A gyakoribb dugattyús kivitelekkel ellentétben a Wankel-motor az egyszerűség, a sima, a kompakt, magas fordulatszám percenkénti sebesség és magas teljesítmény/tömeg arány. Ez elsősorban annak a ténynek köszönhető, hogy a Wankel-rotor fordulatánként három teljesítményimpulzus keletkezik, szemben a kétütemű dugattyús motorban egy fordulattal, a négyütemű motorban pedig egy fordulattal.

A fordulatszámot általában forgómotornak nevezik. Bár ez a név más mintákra is vonatkozik, elsősorban a repülőgép-hajtóművek hengereikkel a főtengely körül helyezkednek el.

A beszívás, a kompresszió, a gyújtás és a kipufogó négyfokozatú ciklusa minden fordulatnál megtörténik mind a három rotorcsúcson, amelyek egy oválisan illeszkedő, keresztben fúrt ház belsejében mozognak, így háromszor annyi impulzust tesznek lehetővé rotorfordulatonként. A forgórész alakja hasonló a Reule-háromszöghöz, oldalai laposabbak.

A Wankel motor tervezési jellemzői

A Wankel RPD forgórész rögzített szögek közötti elméleti alakja a geometriai égéstér térfogatának csökkentésének és a kompressziós arány növelésének az eredménye. A forgórész két tetszőleges csúcsát összekötő szimmetrikus görbe a ház belső alakja irányában maximális.

Központi kardántengely"excentrikus" vagy "E-tengely" néven a forgórész közepén fut át, és álló csapágyak tartják. A görgők egy excentertengelybe (a főtengelyhez hasonlóan) épített excentereken mozognak (hasonlóan a hajtórudakhoz). A rotorok az excenterek körül forognak, és keringési fordulatokat hajtanak végre az excentertengely körül.

Az egyes rotorok forgómozgását a saját tengelyén egy pár szinkronhajtómű okozza és szabályozza. A forgórész házának egyik oldalára szerelt fix fogaskerék a forgórészhez rögzített fogaskerékbe illeszkedik, és biztosítja, hogy a forgórész pontosan 1/3 fordulatot mozduljon el az excentertengely minden egyes fordulatánál. A motor teljesítményét nem továbbítják a szinkronizálókon. A forgórészre ható gáznyomás erő (első közelítés szerint) közvetlenül a kimenő tengely excentrikus részének közepébe megy.

A Wankel RPD valójában változó térfogatú progresszív üregek rendszere. Így három üreg van a testen, amelyek mindegyike ugyanazt a ciklust ismétli. Ahogy a forgórész keringési pályán forog, mindkét oldal megközelíti, majd eltávolodik a ház falától, összenyomva és kitágítva az égésteret, hasonlóan a motor dugattyújának löketéhez. Az égési fokozat teljesítményvektora áthalad az elmozdult lapát közepén.

A Wankel motorok általában sokkal magasabb fordulatszám elérésére képesek, mint a hasonló teljesítményűek. Ennek oka a körkörös mozgás eredendő simasága, valamint a nagy igénybevételnek kitett részek, például hajtókarok és vezérműtengelyek, vagy hajtókarok. Az excenter tengelyek nem rendelkeznek feszültségorientált hajtókar kontúrokkal.

Eszközproblémák és megoldásuk

Felix Wankelnek sikerült leküzdenie a legtöbb problémát, ami korábban okozott forgóeszközök nem sikerült:

1. A forgó RPD-knél nem található probléma négyütemű eszközök dugattyúkkal, amelyekben a blokktest szívó-, kompresszió-, égés- és közlekedési füst, fix helyeken halad át a test körül. Hőcsövek használata léghűtéses A Wankel forgómotort a Floridai Egyetem javasolta a háztömb egyenetlen fűtésének leküzdésére. Egyes karosszériarészek kipufogógázokkal történő előmelegítése javította a teljesítményt és az üzemanyag-fogyasztást, miközben csökkentette a kopást és a károsanyag-kibocsátást.
2. Az 50-es, 60-as években a kutatás során is felmerültek problémák. A mérnökök egy ideje szembesültek az úgynevezett „ördögi karcokkal” az epitrochoid belső felületén. Felfedezték, hogy ennek oka a rezonáns rezgést elérő, pontos tömörödések. Ezt a problémát a mechanikus tömítések vastagságának és tömegének csökkentésével oldották meg. A karcolások a kompatibilisebb tömítő- és bevonóanyagok bevezetése után eltűntek.
3. Másik korai probléma az állórész felületén a dugólyuk közelében repedések növekedéséből állt, amit külön fémbetétbe gyújtógyertyák beépítésével küszöböltek ki, a házba közvetlenül a blokkházba csavart dugó helyett rézperselyt szereltek.
4. A négyütemű dugattyús készülékek nem nagyon alkalmasak hidrogén üzemanyaggal való használatra. Egy másik probléma a kenőfilm hidratálásával kapcsolatos dugattyús kialakítások. A Wankel belső égésű motoroknál ez a probléma kiküszöbölhető kerámia mechanikus tömítés alkalmazásával ugyanazon a felületen, így nincs olajréteg, amely szenved a hidratációtól. A dugattyúházat meg kell kenni és olajjal hűteni. Ez jelentősen növeli a fogyasztást kenőolaj négyütemű hidrogénes belsőégésű motorban.

Anyagok belső égésű motorok gyártásához

Ellentétben a dugattyús egységgel, amelyben a hengert az égési folyamat felmelegíti, majd a beérkező töltet hűti, a Wankel rotorházat az egyik oldalon folyamatosan fűtik, a másikon pedig hűtik, ami magas helyi hőmérsékletet és egyenlőtlen hőtágulást eredményez. Bár ez nagy követelményeket támaszt a felhasznált anyagokkal szemben, a Wankel egyszerűsége megkönnyíti az olyan anyagok használatát, mint az egzotikus ötvözetek és kerámiák.

A Wankelben való használatra szánt ötvözetek közé tartozik az A-132, Inconel 625 és 356, amelyek keménysége T6. A ház munkafelületének fedésére számos nagy szilárdságú anyagot használnak. A tengelyhez a terhelés alatti kis deformációjú acélötvözetek előnyösek, masszív acél alkalmazása javasolt.

