Мотор Ванкел - уред и принцип на работа на автомобилот RPD

Низ историјата на автомобилската индустрија имало многу напредни решенија, дизајните на компонентите и склоповите се променети. Пред повеќе од 30 години, активните обиди започнаа да го префрлаат клипниот мотор настрана, давајќи му предност на моторот со ротационен клип Ванкел. Сепак, поради многу околности, ротирачките мотори не го добија своето право на живот. Прочитајте за сето ова подолу.

Принцип на работа

Роторот има триаголен облик, од секоја страна има конвексен облик кој делува како клип. Секоја страна на роторот има посебни вдлабнатини кои обезбедуваат повеќе простор за мешавината на гориво-воздух, со што се зголемува брзината на работа на моторот. Врвот на рабовите е опремен со мала запечатувачка преграда што го олеснува извршувањето на секој удар. На двете страни роторот е опремен со прстени за запечатување кои го формираат wallидот на коморите. Средината на роторот е опремена со заби, со чија помош механизмот се врти.

Принципот на работа на моторот Ванкел е потполно различен од класичниот, сепак, тие се обединети со еден процес, кој се состои од 4 потези (удар-издувни гасови со компресија - работен удар). Горивото влегува во првата формирана комора, се компресира во втората, а потоа роторот се врти и компресираната смеса се запали со свеќичката, откако работната смеса ќе го ротира роторот и ќе излезе на колектор на издувни гасови. Главниот разликувачки принцип е дека кај моторот со ротирачки клип, работната комора не е статична, туку е формирана од движењето на роторот.

Уред

Пред да го разберете уредот, треба да ги знаете главните компоненти на моторот со ротирачки клип. Ванкел моторот се состои од:

• куќиште на статорот;
• ротор;
• збир на запчаници;
• ексцентрична вратило;
• свеќи (палење и согорување).

Ротирачкиот мотор е единица со внатрешно согорување. Во овој мотор, сите 4 потези на работа се случуваат во целост, меѓутоа, за секоја фаза има своја комора, која е формирана од роторот со ротирачко движење. 

Кога палењето е вклучено, стартерот го врти замаецот и моторот започнува. Ротирачки, роторот, преку круната на менувачот, пренесува вртежен момент во ексцентричната вратило (за клипниот мотор, ова е брегаста оска). 

Резултатот од работата на моторот Ванкел треба да биде формирање притисок на работната мешавина, принудувајќи ги ротационите движења на роторот да се повторуваат повторно и повторно, пренесувајќи вртежен момент на менувачот. 

Во овој мотор, цилиндрите, клиповите, коленестото вратило со приклучни шипки го заменуваат целото куќиште на статорот со ротор. Благодарение на ова, волуменот на моторот е значително намален, додека моќноста е многу пати поголема од онаа на класичниот мотор со механизам за чудак, со ист волумен. Овој дизајн има висок менувач, исто така, поради малите загуби на триење.

Патем, брзината на работа на моторот може да надмине 7000 вртежи во минута, додека моторите на Mazda Wankel (за спортски натпревари) надминуваат 10000 вртежи во минута. 

Дизајн

Една од главните предности на овој агрегат е неговата компактност и помала тежина во споредба со класичните мотори со еднаква големина. Распоредот ви овозможува значително да го намалите центарот на гравитација, а тоа поволно влијае на стабилноста и острината на контролата. Малите авиони, спортските автомобили и моторните возила ја користеа и сè уште ја користат оваа предност. 

Приказна

Историјата на потеклото и ширењето на моторот Ванкел ќе ви овозможи подобро да разберете зошто тој бил најдобриот мотор во тоа време и зошто бил напуштен денес.

Рани случувања

Во 1951 година, германската компанија NSU Motorenwerke разви два мотори: првиот - од Феликс Ванкел, под името DKM, а вториот - KKM на Ханс Пашке (врз основа на развојот на Ванкел). 

