U mutore Wankel - u dispusitivu è u principiu di funziunamentu di a vittura RPD

Durante a storia di l'industria automobilistica, ci sò state parechje soluzioni avanzate, i disegni di cumpunenti è assemblei sò cambiati. Più di 30 anni fà, i tentativi attivi anu cuminciatu à spustà u mutore di pistoni à u latu, dendu u vantaghju à u mutore à pistoni rotativi Wankel. Tuttavia, à causa di parechje circustanze, i motori rotanti ùn anu micca ricevutu u so dirittu à a vita. Leghjite nantu à tuttu questu quì sottu.

Come si travaglia

U rotore hà una forma triangulare, cù una forma cunvexa da ogni latu, chì face da pistone. Ogni latu di u rotore hà scanalature speciali chì furniscenu più spaziu per u mischiu carburante-aria, aumentendu cusì a velocità di funziunamentu di u mutore. A cima di i bordi hè dotata di un picculu deflettore di tenuta chì facilita l'esecuzione di ogni battutu. Da i dui lati u rotore hè dotatu di anelli di tenuta chì formanu u muru di e camere. U mezu di u rotore hè dutatu di denti, cù l'aiutu di u quale u meccanisimu gira.

U principiu di funziunamentu di u mutore Wankel hè cumpletamente differente da quellu classicu, tuttavia, sò uniti da un unicu prucessu custituitu da 4 tempi (aspirazione-compressione-travagliu corsa-scarico). U carburante entra in a prima camera furmata, hè cumpressu in a seconda, dopu u rotore gira è u mischju cumpressu hè accendutu da a candela, dopu chì u mischju di travagliu gira u rotore è sorte à u collettore di scaricu. U principale principiu distintivu hè chì in un mutore à pistone rotativu, a camera di travagliu ùn hè micca statica, ma hè furmata da u muvimentu di u rotore.

Dispositiu

Prima di capisce u dispusitivu, duvete cunnosce i cumpunenti principali di un mutore à pistone rotativu. U mutore Wankel si compone di:

• alloghju stator;
• rotore;
• un inseme di ingranaggi;
• arburu eccèntricu;
• candele (accensione è afterburning).

Un mutore rotativu hè una unità di combustione interna. In questu mutore, tutti i 4 colpi di travagliu accadenu in piena, tuttavia, per ogni fase ci hè a so propria camera, chì hè furmata da u rotore da u muvimentu rotativu. 

Quandu l'accensione hè accesa, u starter gira u volante è u mutore parte. Girendu, u rotore, attraversu a corona di ingranaggi, trasmette u torque à l'arburu eccentricu (per un mutore à pistoni, questu hè un albero a camme). 

U risultatu di u travagliu di u mutore Wankel deve esse a furmazione di pressione di u mischju di travagliu, furzendu i muvimenti di rotazione di u rotore à ripete sempre è torna, trasmettendu u torque à a trasmissione. 

In questu mutore, cilindri, pistoni, albero motore cun bielle rimpiazzanu l'intera carcassa stator cù un rotore. Grazie à questu, u voluminu di u mutore hè statu significativamente ridottu, mentre chì a putenza hè parechje volte superiore à quella di u mutore classicu cù un meccanismu di manivella, cù u stessu voluminu. Stu cuncepimentu hà una scatula di ingranaggi alta ancu per via di poche perdite di attritu.

A propositu, a velocità di funziunamentu di u mutore pò supera i 7000 giri / min, mentre i motori Mazda Wankel (per eventi sportivi) anu rivoluzioni superiori à 10000 giri / min. 

cuncezzione

Unu di i vantaghji principali di sta unità hè a so compattezza è u pesu più liggeru cumparatu cù i motori classici di uguali dimensione. U layout permette di riduce significativamente u centru di gravità, è questu affetta favorevolmente a stabilità è a nitidezza di u cuntrollu. I picculi aerei, e vitture sportive è i veiculi motori anu utilizatu è anu sempre aduprà stu vantaghju. 

История

A storia di l'urigine è di a diffusione di u mutore Wankel vi permetterà di capisce megliu perchè era u megliu mutore in i so tempi, è perchè hè statu abbandunatu oghje.

