ما هو المحرك الدوار: ميزات ومزايا وعيوب المحركات
 

محتوى

بمجرد إنشاء أول محرك احتراق داخلي ، بدأ التطوير في تحديثه من أجل زيادة الأداء. نتيجة لذلك ، ظهرت العديد من التعديلات العملية. من بينها المحرك الدوار.

في هذا الاستعراض ، سوف نلقي نظرة فاحصة على كيفية عمل الوحدة ، وما هو تصميمها ، والأهم من ذلك ، سبب عدم استخدامها في السيارات الحديثة.

ما هو المحرك الدوار

 يحتوي محرك هذا التطور على آلية مكبس دوار. على عكس وحدة الطاقة الكلاسيكية ، لا يحتوي محرك الاحتراق الداخلي هذا على آلية لتوزيع الغاز وبعض المكونات الأخرى ، والتي بدونها لا يمكن للمحرك التقليدي العمل.

 
ما هو المحرك الدوار: ميزات ومزايا وعيوب المحركات

بدلاً من مجموعة مكبس الأسطوانة ، التي حدثت فيها عملية توليد الطاقة وتحويلها ، يتم توفير احتراق خليط الهواء والوقود في هذه الحالة في التجويف الذي تشكله جدران الدوار (يعمل كمكبس). يتم ضغط المكبس نفسه على عمود متصل بجهاز ترس الجزء الثابت. نموذج ICE هذا هو محرك رباعي الأشواط.

تاريخ إنشاء محرك دوار

لأول مرة ، ولدت فكرة إنشاء نوع خاص من محركات الاحتراق الداخلي في أذهان المهندسين F. Wankel (يُطلق على اسمه الأخير أيضًا وحدة الطاقة هذه) و V. Freude. كان المعلم الشاب ، الذي لم يكن لديه خبرة في تطوير المحركات ولا في التعليم الهندسي ، قادرًا على حساب معلمات الوحدة بشكل مستقل. ولا تزال الولادة المفاجئة للتعديل محاطة بهالة من الغموض.

ما هو المحرك الدوار: ميزات ومزايا وعيوب المحركات

ومع ذلك ، في سن 34 ، كان المخترع Wankel (على الرغم من أنه يعتقد أن الوحدة قد تم تعديلها إلى حالة صالحة للعمل من قبل Freude) كان لديه بالفعل ورشة عمل خاصة به ، والتي نظمتها له الشركة في عام 1936. داخل منشأة صغيرة لكنها حديثة ، واصل فيليكس العمل على المحرك.

 

ظهرت أول نسخة عمل كاملة بعد أن قضى السيد دون توقف (لجميع المهندسين الذين عملوا مع الحكومة الألمانية) فترة في السجن. كان هذا شائعًا في سنوات ما بعد الحرب. بعد عام 1955 ، التقى وانكل بفرويد. كان أحد كبار المهندسين في NSU هو الذي أعطى المطور وظيفة وكان يؤمن ببناء أفكاره.

فشلت المحاولة الأولى لإدخال هذا النوع من محركات الاحتراق الداخلي - نموذج برينز (الذي تم إنتاجه من 1958 إلى 1962) كان يعمل على وحدة ثنائية الأسطوانة. ما هو المحرك الدوار: ميزات ومزايا وعيوب المحركاتومع ذلك ، تحت غطاء العنكبوت "مواطنه" (جسم ، مطابق للنموذج السابق ، فقط مع سقف قابل للتحويل) ، تم بالفعل تركيب محطة طاقة دوارة سعة 0,45 لتر. في الفترة 64-67 ، تم إنشاء حوالي ألفي ونصف نسخة. تلقى النموذج تقديرًا لمشاركته والعديد من الانتصارات في سباقات الرالي في أمريكا.

