Čo je motor s rotačným piestom? Motor s rotačnými piestami (Wankelov motor)

Parné motory, podobne ako tradičné spaľovacie motory, majú spoločnú nevýhodu – vratné pohyby piestu je potrebné premeniť na rotačné pohyby kolies. To je dôvod nízkej účinnosti a vysokého opotrebovania hlavných prvkov.

Mnoho inžinierov sa snažilo tento problém vyriešiť vynájdením spaľovacieho motora, ktorého všetky časti by sa len otáčali. Takúto jednotku však dokázal vymyslieť automechanik samouk, ktorý neabsolvoval vyššiu a dokonca ani strednú odbornú vzdelávaciu inštitúciu.

Trochu histórie

V roku 1957 málo známy mechanik-vynálezca Felix Wankel a popredný inžinier NSU Walter Frede ako prví nainštalovali motor s rotačnými piestami do auta. „Testovaným subjektom“ bol NSU Prinz. Pôvodný dizajn mal ďaleko od dokonalosti. Napríklad zapaľovacie sviečky museli byť vymenené takmer po úplnej demontáži jednotky. Spoľahlivosť motora navyše zostala na pochybách a o účinnosti sa nedalo spomenúť.

Po mnohých testoch začal koncern vyrábať autá s tradičným spaľovacím motorom. Prvý rotačný piest DKM-54 by však mohol preukázať veľký potenciál.

Pôvodná verzia spaľovacieho motora tak dostala šancu na uvedenie do výroby automobilov. Následne bol neustále zdokonaľovaný, ale už vtedy boli vyhliadky na motor s rotačným piestom zrejmé. RPD je zaradený do klasifikácie rotačných motorov ako jeden z 5 zástupcov radu.

Do 80. rokov 20. storočia študovala Wankelove rotačné motory iba japonská spoločnosť Mazda. VAZ venoval pozornosť aj tomuto motoru. V ZSSR bol benzín dosť lacný a takáto jednotka mala dosť veľkú silu. Do roku 2004 sa však výroba automobilov s týmto motorom zastavila. Japonsko sa stalo jedinou krajinou, kde vývoj rotačného motora pokračuje.

Existuje mnoho typov rotačných jednotiek. Ich jediným rozdielom je povrch krytu a počet hrán vytvorených na rotore. V automobiloch a lodiarstve sa používajú rôzne konfigurácie takýchto motorov.

Výhody

Od svojho vzniku mal Wankelov motor mnoho výhodných výhod oproti piestovým motorom. Jednotka bola neustále vylepšovaná, čo umožnilo zvýšiť jej účinnosť a produktivitu.

Medzi výhody Wankel patrí:

1. Malé rozmery a hmotnosť. „Wankel“ je takmer 2-krát menší ako piestový spaľovací motor, čo má pozitívny vplyv na jazdné vlastnosti vozidla, podporuje optimálnu inštaláciu prevodovky a robí interiér oveľa priestrannejším.
2. V porovnaní s dvojtaktným motorom má Wankelov motor oveľa menej dielov. To je výhodnejšie z hľadiska opravy.
3. Dvojnásobný výkon oproti štandardným spaľovacím motorom.
4. Väčšia plynulosť chodu – absencia pohybov dopredu a dozadu má priaznivý vplyv na komfort jazdy.
5. Možnosť tankovania nízkooktánového benzínu.

Všetky prvky motora sa otáčajú jedným smerom. To zlepšuje vnútornú rovnováhu jednotky a znižuje vibrácie. Wankel dodáva energiu rovnomerne a hladko. Počas doby, kedy sa rotor otočí 1 krát, výstupný hriadeľ vykoná 3 otáčky. Každé spaľovanie prebieha v 90 fázach rotácie rotora.

To naznačuje, že 1-rotorový rotačný motor je schopný dodať výkon pre ¾ každej otáčky výstupného hriadeľa. Jednovalcový motor môže produkovať výkon iba na ¼ každej otáčky výstupného hriadeľa.

Nedostatky

Medzi nevýhody motora patrí jeho neznalosť pre majiteľov a mechanikov. Takáto jednotka si vyžaduje zmenu mnohých návykov. Napríklad nebude možné spomaliť RPD a útok na „ťahacie“ stúpania je odsúdený na neúspech. Kompaktný motor má nízku zotrvačnosť, čo sa o masívnych piestových spaľovacích motoroch povedať nedá. Pri častom štartovaní a vypínaní sú sviečky „vhodené“ Niektorí automobiloví nadšenci považujú za nevýhodu aj zvuk motora.

Závažnejšie sú organické poruchy jednotky rotačného piestu. Po prvé, zvýšila sa spotreba paliva. To sa dá ľahko vysvetliť neoptimálnym tvarom komory, ktorá cez steny stráca teplo. Okrem toho motor „žerie“ pomerne veľa oleja. Životnosť Wankelu je nižšia ako u bežného spaľovacieho motora – tesnenia rotora sa pravidelne opotrebúvajú.

Významnú úlohu zohráva tuhosť vonkajších charakteristík motora s rotačným piestom. Na jazdu s autom s takýmto motorom treba pomerne často manipulovať s radiacou pákou. Vysvetľuje to skutočnosť, že je potrebný krátky rozsah prevodov a zvýšený počet prevodových stupňov.

Ideálnou možnosťou je inštalácia variátora. Automatické prevodovky sa však na športových autách neudomácňujú a rodinné autá vyžadujú väčšiu efektivitu.

Nevýhody RPD sú podobné ako u dvojtaktných piestových jednotiek. Je zaujímavé, že sa to dá vyliečiť rovnakými metódami. Priamym vstrekovaním sa znižuje zvýšená spotreba paliva a inštaláciou variabilných fáz sa znižuje nedostatok elasticity. To zlepšuje efektivitu a ovládateľnosť. Na zvýšenie elasticity sa tiež mení konfigurácia potrubí. Takéto zmeny boli vykonané na motore Mazda RX-8.

Ako to funguje

Wankelov motor funguje na princípe, ktorý je celkom jednoduché vysvetliť aj človeku neznalému mechaniky. Jednotka má minimum častí, čo vám umožňuje rýchlo pochopiť, ktoré systémy sú aktivované v určitých časových obdobiach.

Piest motora v RPD je nahradený rotorom s 3 plochami, ktorý prenáša tlakovú silu spaľovaných plynov na excentrický hriadeľ.

Stator má epitrochoidálnu konfiguráciu vnútorných povrchov. Je vysoko odolný proti opotrebovaniu, pretože má špeciálny povlak. V hornej časti rotora sú tesnenia a na povrchu statora sú vybrania - sú to akési komory, v ktorých dochádza k spaľovaniu. Hriadeľ sa otáča na špeciálnych ložiskách. Sú umiestnené na tele. Hriadeľ je tiež vybavený excentrom - rotor sa na ňom otáča.