Primi sviluppi

In u 1951, a cumpagnia tedesca NSU Motorenwerke hà sviluppatu dui mutori: u primu - da Felix Wankel, sottu u nome DKM, è u sicondu - KKM di Hans Paschke (basatu nantu à u sviluppu di Wankel). 

A basa di u funziunamentu di l'unità Wankel era a rotazione separata di u corpu è di u rotore, per via di ciò chì e rivoluzioni operative ghjunghjenu à 17000 per minutu. L'inconveniente era chì u mutore avia da esse smuntatu per rimpiazzà e candele. Ma u mutore KKM avia un corpu fissu è u so cuncepimentu era assai più simplice chè u prototipu principale.

Licenze emesse

In u 1960, NSU Motorenwerke hà firmatu un accordu cù a sucietà manifatturera americana Curtiss-Wright Corporation. U cuntrattu era per ingegneri tedeschi per fucalizza nantu à u sviluppu di picculi motori à pistoni rotativi per veiculi leggeri, mentre l'Americanu Curtis-Wright era impegnatu in u sviluppu di i motori di aerei. L'ingegnere meccanicu tedescu Max Bentele hè statu ancu assuntu cum'è designer. 

A grande magiurità di i pruduttori mundiali di vitture, cumpresi Citroen, Porsche, Ford, Nissan, GM, Mazda è assai altri. In u 1959, a sucietà americana hà introduttu una versione migliurata di u mutore Wankel, è un annu dopu u britannicu Rolls Royce hà mustratu u so mutore à pistoni rotanti diesel in duie tappe.

Intantu, certi pruduttori europei anu cuminciatu à pruvà à equipà e vitture cù novi motori, ma micca tutti anu trovu a so applicazione: GM hà rifiutatu, Citroen hè statu fissatu à sviluppà un mutore cù contra-pistoni per aerei, è Mercedes-Benz hà stallatu un mutore à pistoni rotanti. in u mudellu sperimentale C 111. 

In u 1961, in l'Unione Soviètica, NAMI, cù l'altri istituti di ricerca, anu iniziatu u sviluppu di u mutore Wankel. Parechje opzioni sò state disignate, una di elle hà trovu a so applicazione in a vittura VAZ-2105 per u KGB. U numeru esattu di mutori assemblati hè scunnisciutu, ma ùn supera micca parechje decine. 

In modu, anni dopu, solu a cumpagnia di l'automobile Mazda hà veramente truvatu l'usu di un mutore di pistoni rotanti. Un esempiu impressiunanti di questu hè u mudellu RX-8.

Sviluppi di moto

In Gran Bretagna, u fabricatore di motociclette Norton Motorcycles hà sviluppatu u mutore à pistoni rotativi raffreddati à aria Sachs per i veiculi à motore. Pudete amparà di più nantu à u sviluppu leggendu nantu à a moto Hercules W-2000.

Suzuki ùn hè micca stata da parte, è hà ancu liberatu a so propria moto. Tuttavia, l'ingegneri anu elaboratu accuratamente a cuncezzione di u mutore, anu adupratu un ferro legatu, chì hà aumentatu significativamente a fiducia è a vita di serviziu di l'unità.

Sviluppi per e vitture

Dopu avè firmatu un cuntrattu di ricerca trà Mazda è NSU, e cumpagnie anu cuminciatu à competere per u campiunatu in a produzzione di a prima vittura cù una unità Wankel. Di conseguenza, in 1964, NSU hà introduttu a so prima vittura, a NSU Spider, in risposta, Mazda hà presentatu un prototipu di motori 2 è 4 rotori. Dopu à 3 anni, NSU Motorenwerke hà liberatu u mudellu Ro 80, ma hà ricevutu assai critichi negativi per via di numerosi fiaschi nant'à u fondu di un cuncepimentu imperfettu. Stu prublema ùn hè statu risoltu finu à u 1972 è a cumpagnia dopu à 7 anni hè stata assorbita da Audi, è i mutori Wankel avianu dighjà guadagnatu un cattivu nome.