ما هو المحرك الدوار: ميزات ومزايا وعيوب المحركات

ومع ذلك ، تم الكشف عن أقصى إمكانات المحرك في طراز Ro-80 ، الذي تم إنتاجه بواسطة نفس شركة NSU. يتكون هذا التثبيت بالفعل من قسمين (نظرًا لأن كل وجه من الدوار الثلاثي يؤدي جميع السكتات الدماغية ، فقد تم اعتبار النموذج بالفعل نظيرًا لمحرك 6 أسطوانات في الإصدار الكلاسيكي) ، ووصل حجمه إلى لتر واحد تقريبًا. لكن قوتها كانت 113 حصانًا (تم وصف كيفية حساب هذه المعلمة في مراجعة منفصلة). كان العيب الوحيد لهذا المحرك في تلك الحقبة هو مورد التشغيل المنخفض للغاية - بحد أقصى 50 ألف كيلومتر.

ما هو المحرك الدوار: ميزات ومزايا وعيوب المحركات

لم تكن خصوصية طراز السيارة هذا مجرد محرك غريب. تم تجهيز السيارة بمكابح قرصية على جميع العجلات ، ونظام تعليق مستقل ، وناقل حركة أوتوماتيكي بمحرك كهربائي - سيارة حقيقية للمستقبل (لعام 1967). على خلفية سيارات السيدان الخرقاء من نفس الفئة ، برز معاصرها بشكل إيجابي.

عند تحليل تاريخ تطور NSU ، من الآمن القول إن هذا التطور بالذات هو سبب زوال العلامة التجارية. الحقيقة هي أن العملاء بدأوا في كثير من الأحيان في التقدم بطلب للحصول على إصلاحات الضمان لوحدة الطاقة ، والتي تكلف الكثير من المال. تم شراؤها من قبل فولكس فاجن في عام 1969. لمدة 10 سنوات من إنتاج سيارة سيدان مذهلة ، تم إخراج ما يزيد قليلاً عن 37 نسخة من خط التجميع.

في غضون عام واحد من استحواذ فولكس فاجن ، تم شراء مخططات المحرك من قبل ماركات مختلفة. بينهم:

 
  • مرسيدس-بنز مع نموذجها C111 ، والذي تم تجربته في البداية بدوار من 4 أقسام ومع ذلك ، لم يتم إطلاق الإنتاج الضخم للسبب نفسه - على الرغم من القوة اللائقة (كانت نسخة 370 حصانا قادرة على التسارع إلى 300 كم / ساعة) ، لا يزال المورد منخفضًا جدًا بحيث لا يمكن أن يؤتي ثماره ؛ما هو المحرك الدوار: ميزات ومزايا وعيوب المحركات
  • سيتروين مع M35 ، ولكن هذا النموذج كان يستخدم بشكل أساسي كـ "خنزير غينيا" - تم إجراء العديد من التطورات عليه ، وهذا هو سبب اكتمال الإنتاج على 267 نسخة فقط.ما هو المحرك الدوار: ميزات ومزايا وعيوب المحركات دخل الطراز المدني GS Birotor (حجم 0,99 لترًا وقوة 106 حصان) في السلسلة. تم تصنيعه وتحسينه لمدة 16 عامًا ، بدءًا من 1970 ، ولكن نظرًا لأوجه القصور الخطيرة في محرك الاحتراق الداخلي ، تم استبداله بتعديل أقل قوة لـ "بوكسر" رباعي الأسطوانات (أي نوع من المحركات هذا ، اقرأ هنا);ما هو المحرك الدوار: ميزات ومزايا وعيوب المحركات
  • حتى أن هذا التطور أصبح مهتمًا بجنرال موتورز. كورفيت إكس بي 897 2 دوار هو 914 هجين بورش، صنع في الجسم من بينينفارينا. حصري أمريكي آخر هو طراز Aerovette Chevrolette. تم تجهيزها بمحرك احتراق داخلي دوار من أربعة أقسام طور 420 حصانًا ، ولكن حتى في هذا "المرآب" لم يتم تحسين التطوير ، واستمر النموذج لمدة عام فقط ، وبعد ذلك حصل على 6,6 لتر "ثمانية" تحت غطاء المحرك.ما هو المحرك الدوار: ميزات ومزايا وعيوب المحركات

في عام 1961 ، تم الحصول على خطط التطوير من قبل شركة Mazda اليابانية. في ذلك الوقت ، أنتجت الشركة فقط السيارات المدمجة منخفضة الطاقة. إذا لم يكن الأمر يتعلق بالحصول على مستندات لمحرك مكبس دوار ، فلن يعرف أحد اليوم عن العلامة التجارية ، لأن السيارة الوحيدة التي يمكن للمهندسين تقديمها هي دراجة ثلاثية العجلات بمحرك ثنائي الأسطوانات على شكل حرف V.

