Wankel engine - ang aparato at prinsipyo ng pagpapatakbo ng RPD na kotse

Sa buong kasaysayan ng industriya ng sasakyan, maraming mga advanced na solusyon, ang mga disenyo ng mga sangkap at pagpupulong ay nagbago. Mahigit sa 30 taon na ang nakalilipas, nagsimula ang aktibong pagtatangka na ilipat ang gilid ng piston engine sa gilid, na nagbibigay ng kalamangan sa Wankel rotary piston engine. Gayunpaman, dahil sa maraming mga pangyayari, ang mga rotary motor ay hindi natanggap ang kanilang karapatan sa buhay. Basahin ang tungkol sa lahat ng ito sa ibaba.

Prinsipyo ng operasyon

Ang rotor ay may isang tatsulok na hugis, sa bawat panig mayroon itong isang hugis na matambok na kumikilos bilang isang piston. Ang bawat panig ng rotor ay may mga espesyal na uka na nagbibigay ng mas maraming puwang para sa pinaghalong fuel-air, sa ganyang pagtaas ng bilis ng operating ng engine. Ang tuktok ng mga gilid ay nilagyan ng isang maliit na baffle ng pag-sealing na nagpapadali sa pagpapatupad ng bawat palo. Sa magkabilang panig ang rotor ay nilagyan ng mga singsing na sealing na bumubuo sa dingding ng mga silid. Ang gitna ng rotor ay nilagyan ng mga ngipin, sa tulong kung saan umiikot ang mekanismo.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng Wankel engine ay ganap na naiiba mula sa klasikal na isa, gayunpaman, pinag-isa sila ng isang solong proseso na binubuo ng 4 na mga stroke (paggamit-compression-working stroke-exhaust). Ang gasolina ay pumapasok sa unang nabuo na silid, ay naka-compress sa pangalawa, pagkatapos ay umiikot ang rotor at ang naka-compress na halo ay naapoy ng spark plug, pagkatapos na ang gumaganang pinaghalong ay umiikot ng rotor at lumabas sa manifold manifold. Ang pangunahing prinsipyo ng pagkilala ay sa isang rotary piston motor, ang gumaganang silid ay hindi static, ngunit nabuo ng paggalaw ng rotor.

Device

Bago maunawaan ang aparato, dapat mong malaman ang pangunahing mga sangkap ng isang rotary piston motor. Ang engine ng Wankel ay binubuo ng:

• pabahay ng stator;
• rotor;
• isang hanay ng mga gears;
• sira-sira na baras;
• spark plugs (nag-aapoy at pagkatapos ng sunog).

Ang isang rotary motor ay isang panloob na yunit ng pagkasunog. Sa motor na ito, ang lahat ng 4 na stroke ng trabaho ay nagaganap nang buo, gayunpaman, para sa bawat yugto mayroong sariling silid, na nabuo ng rotor sa pamamagitan ng pag-ikot ng paggalaw. 

Kapag naka-on ang ignition, i-on ng starter ang flywheel at nagsimula ang engine. Ang umiikot, ang rotor, sa pamamagitan ng korona ng gear, ay nagpapadala ng metalikang kuwintas sa sira-sira na baras (para sa isang piston engine, ito ay isang camshaft). 

Ang resulta ng gawain ng Wankel engine ay dapat na ang pagbuo ng presyon ng nagtatrabaho pinaghalong, pinipilit na paulit-ulit na ulitin ang paikot na paggalaw ng rotor, na nagpapadala ng metalikang kuwintas sa paghahatid. 

Sa motor na ito, ang mga silindro, piston, crankshaft na may mga nag-uugnay na baras ay pinalitan ang buong pabahay ng stator ng isang rotor. Salamat dito, ang dami ng engine ay nabawasan nang malaki, habang ang lakas ay maraming beses na mas mataas kaysa sa klasikong motor na may mekanismo ng pihitan, na may parehong dami. Ang disenyo na ito ay may isang mataas na gearbox din dahil sa mababang pagkalugi ng alitan.

Sa pamamagitan ng paraan, ang bilis ng operating ng engine ay maaaring lumagpas sa 7000 rpm, habang ang mga engine ng Mazda Wankel (para sa mga kumpetisyon sa palakasan) ay lumampas sa 10000 rpm. 