Основата на работењето на единицата Ванкел беше одделното ротирање на каросеријата и роторот, поради што работните вртежи достигнаа 17000 XNUMX во минута. Непријатност беше што моторот мораше да се расклопи за да ги замени свеќите. Но, моторот KKM имаше фиксирано тело и неговиот дизајн беше многу поедноставен од главниот прототип.

Издадени лиценци

Во 1960 година, NSU Motorenwerke потпиша договор со американската производствена компанија Curtiss-Wright Corporation. Договорот беше германските инженери да се фокусираат на развој на мали ротирачки клипни мотори за лесни возила, додека американскиот Кертис-Рајт се занимаваше со развој на авионски мотори. Како дизајнер бил ангажиран и германскиот машински инженер Макс Бентеле. 

Огромното мнозинство глобални производители на автомобили, вклучувајќи ги Citroen, Porsche, Ford, Nissan, GM, Mazda и многу други. Во 1959 година, американската компанија воведе подобрена верзија на моторот Ванкел, а една година подоцна британскиот Ролс Ројс го покажа својот двостепен дизел ротационен клипен мотор.

Во меѓувреме, некои европски производители на автомобили почнаа да се обидуваат да опремат автомобили со нови мотори, но не сите ја најдоа нивната примена: GM одби, Citroen беше фиксиран за развој на мотор со контра-клипови за авиони, а Mercedes-Benz инсталираше ротирачки клипен мотор во експерименталниот модел C 111. 

Во 1961 година, во Советскиот Сојуз, НАМИ, заедно со другите истражувачки институти, започна развој на моторот Ванкел. Беа дизајнирани многу опции, една од нив ја најде својата примена во автомобилот ВАЗ-2105 за КГБ. Точниот број на собрани мотори е непознат, но не надминува неколку десетици. 

Патем, години подоцна, само автомобилската компанија Mazda навистина најде употреба на мотор со ротирачки клип. Впечатлив пример за ова е моделот RX-8.

Развој на мотори

Во Велика Британија, производителот на мотоцикли „Нортон Мотоцикл“ го разви моторот со мотор возила со ротирачки клип со воздух ладен Сакс Можете да дознаете повеќе за развојот со читање за мотоциклот Херкулес W-2000.

Сузуки не стоеше настрана, а пушти и свој мотоцикл. Сепак, инженерите внимателно го разработија дизајнот на моторот, користеа феролегура, што значително ја зголеми сигурноста и работниот век на единицата.

Случувања за автомобили

Откако потпишаа договор за истражување помеѓу Мазда и НСУ, компаниите започнаа да се натпреваруваат за шампионатот во производството на првиот автомобил со единица Ванкел. Како резултат на тоа, во 1964 година, NSU го претстави својот прв автомобил, NSU Spider, како одговор, Mazda претстави прототип на мотори со 2 и 4-ротори. По 3 години, NSU Motorenwerke го објави моделот Ro 80, но доби многу негативни критики поради бројни неуспеси против позадината на несовршениот дизајн. Овој проблем не беше решен до 1972 година и компанијата по 7 години беше апсорбирана од Ауди, а моторите на Ванкел веќе станаа озлогласени.

Јапонскиот производител Mazda објави дека нивните инженери го решиле проблемот со запечатување на горниот дел (за затегнатост помеѓу коморите), тие започнале да користат мотори не само во спортски автомобили, туку и во комерцијални возила. Патем, сопствениците на автомобили Мазда со ротирачки мотор ја забележаа високата реакција на гасот и еластичноста на моторот.

Подоцна Mazda се откажа од масовното претставување на напредниот мотор, инсталирајќи го само на моделите RX-7 и RX-8. За RX-8 е дизајниран моторот Renesis, кој е подобрен на многу начини, имено:

• раселени отвори за издувни гасови за да се подобри ударот, што значително ја зголеми моќноста;
• додаде некои керамички делови за да се спречи термичко нарушување;
• добро осмислен електронски систем за управување со моторот;
• присуство на две свеќи (главни и за горилник);
• додавање на водена јакна за да се елиминираат јаглеродните наслаги на излезот.

