Jak víte, princip fungování rotačního motoru je založen na vysoké otáčky a absence pohybů, které odlišují ICE. To je to, co odlišuje agregát od běžného pístového motoru. RPD se také nazývá Wankelův motor a dnes se podíváme na jeho provoz a zřejmé výhody.
Rotor takového motoru je umístěn ve válci. Samotné pouzdro není kulatého typu, ale oválného typu, takže rotor trojúhelníkové geometrie do něj normálně zapadá. RPD nemá klikový hřídel a ojnice a nejsou v něm žádné další díly, což značně zjednodušuje jeho konstrukci. Tedy asi tisíc dílů běžného motoru s vnitřním spalováním ne v RPD.
Práce klasického RPD vychází z jednoduchý pohyb rotoru uvnitř oválného pouzdra. Při pohybu rotoru po obvodu statoru vznikají volné dutiny, ve kterých probíhají procesy spouštění agregátu.
Jakýmsi paradoxem je kupodivu rotační jednotka. Co je to? A to, že má génia jednoduchý design, který se z nějakého důvodu neujal. Ale složitější pístová verze se stala populární a používá se všude.
Struktura a princip činnosti rotačního motoru
Schéma činnosti rotačního motoru je něco úplně jiného než klasický spalovací motor. Nejprve bychom měli zanechat konstrukci nám známého spalovacího motoru. A za druhé se snažte vstřebávat nové poznatky a pojmy.
Stejně jako pístový motor využívá rotační motor tlak, který vzniká při spalování směsi vzduchu a paliva. U pístových motorů se tento tlak hromadí ve válcích a pohybuje písty tam a zpět. Ojnice a klikový hřídel převést vratný pohyb pístu na rotační pohyb, který lze použít k otáčení kol vozidla.
RPD se tak jmenuje kvůli rotoru, tedy části motoru, která se pohybuje. Tento pohyb přenáší výkon na spojku a převodovku. Rotor v podstatě tlačí energii z paliva, která se pak přes převodovku přenáší na kola. Samotný rotor je nutně vyroben z legované oceli a má, jak bylo uvedeno výše, tvar trojúhelníku.
Kapsle, kde je umístěn rotor, je jakousi matricí, středem vesmíru, kde probíhají všechny procesy. Jinými slovy, v tomto oválném případě:
- komprese směsi;
- vstřikování paliva;
- zásobování kyslíkem;
- zapálení směsi;
- návrat vyhořelých prvků do výpusti.
Jedním slovem, šest v jednom, chcete-li.
Samotný rotor je upevněn na speciálním mechanismu a neotáčí se kolem jedné osy, ale spíše běží. Uvnitř oválného těla tak vznikají vzájemně izolované dutiny, v každé z nich probíhá jeden z procesů. Protože je rotor trojúhelníkový, jsou zde pouze tři dutiny.
Vše začíná následovně: v první vytvořené dutině dochází k sání, to znamená, že komora je naplněna směsí vzduchu a paliva, která se zde míchá. Poté se rotor otočí a vytlačí tuto namíchanou směs do další komory. Zde se směs stlačí a zapálí dvěma svíčkami.
Směs pak jde do třetí dutiny, kde jsou části použitého paliva vytlačovány do výfukového systému.
Toto je úplný cyklus práce RPD. Ale ne všechno je tak jednoduché. Schéma RPD jsme zvažovali pouze z jedné strany. A tyto akce se dějí neustále. Jinými slovy, procesy probíhají okamžitě ze tří stran rotoru. Výsledkem je, že za pouhou jednu otáčku jednotky se opakují tři cykly.
Japonským inženýrům se navíc podařilo vylepšit rotační motor. Dnes rotační motory Mazda nemají jeden, ale dva nebo dokonce tři rotory, což výrazně zlepšuje výkon, zejména ve srovnání s konvenčním spalovacím motorem. Pro srovnání: dvourotorový RPD je srovnatelný s šestiválcovým spalovacím motorem a 3rotorový RPD je srovnatelný s dvanáctiválcem. Ukazuje se tedy, že Japonci se ukázali jako tak prozíraví a okamžitě rozpoznali výhody rotačního motoru.Opět platí, že výkon není jedinou předností RPD. Má jich mnoho. Jak bylo zmíněno výše, rotační motor je velmi kompaktní a používá až o tisíc dílů méně než ve stejném spalovacím motoru. V RPD jsou pouze dvě hlavní části - rotor a stator, ale nemůžete si představit nic jednoduššího než toto.
Princip činnosti rotačního motoru
Princip fungování rotačního pístového motoru vyrobil svého času mnoho talentovaných inženýrů překvapeně zvednutých obočí. A dnes si talentovaní inženýři Mazdy zaslouží veškerou chválu a uznání. Není vtipné věřit ve výkon zdánlivě pohřbeného motoru a dát mu druhý život, a jaký život!
Rotor má tři konvexní strany, z nichž každá působí jako píst. Každá strana rotoru má v sobě vybrání, které zvyšuje rychlost otáčení rotoru jako celku a poskytuje více prostoru pro směs paliva a vzduchu. V horní části každé plochy je kovová deska, která tvoří komory, ve kterých dochází k cyklům motoru. Dva kovové kroužky na každé straně rotoru tvoří stěny těchto komor. Uprostřed rotoru je kruh, ve kterém je mnoho zubů. Jsou připojeny k pohonu, který je připojen k výstupní hřídeli. Toto spojení určuje dráhu a směr pohybu rotoru uvnitř komory.
Motorová komora přibližně oválného tvaru (ale abychom byli přesní, jedná se o Epitrochoid, což je zase prodloužená nebo zkrácená epicykloida, což je plochá křivka tvořená pevným bodem kružnice valící se po jiné kružnici). Tvar komory je navržen tak, že tři vrcholy rotoru jsou vždy v kontaktu se stěnou komory a tvoří tři uzavřené objemy plynu. V každé části komory probíhá jeden ze čtyř cyklů:
- Vstup
- Komprese
- Spalování
- Uvolnění
Vstupní a výstupní otvory jsou ve stěnách komory a nemají ventily. Výfukový kanál je připojen přímo k výfukovému potrubí, zatímco sací kanál je přímo připojen k plynu.
výstupní hřídel má půlkruhové vačky umístěné asymetricky vůči středu, což znamená, že jsou odsazeny od středové osy hřídele. Každý rotor je nasazen na jeden z těchto výstupků. Výstupní hřídel je analogický s klikovým hřídelem u pístových motorů. Každý rotor se pohybuje uvnitř komory a tlačí svou vlastní vačku.
Protože vačky nejsou uloženy symetricky, síla, kterou na ně rotor tlačí, vytváří točivý moment na výstupním hřídeli, který způsobuje jeho otáčení.
