Forgómotor: működési elv, jellemzők

2024 Szerző: Erin Ralphs | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-02-19 16:37

A motor minden jármű alapja. Enélkül az autó mozgása lehetetlen. Jelenleg a legelterjedtebbek a dugattyús belsőégésű motorok. Ha a legtöbb terepjáró autóról beszélünk, ezek soros négyhengeres belső égésű motorok. Vannak azonban ilyen motorokkal rendelkező autók, ahol a klasszikus dugattyú elvileg hiányzik. Ezek a motorok teljesen más eszközzel és működési elvvel rendelkeznek. Ezeket rotációs belső égésű motoroknak nevezik. Mik ezek az egységek, mik a jellemzőik, előnyeik és hátrányaik? Fontolja meg mai cikkünkben.

Jellemző

A forgómotor a termikus belső égésű motorok egyik fajtája. Ilyen motort először a távoli 19. században fejlesztettek ki. Ma forgómotort használnak a Mazda RX-8-on és néhány más sportautón. Egy ilyen motornak van egy kulcsfontosságú tulajdonsága - nincs oda-vissza mozgása, mint a hagyományos belső égésű motorokban.

Itt történik a forgatásspeciális háromszög alakú rotor. Egy különleges épületben van. Hasonló sémát gyakorolt a múlt század 50-es éveiben a német NSU cég. Egy ilyen belső égésű motor szerzője Felix Wankel volt. Az ő séma szerint gyártják az összes modern forgómotort (a Mazda RX sem kivétel).

Eszköz

A tápegység kialakítása a következőket tartalmazza:

• Tak.
• Kimeneti tengely.
• Rotor.

A tok maga a fő munkakamra. A forgómotoron ovális alakú. Az égéstér ilyen szokatlan kialakítása a háromszögű rotor használatának köszönhető. Tehát amikor a falakkal érintkezik, elszigetelt zárt kontúrok képződnek. Ezekben hajtják végre a belső égésű motor munkaciklusait. Ez:

• Bemenet.
• Tömörítés.
• Gyújtás és munkalöket.
• Kiadás.

A forgó belső égésű motor jellemzői közül érdemes megjegyezni a klasszikus szívó- és kipufogószelepek hiányát. Ehelyett speciális lyukakat használnak. Az égéstér oldalain helyezkednek el. Ezek a lyukak közvetlenül csatlakoznak a kipufogórendszerhez és az elektromos rendszerhez.

Rotor

Az ilyen típusú erőmű tervezésének alapja a forgórész. Ebben a motorban a dugattyúk funkcióját látja el. A rotor azonban egyetlen példányban van, míg a dugattyúk háromtól tizenkettőig vagy többig lehetnek. Ennek az elemnek az alakja egy lekerekített élű háromszögre hasonlít.

Ilyen élekre van szükségaz égéstér légtömörebb és jó minőségű tömítése érdekében. Ez biztosítja az üzemanyag-keverék megfelelő égését. Az arc felső részén és oldalain speciális lemezek találhatók. Kompressziós gyűrűként működnek. A rotor fogakat is tartalmaz. A hajtás forgatására szolgálnak, amely a kimenő tengelyt is hajtja. Utóbbi kinevezéséről alább szó lesz.

Val

Mint ilyen, a forgódugattyús motorokban nincs főtengely. Ehelyett egy kimeneti elemet használnak. A középpontjához képest speciális kiemelkedések (bütyök) vannak. Aszimmetrikusan helyezkednek el. A forgórész forgatónyomatéka, amely a bütykös tárcsára kerül, a tengelyt a tengelye körül forogja. Ez előállítja a hajtások és kerekek mozgatásához szükséges energiát az autóban.

