หลักการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบโรตารี่ เครื่องยนต์วาล์วโรตารี 4.4 เปรียบเทียบเครื่องยนต์โรตารีและลูกสูบ
"สำหรับคนส่วนใหญ่ มันทำให้เกิดความสัมพันธ์กับกระบอกสูบและลูกสูบ ระบบจ่ายแก๊ส และกลไกข้อเหวี่ยง เนื่องจากรถยนต์ส่วนใหญ่ติดตั้งเครื่องยนต์แบบลูกสูบคลาสสิกและเป็นที่นิยมมากที่สุด
วันนี้เราจะมาพูดถึงเครื่องยนต์ลูกสูบโรตารี่ Wankel ที่มีความโดดเด่นทั้งชุด ข้อมูลจำเพาะและครั้งหนึ่งควรจะเปิดโอกาสใหม่ ๆ ในอุตสาหกรรมยานยนต์ แต่ไม่สามารถเกิดขึ้นได้อย่างเหมาะสมและไม่กลายเป็นเรื่องใหญ่
ประวัติความเป็นมาของการสร้าง
เครื่องยนต์ทำความร้อนเครื่องแรกของประเภทโรตารีถือเป็นอีโอลิพิล ในศตวรรษแรก AD ถูกสร้างขึ้นและบรรยายโดยวิศวกรเครื่องกลชาวกรีก Heron of Alexandria
การออกแบบ eolipil นั้นค่อนข้างง่าย: บนแกนที่ผ่านจุดศูนย์กลางของสมมาตรมีทรงกลมสีบรอนซ์หมุนอยู่ ไอน้ำซึ่งใช้เป็นของเหลวทำงานจะไหลออกจากหัวฉีดสองหัวที่ติดตั้งอยู่ตรงกลางของลูกบอลตรงข้ามกันและตั้งฉากกับแกนยึด
กลไกของน้ำและกังหันลมที่ใช้พลังขององค์ประกอบเป็นพลังงาน สามารถนำมาประกอบกับเครื่องยนต์โรตารีในสมัยโบราณได้เช่นกัน
การจำแนกประเภทของเครื่องยนต์โรตารี่
ห้องทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบโรตารี่สามารถปิดสนิทหรือเชื่อมต่อกับบรรยากาศอย่างต่อเนื่องเมื่อใบพัดของใบพัดหมุนแยกออกจากสิ่งแวดล้อม กังหันก๊าซสร้างขึ้นบนหลักการนี้
ในบรรดาเครื่องยนต์ลูกสูบแบบโรตารี่ที่มีห้องเผาไหม้แบบปิด ผู้เชี่ยวชาญแยกแยะหลายกลุ่ม การแยกสามารถเกิดขึ้นได้โดย: มีหรือไม่มีองค์ประกอบการปิดผนึก โดยโหมดการทำงานของห้องเผาไหม้ (เป็นจังหวะหรือต่อเนื่องกันเป็นจังหวะ) ตามประเภทของการหมุนของตัวทำงาน
เป็นที่น่าสังเกตว่าโครงสร้างส่วนใหญ่ที่อธิบายไว้ไม่มีตัวอย่างที่ใช้งานได้และมีอยู่ในกระดาษ
พวกเขาถูกจำแนกโดยวิศวกรชาวรัสเซีย I.Yu Isaev ซึ่งกำลังยุ่งอยู่กับการสร้างเครื่องยนต์โรตารีที่สมบูรณ์แบบ เขาวิเคราะห์สิทธิบัตรของรัสเซีย อเมริกา และประเทศอื่นๆ รวมกว่า 600 รายการ
เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบโรตารี่พร้อมการเคลื่อนที่แบบลูกสูบหมุน
โรเตอร์ในเครื่องยนต์ดังกล่าวไม่หมุน แต่ทำการอาร์คสวิงแบบลูกสูบ ใบมีดบนโรเตอร์และสเตเตอร์นั้นอยู่กับที่ และระหว่างนั้นก็มีจังหวะขยายและหดตัว
ด้วยการเคลื่อนไหวแบบหมุนเป็นจังหวะ ทิศทางเดียว
โรเตอร์หมุนได้สองตัวอยู่ในตัวเรือนเครื่องยนต์ แรงกดจะเกิดขึ้นระหว่างใบพัดในช่วงเวลาที่เข้าใกล้ และการขยายตัวในขณะที่ถอดออก เนื่องจากการหมุนของใบมีดไม่สม่ำเสมอ จึงจำเป็นต้องมีการพัฒนากลไกการจัดตำแหน่งที่ซับซ้อน
ด้วยแผ่นปิดและการเคลื่อนไหวแบบลูกสูบ
โครงร่างนี้ใช้สำเร็จในมอเตอร์นิวแมติกซึ่งมีการหมุนเนื่องจาก อัดอากาศ, ไม่หยั่งรากในเครื่องยนต์ สันดาปภายในเนื่องจากความดันและอุณหภูมิสูง
ด้วยแมวน้ำและการเคลื่อนไหวร่างกายที่ตอบสนอง
รูปแบบคล้ายกับก่อนหน้านี้มีเพียงแผ่นปิดผนึกเท่านั้นที่ไม่ได้อยู่บนโรเตอร์ แต่อยู่บนตัวเรือนมอเตอร์ ข้อเสียเหมือนกัน: การไม่สามารถรับประกันความแน่นของใบมีดของร่างกายด้วยโรเตอร์ได้อย่างเพียงพอในขณะที่ยังคงความคล่องตัว
เครื่องยนต์ที่มีการเคลื่อนไหวสม่ำเสมอของการทำงานและองค์ประกอบอื่นๆ
เครื่องยนต์โรตารี่ที่มีแนวโน้มมากที่สุดและล้ำหน้าที่สุด ในทางทฤษฎี พวกมันสามารถพัฒนาความเร็วสูงสุดและเพิ่มกำลัง แต่จนถึงตอนนี้ ยังไม่สามารถสร้างแผนการทำงานเดียวสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในได้
ด้วยดาวเคราะห์การเคลื่อนที่แบบหมุนขององค์ประกอบการทำงาน
หลังรวมถึงโครงการที่รู้จักกันดีที่สุดสำหรับประชาชนทั่วไป เครื่องยนต์ลูกสูบโรตารี่วิศวกร เฟลิกซ์ วานเคล
แม้ว่าจะมีการออกแบบประเภทดาวเคราะห์อื่นๆ มากมาย:
- Umpleby
- เกรย์และดรัมมอนด์ (Gray & Dremmond)
- มาร์แชล (มาร์แชล)
- สแปน (สแปน)
- เรโนลต์
- โทมัส (โทมัส)
- Wellinder และ Skoog (Wallinder & Skoog)
- เซ็นโซ (เซ็นแซนด์)
- ไมลาร์ (เมลลาร์ด)
- เฟอร์โร
ประวัติวันเคล
ชีวิตของ Felix Heinrich Wankel ไม่ใช่เรื่องง่ายเขาถูกทิ้งให้เป็นเด็กกำพร้าก่อน (พ่อของนักประดิษฐ์ในอนาคตเสียชีวิตในสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง) เฟลิกซ์ไม่สามารถระดมทุนเพื่อการศึกษาที่มหาวิทยาลัยและ ทำงานพิเศษไม่อนุญาตให้มีสายตาสั้นที่แข็งแกร่ง
สิ่งนี้กระตุ้นให้ Wankel ศึกษาสาขาวิชาเทคนิคอย่างอิสระด้วยเหตุนี้ในปี 1924 เขาจึงเกิดแนวคิดในการสร้างเครื่องยนต์โรตารี่ที่มีห้องเผาไหม้ภายในแบบหมุนได้
ในปี 1929 เขาได้รับสิทธิบัตรสำหรับการประดิษฐ์ ซึ่งเป็นก้าวแรกสู่การสร้าง Wankel RPD ที่มีชื่อเสียง ในปีพ. ศ. 2476 นักประดิษฐ์พบว่าตัวเองอยู่ในกลุ่มฝ่ายตรงข้ามของฮิตเลอร์ใช้เวลาหกเดือนในคุก หลังจากการเปิดตัว BMW เริ่มให้ความสนใจในการพัฒนาเครื่องยนต์โรตารีและเริ่มให้ทุนสนับสนุนการวิจัยเพิ่มเติม โดยจัดสรรเวิร์กช็อปใน Landau เพื่อทำงาน
หลังสงครามไปฝรั่งเศสเป็นการชดใช้และนักประดิษฐ์เองก็ติดคุกในฐานะผู้สมรู้ร่วมคิดในระบอบนาซี เฉพาะในปี 1951 เฟลิกซ์ ไฮน์ริช วานเคิลได้งานที่บริษัทรถจักรยานยนต์ NSU และดำเนินการวิจัยต่อไป
ในปีเดียวกันนั้นเอง เขาเริ่มทำงานกับวอลเตอร์ ฟรอยด์ หัวหน้านักออกแบบของ NSU ซึ่งเขาเองก็มีส่วนเกี่ยวข้องกับการวิจัยเรื่องการสร้างเครื่องยนต์ลูกสูบแบบโรตารี่สำหรับรถจักรยานยนต์แข่งมาเป็นเวลานาน ในปี 1958 ตัวอย่างแรกของเครื่องยนต์เกิดขึ้นที่แท่นทดสอบ
เครื่องยนต์โรตารี่ทำงานอย่างไร
ออกแบบโดย Freude และ Wankel หน่วยพลังงาน, เป็นโรเตอร์ที่ทำในรูปของสามเหลี่ยม Reuleaux โรเตอร์จะหมุนรอบเฟืองที่ยึดไว้ตรงกลางของสเตเตอร์ ซึ่งเป็นห้องเผาไหม้ที่อยู่กับที่ ห้องตัวเองถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของ epitrochoid ซึ่งคล้ายกับตัวเลขแปดโดยมีศูนย์กลางยื่นออกไปด้านนอกซึ่งทำหน้าที่เป็นทรงกระบอก
ขณะเคลื่อนที่ภายในห้องเผาไหม้ โรเตอร์จะสร้างช่องที่มีปริมาตรแปรผันซึ่งรอบเครื่องยนต์จะเกิดขึ้น: ไอดี การอัด การจุดระเบิด และไอเสีย ห้องต่างๆ ถูกแยกออกจากกันอย่างผนึกแน่นด้วยซีล - ปลาย ซึ่งเป็นจุดอ่อนของเครื่องยนต์ลูกสูบแบบหมุน
จุดระเบิด ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศหัวเทียนสองหัวดำเนินการทันทีเนื่องจากห้องเผาไหม้มีรูปร่างยาวและมีปริมาตรมากซึ่งทำให้อัตราการเผาไหม้ของส่วนผสมทำงานช้าลง
สำหรับเครื่องยนต์โรตารี่ จะใช้มุมหน่วงการทำงานและไม่ใช่มุมล่วงหน้า เช่นเดียวกับลูกสูบ นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้เกิดการจุดระเบิดในภายหลังเล็กน้อย และแรงระเบิดผลักโรเตอร์ไปในทิศทางที่ถูกต้อง
การออกแบบของ Wankel ทำให้สามารถลดความซับซ้อนของเครื่องยนต์ได้อย่างมากโดยละทิ้งชิ้นส่วนต่างๆ ไม่จำเป็นต้องใช้กลไกการจ่ายแก๊สแบบแยกส่วน น้ำหนักและขนาดของมอเตอร์ลดลงอย่างมาก
ข้อดี
ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ เครื่องยนต์โรตารี่ Wankel ไม่ต้องการชิ้นส่วนมากเท่ากับเครื่องยนต์ลูกสูบ ดังนั้นจึงมีขนาดที่เล็กกว่า น้ำหนัก และความหนาแน่นของกำลัง (จำนวน "ม้า" ต่อน้ำหนักหนึ่งกิโลกรัม)
ไม่มีกลไกข้อเหวี่ยง (ในรุ่นคลาสสิก) ซึ่งทำให้สามารถลดน้ำหนักและแรงสั่นสะเทือนได้ เนื่องจากขาดการเคลื่อนที่แบบลูกสูบและชิ้นส่วนเคลื่อนที่ที่มีมวลต่ำ ทำให้เครื่องยนต์สามารถพัฒนาและรักษาความเร็วที่สูงมากได้ ซึ่งเกือบจะตอบสนองต่อการกดคันเร่งเกือบจะในทันที
ICE แบบหมุนสร้างกำลังในสามในสี่ของการปฏิวัติเพลาส่งออกแต่ละครั้ง ในขณะที่เครื่องยนต์ลูกสูบผลิตได้เพียงหนึ่งในสี่เท่านั้น
ข้อบกพร่อง
เป็นเพราะว่าเครื่องยนต์ Wankel ที่มีข้อดีทั้งหมดนั้นมีข้อเสียอยู่มากมาย ซึ่งในปัจจุบันมีเพียง Mazda เท่านั้นที่ยังคงพัฒนาและปรับปรุงเครื่องยนต์ต่อไป แม้ว่าสิทธิบัตรดังกล่าวจะถูกซื้อโดยบริษัทหลายร้อยแห่ง รวมถึง Toyota, Alfa Romeo, เจนเนอรัล มอเตอร์ส, Daimler-Benz, Nissan และอื่นๆ
ทรัพยากรขนาดเล็ก
หัวหน้าและส่วนใหญ่ ข้อเสียที่สำคัญ- ทรัพยากรมอเตอร์ขนาดเล็กของเครื่องยนต์ โดยเฉลี่ยแล้ว รัสเซียจะเท่ากับ 100,000 กิโลเมตร ในยุโรป สหรัฐอเมริกา และญี่ปุ่น ตัวเลขนี้สูงเป็นสองเท่า เนื่องจากคุณภาพของเชื้อเพลิงและการบำรุงรักษาที่มีความสามารถ
แผ่นโลหะรับน้ำหนักสูงสุด ส่วนปลายเป็นซีลปลายรัศมีระหว่างห้องเพาะเลี้ยง ต้องอดทน อุณหภูมิสูง, ความดัน และ โหลดรัศมี. สำหรับ RX-7 ความสูงปลายสุดคือ 8.1 มม. แนะนำให้เปลี่ยนเพื่อสวมใส่สูงสุด 6.5 ใน RX-8 ลดลงเหลือ 5.3 โรงงาน และการสึกหรอที่อนุญาตได้ไม่เกิน 4.5 มม.
