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

  1. เปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่องทุกๆ 3-5 พันกิโลเมตร การบริโภคปกติคือ 1.5 ลิตรต่อ 1,000 กม.
  2. ตรวจสอบสภาพของหัวฉีดน้ำมันอายุการใช้งานเฉลี่ย 50,000
  3. เปลี่ยนไส้กรองอากาศทุกๆ 20,000
  4. ใช้เทียนพิเศษเท่านั้นทรัพยากร 30-4 หมื่นกิโลเมตร
  5. เติมน้ำมันเบนซินให้เต็มถังไม่ต่ำกว่า AI-95 และควรเป็น AI-98
  6. 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 ทำให้มีพื้นที่มากขึ้นสำหรับส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิง

ที่ด้านบนสุดของแต่ละหน้าเป็นแผ่นโลหะที่แบ่งพื้นที่ออกเป็นช่องต่างๆ วงแหวนโลหะสองวงที่แต่ละด้านของโรเตอร์สร้างผนังของห้องเหล่านี้

ตรงกลางของโรเตอร์คือล้อเฟืองที่มีการจัดเรียงฟันภายใน มันจับคู่กับเกียร์ที่ติดตั้งอยู่บนร่างกาย การจับคู่นี้จะกำหนดวิถีและทิศทางการหมุนของโรเตอร์ในตัวเรือน

ที่อยู่อาศัย (สเตเตอร์)


ลำตัวเป็นวงรี (รูปร่าง epitrochoid ถูกต้อง) รูปทรงของห้องเพาะเลี้ยงได้รับการออกแบบมาเพื่อให้จุดยอดทั้งสามของโรเตอร์สัมผัสกับผนังห้องเพาะเลี้ยงอยู่เสมอ ทำให้เกิดปริมาตรก๊าซที่แยกออกมาสามปริมาตร

ในแต่ละส่วนของร่างกายจะมีกระบวนการเผาไหม้ภายในอย่างใดอย่างหนึ่งเกิดขึ้น พื้นที่ของร่างกายแบ่งออกเป็นสี่แท่ง:

  • ทางเข้า
  • การบีบอัด
  • รอบการทำงาน
  • ปล่อย
พอร์ตทางเข้าและทางออกอยู่ในตัวเครื่อง ไม่มีวาล์วในพอร์ต พอร์ตไอเสียเชื่อมต่อโดยตรงกับระบบไอเสีย และพอร์ตไอดีเชื่อมต่อโดยตรงกับเค้น

เพลาส่งออก


เพลาส่งออก (สังเกตลูกเบี้ยวนอกรีต)

เพลาขาออกมีแฉกมนอยู่นอกรีต กล่าวคือ ชดเชยจากแกนกลาง โรเตอร์แต่ละตัวจับคู่กับส่วนที่ยื่นออกมาเหล่านี้ เพลาส่งออกนั้นคล้ายคลึงกับเพลาข้อเหวี่ยงในเครื่องยนต์ลูกสูบ เมื่อหมุนโรเตอร์จะดันลูกเบี้ยว เนื่องจากลูกเบี้ยวไม่ได้ติดตั้งอย่างสมมาตร แรงที่โรเตอร์กดเข้าไปจะสร้างแรงบิดบนเพลาส่งออก ทำให้หมุนได้

การประกอบเครื่องยนต์โรตารี

เครื่องยนต์โรตารี่ประกอบเป็นชั้นๆ เครื่องยนต์โรเตอร์คู่ประกอบด้วยห้าชั้นที่ยึดเข้าด้วยกันด้วยสลักเกลียวยาวเรียงเป็นวงกลม น้ำหล่อเย็นไหลผ่านทุกส่วนของโครงสร้าง

ชั้นนอกสุดสองชั้นมีซีลและตลับลูกปืนสำหรับเพลาส่งออก 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 และดูดส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงเข้าไป

เมื่อโรเตอร์หมุนต่อไป ห้องจะถูกแยกออกและจังหวะการอัดจะเริ่มขึ้น

การบีบอัด

เมื่อโรเตอร์หมุนต่อไป ปริมาตรของห้องจะลดลง และส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงจะถูกบีบอัด เมื่อโรเตอร์ผ่านหัวเทียน ปริมาตรของห้องเพาะเลี้ยงจะใกล้เคียงกับค่าต่ำสุด ณ จุดนี้เกิดการจุดระเบิด

รอบการทำงาน

เครื่องยนต์โรตารี่จำนวนมากมีหัวเทียนสองหัว ห้องเผาไหม้มีปริมาตรเพียงพอ ดังนั้นด้วยเทียนเล่มเดียว การจุดระเบิดจะเกิดขึ้นช้ากว่า เมื่อส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงติดไฟ แรงดันจะถูกสร้างขึ้นซึ่งทำให้โรเตอร์เคลื่อนที่

แรงดันการเผาไหม้จะหมุนโรเตอร์ไปในทิศทางของการเพิ่มปริมาตรของห้องเพาะเลี้ยง ก๊าซเผาไหม้ยังคงขยายตัว หมุนโรเตอร์และสร้างพลังงานจนกว่าส่วนบนของโรเตอร์จะผ่านช่องระบายอากาศ