Prevodovka je namontovaná v kryte. Je v zábere s ozubeným kolesom rotora. Vzájomným pôsobením týchto ozubených kolies vzniká pohyb rotora. To vám umožní vytvoriť 3 komory, ktoré neustále menia svoj objem.

Prevodový pomer je 2:3, čo poskytuje jednu otáčku hriadeľa na 120-stupňové otočenie rotora. Keď sa rotor úplne otočí, všetky komory vykonajú štvortaktný cyklus. Spálené plyny pôsobia cez rotor na excentrický hriadeľ – tak vzniká krútiaci moment.

Medzi rotorom a statorom sú 3 komory. Nasávanie nastáva, keď jeden z hrotov rotora začne prechádzať cez vstrekovací otvor paliva. Objem komory sa zväčšuje, čo núti zmes ju naplniť. Ďalší vrchol zatvorí okno. Rovnako ako tradičný piest motora, rotor pred zapálením stláča pracovnú zmes.

Zmršťuje sa a pri najväčšom stlačení sa v komore objaví iskra. V dôsledku toho sa vykoná pracovný zdvih. Následne sa pod tlakom výfukových plynov otvorí výfukové okno a tie opustia komoru.

S jedným otočením rotora vykoná motor 3 cykly - vďaka tomu nie je potrebné používať vyvažovacie zariadenia.

V pracovnom procese sú slabé články. Prvým je zvýšené zaťaženie tesnení a druhým je nadmerné prekrytie dynamických fáz. Konfigurácia spaľovacej komory tiež nie je optimálna. Existuje však aj pozitívny bod - ak zvýšite rýchlosť, rýchlosť šírenia plameňa sa zvyšuje rýchlejšie, ako prúdi palivová zmes.

To umožňuje použitie benzínu so zníženým oktánovým číslom pre RPD. Princíp fungovania Wankel je pomerne jednoduchý, čo svojho času pritiahlo pozornosť mnohých výrobcov automobilov k vynálezu.

Nie každý automobilový nadšenec vie, že Wankel je jedným z 5 podtypov v klasifikácii rotačných motorov.

Kompaktnosť, rýchlosť, vysoký výkon – nie je to to, o čo sa snažia takmer všetci výrobcovia motocyklov? Toto je určite pravda. Rotačný motor sa však v motocyklovom svete neudomácnil. Všetky stávky sú na klasické piestové motory.

V histórii výroby motocyklov sa však našlo niekoľko výnimiek. Napríklad v roku 1974 Hercules vydal hromadnú sériu Wankelov, ktoré sú vybavené motorom KC-27. Išlo o rotačné jednotky, ktoré boli vybavené vzduchovým chladením. Motor mal objem 294 ccm. cm Výkon jednotiek bol 25 hp. Na mazanie jednotky ste museli sami naliať olej do palivovej nádrže.

Začiatkom osemdesiatych rokov sa rotačný motor používal na vybavenie motocyklov Norton. Napriek tomu, že experimentálne prototypy takýchto motorov sa objavili už v sedemdesiatych rokoch, inžinieri Nortonu úspešne zaviedli RPD do športu. Do konca 80. rokov sa im nevyrovnali.

Dnes spoločnosť vyrába model s objemom 588 cm3 s dvoma rotormi NRV588. Inžinieri Norton tiež vyvíjajú 700cc verziu s názvom NRV700. Ide o výkonný športový bicykel vybavený 170-koňovým Wankelovým motorom so vstrekovaním paliva.

Ako vidíte, éra rotačných motorov ešte neprišla. Piestové systémy zostali lídrom v oblasti konštrukcie automobilov a motocyklov. Majitelia bicyklov s rotačnými motormi môžu tvoriť len malý okruh Wankelových fanúšikov. Obnovený záujem o Wankel od Nortonu naznačuje rýchly nárast vývoja a pokroku v tejto oblasti.

Jedným z dôvodov, prečo sa motor nevyrába na pohon áut a motocyklov, je potreba presného vybavenia pri jeho výrobe. Najmenšia chyba spôsobuje zlyhanie motora. To zatiaľ neumožňuje rotačnej jednotke nahradiť piestový motor ani v úzkych priemyselných odvetviach.

Na rozdiel od bežnejších piestových konštrukcií ponúka Wankelov motor výhody jednoduchosti, plynulosti, kompaktnosti, vysokých otáčok a vysokého pomeru výkonu a hmotnosti. Je to spôsobené predovšetkým skutočnosťou, že na jednu otáčku Wankelovho rotora sa vygenerujú tri výkonové impulzy v porovnaní s jednou otáčkou v dvojtaktnom piestovom motore a jedným za dve otáčky v štvortaktnom motore.

RPM sa bežne označuje ako rotačný motor. Aj keď tento názov platí aj pre iné konštrukcie, najmä letecké motory s valcami umiestnenými okolo kľukového hriadeľa.

Štvorstupňový cyklus nasávania, kompresie, zapaľovania a výfuku prebieha pri každej otáčke na každom z troch hrotov rotora, ktoré sa pohybujú vo vnútri oválne prispôsobeného krížového vŕtaného krytu, čo umožňuje trikrát toľko impulzov na otáčku rotora. Rotor má podobný tvar ako trojuholník Reule a jeho strany sú plochejšie.

Dizajnové prvky Wankelovho motora

Teoretický tvar Wankelovho RPD rotora medzi pevnými uhlami je výsledkom zmenšenia objemu geometrickej spaľovacej komory a zvýšenia kompresného pomeru. Symetrická krivka spájajúca dva ľubovoľné vrcholy rotora je maximálna v smere vnútorného tvaru skrine.

Centrálny hnací hriadeľ, nazývaný "excentrický" alebo "E-hriadeľ", prechádza stredom rotora a je podopretý pevnými ložiskami. Valce sa pohybujú na excentroch (podobne ako ojnice) zabudovaných do excentrického hriadeľa (podobne ako kľukový hriadeľ). Rotory sa otáčajú okolo excentrov a robia orbitálne otáčky okolo excentrického hriadeľa.

Rotačný pohyb každého rotora okolo vlastnej osi je spôsobený a riadený dvojicou synchronizačných ozubených kolies. Pevné ozubené koleso namontované na jednej strane krytu rotora zapadá do ozubeného venca pripevneného k rotoru a zabezpečuje, že sa rotor pohne presne o 1/3 otáčky na každú otáčku excentrického hriadeľa. Výstupný výkon motora sa neprenáša cez synchronizátory. Sila tlaku plynu na rotor (k prvému priblíženiu) smeruje priamo do stredu excentrickej časti výstupného hriadeľa.

Wankel RPD je vlastne systém progresívnych dutín premenlivého objemu. Na tele sú teda tri dutiny, všetky opakujú rovnaký cyklus. Keď sa rotor orbitálne otáča, každá strana sa približuje a potom sa vzďaľuje od steny krytu, čím sa stláča a rozširuje spaľovacia komora, podobne ako pri zdvihu piestu v motore. Vektor výkonu spaľovacieho stupňa prechádza stredom posunutej lopatky.