Beats

Mi a forgómotor működési elve? A művelet algoritmusa a dugattyús motorral végzett hasonló ciklusok ellenére eltérő. Tehát a ciklus kezdete akkor következik be, amikor a rotor egyik vége áthalad a belső égésű motorház bemeneti csatornáján. Jelenleg vákuum hatására éghető keveréket szívnak be a kamrába. A rotor további forgásával a keverék kompressziós üteme következik be. Ez akkor történik, amikor a másik vége áthalad a bemeneten. A keverék nyomása fokozatosan növekszik. Végül kigyullad. De nem a nyomóerőtől gyullad ki, hanem a gyújtógyertya szikrájától. Ezt követően kezdődik a rotorlöket munkaciklusa.

Mivel egy ilyen motorban az égéstér ovális alakú, célszerű két gyertyát használni a tervezésben. Ez lehetővé teszi a keverék gyors meggyújtását. Így a lángfront egyenletesebben terjed. Egyébként a hagyományos dugattyús belsőégésű motorokban égésterenként két gyertya is használható (ez a kialakítás rendkívül ritka). A forgómotoroknál azonban ez kötelező.

Gyújtás után nagy nyomású gázok képződnek a kamrában. Az erő akkora, hogy lehetővé teszi a forgórész forgását az excenteren. Ez hozzájárul a nyomaték létrehozásához a kimenő tengelyen. Ahogy a rotor teteje közeledik a kimenethez, a gázok energiájának ereje és nyomása csökken. Spontán rohannak be a kimeneti csatornába. Miután a fényképezőgép teljesen megszabadult tőlük, egy új folyamat kezdődik. A forgómotor újraindul a szívólökettel, a kompresszióval, a gyújtással, majd a teljesítménylökettel.

A kenési rendszerről és a táplálkozásról

Ennek az egységnek nincs különbsége az üzemanyag-ellátó rendszerben. Búvárszivattyút is használ, amely nyomás alatt szállítja a benzint a tartályból. De a kenési rendszernek megvannak a maga sajátosságai. Tehát a motor dörzsölő részeinek olaját közvetlenül az égéstérbe táplálják. A kenéshez speciális furat van kialakítva. De felmerül a kérdés: hova kerül az olaj, ha belép az égéstérbe? Itt a működési elve hasonló a kétütemű motorhoz. A zsír belép a kamrába, és benzinnel ég. Ezt a működési sémát minden forgólapátos motornál alkalmazzák, beleértve a dugattyús motorokat is. A kenőrendszer speciális kialakítása miatt az ilyen motorok nem tudnak megfelelni a modernnekkörnyezetvédelmi előírásokat. Ez az egyik oka annak, hogy miért nem használják a forgómotorokat a VAZ-on és más autómodelleken. Először azonban megjegyezzük az RPD előnyeit.

Profik

Sok előnye van ennek a motortípusnak. Először is, ennek a motornak kicsi a súlya és mérete. Ezzel helyet takaríthat meg a motortérben, és bármilyen autóban elhelyezheti a belső égésű motort. Ezenkívül az alacsony tömeg hozzájárul az autó megfelelőbb súlyeloszlásához. Végül is a klasszikus belső égésű motorral szerelt autók tömegének nagy része a karosszéria elején összpontosul.

Másodszor, a forgódugattyús motor teljesítménysűrűsége nagy. A klasszikus motorokhoz képest ez a szám másfél-kétszer magasabb. Ezenkívül a forgómotor szélesebb nyomatékpolccal rendelkezik. Szinte alapjáratról kapható, míg a hagyományos belsőégésű motorokat négy-ötezerig kell pörgetni. Mellesleg egy forgómotorral sokkal könnyebb nagy sebességet elérni. Ez egy újabb plusz.

Harmadszor, egy ilyen motornak egyszerűbb a felépítése. Nincsenek szelepek, rugók, nincs forgattyús mechanizmus egésze. Ugyanakkor nincs szokásos gázelosztó rendszer szíjjal és vezérműtengellyel. A KShM hiánya hozzájárul a forgó belső égésű motor könnyebb fordulatszámának beállításához. Egy ilyen motor a másodperc töredéke alatt nyolc-tízezret pörög fel. Nos, egy másik plusz a kisebb robbanási hajlam.