สิ่งสำคัญคือต้องควบคุมการอัด สภาพของน้ำมัน และหัวฉีดน้ำมันที่จ่ายสารหล่อลื่นไปยังห้องเครื่องยนต์ สัญญาณหลักของการสึกหรอของเครื่องยนต์และการยกเครื่องที่จะเกิดขึ้นคือ - การบีบอัดต่ำ, กินน้ำมันและสตาร์ทติดยาก
เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมต่ำ
เนื่องจากระบบหล่อลื่นของเครื่องยนต์ลูกสูบแบบโรตารี่หมายถึงการฉีดน้ำมันโดยตรงเข้าไปในห้องเผาไหม้ และเนื่องจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่ไม่สมบูรณ์ ควันไฟจราจรมีความเป็นพิษเพิ่มขึ้น ทำให้ยากต่อการผ่านการทดสอบด้านสิ่งแวดล้อม ซึ่งต้องปฏิบัติตามเพื่อขายรถยนต์ในตลาดอเมริกา
ในการแก้ปัญหานี้ วิศวกรของ Mazda ได้สร้างเครื่องปฏิกรณ์ความร้อนที่เผาไฮโดรคาร์บอนก่อนที่จะปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ เป็นครั้งแรกที่ติดตั้งใน Mazda R100
แทนที่จะลดการผลิตเหมือนอย่างอื่นๆ มาสด้าเริ่มขายรถยนต์ที่มีระบบลดขนาดในปี 1972 การปล่อยมลพิษที่เป็นอันตรายสำหรับเครื่องยนต์โรตารี่ REAPS (ระบบป้องกันมลพิษของเครื่องยนต์โรตารี่)
การบริโภคสูง
รถยนต์ทุกคันที่มีเครื่องยนต์โรตารี่มีความโดดเด่นด้วยการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่สูง
นอกจาก Mazda แล้ว ยังมี Mercedes C-111, Corvette XP-882 Four Rotor (สี่ส่วน, ปริมาตร 4 ลิตร), Citroen M35 แต่ส่วนใหญ่เป็นรุ่นทดลองและเนื่องจากวิกฤตการณ์น้ำมันที่ปะทุขึ้นใน ยุค 80 การผลิตของพวกเขาถูกระงับ
ความยาวเล็กน้อยของจังหวะโรเตอร์และรูปร่างเสี้ยวของห้องเผาไหม้ไม่อนุญาตให้ส่วนผสมทำงานเผาไหม้หมด ช่องระบายไอเสียเปิดออกก่อนช่วงเวลาการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ ก๊าซไม่มีเวลาถ่ายเทแรงดันทั้งหมดไปยังโรเตอร์ ดังนั้นอุณหภูมิของก๊าซไอเสียของเครื่องยนต์เหล่านี้จึงสูงมาก
ประวัติความเป็นมาของ RPD ในประเทศ
ในช่วงต้นยุค 80 เทคโนโลยีเริ่มให้ความสนใจในสหภาพโซเวียต จริงอยู่ไม่ได้ซื้อสิทธิบัตรและพวกเขาตัดสินใจที่จะเข้าถึงทุกสิ่งด้วยความคิดของตนเองกล่าวคือเพื่อคัดลอกหลักการทำงานและอุปกรณ์ของโรตารี่ เครื่องยนต์มาสด้า.
เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ จึงมีการสร้างสำนักออกแบบ และใน Togliatti เวิร์กช็อปสำหรับ การผลิตซีรีส์. ในปี 1976 ได้มีการผลิตต้นแบบแรกของเครื่องยนต์ VAZ-311 ส่วนเดียวที่มีกำลัง 70 แรงม้า กับ. ติดตั้งได้ 50 คัน มาก ในระยะสั้นพวกเขาได้พัฒนาทรัพยากร ความสมดุลที่ไม่ดีของ SEM (กลไกโรเตอร์นอกรีต) และการสึกหรออย่างรวดเร็วของยอดทำให้ตัวเองรู้สึกได้
อย่างไรก็ตาม บริการพิเศษเริ่มให้ความสนใจในการพัฒนา ซึ่งลักษณะไดนามิกของมอเตอร์มีความสำคัญมากกว่าทรัพยากรมาก ในปี 1982 เครื่องยนต์โรตารี่สองส่วน VAZ-411 มองเห็นแสงสว่างด้วยความกว้างของโรเตอร์ 70 ซม. และกำลัง 120 แรงม้า ด้วย. และ VAZ-413 ที่มีโรเตอร์ 80 ซม. และ 140 ลิตร กับ. ต่อมาเครื่องยนต์ VAZ-414 ได้รับการติดตั้ง KGB ตำรวจจราจรและยานพาหนะของกระทรวงมหาดไทย
ตั้งแต่ปี 1997 มีการติดตั้งหน่วยพลังงาน VAZ-415 บนรถยนต์สาธารณะ Volga ปรากฏขึ้นพร้อมกับ RPD VAZ-425 สามส่วน วันนี้ในรัสเซีย รถยนต์ไม่ได้ติดตั้งมอเตอร์ดังกล่าว
รายชื่อรถยนต์เครื่องยนต์ลูกสูบโรตารี่
ยี่ห้อ | แบบอย่าง |
---|---|
NSU | แมงมุม |
Ro80 | |
มาสด้า | คอสโม สปอร์ต (110S) |
Familia Rotary Coupe | |
Parkway Rotary 26 | |
คาเปลลา (RX-2) | |
สะวันนา (RX-3) | |
RX-4 | |
RX-7 | |
RX-8 | |
Eunos Cosmo | |
โรตารี่ปิ๊กอัพ | |
ลูซ อาร์-130 | |
Mercedes | C-111 |
XP-882 สี่โรเตอร์ | |
Citroen | M35 |
จีเอส ไบโรเตอร์ (GZ) | |
VAZ | 21019 (อาร์คัน) |
2105-09 | |
แก๊ส | 21 |
24 | |
3102 |
รายการเครื่องยนต์โรตารี่ของมาสด้า
ประเภทของ | คำอธิบาย |
---|---|
40A | สำเนาม้านั่งแรก รัศมีโรเตอร์ 90 mm |
L8A | ระบบหล่อลื่นบ่อแห้ง รัศมีโรเตอร์ 98 มม. 792 cc ซม |
10A (0810) | สองตอน 982 ลบ. ซม. กำลัง 110 แรงม้า ส.ผสมน้ำมันกับน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับหล่อลื่น น้ำหนัก 102 กก. |
10A (0813) | 100 ลิตร s. น้ำหนักขึ้นถึง 122 กก. |
10A (0866) | 105 ลิตร s. เทคโนโลยีลดการปล่อย REAPS |
13A | สำหรับขับเคลื่อนล้อหน้า R-130 ปริมาณ 1310 cc. ซม. 126 ลิตร s., รัศมีโรเตอร์ 120 mm |
12A | ปริมาณ 1146 คิว ซม. เสริมวัสดุโรเตอร์ อายุการใช้งานของสเตเตอร์เพิ่มขึ้น ซีลเหล็กหล่อ |
12A เทอร์โบ | กึ่งฉีดตรง 160 แรงม้า กับ. |
12B | ตัวจ่ายไฟแบบจุดระเบิดเดี่ยว |
13B | เครื่องยนต์ขนาดใหญ่ที่สุด ปริมาตร 1,308 ลูกบาศก์เมตร ซม. ปล่อยมลพิษต่ำ |
13B-RESI | 135 ลิตร ด้วย., RESI (Rotary Engine Super Injection) และ Bosch L-Jetronic injection |
13B-DEI | 146 ลิตร น. ไอดีแปรผัน, ระบบ 6PI และ DEI, หัวฉีด 4 หัวฉีด |
13B-RE | 235 ลิตร กับ., HT-15 ขนาดใหญ่และกังหัน HT-10 ขนาดเล็ก |
13B-REW | 280 ลิตร s. กังหัน 2 ลำดับ Hitachi HT-12 |
13B-MSP เรเนซิส | เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและประหยัด สามารถใช้ไฮโดรเจนได้ |
13G/20B | เครื่องยนต์แข่งสามใบพัด 1962 cc ซม. กำลัง 300 แรงม้า กับ. |
13J/R26B | สี่ใบพัดสำหรับรถแข่ง ปริมาตร 2622 ลูกบาศก์เมตร ซม. กำลังไฟ 700 ลิตร กับ. |
16X (เรเนซิส 2) | 300 ลิตร น. รถแนวคิดไทกิ |
กฎการทำงานของเครื่องยนต์โรตารี่
- เปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่องทุกๆ 3-5 พันกิโลเมตร การบริโภคปกติคือ 1.5 ลิตรต่อ 1,000 กม.
- ตรวจสอบสภาพของหัวฉีดน้ำมันอายุการใช้งานเฉลี่ย 50,000
- เปลี่ยนไส้กรองอากาศทุกๆ 20,000
- ใช้เทียนพิเศษเท่านั้นทรัพยากร 30-4 หมื่นกิโลเมตร
- เติมน้ำมันเบนซินให้เต็มถังไม่ต่ำกว่า AI-95 และควรเป็น AI-98
- ตรวจสอบกำลังอัดเมื่อเปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่อง สำหรับสิ่งนี้มันถูกใช้ อุปกรณ์พิเศษการบีบอัดควรอยู่ภายใน 6.5-8 บรรยากาศ
เมื่อใช้งานโดยมีกำลังอัดต่ำกว่าตัวบ่งชี้เหล่านี้ ชุดซ่อมมาตรฐานอาจไม่เพียงพอ คุณจะต้องเปลี่ยนทั้งส่วน และอาจต้องเปลี่ยนทั้งเครื่องยนต์
วันนี้
จนถึงปัจจุบัน รุ่น Mazda RX-8 ที่ติดตั้งเครื่องยนต์ Renesis (ชื่อย่อว่า Rotary Engine + Genesis) อยู่ในระหว่างการผลิตจำนวนมาก
นักออกแบบสามารถลดการใช้น้ำมันลงครึ่งหนึ่งและลดการใช้เชื้อเพลิงลง 40% และ ระดับสิ่งแวดล้อมนำไปสู่ระดับยูโร-4 เครื่องยนต์ที่มีความจุ 1.3 ลิตรให้กำลัง 250 แรงม้า กับ.