Wankelove motory sú vo všeobecnosti schopné dosiahnuť oveľa vyššie otáčky ako motory s podobným výkonom. Je to spôsobené prirodzenou plynulosťou kruhového pohybu a absenciou vysoko namáhaných častí, ako sú kľukové hriadele, vačkové hriadele alebo ojnice. Excentrické hriadele nemajú obrysy kľuky orientované na napätie.

Problémy so zariadením a ich riešenie

Felixovi Wankelovi sa podarilo prekonať väčšinu problémov, ktoré spôsobili zlyhanie predchádzajúcich rotačných zariadení:

1. Rotačné otáčky majú problém, ktorý sa nevyskytuje v štvortaktných piestových jednotkách, v ktorých blokový kryt má nasávanie, kompresiu, spaľovanie a výfukové plyny prúdiace na pevných miestach okolo krytu. Použitie tepelných rúrok vo vzduchom chladených Wankelových rotačných motoroch navrhla Floridská univerzita na prekonanie nerovnomerného zahrievania obytného bloku. Predhrievanie niektorých častí karosérie výfukovými plynmi zlepšilo výkon a spotrebu paliva a zároveň znížilo opotrebovanie a emisie.
2. Problémy nastali aj pri výskume v 50. a 60. rokoch. Už nejaký čas boli inžinieri konfrontovaní s tým, čo nazývali „diablovým škrabancom“ na vnútornom povrchu epitrochoidu. Zistili, že príčinou boli presné zhutnenia dosahujúce rezonančné vibrácie. Tento problém bol vyriešený znížením hrúbky a hmotnosti mechanických upchávok. Škrabance zmizli po zavedení kompatibilnejších tesniacich a náterových materiálov.
3. Ďalším skorým problémom bol rast trhlín na povrchu statora v blízkosti otvoru zástrčky, ktorý bol eliminovaný inštaláciou zapaľovacích sviečok do samostatnej kovovej vložky, medenej objímky v puzdre namiesto zástrčky naskrutkovanej priamo do puzdra bloku.
4. Štvortaktné piestové zariadenia nie sú príliš vhodné na použitie s vodíkovým palivom. Ďalší problém súvisí s hydratáciou na mazacom filme v konštrukciách piestov. Vo Wankelových spaľovacích motoroch sa tento problém dá obísť použitím keramického mechanického tesnenia na rovnakom povrchu, takže nevzniká žiadny olejový film, ktorý by trpel hydratáciou. Plášť piestu musí byť mazaný a chladený olejom. To výrazne zvyšuje spotrebu mazacieho oleja v štvortaktnom vodíkovom spaľovacom motore.

Materiály na výrobu spaľovacích motorov

Na rozdiel od piestovej jednotky, v ktorej je valec ohrievaný spaľovacím procesom a následne chladený prichádzajúcou náplňou, sú Wankelove rotorové skrine na jednej strane neustále ohrievané a na druhej chladené, čo má za následok vysoké lokálne teploty a nerovnakú tepelnú rozťažnosť. Hoci to kladie veľké nároky na použité materiály, jednoduchosť Wankelu uľahčuje použitie látok, ako sú exotické zliatiny a keramika.

Zliatiny určené na použitie vo Wankel zahŕňajú A-132, Inconel 625 a 356 s tvrdosťou T6. Na pokrytie pracovnej plochy krytu sa používa niekoľko vysoko pevných materiálov. Pre hriadeľ sú preferované oceľové zliatiny s nízkou deformáciou pri zaťažení, na tento účel bolo navrhnuté použitie masívnej ocele.

Výhody motora

Hlavné výhody Wankel RPD sú:

1. Vyšší pomer výkonu a hmotnosti ako piestový motor.
2. Ľahšie sa zmestí do malých strojových priestorov ako ekvivalentný pohonný mechanizmus.
3. Žiadne časti piestu.
4. Schopnosť dosiahnuť vyššie otáčky ako bežný motor.
5. Prevádzka prakticky bez vibrácií.
6. Nepodlieha motorovému šoku.
7. Výroba je lacnejšia, pretože motor obsahuje menej dielov
8. Široký rozsah otáčok pre väčšiu prispôsobivosť.
9. Môže používať palivo s vyšším oktánovým číslom.

Wankelove spaľovacie motory sú podstatne ľahšie a jednoduchšie, s oveľa menším počtom pohyblivých častí ako piestové motory s rovnakým výkonom. Pretože rotor jazdí priamo na veľkom ložisku na výstupnom hriadeli, nie sú tu žiadne ojnice ani kľukový hriadeľ. Eliminácia vratných síl a najviac zaťažených a poškodených častí zaisťuje vysokú spoľahlivosť Wankel.

Okrem odstránenia vnútorných vratných napätí pri úplnom odstránení vratných vnútorných častí zahrnutých v piestovom motore je Wankelov motor navrhnutý so železným rotorom v hliníkovom kryte, ktorý má vyšší koeficient tepelnej rozťažnosti. To zaisťuje, že ani vysoko prehriata Wankelova jednotka sa nemôže „zadrieť“, ako sa to môže stať v podobnom piestovom zariadení. To je významná bezpečnostná výhoda pre použitie v lietadlách. Bezpečnosť navyše zvyšuje absencia ventilov.

Ďalšou výhodou Wankelových otáčok na použitie v lietadlách je to, že zvyčajne majú menšiu prednú plochu ako ekvivalentné jednotky s výkonnými piestami, čo umožňuje aerodynamickejší kužeľ okolo motora. Kaskádovou výhodou je, že menšia veľkosť a hmotnosť Wankelovho spaľovacieho motora umožňuje úsporu nákladov na stavbu lietadla v porovnaní s piestovými motormi porovnateľného výkonu.

Wankelove spaľovacie motory s rotačným piestom, pracujúce v súlade s pôvodnými konštrukčnými parametrami, takmer nepodliehajú katastrofickým poruchám. Wankel RPM, ktorý stratí kompresiu, chladenie alebo tlak oleja, stratí veľké množstvo, ale stále bude naďalej produkovať určitý výkon, čo umožňuje bezpečnejšie pristátie pri použití v lietadlách. Piestové zariadenia sú za rovnakých okolností náchylné na zachytenie alebo zničenie častí, čo takmer určite povedie ku katastrofálnej poruche motora a okamžitej strate všetkého výkonu.

Z tohto dôvodu sú motory Wankel s rotačnými piestami veľmi vhodné pre snežné skútre, ktoré sa často používajú na odľahlých miestach, kde by porucha motora mohla spôsobiť omrzliny alebo smrť, a pre lietadlá, kde by náhla porucha mohla viesť k havárii alebo vynútenému pristátiu na vzdialených miestach. miest.