Konstrukce rotačního motoru
rotační motor se skládá z vrstev. Dvourotorové motory se skládají z pěti hlavních vrstev, které jsou drženy pohromadě dlouhými šrouby uspořádanými do kruhu. Chladicí kapalina protéká všemi částmi konstrukce.
Další vrstva obsahuje přímo samotný rotor a výfukovou část.
Střed tvoří dvě komory pro přívod paliva, jedna pro každý rotor. Také odděluje tyto dva rotory, takže jeho vnější povrch je velmi hladký.
Uprostřed každého rotoru jsou dvě velká ozubená kola, která se otáčejí kolem menších ozubených kol a jsou připevněna ke skříni motoru. Toto je dráha pro rotaci rotoru.
Samozřejmě, pokud by rotační motor neměl žádné nevýhody, pak by se určitě používal moderní auta. Je dokonce možné, že kdyby byl rotační motor bezhříšný, o pístovém motoru bychom nevěděli, protože rotační motor vznikl dříve. Pak lidský génius ve snaze vylepšit jednotku vytvořil moderní pístovou verzi motoru.
Ale bohužel má rotační motor nevýhody. Mezi takové zjevné chyby této jednotky patří utěsnění spalovací komory. Zejména to není dostatečně vysvětleno dobrý kontakt samotný rotor se stěnami válce. Při tření se stěnami válce se kov rotoru zahřívá a v důsledku toho se roztahuje. A zahřívá se i samotný oválný válec a ještě hůř - ohřev je nerovnoměrný.
Pokud je teplota ve spalovací komoře vyšší než v sacím/výfukovém systému, válec musí být vyroben z high-tech materiálu instalovaného v různá místa sbor.
Aby se takový motor nastartoval, používají se pouze dvě zapalovací svíčky. Vzhledem k vlastnostem spalovací komory se již nedoporučuje. RPD je někdy vybaveno zcela jiným spalovacím prostorem a vyrábí výkon po tři čtvrtiny pracovní doby spalovacího motoru a koeficient užitečná akce je čtyřicet procent. Ve srovnání s: pístový motor stejné číslo je 20 %.
Výhody rotačního motoru
Méně pohyblivých částí
Rotační motor má mnohem méně dílů než například čtyřválcový pístový motor. Dvojitý rotační motor má tři hlavní pohyblivé části: dva rotory a výstupní hřídel. I ten nejjednodušší čtyřválcový pístový motor má nejméně 40 pohyblivých částí včetně pístů, ojnic, tyčí, ventilů, vahadel, ventilových pružin, rozvodové řemeny a klikový hřídel. Minimalizace pohyblivých částí umožňuje, aby rotační motory byly více vysoká spolehlivost. Proto někteří výrobci letadel (například Skycar) používají místo pístových motorů rotační motory.
Měkkost
Všechny části rotačního motoru se neustále otáčejí stejným směrem, na rozdíl od neustále se měnících pístů konvenčním motorem. Rotační motor využívá vyvážené rotující protizávaží pro tlumení případných vibrací. Dodávka výkonu v rotačním motoru je také měkčí. Každý spalovací cyklus probíhá při jedné rotaci rotoru o 90 stupňů, výstupní hřídel se otočí třikrát pro každou rotaci rotoru, každý spalovací cyklus trvá otočení výstupního hřídele o 270 stupňů. To znamená, že jediný rotační motor produkuje tři čtvrtiny výkonu. Ve srovnání s jednoválcovým pístovým motorem dochází ke spalování každých 180 stupňů každé otáčky, nebo pouze čtvrtiny otáčky klikového hřídele.
Pomalost
Vzhledem k tomu, že se rotory otáčejí při jedné třetině rotace výstupního hřídele, rotují hlavní části motoru pomaleji než části v běžném pístovém motoru. Pomáhá také spolehlivosti.
Malé rozměry + vysoký výkon
Kompaktnost systému spolu s vysokou účinností (ve srovnání s běžným spalovacím motorem) umožňuje vyrobit z miniaturního motoru o objemu 1,3 litru cca 200-250 koní. Pravda, spolu s hlavní konstrukční chybou v podobě vysoké spotřeby paliva.
Nevýhody rotačních motorů
Nejdůležitější problémy při výrobě rotačních motorů:
- Je obtížné (ale ne nemožné) dodržovat předpisy týkající se CO2, zejména v USA.
- Výroba může být ve srovnání s pístovými motory mnohem dražší, ve většině případů kvůli malé objemové výrobě.
- Spotřebovávají více paliva než termodynamické účinnost pístu motor je v dlouhém spalovacím prostoru redukován, také díky nízkému kompresnímu poměru.
- Rotační motory mají kvůli své konstrukci omezené zdroje - v průměru je to asi 60–80 tisíc km
Tato situace nás jednoduše nutí klasifikovat rotační motory jako sportovní modely auta. A nejen to. Dnes se našli přívrženci rotačního motoru. To je slavná automobilka Mazda, která se dala na cestu samuraje a pokračovala ve výzkumu mistra Wankela. Pokud si připomeneme stejnou situaci u Subaru, pak je úspěch jasný Japonští výrobci Zdálo by se, že lpí na všem starém a západním odhozeném jako zbytečné. Ve skutečnosti se ale Japoncům daří ze starého vytvořit něco nového. Totéž se pak stalo motory boxer, které jsou dnes „čipem“ Subaru. Zároveň využití podobné motory považováno téměř za zločin.
Práce s rotačním motorem zaujala i japonské inženýry, kteří se tentokrát chopili vylepšení Mazdy. Vytvořili rotační motor 13b-REW a dali mu systém twin-turbo. Nyní by se Mazda mohla snadno hádat Německé modely, jelikož otevřela celých 350 koní, ale opět hřešila vysokou spotřebou paliva.
Musel jsem přijmout extrémní opatření. Nejnovější model Mazda RX-8 s rotačním motorem je již na trhu s výkonem 200 koní, aby snížil spotřebu paliva. Ale to není to hlavní. Respekt si zaslouží něco jiného. Ukázalo se, že před tím nikdo kromě Japonců neuhodl využít neuvěřitelnou kompaktnost rotačního motoru. Přeci jen výkon 200 koní. Mazda RX-8 se otevřela s 1,3litrovým motorem. Ve slově, nová Mazda se již dostává na další úroveň, kde je schopen konkurovat západním modelům, přičemž bere nejen výkon motoru, ale i další parametry vč. nízký průtok palivo.Kupodivu se pokusili RPD zprovoznit i u nás. Takový motor byl navržen pro instalaci na VAZ 21079, určeném jako vozidlo pro speciální služby, ale projekt se bohužel neujal. Jako vždy nebylo dost peněz ze státního rozpočtu, které se zázračně pumpují z pokladny.
Japonci to ale zvládli. A nechtějí se zastavit u dosaženého výsledku. Podle posledních údajů výrobce Mazda vylepší motor a brzy vyjde nová Mazda, již s úplně jiným agregátem.