A motor előnyei

A Wankel RPD fő előnyei:

1. Nagyobb teljesítmény/tömeg arány, mint a dugattyús motornál.
2. Könnyebb beilleszteni kis gépterekbe, mint az egyenértékű meghajtó mechanizmus.
3. Nincsenek dugattyúalkatrészek.
4. Képes elérni a hagyományos motoroknál magasabb fordulatszámot.
5. Gyakorlatilag rezgésmentes működés.
6. Nincs kitéve motorütésnek.
7. Olcsóbb a gyártás, mert a motor kevesebb alkatrészt tartalmaz
8. Széles sebességtartomány a nagyobb alkalmazkodóképesség érdekében.
9. Használhat magasabb oktánszámú üzemanyagot.

A Wankel belső égésű motorok lényegesen könnyebbek és egyszerűbbek, sokkal kevesebb mozgó alkatrészt tartalmaznak, mint az azonos teljesítményű dugattyús motorok. Mivel a forgórész közvetlenül a kimenő tengelyen lévő nagy csapágyon halad, nincs hajtórúd vagy főtengely. A viszonzó erők és a legerősebben terhelt és sérült alkatrészek kiküszöbölése biztosítja a Wankel nagy megbízhatóságát.

A belső feszültségek megszüntetése mellett a dugattyús feszültségek teljes eltávolítása belső részek, dugattyús motorba szerelve, a Wankel motor alumínium házba épített vas rotorral készül, mely nagyobb hőtágulási együtthatóval rendelkezik. Ez biztosítja, hogy még egy erősen túlhevült Wankel egység sem tud „bekapaszkodni”, ahogy ez egy hasonló dugattyús szerkezetnél megtörténhet. Ez jelentős biztonsági előnyt jelent a repülőgépeken történő használat során. Ezenkívül a szelepek hiánya növeli a biztonságot.

A Wankel RPM-ek további előnye a repülőgépek használatában, hogy jellemzően kisebb elülső felülettel rendelkeznek, mint az egyenértékű teljesítményű dugattyús egységek, ami aerodinamikusabb kúpot tesz lehetővé a motor körül. A lépcsőzetes előny az, hogy a Wankel belső égésű motor kisebb mérete és tömege lehetővé teszi a repülőgép-építési költségek megtakarítását a hasonló teljesítményű dugattyús motorokhoz képest.

A Wankel forgódugattyús belső égésű motorok, amelyek eredeti tervezési paramétereiknek megfelelően működnek, szinte nincsenek kitéve katasztrofális meghibásodásoknak. Az a Wankel fordulatszám, amely elveszíti a kompressziót, a hűtést vagy az olajnyomást, nagy mennyiségben veszít, de továbbra is termel némi energiát, ami biztonságosabb leszállást tesz lehetővé, ha repülőgépen használják. Ugyanilyen körülmények között a dugattyús szerkezetek érzékenyek a leragadt vagy megsemmisült alkatrészekre, ami szinte bizonyosan katasztrofális motorhibát és azonnali teljesítményveszteséget okoz.

Emiatt a Wankel forgódugattyús motorok nagyon jól használhatók motoros szánokhoz, amelyeket gyakran olyan távoli helyeken használnak, ahol a motor meghibásodása fagyási sérülést vagy halált okozhat, valamint olyan repülőgépekhez, ahol egy hirtelen meghibásodás balesetet vagy kényszerleszállást okozhat. távoli hely.

Tervezési hibák

Bár sok hiányosság folyamatos kutatás tárgyát képezi, a Wankel készülék jelenlegi gyártási hiányosságai a következők:

1. Rotor tömítés. Ez még mindig kisebb probléma, mivel a motorház hőmérséklete nagyon eltérő a kamra egyes részeiben. Az anyagok különböző tágulási együtthatói tökéletlen tömítéshez vezetnek. Ezenkívül a tömítések mindkét oldala üzemanyagnak van kitéve, és a kialakítás nem teszi lehetővé a rotor kenésének pontos szabályozását. A forgó egységek általában minden motorfordulatszámon és terhelésnél kenve vannak, és viszonylagos magas fogyasztás olajok és egyéb problémák, amelyek a motor égési zónáiban a túlzott kenésből erednek, mint például a szénképződés és az olaj égéséből származó túlzott kibocsátás.
2. A ház különböző területei, valamint az oldalsó és közbenső lemezek közötti hőmérséklet-különbségek, valamint a kapcsolódó nem egyensúlyi hőmérséklet-dilatációk problémájának leküzdésére hőcsövet használnak a felmelegített gáz szállítására a motor meleg részéből a hideg felé. A hőcsövek hatékonyan irányítják a forró kipufogógázt a motor hidegebb részeihez, ami csökkenti a hatékonyságot és a teljesítményt.
3. Lassú égés. Az üzemanyag elégetése lassan megy végbe, mert az égéstér hosszú, vékony és mozgó. A lángmozgás szinte kizárólag a forgórész mozgásának irányában történik, és az oltással végződik, ami a nagy sebességnél az el nem égett szénhidrogének fő forrása. Az égéstér hátsó oldala természetesen "nyomásáramlást" hoz létre, amely megakadályozza, hogy a láng elérje a kamra hátsó szélét. A tüzelőanyag befecskendezése az égéstér elülső szélén minimálisra csökkentheti az el nem égett üzemanyag mennyiségét a kipufogógázban.
4. Rossz üzemanyag-fogyasztás. Ennek oka a tömítés szivárgása és az égéstér alakja. Ez gyenge égést és átlagos effektív nyomást eredményez részterhelésnél, alacsony fordulatszámon. A károsanyag-kibocsátási előírások néha olyan üzemanyag-levegő arányt írnak elő, amely nem segíti elő a jó üzemanyag-fogyasztást. Az átlagos vezetési feltételek melletti gyorsítás és lassulás is befolyásolja az üzemanyag-fogyasztást. A motor állandó fordulatszámon és terhelésen való működtetése azonban kiküszöböli a túlzott üzemanyag-fogyasztást.

Így ennek a motortípusnak megvannak a maga hátrányai és előnyei.

Az autóipar folyamatosan fejlődik. Nem meglepő, hogy alternatív technológiák jelennek meg, amelyek számomra ritkán jelennek meg tömegtermelés. A forgómotorok ilyenek közé sorolhatók.

Fontos! A belső égésű motor feltalálása gyors lendületet adott az autóipar fejlődésének. Ennek eredményeként az autók folyékony üzemanyaggal kezdtek működni, és elkezdődött a benzin korszaka.