Disenyo

Ang isa sa mga pangunahing bentahe ng yunit na ito ay ang pagiging compact nito at mas magaan na timbang kumpara sa mga klasikong makina na may pantay na laki. Ang layout ay nagbibigay-daan sa iyo upang makabuluhang bawasan ang sentro ng grabidad, at ito ay paborableng nakakaapekto sa katatagan at sharpness ng kontrol. Ang mga maliliit na sasakyang panghimpapawid, mga sports car at mga sasakyang de-motor ay nagamit at ginagamit pa rin ang kalamangan na ito. 

Kuwento

Papayagan ka ng kasaysayan ng pinagmulan at pagkalat ng Wankel engine na mas maunawaan mo kung bakit ito ang pinakamahusay na makina sa araw nito, at kung bakit ito pinabayaan ngayon.

Maagang pagpapaunlad

Noong 1951, ang kumpanya ng Aleman na NSU Motorenwerke ay nakabuo ng dalawang makina: ang una - ni Felix Wankel, sa ilalim ng pangalang DKM, at ang pangalawa - Hans Paschke's KKM (batay sa pagbuo ng Wankel). 

Ang batayan ng pagpapatakbo ng yunit ng Wankel ay ang magkakahiwalay na pag-ikot ng katawan at ang rotor, na sanhi kung saan ang mga rebolusyon sa pagpapatakbo ay umabot sa 17000 bawat minuto. Ang abala ay ang engine ay dapat na disassembled upang mapalitan ang mga spark plugs. Ngunit ang KKM engine ay may isang nakapirming katawan at ang disenyo nito ay mas simple kaysa sa pangunahing prototype.

Nag-isyu ng mga lisensya

Noong 1960, ang NSU Motorenwerke ay pumirma ng isang kasunduan sa kumpanya ng pagmamanupaktura ng Amerika na Curtiss-Wright Corporation. Ang kasunduan ay para sa mga inhinyero ng Aleman na ituon ang pansin sa pagbuo ng maliliit na makina ng rotary piston para sa magaan na sasakyan, habang ang American Curtis-Wright ay nakikibahagi sa pagpapaunlad ng mga makina ng sasakyang panghimpapawid. Ang German mechanical engineer na si Max Bentele ay tinanggap din bilang isang taga-disenyo. 

Ang karamihan sa mga global na tagagawa ng kotse, kabilang ang Citroen, Porsche, Ford, Nissan, GM, Mazda at marami pang iba. Noong 1959, ipinakilala ng kumpanya ng Amerikano ang isang pinabuting bersyon ng Wankel engine, at makalipas ang isang taon ipinakita ng British Rolls Royce ang dalawang yugto na diesel rotary piston engine.

Pansamantala, ang ilang mga European automaker ay nagsimulang subukang bigyan ng kasangkapan ang mga kotse ng mga bagong makina, ngunit hindi lahat ay natagpuan ang kanilang aplikasyon: Tumanggi ang GM, ang Citroen ay naayos sa pagbuo ng isang engine na may mga counter-piston para sa sasakyang panghimpapawid, at ang Mercedes-Benz ay nag-install ng isang rotary piston engine sa modelo ng pang-eksperimentong C 111. 

Noong 1961, sa Unyong Sobyet, sinimulan ng NAMI, kasama ang iba pang mga institusyon sa pagsasaliksik, ang pag-unlad ng makina ng Wankel. Maraming mga pagpipilian ang dinisenyo, isa sa mga ito ang natagpuan ang aplikasyon nito sa kotse ng VAZ-2105 para sa KGB. Ang eksaktong bilang ng mga binuo motor ay hindi alam, ngunit hindi ito lalampas sa dosenang dosenang. 

Sa pamamagitan ng paraan, mga taon na ang lumipas, tanging ang automotive company na Mazda ang tunay na nakahanap ng gamit para sa isang rotary piston engine. Ang isang kapansin-pansing halimbawa nito ay ang modelong RX-8.