แม้จะมีความสำเร็จทั้งหมด ญี่ปุ่นไม่ได้หยุดเพียงแค่นั้น ตรงกันข้ามกับคำยืนยันของผู้เชี่ยวชาญส่วนใหญ่ว่า RPD ไม่มีอนาคต พวกเขาไม่หยุดพัฒนาเทคโนโลยี และไม่นานมานี้ก็ได้นำเสนอแนวคิด สปอร์ตคูเป้ RX-Vision พร้อมเครื่องยนต์โรตารี่ SkyActive-R
ในปี 1957 วิศวกรชาวเยอรมัน เฟลิกซ์ วานเคลและวอลเตอร์ ฟรอยด์ ได้สาธิตเครื่องยนต์โรตารีที่สามารถทำงานได้เป็นครั้งแรก เจ็ดปีต่อมา รุ่นที่ได้รับการปรับปรุงได้เข้ามาแทนที่รถสปอร์ต NSU-Spider ของเยอรมัน ซึ่งเป็นรถสำหรับการผลิตคันแรกที่มีเครื่องยนต์ดังกล่าว หลายคนซื้อความแปลกใหม่ บริษัทยานยนต์- เมอร์เซเดส-เบนซ์ ซีตรอง เจเนอรัล มอเตอร์ส แม้แต่ VAZ ก็ผลิตรถยนต์ที่มีเครื่องยนต์ Wankel ในปริมาณน้อยๆ เป็นเวลาหลายปี แต่บริษัทเพียงแห่งเดียวที่ตัดสินใจผลิตเครื่องยนต์โรตารี่ขนาดใหญ่และไม่ทอดทิ้งพวกเขามาเป็นเวลานาน แม้จะมีวิกฤตการณ์ใดๆ ก็ตามคือมาสด้า รุ่นแรกของเธอที่ใช้เครื่องยนต์โรตารี - "Cosmo Sports (110S)" - ปรากฏในปี 1967
คนแปลกหน้าในหมู่ตัวคุณเอง
ในเครื่องยนต์ลูกสูบ พลังงานการเผาไหม้ ส่วนผสมอากาศ-เชื้อเพลิงขั้นแรกให้แปลงเป็นการเคลื่อนที่แบบลูกสูบของกลุ่มลูกสูบ แล้วจึงเปลี่ยนเป็นการหมุนเท่านั้น เพลาข้อเหวี่ยง. ในเครื่องยนต์โรตารี่ สิ่งนี้จะเกิดขึ้นโดยไม่มีขั้นกลาง ซึ่งหมายความว่ามีการสูญเสียน้อยลง
น้ำมันเบนซิน 1.3 ลิตรดูดกลืนได้ 13B-MSP มีสองรุ่นพร้อมโรเตอร์สองตัว (ส่วน) - กำลังมาตรฐาน (192 แรงม้า) และกำลังเสริม (231 แรงม้า) โครงสร้างนี้เป็นแซนวิชของอาคารห้าหลังซึ่งประกอบเป็นห้องปิดผนึกสองห้อง ในพวกเขาภายใต้อิทธิพลของพลังงานการเผาไหม้ของก๊าซโรเตอร์จะหมุนซึ่งติดตั้งอยู่บนเพลาประหลาด (คล้ายกับเพลาข้อเหวี่ยง) การเคลื่อนไหวเป็นเรื่องยุ่งยากมาก โรเตอร์แต่ละตัวไม่เพียงแค่หมุน แต่หมุนเฟืองภายในของมันไปรอบๆ เฟืองที่อยู่นิ่งซึ่งติดอยู่ตรงกลางของผนังด้านข้างด้านหนึ่งของห้องเพาะเลี้ยง เพลานอกรีตจะทะลุผ่านทั้งโครงของตัวเรือนและเฟืองที่อยู่กับที่ โรเตอร์เคลื่อนที่ในลักษณะที่ว่าสำหรับการหมุนแต่ละครั้งจะมีการหมุนเพลาประหลาดสามครั้ง
ในเครื่องยนต์โรตารี รอบเดียวกันจะดำเนินการเช่นเดียวกับในหน่วยลูกสูบสี่จังหวะ: ไอดี การอัด รอบกำลัง และไอเสีย ในขณะเดียวกัน ก็ไม่มีกลไกการจ่ายก๊าซที่ซับซ้อน เช่น ตัวขับจังหวะ เพลาลูกเบี้ยว และวาล์ว ฟังก์ชั่นทั้งหมดดำเนินการโดยหน้าต่างทางเข้าและทางออกในผนังด้านข้าง (ตัวเรือน) - และตัวโรเตอร์ซึ่งเปิดและปิด "หน้าต่าง" ในขณะหมุน
หลักการทำงานของเครื่องยนต์โรตารี่แสดงในแผนภาพ เพื่อความเรียบง่ายจะมีการยกตัวอย่างมอเตอร์ที่มีส่วนเดียว - ส่วนที่สองทำงานในลักษณะเดียวกัน แต่ละด้านของโรเตอร์จะสร้างช่องการทำงานของตัวเองพร้อมกับผนังของตัวเรือน ในตำแหน่งที่ 1 ปริมาตรของโพรงจะน้อยที่สุด และสอดคล้องกับจุดเริ่มต้นของจังหวะการรับเข้า ขณะที่โรเตอร์หมุน จะเปิดหน้าต่างทางเข้าและดูดส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงเข้าไปในห้อง (ตำแหน่ง 2–4) ในตำแหน่งที่ 5 ช่องการทำงานจะมีปริมาตรสูงสุด ถัดไป โรเตอร์จะปิดหน้าต่างทางเข้าและเริ่มจังหวะการอัด (ตำแหน่ง 6–9) ในตำแหน่งที่ 10 เมื่อปริมาตรของช่องเหลือน้อยที่สุดอีกครั้ง ส่วนผสมจะจุดไฟด้วยความช่วยเหลือของเทียนและวงจรการทำงานจะเริ่มขึ้น พลังงานจากการเผาไหม้ของก๊าซจะหมุนโรเตอร์ การขยายตัวของก๊าซไปที่ตำแหน่ง 13 และปริมาตรสูงสุดของช่องการทำงานจะสอดคล้องกับตำแหน่งที่ 15 นอกจากนี้ ในตำแหน่งที่ 18 โรเตอร์จะเปิดหน้าต่างทางออกและดันก๊าซไอเสียออก จากนั้นวงจรก็เริ่มขึ้นอีกครั้ง
ฟันผุที่เหลือทำงานในลักษณะเดียวกัน และเนื่องจากมีสามฟันผุ ดังนั้นสำหรับการหมุนรอบโรเตอร์หนึ่งครั้งจึงมีสามรอบการทำงานอยู่แล้ว! และเนื่องจากความผิดปกติ (เพลาข้อเหวี่ยง) หมุนเร็วกว่าโรเตอร์ถึงสามเท่า ที่เอาต์พุต เราได้หนึ่งรอบการทำงาน (การทำงานที่มีประโยชน์) ต่อการหมุนเพลาสำหรับมอเตอร์แบบส่วนเดียว สำหรับเครื่องยนต์ลูกสูบสี่จังหวะที่มีหนึ่งสูบ อัตราส่วนนี้จะลดลงสองเท่า
ในแง่ของจำนวนจังหวะต่อรอบการหมุนของเพลาส่งออก 13B-MSP แบบสองส่วนนั้นคล้ายคลึงกับเครื่องยนต์ลูกสูบสี่สูบที่คุ้นเคย แต่ในขณะเดียวกัน ด้วยปริมาตรการทำงาน 1.3 ลิตร ก็ให้กำลังและแรงบิดพอๆ กับลูกสูบขนาด 2.6 ลิตร! ความลับก็คือมอเตอร์แบบโรตารี่มีมวลที่เคลื่อนที่น้อยกว่าหลายเท่า - เฉพาะโรเตอร์และเพลานอกรีตเท่านั้นที่หมุน และแม้กระทั่งในทิศทางเดียว ในลูกสูบ ส่วนหนึ่งของงานที่มีประโยชน์จะไปขับเคลื่อนกลไกการจับเวลาที่ซับซ้อนและการเคลื่อนที่ในแนวตั้งของลูกสูบ ซึ่งจะเปลี่ยนทิศทางของมันอย่างต่อเนื่อง คุณสมบัติอีกประการของมอเตอร์แบบโรตารี่คือความทนทานต่อการระเบิดที่สูงขึ้น นั่นคือเหตุผลที่มีแนวโน้มมากขึ้นสำหรับการใช้งานไฮโดรเจน ในเครื่องยนต์โรตารี่ พลังงานทำลายล้างของการเผาไหม้ที่ผิดปกติของส่วนผสมการทำงานจะกระทำเฉพาะในทิศทางของการหมุนของโรเตอร์เท่านั้น ซึ่งเป็นผลมาจากการออกแบบ และในเครื่องยนต์ลูกสูบนั้น ตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ของลูกสูบซึ่งทำให้เกิดผลร้ายตามมา
เครื่องยนต์ Wankel: มันไม่ง่ายเลย
แม้ว่าเครื่องยนต์โรตารีจะมีองค์ประกอบน้อยกว่าเครื่องยนต์ลูกสูบ แต่ก็ใช้โซลูชั่นและเทคโนโลยีการออกแบบที่ซับซ้อนกว่า แต่ความคล้ายคลึงกันสามารถวาดได้ระหว่างกัน
ตัวเรือนโรเตอร์ (สเตเตอร์) ผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีการแทรกโลหะแผ่น: ใส่ซับสเตรตเหล็กพิเศษเข้าไปในตัวเรือนอะลูมินัมอัลลอย ทำให้การออกแบบมีน้ำหนักเบาและทนทาน แผ่นรองเหล็กชุบโครเมียมพร้อมร่องไมโครเพื่อการกักเก็บน้ำมันที่ดีขึ้น อันที่จริงสเตเตอร์ดังกล่าวคล้ายกับทรงกระบอกที่คุ้นเคยพร้อมปลอกแขนแห้งและเหลา
เคสด้านข้าง - จากเหล็กหล่อพิเศษ แต่ละคนมีพอร์ตทางเข้าและทางออก และเกียร์อยู่กับที่ (ด้านหน้าและด้านหลัง) ได้รับการแก้ไข ที่มอเตอร์ รุ่นก่อนๆหน้าต่างเหล่านี้อยู่ในสเตเตอร์ นั่นคือในการออกแบบใหม่พวกเขาเพิ่มขนาดและจำนวน ด้วยเหตุนี้ลักษณะของทางเข้าและทางออกของส่วนผสมการทำงานจึงได้รับการปรับปรุงและที่ทางออก - ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์กำลังและประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง กรณีด้านข้างที่จับคู่กับโรเตอร์สามารถเปรียบเทียบการทำงานกับกลไกการจับเวลาของมอเตอร์ลูกสูบได้
โดยพื้นฐานแล้วโรเตอร์นั้นเป็นลูกสูบและก้านสูบตัวเดียวกันในเวลาเดียวกัน ทำจากเหล็กหล่อพิเศษ กลวง เบาที่สุด. ในแต่ละด้านมีห้องเผาไหม้รูปทรงคิวเวตต์และแน่นอนว่ามีซีล ใน ส่วนภายในแบริ่งโรตารี่แบบสอด - ชนิด ตลับลูกปืนก้านสูบเพลาข้อเหวี่ยง
หากลูกสูบปกติจัดการด้วยวงแหวนสามวงเท่านั้น (การบีบอัดสองอันและที่ขูดน้ำมันหนึ่งอัน) โรเตอร์จะมีองค์ประกอบดังกล่าวมากกว่าหลายเท่า ดังนั้นยอด (ซีลของยอดของโรเตอร์) จึงมีบทบาทเป็นอันดับแรก แหวนบีบอัด. พวกเขาทำจากเหล็กหล่อที่มีการประมวลผลลำแสงอิเล็กตรอน - เพื่อเพิ่มความต้านทานการสึกหรอเมื่อสัมผัสกับผนังสเตเตอร์
เอเพ็กซ์ประกอบด้วยสององค์ประกอบ - ตราประทับหลักและมุม พวกมันถูกกดเข้ากับผนังสเตเตอร์ด้วยสปริงและแรงเหวี่ยง บทบาทของวงแหวนบีบอัดที่สองเล่นโดยซีลด้านข้างและมุม พวกมันให้หน้าสัมผัสที่แน่นด้วยแก๊สระหว่างโรเตอร์และตัวเรือนด้านข้าง สปริงของมันกดทับผนังของเคสเหมือนยอด ซีลด้านข้างเป็นโลหะเซรามิก (รับน้ำหนักหลัก) และซีลมุมทำจากเหล็กหล่อพิเศษ นอกจากนี้ยังมีซีลฉนวน ป้องกันไม่ให้ก๊าซไอเสียบางส่วนไหลเข้าสู่หน้าต่างไอดีผ่านช่องว่างระหว่างโรเตอร์และตัวเรือนด้านข้าง ทั้งสองด้านของโรเตอร์ยังมีรูปร่างคล้ายวงแหวนขูดน้ำมัน - ซีลน้ำมัน พวกเขาเก็บน้ำมันที่จ่ายไปยังช่องภายในเพื่อระบายความร้อน
ระบบหล่อลื่นยังซับซ้อนอีกด้วย มีหม้อน้ำอย่างน้อยหนึ่งตัวสำหรับระบายความร้อนน้ำมันเครื่องเมื่อเครื่องยนต์ทำงานที่โหลดสูงและหัวฉีดน้ำมันหลายประเภท บางส่วนถูกสร้างขึ้นในเพลานอกรีตและทำให้โรเตอร์เย็นลง (โดยพื้นฐานแล้วคล้ายกับหัวฉีดทำความเย็นลูกสูบ) อื่น ๆ ถูกสร้างขึ้นในสเตเตอร์ - คู่สำหรับแต่ละอัน หัวฉีดตั้งอยู่ที่มุมหนึ่งและมุ่งไปที่ผนังของตัวเรือนด้านข้าง - สำหรับ น้ำมันหล่อลื่นที่ดีที่สุดตัวเรือนและซีลด้านข้างของโรเตอร์ น้ำมันจะเข้าสู่ช่องการทำงานและผสมกับส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิง ให้การหล่อลื่นไปยังองค์ประกอบที่เหลือ และเผาไหม้ไปพร้อมกับน้ำมัน ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะใช้เฉพาะน้ำมันแร่หรือสารกึ่งสังเคราะห์พิเศษที่ได้รับการรับรองจากผู้ผลิตเท่านั้น สารหล่อลื่นที่ไม่เหมาะสมจะก่อให้เกิดการสะสมของคาร์บอนจำนวนมากเมื่อเผาไหม้ ซึ่งนำไปสู่การระเบิด การเผาไหม้ที่ผิดพลาด และการสูญเสียการอัด
ระบบเชื้อเพลิงค่อนข้างเรียบง่าย ยกเว้นจำนวนและตำแหน่งของหัวฉีด สอง - ด้านหน้าของหน้าต่างทางเข้า (หนึ่งตัวต่อโรเตอร์) หมายเลขเดียวกัน - in ท่อร่วมไอดี. มีหัวฉีดอีกสองตัวในท่อร่วมของมอเตอร์เสริม
ห้องเผาไหม้นั้นยาวมาก และเพื่อให้การเผาไหม้ของส่วนผสมทำงานมีประสิทธิภาพ ต้องใช้เทียนสองเล่มสำหรับแต่ละโรเตอร์ มีความยาวและอิเล็กโทรดต่างกัน เพื่อหลีกเลี่ยงการติดตั้งที่ไม่ถูกต้อง เครื่องหมายสีจะถูกนำไปใช้กับสายไฟและเทียน
ในทางปฏิบัติ
ทรัพยากรของมอเตอร์ 13B-MSP อยู่ที่ประมาณ 100,000 กม. น่าแปลกที่เขาประสบปัญหาเดียวกันกับลูกสูบ
จุดอ่อนจุดแรกน่าจะเป็นซีลโรเตอร์ซึ่งมีความร้อนสูงและโหลดสูง นี่เป็นเรื่องจริง แต่ก่อนหน้านี้ การสึกหรอตามธรรมชาติการระเบิดและการหมดของตลับลูกปืนและโรเตอร์เพลานอกรีตจะทำให้พวกมันตาย ยิ่งกว่านั้น มีเพียงซีลปลาย (ปลาย) เท่านั้นที่ต้องทน และซีลด้านข้างจะสึกหรอน้อยมาก
การระเบิดทำให้ส่วนปลายและส่วนปลายของมันเสียรูป ที่นั่งบนโรเตอร์ ด้วยเหตุนี้ นอกจากการลดแรงอัดแล้ว มุมของซีลยังสามารถหลุดออกมาและทำให้พื้นผิวของสเตเตอร์เสียหาย ซึ่งไม่สามารถกลึงได้ ความน่าเบื่อนั้นไร้ประโยชน์ ประการแรก เป็นการยากที่จะหาอุปกรณ์ที่เหมาะสม และประการที่สอง ไม่มีอะไหล่สำหรับขนาดที่เพิ่มขึ้น ไม่สามารถซ่อมแซมโรเตอร์ได้หากร่องสำหรับส่วนปลายได้รับความเสียหาย ตามปกติสาเหตุของปัญหาอยู่ที่คุณภาพของเชื้อเพลิง น้ำมันเบนซิน 98 ที่ซื่อสัตย์ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะหา
ตลับลูกปืนหลักของเพลานอกรีตจะสึกหรอเร็วที่สุด เห็นได้ชัดว่าเนื่องจากหมุนเร็วกว่าโรเตอร์ถึงสามเท่า เป็นผลให้โรเตอร์ถูกชดเชยเมื่อเทียบกับผนังสเตเตอร์ และยอดของโรเตอร์ควรอยู่ห่างจากพวกเขาเท่ากัน ไม่ช้าก็เร็วมุมของปลายยอดจะหลุดออกมาและยกพื้นผิวสเตเตอร์ขึ้น ปัญหานี้ไม่สามารถคาดเดาได้ไม่ว่าด้วยวิธีใด - ต่างจากมอเตอร์ลูกสูบตรงที่มอเตอร์แบบโรตารี่จะไม่กระแทกแม้ในขณะที่สวมไลเนอร์
เครื่องยนต์ซูเปอร์ชาร์จแบบบังคับมีกรณีที่จุดยอดร้อนเกินไปเนื่องจากส่วนผสมที่ไม่ติดมันมาก สปริงที่อยู่ใต้มันโค้ง - เป็นผลให้การบีบอัดลดลงอย่างมาก
จุดอ่อนประการที่สองคือความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอของเคส ส่วนบน (จังหวะการดูดและจังหวะการอัดไหลมาที่นี่) จะเย็นกว่าส่วนล่าง (จังหวะการเผาไหม้และไอเสีย) อย่างไรก็ตามร่างกายจะเสียรูปเฉพาะในเครื่องยนต์ซูเปอร์ชาร์จแบบบังคับที่มีกำลังมากกว่า 500 แรงม้า
อย่างที่คุณคาดไว้ มอเตอร์นั้นไวต่อชนิดของน้ำมันมาก จากการปฏิบัติพบว่าน้ำมันเครื่องสังเคราะห์แม้จะเป็นแบบพิเศษแต่ก็ยังก่อให้เกิดเขม่าจำนวนมากระหว่างการเผาไหม้ จะสะสมอยู่ที่ปลายยอดและลดการบีบอัด คุณต้องใช้น้ำมันแร่ - มันเผาไหม้แทบไม่มีร่องรอย ช่างแนะนำให้เปลี่ยนทุก ๆ 5,000 กม.