Forgómotoros gépek

A forgódugattyús motort az NSU találta fel. A készülék megalkotója Walter Freude volt. Ennek ellenére ez az eszköz a 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. Amíg ő a rotortechnológián dolgozott, Wankel egy másik projekten dolgozott, amiből semmi sem lett.

Ennek ellenére a kulisszák mögötti játékok eredményeként ma már mindannyian így ismerjük ezt az eszközt forgó motor Wankel. 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 ilyenekre telepítették híres autók, Hogyan:

• Citroen GS Birotor,
• Mercedes-Benz C111,
• Chevrolet Corvette,
• VAZ 21018.

A forgómotorok a felkelő nap országában szerezték a legnagyobb népszerűséget. 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.

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 az utcai versenyzők tisztelettel emlékeznek – a Rotor-eXperiment vagy röviden RX.

Ennek a sorozatnak a részeként több is megjelent legendás modellek, köztük a Mazda RX-7. Ha azt mondanám, hogy ez a forgómotoros gép népszerű volt, akkor hallgatni kellene. Az utcai versenyzés rajongóinak milliói kezdtek vele. Viszonylag alacsony áron egyszerűen hihetetlen műszaki jellemzőkkel rendelkezett:

• gyorsulás százra - 5,3 másodperc;
• maximális sebesség - 250 kilométer per óra;
• teljesítmény - 250-280 lóerő, a 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, áthelyezi 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 cella kapja a levegő-üzemanyag keveréket. 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.

hozzuk egyértelmű példa. Vegyük a szokásosat RPD motor két rotorral, és találja 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:

1. Rotációs motor többirányú mozgással. A rotor itt nem forog, hanem úgy tűnik, hogy a tengelye körül forog. A kompressziós folyamat a motor lapátjai között megy végbe.
2. Pulzáló-forgó forgómotor. A ház belsejében két rotor található. E két elem lapátjai között a kompresszió halad át, ahogy közelednek és távolodnak.
3. Forgómotor tömítőlappal - ezt a kialakítást még mindig széles körben használják a légmotorokban. A rotációs belső égésű motoroknál a gyújtás kamráját jelentősen áttervezték.
4. A forgómotor forgómozgások miatt működik. Úgy gondolják, hogy ez a kialakítás technikailag a legfejlettebb. Nincsenek olyan részek, amelyek oda-vissza mozdulatokat hajtanak végre. Ezért az ilyen típusú forgómotorok könnyen elérik a 10 000 ford./perc sebességet.
5. A bolygókerekes forgómotor a legelső módosítás, amelyet két mérnök talált fel.

Amint látja, a tudomány nem áll meg, a forgómotorok jelentős számú típusában reménykedhetünk további fejlődés technológia a távoli jövőben.

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. Ahhoz, hogy megértse, miért telepítették ezt az eszközt a japán autók fejlett modelljeire, ismernie kell minden előnyét és hátrányát.

Előnyök

A korábban bemutatott háttérből már tudja, hogy a forgómotor egy időben több okból is felkeltette a motorgyártók figyelmét:

1. Megnövelt kompakt kialakítás.
2. Könnyű súly.
3. Az RPD jól kiegyensúlyozott, és működés közben minimális rezgést kelt.
4. A motorban lévő pótalkatrészek száma egy nagyságrenddel kevesebb, mint a dugattyús megfelelőjében.
5. Az RPD kiváló dinamikus tulajdonságokkal rendelkezik

Az RPD legfontosabb előnye a nagy teljesítménysűrűsége. Egy forgómotoros autó 100 kilométerre képes felgyorsulni anélkül, hogy magas sebességfokozatba kapcsolna, miközben magas fordulatszámot tart.

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:

1. Megnövekedett üzemanyag-fogyasztás alacsony sebesség mellett. A leginkább erőforrásigényes autókban elérheti a 20-25 litert 100 kilométerenként.
2. 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.
3. 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.
4. Ezenkívül a forgómotor nyomásesésektől szenved. Ennek a hatásnak az eredménye gyors kopás pecsétek. Egy jól összeszerelt RPD élettartama 100-150 ezer kilométer. A mérföldkő túllépése után már nem nélkülözhető a nagyobb javítás.
5. 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, akkor ez rendkívül valószínűvé válik komoly sérülés az egység kulcsfontosságú elemei.

Mint látható, a kiemelkedő előnyök ellenére az RPD-nek számos jelentős hátránya van. A vezető autógyártó cégek tervezési osztályai azonban még mindig próbálják modernizálni ezt a technológiát, és ki tudja, talán egyszer sikerül is nekik.

Eredmények

A forgómotorok számos jelentős előnnyel rendelkeznek, jól kiegyensúlyozottak, lehetővé teszik a sebesség gyors növelését és akár 100 km-es sebesség elérését 4-7 másodperc alatt. De a forgómotoroknak vannak hátrányai is, amelyek közül a fő a rövid élettartamuk.

A belső égésű motor feltalálásával az autóipar fejlődése nagy előrelépést tett. Annak ellenére, hogy a tábornok belső égésű motoros berendezés változatlan maradt, ezeket az egységeket folyamatosan fejlesztették. Ezekkel a motorokkal együtt progresszívebb forgó típusú egységek jelentek meg. De miért nem terjedtek el soha az autóiparban? A cikkben meg fogjuk nézni a választ erre a kérdésre.

Az egység története

A forgómotort Felix Wankel és Walter Freude fejlesztők tervezték és tesztelték 1957-ben. Az első autó, amelyre ezt az egységet telepítették, az NSU Spider sportautó volt. A kutatások kimutatták, hogy 57 lóerős motorteljesítmény mellett ez az autó képes volt akár 150 kilométer per órás sebességre is felgyorsulni. Az 57 lóerős forgómotorral felszerelt Spider autók gyártása körülbelül 3 évig tartott.

Ezt követően az NSU Ro-80 autót ilyen típusú motorral kezdték felszerelni. Ezt követően forgómotorokat szereltek fel a Citroenekre, Mercedesekre, VAZ-okra és Chevroletekre.

Az egyik leggyakoribb forgómotoros autó a japán Mazda Cosmo Sport modell. A japánok az RX modellt is elkezdték felszerelni ezzel a motorral. A forgómotor (Mazda RX) működési elve a rotor állandó forgásából állt, váltakozó működési ciklusokkal. De erről kicsit később.