Mga pagpapaunlad ng motorsiklo

Sa Britain, ang gumawa ng motorsiklo na Norton Motorcycy ay gumawa ng Sachs air-cooled rotary piston engine para sa mga sasakyang de-motor. Maaari kang matuto nang higit pa tungkol sa pag-unlad sa pamamagitan ng pagbabasa tungkol sa motorsiklo Hercules W-2000.

Si Suzuki ay hindi tumabi, at naglabas din ng sarili nitong motorsiklo. Gayunpaman, maingat na nagtrabaho ng mga inhinyero ang disenyo ng motor, gumamit ng isang ferroalloy, na makabuluhang tumaas ang pagiging maaasahan at buhay ng serbisyo ng yunit.

Mga pagpapaunlad para sa mga kotse

Ang pagkakaroon ng pag-sign ng isang kontrata sa pananaliksik sa pagitan ng Mazda at NSU, ang mga kumpanya ay nagsimulang makipagkumpetensya para sa kampeonato sa paggawa ng unang kotse na may isang yunit ng Wankel. Bilang isang resulta, noong 1964, ipinakita ng NSU ang unang kotse nito, ang NSU Spider, bilang tugon, nagpakita ang Mazda ng isang prototype ng 2 at 4-rotor engine. Pagkatapos ng 3 taon, inilabas ng NSU Motorenwerke ang modelo ng Ro 80, ngunit nakatanggap ng maraming negatibong pagsusuri dahil sa maraming pagkabigo laban sa background ng isang hindi perpektong disenyo. Ang problemang ito ay hindi nalutas hanggang 1972 at ang kumpanya pagkaraan ng 7 taon ay hinigop ng Audi, at ang mga makina ng Wankel ay naging kilalang kilala.

Inihayag ng tagagawa ng Hapon na si Mazda na malulutas ng kanilang mga inhinyero ang problema sa pag-sealing sa tuktok (para sa higpit sa pagitan ng mga silid), nagsimula silang gumamit ng mga motor hindi lamang sa mga sports car, kundi pati na rin sa mga komersyal na sasakyan. Sa pamamagitan ng paraan, ang mga may-ari ng mga kotse ng Mazda na may isang rotary engine ay nabanggit ang mataas na tugon ng throttle at pagkalastiko ng engine.

Iniwan ng kalaunan ng Mazda ang napakalaking pagpapakilala ng advanced engine, na-install lamang ito sa mga modelo ng RX-7 at RX-8. Para sa RX-8, ang makina ng Renesis ay idinisenyo, na napabuti sa maraming paraan, katulad ng:

• nawala ang mga lagusan ng tambutso upang mapabuti ang blowdown, na makabuluhang tumaas ang lakas;
• nagdagdag ng ilang mga ceramic bahagi upang maiwasan ang thermal pagbaluktot;
• mahusay na naisip na elektronikong sistema ng pamamahala ng engine;
• ang pagkakaroon ng dalawang spark plugs (pangunahing at para sa afterburner);
• pagdaragdag ng isang dyaket ng tubig upang matanggal ang carbon build-up sa outlet.

Bilang isang resulta, isang compact engine na may dami ng 1.3 liters at isang output na lakas na halos 231 hp ang nakuha.

Kalamangan

Ang pangunahing bentahe ng isang rotary piston engine:

1. Ang mababang timbang at sukat nito, na direktang nakakaapekto sa batayan ng disenyo ng sasakyan. Ang kadahilanan na ito ay mahalaga kapag nagdidisenyo ng isang sports car na may mababang sentro ng grabidad.
2. Mas kaunting mga detalye. Hindi ka lamang nito pinapayagan na bawasan ang gastos ng pagpapanatili ng motor, ngunit din upang mabawasan ang pagkawala ng kuryente para sa paggalaw o pag-ikot ng mga kaugnay na bahagi. Ang kadahilanan na ito ay direktang naiimpluwensyahan ang mataas na kahusayan.
3. Na may parehong dami tulad ng isang klasikong engine ng piston, ang lakas ng isang umiinog na engine ng piston ay 2-3 beses na mas mataas.
4. Smoothness at elastisidad ng trabaho, kawalan ng mga nasasalat na panginginig dahil sa ang katunayan na walang katumbasan na paggalaw ng mga pangunahing yunit.
5. Ang makina ay maaaring pinapagana ng mababang oktane gasolina.
6. Pinapayagan ng malawak na saklaw ng bilis ng pagpapatakbo ang paggamit ng paghahatid na may mas maikli na mga gears, na lubos na maginhawa para sa mga kondisyon sa lunsod.
7. Ang "istante" ng metalikang kuwintas ay ibinibigay para sa ⅔ ng isang siklo, at hindi para sa isang isang-kapat, tulad ng sa makina ng Otto.
8. Ang langis ng engine ay praktikal na hindi nahawahan, ang agwat ng alisan ng tubig ay maraming beses na mas malawak. Dito, ang langis ay hindi napapailalim sa pagkasunog, tulad ng sa mga piston motor, ang prosesong ito ay nangyayari sa pamamagitan ng mga singsing.
9. Walang pagpapasabog.

