Wankel dvigateli - RPD avtomobilining qurilmasi va ishlash printsipi

Avtomobilsozlik tarixi davomida ko'plab ilg'or echimlar mavjud edi, butlovchi qismlar va yig'ilishlarning dizayni o'zgargan. 30 yildan ko'proq vaqt oldin, Vankelning qaytib pistonli dvigateliga ustunlik berib, pistonli dvigatelni yon tomonga siljitishning faol urinishlari boshlandi. Biroq, ko'pgina holatlar tufayli rotatorli motorlar yashash huquqini ololmadi. Bularning barchasi haqida quyida o'qing.

Ish printsipi

Rotor uchburchak shaklga ega, har ikki tomonida piston vazifasini bajaradigan konveks shakli mavjud. Rotorning har bir tomonida yonilg'i-havo aralashmasi uchun ko'proq joy ajratadigan va shu bilan dvigatelning ishlash tezligini oshiradigan maxsus chuqurchalar mavjud. Qirralarning yuqori qismida har bir urishni bajarilishini engillashtiradigan kichik sızdırmazlık paneli o'rnatilgan. Ikkala tomonda rotor kameralarning devorini tashkil etuvchi muhrlangan halqalar bilan jihozlangan. Rotorning o'rtasi tishlar bilan jihozlangan, ularning yordamida mexanizm aylanadi.

Wankel dvigatelining ishlash printsipi klassikadan butunlay farq qiladi, ammo ularni 4 ta zarbadan iborat bo'lgan bitta jarayon birlashtiradi (qabul qilish-siqishni bilan ishlaydigan zarba-egzoz). Yoqilg'i birinchi hosil bo'lgan kameraga kiradi, ikkinchisida siqiladi, keyin rotor aylanadi va siqilgan aralash bujidan yonadi, ishchi aralash rotorni aylantirgandan so'ng va egzoz manifoldiga chiqadi. Asosiy farqlash printsipi shundaki, aylanadigan pistonli dvigatelda ish kamerasi statik emas, balki rotor harakati tufayli hosil bo'ladi.

Qurilma

Qurilmani tushunishdan oldin siz aylanadigan pistonli dvigatelning asosiy qismlarini bilishingiz kerak. Wankel dvigateli quyidagilardan iborat:

• stator korpusi;
• rotor;
• viteslar to'plami;
• eksantrik mil;
• shamlar (yonish va yonish).

Qaytib motor - bu ichki yonish moslamasi. Ushbu dvigatelda ishning barcha 4 zarbalari to'liq hajmda sodir bo'ladi, ammo har bir faza uchun rotor tomonidan aylanish harakati bilan hosil bo'ladigan o'z xonasi mavjud. 

Ateşleme yoqilganda, starter volanni aylantiradi va vosita ishga tushadi. Qaytgan holda, rotor, tishli toj orqali, momentni eksantrik milga uzatadi (pistonli dvigatel uchun bu eksantrik mil). 

Vankel dvigatelining ishi natijasi ishchi aralashmaning bosimini hosil qilishi va aylanish momentini uzatishga qaytarib, rotorning aylanish harakatlarini takrorlashga majbur qilishi kerak. 

Ushbu dvigatelda silindrlar, pistonlar, krank mili birlashtiruvchi novda bilan butun stator korpusini rotor bilan almashtiradi. Shu tufayli dvigatelning hajmi sezilarli darajada kamaydi, quvvati esa xuddi shu hajmga ega bo'lgan, krank mexanizmi bo'lgan klassik dvigatelga qaraganda bir necha baravar yuqori. Ushbu dizayn ishqalanish yo'qotishlarining pastligi tufayli yuqori vites qutisiga ega.