Jelenleg a japán autógyártó nem foglalkozik forgómotoros autók sorozatgyártásával. Az utolsó modell, amelyre ilyen motort szereltek, a Spirit R Mazda RX8 módosítása volt. 2012-ben azonban az autó ezen változatának gyártását leállították.

Kialakítás és működési elv

Mi a forgómotor működési elve? Ez a motortípus 4 ütemű ciklussal rendelkezik, akárcsak egy klasszikus belső égésű motor. Azonban a működési elv forgódugattyús motor kissé eltér a hagyományos dugattyús motorokétól.

Miben fő jellemzője ebből a motorból? A forgó Stirling-motornak nem 2, nem 4 vagy 8 dugattyúja van, hanem csak egy. Rotornak hívják. Ez az elem egy speciálisan kialakított hengerben forog. A forgórész egy tengelyre van felszerelve, és egy fogaskerékhez van csatlakoztatva. Utóbbinak váltókuplungja van az indítóval. Az elem egy epitrochoidális görbe mentén forog. Vagyis a rotorlapátok felváltva átfedik a hengerkamrát. Ez utóbbiban tüzelőanyag égés történik. A forgómotor (beleértve a Mazda Cosmo Sportot is) működési elve az, hogy egy fordulat alatt a mechanizmus három merev kör szirmát nyomja. Ahogy az alkatrész forog a testben, a belső három rekesz mérete változik. A méretváltozás miatt a kamrákban bizonyos nyomás keletkezik.

Munkafázisok

Hogyan működik a forgómotor? Ennek a motornak a működési elve (gif képek és RPD diagram lent látható) a következő. A motor működése négy ismétlődő ciklusból áll, nevezetesen:

1. Üzemanyag-ellátás. Ez a motor működésének első fázisa. Abban a pillanatban fordul elő, amikor a rotor teteje az adagolónyílás szintjén van. Amikor a kamera a fő rekesz felé van nyitva, a térfogata megközelíti a minimumot. Amint a rotor elfordul mellette, az üzemanyag-levegő keverék belép a kamrába. Ezt követően a kamera ismét bezárul.
2. Tömörítés. Ahogy a forgórész tovább mozog, a rekeszben lévő hely csökken. Így a levegő és az üzemanyag keveréke összenyomódik. Amint a mechanizmus áthalad a gyújtógyertyákkal ellátott rekesz mellett, a kamra térfogata ismét csökken. Ebben a pillanatban a keverék meggyullad.
3. Gyújtás. Gyakran egy forgómotor (beleértve a VAZ-21018-at is) több gyújtógyertyával rendelkezik. Ez esedékes hosszú hosszúságúégésterek. Amint a gyertya meggyújtja az éghető keveréket, a belső nyomásszint tízszeresére nő. Így a rotor ismét meg van hajtva. Továbbá a kamrában lévő nyomás és a gázok mennyisége tovább növekszik. Ebben a pillanatban a rotor elmozdul, és nyomaték keletkezik. Ez addig folytatódik, amíg a mechanizmus áthalad a kipufogótéren.
4. Gázok felszabadulása. Amikor a rotor áthalad ezen a téren, a nagynyomású gáz szabadon mozogni kezd a kipufogócsőbe. Ebben az esetben a mechanizmus mozgása nem áll le. A rotor folyamatosan forog, amíg az égéstér térfogata ismét a minimumra nem csökken. Ekkorra a maradék kipufogógázt kipréselik a motorból.

Pontosan ez a forgómotor működési elve. A VAZ-2108, amelyre az RPD is fel volt szerelve, mint a japán Mazda, más volt csendes működés motor és magas dinamikus jellemzők. De ez a módosítás soha nem került tömeggyártásba. Tehát megtudtuk, mi a forgómotor működési elve.

Hátrányok és előnyök

Nem hiába ezt a motort sok autógyártó figyelmét felkeltette. Különleges működési elve és kialakítása számos előnnyel jár a többi belsőégésű motorhoz képest.

Tehát mik a forgómotor előnyei és hátrányai? Kezdjük azzal egyértelmű előnyök. Először is, a forgómotor a legkiegyensúlyozottabb kialakítású, ezért gyakorlatilag nem okoz nagy vibrációt működés közben. Másodszor, ez a motor könnyebb és kompaktabb, ezért telepítése különösen fontos a sportautó-gyártók számára. Ezenkívül az egység kis súlya lehetővé tette a tervezők számára, hogy a tengelyek mentén ideális súlyeloszlást érjenek el. Így egy ezzel a motorral rendelkező autó stabilabb és manőverezhetőbb lett az úton.

És persze a dizájn tágassága. Az azonos számú löket ellenére ennek a motornak a kialakítása sokkal egyszerűbb, mint a dugattyús megfelelőjének. A forgómotor létrehozásához minimális számú alkatrészre és mechanizmusra volt szükség.

Ennek a motornak azonban nem a tömege és az alacsony vibrációja a fő előnye, hanem a nagy hatásfoka. A speciális működési elvnek köszönhetően a forgómotor nagyobb teljesítménnyel és hatékonysággal rendelkezett.

Most a hátrányokról. Sokkal több volt belőlük, mint előny. A fő ok, amiért a gyártók megtagadták az ilyen motorok vásárlását, a magas üzemanyag-fogyasztás volt. Átlagosan egy ilyen egység akár 20 liter üzemanyagot is elköltött száz kilométerenként, és ez a mai szabvány szerint jelentős költség.

Nehézségek az alkatrészek gyártásában

Ezenkívül érdemes megjegyezni a motor alkatrészeinek előállításának magas költségeit, amelyet a rotor gyártásának összetettsége magyaráz. Azért, hogy ezt a mechanizmust helyesen átadta az epitrochoidális görbét, nagy geometriai pontosság szükséges (a hengerhez is). Ezért a forgómotorok gyártása során lehetetlen speciális drága berendezések és speciális műszaki ismeretek nélkül megtenni. Ennek megfelelően ezeket a költségeket az autó ára előre tartalmazza.

Túlmelegedés és nagy terhelés

Ezenkívül a különleges kialakítás miatt ez az egység gyakran túlmelegedett. Az egész probléma az égéstér lencse alakú formája volt.

Ezzel szemben a klasszikus belső égésű motorok gömbkamrás kialakításúak. A lencse alakú mechanizmusban égő üzemanyag hőenergiává alakul, amelyet nemcsak a munkalöketre, hanem magának a hengernek a fűtésére is fordítanak. Végső soron az egység gyakori „forralása” gyors kopáshoz és meghibásodáshoz vezet.