Sa pamamagitan ng paraan, napatunayan na kahit na ang engine na ito ay nasa gilid ng isang mapagkukunan, kumonsumo ng maraming langis, nagpapatakbo sa mababang compression, ang lakas nito ay bahagyang babawasan. Ang kalamangan na ito ang nagbigay sa akin ng pag-install ng isang rotary piston engine sa sasakyang panghimpapawid.

Kasabay ng mga kahanga-hangang kalamangan, mayroon ding mga kawalan na pumipigil sa advanced na umiinog na piston engine na maabot ang masa.

 Mga hangganan

1. Ang proseso ng pagkasunog ay hindi sapat na mahusay, dahil sa kung saan tumataas ang pagkonsumo ng gasolina at lumala ang mga pamantayan sa lason. Ang problema ay bahagyang nalutas ng pagkakaroon ng isang pangalawang spark plug na sinusunog ang pinagtatrabahong timpla.
2. Mataas na pagkonsumo ng langis. Ang kawalan ay dahil sa ang katunayan na ang mga Wankel engine ay labis na lubricated, at sa ilang mga lugar, kung minsan, maaaring masunog ang langis. Mayroong labis na langis sa mga zone ng pagkasunog na nagreresulta sa pagbuo ng carbon. Sinubukan nilang harapin ang problemang ito sa pamamagitan ng pag-install ng mga "init" na tubo na nagpapabuti sa paglipat ng init at pagpapantay ng temperatura ng langis sa buong makina.
3. Hirap sa pag-aayos. Hindi lahat ng mga dalubhasa ay handa nang propesyonal na harapin ang pagkumpuni ng isang Wankel engine. Sa istraktura, ang yunit ay hindi mas kumplikado kaysa sa isang klasikong motor, ngunit maraming mga nuances, hindi pagsunod ay hahantong sa isang maagang pagkabigo ng makina. Dagdag namin ito ng mataas na gastos ng pag-aayos.
4. Mababang mapagkukunan. Para sa mga nagmamay-ari ng Mazda RX-8, ang agwat ng mga milyahe ng 80 km ay nangangahulugang oras na upang gumawa ng isang pangunahing pagsasaayos. Sa kasamaang palad, ang naturang pagiging siksik at mataas na kahusayan ay kailangang bayaran para sa mahal at kumplikadong pag-aayos tuwing 000-80 libong kilometro.

Mga Tanong at Sagot:

Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng rotary engine at piston engine? Walang mga piston sa isang rotary motor, na nangangahulugan na ang mga reciprocating na paggalaw ay hindi ginagamit upang paikutin ang panloob na pagkasunog ng baras ng engine - ang rotor ay agad na umiikot dito.

Ano ang isang rotary engine sa isang kotse? Ito ay isang thermal unit (ito ay gumagana dahil sa pagkasunog ng isang air-fuel mixture), tanging ito ay gumagamit ng isang umiikot na rotor, kung saan ang baras ay naayos, na papunta sa gearbox.

Bakit napakasama ng rotary engine? Ang pangunahing kawalan ng isang rotary motor ay isang napakaliit na mapagkukunan ng pagtatrabaho dahil sa mabilis na pagsusuot ng mga seal sa pagitan ng mga silid ng pagkasunog ng yunit (ang anggulo ng pagpapatakbo ay patuloy na nagbabago at patuloy na bumababa ang temperatura).