Aytgancha, dvigatelning ishlash tezligi 7000 rpm dan oshishi mumkin, Mazda Wankel dvigatellari (sport musobaqalari uchun) 10000 rpm dan oshadi. 

dizayn

Ushbu blokning asosiy afzalliklaridan biri uning ixchamligi va teng o'lchamdagi klassik dvigatellarga nisbatan engilroq og'irligidir. Tartib tortishish markazini sezilarli darajada kamaytirishga imkon beradi va bu boshqaruvning barqarorligi va aniqligiga ijobiy ta'sir qiladi. Kichik samolyotlar, sport avtomobillari va motorli transport vositalari bu afzallikdan foydalangan va hozir ham foydalanmoqda. 

История

Wankel dvigatelining kelib chiqishi va tarqalishi tarixi sizga nima uchun u o'z vaqtida eng yaxshi dvigatel bo'lganligini va bugungi kunda nega tashlab qo'yilganligini yaxshiroq tushunishga imkon beradi.

Dastlabki o'zgarishlar

1951 yilda Germaniyaning NSU Motorenwerke kompaniyasi ikkita dvigatelni ishlab chiqdi: birinchisi - DKM nomi ostida Feliks Wankel, ikkinchisi - Xans Pashkening KKM (Wankelning rivojlanishi asosida). 

Vankel bo'limi ishining asosini korpus va rotorning alohida aylanishi tashkil etdi, shu tufayli ish inqiloblari daqiqada 17000 ga etdi. Noqulaylik shamni almashtirish uchun dvigatelni qismlarga ajratish kerak edi. Ammo KKM dvigateli sobit korpusga ega edi va uning dizayni asosiy prototipga qaraganda ancha sodda edi.

Litsenziyalar berilgan

1960 yilda NSU Motorenwerke Amerikaning Curtiss-Wright Corporation ishlab chiqarish kompaniyasi bilan shartnoma imzoladi. Shartnoma nemis muhandislari e'tiborini engil transport vositalari uchun kichik rotatsion pistonli dvigatellarni ishlab chiqarishga qaratishi kerak edi, amerikalik Kurtis-Rayt esa samolyot dvigatellarini yaratish bilan shug'ullangan. Dizayner sifatida nemis mexanik muhandisi Maks Bentele ham yollangan. 

Dunyo avtomobil ishlab chiqaruvchilarining ko'pchiligi, jumladan Citroen, Porsche, Ford, Nissan, GM, Mazda va boshqalar. 1959 yilda Amerika kompaniyasi Wankel dvigatelining takomillashtirilgan versiyasini taqdim etdi va bir yildan so'ng Britaniyaning Rolls Royce dvigatelli pistonli ikki bosqichli dvigatelini namoyish etdi.

Bu orada ba'zi Evropa avtomobil ishlab chiqaruvchilari mashinalarni yangi dvigatellar bilan jihozlashga harakat qila boshladilar, biroq hamma ham o'z dasturini topa olmadi: GM rad javobini berdi, Citroen samolyotlarga qarshi pistonli dvigatel ishlab chiqarishga qaror qildi va Mercedes-Benz aylanadigan pistonli dvigatelni o'rnatdi. eksperimental C 111 modelida. 

1961 yilda Sovet Ittifoqida NAMI boshqa tadqiqot institutlari bilan birgalikda Vankel dvigatelini ishlab chiqara boshladi. Ko'p variantlar ishlab chiqilgan, ulardan biri KGB uchun VAZ-2105 avtomobilida o'z dasturini topdi. Yig'ilgan motorlarning aniq soni noma'lum, ammo u bir necha o'ndan oshmaydi. 

Aytgancha, yillar o'tib, faqat Mazda avtomobil kompaniyasi aylanadigan pistonli dvigateldan foydalanishni topdi. Bunga yorqin misol RX-8 modelidir.

Mototsiklni rivojlantirish

Britaniyada mototsikl ishlab chiqaruvchi Norton Mototsikllar avtotransport vositalari uchun Sachs havo sovutadigan rotatsion pistonli dvigatelni ishlab chiqardi. Hercules W-2000 mototsikli haqida o'qish orqali rivojlanish haqida ko'proq bilib olishingiz mumkin.