Forrás

Nem csak a henger viseli a nagy terhelést. A vizsgálatok kimutatták, hogy a rotor működése során a terhelés jelentős része a mechanizmusok fúvókái között elhelyezkedő tömítésekre esik. Állandó nyomásesésnek vannak kitéve, így a motor maximális élettartama nem haladja meg a 100-150 ezer kilométert.

Ezt követően a motor nagyobb javításokat igényel, amelyek költsége néha megegyezik egy új egység vásárlásával.

Olajfogyasztás

Ezenkívül a forgómotor nagyon igényes karbantartást igényel.

Olajfogyasztása több mint 500 milliliter 1000 kilométerenként, ami 4-5 ezer kilométerenként kényszeríti a folyadék feltöltését. Ha nem cseréli ki időben, a motor egyszerűen meghibásodik. Vagyis a forgómotor szervizelésének kérdését felelősségteljesebben kell megközelíteni, különben a legkisebb hiba az egység költséges javításához vezethet.

Fajták

Jelenleg ötféle ilyen típusú egység létezik:

Forgómotor (VAZ-21018-2108)

A VAZ forgó belső égésű motorok létrehozásának története 1974-ig nyúlik vissza. Ekkor hozták létre az első RPD tervezőirodát. A mérnökeink által kifejlesztett első motor azonban hasonló kialakítású volt, mint a Wankel-motor, amelyet az importált NSU Ro80 szedánokon szereltek fel. A szovjet analógot VAZ-311-nek hívták. Ez a legelső szovjet forgómotor. Ennek a motornak a VAZ autókon való működési elve megegyezik a Wankel RPD működési algoritmusával.

Az első autó, amelyre ezeket a motorokat elkezdték telepíteni, a VAZ 21018-as módosítása volt. Az autó gyakorlatilag nem különbözött „ősétől” - a 2101-es modelltől -, kivéve a használt belső égésű motort. Az új termék motorháztetője alatt egy egyrészes RPD volt, 70 lóerős kapacitással. Mind az 50 modellmintán végzett kutatás eredményeként azonban számos motor meghibásodást fedeztek fel, amelyek arra kényszerítették a Volzsszkij üzemet, hogy hagyjon fel a használattal. ebből a típusból ICE az autóikon a következő néhány évben.

A hazai RPD meghibásodásának fő oka a megbízhatatlan tömítések voltak. A szovjet tervezők azonban úgy döntöttek, hogy megmentik ezt a projektet, bemutatva a világnak egy új, 2 szekciós VAZ-411 forgómotort. Ezt követően kifejlesztették a VAZ-413 márkájú belső égésű motort. Fő különbségük a hatalomban volt. Az első példány 120 lóerőig fejlődött, a második - körülbelül 140. Ezek az egységek azonban ismét nem szerepeltek a sorozatban. Az üzem úgy döntött, hogy csak a közlekedési rendőrség és a KGB által használt hivatalos járművekre telepíti őket.

Repülési motorok, "nyolcas" és "kilenc"

A következő években a fejlesztők megpróbáltak rotációs motort létrehozni hazai kisrepülőgépekhez, de minden próbálkozás sikertelen volt. Ennek eredményeként a tervezők ismét elkezdték fejleszteni a 8-as és 9-es sorozatú utasszállító (most már elsőkerék-hajtású) VAZ-autók motorjait, az újonnan kifejlesztett VAZ-414 és 415 motorok univerzálisak voltak, és hátul is használhatók voltak. kerékhajtású autómodellek, mint például a Volga és a Moskvich és így tovább.

Az RPD VAZ-414 jellemzői

Első ezt a motort csak 1992-ben jelent meg a „kilenceken”. „Őseihez” képest ennek a motornak a következő előnyei voltak:

• Nagy fajlagos teljesítmény, amely lehetővé tette, hogy az autó mindössze 8-9 másodperc alatt elérje a „százakat”.
• Magas hatásfok. Egy liter elégetett tüzelőanyagból akár 110 lóerőt is lehetett elérni (és ezt a hengerblokk mindenféle erősítése vagy további fúrása nélkül).
• Nagy az erőltetési lehetőség. Nál nél helyes beállítás több tíz lóerővel meg lehetett növelni a motor teljesítményét.
• Nagy sebességű motor. Egy ilyen motor akár 10 000-es fordulatszámon is működni tudott. Ilyen terhelés mellett csak egy forgómotor működhetett. A klasszikus belső égésű motorok működési elve nem teszi lehetővé, hogy hosszú ideig nagy fordulatszámon működjenek.
• Viszonylag alacsony üzemanyag-fogyasztás. Ha az előző példányok körülbelül 18-20 liter üzemanyagot „evettek” „százonként”, akkor ez az egység átlagosan csak 14-15-öt fogyasztott.

Az RPD jelenlegi helyzete a Volzsszkij Autógyárban

A fent leírt motorok mindegyike nem szerzett nagy népszerűséget, és hamarosan leállították a gyártásukat. A jövőben a Volzhsky Autógyár még nem tervezi a forgómotorok fejlesztésének újraélesztését. A VAZ-414 RPD tehát egy gyűrött papírdarab marad a hazai gépészet történetében.

Tehát megtudtuk, mi a forgómotor működési elve és felépítése.

1957-ben Felix Wankel és Walter Freude német mérnökök bemutatták az első működő forgómotort. Mindössze hét évvel később a továbbfejlesztett változat a német NSU-Spider sportkocsi motorháztetője alatt foglalta el helyét – az első sorozatgyártású autó ilyen motorral. Sokan vásárolták az új terméket autógyártó cégek- Mercedes-Benz, Citroen, General Motors. Még a VAZ is gyártott Wankel-motorral szerelt autókat kis tételekben sok éven át. De az egyetlen cég, amely a forgómotorok nagyszabású gyártása mellett döntött, és a válság ellenére sem hagyta el őket sokáig, a Mazda volt. Első modellje vele forgó motor- „Cosmo Sports (110S)” - 1967-ben jelent meg.

EGY IDEGEN A SAJÁJAK KÖZÜL

A dugattyús motorban a levegő-üzemanyag keverék égési energiája először a dugattyúcsoport oda-vissza mozgásává alakul át, majd csak ezt követően a főtengely forgásává. A forgómotorban ez köztes fokozat nélkül történik, ami kisebb veszteséggel jár.