Hátrányok

Most pedig beszéljünk azokról a hátrányokról, amelyek miatt a forgótárcsa használataa motorok korlátozottak lettek. Az első mínusz az olaj minőségére vonatkozó magas követelmények. Bár a motor kétüteműként működik, itt nem lehet olcsó „ásványvizet” tölteni. A tápegység alkatrészei és mechanizmusai jelentős terhelésnek vannak kitéve, ezért az erőforrások megtakarítása érdekében sűrű olajfilmre van szükség a dörzsölőpárok között. Az olajcsere menetrendje egyébként hatezer kilométer.

A következő hátrány a forgórész tömítőelemeinek gyors kopása. Ez a kis érintkezési foltnak köszönhető. A tömítőelemek kopása miatt nagy nyomáskülönbség keletkezik. Ez negatív hatással van a forgómotor teljesítményére és az olajfogyasztásra (és ennek következtében a környezeti teljesítményre).

A hiányosságokat felsorolva érdemes megemlíteni az üzemanyag-fogyasztást. A hengerdugattyús motorokhoz képest a forgómotor nem rendelkezik üzemanyag-hatékonysággal, különösen közepes és alacsony fordulatszámon. Ennek frappáns példája a Mazda RX-8. Ez a motor 1,3 literes térfogatával legalább 15 liter benzint fogyaszt százra. Figyelemre méltó, hogy nagy forgórész-fordulatszámon érhető el a legnagyobb üzemanyag-hatékonyság.

A forgómotorok is hajlamosak a túlmelegedésre. Ez az égéstér különleges lencsés alakjának köszönhető. A gömbölyűhöz képest nem jól távolítja el a hőt (mint a hagyományos belső égésű motoroknál), ezért működés közben mindig figyelni kell a hőmérséklet-érzékelőt. Túlmelegedés esetén a forgórész deformálódik. Munka közben jelentős karcokat képez. Ennek eredményeként a motoros erőforrás a végéhez közeledik.

Az egyszerű kialakítás és a forgattyús mechanizmus hiánya ellenére ezt a motort nehéz megjavítani. Az ilyen motorok nagyon ritkák, és kevés mesterember rendelkezik velük tapasztalattal. Ezért sok autószerviz megtagadja az ilyen motorok „nagybetűsítését”. A rotorokkal foglalkozók pedig mesés pénzösszegeket kérnek ezért. Fizetnie kell, vagy új motort kell telepítenie. De ez nem garancia a magas erőforrásra. Az ilyen motorok legfeljebb 100 ezer kilométert tesznek meg (még mérsékelt működéssel és időben történő karbantartással is). És a Mazda RX-8 motorok sem voltak kivételek.

VAZ forgómotor

Mindenki tudja, hogy ilyen motorokat használt a japán Mazda gyártó az ő éveiben. Azt azonban kevesen tudják, hogy az RPD-t a Szovjetunióban is használták a VAZ Classicon. Egy ilyen motort a speciális szolgálatok minisztériuma megrendelésére fejlesztettek ki. Az ilyen motorral felszerelt VAZ-21079 a híres fekete „Volga-felzárkózás” analógja volt nyolchengeres motorral.

A VAZ forgódugattyús motorjának fejlesztése a 70-es évek közepén kezdődött. A feladat nem volt könnyű - olyan forgómotort kell létrehozni, amely minden tekintetben felülmúlja a hagyományos dugattyús belső égésű motort. Az új erőmű fejlesztését a szamarai légiközlekedési vállalatok szakemberei végezték. Az összeszerelő és tervező iroda vezetője Borisz Szidorovics Poszpelov volt.