Různé konstrukce a vývoj rotačních motorů
Wankelův motor
Želtyševův motor
motor Zuev
Automobilový průmysl se neustále vyvíjí. Není divu, že se objevují alternativní technologie, které se podle mě objevují méně často masová produkce. Jedná se o rotační motory.
Důležité! Bouřlivý impuls k rozvoji automobilového průmyslu dal vynález spalovacího motoru. V důsledku toho začala auta jezdit na kapalné palivo a začala éra benzínu.
Stroje s rotačním motorem
Motor s rotačními písty byl vynalezen společností NSU. Tvůrcem přístroje byl Walter Freude. Přesto tento přístroj ve vědeckých kruzích nese jméno jiného vědce, a to Wankel.
Faktem je, že na tomto projektu pracoval duet inženýrů. Ale hlavní role při vytváření zařízení patřila Freudovi. Zatímco pracoval na rotační technologii, Wankel pracoval na dalším projektu, který selhal.
V důsledku tajných her však nyní všichni známe tento aparát jako Wankelův rotační motor. První funkční model byl sestaven v roce 1957. Průkopnickým vozem byl NSU Spider. Tehdy dokázal vyvinout rychlost sto padesát kilometrů. Výkon motoru "Spider" byl 57 hp. S.
"Spider" s rotačním motorem se vyráběl v letech 1964 až 1967. Nestala se ale masivní. Přesto automobilky s touto technologií neskončily. Navíc vydali další model - NSU Ro-80 a stal se skutečným průlomem. Velkou roli hrál správný marketing.
Věnujte pozornost názvu. Již obsahuje označení, že stroj je vybaven rotačním motorem. Možná výsledkem tohoto úspěchu byla instalace těchto motorů na takové slavných aut, Jak:
- Citroen GS Birotor,
- Mercedes-Benz С111,
- Chevrolet Corvette,
- VAZ 21018.
Rotační motory získaly největší popularitu v zemi vycházejícího slunce. japonská společnost Mazda udělala na tehdejší dobu riskantní krok a začala vyrábět vozy využívající tuto technologii.
Prvním znakem od společnosti Mazda byl vůz Cosmo Sport. Nedá se říct, že by si získala obrovskou oblibu, ale své publikum si našla. Nicméně to byl jen první krok ve výkonu rotačních motorů japonský trh a brzy na světě.
Japonští inženýři nejenže nezoufali, ale naopak začali pracovat s trojnásobnou silou. Výsledkem jejich práce byla série, na kterou všichni pouliční závodníci v jakékoli zemi světa s úctou vzpomínají - Rotor-eXperiment nebo zkráceně RX.
V rámci této série bylo vydáno několik legendárních modelů, včetně Mazdy RX-7. Říci, že toto auto s rotačním pohonem bylo populární, je jako nic neříkat. Začaly s ní miliony fanoušků pouličních závodů. Za relativně nízkou cenu to bylo prostě neuvěřitelné Specifikace:
- zrychlení na stovky - 5,3 sekundy;
- maximální rychlost - 250 kilometrů za hodinu;
- výkon - 250-280 koní, v závislosti na úpravě.
Auto je opravdové umělecké dílo, je lehké a ovladatelné a jeho motor je obdivuhodný. S výše popsanými charakteristikami má objem pouze 1,3 litru. Má dvě sekce a provozní napětí je 13V.
Pozornost! Mazda RX-7 se vyráběla v letech 1978 až 2002. Během této doby bylo vyrobeno asi milion vozů s rotačními motory.
Bohužel poslední model této řady byl vydán v roce 2008. Mazda RX8 dokončena legendární linie. Ve skutečnosti lze historii rotačního motoru v sériové výrobě považovat za úplnou.
Princip činnosti
Mnoho automobiloví odborníci věří, že konstrukce konvenčního pístového zařízení by měla být ponechána v dávné minulosti. Přesto miliony aut potřebují důstojnou náhradu, ať už se jím stane rotační motor, pojďme na to přijít.
Princip činnosti rotačního motoru je založen na tlaku, který vzniká při spalování paliva. Hlavní částí konstrukce je rotor, který je zodpovědný za vytváření pohybů požadované frekvence. V důsledku toho se energie přenáší na spojku. Rotor jej vytlačí a přenese na kola.
Rotor má tvar trojúhelníku. Materiál konstrukce je legovaná ocel. Díl je umístěn v oválném pouzdře, ve kterém ve skutečnosti probíhá rotace a řada procesů důležitých pro výrobu energie:
- komprese směsi,
- vstřikování paliva,
- tvorba jisker,
- přísun kyslíku,
- vypouštění odpadních surovin.
Hlavním rysem zařízení rotačního motoru je, že rotor má extrémně neobvyklý pohybový vzor. Výsledkem takového konstrukčního rozhodnutí jsou tři buňky, které jsou od sebe zcela izolované.
Pozornost! V každé buňce probíhá určitý proces.
První buňka přijímá směs vzduch-palivo. Míchání probíhá v dutině. Poté rotor přesune výslednou látku do dalšího oddělení. Zde probíhá komprese a zapalování.
Ve třetí buňce je odstraněno použité palivo. Dobře sehrané práce tří bays prostě podává ten úžasný výkon, který se ukázal na příkladu vozů z řady RX.
Hlavní tajemství zařízení ale leží jinde. Faktem je, že tyto procesy neprobíhají jeden po druhém, ale probíhají okamžitě. Výsledkem je, že během jedné otáčky projdou tři cykly.
Nahoře bylo schéma činnosti základního rotačního motoru. Mnoho výrobců se snaží upgradovat technologii, aby dosáhli vyššího výkonu. Někteří uspějí, jiní selžou.
Japonským inženýrům se podařilo uspět. Již výše zmíněné motory Mazda mají až tři rotory. Jak moc se v tomto případě zvýší produktivita, si dokážete představit.
Pojďme přinést dobrý příklad. Vezměme konvenční RPD motor se dvěma rotory a najdeme nejbližší analog - šestiválcový motor s vnitřním spalováním. Pokud do návrhu přidáte další rotor, bude mezera zcela kolosální - 12 válců.
Typy rotačních motorů
Mnoho automobilových společností začalo vyrábět rotační motory. Není divu, že bylo vytvořeno mnoho úprav, z nichž každá má své vlastní vlastnosti:
- Rotační motor s vícesměrným pohybem. Rotor se zde neotáčí, ale jakoby kolébá kolem své osy. Proces komprese probíhá mezi lopatkami motoru.
- Pulzně-rotační rotační motor. Uvnitř pouzdra jsou dva rotory. Komprese prochází mezi lopatkami těchto dvou prvků, jak se přibližují a vzdalují.
- Rotační motor s uzavřenou klapkou - Tato konstrukce je stále široce používána u vzduchových motorů. U rotačních spalovacích motorů je výrazně pozměněna komora, ve které dochází k zapalování.