Dizajnové chyby

Hoci mnohé nedostatky sú predmetom prebiehajúceho výskumu, aktuálne nedostatky Wankelovho zariadenia vo výrobe sú nasledovné:

1. Tesnenie rotora. Toto je stále malý problém, pretože kryt motora má veľmi rozdielne teploty v každej jednotlivej sekcii komory. Rôzne koeficienty rozťažnosti materiálov vedú k nedokonalému tesneniu. Okrem toho sú obe strany tesnení vystavené pôsobeniu paliva a konštrukcia neumožňuje presné riadenie mazania rotora. Rotačné jednotky sú typicky mazané pri všetkých otáčkach a zaťažení motora a majú relatívne vysokú spotrebu oleja a iné problémy vyplývajúce z nadmerného mazania v spaľovacích zónach motora, ako je tvorba uhlíka a nadmerné emisie zo spaľovania oleja.
2. Na prekonanie problému teplotných rozdielov medzi rôznymi oblasťami krytu a bočných a medzidoskových dosiek, ako aj s tým spojených nerovnovážnych teplotných dilatácií, sa používa tepelná trubica na transport ohriateho plynu z horúcej do studenej časti motora. Tepelné trubice efektívne smerujú horúce výfukové plyny do chladnejších častí motora, čo vedie k zníženiu účinnosti a výkonu.
3. Pomalé horenie. Spaľovanie paliva prebieha pomaly, pretože spaľovacia komora je dlhá, tenká a pohyblivá. Pohyb plameňa prebieha takmer výlučne v smere pohybu rotora a končí zhasnutím, ktoré je hlavným zdrojom nespálených uhľovodíkov pri vysokých rýchlostiach. Zadná strana spaľovacej komory prirodzene vytvára „tlakový tok“, ktorý bráni plameňu dostať sa k zadnému okraju komory. Vstrekovanie paliva na prednej hrane spaľovacej komory môže minimalizovať množstvo nespáleného paliva vo výfukových plynoch.
4. Slabá spotreba paliva. Je to spôsobené netesnosťami tesnení a tvarom spaľovacej komory. To má za následok zlé spaľovanie a priemerný efektívny tlak pri čiastočnom zaťažení, nízkej rýchlosti. Emisné predpisy niekedy vyžadujú pomer paliva a vzduchu, ktorý neprispieva k dobrej spotrebe paliva. Zrýchľovanie a spomaľovanie pri priemerných jazdných podmienkach tiež ovplyvňuje spotrebu paliva. Avšak chod motora pri konštantných otáčkach a zaťažení eliminuje nadmernú spotrebu paliva.

Tento typ motora má teda svoje nevýhody a výhody.

Jediným modelom motora rotačného typu, ktorý sa v súčasnosti vyrába v priemyselnom meradle, je Wankelov motor. Je klasifikovaný ako rotačný typ motora, ktorý má planétový kruhový pohyb hlavného pracovného prvku. Vďaka tomuto konštrukčnému usporiadaniu sa riešenie môže pochváliť mimoriadne jednoduchým technickým zariadením, nevyznačuje sa však optimálnosťou v spôsobe organizácie pracovného postupu, a preto má svoje vlastné a vážne nevýhody.

Wankelov rotačný motor je prezentovaný v mnohých variáciách, ale v podstate sa navzájom líšia s výnimkou počtu čelných plôch rotora a zodpovedajúceho tvaru vnútorných plôch krytu.

Vo všeobecnosti sa pozrime na konštrukčné vlastnosti tohto riešenia a trochu sa ponoríme do histórie jeho vzniku a oblasti použitia.

História riešení tohto typu sa začína v roku 1943. Práve vtedy vynálezca Mylar navrhol prvú podobnú schému. Po určitom čase bolo na motory takejto konštrukcie podaných niekoľko patentov. Aj developerom nemeckej spoločnosti NSU. Ale hlavnou nevýhodou, ktorou trpel Wankelov motor s rotačnými piestami, bol systém tesnení umiestnených medzi rebrami v spojoch susedných plôch trojuholníkového prvku a povrchmi pevných častí tela. Na vyriešenie tejto neľahkej úlohy sa zapojil Felix Wankel, ktorý sa špecializuje na tulene. Potom, vďaka svojmu odhodlaniu a inžinierskemu mysleniu, viedol vývojovú skupinu. A už v roku 1957 bola v útrobách nemeckého laboratória zostavená prvá verzia vybavená hlavným rotačným prvkom trojuholníkového typu a komorou pracovnej kapsuly, kde bol rotačný prvok pevne pripevnený, zatiaľ čo rotáciu vykonával telo.

Oveľa praktickejšia variácia sa vyznačovala pevnou pracovnou komorou, v ktorej sa trojuholník otáčal. Táto možnosť sa objavila o rok neskôr. V novembri 1959 spoločnosť oznámila prácu na vytvorení funkčného riešenia typu rotora. Licenciu na tento vývoj získalo v najkratšom možnom čase mnoho spoločností po celom svete a zo stoviek spoločností bola asi tretina z Japonska.

Riešenie sa ukázalo ako celkom kompaktné, výkonné, s malým počtom dielov. Európske showroomy boli doplnené automobilmi s variáciami rotačných motorov, ale, bohužiaľ, mali krátky rotačný zdroj, rýchlu spotrebu paliva a toxické výfukové plyny.

V dôsledku ropnej krízy v sedemdesiatych rokoch boli pokusy o zlepšenie vývoja na požadovanú úroveň obmedzené. V tejto oblasti pokračovala v práci iba japonská Mazda. VAZ tiež fungoval, pretože palivo v krajine bolo veľmi lacné a výkonné, hoci s nízkymi zdrojmi, ministerstvá energie potrebovali motory.

Ale o tridsať rokov neskôr VAZ ukončil výrobu a iba Mazda stále sériovo vyrába vozidlá s rotačnými motormi. Momentálne sa vyrába iba jeden model s týmto riešením – Mazda RX-8.

Po krátkej exkurzii do histórie stojí za to, aby sme sa podrobne pozastavili nad výhodami a nevýhodami.

Vysoký výkon, takmer dvojnásobný oproti variáciám štvortaktných piestov. Hmotnosti nerovnomerne sa pohybujúcich prvkov v ňom sú porovnateľne nižšie ako v prípade variácií piesta a amplitúda pohybu je oveľa nižšia. To je možné vďaka skutočnosti, že v piestových riešeniach dochádza k vratným pohybom, zatiaľ čo v uvažovanom type sa používa planétová konštrukcia.

Na väčší výkon má vplyv aj to, že sa vyrába do troch štvrtín každej otáčky hriadeľa. Pre porovnanie, jednovalcový piestový motor produkuje výkon len na štvrtinu každej otáčky. Preto sa na jednotku objemu spaľovacej komory odoberá oveľa viac energie.

S objemom komory tisíc tristo centimetrov dosahuje RX-8 z hľadiska výkonu dvestopäťdesiat koní. Predchodca, konkrétne RX-7, s podobným zdvihovým objemom, ale s turbínou, mal tristopäťdesiat koní. Špeciálnou črtou auta sa preto stáva vynikajúca dynamika: pri nízkych prevodových stupňoch môžete vozidlo zrýchliť na stovky pri vysokých otáčkach motora bez zbytočného zaťaženia motora.