ปล่อย

เมื่อโรเตอร์ผ่านช่องระบายไอเสีย ก๊าซเผาไหม้จะอยู่ใต้ ความดันสูงออกมาใน ระบบไอเสีย. เมื่อโรเตอร์หมุนต่อไป ปริมาตรของห้องเพาะเลี้ยงจะลดลง ดันก๊าซไอเสียที่เหลือเข้าไปในช่องระบายไอเสีย เมื่อปริมาตรของห้องเพาะเลี้ยงใกล้ถึงค่าต่ำสุด ด้านบนของโรเตอร์จะผ่านช่องขาเข้าและวงจรจะทำซ้ำ

ควรสังเกตว่าทั้งสามด้านของโรเตอร์มีส่วนเกี่ยวข้องกับวัฏจักรใดรอบหนึ่งเสมอนั่นคือ สำหรับการหมุนโรเตอร์ที่สมบูรณ์หนึ่งครั้งจะทำรอบการทำงานสามรอบ สำหรับการหมุนรอบโรเตอร์ที่สมบูรณ์หนึ่งครั้ง เพลาส่งออกจะทำการหมุนสามครั้งเพราะ มีหนึ่งรอบต่อการหมุนรอบของเพลา

ความแตกต่างและปัญหา

เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ลูกสูบ เครื่องยนต์โรตารี่มีความแตกต่างบางประการ

ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวน้อยลง

เครื่องยนต์โรตารี่ใช้ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวน้อยกว่าเครื่องยนต์แบบลูกสูบ เครื่องยนต์สองโรเตอร์มีสามส่วนที่เคลื่อนที่ได้: โรเตอร์สองตัวและเพลาเอาท์พุต แม้ในวิธีที่ง่ายที่สุด เครื่องยนต์สี่สูบมีการใช้ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวอย่างน้อย 40 ชิ้น รวมถึงลูกสูบ ก้านสูบ เพลาลูกเบี้ยว วาล์ว สปริงวาล์ว แขนโยก สายพานราวลิ้น และเพลาข้อเหวี่ยง

ด้วยการลดจำนวนชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว ความน่าเชื่อถือของเครื่องยนต์โรตารีจึงเพิ่มขึ้น ด้วยเหตุนี้ ผู้ผลิตบางรายจึงใช้เครื่องยนต์โรตารีแทนเครื่องยนต์ลูกสูบในเครื่องบิน

การทำงานที่ราบรื่น

ทุกส่วนของเครื่องยนต์โรตารีจะหมุนอย่างต่อเนื่องในทิศทางเดียวกัน แทนที่จะเปลี่ยนทิศทางอย่างต่อเนื่องเหมือนลูกสูบในเครื่องยนต์ทั่วไป เครื่องยนต์โรตารีใช้ตุ้มน้ำหนักแบบหมุนที่สมดุลซึ่งออกแบบมาเพื่อรองรับแรงสั่นสะเทือน

การส่งกำลังก็ราบรื่นขึ้นเช่นกัน 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 นอกจากนี้ยังช่วยให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือ

ปัญหา

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 :

  1. การจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงซึ่งเป็นช่วงแรกของเครื่องยนต์ มันเกิดขึ้นในขณะที่ด้านบนของโรเตอร์อยู่ที่ระดับของรูป้อน เมื่อห้องเพาะเลี้ยงเปิดออกสู่ช่องหลัก ปริมาตรของห้องจะเข้าใกล้น้อยที่สุด ทันทีที่โรเตอร์หมุนผ่าน ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศจะเข้าสู่ห้องเครื่อง หลังจากนั้นห้องจะปิดอีกครั้ง
  2. การบีบอัด. ขณะที่โรเตอร์ยังคงเคลื่อนที่ต่อไป พื้นที่ในช่องจะลดลง ดังนั้นส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงจึงถูกบีบอัด ทันทีที่กลไกผ่านช่องหัวเทียน ปริมาตรของห้องจะลดลงอีกครั้ง เมื่อถึงจุดนี้ ส่วนผสมจะติดไฟ
  3. การอักเสบ. บ่อยครั้งที่เครื่องยนต์โรตารี่ (รวมถึง VAZ-2118) มีหัวเทียนหลายหัว เนื่องจากห้องเผาไหม้มีความยาวมาก ทันทีที่เทียนจุดไฟส่วนผสมที่ติดไฟได้ ระดับแรงดันภายในจะเพิ่มขึ้นเป็นสิบเท่า ดังนั้นโรเตอร์จึงถูกขับเคลื่อนอีกครั้ง นอกจากนี้ ความดันในห้องเพาะเลี้ยงและปริมาณก๊าซยังคงเพิ่มขึ้น ในขณะนี้ โรเตอร์จะเคลื่อนที่และสร้างแรงบิดขึ้น สิ่งนี้จะดำเนินต่อไปจนกว่ากลไกจะผ่านช่องระบายอากาศ
  4. 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 ดังนั้นปรากฎว่าชาวญี่ปุ่นมีสายตาที่มองการณ์ไกลและตระหนักถึงข้อดีของเครื่องยนต์โรตารี่ในทันที

อีกครั้งที่ประสิทธิภาพไม่ใช่ข้อดีเพียงอย่างเดียวของ 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 ส่วนการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงอยู่ที่ส่วนท้ายของแต่ละส่วนเหล่านี้

เลเยอร์ถัดไปประกอบด้วยตัวโรเตอร์และส่วนไอเสียโดยตรง

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 รวมถึงการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงที่ต่ำด้วย

น่าแปลกที่พวกเขาพยายามนำ 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