موتور دوار: اصل کارکرد، ویژگی ها

2024 نویسنده: Erin Ralphs | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-02-19 15:00

موتور اساس هر وسیله نقلیه است. بدون آن حرکت ماشین غیرممکن است. در حال حاضر رایج ترین موتورهای احتراق داخلی پیستونی هستند. اگر در مورد اکثر خودروهای کراس کانتری صحبت کنیم، اینها موتورهای درون خطی چهار سیلندر احتراق داخلی هستند. با این حال، خودروهایی با چنین موتورهایی وجود دارند که در آنها پیستون کلاسیک در اصل وجود ندارد. این موتورها دستگاه و اصل کار کاملاً متفاوتی دارند. آنها را موتورهای احتراق داخلی دوار می نامند. این واحدها چیستند، ویژگی ها، مزایا و معایب آنها چیست؟ در مقاله امروز ما در نظر بگیرید.

ویژگی

موتور دوار یکی از انواع موتورهای احتراق داخلی حرارتی است. برای اولین بار چنین موتوری در قرن نوزدهم ساخته شد. امروزه در مزدا RX-8 و برخی دیگر از خودروهای اسپرت از موتور چرخشی استفاده می شود. چنین موتوری یک ویژگی کلیدی دارد - مانند موتورهای احتراق داخلی معمولی حرکات رفت و برگشتی ندارد.

در اینجا چرخش انجام می شودروتور مثلثی ویژه او در یک ساختمان ویژه است. طرح مشابهی در دهه 50 قرن گذشته توسط شرکت آلمانی NSU انجام شد. نویسنده چنین موتور احتراق داخلی فلیکس وانکل بود. طبق طرح او است که تمام موتورهای دوار مدرن تولید می شوند (مزدا RX نیز از این قاعده مستثنی نیست).

دستگاه

طراحی واحد قدرت شامل:

• مورد.
• شفت خروجی.
• روتور.

کیس خود اتاق کار اصلی است. در موتور دوار، شکل بیضی دارد. چنین طراحی غیرمعمول محفظه احتراق به دلیل استفاده از روتور سه وجهی است. بنابراین، هنگامی که با دیوارها تماس پیدا می کند، خطوط بسته جدا شده تشکیل می شود. در آنها است که چرخه های کاری موتور احتراق داخلی انجام می شود. این است:

• ورودی.
• فشرده سازی.
• اشتعال و ضربه کار.
• انتشار.

در میان ویژگی های یک موتور احتراق داخلی دوار، شایان ذکر است که دریچه های مکش و اگزوز کلاسیک وجود ندارد. در عوض از سوراخ های مخصوص استفاده می شود. آنها در طرفین محفظه احتراق قرار دارند. این سوراخ ها مستقیماً به سیستم اگزوز و سیستم قدرت متصل هستند.

روتور

اساس طراحی نیروگاه از این نوع روتور است. عملکرد پیستون را در این موتور انجام می دهد. با این حال، روتور در یک نسخه واحد است، در حالی که پیستون ها می توانند از سه تا دوازده یا بیشتر باشند. شکل این عنصر شبیه یک مثلث با لبه های گرد است.

چنین لبه هایی مورد نیاز استبرای آب بندی بیشتر و با کیفیت بالا محفظه احتراق. این امر احتراق مناسب مخلوط سوخت را تضمین می کند. صفحات مخصوص در قسمت بالایی صورت و در طرفین آن قرار دارند. آنها به عنوان حلقه های فشاری عمل می کنند. روتور همچنین دارای دندانه است. آنها برای چرخاندن درایو، که شفت خروجی را نیز به حرکت در می آورد، خدمت می کنند. ما در مورد انتصاب دومی در زیر صحبت خواهیم کرد.

Val

به این ترتیب، هیچ میل لنگ در موتور پیستونی دوار وجود ندارد. در عوض، یک عنصر خروجی استفاده می شود. نسبت به مرکز آن برآمدگی های خاصی (بادامک) وجود دارد. آنها به صورت نامتقارن قرار گرفته اند. گشتاور حاصل از روتور که به بادامک منتقل می شود باعث می شود شفت حول محور خود بچرخد. این باعث ایجاد انرژی لازم برای حرکت درایوها و چرخ‌ها در خودرو می‌شود.