A benzines 1,3 literes szívó 13B-MSP két változata létezik, két rotorral (szakaszokkal) – normál teljesítményű (192 LE) és kényszerített (231 LE). Szerkezetileg ez egy szendvics öt épületből áll, amelyek két zárt kamrát alkotnak. Bennük a gázok égési energiájának hatására forgórészek forognak, excentrikus tengelyre szerelve (hasonlóan a főtengelyhez). Ez a mozgás nagyon trükkös. Mindegyik forgórész nem csak forog, hanem a kamra egyik oldalfalának közepén rögzített álló fogaskerék körül görgeti belső fogaskerekét. Az excentertengely áthalad a teljes házon és állófogaskereken. A forgórész úgy mozog, hogy minden fordulathoz három fordulat jár az excentertengelynek.

A forgómotorban ugyanazokat a ciklusokat hajtják végre, mint a négyütemű dugattyús egységben: szívó, kompresszió, teljesítménylöket és kipufogó. Ugyanakkor nincs bonyolult gázelosztó mechanizmusa - időzítő hajtás, vezérműtengelyek és szelepek. Minden funkcióját az oldalfalakban (házakban) lévő bemeneti és kimeneti ablakok - és maga a forgórész - látják el, amely forgáskor kinyitja és bezárja az „ablakokat”.

A forgómotor működési elve az ábrán látható. Az egyszerűség kedvéért adunk egy példát egy egyrészes motorra - a második ugyanúgy működik. A rotor minden oldala saját munkaüreget képez a házak falával. Az 1. pozícióban az üreg térfogata minimális, és ez megfelel a szívólöket kezdetének. A forgórész forgásakor a bemeneti ablakok kinyílnak, és a levegő-üzemanyag keverék beszívódik a kamrába (2–4. pozíció). Az 5. pozícióban a munkaüreg maximális térfogatú. Ezután a rotor bezárja a szívóablakokat, és megkezdődik a kompressziós löket (6–9. pozíció). A 10. pozícióban, amikor az üreg térfogata ismét minimális, gyertyák segítségével meggyújtják a keveréket, és megkezdődik a munkalöket. A gázok égési energiája forgatja a rotort. A gáztágulás a 13. pozícióig történik, és a munkaüreg maximális térfogata a 15. pozíciónak felel meg. Továbbá a 18. pozícióig a rotor kinyitja a kipufogóablakokat és kinyomja a kipufogógázokat. Ezután a ciklus újra kezdődik.

A fennmaradó munkaüregek ugyanúgy működnek. És mivel három üreg van, a forgórész egy fordulatában három munkalöket van! És figyelembe véve, hogy az excenter (forgattyús) tengely háromszor gyorsabban forog, mint a forgórész, a teljesítmény tengelyfordulatonként egy teljesítménylöket (hasznos munka) egy egyrészes motornál. Egy hengeres négyütemű dugattyús motornál ez az arány feleannyi.

A kimenő tengely fordulatonkénti teljesítménylöketeinek arányát tekintve a kétrészes 13B-MSP hasonló a hagyományos négyhengeres dugattyús motorokhoz. De ugyanakkor 1,3 literes lökettérfogattal megközelítőleg ugyanannyi teljesítményt és nyomatékot ad le, mint egy 2,6 literes dugattyús motor! A titok az, hogy egy forgómotornak többszörösen kisebb a mozgó tömege - csak a forgórészek és az excentertengely forog, és akkor is egy irányba. Dugattyús motornál a hasznos munka egy része egy bonyolult időzítő mechanizmus meghajtására és a dugattyúk függőleges mozgására költ, amely folyamatosan változtatja az irányt. A forgómotor másik jellemzője a nagyobb robbanásállósága. Ezért ígéretesebb a hidrogénnel való munkához. A forgómotorban a rendellenes égés pusztító energiája munkakeverék csak a forgórész forgásirányában működik - ez a kialakításának a következménye. De egy dugattyús motorban a dugattyú mozgásával ellenkező irányba irányítják, ami katasztrofális következményekkel jár.

Wankel motor: NEM MINDEN OLYAN EGYSZERŰ

Bár egy forgómotor kevesebb elemet tartalmaz, mint a dugattyús motor, okosabbat használ Konstruktív döntésekés technológia. De párhuzamot lehet vonni köztük.

A rotorházak (állórészek) lemezbeillesztési technológiával készülnek: az alumíniumötvözet házba speciális acél szubsztrátum kerül. Ennek köszönhetően a kialakítás könnyű és tartós. Az acél hátlap mikroszkopikus hornyokkal krómozott a jobb olajvisszatartás érdekében. Valójában egy ilyen állórész egy ismerős hengerhez hasonlít, száraz hüvelyrel és csiszolással.

Az oldalsó házak speciális öntöttvasból készülnek. Mindegyik rendelkezik bemeneti és kimeneti ablakokkal. Az állófogaskerekek pedig a külsőhöz (elöl és hátul) vannak rögzítve. Az előző generációk motorjainál ezek az ablakok az állórészben voltak. Vagyis be új dizájn növelték méretüket és számukat. Ennek köszönhetően javultak a munkakeverék szívó- és kipufogógázának jellemzői, a kimeneten pedig - a motor hatásfoka, teljesítménye, ill. üzemanyag-hatékonyság. A rotorokkal párosított oldalsó házak funkcionalitásukat tekintve a dugattyús motorok vezérműmechanizmusához hasonlíthatók.

A forgórész lényegében ugyanaz a dugattyú és egyben hajtórúd. Speciális öntöttvasból készült, üreges, a lehető legkönnyebb. Mindkét oldalon küvetta alakú égéstér és természetesen tömítések találhatók. Ban ben belső rész egy forgórész csapágy van behelyezve - egyfajta hajtórúd csapágy a főtengelyhez.

Ha egy hagyományos dugattyú csak három gyűrűt (két kompressziós és egy olajkaparót) használ, akkor a rotor többszörösen több ilyen elemmel rendelkezik. Így a csúcsok (a forgórész tetején lévő tömítések) játsszák az első nyomógyűrűk szerepét. Öntöttvasból készülnek elektronsugaras feldolgozással - a kopásállóság növelése érdekében az állórész falával érintkezve.