- Rotační motor, který pracuje díky rotačním pohybům. Předpokládá se, že tento design je technicky nejpokročilejší. Nejsou zde žádné části, které provádějí vratné pohyby. Proto rotační motory tohoto typu snadno dosahují 10 000 otáček za minutu.
- Planetový rotační motor je vůbec první modifikací, kterou vynalezli dva inženýři.
Jak vidíte, věda nestojí na místě, velké množství typů rotačních motorů nám umožní doufat další vývoj technologie ve vzdálené budoucnosti.
Výhody a nevýhody rotačního motoru
Jak můžete vidět, rotační motory byly v té době docela populární. Navíc opravdu legendární vozy byly vybaveny motory této třídy. Abychom pochopili, proč byla tato jednotka instalována na pokročilé modely Japonská auta, musíte znát všechny jeho výhody a nevýhody.
Výhody
Z dříve prezentovaného pozadí už víte, že rotační motor přitahoval velká pozornost výrobců motorů, bylo pro to několik důvodů:
- Zvýšený kompaktní design.
- Lehká váha.
- RPD je dobře vyvážené a při provozu vytváří minimum vibrací.
- Počet náhradních dílů v motoru je řádově menší než v pístovém protějšku.
- RPD má vysoké dynamické vlastnosti
Nejdůležitější výhodou RPD je jeho vysoká hustota výkonu. Auto s rotačním motorem může zrychlit na 100 kilometrů bez přepnutí vysoké převody při zachování velkého počtu otáček.
Důležité! Použití rotačního motoru umožňuje dosáhnout zvýšené stability vozidla na silnici díky ideálnímu rozložení hmotnosti.
Nedostatky
Je tedy na čase dozvědět se více, proč přes všechny výhody většina výrobců přestala do svých vozů montovat rotační motory. Nevýhody RPD zahrnují:
- Zvýšená spotřeba palivo při práci nízké otáčky. V nejnáročnějších automobilech může dosáhnout 20-25 litrů na 100 kilometrů.
- Obtížnost při výrobě. Konstrukce rotačního motoru je na první pohled mnohem jednodušší než u pístového motoru. Ale ďábel je v detailech. Jsou extrémně náročné na výrobu. Geometrická přesnost každé části musí být na ideální úrovni, jinak rotor nebude schopen projít epitrochoidální křivkou se správným výsledkem. RPD vyžaduje při své výrobě vysoce přesné zařízení, které stojí spoustu peněz.
- Rotační motor se často přehřívá. To je způsobeno neobvyklou strukturou spalovací komory. Bohužel ani po mnoha letech se inženýrům nepodařilo tuto závadu napravit. Přebytečná energie vznikající při spalování paliva ohřívá válec. To značně opotřebovává motor a zkracuje jeho životnost.
- Také rotační motor trpí poklesem tlaku. Výsledkem tohoto efektu je rychlé opotřebení těsnění. Životnost jednoho dobře složeného RPD se pohybuje v rozmezí od 100 do 150 tisíc kilometrů. Po absolvování tohoto milníku se již bez zásadní opravy neobejde.
- Složitý postup výměna oleje. Spotřeba oleje rotačních motorů na 1000 kilometrů je 600 mililitrů. Aby byly díly řádně mazány, musí se olej měnit každých 5000 km. Pokud se tak nestane, je to velmi pravděpodobné vážné poškození klíčové součásti jednotky.
Jak můžete vidět, navzdory mimořádným výhodám RPD má řadu výrazné nedostatky. Nicméně, konstrukční oddělení ve vedení automobilové firmy se stále snaží tuto technologii modernizovat a kdo ví, třeba se jim to jednou podaří.
Výsledek
Rotační motory mají mnoho významných výhod, jsou dobře vyvážené, umožňují rychlé zvýšení rychlosti a poskytují nastavenou rychlost až 100 km za 4-7 sekund. Ale rotační motory mají také nevýhody, z nichž hlavní je krátká životnost.
Myšlenka rotačního motoru je příliš lákavá: když má konkurent k ideálu hodně daleko, zdá se, že se chystáme překonat nedostatky a nezískáme motor, ale dokonalost samotnou... Mazda byla v zajetí těchto iluze až do roku 2012, kdy poslední model s rotačním motorem - RX-8.
Historie vzniku rotačního motoru
Druhý název rotačního motoru (RPD) je wankel (jakýsi analog dieselového motoru). Právě Felixu Wankelovi se dnes připisují vavříny vynálezce motoru s rotačním pístem a dokonce se vypráví dojemná historka o tom, jak šel Wankel ke svému cíli ve stejnou dobu, kdy Hitler šel k vlastnímu.
Ve skutečnosti bylo všechno trochu jinak: talentovaný inženýr Felix Wankel skutečně pracoval na vývoji nového, jednoduchý motor s vnitřním spalováním, ale šlo o jiný motor založený na společné rotaci rotorů.
Po válce byl Wankel naverbován německou firmou NSU, která se zabývala především výrobou motocyklů, do jedné z pracovních skupin pracujících na vytvoření rotačního motoru pod vedením Waltera Freuda.
Wankelovým přínosem je rozsáhlý výzkum těsnění rotačních ventilů. Základní schéma a inženýrský koncept patří Freudovi. Wankel měl sice patent na duální rotaci.
První motor měl rotační komoru a pevný rotor. Nepohodlnost návrhu vedla k nápadu na některých místech změnit schéma.
První motor s rotujícím rotorem začal fungovat v polovině roku 1958. Od svého potomka našich dnů se lišil jen málo – kromě toho, že svíčky musely být přesunuty k tělu.
Firma brzy oznámila, že se jí podařilo vytvořit nový a velmi slibný motor. Licence na výrobu tohoto motoru si zakoupila téměř stovka automobilek. Třetina licencí skončila v Japonsku.
RPD v SSSR
A tady Sovětský svaz Licenci jsem si vůbec nekoupil. Vývoj vlastního rotačního motoru začal tím, že ho dovezli do Unie a rozebrali německé auto Ro-80, který NSU začala vyrábět v roce 1967.
O sedm let později se v závodě VAZ objevila konstrukční kancelář, která vyvíjela výhradně rotační pístové motory. Jeho prací v roce 1976 vznikl motor VAZ-311. Ale první palačinka se ukázala jako hrudkovitá a finalizovala se dalších šest let.
První sovětský skladový vůz s rotačním motorem je VAZ-21018, představený v roce 1982. Bohužel již v experimentální dávce selhaly motory všech strojů. Dokončili další rok, po kterém se objevily VAZ-411 a VAZ 413, které byly uvedeny do provozu orgány činné v trestním řízení SSSR. Spotřebou paliva a malým zdrojem motoru se nijak zvlášť neobávali, ale potřebovali rychlá, výkonná, ale nenápadná auta, která by dokázala držet krok s cizím autem.