ไอพ่นน้ำมันในสเตเตอร์ล้มเหลวส่วนใหญ่เนื่องจากสิ่งสกปรกเข้าไปในวาล์วภายใน อากาศในบรรยากาศทะลุผ่านตัวกรองอากาศและ ทดแทนไม่ทันตัวกรองนำไปสู่ปัญหา วาล์วหัวฉีดไม่สามารถล้างทำความสะอาดได้
ปัญหาในการสตาร์ทเครื่องยนต์เย็น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในฤดูหนาว เกิดจากการสูญเสียการอัดเนื่องจากการสึกหรอของส่วนปลายและการปรากฏตัวของคราบเขม่าบนอิเล็กโทรดหัวเทียนเนื่องจากน้ำมันเบนซินคุณภาพต่ำ
โดยเฉลี่ยแล้วเทียนจะเพียงพอสำหรับระยะทาง 15,000–20,000 กม.
ตรงกันข้ามกับความเชื่อที่นิยม ผู้ผลิตแนะนำให้ดับเครื่องยนต์ตามปกติ ไม่ใช่ที่ความเร็วปานกลาง "ผู้ชื่นชอบ" มั่นใจว่าเมื่อปิดสวิตช์กุญแจในโหมดการทำงาน เชื้อเพลิงที่เหลือทั้งหมดจะเผาไหม้ออกและสิ่งนี้จะช่วยให้การสตาร์ทเย็นในครั้งต่อไปง่ายขึ้น ตามคำบอกเล่าของทหาร ไม่มีความรู้สึกใด ๆ จากกลอุบายดังกล่าว แต่มันมีประโยชน์มากสำหรับมอเตอร์ที่จะวอร์มอัพอย่างน้อยเล็กน้อยก่อนเริ่มเคลื่อนไหว ด้วยน้ำมันอุ่น (ไม่ต่ำกว่า50º) การสึกหรอจะน้อยลง
ด้วยการแก้ไขปัญหาเชิงคุณภาพของเครื่องยนต์โรตารีและการซ่อมแซมในภายหลัง เครื่องยนต์จะออกเดินทางอีก 100,000 กม. ส่วนใหญ่มักจะจำเป็นต้องเปลี่ยนสเตเตอร์และซีลของโรเตอร์ทั้งหมด - สำหรับสิ่งนี้คุณจะต้องจ่ายอย่างน้อย 175,000 รูเบิล
แม้จะมีปัญหาข้างต้น แต่ก็มีแฟน ๆ ของเครื่องโรตารี่ในรัสเซียเพียงพอ - เราจะพูดอะไรเกี่ยวกับประเทศอื่น ๆ ได้บ้าง! แม้ว่า Mazda เองจะถอด G8 โรตารีออกจากการผลิตและไม่รีบเร่งกับผู้สืบทอด
Mazda RX-8: การทดสอบความทนทาน
ในปี 1991 มาสด้า 787B ที่มีเครื่องยนต์โรตารีชนะการแข่งขัน 24 Hours of Le Mans มันเป็นชัยชนะครั้งแรกและครั้งเดียวสำหรับรถยนต์ที่มีเครื่องยนต์ดังกล่าว อย่างไรก็ตาม ตอนนี้เครื่องยนต์ลูกสูบบางตัวไม่สามารถอยู่รอดถึงเส้นชัยในการแข่งขันความอดทน "ระยะยาว"
เครื่องยนต์โรตารีเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายใน ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่แตกต่างจากเครื่องยนต์ลูกสูบทั่วไป
ในเครื่องยนต์ลูกสูบ สี่รอบจะดำเนินการในปริมาตรเดียวกันของพื้นที่ (กระบอกสูบ): ไอดี การบีบอัด จังหวะกำลัง และไอเสีย เครื่องยนต์โรตารีทำงานรอบเดียวกัน แต่ทั้งหมดเกิดขึ้นในส่วนต่างๆ ของห้องเพาะเลี้ยง ซึ่งเปรียบได้กับการมีกระบอกสูบแยกสำหรับแต่ละจังหวะ โดยลูกสูบจะค่อยๆ เคลื่อนจากกระบอกสูบหนึ่งไปยังอีกกระบอกหนึ่ง
เครื่องยนต์โรตารีถูกคิดค้นและพัฒนาโดย ดร. เฟลิกซ์ วานเคิล และบางครั้งเรียกว่าเครื่องยนต์วันเคลหรือเครื่องยนต์โรตารี่ของวันเคล
ในบทความนี้ เราจะพูดถึงวิธีการทำงานของเครื่องยนต์โรตารี ขั้นแรก มาดูว่ามันทำงานอย่างไร
หลักการทำงานของเครื่องยนต์โรตารี่
โรเตอร์และตัวเรือนของเครื่องยนต์โรตารี่ Mazda RX-7 ชิ้นส่วนเหล่านี้มาแทนที่ลูกสูบ กระบอกสูบ วาล์ว และเพลาลูกเบี้ยวของเครื่องยนต์ลูกสูบ
เช่นเดียวกับเครื่องยนต์ลูกสูบ เครื่องยนต์โรตารี่ใช้แรงดันที่สร้างขึ้นเมื่อส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงถูกเผาไหม้ ในเครื่องยนต์ลูกสูบ แรงดันนี้จะสะสมในกระบอกสูบและขับเคลื่อนลูกสูบ ก้านสูบและ เพลาข้อเหวี่ยงเปลี่ยนการเคลื่อนที่แบบลูกสูบของลูกสูบเป็น การเคลื่อนที่แบบหมุนซึ่งสามารถใช้หมุนล้อรถได้
ในเครื่องยนต์โรตารี ความดันในการเผาไหม้จะถูกสร้างขึ้นในห้องที่สร้างจากส่วนของปลอกหุ้มที่ด้านข้างของโรเตอร์สามเหลี่ยมซึ่งใช้แทนลูกสูบ
โรเตอร์หมุนไปตามเส้นทางที่คล้ายกับเส้นที่วาดโดยสไปโรกราฟ ต้องขอบคุณวิถีนี้ จุดยอดทั้งสามของโรเตอร์จะสัมผัสกับตัวเรือน ทำให้เกิดก๊าซสามปริมาตรที่แยกจากกัน โรเตอร์หมุน และปริมาตรเหล่านี้แต่ละอันจะขยายและหดตัวสลับกัน เพื่อให้แน่ใจว่าส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงเข้าสู่เครื่องยนต์ การอัด การทำงานที่มีประโยชน์ระหว่างการขยายตัวของก๊าซและไอเสีย
มาสด้า RX-8
มาสด้าเป็นผู้บุกเบิกการผลิตรถยนต์ขับเคลื่อนด้วยโรตารี่จำนวนมาก RX-7 ซึ่งออกจำหน่ายในปี 2521 เป็นรถยนต์ขับเคลื่อนด้วยโรตารี่ที่ประสบความสำเร็จมากที่สุด แต่พระองค์ทรงนำหน้า ทั้งสายรถยนต์ รถบรรทุก และแม้แต่รถโดยสารขับเคลื่อนด้วยโรตารี่ตั้งแต่ปี 1967 Cosmo Sport อย่างไรก็ตาม RX-7 ไม่ได้ผลิตมาตั้งแต่ปี 1995 แต่แนวคิดของเครื่องยนต์โรตารียังไม่ตาย
Mazda RX-8 ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์โรตารี่ที่เรียกว่า RENESIS เครื่องยนต์นี้ได้รับการขนานนามว่าเป็นเครื่องยนต์ที่ดีที่สุดของปี พ.ศ. 2546 เป็นเครื่องยนต์โรเตอร์คู่แบบสำลักโดยธรรมชาติ และให้กำลัง 250 แรงม้า
โครงสร้างของเครื่องยนต์โรตารี่
เครื่องยนต์โรตารี่มีระบบจุดระเบิดและระบบฉีดเชื้อเพลิงคล้ายกับที่ใช้ในเครื่องยนต์ลูกสูบ โครงสร้างของเครื่องยนต์โรตารีแตกต่างจากเครื่องยนต์ลูกสูบโดยพื้นฐาน
โรเตอร์
โรเตอร์มีสามด้านนูน ซึ่งแต่ละด้านทำหน้าที่เป็นลูกสูบ แต่ละด้านของโรเตอร์ถูกปิดภาคเรียน ซึ่งเพิ่มความเร็วของโรเตอร์ ทำให้มีพื้นที่มากขึ้นสำหรับส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงที่ด้านบนสุดของแต่ละหน้าเป็นแผ่นโลหะที่แบ่งพื้นที่ออกเป็นช่องต่างๆ วงแหวนโลหะสองวงที่แต่ละด้านของโรเตอร์สร้างผนังของห้องเหล่านี้
ตรงกลางของโรเตอร์คือล้อเฟืองที่มีการจัดเรียงฟันภายใน มันจับคู่กับเกียร์ที่ติดตั้งอยู่บนร่างกาย การจับคู่นี้จะกำหนดวิถีและทิศทางการหมุนของโรเตอร์ในตัวเรือน
ที่อยู่อาศัย (สเตเตอร์)
ลำตัวเป็นวงรี (รูปร่าง epitrochoid ถูกต้อง) รูปทรงของห้องเพาะเลี้ยงได้รับการออกแบบมาเพื่อให้จุดยอดทั้งสามของโรเตอร์สัมผัสกับผนังห้องเพาะเลี้ยงอยู่เสมอ ทำให้เกิดปริมาตรก๊าซที่แยกออกมาสามปริมาตร
ในแต่ละส่วนของร่างกายจะมีกระบวนการเผาไหม้ภายในอย่างใดอย่างหนึ่งเกิดขึ้น พื้นที่ของร่างกายแบ่งออกเป็นสี่แท่ง:
- ทางเข้า
- การบีบอัด
- รอบการทำงาน
- ปล่อย
เพลาส่งออก
เพลาส่งออก (สังเกตลูกเบี้ยวนอกรีต)
เพลาขาออกมีแฉกมนอยู่นอกรีต กล่าวคือ ชดเชยจากแกนกลาง โรเตอร์แต่ละตัวจับคู่กับส่วนที่ยื่นออกมาเหล่านี้ เพลาส่งออกนั้นคล้ายคลึงกับเพลาข้อเหวี่ยงในเครื่องยนต์ลูกสูบ เมื่อหมุนโรเตอร์จะดันลูกเบี้ยว เนื่องจากลูกเบี้ยวไม่ได้ติดตั้งอย่างสมมาตร แรงที่โรเตอร์กดเข้าไปจะสร้างแรงบิดบนเพลาส่งออก ทำให้หมุนได้
การประกอบเครื่องยนต์โรตารี
เครื่องยนต์โรตารี่ประกอบเป็นชั้นๆ เครื่องยนต์โรเตอร์คู่ประกอบด้วยห้าชั้นที่ยึดเข้าด้วยกันด้วยสลักเกลียวยาวเรียงเป็นวงกลม น้ำหล่อเย็นไหลผ่านทุกส่วนของโครงสร้างชั้นนอกสุดสองชั้นมีซีลและตลับลูกปืนสำหรับเพลาส่งออก พวกเขายังป้องกันสองส่วนของตัวเรือนซึ่งเป็นที่ตั้งของโรเตอร์ พื้นผิวด้านในของชิ้นส่วนเหล่านี้เรียบเพื่อให้แน่ใจว่ามีการปิดผนึกของโรเตอร์อย่างเหมาะสม พอร์ตจ่ายน้ำเข้าจะอยู่ที่ส่วนนอกสุดแต่ละส่วน
ส่วนของตัวเรือนที่มีโรเตอร์ (สังเกตตำแหน่งของช่องระบายอากาศ)
ชั้นถัดไปประกอบด้วยตัวเรือนโรเตอร์ทรงวงรีและช่องระบายอากาศ มีการติดตั้งโรเตอร์ในส่วนนี้ของร่างกาย
ส่วนกลางประกอบด้วยพอร์ตทางเข้าสองพอร์ต - หนึ่งพอร์ตสำหรับโรเตอร์แต่ละตัว นอกจากนี้ยังแยกโรเตอร์เพื่อให้พื้นผิวด้านในเรียบ
ที่ศูนย์กลางของโรเตอร์แต่ละอันคือเฟืองฟันภายในที่หมุนรอบเฟืองเล็กกว่าที่ติดตั้งอยู่บนตัวเรือนมอเตอร์ กำหนดวิถีการหมุนของโรเตอร์
กำลังมอเตอร์โรตารี
ในส่วนกลางมีพอร์ตทางเข้าสำหรับโรเตอร์แต่ละตัว
ชอบ เครื่องยนต์ลูกสูบ, เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบโรตารี่ใช้วงจรสี่จังหวะ แต่ในเครื่องยนต์โรตารี่ วัฏจักรดังกล่าวจะดำเนินการแตกต่างกัน
สำหรับการหมุนรอบโรเตอร์ที่สมบูรณ์หนึ่งครั้ง เพลานอกรีตจะทำการหมุนสามครั้ง
องค์ประกอบหลักของเครื่องยนต์โรตารีคือโรเตอร์ มันทำหน้าที่เป็นลูกสูบในเครื่องยนต์ลูกสูบธรรมดา โรเตอร์ติดตั้งอยู่บนลูกเบี้ยวทรงกลมขนาดใหญ่บนเพลาส่งออก ลูกเบี้ยวถูกชดเชยจากแกนกลางของเพลาและทำหน้าที่เป็นข้อเหวี่ยง ทำให้โรเตอร์หมุนเพลาได้ การหมุนภายในตัวเรือน โรเตอร์ดันลูกเบี้ยวไปรอบ ๆ เส้นรอบวง หมุนสามครั้งในการหมุนโรเตอร์ครั้งเดียวจนครบชุด
ขนาดของห้องที่เกิดจากโรเตอร์จะเปลี่ยนไปเมื่อหมุน การเปลี่ยนแปลงขนาดนี้ทำให้เกิดการสูบฉีด ต่อไป เราจะดูแต่ละจังหวะของเครื่องยนต์โรตารีทั้งสี่จังหวะ