Beats

اصل کار موتور دوار چیست؟ الگوریتم عمل، با وجود چرخه های مشابه با موتور پیستونی، متفاوت است. بنابراین، شروع چرخه زمانی اتفاق می افتد که یکی از انتهای روتور از کانال ورودی محفظه موتور احتراق داخلی عبور کند. در حال حاضر، تحت عمل خلاء، یک مخلوط قابل احتراق به داخل محفظه مکیده می شود. با چرخش بیشتر روتور، ضربه فشرده سازی مخلوط رخ می دهد. این زمانی اتفاق می افتد که انتهای دیگر از ورودی عبور کند. فشار مخلوط به تدریج افزایش می یابد. در نهایت شعله ور می شود. اما از نیروی فشرده سازی مشتعل نمی شود، بلکه از جرقه شمع مشتعل می شود. پس از آن، چرخه کار روتور شروع می شود.

از آنجایی که محفظه احتراق در چنین موتوری شکل بیضی دارد، توصیه می شود از دو شمع در طراحی استفاده کنید. این به شما امکان می دهد مخلوط را به سرعت مشتعل کنید.بنابراین، جلوی شعله به طور یکنواخت پخش می شود. به هر حال، دو شمع در هر محفظه احتراق نیز می تواند در یک موتور احتراق داخلی پیستونی معمولی استفاده شود (این طرح بسیار نادر است). با این حال، برای یک موتور دوار، این یک الزام است.

پس از احتراق، فشار بالایی از گازها در محفظه تشکیل می شود. نیرو به قدری زیاد است که به روتور اجازه می دهد تا روی اکسترنتیک بچرخد. این به تولید گشتاور در شفت خروجی کمک می کند. با نزدیک شدن بالای روتور به خروجی، نیرو و فشار انرژی گازها کاهش می یابد. آنها به طور خود به خود وارد کانال خروجی می شوند. پس از اینکه دوربین کاملاً از آنها خلاص شد، روند جدیدی آغاز می شود. موتور دوار دوباره با کورس ورودی، تراکم، احتراق، و سپس حرکت برق شروع می‌شود.

درباره سیستم روغن کاری و تغذیه

این واحد هیچ تفاوتی در سیستم تامین سوخت ندارد. همچنین از یک پمپ شناور استفاده می کند که بنزین را تحت فشار از مخزن می رساند. اما سیستم روغن کاری ویژگی های خاص خود را دارد. بنابراین، روغن قسمت های ساینده موتور مستقیماً به محفظه احتراق وارد می شود. یک سوراخ مخصوص برای روغن کاری در نظر گرفته شده است. اما این سوال مطرح می شود: اگر روغن وارد محفظه احتراق شود، کجا می رود؟ در اینجا اصل کار شبیه یک موتور دو زمانه است. گریس وارد محفظه می شود و با بنزین می سوزد. این طرح عملکرد بر روی هر موتور پره دوار از جمله موتورهای پیستونی استفاده می شود. با توجه به طراحی خاص سیستم روانکاری، چنین موتورهایی نمی توانند مطابق با مدرن باشندمقررات زیست محیطی این یکی از دلایل متعددی است که چرا موتورهای دوار به صورت تجاری در VAZ و سایر مدل‌های خودرو استفاده نمی‌شوند. با این حال، ابتدا به مزایای RPD اشاره می کنیم.

طرفداران

این نوع موتور مزایای زیادی دارد. اولاً این موتور وزن و اندازه کمی دارد. این به شما این امکان را می دهد که در فضای محفظه موتور صرفه جویی کنید و موتور احتراق داخلی را در هر خودرویی قرار دهید. همچنین وزن کم به توزیع صحیح وزن خودرو کمک می کند. به هر حال، بیشتر جرم خودروهای با موتورهای احتراق داخلی کلاسیک در جلوی بدنه متمرکز شده است.

دوم، موتور پیستونی دوار چگالی توان بالایی دارد. در مقایسه با موتورهای کلاسیک، این رقم یک و نیم تا دو برابر بیشتر است. همچنین موتور دوار دارای قفسه گشتاور وسیع تری است. تقریباً در حالت بیکار در دسترس است، در حالی که موتورهای احتراق داخلی معمولی باید تا 4 تا 5 هزار چرخش داشته باشند. به هر حال، یک موتور دوار برای به دست آوردن سرعت بالا بسیار آسان تر است. این یک امتیاز دیگر است.