Uvažovaný typ motora sa oveľa ľahšie mechanicky vyvažuje a zbavuje vibrácií, čo prispieva k zvýšeniu komfortu ľahkého vozidla;

Z hľadiska veľkosti je uvažovaný typ motora jeden a pol až dvakrát menší v porovnaní s piestovými motormi rovnakého výkonu. Počet dielov je menší asi o štyridsať percent.

Nevýhody motora

Krátke trvanie pracovného zdvihu čelných plôch rotora. Hoci tento ukazovateľ nemožno priamo porovnávať s inými možnosťami kvôli rôznym typom zdvihu piestov a rotujúceho prvku, pre uvažovanú odrodu je tento ukazovateľ približne o 20% nižší. Je tu jedna významná nuansa - pri piestových riešeniach dochádza k lineárnemu nárastu objemu, ktorý je podobný smeru vzdialenosti od TDC k BDC. Ale v prípade uvažovaného typu jednotiek je táto akcia komplikovanejšia a len časť trajektórie pohybu sa ukáže byť priamou líniou pohybu.

Preto sa riešenie vyznačuje nižšou palivovou účinnosťou ako variácie piestov. Krátke trvanie preto prispieva k veľmi vysokej teplote výfukových plynov - pracovné plyny nestíhajú preniesť väčšinu tlaku do trojuholníka včas, pretože je otvorené výfukové okno a horúce masy so spaľovaním objemových úlomkov ktoré sa ešte nezastavili, vychádzajú cez výfukové potrubie. Preto je ich teplota extrémne vysoká.

Zložitosť tvaru spaľovacej komory. Táto komora má tvar polmesiaca a pevnú oblasť, kde plyny prichádzajú do styku so stenami a rotorom. Preto vzniká veľký tepelný podiel zohrievaním prvkov motora, čo znižuje tepelnú účinnosť, ale zároveň sa zvyšuje zahrievanie motora. Tiež takéto tvary komôr vedú k zlej tvorbe zmesi a pomalšiemu spaľovaniu pracovných zmesí. Preto na motore RX-8 umiestnili dve zapaľovacie sviečky na jednu sekciu rotora. Takéto vlastnosti negatívne ovplyvňujú aj termodynamickú účinnosť.

Nízky krútiaci moment. Na odstránenie rotácie z pracovného rotora, ktorého stred otáčania nepretržite vykonáva rotáciu planétového typu, tento motor používa valcové disky na hlavnom hriadeli. Jednoducho povedané, toto všetko sú prvky prevodníka. To znamená, že riešenie uvažovaného typu sa nedokázalo úplne zbaviť hlavnej nevýhody variácií piesta, a to kĺbu CV.

Hoci ide o odľahčenú verziu, hlavné nevýhody tohto mechanizmu: pulzácia krútiaceho momentu, malé rozmery ramena hlavného prvku sú prítomné aj v uvažovanom type.

Preto variácia s jednou sekciou nie je účinná a je potrebné ich zvýšiť na dve alebo tri sekcie, aby sa dosiahli prijateľné výkonové charakteristiky, odporúča sa tiež nainštalovať zotrvačník na hriadeľ.

Okrem prítomnosti uvažovaného typu meničového mechanizmu v motore môže byť nedostatočný krútiaci moment pre takýto motor ovplyvnený aj nuansou, že kinematické schémy v takýchto riešeniach sú usporiadané príliš málo racionálne, pokiaľ ide o vnímanie motorom. povrch rotujúceho prvku tlaku pracovných expanzných hmôt. Preto sa len určitá časť tlaku, a to je asi jedna tretina, rekompiluje do pracovnej rotácie prvku, čím sa vytvorí krútiaci moment.

Prítomnosť vibrácií vo vnútri krytu. Problém je v tom, že typ systémov, o ktorých sa hovorí v článku, znamená nerovnomerný pohyb hmoty. To znamená, že počas otáčania ťažisko jednotky vykonáva nepretržitý rotačný pohyb okolo ťažiska a polomer tohto pohybu zodpovedá ramenu valca hlavného hriadeľa motora. Preto je teleso motora vo vnútri ovplyvňované neustále sa otáčajúcim vektorom sily, ktorý zodpovedá odstredivej sile, ktorá sa objavuje na prvku pri otáčaní. To znamená, že v procese rotácie na valcovom hriadeli aj v pohybe sa vyznačuje nevyhnutnými a výraznými prvkami pohybu oscilačného typu.

Čo je príčinou nevyhnutných vibrácií.

Nízka odolnosť proti opotrebovaniu na konci radiálnych tesnení v rohoch rotujúceho trojuholníka. Pretože dostávajú značné radiálne zaťaženie, ktoré je vlastné tomu, že ide o princíp činnosti Wankelovho motora.

Vysoká pravdepodobnosť prieniku plynových hmôt s vysokým tlakom zo zóny jedného pracovného cyklu do druhého cyklu. Dôvod spočíva v tom, že okrajový kontakt tesnenia a stien spaľovacej komory rotora je vytvorený pozdĺž jednej línie malej hrúbky. Existuje tiež možnosť prielomu v zásuvkách, v ktorých sú zapaľovacie sviečky inštalované v okamihu, keď prechádza rebro hlavného rotujúceho prvku.

Zložitosť systému mazania rotujúceho prvku. Napríklad v už spomínanom modeli japonského výrobcu sa olej vstrekuje do spaľovacích komôr špeciálnymi dýzami, takže rebrá, ktoré sa pri otáčaní šúchajú o steny komory, sú mazané. V dôsledku toho sa zvyšuje toxicita výfukových plynov a zároveň sa zvyšuje potreba motora na vysokokvalitný olej.

Taktiež pri vysokých rýchlostiach sa požiadavky na mazanie povrchu valcového typu valcového prvku hlavného hriadeľa, okolo ktorého dochádza k rotácii a ktorý je zapojený do odstránenia hlavnej sily z rotujúceho prvku, prenášajú aj do rotačného pohybu. hriadeľ, zvýšiť. Kvôli týmto dvom technickým ťažkostiam, ktorých riešenie je dosť problematické, sa pri vysokých rýchlostiach najviac zaťažovaných trením objavilo nedostatočné mazanie, čo znamená, že hnacie zdroje motora sa výrazne znížili. Kvôli tomuto nedostatočnému riešeniu je životnosť motorov daného typu, ktoré vyrábal domáci AvtoVAZ, veľmi krátka.

Veľké nároky na presnosť vyhotovenia tvarovo zložitých prvkov sťažujú výrobu takéhoto motora. Jeho výroba si vyžaduje vysoko presné a drahé zariadenia - stroje schopné vyrobiť pracovnú komoru so zakriveným povrchom.

Ak hovoríme o rotačnom prvku, potom má tiež tvar trojuholníka s konvexnými plochami.