RPD na Západě
Na Západě rotační motor nezaznamenal boom a jeho vývoj v USA a Evropě skončil palivovou krizí v roce 1973, kdy prudce vzrostly ceny benzínu a kupující automobilů se začali ptát na modely s nízkou spotřebou paliva.
Vzhledem k tomu, že rotační motor žral až 20 litrů benzinu na sto kilometrů, klesly jeho prodeje v době krize na limit.
Jedinou zemí na východě, která neztratila víru, je Japonsko. I tam ale výrobci rychle ztratili zájem o motor, který se nechtěl zlepšovat. A nakonec zbyl jeden neochvějný cínový vojáček - Společnost Mazda. V SSSR nebyla palivová krize pociťována. Výroba strojů s RPD pokračovala i po rozpadu Unie. VAZ přestal dělat RPD až v roce 2004. Mazda se usmířila až v roce 2012.
Vlastnosti rotačního motoru
Konstrukce je založena na rotoru trojúhelníkového tvaru, jehož každá z čel má vybouleninu (). Rotor se otáčí planetárním typem kolem centrální osy - statoru. Vrcholy trojúhelníku zároveň popisují složitou křivku zvanou epitrochoid. Tvar této křivky určuje tvar kapsle, uvnitř které se rotor otáčí.
Rotační motor má stejný čtyřtaktní pracovní cyklus jako jeho konkurent, pístový motor.
Komory jsou vytvořeny mezi okraji rotoru a stěnami kapsle, jejich tvar je proměnlivý půlměsíc, což je důvodem pro některé výrazné nedostatky návrhy. Pro izolaci komor od sebe se používají těsnění - radiální a koncové desky.
Porovnáme-li rotační spalovací motor s pístovým, pak vás jako první upoutá, že při jedné otáčkě rotoru dojde k pracovnímu zdvihu třikrát a výstupní hřídel se otáčí třikrát rychleji než samotný rotor.
Na RPD žádný rozvod plynu což výrazně zjednodušuje jeho design. Vysoká hustota výkonu při malých rozměrech a hmotnosti jednotky kvůli absenci klikového hřídele, spojovací tyče a další rozhraní mezi kamerami.
Výhody a nevýhody rotačních motorů
Výhody
Rotační motor je dobrý, protože se skládá z mnohem menšího počtu dílů než jeho konkurent - o 35-40 procent.
Dva motory o stejném výkonu – rotační a pístové – se budou velikostí značně lišit. Píst dvakrát tak velký.
rotační motor nezažívá velké zatížení při vysokých rychlostech i když vůz zrychlíte na rychlost vyšší než 100 km/h na nízký převodový stupeň.
Vůz s rotačním motorem to vyváží snadněji dává zvýšená stabilita auta na cestě.
Dokonce i nejlehčí Vozidlo netrpí vibracemi, protože RPD vibruje mnohem méně než "píst". To je způsobeno větší vyvážeností RPD.
Nedostatky
Motoristé by to označili za hlavní nevýhodu rotačního motoru malý zdroj, což je přímý důsledek jeho výstavby. Těsnění se extrémně rychle opotřebovávají, protože jejich pracovní úhel se neustále mění.
Motorový test kolísání teploty každý cyklus, což také přispívá k opotřebení materiálu. Přidejte k tomu tlak, který je vyvíjen na třecí plochy, který je ošetřen pouze vstřikováním oleje přímo do rozdělovače.
Opotřebované těsnění způsobuje netěsnost mezi komorami, přičemž tlakové rozdíly mezi nimi jsou příliš velké. Kvůli tomu Účinnost motoru klesá a škody na životním prostředí rostou.
půlměsíc tvar komor nepřispívá k úplnosti spalování paliva, a rychlost otáčení rotoru a krátká délka pracovního zdvihu jsou důvodem pro vytlačování ještě příliš horkých, ne zcela spálených plynů do výfuku. Kromě zplodin hoření benzinu je tam přítomen i olej, který dohromady činí výfuk velmi jedovatým. Píst - přináší menší škody na životním prostředí.
přemrštěné chutě motor na benzin už byly zmíněny a ten "žere" olej do 1 litru na 1000 km. A jakmile zapomenete na olej a můžete se pustit do větší opravy, ne-li výměny motoru.
Vysoká cena- vzhledem k tomu, že pro výrobu motoru potřebujete vysoce přesné vybavení a velmi kvalitní materiály.
Jak je vidět, rotační motor je plný nedostatků, ale pístový je také nedokonalý, takže konkurence mezi nimi na tak dlouho neustala. Je konec navždy? Čas ukáže.
Řekneme, jak je rotační motor uspořádán a funguje.
S vynálezem spalovacího motoru se pokrok ve vývoji automobilového průmyslu posunul daleko dopředu. Nehledě na to, že generál zařízení spalovacího motoru zůstaly stejné, tyto jednotky byly neustále vylepšovány. Spolu s těmito motory se objevily progresivnější jednotky rotačního typu. Proč nebyly široce přijaty? automobilový svět? Odpověď na tuto otázku zvážíme v článku.
Historie jednotky
Rotační motor byl navržen a testován vývojáři Felixem Wankelem a Walterem Freudeem v roce 1957. Prvním vozem, na který byla tato jednotka instalována, byl sportovní vůz NSU Spyder. Studie ukázaly, že s výkonem motoru 57 koňských sil tento stroj měl schopnost zrychlit na neuvěřitelných 150 kilometrů za hodinu. Výroba vozu Spider vybaveného rotačním motorem o výkonu 57 koní trvala zhruba 3 roky.
Poté tento typ motoru začal vybavovat vůz NSU Ro-80. Následně byly rotační motory instalovány na Citroens, Mercedes, VAZ a Chevrolet.
Jedním z nejběžnějších vozů s rotačním motorem je japonský sportovní vůz Mazda Cosmo Sport. Také Japonci začali model RX vybavovat tímto motorem. Principem činnosti rotačního motoru (Mazda RX) bylo neustálé otáčení rotoru se změnou pracovních cyklů. Ale o tom později.
V současné době se japonská automobilka nezabývá sériovou výrobou vozů s rotačními motory. poslední model, na kterém byl takový motor instalován, se stala Mazda RX8 v úpravě Spirit R. V roce 2012 však byla výroba této verze vozu ukončena.
Zařízení a princip činnosti
Jaký je princip činnosti rotačního motoru? Tento typ motoru se vyznačuje 4-taktním cyklem činnosti jako u klasického spalovacího motoru. Princip činnosti motoru s rotačními písty se však od běžných pístových motorů mírně liší.