Suzuki chetda qolmadi, shuningdek, o'z mototsiklini chiqardi. Biroq, muhandislar dvigatelning konstruktsiyasini sinchkovlik bilan ishlab chiqdilar, ferroalyajdan foydalandilar, bu esa qurilmaning ishonchliligi va xizmat muddatini sezilarli darajada oshirdi.

Avtomobillar uchun ishlanmalar

Mazda va NDU o'rtasida tadqiqot shartnomasini imzolagan kompaniyalar Wankel agregatiga ega birinchi avtomobilni ishlab chiqarish bo'yicha chempionlik uchun kurashni boshladilar. Natijada, 1964 yilda NSU o'zining birinchi avtomobili NSU Spider-ni taqdim etdi, bunga javoban Mazda 2 va 4-rotorli dvigatellarning prototipini taqdim etdi. 3 yildan so'ng NSU Motorenwerke Ro 80 modelini chiqardi, lekin nomukammal dizayn fonida ko'plab nosozliklar tufayli ko'plab salbiy sharhlarga ega bo'ldi. Bu muammo 1972 yilgacha hal qilinmagan va 7 yildan so'ng kompaniya Audi tomonidan o'zlashtirildi va Wankel dvigatellari allaqachon mashhur bo'lib ketdi.

Yaponiyaning Mazda ishlab chiqaruvchisi ularning muhandislari yuqori qismini yopish (kameralar orasidagi zichlik uchun) muammosini hal qilishganini, motorlarni nafaqat sport avtomobillarida, balki tijorat vositalarida ham ishlata boshlaganliklarini e'lon qilishdi. Aytgancha, aylanadigan dvigatelga ega Mazda avtomashinalari egalari dvigatelning yuqori gazga chidamliligi va elastikligini ta'kidladilar.

Keyinchalik Mazda ilg'or dvigatelni ommaviy ravishda joriy etishdan voz kechdi va uni faqat RX-7 va RX-8 modellariga o'rnatdi. RX-8 uchun Renesis dvigateli ishlab chiqilgan bo'lib, u ko'p jihatdan yaxshilandi, ya'ni:

• puflashni yaxshilash uchun siqilgan egzoz teshiklari, bu esa quvvatni sezilarli darajada oshirdi;
• termal buzilishning oldini olish uchun ba'zi keramika qismlarini qo'shdi;
• elektron dvigatelni yaxshi o'ylangan boshqarish tizimi;
• ikkita shamning mavjudligi (asosiy va keyingi yoqish uchun);
• chiqishda uglerod birikmasini yo'q qilish uchun suv ko'ylagi qo'shiladi.

Natijada, hajmi 1.3 litr va quvvati taxminan 231 ot kuchiga ega ixcham dvigatel qo'lga kiritildi.

Kanada PR

Qaytgan pistonli dvigatelning asosiy afzalliklari:

1. Avtomobil dizayni asosiga bevosita ta'sir ko'rsatadigan uning past og'irligi va o'lchamlari. Ushbu omil og'irlik markazi past bo'lgan sport avtomobilini loyihalashda muhim ahamiyatga ega.
2. Tafsilotlar. Bu sizga nafaqat dvigatelni saqlash xarajatlarini kamaytirishga, balki tegishli qismlarning harakatlanishi yoki aylanishi uchun quvvat yo'qotishlarini kamaytirishga imkon beradi. Ushbu omil yuqori samaradorlikka bevosita ta'sir ko'rsatdi.
3. Klassik pistonli dvigatel bilan bir xil hajmda, aylanadigan pistonli dvigatelning kuchi 2-3 baravar yuqori.
4. Ishning silliqligi va elastikligi, asosiy birliklarning o'zaro harakatlari yo'qligi sababli aniq tebranishlarning yo'qligi.
5. Dvigatel past oktanli benzin bilan ishlaydi.
6. Ishlash tezligining keng diapazoni uzatishni qisqa viteslar bilan ishlatishga imkon beradi, bu esa shahar sharoitlari uchun juda qulaydir.
7. Torkning "rafi" Otto dvigatelida bo'lgani kabi, chorakda emas, balki tsiklning ⅔ qismida ta'minlanadi.
8. Dvigatel yog'i deyarli ifloslanmagan, drenaj oralig'i bir necha marta kengroq. Bu erda yog 'yonishga ta'sir qilmaydi, masalan, pistonli dvigatellarda bo'lgani kabi, bu jarayon halqalar orqali sodir bo'ladi.
9. Portlash yo'q.