Po vyvodení záverov zo všetkého vyššie uvedeného možno poznamenať, že príslušný typ má nielen výrazné výhody, ale aj veľké množstvo prakticky neprekonateľných nevýhod, ktoré mu neumožňujú prekonať variácie piestu. O takejto perspektíve sa však vážne diskutovalo pred štyridsiatimi alebo päťdesiatimi rokmi a analytické recenzie boli plné názorov, že začiatkom deväťdesiatych rokov minulého storočia budú na automobilovom trhu dominovať rotačné riešenia rôznych typov.

Avšak aj s prihliadnutím na negatívne aspekty a technické problémy sa toto riešenie dokázalo dobre osvedčiť z technického hľadiska a dokonca si ukradnúť svoj podiel na trhu, pretože nevýhody konkurenčného riešenia - piestového motora s kľukovým hriadeľom - majú ešte viac vážny dopad na prácu. A to zohľadňuje fakt, že piestový motor sa už dlho snažia vylepšiť.

Jedným z najproblematickejších aspektov pri implementácii akéhokoľvek rotačného motora je rekonštrukcia účinného tesniaceho systému potrebného na vytvorenie uzavretého objemu v pracovných komorách uvažovaného typu riešenia. Doteraz sa to považuje za jednu z hlavných prekážok v schémach. Tu musíme vytvoriť komplexný tesniaci systém.

Aby ste sa zdokonalili a získali pozitívne skúsenosti v tejto činnosti, môžete skúsiť implementovať kompaktnú pracovnú verziu riešenia daného typu priamo od začiatku.

Približný indikátor výkonu jednej zo sekcií rotora bude v oblasti štyridsať konských síl. To znamená, že motor daného typu, povedzme, s dvoma sekciami, dosiahne osemdesiat koní. A tak ďalej podľa podobného princípu.

Vo všeobecnosti výroba tohto typu riešenia vždy prebieha s optimálnym rytmom, napriek tomu, že je možné úplne opustiť prvky tretích strán. Telo takýchto riešení je spravidla vyrobené z legovanej konštrukčnej ocele, podrobenej termochemickému vytvrdzovaniu a odolnej voči vysokým teplotám.

Alternatívne možno zvoliť optimálnu tvrdosť povrchovej vrstvy okolo sedemdesiatich HRC. Z hľadiska hĺbky je tepelne spevnená vrstva v oblasti jeden a pol milimetra. Radiálne a mechanické tesnenia sú spracované podobným spôsobom na rovnakú úroveň tvrdosti a odolnosti proti opotrebovaniu.

Toto riešenie je chladené vzduchom a mazací olej bude privádzaný do kompresnej komory cez dve špeciálne dýzy. To znamená, že v tomto prípade nie je potrebné miešať olej a benzín, ako je to v prípade dvojtaktných variácií.

Motor daného typu je umiestnený na sústruhu, kde je niekoľko hodín zabehnutý bez vystavenia teplote. Účinnosť tesnení a tesnosť vykonávaných úsekov teda možno hodnotiť ako celkom prijateľné.

Následne je možné merať úroveň tlaku, ktorá je pozorovaná v kompresnej zóne.

Ako viete, princíp fungovania rotačného motora je založený na vysokých rýchlostiach a absencii pohybov, ktoré odlišujú spaľovací motor. To je to, čo odlišuje jednotku od. RPD sa nazýva aj Wankelov motor a dnes sa pozrieme na jeho fungovanie a zjavné výhody.

Video popisuje konštrukciu a princíp fungovania rotačného motora Zheltyshev:

Prekvapivo sa u nás pokúsili zaviesť RPD. Takýto motor bol vyvinutý na inštaláciu na VAZ 21079, určený ako vozidlo pre špeciálne služby. Ale projekt sa, žiaľ, neujal. Ako vždy nebolo dosť peňazí zo štátneho rozpočtu, ktoré sa zázračne odčerpávajú z pokladnice.

Japoncom sa to však podarilo. A tam sa nechcú zastaviť. Výrobca Mazda podľa najnovších údajov motor vylepší a čoskoro ho vydá s úplne iným agregátom.

Poďme sa pozrieť do vnútra RPD

Pracovný model rotačného motora je niečo úplne odlišné od bežného spaľovacieho motora. Po prvé, musíme zanechať dizajn spaľovacieho motora, ako ho poznáme. A po druhé, skúste absorbovať nové poznatky a koncepty.

RPD sa tak nazýva kvôli rotoru, to znamená, že sa pohybuje. Vďaka tomuto pohybu sa výkon prenáša na spojku a prevodovku. Rotor v podstate vytláča energiu z paliva, ktorá sa potom prenáša na kolesá cez prevodovku. Samotný rotor je vyrobený z legovanej ocele a má, ako bolo uvedené vyššie, tvar trojuholníka.

Video ukazuje princíp činnosti motora s rotačným piestom Zuev:

Kapsula, kde sa nachádza rotor, je akýmsi matrixom, stredom vesmíru, kde prebiehajú všetky procesy. Inými slovami, v tomto oválnom tele sa deje:

• kompresia zmesi;
• vstrekovanie paliva;
• zásobovanie kyslíkom;
• zapálenie zmesi;
• uvoľnenie spálených prvkov do výtoku.

Jedným slovom šesť v jednom, ak chcete.

Samotný rotor je namontovaný na špeciálnom mechanizme a neotáča sa okolo jednej osi, ale zdá sa, že beží. Vo vnútri oválneho tela sa tak vytvárajú navzájom izolované dutiny, v každej z nich prebieha jeden z procesov. Keďže rotor je trojuholníkový, sú tu len tri dutiny.

Všetko to začína takto. V prvej vytvorenej dutine dochádza k nasávaniu, to znamená, že komora je naplnená vzduchom, ktorý sa tu mieša.

Potom sa rotor otáča a tlačí túto zmiešanú zmes do ďalšej komory. Tu sa zmes stlačí a zapáli pomocou dvoch sviečok.

Zmes potom ide do tretej dutiny, kde sa vytlačia časti použitého paliva.

Toto je celý cyklus prevádzky RPD. Ale také jednoduché to nie je. Schému RPD sme skúmali len z jednej strany. A tieto akcie prebiehajú neustále. Inak povedané, procesy prebiehajú na troch stranách rotora naraz. Výsledkom je, že len pri jednej otáčke jednotky sa opakujú tri cykly.

Okrem toho bolo možné vylepšiť rotačný motor. Rotačné motory Mazda dnes nemajú jeden, ale dva alebo dokonca tri rotory, čo výrazne zvyšuje výkon, najmä v porovnaní s bežným spaľovacím motorom. Pre porovnanie: dvojrotorový RPD je porovnateľný so šesťvalcovým spaľovacím motorom a 3-rotorový je porovnateľný s dvanásťvalcom. Ukazuje sa teda, že Japonci sa ukázali byť tak prezieraví a okamžite rozpoznali výhody rotačného motora.