Co hlavní rys tento motor? Stirlingův rotační motor má ve své konstrukci ne 2, ne 4 a ne 8 pístů, ale pouze jeden. Říká se tomu rotor. se točí daný prvek ve válci speciální formulář. Rotor je namontován na hřídeli a spojen s ozubeným kolem. Ten má ozubenou spojku se startérem. Prvek rotuje podél epitrochoidální křivky. To znamená, že listy rotoru střídavě pokrývají komoru válce. V druhém případě dochází ke spalování paliva. Princip fungování rotačního motoru (včetně Mazdy Cosmo Sport) spočívá v tom, že v jedné otáčkě mechanismus zatlačí tři plátky tvrdých kruhů. Jak se díl otáčí v těle, tři přihrádky uvnitř mění svou velikost. Vlivem změny rozměrů vzniká v komorách určitý tlak.
Fáze práce
Jak funguje rotační motor? Princip činnosti (obrázky GIF a schéma RPD můžete vidět níže) tohoto motoru je následující. Činnost motoru se skládá ze čtyř opakujících se cyklů, a to:
- Dodávky paliva. Toto je první fáze motoru. Dochází k němu v okamžiku, kdy je vršek rotoru na úrovni podávacího otvoru. Když je komora otevřena do hlavní komory, její objem se blíží minimu. Jakmile se rotor otočí kolem něj, přihrádka se dostane směs paliva a vzduchu. Poté se komora opět uzavře.
- Komprese. Jak rotor pokračuje ve svém pohybu, prostor v komoře se zmenšuje. Dochází tak ke stlačování směsi vzduchu a paliva. Jakmile mechanismus projde prostorem zapalovací svíčky, objem komory se opět zmenší. V tomto okamžiku se směs vznítí.
- Záněty. Rotační motor (včetně VAZ-21018) má často několik zapalovacích svíček. To je způsobeno velkou délkou spalovací komory. Jakmile se svíčka zapálí hořlavá směs, úroveň tlaku uvnitř se zvýší desetinásobně. Rotor je tedy opět poháněn. Dále tlak v komoře a množství plynů dále rostou. V tomto okamžiku se rotor pohybuje a vzniká točivý moment. Toto pokračuje, dokud mechanismus neprojde výfukovým prostorem.
- Uvolňování plynů. Když rotor projde tento oddíl, plyn pod vysokým tlakem se začne volně pohybovat do výfukového potrubí. V tomto případě se pohyb mechanismu nezastaví. Rotor se otáčí stabilně, dokud objem spalovacího prostoru opět neklesne na minimum. Do této doby bude zbývající množství výfukových plynů vytlačeno z motoru.
To je přesně princip fungování rotačního motoru. VAZ-2108, na kterém byl namontován také RPD, jako japonská Mazda, se vyznačoval tichým chodem motoru a vysokým dynamické vlastnosti. Ale v masová produkce tato úprava nebyla nikdy spuštěna. Zjistili jsme tedy, jaký je princip fungování rotačního motoru.
Nevýhody a výhody
Ne nadarmo tento motor upoutal pozornost mnoha automobilek. Jeho speciální pracovní princip a design mají celá řada výhody oproti jiným typům spalovacích motorů.
Jaké jsou tedy výhody a nevýhody rotačního motoru? Začněme s jasné výhody. Za prvé, rotační motor má nejvyváženější konstrukci, a proto během provozu prakticky nezpůsobuje vysoké vibrace. Za druhé, tento motor má nižší hmotnost a větší kompaktnost, a proto je jeho instalace zvláště důležitá pro výrobce sportovních vozů. Nízká hmotnost jednotky navíc umožnila konstruktérům dosáhnout ideální rozložení hmotnosti zatížení náprav. Vůz s tímto motorem se tak stal na silnici stabilnější a ovladatelnější.
A samozřejmě designový prostor. Navzdory stejnému počtu provozních cyklů je zařízení tohoto motoru mnohem jednodušší než u pístového protějšku. K vytvoření rotačního motoru bylo zapotřebí minimálního počtu součástí a mechanismů.
Hlavní trumf tohoto motoru však není ve hmotě a nízkých vibracích, ale v vysoká účinnost. Díky speciálnímu principu práce rotační motor měl víc energie a faktor účinnosti.
Nyní k nevýhodám. Ukázalo se, že jsou mnohem víc než jen výhody. Hlavním důvodem, proč výrobci odmítli takové motory kupovat, byla jejich vysoká spotřeba paliva. V průměru na sto kilometrů takový agregát spotřeboval až 20 litrů paliva, což, jak vidíte, je na dnešní poměry značné náklady.
Obtížnost výroby dílů
Kromě toho stojí za zmínku vysoké náklady na výrobu dílů pro tento motor, což bylo vysvětleno složitostí výroby rotoru. V následujících situacích tento mechanismus správně prošel epitrochoidální křivkou, je nutná vysoká geometrická přesnost (včetně válce). Proto se při výrobě rotačních motorů nelze obejít bez specializovaného drahého vybavení a speciálních znalostí technická oblast. V souladu s tím jsou všechny tyto náklady předem zabaleny v ceně vozu.
Přehřívání a vysoké zatížení
Také kvůli speciální konstrukci se tato jednotka často přehřívala. Celý problém byl čočkovitý tvar spalovací komory.
Oproti tomu klasické spalovací motory mají konstrukci kulové komory. Palivo, které hoří v čočkovitém mechanismu, se přeměňuje na tepelnou energii, která se spotřebovává nejen na pracovní zdvih, ale i na ohřev samotného válce. V konečném důsledku časté „vyvaření“ jednotky vede k rychlé opotřebení a zakázat jej.
Zdroj
Nejen válec vydrží těžkých břemen. Studie ukázaly, že během provozu rotoru značná část zatížení dopadá na těsnění umístěná mezi tryskami mechanismů. Jsou vystaveni neustálý pokles tlak, protože maximální životnost motoru není větší než 100–150 tisíc kilometrů.
Poté motor potřebuje generální oprava, jehož náklady jsou někdy ekvivalentní nákupu nové jednotky.
Spotřeba oleje
Také rotační motor je velmi náročný na údržbu.
Jeho spotřeba oleje je více než 500 mililitrů na 1 tisíc kilometrů, což znamená, že je nutné doplňovat kapalinu každých 4-5 tisíc kilometrů. Pokud jej nevyměníte včas, motor jednoduše selže. To znamená, že k otázce servisu rotačního motoru je třeba přistupovat zodpovědněji, jinak sebemenší chyba plné nákladných oprav jednotky.
Odrůdy
Na tento moment Existuje pět druhů těchto typů agregátů:
Rotační motor (VAZ-21018-2108)
Historie vzniku VAZ rotační spalovací motory pochází z roku 1974. Tehdy byla vytvořena první konstrukční kancelář RPD. První motor vyvinutý našimi inženýry měl však podobnou konstrukci jako Wankelův motor, který byl vybaven importovanými sedany NSU Ro80. Sovětský protějšek byl pojmenován VAZ-311. Jedná se o vůbec první sovětský rotační motor. Princip práce zapnutý vozy VAZ tohoto motoru má stejný Wankelův RPD akční algoritmus.