A csúcsok két elemből állnak - a fő tömítésből és a sarokból. Ezeket egy rugó szorítja az állórész falához és centrifugális erő. A második nyomógyűrűk szerepét az oldal- és saroktömítések játsszák. Gáztömör érintkezést biztosítanak a rotor és az oldalsó házak között. A csúcsokhoz hasonlóan rugók nyomják a házak falához. Az oldaltömítések cermet (ezek viselik a fő terhelést), a saroktömítések speciális öntöttvasból készülnek. Vannak szigetelő tömítések is. Megakadályozzák, hogy a kipufogógázok egy része a forgórész és az oldalház közötti résen keresztül a szívónyílásokba áramoljon. A rotor mindkét oldalán hasonlóság van olajkaparó gyűrűk- olajtömítések. Megtartják a belső üregébe szállított olajat hűtés céljából.

A kenési rendszer is kifinomult. Legalább egy radiátorral rendelkezik az olaj hűtésére, amikor a motor nagy terhelés mellett működik, és többféle olajfúvókával. Némelyik az excentertengelybe van beépítve, és hűti a rotorokat (alapvetően hasonló a dugattyús hűtőfúvókákhoz). Mások az állórészekbe vannak beépítve – mindegyikhez egy pár. A fúvókák ferdén helyezkednek el és az oldalsó házak falai felé irányulnak - a jobb kenés rotorházak és oldaltömítések. Az olaj belép a munkaüregbe, és keveredik a levegő-üzemanyag keverékkel, kenést biztosítva a fennmaradó elemeknek, és ezzel együtt ég. Ezért fontos, hogy csak a gyártó által jóváhagyott ásványolajokat vagy speciális félszintetikus anyagokat használjon. A nem megfelelő típusú kenőanyagok égés közben nagy mennyiségű szénlerakódást eredményeznek, ami detonációhoz, gyújtáskimaradáshoz és csökkentett kompresszióhoz vezet.

Az üzemanyagrendszer meglehetősen egyszerű - kivéve a befecskendezők számát és helyét. Kettő van a szívóablak előtt (rotoronként egy), és ugyanennyi a szívócsonkban. A kényszermotor elosztójában van még két befecskendező.

Az égésterek nagyon hosszúak, és a munkakeverék hatékony égése érdekében minden rotorhoz két gyújtógyertyát kellett alkalmazni. Hosszúságban és elektródákban különböznek egymástól. A helytelen beszerelés elkerülése érdekében a vezetékeken és a gyújtógyertyákon színes jelölések láthatók.

GYAKORLATBAN

A 13B-MSP motor élettartama körülbelül 100 000 km. Furcsa módon ugyanazoktól a problémáktól szenved, mint a dugattyús.

Az első gyenge láncszem a forgórész tömítései, amelyek nagy hőt és nagy terhelést tapasztalnak. Ez igaz, de először normális kopás és elhasználódás detonációval és az excentertengely-csapágyak és forgórészek kopásával fejeződik be. Ráadásul csak a végtömítések (csúcsok) szenvednek, az oldaltömítések pedig rendkívül ritkán kopnak.

A detonáció deformálja a csúcsokat és azok helyeit a forgórészen. Emiatt a tömörítés csökkentése mellett a tömítés sarkai kieshetnek és károsíthatják az állórész felületét, ami nem megmunkálható. Az unalom haszontalan: egyrészt nehéz megtalálni a szükséges felszerelést, másrészt egyszerűen nincs pótalkatrész a megnövelt mérethez. A rotorok nem javíthatók, ha a csúcsok hornyai sérültek. Szokás szerint a probléma gyökere az üzemanyag minősége. Az őszinte 98-as benzint nem olyan könnyű megtalálni.

Az excentertengely fő csapágyai kopnak a leggyorsabban. Nyilvánvalóan annak a ténynek köszönhető, hogy háromszor gyorsabban forog, mint a rotorok. Ennek eredményeként a rotorok elmozdulást kapnak az állórész falaihoz képest. És a rotorok tetejének egyenlő távolságra kell lennie tőlük. Előbb vagy utóbb a csúcsok sarkai kiesnek, és felemeli az állórész felületét. Ezt a szerencsétlenséget nem lehet előre megjósolni - a dugattyús motorral ellentétben a forgómotor gyakorlatilag nem kopog, még akkor sem, ha a betétek elhasználódnak.

A kényszerfeltöltős motoroknál előfordulnak olyan esetek, amikor nagyon szegény keverék a csúcs túlmelegszik. Az alatta lévő rugó meghajlítja - ennek eredményeként a kompresszió jelentősen csökken.

A második gyengeség a ház egyenetlen melegítése. A felső rész (itt történik a szívó- és kompressziólöket) hidegebb, mint az alsó rész (az égési és kipufogólöketek). A karosszéria azonban csak az 500 LE-nél nagyobb teljesítményű, kényszerfeltöltős motoroknál deformálódik.

Ahogy az várható volt, a motor nagyon érzékeny az olaj típusára. A gyakorlat azt mutatja, hogy a szintetikus olajok, még a speciálisak is, égés közben sok szénlerakódást képeznek. Felhalmozódik a csúcsokon és csökkenti a kompressziót. Használni kell ásványi olaj- szinte nyom nélkül ég. A szervizek azt javasolják, hogy 5000 km-enként cseréljék ki.

Az állórészben lévő olajfúvókák főként a szennyeződés bejutása miatt hibásodnak meg belső szelepek. A légszűrőn keresztül légköri levegő jut be hozzájuk, ill idő előtti csere szűrő problémákhoz vezet. Az injektor szelepei nem moshatók.

A motor hidegindításával kapcsolatos problémákat, különösen télen, a kompresszió elvesztése okozza a csúcsok kopása miatt, és a gyújtógyertya elektródáin lerakódások megjelenése az alacsony minőségű benzin miatt.

A gyújtógyertyák átlagosan 15 000-20 000 km-t bírnak.

A közhiedelemmel ellentétben a gyártó azt javasolja, hogy a szokásos módon állítsa le a motort, és ne közepes fordulatszámon. A "szakértők" biztosak abban, hogy amikor a gyújtást működési módban lekapcsolják, az összes maradék üzemanyag eléget, és ez megkönnyíti a későbbi hideg indítás. A katonák szerint az ilyen trükkök nem használnak. De ami igazán jót tesz a motornak, az az, hogy a mozgás megkezdése előtt legalább egy kis bemelegítés. Meleg olajjal (nem alacsonyabb, mint 50º) a kopása kisebb lesz.