Opäť platí, že výkon nie je jedinou výhodou RPD. Má ich veľa. Ako už bolo spomenuté vyššie, rotačný motor je veľmi kompaktný a používa až o tisíc menej dielov ako rovnaký spaľovací motor. V RPD sú iba dve hlavné časti - rotor a stator a nemôžete si predstaviť nič jednoduchšie ako to.

Princíp činnosti motora s rotačným piestom kedysi prinútil mnohých talentovaných inžinierov prekvapene zdvihnúť obočie. A dnes si talentovaní inžinieri zaslúžia všetku chválu a uznanie. Nie je to vtip, verte vo výkon zdanlivo zakopaného motora a dajte mu druhý život, a aký druhý život!

S vynálezom spaľovacieho motora pokročil pokrok vo vývoji automobilového priemyslu ďaleko vpred. Napriek tomu, že všeobecná konštrukcia spaľovacieho motora zostala rovnaká, tieto jednotky sa neustále zlepšovali. Spolu s týmito motormi sa objavili progresívnejšie jednotky rotačného typu. Prečo sa však v automobilovom svete nikdy nerozšírili? Na odpoveď na túto otázku sa pozrieme v článku.

História jednotky

Rotačný motor navrhli a otestovali vývojári Felix Wankel a Walter Freude v roku 1957. Prvým autom, na ktorom bola táto jednotka nainštalovaná, bolo športové vozidlo NSU Spider. Výskum ukázal, že s výkonom motora 57 koní dokázalo toto auto zrýchliť na ohromných 150 kilometrov za hodinu. Výroba áut Spider vybavených 57-koňovým rotačným motorom trvala približne 3 roky.

Potom sa automobil NSU Ro-80 začal vybavovať týmto typom motora. Následne boli rotačné motory inštalované na Citroens, Mercedes, VAZ a Chevrolet.

Jedným z najbežnejších áut s rotačným motorom je japonský športový model Mazda Cosmo Sport. Japonci začali týmto motorom vybavovať aj model RX. Princíp činnosti rotačného motora (Mazda RX) spočíval v konštantnom otáčaní rotora so striedavými pracovnými cyklami. Ale o tom trochu neskôr.

V súčasnosti sa japonská automobilka nezaoberá sériovou výrobou áut s rotačnými motormi. Posledným modelom, do ktorého bol takýto motor nainštalovaný, bola Mazda RX8 modifikácia Spirit R. V roku 2012 však bola výroba tejto verzie auta ukončená.

Dizajn a princíp činnosti

Aký je princíp činnosti rotačného motora? Tento typ motora má 4-taktný cyklus, rovnako ako klasický spaľovací motor. Princíp činnosti motora s rotačnými piestami sa však mierne líši od princípu činnosti bežného piestového motora.

Aká je hlavná vlastnosť tohto motora? Rotačný Stirlingov motor má vo svojej konštrukcii nie 2, nie 4 alebo 8 piestov, ale iba jeden. Nazýva sa to rotor. Tento prvok sa otáča v špeciálne tvarovanom valci. Rotor je namontovaný na hriadeli a spojený s ozubeným kolesom. Ten má prevodovú spojku so štartérom. Prvok rotuje pozdĺž epitrochoidálnej krivky. To znamená, že lopatky rotora striedavo prekrývajú komoru valca. V druhom prípade dochádza k spaľovaniu paliva. Princíp činnosti rotačného motora (vrátane Mazda Cosmo Sport) spočíva v tom, že mechanizmus stlačí tri okvetné lístky tuhých kruhov pri jednej otáčke. Keď sa diel v tele otáča, tri priehradky vo vnútri menia veľkosť. V dôsledku zmeny veľkosti sa v komorách vytvára určitý tlak.

Pracovné fázy

Ako funguje rotačný motor? Princíp činnosti (obrázky gif a diagram RPD, ktoré môžete vidieť nižšie) tohto motora je nasledujúci. Činnosť motora pozostáva zo štyroch opakujúcich sa cyklov, a to:

1. Prívod paliva. Toto je prvá fáza prevádzky motora. Nastáva v momente, keď je vrch rotora na úrovni podávacieho otvoru. Keď je fotoaparát otvorený v hlavnom priestore, jeho objem sa blíži k minimu. Akonáhle sa rotor otáča okolo neho, zmes paliva a vzduchu vstupuje do priestoru. Potom sa fotoaparát opäť zatvorí.
2. Kompresia. Keď sa rotor naďalej pohybuje, priestor v oddelení sa zmenšuje. Takto sa stlačí zmes vzduchu a paliva. Akonáhle mechanizmus prejde priehradkou so sviečkami, objem komory sa opäť zmenší. V tomto okamihu sa zmes zapáli.
3. Zapaľovanie. Rotačný motor (vrátane VAZ-21018) má často niekoľko zapaľovacích sviečok. Je to spôsobené veľkou dĺžkou spaľovacej komory. Akonáhle sviečka zapáli horľavú zmes, úroveň tlaku vo vnútri sa niekoľkonásobne zvýši. Rotor je teda opäť poháňaný. Ďalej sa tlak v komore a množstvo plynov naďalej zvyšujú. V tomto momente sa rotor pohybuje a vzniká krútiaci moment. Toto pokračuje, kým mechanizmus neprejde výfukovým priestorom.
4. Uvoľňovanie plynov. Keď rotor prejde týmto oddelením, vysokotlakový plyn sa začne voľne pohybovať do výfukového potrubia. V tomto prípade sa pohyb mechanizmu nezastaví. Rotor sa neustále otáča, kým objem spaľovacej komory opäť neklesne na minimum. Do tejto doby bude zvyšné množstvo výfukových plynov vytlačené z motora.

Presne toto je princíp fungovania rotačného motora. VAZ-2108, na ktorom bol namontovaný aj RPD, ako japonská Mazda, sa vyznačoval tichým chodom motora a vysokými dynamickými charakteristikami. Táto úprava sa však nikdy nedostala do sériovej výroby. Zistili sme teda, aký je princíp fungovania rotačného motora.

Nevýhody a výhody

Nie nadarmo tento motor pritiahol pozornosť toľkých automobiliek. Jeho špeciálny princíp činnosti a konštrukcia majú v porovnaní s inými typmi spaľovacích motorov množstvo výhod.

Aké sú teda výhody a nevýhody rotačného motora? Začnime zrejmými výhodami. Po prvé, rotačný motor má najvyváženejšiu konštrukciu, a preto počas prevádzky prakticky nespôsobuje vysoké vibrácie. Po druhé, tento motor je ľahší a kompaktnejší, a preto je jeho inštalácia obzvlášť dôležitá pre výrobcov športových automobilov. Nízka hmotnosť agregátu navyše umožnila konštruktérom dosiahnuť ideálne rozloženie hmotnosti nákladu pozdĺž náprav. Auto s týmto motorom sa tak stalo stabilnejším a ovládateľnejším na ceste.

A, samozrejme, priestrannosť dizajnu. Napriek rovnakému počtu zdvihov je konštrukcia tohto motora oveľa jednoduchšia ako u jeho piestového kolegu. Na vytvorenie rotačného motora bol potrebný minimálny počet komponentov a mechanizmov.