ทางเข้า
จังหวะไอดีเริ่มต้นเมื่อด้านบนของโรเตอร์ผ่านพอร์ตไอดี ในช่วงเวลาที่ด้านบนผ่านช่องทางเข้า ปริมาตรของห้องเพาะเลี้ยงใกล้จะถึงค่าต่ำสุดแล้ว นอกจากนี้ ปริมาตรของห้องเพาะเลี้ยงจะเพิ่มขึ้น และดูดส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงเข้าไปเมื่อโรเตอร์หมุนต่อไป ห้องจะถูกแยกออกและจังหวะการอัดจะเริ่มขึ้น
การบีบอัด
เมื่อโรเตอร์หมุนต่อไป ปริมาตรของห้องจะลดลง และส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงจะถูกบีบอัด เมื่อโรเตอร์ผ่านหัวเทียน ปริมาตรของห้องเพาะเลี้ยงจะใกล้เคียงกับค่าต่ำสุด ณ จุดนี้เกิดการจุดระเบิดรอบการทำงาน
เครื่องยนต์โรตารี่จำนวนมากมีหัวเทียนสองหัว ห้องเผาไหม้มีปริมาตรเพียงพอ ดังนั้นด้วยเทียนเล่มเดียว การจุดระเบิดจะเกิดขึ้นช้ากว่า เมื่อส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงติดไฟ แรงดันจะถูกสร้างขึ้นซึ่งทำให้โรเตอร์เคลื่อนที่แรงดันการเผาไหม้จะหมุนโรเตอร์ไปในทิศทางของการเพิ่มปริมาตรของห้องเพาะเลี้ยง ก๊าซเผาไหม้ยังคงขยายตัว หมุนโรเตอร์และสร้างพลังงานจนกว่าส่วนบนของโรเตอร์จะผ่านช่องระบายอากาศ
ปล่อย
เมื่อโรเตอร์ผ่านช่องระบายไอเสีย ก๊าซเผาไหม้จะอยู่ใต้ ความดันสูงออกมาใน ระบบไอเสีย. เมื่อโรเตอร์หมุนต่อไป ปริมาตรของห้องเพาะเลี้ยงจะลดลง ดันก๊าซไอเสียที่เหลือเข้าไปในช่องระบายไอเสีย เมื่อปริมาตรของห้องเพาะเลี้ยงใกล้ถึงค่าต่ำสุด ด้านบนของโรเตอร์จะผ่านช่องขาเข้าและวงจรจะทำซ้ำควรสังเกตว่าทั้งสามด้านของโรเตอร์มีส่วนเกี่ยวข้องกับวัฏจักรใดรอบหนึ่งเสมอนั่นคือ สำหรับการหมุนโรเตอร์ที่สมบูรณ์หนึ่งครั้งจะทำรอบการทำงานสามรอบ สำหรับการหมุนรอบโรเตอร์ที่สมบูรณ์หนึ่งครั้ง เพลาส่งออกจะทำการหมุนสามครั้งเพราะ มีหนึ่งรอบต่อการหมุนรอบของเพลา
ความแตกต่างและปัญหา
เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ลูกสูบ เครื่องยนต์โรตารี่มีความแตกต่างบางประการชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวน้อยลง
เครื่องยนต์โรตารี่ใช้ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวน้อยกว่าเครื่องยนต์แบบลูกสูบ เครื่องยนต์สองโรเตอร์มีสามส่วนที่เคลื่อนที่ได้: โรเตอร์สองตัวและเพลาเอาท์พุต แม้ในวิธีที่ง่ายที่สุด เครื่องยนต์สี่สูบมีการใช้ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวอย่างน้อย 40 ชิ้น รวมถึงลูกสูบ ก้านสูบ เพลาลูกเบี้ยว วาล์ว สปริงวาล์ว แขนโยก สายพานราวลิ้น และเพลาข้อเหวี่ยงด้วยการลดจำนวนชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว ความน่าเชื่อถือของเครื่องยนต์โรตารีจึงเพิ่มขึ้น ด้วยเหตุนี้ ผู้ผลิตบางรายจึงใช้เครื่องยนต์โรตารีแทนเครื่องยนต์ลูกสูบในเครื่องบิน
การทำงานที่ราบรื่น
ทุกส่วนของเครื่องยนต์โรตารีจะหมุนอย่างต่อเนื่องในทิศทางเดียวกัน แทนที่จะเปลี่ยนทิศทางอย่างต่อเนื่องเหมือนลูกสูบในเครื่องยนต์ทั่วไป เครื่องยนต์โรตารีใช้ตุ้มน้ำหนักแบบหมุนที่สมดุลซึ่งออกแบบมาเพื่อรองรับแรงสั่นสะเทือนการส่งกำลังก็ราบรื่นขึ้นเช่นกัน เนื่องจากแต่ละจังหวะของรอบการหมุนของโรเตอร์ 90 องศา และเพลาเอาท์พุตทำการหมุนสามครั้งสำหรับการหมุนโรเตอร์แต่ละครั้ง แต่ละจังหวะของรอบจะดำเนินต่อไปสำหรับการหมุนของเพลาส่งออก 270 องศา ซึ่งหมายความว่ามอเตอร์โรเตอร์ตัวเดียวส่งกำลังที่ 3/4 รอบของเพลาเอาท์พุต ในเครื่องยนต์ลูกสูบเดี่ยว กระบวนการเผาไหม้จะเกิดขึ้นที่ 180 องศาทุกๆ วินาที นั่นคือ 1/4 ของรอบการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยงแต่ละครั้ง (เพลาเอาท์พุตเครื่องยนต์ลูกสูบ)
งานช้า
เนื่องจากโรเตอร์หมุนด้วยความเร็ว 1/3 ของเพลาส่งออก ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวหลักของเครื่องยนต์โรตารีจึงเคลื่อนที่ได้ช้ากว่าชิ้นส่วนในเครื่องยนต์ลูกสูบ นอกจากนี้ยังช่วยให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือปัญหา
เครื่องยนต์โรตารีมีปัญหาหลายประการ:- การผลิตที่ประณีตตามข้อกำหนดการปล่อยมลพิษ
- ต้นทุนการผลิตของเครื่องยนต์โรตารี่นั้นสูงกว่าเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ลูกสูบ เนื่องจากจำนวนเครื่องยนต์โรตารีที่ผลิตได้น้อยกว่า
- ปริมาณการใช้เชื้อเพลิงของรถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์โรตารี่นั้นสูงกว่าเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ลูกสูบ เนื่องจากประสิทธิภาพทางอุณหพลศาสตร์ลดลงเนื่องจากห้องเผาไหม้ขนาดใหญ่และอัตราส่วนการอัดต่ำ
ด้วยการประดิษฐ์เครื่องยนต์สันดาปภายใน ความก้าวหน้าในการพัฒนาอุตสาหกรรมยานยนต์ได้ก้าวไปข้างหน้าอย่างมาก แม้ว่า อุปกรณ์ทั่วไปเครื่องยนต์สันดาปภายในยังคงเหมือนเดิม หน่วยเหล่านี้ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง นอกจากมอเตอร์เหล่านี้แล้ว ยังมียูนิตแบบโรตารี่แบบโปรเกรสซีฟปรากฏขึ้นอีกด้วย ทำไมพวกเขาถึงไม่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง? โลกยานยนต์? เราจะพิจารณาคำตอบสำหรับคำถามนี้ในบทความ
ประวัติของหน่วย
เครื่องยนต์โรตารี่ได้รับการออกแบบและทดสอบโดยนักพัฒนา Felix Wankel และ Walter Freude ในปี 1957 รถคันแรกที่ติดตั้งเครื่องนี้คือรถสปอร์ต NSU Spyder จากการศึกษาพบว่าด้วยกำลังเครื่องยนต์ 57 พลังม้า เครื่องนี้มีความสามารถในการเร่งความเร็วได้ถึง 150 กิโลเมตรต่อชั่วโมง การผลิตรถสไปเดอร์ที่ติดตั้งเครื่องยนต์โรตารี่ 57 แรงม้า ใช้เวลาประมาณ 3 ปี
หลังจากนั้นเครื่องยนต์ประเภทนี้ก็เริ่มติดตั้งให้กับรถ NSU Ro-80 ต่อจากนั้นมีการติดตั้งเครื่องยนต์โรตารี่ใน Citroens, Mercedes, VAZ และ Chevrolets
หนึ่งในรถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์โรตารีที่พบมากที่สุดคือรถสปอร์ตสัญชาติญี่ปุ่น Mazda Cosmo Sport นอกจากนี้ ชาวญี่ปุ่นก็เริ่มติดตั้งมอเตอร์รุ่นนี้ให้กับรุ่น RX หลักการทำงานของเครื่องยนต์โรตารี่ (Mazda RX) คือการหมุนโรเตอร์อย่างต่อเนื่องโดยเปลี่ยนรอบการทำงาน แต่เพิ่มเติมในภายหลัง
ปัจจุบัน ผู้ผลิตรถยนต์สัญชาติญี่ปุ่นไม่ได้มีส่วนร่วมในการผลิตรถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์โรตารี่แบบต่อเนื่อง รุ่นล่าสุดซึ่งติดตั้งมอเตอร์ดังกล่าวได้กลายเป็นมาสด้า RX8 ของการดัดแปลง Spirit R อย่างไรก็ตามในปี 2555 การผลิตรถยนต์รุ่นนี้ถูกยกเลิก
อุปกรณ์และหลักการทำงาน
หลักการทำงานของเครื่องยนต์โรตารี่คืออะไร? มอเตอร์ประเภทนี้โดดเด่นด้วยรอบการทำงาน 4 จังหวะ เช่นเดียวกับเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบคลาสสิก อย่างไรก็ตาม หลักการทำงานของเครื่องยนต์ลูกสูบแบบโรตารี่นั้นแตกต่างจากเครื่องยนต์ลูกสูบทั่วไปเล็กน้อย
อะไร คุณสมบัติหลักมอเตอร์นี้? เครื่องยนต์โรตารี่สเตอร์ลิงมีการออกแบบไม่ใช่ 2 ไม่ใช่ 4 และไม่ใช่ 8 ลูกสูบ แต่มีเพียงหนึ่งลูกสูบเท่านั้น เรียกว่าโรเตอร์ องค์ประกอบนี้หมุนเป็นทรงกระบอกที่มีรูปร่างพิเศษ โรเตอร์ติดตั้งอยู่บนเพลาและเชื่อมต่อกับล้อเฟือง หลังมีคลัตช์เกียร์พร้อมสตาร์ท องค์ประกอบหมุนไปตามเส้นโค้ง epitrochoidal นั่นคือใบพัดของโรเตอร์จะหุ้มห้องกระบอกสูบสลับกัน ในระยะหลังเกิดการเผาไหม้เชื้อเพลิง หลักการทำงานของเครื่องยนต์โรตารี่ (รวมถึง Mazda Cosmo Sport) คือในการปฏิวัติครั้งเดียวกลไกจะผลักวงกลมแข็งสามกลีบ เมื่อชิ้นส่วนหมุนอยู่ในร่างกาย ช่องทั้งสามด้านในจะเปลี่ยนขนาด เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงขนาดทำให้เกิดแรงกดดันในห้องเพาะเลี้ยง
ขั้นตอนการทำงาน
เครื่องยนต์โรตารี่ทำงานอย่างไร? หลักการทำงาน (ภาพ gif และไดอะแกรม RPD ที่คุณเห็นด้านล่าง) ของมอเตอร์นี้มีดังต่อไปนี้ การทำงานของเครื่องยนต์ประกอบด้วยรอบการทำซ้ำสี่รอบ ได้แก่ :
- การจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงซึ่งเป็นช่วงแรกของเครื่องยนต์ มันเกิดขึ้นในขณะที่ด้านบนของโรเตอร์อยู่ที่ระดับของรูป้อน เมื่อห้องเพาะเลี้ยงเปิดออกสู่ช่องหลัก ปริมาตรของห้องจะเข้าใกล้น้อยที่สุด ทันทีที่โรเตอร์หมุนผ่าน ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศจะเข้าสู่ห้องเครื่อง หลังจากนั้นห้องจะปิดอีกครั้ง