A forgómotor kiváló minőségű hibaelhárításával és az azt követő javításokkal további 100 000 km-t fog kibírni. Leggyakrabban az állórészek és az összes forgórész tömítés cseréje szükséges - ehhez legalább 175 000 rubelt kell fizetnie.

A fenti problémák ellenére rengeteg rajongója van a forgógépeknek Oroszországban - más országokról nem is beszélve! Bár maga a Mazda leállította a forgó V8-ast, és nem siet legyártani az utódját.

Mazda RX-8: TARTÓS TESZT

1991-ben a forgómotoros Mazda 787B megnyerte a 24 órás Le Mans-i versenyt. Ez volt az első és egyetlen győzelme egy ilyen motorral rendelkező autónak. Egyébként most nem minden dugattyús motor éli túl a célvonalat a „hosszú” állóképességi versenyeken.

» a legtöbb embernek a hengerek és a dugattyúk, a gázelosztó rendszer ill forgattyús mechanizmus. 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 és a rögzítési tengelyre merőlegesen elhelyezett két fúvókán keresztül áramlik ki.


Az ókor forgómotorjainak tulajdoníthatók az elemek erejét energiaként hasznosító víz- és szélmalmok mechanizmusai is.

A forgómotorok osztályozása

Munkakamra forgó belső égésű motor lehet hermetikusan zárt, vagy állandó kapcsolatban állhat a légkörrel, mikortól környezet a rotor járókerék lapátjai választják el egymástól. 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 motorok rotorja nem forog, hanem ívlengéseket 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 házlapátok megfelelő tömítettségét a rotorral, miközben megtartják mobilitásukat.

Motorok a munka- és egyéb elemek egyenletes mozgásával

A forgómotorok legígéretesebb és legfejlettebb típusai. Elméletileg a legnagyobb fordulatszámot képesek kifejleszteni és teljesítményt szerezni, de eddig nem sikerült egyetlen működő áramkört létrehozni a belső égésű motorokhoz.

A munkaelem bolygókerekes, forgó mozgásával

Ez utóbbi tartalmazza Felix Wankel mérnök legszélesebb körben ismert forgódugattyús motorját.

Bár rengeteg más bolygótípusú kialakítás létezik:

• Umpleby
• Gray & Dremmond
• Marshall
• Spad
• Renault
• Tamás
• Wallinder és Skoog
• Sensand
• Maillard
• Ferro

Wankel története

Felix Heinrich Wankel élete nem volt könnyű, fiatalon árván maradt (a leendő feltaláló édesapja meghalt az első világháborúban), Felix nem tudott pénzt szerezni az egyetemi tanulmányokhoz, és a munkaszaka igen; nem engedi, hogy súlyos rövidlátást kapjon.

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 Wankel RPD létrehozása felé. 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 állást 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?

A Freude és Wankel által tervezett erőforrás egy Reuleaux-háromszög alakú rotor. A forgórész planetárisan forog az állórész közepére szerelt fogaskerék – egy álló égéstér – körül. Maga a kamra epitrochoid formájú, 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 kamrák hermetikusan el vannak választva egymástól tömítésekkel - csúcsokkal, amelyek kopása az gyenge pont forgódugattyús motorok.

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 a legtöbb jelentős hátránya- rövid motor élettartam. 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 legtöbb nagy terhelés próba fémlemezek, csúcsok - radiális végtömítések a kamrák között. Ellen kell állniuk a magas hőmérsékletnek, nyomásnak és radiális terhelésnek. Az RX-7-nél a csúcsmagasság 8,1 milliméter, csere 6,5-ig terjedő kopásnál javasolt, az RX-8-nál gyárilag 5,3-ra csökkentették, a megengedett kopás pedig nem haladja meg a 4,5 millimétert.

Fontos figyelni a kompressziót, az olaj állapotát és a motorkamrába kenőanyagot szállító olajbefecskendezőket. A motorkopás és a közelgő nagyjavítás főbb jelei a következők: alacsony kompresszió, olajfogyasztás és nehéz melegindítás.

Alacsony környezetbarát

Mivel a forgódugattyús motorok kenési rendszere magában foglalja az olaj közvetlen befecskendezését az égéstérbe, valamint teljes égésüzemanyagok, kipufogógázok fokozott toxicitásúak. 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 egy Mazda R100-ra szerelték fel.


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 is rövid időszak 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, tömege 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 megnő, a tömítések öntöttvasból készülnek
12A turbó	Félig közvetlen befecskendezéses, 160 l. Val vel.
12B	Egyetlen gyújtáselosztó
13B	A legtöbb tömegű motor, térfogata 1308 köbméter. cm, alacsony szint kibocsátások
13B-RESI	135 l. o., RESI (Rotary Engine Super Injection) és Bosch L-Jetronic befecskendezés
13B-DEI	146 l. o., változtatható szívó, 6PI és DEI rendszerek, befecskendezés 4 befecskendezővel
13B-RE	235 l. o., nagy HT-15 és kis HT-10 turbinák
13B-REW	280 l. o., 2 szekvenciális turbina Hitachi HT-12
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

1. Cserélje ki az olajat 3-5 ezer kilométerenként. Az 1,5 liter/1000 km-es fogyasztás normálisnak tekinthető.
2. figyelje az olajbefecskendezők állapotát, átlagos élettartama 50 ezer.
3. légszűrőt cserélni 20 ezerenként.
4. csak speciális gyújtógyertyákat használjon, erőforrás 30-40 ezer kilométer.
5. Töltse fel a tartályt AI-95-nél nem alacsonyabb, de még jobb AI-98-as benzinnel.
6. olajcserekor mérje meg a kompressziót. Ehhez egy speciális eszközt használnak, a tömörítésnek 6,5-8 atmoszférán belül kell lennie.

Ha ezen értékek alatti kompresszióval dolgozik, előfordulhat, hogy a szabványos javítókészlet nem elegendő - egy teljes részt, és esetleg az egész motort ki kell cserélni.

A mai nap

Jelenleg gyártott sorozatgyártás Mazda modellek RX-8, Renesis motorral (a Rotary Engine + Genesis rövidítése).


A tervezőknek sikerült felére csökkenteni az olajfogyasztást és 40%-kal az üzemanyag-fogyasztást, ill környezeti osztály Euro-4 szintre emelni. 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 bemutattak egy koncepciót. sportkupé RX-Vision, SkyActive-R forgómotorral.