سوم اینکه چنین موتوری طراحی ساده تری دارد. هیچ سوپاپ، فنر، مکانیسم میل لنگ به طور کلی وجود ندارد. در عین حال، هیچ سیستم توزیع گاز معمولی با تسمه و میل بادامک وجود ندارد. این عدم وجود KShM است که به مجموعه ای از چرخش ها توسط یک موتور احتراق داخلی دوار کمک می کند. چنین موتوری در کسری از ثانیه تا هشت تا ده هزار می چرخد. خوب، یک نکته مثبت دیگر تمایل کمتر به انفجار است.

معایب

حالا اجازه دهید در مورد معایب استفاده از روتاری صحبت کنیم.موتورها محدود شد اولین نکته منفی، الزامات بالای کیفیت روغن است. اگرچه موتور مانند دو زمانه کار می کند، نمی توانید "آب معدنی" ارزان را در اینجا پر کنید. قطعات و مکانیسم های واحد قدرت تحت بارهای قابل توجهی قرار می گیرند، بنابراین، برای صرفه جویی در منبع، یک لایه روغن متراکم بین جفت های مالش نیاز است. ضمنا برنامه تعویض روغن شش هزار کیلومتر است.

عیب بعدی مربوط به سایش سریع عناصر آب بندی روتور است. این به دلیل پچ تماس کوچک است. به دلیل سایش عناصر آب بندی، فشار دیفرانسیل بالایی تشکیل می شود. این تأثیر منفی بر عملکرد موتور دوار و مصرف روغن (و در نتیجه بر عملکرد محیطی) دارد.

با برشمردن نواقص قابل ذکر است مصرف سوخت. در مقایسه با موتور سیلندر پیستونی، یک موتور دوار به خصوص در سرعت های متوسط و پایین کارایی سوخت ندارد. نمونه بارز این مزدا RX-8 است. این موتور با حجم 1.3 لیتر حداقل 15 لیتر بنزین در هر صد مصرف می کند. قابل توجه است که در سرعت‌های روتور بالا، بیشترین بازده سوخت حاصل می‌شود.

همچنین، موتورهای دوار مستعد گرم شدن بیش از حد هستند. این به دلیل شکل خاص عدسی محفظه احتراق است. در مقایسه با کروی (مانند موتورهای احتراق داخلی معمولی) گرما را به خوبی حذف نمی کند، بنابراین، در حین کار، همیشه باید سنسور دما را کنترل کنید. در صورت گرم شدن بیش از حد، روتور تغییر شکل می دهد. هنگام کار، خراش های قابل توجهی ایجاد می کند. در نتیجه، منبع موتور به پایان نزدیک می شود.

علی رغم طراحی ساده و عدم وجود مکانیزم میل لنگ، تعمیر این موتور دشوار است. چنین موتورهایی بسیار نادر هستند و تعداد کمی از صنعتگران تجربه استفاده از آنها را دارند. بنابراین، بسیاری از خدمات خودرو از "سرمایه" کردن چنین موتورهایی خودداری می کنند. و کسانی که به روتور مشغول هستند برای این کار مبالغ هنگفتی می خواهند. شما باید پول بپردازید یا یک موتور جدید نصب کنید. اما این تضمینی برای یک منبع بالا نیست. چنین موتورهایی حداکثر 100 هزار کیلومتر (حتی با عملکرد متوسط و نگهداری به موقع) مراقبت می کنند. و موتورهای مزدا RX-8 نیز از این قاعده مستثنی نبودند.

موتور دوار VAZ

همه می دانند که چنین موتورهایی توسط سازنده ژاپنی مزدا در سال های خود استفاده می شد. با این حال، تعداد کمی از مردم این واقعیت را می دانند که RPD در اتحاد جماهیر شوروی در VAZ Classic نیز مورد استفاده قرار گرفت. چنین موتوری به دستور وزارت برای خدمات ویژه ساخته شده است. VAZ-21079، مجهز به چنین موتوری، آنالوگ معروف سیاه و سفید "Volga-catch-up" با موتور هشت سیلندر بود.

توسعه موتور پیستونی دوار برای VAZ در اواسط دهه 70 آغاز شد. کار آسان نبود - ایجاد یک موتور دوار که از همه جهات از موتور احتراق داخلی پیستونی سنتی پیشی بگیرد. توسعه یک واحد برق جدید توسط متخصصان شرکت های هواپیمایی سامارا انجام شد. رئیس دفتر مونتاژ و طراحی بوریس سیدورویچ پوسپلوف بود.