- การบีบอัด. ขณะที่โรเตอร์ยังคงเคลื่อนที่ต่อไป พื้นที่ในช่องจะลดลง ดังนั้นส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงจึงถูกบีบอัด ทันทีที่กลไกผ่านช่องหัวเทียน ปริมาตรของห้องจะลดลงอีกครั้ง เมื่อถึงจุดนี้ ส่วนผสมจะติดไฟ
- การอักเสบ. บ่อยครั้งที่เครื่องยนต์โรตารี่ (รวมถึง VAZ-2118) มีหัวเทียนหลายหัว เนื่องจากห้องเผาไหม้มีความยาวมาก ทันทีที่เทียนจุดไฟส่วนผสมที่ติดไฟได้ ระดับแรงดันภายในจะเพิ่มขึ้นเป็นสิบเท่า ดังนั้นโรเตอร์จึงถูกขับเคลื่อนอีกครั้ง นอกจากนี้ ความดันในห้องเพาะเลี้ยงและปริมาณก๊าซยังคงเพิ่มขึ้น ในขณะนี้ โรเตอร์จะเคลื่อนที่และสร้างแรงบิดขึ้น สิ่งนี้จะดำเนินต่อไปจนกว่ากลไกจะผ่านช่องระบายอากาศ
- การปล่อยก๊าซเมื่อโรเตอร์ผ่าน ช่องนี้, ก๊าซแรงดันสูงเริ่มเคลื่อนเข้าสู่ท่อไอเสียอย่างอิสระ ในกรณีนี้การเคลื่อนไหวของกลไกจะไม่หยุด โรเตอร์หมุนอย่างเสถียรจนกว่าปริมาตรของห้องเผาไหม้จะลดลงเหลือน้อยที่สุดอีกครั้ง ถึงเวลานี้ ปริมาณไอเสียที่เหลือจะถูกบีบออกจากเครื่องยนต์
นี่คือหลักการทำงานของเครื่องยนต์โรตารี่ VAZ-2108 ซึ่งติดตั้ง RPD เช่นเดียวกับมาสด้าญี่ปุ่นต่างกัน งานเงียบมอเตอร์และสูง ลักษณะไดนามิก. แต่ในการผลิตจำนวนมาก การปรับเปลี่ยนนี้ไม่เคยเปิดตัว ดังนั้นเราจึงพบว่าหลักการทำงานของเครื่องยนต์โรตารีคืออะไร
ข้อเสียและข้อดี
ไม่ไร้สาระ มอเตอร์นี้ได้รับความสนใจจากผู้ผลิตรถยนต์จำนวนมาก หลักการพิเศษของการทำงานและการออกแบบมีข้อดีเหนือกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในประเภทอื่นๆ หลายประการ
ดังนั้นข้อดีและข้อเสียของเครื่องยนต์โรตารี่คืออะไร? เริ่มต้นด้วยประโยชน์ที่เห็นได้ชัด ประการแรก เครื่องยนต์โรตารีมีการออกแบบที่สมดุลที่สุด ดังนั้นจึงไม่ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนสูงระหว่างการทำงาน ประการที่สอง มอเตอร์นี้มีน้ำหนักเบากว่าและมีขนาดกะทัดรัดกว่า ดังนั้นการติดตั้งจึงมีความเกี่ยวข้องเป็นพิเศษกับผู้ผลิตรถสปอร์ต นอกจากนี้ น้ำหนักที่เบาของตัวเครื่องทำให้นักออกแบบสามารถกระจายน้ำหนักที่เหมาะสมของโหลดเพลาได้ ดังนั้นรถที่มีเครื่องยนต์นี้จึงมีเสถียรภาพและคล่องแคล่วมากขึ้นบนท้องถนน
และแน่นอน พื้นที่ออกแบบ แม้จะมีจำนวนรอบการทำงานเท่ากัน แต่อุปกรณ์ของเครื่องยนต์นี้ง่ายกว่าของลูกสูบมาก ในการสร้างมอเตอร์แบบโรตารี่ จำเป็นต้องมีส่วนประกอบและกลไกจำนวนน้อยที่สุด
อย่างไรก็ตาม ทรัมป์การ์ดของเครื่องยนต์รุ่นนี้ไม่ได้มีน้ำหนักและมีการสั่นสะเทือนต่ำแต่มีประสิทธิภาพสูง ด้วยหลักการทำงานพิเศษ มอเตอร์แบบโรตารี่จึงมีกำลังและประสิทธิภาพที่มากกว่า
ตอนนี้สำหรับข้อเสีย พวกเขากลายเป็นมากกว่าข้อดี สาเหตุหลักที่ผู้ผลิตปฏิเสธที่จะซื้อเครื่องยนต์ดังกล่าวคือการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่สูง โดยเฉลี่ยแล้ว ในระยะทางหนึ่งร้อยกิโลเมตร หน่วยดังกล่าวใช้เชื้อเพลิงมากถึง 20 ลิตร และคุณเห็นว่านี่เป็นค่าใช้จ่ายจำนวนมากตามมาตรฐานปัจจุบัน
ความยากในการผลิตชิ้นส่วน
นอกจากนี้ยังเป็นที่น่าสังเกต ค่าใช้จ่ายสูงการผลิตชิ้นส่วนสำหรับเครื่องยนต์นี้ ซึ่งอธิบายได้จากความซับซ้อนในการผลิตโรเตอร์ ถึง กลไกนี้ผ่านเส้นโค้ง epitrochoidal อย่างถูกต้องจำเป็นต้องมีความแม่นยำทางเรขาคณิตสูง (รวมถึงสำหรับกระบอกสูบ) ดังนั้นในการผลิตเครื่องยนต์โรตารี่จึงเป็นไปไม่ได้หากไม่มีอุปกรณ์ราคาแพงและความรู้พิเศษใน ด้านเทคนิค. ดังนั้น ค่าใช้จ่ายทั้งหมดเหล่านี้จึงถูกบรรจุไว้ล่วงหน้าในราคาของรถ
ความร้อนสูงเกินไปและภาระสูง
นอกจากนี้ เนื่องจากการออกแบบพิเศษ หน่วยนี้มักจะมีความร้อนสูงเกินไป ปัญหาทั้งหมดคือรูปร่างของเลนส์ของห้องเผาไหม้
ในทางตรงกันข้าม เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบคลาสสิกมีการออกแบบห้องทรงกลม เชื้อเพลิงที่เผาไหม้ในกลไกของเลนส์จะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน ซึ่งไม่เพียงแต่ใช้ไปในจังหวะการทำงานเท่านั้น แต่ยังให้ความร้อนแก่กระบอกสูบด้วย ในที่สุด "เดือด" บ่อยครั้งของหน่วยนำไปสู่ สึกหรอเร็วและปิดการใช้งาน
ทรัพยากร
ไม่เพียงแต่กระบอกสูบจะรับน้ำหนักได้มากเท่านั้น จากการศึกษาพบว่าในระหว่างการทำงานของโรเตอร์ ชิ้นส่วนสำคัญของน้ำหนักจะตกบนซีลที่อยู่ระหว่างหัวฉีดของกลไก พวกเขาอยู่ภายใต้แรงดันตกอย่างต่อเนื่องดังนั้นอายุเครื่องยนต์สูงสุดคือไม่เกิน 100-150,000 กิโลเมตร
หลังจากนั้นมอเตอร์ก็ต้องการ ยกเครื่องซึ่งบางครั้งราคาก็เทียบเท่ากับการซื้อเครื่องใหม่
ปริมาณการใช้น้ำมัน
นอกจากนี้ เครื่องยนต์โรตารี่ยังต้องการการบำรุงรักษาเป็นอย่างมาก
ปริมาณการใช้น้ำมันมากกว่า 500 มิลลิลิตรต่อ 1,000 กิโลเมตร ซึ่งทำให้จำเป็นต้องเติมของเหลวทุกๆ 4-5,000 กิโลเมตร หากคุณไม่เปลี่ยนให้ทันเวลา มอเตอร์ก็จะล้มเหลว นั่นคือปัญหาในการให้บริการเครื่องยนต์โรตารี่ต้องได้รับการติดต่อด้วยความรับผิดชอบมากขึ้น มิฉะนั้นความผิดพลาดเพียงเล็กน้อยจะเต็มไปด้วยการซ่อมแซมที่มีราคาแพงในตัวเครื่อง
พันธุ์
ในขณะนี้มีมวลรวมห้าประเภทเหล่านี้:
เครื่องยนต์โรตารี่ (VAZ-21018-2108)
ประวัติความเป็นมาของการสร้างเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบโรตารี่ VAZ ย้อนหลังไปถึงปี 1974 ตอนนั้นเองที่มีการสร้างสำนักออกแบบ RPD แห่งแรกขึ้น อย่างไรก็ตาม เครื่องยนต์แรกที่พัฒนาโดยวิศวกรของเรามีการออกแบบที่คล้ายคลึงกับเครื่องยนต์ Wankel ซึ่งติดตั้งซีดาน NSU Ro80 นำเข้า คู่หูโซเวียตชื่อ VAZ-311 นี่เป็นเครื่องยนต์โรตารี่ของโซเวียตเครื่องแรก หลักการทำงาน รถ VAZของมอเตอร์นี้มีอัลกอริธึมการกระทำ Wankel RPD เดียวกัน
รถคันแรกที่เริ่มติดตั้งเครื่องยนต์เหล่านี้คือการดัดแปลง VAZ 21018 รถแทบไม่แตกต่างจาก "บรรพบุรุษ" - รุ่น 2101 - ยกเว้นเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้ ภายใต้ประทุนของความแปลกใหม่คือ RPD ส่วนเดียวที่มีความจุ 70 แรงม้า อย่างไรก็ตาม จากการวิจัยตัวอย่างโมเดลทั้งหมด 50 ตัวอย่างพบว่าเครื่องยนต์ขัดข้องจำนวนมาก ซึ่งทำให้โรงงาน Volzhsky ละทิ้งการใช้สิ่งนี้ ประเภทน้ำแข็งบนรถของพวกเขาในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า
สาเหตุหลักของความผิดปกติของ RPD ในประเทศคือซีลที่ไม่น่าเชื่อถือ อย่างไรก็ตาม นักออกแบบชาวโซเวียตตัดสินใจที่จะรักษาโครงการนี้ด้วยการนำเสนอเครื่องยนต์โรตารี่ 2 ส่วนใหม่ VAZ-411 ให้โลกรู้ ต่อมาได้มีการพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายในของแบรนด์ VAZ-413 ความแตกต่างหลักของพวกเขาอยู่ในอำนาจ สำเนาแรกพัฒนาได้ถึง 120 แรงม้า ครั้งที่สอง - ประมาณ 140 อย่างไรก็ตาม หน่วยเหล่านี้ไม่รวมอยู่ในซีรีส์อีก โรงงานตัดสินใจที่จะใส่เฉพาะในรถยนต์อย่างเป็นทางการที่ใช้ในตำรวจจราจรและ KGB
มอเตอร์สำหรับการบิน "แปด" และ "เก้า"
ในปีถัดมา นักพัฒนาพยายามสร้างมอเตอร์โรตารี่สำหรับเครื่องบินขนาดเล็กในประเทศ แต่ความพยายามทั้งหมดไม่ประสบความสำเร็จ เป็นผลให้นักออกแบบได้พัฒนาเครื่องยนต์สำหรับรถยนต์นั่งส่วนบุคคลอีกครั้ง (ตอนนี้ขับเคลื่อนล้อหน้า) VAZ ซีรีส์ 8 และ 9 ซึ่งแตกต่างจากรุ่นก่อนเครื่องยนต์ VAZ-414 และ 415 ที่พัฒนาขึ้นใหม่นั้นเป็นสากลและสามารถใช้กับด้านหลังได้ - รุ่นขับเคลื่อนล้อของรถยนต์ Volga และ Moskvich เป็นต้น
ลักษณะของ RPD VAZ-414
เป็นครั้งแรกที่เครื่องยนต์นี้ปรากฏบน "nines" เฉพาะในปี 1992 เมื่อเทียบกับ "บรรพบุรุษ" มอเตอร์นี้มีข้อดีดังต่อไปนี้:
- พลังงานจำเพาะสูง ซึ่งทำให้รถสามารถเข้าถึง "ร้อย" ได้ในเวลาเพียง 8-9 วินาที
- ประสิทธิภาพดีเยี่ยม จากเชื้อเพลิงที่เผาแล้วหนึ่งลิตร เป็นไปได้ที่จะเพิ่มกำลังสูงสุด 110 แรงม้า (และสิ่งนี้โดยไม่ต้องบังคับและน่าเบื่อเพิ่มเติมจากบล็อกกระบอกสูบ)
- ศักยภาพในการบังคับสูง ด้วยการตั้งค่าที่เหมาะสม ทำให้สามารถเพิ่มกำลังเครื่องยนต์ได้หลายสิบแรงม้า
- มอเตอร์ความเร็วสูง. เครื่องยนต์ดังกล่าวสามารถทำงานได้แม้ที่ 10,000 รอบต่อนาที ภายใต้ภาระดังกล่าว มีเพียงเครื่องยนต์โรตารีเท่านั้นที่สามารถทำงานได้ หลักการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบคลาสสิกไม่อนุญาตให้ใช้งานเป็นเวลานาน เรฟสูง.