A hajtóművek fejlesztése egyidőben zajlott a külföldi modellek forgómotorjainak tanulmányozásával. Az első példányok nem különböztek nagy teljesítményben, és nem mentek be a sorozatba. Néhány évvel később a klasszikus VAZ RPD több változatát is létrehozták. A VAZ-311 motort a legjobbnak ismerték el. Ennek a motornak ugyanazok a geometriai paraméterei voltak, mint a japán 1ZV motornak. Az egység maximális teljesítménye 70 lóerő volt. A tervezés tökéletlensége ellenére a vezetés úgy döntött, hogy kiadja az első ipari sorozatú RPD-ket, amelyeket a hivatalos VAZ-2101 járművekre szereltek fel. Hamarosan azonban számos hiányosságot fedeztek fel: a motor panaszhullámot generált, botrány tört ki, és jelentősen csökkent a tervezőiroda alkalmazottainak száma. A gyakori meghibásodások miatt az első VAZ-311 forgómotor gyártása megszűnt.

A szovjet RPD története azonban ezzel nem ért véget. A 80-as években a mérnököknek még mindig sikerült olyan forgómotort létrehozniuk, amely jelentősen meghaladta a dugattyús belső égésű motor jellemzőit. Tehát egy VAZ-4132 forgómotor volt. Az egység 120 lóerős teljesítményt fejlesztett ki. Ez a VAZ-2105 kiváló dinamikus teljesítményt nyújtott. Ezzel a motorral az autó 9 másodperc alatt gyorsult fel százra. A „felzárkózás” maximális sebessége pedig 180 kilométer per óra volt. A fő előnyök között érdemes megemlíteni a motor nagy forgatónyomatékát, amely az egész fordulatszám-tartományban elérhető, valamint a nagy literes teljesítményt, amelyet mindenféle lendület nélkül értek el.

A 90-es években az AvtoVAZ új forgómotort kezdett fejleszteni, amelyet a "kilenc"-re szereltek be. Tehát 1994-benm évben egy új VAZ-415 erőforrás született. A motor 1300 köbcentiméter üzemi térfogatú és két égésterű volt. mindegyik sűrítési aránya 9,4 volt, ez az erőmű akár tízezer fordulatot is képes megpörgetni. Ugyanakkor a motort alacsony üzemanyag-fogyasztás jellemezte. Az egység átlagosan 13-14 litert fogyasztott százon a kombinált ciklusban (ez mai mércével jó mutató egy régi forgó belső égésű motorhoz). Ugyanakkor a motort alacsony saját tömeg jellemezte. Tartozékok nélkül mindössze 113 kilogrammot nyomott.

A VAZ-415 motor olajfogyasztása a fajlagos üzemanyag-fogyasztás 0,6 százaléka. A belső égésű motor erőforrása a nagyjavítás előtt 125 ezer kilométer. A "kilencre" felszerelt motor jó dinamikus jellemzőket mutatott. Így a százra gyorsulás mindössze kilenc másodpercet vett igénybe. A maximális sebesség pedig 190 kilométer per óra. Kísérleti minták is voltak a VAZ-2108-ból forgómotorral. Könnyebb súlyának köszönhetően a forgó „nyolcas” mindössze nyolc másodperc alatt gyorsult fel százra. A maximális sebesség pedig a tesztek alatt 200 kilométer per óra volt. Ezek a motorok azonban soha nem kerültek be a sorozatba. Nem találod őket a másodlagos piacon és a szétszereléseknél sem.

Összegzés

Szóval, rájöttünk, mi az a forgómotor. Mint látható, ez egy nagyon érdekes fejlesztés, amelynek célja a maximális hatékonyság és teljesítmény elérése. Kialakításuk miatt azonban a forgórész-mechanizmusok gyorsan elhasználódtak. Ez hatással volt a motor erőforrására. MégA japán RPD nem haladja meg a százezer kilométert. Ezenkívül ezek a motorok magas követelményeket támasztanak a kenőanyagokkal szemben, és nem felelnek meg a modern környezetvédelmi előírásoknak. Ezért a forgódugattyús belső égésű motorok nem váltak különösebben népszerűvé az autóiparban.