Prvním vozem, na který se tyto motory začaly montovat, byla úprava VAZ 21018. Vůz se prakticky nelišil od svého „předka“ – modelu 2101 – s výjimkou použitého spalovacího motoru. Pod kapotou novinky bylo jednosekční RPD o výkonu 70 koní. V důsledku výzkumu všech 50 vzorových vzorků však byly nalezeny četné poruchy motorů, které donutily závod Volzhsky odmítnout používat tento typ spalovacího motoru na svých autech na několik příštích let.
Hlavní příčina selhání domácí RPD sestával z nespolehlivých těsnění. Sovětští konstruktéři se však rozhodli tento projekt zachránit tím, že světu představili nový dvousekční rotační motor VAZ-411. Následně byl vyvinut spalovací motor značky VAZ-413. Jejich hlavní rozdíly byly v moci. První kopie vyvinula až 120 koní, druhá - asi 140. Tyto jednotky však nebyly znovu zařazeny do série. Závod se rozhodl je umístit pouze na služební vozy používané v dopravní policii a KGB.
Motory pro letectví, "osmičky" a "devítky"
V následujících letech se vývojáři pokusili vytvořit rotační motor pro domácí malá letadla, ale všechny pokusy byly neúspěšné. Konstruktéři se proto opět pustili do vývoje motorů pro osobní automobily (nyní s pohonem předních kol) VAZ řady 8 a 9. Na rozdíl od svých předchůdců byly nově vyvinuté motory VAZ-414 a 415 univerzální a mohly být použity na zadní - modely vozů Volha a Moskvič s pohonem kol a tak dále.
Charakteristika RPD VAZ-414
Poprvé se tento motor objevil na „devítkách“ až v roce 1992. Ve srovnání se svými „předky“ měl tento motor následující výhody:
- Vysoký měrný výkon, který vozu umožnil dosáhnout „stovky“ za pouhých 8-9 sekund.
- Velká účinnost. Z jednoho litru spáleného paliva bylo možné dostat až 110 koní (a to bez jakéhokoliv nucení a dodatečného vrtání bloku válců).
- Vysoký potenciál pro vynucení. Na správné nastavení bylo možné zvýšit výkon motoru o několik desítek koňských sil.
- Vysokorychlostní motor. Takový motor byl schopen pracovat i při 10 000 ot./min. Při takovém zatížení mohl fungovat pouze rotační motor. Princip činnosti klasických spalovacích motorů neumožňuje jejich dlouhodobý provoz ve vysokých otáčkách.
- Relativně nízká spotřeba paliva. Pokud předchozí exempláře „žraly“ asi 18-20 litrů paliva na „stovku“, pak tato jednotka spotřebovala v průměrném provozu pouze 14-15.
Současná situace s RPD v automobilce Volha
Všechny výše popsané motory si nezískaly velkou oblibu a brzy byla jejich výroba omezena. Automobilový závod Volha do budoucna neplánuje oživit vývoj rotačních motorů. Takže RPD VAZ-414 zůstane zmačkaným kusem papíru v historii domácího strojírenství.
Zjistili jsme tedy, který rotační motor má princip činnosti a zařízení.
Rotační motor je spalovací motor, jehož zařízení se zásadně liší od běžného pístového motoru.
U pístového motoru probíhají ve stejném objemu prostoru (válce) čtyři cykly: sání, komprese, zdvih a výfuk. Rotační motor provádí stejné cykly, ale všechny probíhají v různých částech komory. To lze přirovnat k tomu, že máme samostatný válec pro každý zdvih, přičemž píst se postupně pohybuje od jednoho válce k druhému.
Rotační motor vynalezl a vyvinul Dr. Felix Wankel a je někdy označován jako Wankelův motor nebo Wankelův rotační motor.
V tomto článku budeme hovořit o tom, jak funguje rotační motor. Nejprve se podívejme, jak to funguje.
Princip činnosti rotačního motoru
Rotor a skříň rotačního motoru Mazda RX-7. Tyto díly nahrazují písty, válce, ventily a vačkové hřídele pístového motoru.
Stejně jako pístový motor využívá rotační motor tlak, který vzniká při spalování směs vzduch-palivo. U pístových motorů se tento tlak hromadí ve válcích a pohání písty. Ojnice a klikový hřídel převádějí vratný pohyb pístu na rotační pohyb, který lze použít k otáčení kol automobilu.
U rotačního motoru je spalovací tlak generován v komoře tvořené částí skříně, která je uzavřena stranou trojúhelníkového rotoru, který je použit místo pístů.
Rotor se otáčí po dráze připomínající čáru nakreslenou spirografem. Díky této trajektorii jsou všechny tři vrcholy rotoru v kontaktu se skříní a tvoří tři oddělené objemy plynu. Rotor se otáčí a každý z těchto objemů se střídavě roztahuje a smršťuje. Tím je zajištěno, že směs vzduchu a paliva vstupuje do motoru, komprese, užitečná práce expanze plynů a uvolňování výfukových plynů.
Mazda RX-8
Mazda byla průkopníkem hromadné výroby vozidel s rotačním pohonem. RX-7, který se začal prodávat v roce 1978, byl snad nejvíce úspěšné auto s rotačním motorem. Předcházela mu však řada aut, nákladních automobilů a dokonce i autobusů s rotačním pohonem, počínaje modelem Cosmo Sport z roku 1967. Nicméně RX-7 se nevyrábí od roku 1995, ale myšlenka rotačního motoru nezemřela. Mazda RX-8 je poháněna rotačním motorem s názvem RENESIS. Tento motor byl pojmenován nejlepší motor 2003 Jedná se o dvourotor s přirozeným sáním a produkuje 250 koní.
Konstrukce rotačního motoru
Rotační motor má zapalovací systém a systém vstřikování paliva podobný těm, které se používají u pístových motorů. Konstrukce rotačního motoru se zásadně liší od pístového motoru. Rotor
Rotor má tři konvexní strany, z nichž každá funguje jako píst. Každá strana rotoru je zapuštěna, což zvyšuje rychlost rotoru a poskytuje více prostoru pro směs vzduchu a paliva.V horní části každého čela je kovová deska, která rozděluje prostor na komory. Dva kovové kroužky na každé straně rotoru tvoří stěny těchto komor.
Ve středu rotoru je ozubené kolo s vnitřním uspořádáním zubů. Spojuje se s ozubeným kolem namontovaným na těle. Toto párování nastavuje trajektorii a směr otáčení rotoru ve skříni.