- การบริโภคน้ำมันเชื้อเพลิงค่อนข้างต่ำ หากสำเนาก่อนหน้า "กิน" เชื้อเพลิงประมาณ 18-20 ลิตรต่อ "ร้อย" หน่วยนี้ใช้เพียง 14-15 ในการดำเนินการโดยเฉลี่ย
สถานการณ์ปัจจุบันกับ RPD ที่โรงงานผลิตรถยนต์โวลก้า
เครื่องยนต์ทั้งหมดข้างต้นไม่ได้รับความนิยมมากนัก และในไม่ช้าการผลิตของเครื่องยนต์ก็ถูกลดทอนลง ในอนาคต โรงงานผลิตรถยนต์โวลก้าไม่มีแผนที่จะรื้อฟื้นการพัฒนาเครื่องยนต์โรตารี ดังนั้น RPD VAZ-414 จะยังคงเป็นกระดาษยู่ยี่ในประวัติศาสตร์วิศวกรรมในประเทศ
ดังนั้นเราจึงพบว่าเครื่องยนต์โรตารี่ตัวใดมีหลักการทำงานและอุปกรณ์
ดังที่คุณทราบ หลักการทำงานของเครื่องยนต์โรตารีนั้นขึ้นอยู่กับรอบที่สูงและการไม่มีการเคลื่อนไหวที่ทำให้เครื่องยนต์สันดาปภายในแตกต่างออกไป นี่คือสิ่งที่ทำให้หน่วยนี้แตกต่างจากเครื่องยนต์ลูกสูบทั่วไป RPD เรียกอีกอย่างว่าเครื่องยนต์ Wankel และวันนี้เราจะพิจารณาการทำงานและข้อดีที่เห็นได้ชัด
โรเตอร์ของเครื่องยนต์ดังกล่าวอยู่ในกระบอกสูบ ตัวเคสไม่ใช่แบบกลม แต่เป็นแบบวงรี เพื่อให้โรเตอร์ของรูปทรงสามเหลี่ยมพอดีตามปกติ RPD ไม่มีเพลาข้อเหวี่ยงและก้านสูบ และไม่มีส่วนอื่นในนั้น ซึ่งทำให้การออกแบบง่ายขึ้นมาก กล่าวอีกนัยหนึ่งคือประมาณหนึ่งพันชิ้นส่วนของเครื่องยนต์สันดาปภายในทั่วไปไม่อยู่ใน RPD
การทำงานของ RPD แบบคลาสสิกนั้นอิงจากการเคลื่อนไหวอย่างง่ายของโรเตอร์ภายในตัวเรือนวงรี ระหว่างการเคลื่อนที่ของโรเตอร์ตามแนวเส้นรอบวงของสเตเตอร์จะเกิดช่องว่างอิสระซึ่งกระบวนการเริ่มต้นยูนิตเกิดขึ้น
น่าแปลกที่หน่วยโรตารี่เป็นความขัดแย้ง มันคืออะไร? และความจริงที่ว่าเขามีอัจฉริยภาพ การออกแบบที่เรียบง่ายซึ่งด้วยเหตุผลบางอย่างไม่ได้หยั่งราก แต่รุ่นลูกสูบที่ซับซ้อนมากขึ้นได้กลายเป็นที่นิยมและถูกใช้ทุกที่
โครงสร้างและหลักการทำงานของเครื่องยนต์โรตารี่
โครงร่างการทำงานของเครื่องยนต์โรตารีเป็นสิ่งที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากเครื่องยนต์สันดาปภายในทั่วไป อันดับแรก เราควรทิ้งการออกแบบเครื่องยนต์สันดาปภายในไว้อย่างที่เราทราบในอดีต ประการที่สอง พยายามซึมซับความรู้และแนวคิดใหม่ๆ
เช่นเดียวกับเครื่องยนต์ลูกสูบ เครื่องยนต์โรตารี่ใช้แรงดันที่เกิดขึ้นเมื่อส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงถูกเผาไหม้ ในเครื่องยนต์ลูกสูบ แรงดันนี้จะสะสมในกระบอกสูบและเคลื่อนลูกสูบไปมา ก้านสูบและเพลาข้อเหวี่ยงจะเปลี่ยนการเคลื่อนที่แบบลูกสูบของลูกสูบเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนที่สามารถใช้หมุนล้อรถได้
RPD ได้รับการตั้งชื่อตามนี้เนื่องจากโรเตอร์ซึ่งก็คือส่วนของมอเตอร์ที่เคลื่อนที่ การเคลื่อนไหวนี้ส่งกำลังไปยังคลัตช์และกระปุกเกียร์ โดยพื้นฐานแล้วโรเตอร์จะดันพลังงานจากเชื้อเพลิงซึ่งจะถูกโอนไปยังล้อผ่านเกียร์ ตัวโรเตอร์นั้นจำเป็นต้องทำจากเหล็กอัลลอยด์และมีรูปร่างของสามเหลี่ยมดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น
แคปซูลที่โรเตอร์ตั้งอยู่นั้นเป็นเมทริกซ์ชนิดหนึ่ง ซึ่งเป็นศูนย์กลางของจักรวาล ที่ซึ่งกระบวนการทั้งหมดเกิดขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ในกรณีวงรีนี้ที่:
- การบีบอัดส่วนผสม
- การฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง;
- การจัดหาออกซิเจน
- การจุดระเบิดด้วยส่วนผสม
- การส่งคืนองค์ประกอบที่ถูกเผาไปยังทางออก
พูดได้คำเดียวว่า หกในหนึ่งเดียว ถ้าคุณชอบ
ตัวโรเตอร์นั้นติดตั้งอยู่บนกลไกพิเศษและไม่หมุนรอบแกนเดียว แต่จะวิ่ง ดังนั้นโพรงที่แยกจากกันจึงถูกสร้างขึ้นภายในตัววงรีซึ่งแต่ละกระบวนการเกิดขึ้น เนื่องจากโรเตอร์เป็นรูปสามเหลี่ยมจึงมีเพียงสามฟันผุ
ทุกอย่างเริ่มต้นดังนี้: การดูดเกิดขึ้นในโพรงแรกที่เกิดขึ้นนั่นคือห้องนั้นเต็มไปด้วยส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงซึ่งผสมกันที่นี่ หลังจากนั้น โรเตอร์จะหมุนและดันส่วนผสมที่ผสมนี้ไปยังอีกห้องหนึ่ง ที่นี่ส่วนผสมถูกบีบอัดและจุดไฟด้วยเทียนสองเล่ม
ส่วนผสมจะเข้าไปในช่องที่สาม ซึ่งส่วนของเชื้อเพลิงที่ใช้แล้วจะถูกขับออกสู่ระบบไอเสีย
นี่คือวงจรเต็มรูปแบบของ RPD แต่ไม่ใช่ทุกอย่างจะง่ายนัก เราได้พิจารณาโครงการ RPD จากด้านเดียวเท่านั้น และการกระทำเหล่านี้เกิดขึ้นตลอดเวลา กล่าวอีกนัยหนึ่ง กระบวนการเกิดขึ้นทันทีจากสามด้านของโรเตอร์ เป็นผลให้ในการปฏิวัติหนึ่งหน่วยทำซ้ำสามรอบ
นอกจากนี้ วิศวกรชาวญี่ปุ่นยังสามารถปรับปรุงเครื่องยนต์โรตารีได้อีกด้วย ทุกวันนี้ เครื่องยนต์โรตารี่ของมาสด้าไม่มีโรตารีเพียงตัวเดียว แต่มีสองหรือสามโรเตอร์ ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์สันดาปภายในทั่วไป สำหรับการเปรียบเทียบ: RPD แบบ 2 โรเตอร์เทียบได้กับเครื่องยนต์สันดาปภายใน 6 สูบ และ RPD แบบ 3 โรเตอร์เทียบได้กับเครื่องยนต์ 12 สูบ ดังนั้นปรากฎว่าชาวญี่ปุ่นมีสายตาที่มองการณ์ไกลและตระหนักถึงข้อดีของเครื่องยนต์โรตารี่ในทันทีอีกครั้งที่ประสิทธิภาพไม่ใช่ข้อดีเพียงอย่างเดียวของ RPD เขามีหลายคน ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น เครื่องยนต์โรตารีมีขนาดเล็กมากและใช้ชิ้นส่วนน้อยกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในตัวเดียวกันถึงพันชิ้น มีเพียงสองส่วนหลักใน RPD - โรเตอร์และสเตเตอร์ แต่คุณไม่สามารถจินตนาการถึงสิ่งใดที่ง่ายกว่านี้
หลักการทำงานของเครื่องยนต์โรตารี่
หลักการทำงานของเครื่องยนต์ลูกสูบแบบโรตารี่ที่สร้างขึ้นในคราวเดียววิศวกรผู้มีความสามารถหลายคนเลิกคิ้วด้วยความประหลาดใจ และวันนี้ วิศวกรผู้มากความสามารถของมาสด้าสมควรได้รับการยกย่องและชื่นชม ไม่ใช่เรื่องตลกที่จะเชื่อในประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ที่ดูเหมือนถูกฝังและให้ชีวิตที่สองแก่มันและช่างเป็นชีวิตที่แท้จริง!