Hlavnou výhodou tohto motora však nie je jeho hmotnosť a nízke vibrácie, ale vysoká účinnosť. Vďaka špeciálnemu princípu fungovania mal rotačný motor väčší výkon a účinnosť.

Teraz o nevýhodách. Bolo ich oveľa viac ako výhod. Hlavným dôvodom, prečo výrobcovia odmietli kupovať takéto motory, bola ich vysoká spotreba paliva. V priemere takáto jednotka spotrebovala až 20 litrov paliva na sto kilometrov, čo je podľa dnešných štandardov značné náklady.

Ťažkosti pri výrobe dielov

Okrem toho stojí za zmienku vysoké náklady na výrobu dielov pre tento motor, čo bolo vysvetlené zložitosťou výroby rotora. Aby tento mechanizmus správne prešiel epitrochoidálnou krivkou, je potrebná vysoká geometrická presnosť (vrátane valca). Preto pri výrobe rotačných motorov nie je možné robiť bez špecializovaných drahých zariadení a špeciálnych znalostí v technickej oblasti. Všetky tieto náklady sú teda zahrnuté v cene auta vopred.

Prehrievanie a vysoké zaťaženie

Táto jednotka sa tiež kvôli špeciálnemu dizajnu často prehrievala. Celým problémom bol šošovkovitý tvar spaľovacej komory.

Naproti tomu klasické spaľovacie motory majú konštrukciu s guľovou komorou. Palivo, ktoré horí v mechanizme v tvare šošovky, sa premieňa na tepelnú energiu, ktorá sa vynakladá nielen na pracovný zdvih, ale aj na ohrev samotného valca. V konečnom dôsledku časté „varenie“ jednotky vedie k rýchlemu opotrebovaniu a poruche.

Zdroj

Nie je to len valec, ktorý nesie ťažké bremená. Štúdie ukázali, že počas prevádzky rotora značná časť zaťaženia padá na tesnenia umiestnené medzi dýzami mechanizmov. Sú vystavené neustálemu poklesu tlaku, takže maximálna životnosť motora nie je väčšia ako 100 - 150 tisíc kilometrov.

Potom si motor vyžaduje veľké opravy, ktorých náklady sa niekedy rovnajú nákupu novej jednotky.

Spotreba oleja

Taktiež rotačný motor je veľmi náročný na údržbu.

Jeho spotreba oleja je viac ako 500 mililitrov na 1 000 kilometrov, čo vás núti dopĺňať tekutinu každých 4-5 000 kilometrov. Ak ho nevymeníte včas, motor jednoducho zlyhá. To znamená, že k otázke servisu rotačného motora je potrebné pristupovať zodpovednejšie, inak môže najmenšia chyba viesť k nákladným opravám jednotky.

Odrody

V súčasnosti existuje päť druhov týchto typov jednotiek:

Rotačný motor (VAZ-21018-2108)

História vzniku rotačných spaľovacích motorov VAZ siaha až do roku 1974. Vtedy bola vytvorená prvá dizajnérska kancelária RPD. Prvý motor vyvinutý našimi inžiniermi mal však podobnú konštrukciu ako Wankelov motor, ktorým boli vybavené dovážané sedany NSU Ro80. Sovietsky analóg sa nazýval VAZ-311. Ide o úplne prvý sovietsky rotačný motor. Princíp činnosti tohto motora na vozidlách VAZ má rovnaký algoritmus činnosti ako Wankel RPD.

Prvým autom, na ktoré sa tieto motory začali inštalovať, bola modifikácia VAZ 21018. Auto sa prakticky nelíšilo od svojho „predka“ - model 2101 - s výnimkou použitého spaľovacieho motora. Pod kapotou novinky bol jednosekčný RPD s výkonom 70 koní. Výsledkom výskumu na všetkých 50 vzorkách modelov sa však zistilo množstvo porúch motorov, ktoré prinútili Volzhsky Plant na niekoľko nasledujúcich rokov upustiť od používania tohto typu spaľovacieho motora na svojich automobiloch.

Hlavným dôvodom porúch domáceho RPD boli nespoľahlivé tesnenia. Sovietski dizajnéri sa však rozhodli zachrániť tento projekt tým, že svetu predstavili nový 2-sekčný rotačný motor VAZ-411. Následne bol vyvinutý spaľovací motor značky VAZ-413. Ich hlavné rozdiely boli v moci. Prvá kópia vyvinula až 120 koní, druhá - asi 140. Tieto jednotky však opäť neboli zahrnuté do série. Závod sa ich rozhodol nainštalovať len na služobné vozidlá používané dopravnou políciou a KGB.

Motory pre letectvo, "osmičky" a "deviatky"

V nasledujúcich rokoch sa vývojári pokúsili vytvoriť rotačný motor pre domáce malé lietadlá, ale všetky pokusy boli neúspešné. Výsledkom bolo, že konštruktéri opäť začali s vývojom motorov pre osobné (teraz s pohonom predných kolies) VAZ radu 8 a 9 Na rozdiel od svojich predchodcov boli novo vyvinuté motory VAZ-414 a 415 univerzálne a dali sa použiť na zadných. modely áut s pohonom kolies, ako sú Volga a Moskvič atď.

Charakteristika RPD VAZ-414

Tento motor sa prvýkrát objavil na „deviatke“ až v roku 1992. V porovnaní so svojimi „predkami“ mal tento motor nasledujúce výhody:

• Vysoký špecifický výkon, ktorý umožnil vozidlu dosiahnuť „stovky“ len za 8-9 sekúnd.
• Vysoká účinnosť. Z jedného litra spáleného paliva bolo možné získať až 110 koní (a to bez akéhokoľvek posilňovania alebo dodatočného vŕtania bloku valcov).
• Vysoký potenciál sily. Pri správnom naladení sa podarilo zvýšiť výkon motora o niekoľko desiatok koní.
• Vysokorýchlostný motor. Takýto motor bol schopný prevádzky aj pri 10 000 ot./min. Pri takomto zaťažení by mohol fungovať iba rotačný motor. Princíp činnosti klasických spaľovacích motorov neumožňuje ich dlhodobú prevádzku vo vysokých otáčkach.
• Relatívne nízka spotreba paliva. Ak predchádzajúce kópie „jedli“ asi 18-20 litrov paliva na „sto“, potom táto jednotka spotrebovala v priemernej prevádzke iba 14-15.

Aktuálna situácia s RPD v automobilovom závode Volzhsky

Všetky vyššie opísané motory nezískali veľkú popularitu a ich výroba bola čoskoro ukončená. Automobilový závod Volzhsky v budúcnosti zatiaľ neplánuje oživiť vývoj rotačných motorov. Takže VAZ-414 RPD zostane v histórii domáceho strojárstva pokrčeným kusom papiera.

Zistili sme teda, aký je princíp fungovania a dizajn rotačného motora.