عندما حصل الفريق الياباني على حقوق تطوير الوحدة ، بالتوازي ، شاركت NSU أيضًا في وضع اللمسات الأخيرة على الآلية. ومع ذلك ، ظهر التعديل الأول المكون من قطعتين في ورش عمل Mazda.

كانت هذه هي القشة التي أخرجت العلامة التجارية من حفرة الرتابة ، وساعدت في احتلال مكانة رائدة بين الشركات المصنعة. أول سيارة أنيقة ذات قلب رياضي هي Cosmo. ما هو المحرك الدوار: ميزات ومزايا وعيوب المحركاتأصبحت علامة تجارية للعلامة التجارية ، ولا تزال واحدة من العناصر المرغوبة لهواة الجمع. حتى العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، لم تستبعد شركة صناعة السيارات هذا المحرك من بعض منتجاتها. مثال على ذلك هو الروتاري RX-2000.

ما هو المحرك الدوار: ميزات ومزايا وعيوب المحركات

جهاز المحرك الدوار

يتضمن تصميم RPD التفاصيل التالية:

  • دوار مصنوع على شكل مثلث Reuleaux (بحواف محدبة ، يتم الحصول عليها إذا تقاطعت ثلاث دوائر متطابقة بحيث تمر دوائرها على طول مركز الدائرة المجاورة) ؛
  • جسم أو كبسولة تشبه دائرتين مدمجتين. في البداية ، تم عمل فتحتين من نهاية الجسم - فتحات السحب والعادم. بعد ذلك ، تغير الجهاز قليلاً - تم نقل هذه الثقوب إلى اللوحة الجانبية ؛
  • عمود يدور بواسطة "مكبس" مع أسنان في الجزء المركزي ؛
  • العتاد ثابت على الجزء الثابت. إنه يضمن تعشيق الدوار والعمود ، ويحافظ أيضًا على تمركز العمود الدوار لنقل عزم الدوران إلى ناقل الحركة ؛
  • لوحات مانعة للتسرب مثبتة في زوايا المثلث. هناك حاجة إليها من أجل أن يكون للغرفة المنفصلة سكتة دماغية خاصة بها (عندما يتم ضغط VTS ، يتم إنشاء ضغط مرتفع ، وأثناء الاحتراق ، يتم إطلاق الكثير من الطاقة). الأختام القوية مطلوبة لمنع السائل من التسرب إلى الغرفة المجاورة. لكن أثناء تشغيل المحرك ، يوجد نظام درجة حرارة عالية وضغط قوي مع قوة احتكاك ، مما يؤدي إلى محو الأختام بسرعة.
ما هو المحرك الدوار: ميزات ومزايا وعيوب المحركات

ميزات المحرك الدوار

تكمن خصوصية وثيقة حماية اللاجئين في هيكلها. لا يحتوي على مكبس ، على الأقل من النوع الذي اعتدنا رؤيته في الجليد التقليدي. يتم تنفيذ وظيفة هذا العنصر بواسطة دوار مصنوع على شكل مثلث متساوي الأضلاع.

يتم وضع الجزء على عمود ، والذي يحتوي أيضًا على ترس متصل بالجزء الثابت (هذا الجزء لا يدور). كل وجه من وجوه المثلث في عملية دوران الجزء المتحرك يؤدي كل من الضربات الأربع (حسب الموضع بالنسبة للمحور).

عندما يدور الدوار ، فإن شفراته تسد المدخل والمخرج بالتناوب ، وتشكل نهاياتها غرفة عمل. لا يوجد توقيت في هذا التصميم ، نظرًا لأن محطة الطاقة خفيفة الوزن قدر الإمكان مقارنة بالمحرك الكلاسيكي.