โรเตอร์มีสามด้านนูน แต่ละด้านทำหน้าที่เหมือนลูกสูบ แต่ละด้านของโรเตอร์มีส่วนเว้า ซึ่งเพิ่มความเร็วในการหมุนของโรเตอร์โดยรวม ทำให้มีพื้นที่มากขึ้นสำหรับส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศ ที่ด้านบนของแต่ละหน้ามีแผ่นโลหะซึ่งประกอบเป็นห้องที่มีรอบเครื่องยนต์เกิดขึ้น วงแหวนโลหะสองวงที่แต่ละด้านของโรเตอร์สร้างผนังของห้องเหล่านี้ ตรงกลางของโรเตอร์เป็นวงกลมซึ่งมีฟันหลายซี่ พวกเขาเชื่อมต่อกับไดรฟ์ที่ต่ออยู่กับเพลาส่งออก การเชื่อมต่อนี้จะกำหนดเส้นทางและทิศทางที่โรเตอร์เคลื่อนที่ภายในห้องเพาะเลี้ยง
ห้องเครื่องยนต์รูปร่างประมาณวงรี (แต่เพื่อความแม่นยำ มันคือ Epitrochoid ซึ่งจะเป็น epicycloid ที่ยาวหรือสั้นลงซึ่งเป็นเส้นโค้งแบนที่เกิดจากจุดคงที่ของวงกลมที่กลิ้งไปตามวงกลมอื่น) รูปทรงของห้องเพาะเลี้ยงได้รับการออกแบบมาเพื่อให้จุดยอดทั้งสามของโรเตอร์สัมผัสกับผนังห้องเพาะเลี้ยงอยู่เสมอ ทำให้เกิดปริมาตรก๊าซที่ปิดล้อมสามปริมาตร ในแต่ละส่วนของห้องเพาะเลี้ยง หนึ่งในสี่รอบจะเกิดขึ้น:
- ทางเข้า
- การบีบอัด
- การเผาไหม้
- ปล่อย
ช่องทางเข้าและทางออกอยู่ในผนังห้องเพาะเลี้ยงและไม่มีวาล์ว พอร์ตไอเสียเชื่อมต่อโดยตรงกับท่อไอเสีย ในขณะที่พอร์ตไอดีเชื่อมต่อโดยตรงกับก๊าซ
เพลาส่งออกมีลูกเบี้ยวรูปครึ่งวงกลมวางแบบไม่สมมาตรเมื่อเทียบกับจุดศูนย์กลาง ซึ่งหมายความว่าจะออฟเซ็ตจากเส้นกึ่งกลางของเพลา โรเตอร์แต่ละตัววางอยู่บนส่วนที่ยื่นออกมาเหล่านี้ เพลาส่งออกนั้นคล้ายคลึงกับเพลาข้อเหวี่ยงในเครื่องยนต์ลูกสูบ โรเตอร์แต่ละตัวเคลื่อนที่ภายในห้องและดันลูกเบี้ยวของตัวเอง
เนื่องจากลูกเบี้ยวไม่ได้ติดตั้งอย่างสมมาตร แรงที่โรเตอร์กดเข้าไปจะสร้างแรงบิดบนเพลาส่งออก ทำให้หมุนได้
โครงสร้างของเครื่องยนต์โรตารี่
เครื่องยนต์โรตารี่ประกอบด้วยชั้นต่างๆ เครื่องยนต์โรเตอร์คู่ประกอบด้วยห้าชั้นหลักที่ยึดเข้าด้วยกันด้วยสลักเกลียวยาวเรียงเป็นวงกลม น้ำหล่อเย็นไหลผ่านทุกส่วนของโครงสร้าง
ชั้นนอกสองชั้นปิดและมีตลับลูกปืนสำหรับเพลาส่งออก พวกเขายังถูกปิดผนึกในส่วนหลักของห้องที่มีโรเตอร์อยู่ พื้นผิวด้านในของชิ้นส่วนเหล่านี้เรียบมากและช่วยให้โรเตอร์ทำงาน ส่วนการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงอยู่ที่ส่วนท้ายของแต่ละส่วนเหล่านี้เลเยอร์ถัดไปประกอบด้วยตัวโรเตอร์และส่วนไอเสียโดยตรง
ศูนย์ประกอบด้วยห้องจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงสองห้อง หนึ่งห้องสำหรับแต่ละโรเตอร์ นอกจากนี้ยังแยกใบพัดทั้งสองนี้ออกจากกันเพื่อให้พื้นผิวด้านนอกเรียบมาก
ที่ศูนย์กลางของโรเตอร์แต่ละอันจะมีเฟืองขนาดใหญ่สองเฟืองที่หมุนรอบเฟืองที่เล็กกว่าและติดอยู่กับตัวเรือนมอเตอร์ นี่คือวงโคจรของการหมุนของโรเตอร์
แน่นอนว่าถ้าเครื่องยนต์โรตารี่ไม่มีข้อเสีย มันก็คงจะใช้กับรถยนต์สมัยใหม่ได้อย่างแน่นอน เป็นไปได้ด้วยซ้ำว่าถ้าเครื่องยนต์โรตารีไม่มีบาป เราจะไม่รู้เกี่ยวกับเครื่องยนต์ลูกสูบ เพราะเครื่องยนต์โรตารีถูกสร้างขึ้นก่อนหน้านี้ จากนั้นอัจฉริยะของมนุษย์ที่พยายามปรับปรุงหน่วยสร้างมอเตอร์ลูกสูบรุ่นใหม่
แต่น่าเสียดายที่เครื่องยนต์โรตารี่มีข้อเสีย ข้อผิดพลาดที่เห็นได้ชัดของหน่วยนี้รวมถึงการปิดผนึกของห้องเผาไหม้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งนี้ยังอธิบายไม่เพียงพอ การติดต่อที่ดีตัวโรเตอร์เองกับผนังของกระบอกสูบ ในระหว่างการเสียดสีกับผนังของกระบอกสูบ โลหะของโรเตอร์จะร้อนขึ้นและเป็นผลให้ขยายตัว และทรงกระบอกรูปวงรีเองก็ร้อนขึ้นและแย่กว่านั้น - ความร้อนไม่สม่ำเสมอ
หากอุณหภูมิในห้องเผาไหม้สูงกว่าในระบบไอดี/ไอเสีย กระบอกสูบจะต้องทำด้วยวัสดุไฮเทคที่ติดตั้งไว้ ที่ต่างๆคณะ
เพื่อให้เครื่องยนต์สตาร์ทได้ใช้หัวเทียนเพียงสองหัวเท่านั้น ไม่แนะนำให้ใช้อีกต่อไปเนื่องจากลักษณะของห้องเผาไหม้ RPD มีห้องเผาไหม้ที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงและให้พลังงานเป็นเวลาสามในสี่ของเวลาทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายใน และประสิทธิภาพก็มากถึงสี่สิบเปอร์เซ็นต์ ในการเปรียบเทียบ: สำหรับเครื่องยนต์ลูกสูบ ตัวเลขเดียวกันคือ 20%
ประโยชน์ของเครื่องยนต์โรตารี่
ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวน้อยลง
เครื่องยนต์โรตารี่มีชิ้นส่วนน้อยกว่า เช่น เครื่องยนต์ลูกสูบ 4 สูบ เครื่องยนต์โรตารี่คู่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้สามส่วน: โรเตอร์สองตัวและเพลาเอาท์พุต แม้แต่เครื่องยนต์ลูกสูบ 4 สูบที่ง่ายที่สุดก็มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้อย่างน้อย 40 ชิ้น รวมถึงลูกสูบ ก้านสูบ ก้านสูบ วาล์ว โยก สปริงวาล์ว สายพานราวลิ้น และเพลาข้อเหวี่ยง การลดชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวทำให้เครื่องยนต์โรตารีมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น นั่นคือเหตุผลที่ผู้ผลิตเครื่องบินบางราย (เช่น Skycar) ใช้เครื่องยนต์โรตารี่แทนเครื่องยนต์ลูกสูบ
ความนุ่มนวล
ชิ้นส่วนทั้งหมดในเครื่องยนต์โรตารีจะหมุนไปในทิศทางเดียวกันอย่างต่อเนื่อง ต่างจากทิศทางที่ลูกสูบเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาในเครื่องยนต์ทั่วไป เครื่องยนต์โรตารีใช้ตุ้มน้ำหนักแบบหมุนที่สมดุลเพื่อลดแรงสั่นสะเทือน การส่งกำลังในเครื่องยนต์โรตารีก็นุ่มนวลขึ้นเช่นกัน รอบการเผาไหม้แต่ละครั้งเกิดขึ้นในการหมุนหนึ่งครั้งของโรเตอร์ 90 องศา เพลาส่งออกจะหมุนสามครั้งสำหรับการหมุนแต่ละครั้งของโรเตอร์ รอบการเผาไหม้แต่ละครั้งจะใช้เวลา 270 องศาในการหมุนเพลาส่งออก ซึ่งหมายความว่าเครื่องยนต์โรตารี่ตัวเดียวให้กำลังสามในสี่ เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ลูกสูบเดี่ยว การเผาไหม้จะเกิดขึ้นทุกๆ 180 องศาของการปฏิวัติแต่ละครั้ง หรือเพียงหนึ่งในสี่ของรอบการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง
ความช้า
เนื่องจากโรเตอร์หมุนที่หนึ่งในสามของการหมุนเพลาเอาท์พุต ชิ้นส่วนหลักของเครื่องยนต์จึงหมุนช้ากว่าชิ้นส่วนในเครื่องยนต์ลูกสูบทั่วไป ยังช่วยให้มีความน่าเชื่อถือ
ขนาดเล็ก + กำลังสูง
ความกะทัดรัดของระบบควบคู่ไปกับ ประสิทธิภาพสูง(เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์สันดาปภายในทั่วไป) ให้คุณผลิตได้ประมาณ 200-250 แรงม้า จากเครื่องยนต์ 1.3 ลิตรขนาดเล็ก จริงพร้อมข้อเสียเปรียบหลักของการออกแบบในรูปแบบ ไหลสูงเชื้อเพลิง.
ข้อเสียของมอเตอร์แบบโรตารี่
ปัญหาที่สำคัญที่สุดในการผลิตเครื่องยนต์โรตารี่:
- ค่อนข้างยาก (แต่ไม่ใช่เป็นไปไม่ได้) ในการปรับให้เข้ากับการควบคุมการปล่อย CO2 ใน สิ่งแวดล้อมโดยเฉพาะในสหรัฐอเมริกา
- การผลิตอาจมีราคาแพงกว่ามาก ในกรณีส่วนใหญ่เนื่องจากการผลิตในปริมาณน้อย เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ลูกสูบ
- พวกเขากินน้ำมันเชื้อเพลิงมากขึ้นเนื่องจากประสิทธิภาพทางอุณหพลศาสตร์ของเครื่องยนต์ลูกสูบลดลงในห้องเผาไหม้ที่ยาวและเนื่องจากอัตราส่วนการอัดต่ำ
- เครื่องยนต์โรตารีเนื่องจากการออกแบบมีทรัพยากร จำกัด - โดยเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 60-80,000 กม
สถานการณ์นี้บังคับให้เราจัดประเภทเครื่องยนต์โรตารีเป็นรถสปอร์ต และไม่เพียงเท่านั้น พบสารติดตัวของเครื่องยนต์โรตารี่ในปัจจุบัน มัน ผู้ผลิตรถยนต์ที่มีชื่อเสียงมาสด้าที่เริ่มดำเนินการบนเส้นทางของซามูไรและดำเนินการวิจัยของอาจารย์วันเคลต่อไป หากเราระลึกถึงสถานการณ์เดียวกันกับซูบารุ ความสำเร็จของผู้ผลิตญี่ปุ่นก็ชัดเจน ดูเหมือนว่าทุกอย่างที่เก่าและทิ้งโดยชาวตะวันตกจะไม่จำเป็น แต่ในความเป็นจริง คนญี่ปุ่นสามารถสร้างสิ่งใหม่จากของเก่าได้ สิ่งเดียวกันก็เกิดขึ้นกับ เครื่องยนต์บ็อกเซอร์ซึ่งเป็น "ชิป" ของซูบารุในปัจจุบัน ในขณะเดียวกัน การใช้เครื่องยนต์ดังกล่าวก็ถือว่าเกือบจะเป็นอาชญากรรม
งานของเครื่องยนต์โรตารี่ยังสนใจวิศวกรชาวญี่ปุ่นซึ่งคราวนี้ได้ปรับปรุงมาสด้า พวกเขาสร้างเครื่องยนต์โรตารี 13b-REW และให้ระบบเทอร์โบคู่ ตอนนี้มาสด้าสามารถโต้เถียงกับรถรุ่นต่างๆ ของเยอรมันได้อย่างง่ายดาย เนื่องจากมันเปิดให้ม้าได้มากถึง 350 ตัว แต่กลับทำบาปอีกครั้งด้วยการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่สูง
ฉันต้องใช้มาตรการที่รุนแรง RX-8 เครื่องยนต์โรตารี่รุ่นล่าสุดของมาสด้ามีกำลัง 200 แรงม้า เพื่อลดการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง แต่นี่ไม่ใช่สิ่งสำคัญ สิ่งอื่นสมควรได้รับความเคารพ ปรากฏว่าก่อนหน้านั้น ไม่มีใครยกเว้นชาวญี่ปุ่นที่เดาเอาความกะทัดรัดอันน่าทึ่งของเครื่องยนต์โรตารีมาใช้ ท้ายที่สุดพลังของ 200 แรงม้า Mazda RX-8 เปิดตัวด้วยเครื่องยนต์ 1.3 ลิตร สรุป, มาสด้าใหม่มันมาถึงอีกระดับแล้วซึ่งสามารถแข่งขันกับรุ่นตะวันตกได้ ไม่เพียงแต่ใช้กำลังของเครื่องยนต์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงพารามิเตอร์อื่นๆ รวมถึงการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่ต่ำด้วยน่าแปลกที่พวกเขาพยายามนำ RPD ไปปฏิบัติในประเทศของเราเช่นกัน เครื่องยนต์ดังกล่าวได้รับการออกแบบให้ติดตั้งบน VAZ 21079 ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นยานพาหนะสำหรับบริการพิเศษ แต่น่าเสียดายที่โครงการไม่ได้หยั่งราก เช่นเคย เงินงบประมาณของรัฐไม่เพียงพอ ซึ่งถูกสูบออกจากคลังอย่างอัศจรรย์
แต่คนญี่ปุ่นทำได้ และพวกเขาไม่ต้องการหยุดที่ผลสำเร็จ ตามข้อมูลล่าสุด ผู้ผลิต Mazda จะปรับปรุงเครื่องยนต์ และเร็วๆ นี้ Mazda ใหม่จะออกวางจำหน่าย โดยมีหน่วยที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง
การออกแบบและการพัฒนาต่างๆ ของเครื่องยนต์โรตารี่
เครื่องยนต์ Wankel
เครื่องยนต์ Zheltyshev
เครื่องยนต์ซูฟ