Pouzdro (stator)
Tělo má oválný tvar (přesněji epitrochoidní tvar). Tvar komory je navržen tak, že tři vrcholy rotoru jsou vždy v kontaktu se stěnou komory a tvoří tři izolované objemy plynu. V každé části těla probíhá jeden z procesů vnitřního spalování. Prostor těla je rozdělen do čtyř pruhů:
- Vstup
- Komprese
- Pracovní cyklus
- Uvolnění
výstupní hřídel
Výstupní hřídel (všimněte si excentrických vaček)
Výstupní hřídel má zaoblené laloky umístěné excentricky, tzn. odsazen od středové osy. Každý rotor je spárován s jedním z těchto výstupků. Výstupní hřídel je analogický s klikovým hřídelem u pístových motorů. Při otáčení rotor tlačí na vačky. Protože vačky nejsou uloženy symetricky, síla, kterou na ně rotor tlačí, vytváří točivý moment na výstupním hřídeli, který způsobuje jeho otáčení.
Rotační sestava motoru
Rotační motor je sestaven ve vrstvách. Dvourotorový motor se skládá z pěti vrstev, které drží pohromadě dlouhé šrouby uspořádané do kruhu. Chladicí kapalina protéká všemi částmi konstrukce.Dvě krajní vrstvy mají těsnění a ložiska pro výstupní hřídel. Také izolují dvě části skříně, kde jsou umístěny rotory. Vnitřní povrchy těchto dílů jsou hladké, aby bylo zajištěno správné utěsnění rotorů. Vstupní napájecí port je umístěn v každé z krajních částí.
Část skříně, ve které je uložen rotor (všimněte si umístění výfukového otvoru)
Další vrstva obsahuje oválné pouzdro rotoru a výfukový otvor. V této části skříně je instalován rotor.
Centrální část obsahuje dva vstupní otvory - jeden pro každý rotor. Také odděluje rotory, takže jeho vnitřní povrch je hladký.
Uprostřed každého rotoru je vnitřně ozubené kolo, které se otáčí kolem menšího ozubeného kola namontovaného na skříni motoru. Určuje trajektorii otáčení rotoru.
Výkon rotačního motoru
Ve střední části je vstupní otvor pro každý rotor
Stejně jako pístové motory využívá rotační spalovací motor čtyřdobý cyklus. Ale v rotačním motoru se takový cyklus provádí jinak.
Na jednu úplnou otáčku rotoru vykoná excentrický hřídel tři otáčky.
Hlavním prvkem rotačního motoru je rotor. Funguje jako písty v běžném pístovém motoru. Rotor je namontován na velké kruhové vačce na výstupním hřídeli. Vačka je odsazena od středové osy hřídele a funguje jako klika, která umožňuje rotoru otáčet hřídelí. Rotor, který se otáčí uvnitř pouzdra, tlačí vačku po obvodu a otočí ji třikrát při jedné úplné rotaci rotoru.
Velikost komor tvořených rotorem se mění, když se otáčí. Tato změna velikosti zajišťuje pumpovací akci. Dále se podíváme na každý ze čtyř zdvihů rotačního motoru.
Vstup
Sací zdvih začíná, když horní část rotoru prochází sacím otvorem. V době průchodu vršku vstupním otvorem se objem komory blíží minimu. Dále se zvětšuje objem komory a nasává se směs vzduchu a paliva.Jak se rotor dále otáčí, komora se izoluje a začíná kompresní zdvih.
Komprese
S dalším otáčením rotoru se objem komory zmenšuje a směs vzduchu a paliva se stlačuje. Při průchodu rotoru zapalovacími svíčkami se objem komory blíží minimu. V tomto okamžiku dochází k zapálení.Pracovní cyklus
Mnoho rotačních motorů má dvě zapalovací svíčky. Spalovací komora má dostatečně velký objem, takže s jednou svíčkou by zapálení probíhalo pomaleji. Když se směs vzduchu a paliva zapálí, vytvoří se tlak, který uvede rotor do pohybu.Spalovací tlak otáčí rotorem ve směru zvětšování objemu komory. Spalovací plyny pokračují v expanzi, otáčejí rotor a generují energii, dokud horní část rotoru neprojde výfukovým otvorem.
Uvolnění
Když rotor prochází výfukovým otvorem, spalovací plyny pod vysoký tlak vyjít ven výfukový systém. S dalším otáčením rotoru se objem komory zmenšuje, čímž se zbývající výfukové plyny tlačí do výfukového otvoru. Když se objem komory přiblíží minimu, horní část rotoru prochází vstupním otvorem a cyklus se opakuje.Je třeba poznamenat, že každá ze tří stran rotoru je vždy zapojena do jednoho z cyklů, tzn. na jednu úplnou otáčku rotoru se provedou tři pracovní cykly. Na jednu úplnou otáčku rotoru udělá výstupní hřídel tři otáčky, protože Na jednu otáčku hřídele připadá jeden cyklus.
Rozdíly a problémy
Oproti pístovému motoru má rotační motor určité odlišnosti.Méně pohyblivých částí
Na rozdíl od pístového motoru využívá rotační motor méně pohyblivých částí. Dvourotorový motor má tři pohyblivé části: dva rotory a výstupní hřídel. I v tom nejjednodušším čtyřválcový motor je použito nejméně 40 pohyblivých částí, včetně pístů, ojnic, vačkového hřídele, ventilů, ventilových pružin, vahadel, rozvodového řemene a klikového hřídele.Snížením počtu pohyblivých částí se zvyšuje spolehlivost rotačního motoru. Z tohoto důvodu někteří výrobci používají ve svých letadlech rotační motory místo pístových.
Bezproblémový provoz
Všechny části rotačního motoru se otáčejí nepřetržitě ve stejném směru, spíše než aby neustále měnily směr jako písty v běžném motoru. Rotační motory používají vyvážená rotující protizávaží určená k tlumení vibrací.Dodávka energie je také plynulejší. Vzhledem k tomu, že každý zdvih cyklu probíhá při otočení rotoru o 90 stupňů a výstupní hřídel vykoná tři otáčky na každou otáčku rotoru, každý zdvih cyklu probíhá při otočení výstupního hřídele o 270 stupňů. stupně. To znamená, že motor s jedním rotorem dodává výkon při 3/4 otáčky výstupního hřídele. U jednoválcového pístového motoru probíhá spalovací proces při 180 stupních každou druhou otáčku, tzn. 1/4 každé otáčky klikového hřídele (výstupní hřídel pístového motoru).
Pomalá práce
Protože se rotor otáčí 1/3 rychlosti výstupního hřídele, pohybují se hlavní pohyblivé části rotačního motoru pomaleji než části pístového motoru. To také zajišťuje spolehlivost.Problémy
Rotační motory mají řadu problémů:- Sofistikovaná výroba v souladu s emisními předpisy.
- Výrobní náklady rotačních motorů jsou vyšší ve srovnání s pístovými motory, protože počet vyrobených rotačních motorů je menší.
- Spotřeba paliva u vozidel s rotačními motory je oproti pístovým motorům vyšší, a to z důvodu snížení termodynamické účinnosti v důsledku velkého objemu spalovacího prostoru a nízkého kompresního poměru.