إليك مقطع فيديو قصير يوضح كيفية عمل محرك الاحتراق الداخلي الدوار:

كيف يعمل محرك Mazda RX-8 الدوار

مزايا وعيوب المحركات الدوارة

عند شراء سيارة بمحرك دوار ، يجب أن يعرف السائق ما سيساوم عليه. فيما يلي جدول مقارنة صغير لإيجابيات وسلبيات مثل هذا التصميم:

المزايا:العيوب:
آليات أقل تشارك في توقيت الصمام ، وكذلك أثناء التشغيل (على سبيل المثال ، لا يوجد KShM).عمر عمل صغير للغاية بسبب التغيير المستمر لزاوية موضع الأختام وقوة الاحتكاك العالية.
حجم أصغر (مرتين تقريبًا) مع نفس لتر (بالمقارنة مع وحدة مكبس مماثلة).انخفاض درجة الحرارة المرتفعة - يسخن جزء واحد فقط من العلبة بقوة ، وقد لا يصل الباقي إلى درجة حرارة التشغيل.
قادرة على تدوير العمود كثيرًا ، حتى في حالة الترس المنخفض. على سبيل المثال ، سيفشل محرك سريع كلاسيكي إذا حاولت تسريع السيارة بأقصى سرعة مع تعشيق الترس الثاني. مع نظير دوار ، هذا غير محتمل.لتزييت أسطح الاحتكاك ، يجب توفير الزيت من خلال مشعب.
من الأسهل ضمان التوزيع المتساوي لوزن المحرك (بالنسبة إلى جوانب الجسم) نظرًا لصغر حجمه.بسبب الاحتراق غير الكامل لخليط الوقود ، تدخل كمية كبيرة من المواد الضارة إلى مجمع العادم.
اهتزازات أقل بشكل ملحوظ.لا يحدث الاحتراق اللاحق الكامل للغازات في غرفة العمل ، ولكن بالفعل في قناة العادم ، لأن شوط العمل "للمكبس" صغير جدًا. لهذا السبب ، من المرجح أن تفشل السيارة في الاختبار البيئي.
قوة محرك الاحتراق الداخلي أعلى مقارنة مع نظير المكبس من نفس الإزاحة.هذا المحرك شره للغاية - حتى الإصدار صغير الإزاحة قادر على استخدام حوالي 20 لترًا من البنزين ، والذي لا يسمح في أوقات الأزمات بتثبيت RPD في السيارات - لن يتم شراؤها ببساطة.
-لا يمكنك أن تصمت بشأن استهلاك النفط. إذا كان المؤشر الممتاز لنظير المكبس هو "لا يأخذ الزيت" ، ففي حالة RPD يكون هذا مستحيلًا بشكل عام. يجب إضافة الزيت باستمرار ، نظرًا لعدم وجود نظام تزييت متداول لتشغيل الدوار - يتم حقن الزيت ببساطة. في هذه الحالة ، يمكن أن يصل الاستهلاك إلى لتر لكل ألف كيلومتر.
-مثل هذا المحرك يكلف أكثر بكثير من المحرك الكلاسيكي مع مجموعة مكبس الأسطوانات. ويرجع ذلك إلى الدقة العالية في تصنيع الأجزاء وجودة المنتجات.

كما ترون ، لم يكن عبثًا أن يتخلى المصنعون بسرعة عن استخدام محرك مكبس دوار. كانت Mazda آخر من اتخذ هذه الخطوة - في عام 2012. لكن المخططات لم يتم تدميرها. من يدري ، قد يولد عبقري آخر يكتشف كيفية وضع اللمسات الأخيرة على RPD ويمنح البشرية محركًا جديدًا قويًا واقتصاديًا وصديقًا للبيئة.

مقالات مماثلة

اقرأ أيضا

رئيسي » مقالات » ما هو المحرك الدوار: ميزات ومزايا وعيوب المحركات

إضافة تعليق