Aytgancha, ushbu dvigatel resurs yoqasida bo'lsa ham, ko'p yog'ni iste'mol qilsa ham, past siqilishda ishlasa ham, uning quvvati biroz pasayib ketishi isbotlangan. Aynan mana shu afzallik menga samolyotlarga rotatsion pistonli dvigatelni o'rnatishda pora bergan.

Ta'sirchan afzalliklar bilan bir qatorda rivojlangan aylanadigan pistonli dvigatelning massaga etib borishiga to'sqinlik qiladigan kamchiliklar ham mavjud.

 kamchiliklar

1. Yonish jarayoni etarlicha samarali emas, shuning uchun yoqilg'i sarfi oshadi va toksiklik standartlari yomonlashadi. Muammo ishchi aralashmani yoqib yuboradigan ikkinchi sham borligi bilan qisman hal qilinadi.
2. Yog 'iste'moli yuqori. Kamchiliklari Wankel dvigatellari haddan tashqari moylanganligi va ba'zi joylarda ba'zida yog 'yoqib yuborilishi bilan bog'liq. Yonish zonalarida ortiqcha miqdordagi yog 'bor, natijada uglerod ko'payadi. Ular bu muammoni issiqlik uzatishni yaxshilaydigan va butun dvigatel bo'ylab yog 'haroratini tenglashtiradigan "issiqlik" quvurlarini o'rnatish orqali hal qilishga harakat qilishdi.
3. Ta'mirlashdagi qiyinchilik. Hamma mutaxassislar Wankel dvigatelini ta'mirlashni professional tarzda o'z zimmasiga olishga tayyor emaslar. Strukturaviy ravishda, birlik klassik dvigateldan ko'ra murakkabroq emas, lekin juda ko'p nuanslar mavjud, ularga rioya qilmaslik dvigatelning erta ishdan chiqishiga olib keladi. Bunga biz ta'mirlashning yuqori narxini qo'shamiz.
4. Kam resurs. Mazda RX-8 egalari uchun 80 km yurish masofani kapital ta'mirlash vaqti kelganligini anglatadi. Afsuski, bunday ixchamlik va yuqori samaradorlik har 000-80 ming kilometrda qimmat va murakkab ta'mirlash bilan to'lashi kerak.

Savol va Javob:

Aylanadigan dvigatel va pistonli dvigatel o'rtasidagi farq nima? Aylanadigan dvigatelda pistonlar yo'q, ya'ni ichki yonish dvigatelining milini aylantirish uchun o'zaro harakatlar ishlatilmaydi - rotor darhol uning ichida aylanadi.

Avtomobilda aylanadigan dvigatel nima? Bu termal birlik (u havo-yonilg'i aralashmasining yonishi tufayli ishlaydi), faqat u vites qutisiga o'tadigan mil o'rnatilgan aylanuvchi rotordan foydalanadi.

Nima uchun aylanuvchi dvigatel juda yomon? Aylanadigan dvigatelning asosiy kamchiliklari - bu qurilmaning yonish kameralari orasidagi muhrlarning tez aşınması tufayli juda kichik ishlaydigan resurs (ish burchagi doimiy ravishda o'zgarib turadi va doimiy harorat pasayadi).