el recurs, es necessita una pel·lícula d'oli densa entre els parells de fregament. Per cert, el calendari de canvi d'oli és de sis mil quilòmetres.

El següent desavantatge és el ràpid desgast dels elements de segellat del rotor. Això es deu al petit pegat de contacte. A causa del desgast dels elements de segellat, es forma una pressió diferencial elevada. Això té un impacte negatiu en el rendiment del motor rotatiu i el consum d'oli (i, en conseqüència, en el rendiment ambiental).

Enumerant les mancances, val la pena esmentar el consum de combustible. En comparació amb un motor de cilindre-pistó, un motor rotatiu no té eficiència de combustible, sobretot a velocitats mitjanes i baixes. Un exemple sorprenent d'això és el Mazda RX-8. Amb un volum d'1,3 litres, aquest motor consumeix almenys 15 litres de gasolina per cent. Sorprenentment, a altes velocitats del rotor, s'aconsegueix la màxima eficiència de combustible.

A més, els motors rotatius són propensos a sobreescalfar-se. Això es deu a la forma lenticular especial de la cambra de combustió. No elimina bé la calor en comparació amb un esfèric (com en els motors de combustió interna convencionals), per tant, durant el funcionament, sempre heu de controlar el sensor de temperatura. En cas de sobreescalfament, el rotor es deforma. Quan es treballa, es formaran esgarrapades importants. Com a resultat, el recurs motor s'acostarà al final.

Malgrat el disseny senzill i la manca d'un mecanisme de manivela, aquest motor és difícil de reparar. Aquests motors són molt rars i pocs dels artesans tenen experiència amb ells. Per tant, molts serveis d'automòbils es neguen a "capitalitzar" aquests motors. I els que es dediquen als rotors demanen fabuloses sumes de diners per això. Has de pagar o instal·lar un motor nou. Però això no és una garantia d'un gran recurs. Aquests motors tenen cura d'un màxim de 100 mil quilòmetres (fins i tot amb un funcionament moderat i un manteniment oportú). I els motors Mazda RX-8 no van ser una excepció.

motor rotatiu VAZ

Tothom sap que aquests motors van ser utilitzats pel fabricant japonès Mazda en els seus anys. No obstant això, poca gent sap el fet que el RPD també es va utilitzar a la Unió Soviètica al VAZ Classic. Aquest motor es va desenvolupar per ordre del ministeri de serveis especials. El VAZ-21079, equipat amb aquest motor, era un anàleg del famós "Volga-catch-up" negre amb un motor de vuit cilindres.

El desenvolupament d'un motor de pistons rotatius per al VAZ va començar a mitjans dels anys 70. La tasca no va ser fàcil: crear un motor rotatiu que superés el tradicional motor de combustió interna de pistons en tots els aspectes. El desenvolupament d'una nova unitat de potència va ser realitzat per especialistes de les empreses d'aviació de Samara. El cap de l'oficina de muntatge i disseny era Boris Sidorovich Pospelov.

El desenvolupament de les unitats de potència va anar simultàniament amb l'estudi de motors rotatius de models estrangers. Les primeres còpies no difereixen en alt rendiment, i no van entrar a la sèrie. Uns anys més tard, es van crear diverses variants del RPD per al clàssic VAZ. El motor VAZ-311 va ser reconegut com el millor d'ells. Aquest motor tenia els mateixos paràmetres geomètrics que el motor japonès 1ZV. La potència màxima de la unitat era de 70 cavalls. Malgrat la imperfecció del disseny, la direcció va decidir llançar el primer lot industrial de RPD, que es van instal·lar als vehicles oficials VAZ-2101. No obstant això, aviat es van descobrir moltes deficiències: el motor va generar una onada de queixes, va esclatar un escàndol i el nombre d'empleats de l'oficina de disseny es va reduir significativament. A causa d'avaries freqüents, el primer motor rotatiu VAZ-311 es va suspendre.

Però la història del RPD soviètic no va acabar aquí. Als anys 80, els enginyers encara van aconseguir crear un motor rotatiu que superava significativament les característiques d'un motor de combustió interna de pistons. Per tant, era un motor rotatiu VAZ-4132. La unitat va desenvolupar una potència de 120 cavalls de força. Això va donar al VAZ-2105 un excel·lent rendiment dinàmic. Amb aquest motor, el cotxe va accelerar a centenars en 9 segons. I la velocitat màxima del "catch-up" va ser de 180 quilòmetres per hora. Entre els principals avantatges, cal destacar l'elevat parell del motor, disponible en tot el rang de revolucions i la gran potència en litres, que es va aconseguir sense cap impuls.

A la dècada dels 90, AvtoVAZ va començar a desenvolupar un nou motor rotatiu, que s'havia d'instal·lar al "nou". Així, l'any 1994m any, va néixer una nova unitat de potència VAZ-415. El motor tenia un volum de treball de 1300 centímetres cúbics i dues cambres de combustió. la relació de compressió de cadascun era de 9, 4. Aquesta central elèctrica és capaç de girar fins a deu mil revolucions. Al mateix temps, el motor es va distingir per un baix consum de combustible. De mitjana, la unitat consumia 13-14 litres per cent en el cicle combinat (aquest és un bon indicador per a un antic motor rotatiu de combustió interna segons els estàndards actuals). Al mateix temps, el motor es va distingir per un pes baix. Sense accessoris, només pesava 113 quilos.

El consum d'oli del motor VAZ-415 és del 0,6 per cent del consum específic de combustible. El recurs del motor de combustió interna abans de la revisió és de 125 mil quilòmetres. El motor, instal·lat al "nou", mostrava bones característiques dinàmiques. Per tant, l'acceleració a centenars va trigar només nou segons. I la velocitat màxima és de 190 quilòmetres per hora. També hi havia mostres experimentals del VAZ-2108 amb un motor rotatiu. Gràcies al seu pes més lleuger, el "vuit" rotatiu va accelerar a centenars en només vuit segons. I la velocitat màxima durant les proves va ser de 200 quilòmetres per hora. No obstant això, aquests motors mai van entrar a la sèrie. Tampoc els trobareu al mercat secundari i als desmuntatges.

Resum

Així que, vam descobrir què és un motor rotatiu. Com podeu veure, es tracta d'un desenvolupament molt interessant orientat a obtenir la màxima eficiència i potència. Tanmateix, a causa del seu disseny, els mecanismes del rotor es van desgastar ràpidament. Això va afectar el recurs del motor. Fins i totRPD japonès no té més de cent mil quilòmetres. A més, aquests motors tenen requisits elevats de lubricants i no poden complir els estàndards ambientals moderns. Per tant, els motors de combustió interna de pistons rotatius no s'han tornat especialment populars a la indústria de l'automòbil.