Како резултат, добиен е компактен мотор со зафатнина од 1.3 литри и развој на моќност од околу 231 КС.

Предности

Главните предности на моторот со ротирачки клип:

1. Неговата мала тежина и димензии, кои директно влијаат на основата на дизајнот на автомобилот. Овој фактор е важен при дизајнирање на спортски автомобил со ниско тежиште.
2. Помалку детали. Ова не само што ви овозможува да ги намалите трошоците за одржување на моторот, туку и да ги намалите загубите на енергија за движење или ротација на сродни делови. Овој фактор директно влијаеше на високата ефикасност.
3. Со ист волумен како класичен клипен мотор, моќноста на моторот со ротирачки клип е 2-3 пати поголема.
4. Мазност и еластичност на работата, отсуство на опипливи вибрации поради фактот што нема возвратни движења на главните единици.
5. Моторот може да се напојува со бензин со низок октан.
6. Широкиот опсег на брзина на работа овозможува употреба на менувачот со пократки брзини, што е исклучително погодно за урбани услови.
7. „Полицата“ на вртежниот момент е обезбедена за ⅔ од циклусот, а не за една четвртина, како кај моторот Ото.
8. Моторното масло практично не е загадено, интервалот на одвод е многу пати поширок. Тука, маслото не подлежи на согорување, како кај клипните мотори, овој процес се случува преку прстените.
9. Нема детонација.

Патем, докажано е дека дури и ако овој мотор е на работ на ресурс, троши многу масло, работи при мала компресија, неговата моќност малку ќе се намали. Токму оваа предност ме поткупи за инсталирање на мотор со ротирачки клип во авиони.

Заедно со импресивните предности, постојат и недостатоци кои спречија напредниот ротирачки клипен мотор да ги достигне масите.

 Ограничувања

1. Процесот на согорување не е доволно ефикасен, поради што се зголемува потрошувачката на гориво и се влошуваат стандардите за токсичност. Проблемот е делумно решен со присуство на втора свеќа, која ја согорува работната мешавина.
2. Голема потрошувачка на масло. Недостаток се должи на фактот дека моторите на Ванкел се претерано подмачкани, а на одредени места, понекогаш, маслото може да изгори. Во зоните на согорување има вишок на масло што резултира во таложење на јаглерод. Тие се обидоа да се справат со овој проблем со инсталирање на "топлински" цевки кои го подобруваат преносот на топлина и ја изедначуваат температурата на маслото низ целиот мотор.
3. Тешкотија во поправка. Не сите специјалисти се подготвени професионално да ја преземат поправката на моторот Ванкел. Структурно, единицата не е посложена од класичниот мотор, но има многу нијанси, неуспехот да се усогласи ќе доведе до рано откажување на моторот. На ова ја додаваме високата цена на поправките.
4. Низок ресурс. За сопствениците на Mazda RX-8, километражата од 80 км значи дека е време да се направи голем ремонт. За жал, таквата компактност и висока ефикасност мора да се платат со скапи и сложени поправки на секои 000-80 илјади километри.

Прашања и одговори:

Која е разликата помеѓу ротационен и клипен мотор? Во ротациониот мотор нема клипови, што значи дека за ротирање на вратилото на моторот со внатрешно согорување не се користат клипови - роторот веднаш се ротира во него.

Што е ротационен мотор во автомобил? Ова е термичка единица (работи поради согорување на мешавина на воздух-гориво), само што користи ротирачки ротор, на кој е фиксирана оската, која оди до менувачот.

Зошто ротациониот мотор е толку лош? Главниот недостаток на ротациониот мотор е многу мал работен ресурс поради брзото абење на заптивките помеѓу коморите за согорување на единицата (аголот на работа постојано се менува и постојаната температура паѓа).