توسعه واحدهای قدرت همزمان با مطالعه موتورهای دوار مدلهای خارجی انجام شد.اولین نسخه ها از نظر کارایی بالا تفاوتی نداشتند و وارد سریال نشدند. چند سال بعد، چندین نوع RPD برای VAZ کلاسیک ایجاد شد. موتور VAZ-311 به عنوان بهترین آنها شناخته شد. این موتور دارای پارامترهای هندسی مشابه موتور 1ZV ژاپنی بود. حداکثر قدرت این واحد 70 اسب بخار بود. علیرغم ناقص بودن طراحی، مدیریت تصمیم گرفت اولین دسته صنعتی RPD را منتشر کند که روی وسایل نقلیه رسمی VAZ-2101 نصب شده بود. با این حال ، بسیاری از کاستی ها به زودی کشف شد: موتور موجی از شکایات را ایجاد کرد ، رسوایی به راه افتاد و تعداد کارمندان دفتر طراحی به میزان قابل توجهی کاهش یافت. به دلیل خرابی های مکرر، اولین موتور چرخشی VAZ-311 متوقف شد.

اما داستان RPD شوروی به همین جا ختم نشد. در دهه 80، مهندسان هنوز موفق به ایجاد یک موتور دوار شدند که به طور قابل توجهی از ویژگی های یک موتور احتراق داخلی پیستونی فراتر رفت. بنابراین، این یک موتور چرخشی VAZ-4132 بود. این واحد قدرتی معادل 120 اسب بخار داشت. این به VAZ-2105 عملکرد دینامیکی عالی داد. با این موتور شتاب خودرو در 9 ثانیه به صدها رسید. و حداکثر سرعت "کاچ آپ" 180 کیلومتر در ساعت بود. از جمله مزیت‌های اصلی، می‌توان به گشتاور بالای موتور، موجود در سراسر محدوده دور و قدرت لیتر بالا اشاره کرد که بدون هیچ افزایشی به دست آمد.

در دهه 90، AvtoVAZ شروع به توسعه یک موتور چرخشی جدید کرد که قرار بود روی "نه" نصب شود. بنابراین، در سال 1994متر سال، یک واحد قدرت جدید VAZ-415 متولد شد. این موتور دارای حجم کاری 1300 سانتی متر مکعب و دو محفظه احتراق بود. نسبت تراکم هر یک 9.4 بوده است.این نیروگاه قادر است تا ده هزار دور بچرخد. در همان زمان، موتور با مصرف سوخت کم متمایز شد. به طور متوسط، این واحد 13-14 لیتر در هر صد در سیکل ترکیبی مصرف می کرد (این یک شاخص خوب برای یک موتور احتراق داخلی دوار قدیمی با استانداردهای امروزی است). در همان زمان، موتور با وزن پایین متمایز شد. بدون دلبستگی، او فقط 113 کیلوگرم وزن داشت.

مصرف روغن موتور VAZ-415 0.6 درصد از مصرف سوخت خاص است. منبع موتور احتراق داخلی قبل از تعمیرات اساسی 125 هزار کیلومتر است. موتور نصب شده روی "نه" ویژگی های دینامیکی خوبی را نشان داد. بنابراین، شتاب صدها فقط نه ثانیه طول کشید. و حداکثر سرعت 190 کیلومتر در ساعت است. همچنین نمونه های آزمایشی VAZ-2108 با موتور چرخشی وجود داشت. به لطف وزن سبک تر، «هشت» چرخشی تنها در هشت ثانیه به صدها شتاب رسید. و حداکثر سرعت در طول آزمایشات 200 کیلومتر در ساعت بود. با این حال، این موتورها هرگز وارد این سری نشدند. شما نمی توانید آنها را در بازار ثانویه و در قطعات جداسازی قطعات پیدا کنید.

جمع بندی

بنابراین، ما فهمیدیم که موتور دوار چیست. همانطور که می بینید، این یک توسعه بسیار جالب با هدف به دست آوردن حداکثر بازده و قدرت است. با این حال، به دلیل طراحی آنها، مکانیسم های روتور به سرعت فرسوده شدند. این بر منبع موتور تأثیر گذاشت. زوجRPD ژاپنی بیش از صد هزار کیلومتر نیست. همچنین این موتورها نیازهای بالایی به روانکار دارند و نمی توانند استانداردهای زیست محیطی روز را رعایت کنند. بنابراین، موتورهای احتراق داخلی پیستونی دوار در صنعت خودرو محبوبیت خاصی پیدا نکرده اند.