U fabbricante giapponese Mazda hà annunziatu chì i so ingegneri anu risoltu u prublema di sigillà a cima (per a tenuta trà e camere), anu cuminciatu à aduprà i mutori micca solu in e vitture sportive, ma ancu in i veiculi cummerciali. Par la via, i patroni di Cars Mazda cù un mutore rotary nutari la risposta altu throttle è elasticity di u mutore.

Mazda hà dopu abbandunatu l'introduzione massiccia di u mutore avanzatu, installendulu solu nantu à i mudelli RX-7 è RX-8. Per u RX-8, hè statu cuncipitu u mutore Renesis, chì hè statu migliuratu in parechje manere, vale à dì:

• spurghi di scarichi spiazzati per migliurà a purga, chì hà aumentatu significativamente a putenza;
• hà aghjuntu alcune parti ceramiche per prevene a distorsione termica;
• sistema di gestione di u mutore elettronicu ben pensatu;
• a prisenza di duie candele (principale è per afterburner);
• aghjuntu di una giacca d'acqua per eliminà i depositi di carbonu in l'usciu.

Di conseguenza, hè statu ottenutu un mutore compattu cun un vulume di 1.3 litri è una putenza di circa 231 CV.

vantaghji

I vantaghji principali di un mutore à pistone rotativu:

1. U so pocu pesu è dimensioni, chì influenzanu direttamente a basa di u cuncepimentu di u veiculu. Stu fattore hè impurtante quandu cuncepisce una vittura sportiva cun un centru di gravità bassu.
2. Meno dettagli. Questu permette micca solu di riduce i costi di mantenimentu di u mutore, ma dinò di riduce e perdite di putenza per u muvimentu o a rotazione di e parti cunnesse. Stu fattore hà influenzatu direttamente l'alta efficienza.
3. Cù u stessu vulume chì un mutore à pistoni classicu, a putenza di un mutore à pistone rotativu hè 2-3 volte superiore.
4. Lisciuità è elasticità di u travagliu, assenza di vibrazioni tangibili per via di u fattu chì ùn ci sò micca muvimenti reciprocanti di e unità principali.
5. U mutore pò esse alimentatu da benzina à bassu ottanu.
6. A larga gamma di velocità operativa permette l'usu di una trasmissione cù ingranaggi più corti, chì hè estremamente cunveniente per e condizioni urbane.
7. U "scaffale" di coppia hè furnitu per ⅔ di un ciclu, è micca per un quartu, cum'è in u mutore Otto.
8. L'oliu di u mutore ùn hè praticamente micca contaminatu, l'intervallu di drenu hè assai più largu. Quì, l'oliu ùn hè micca sottumessu à a combustione, cum'è in i motori à pistoni, stu prucessu si faci attraversu l'anelli.
9. Ùn ci hè micca detunazione.

A propositu, hè statu dimustratu chì ancu se stu mutore hè in traccia di risorsa, cunsuma assai oliu, funziona à poca compressione, a so putenza diminuirà leggermente. Hè sta dignità chì m'hà subornatu à l'installazione di un mutore à pistone rotativu in aviò.

Insemi cù i vantaghji impressiunanti, ci sò ancu svantaghji chì impediscenu à u mutore à pistoni rotanti avanzati di ghjunghje à e massi.

 shortcomings

1. U prucessu di combustione ùn hè micca abbastanza efficace, per via di ciò u consumu di carburante aumenta è i standard di tossicità si deterioranu. U prublema hè parzialmente risoltu da a presenza di una seconda scintilla, chì brusta u mischju di travagliu.
2. Alta cunsumazione d'oliu. U svantaghju hè dovutu à u fattu chì i motori Wankel sò eccessivamente lubrificati, è in certi lochi, à volte, l'oliu pò brusgià. Ci hè un eccessu di oliu in e zone di combustione, chì porta à a furmazione di carbonu. Anu pruvatu à trattà stu prublema installendu tubi "calori" chì migliuranu u trasferimentu di calore è uguale a temperatura di l'oliu in tuttu u mutore.
3. Difficultà à riparà. Micca tutti i spezialisti sò pronti à affruntà prufessionalmente a riparazione di un mutore Wankel. Strutturalmente, l'unità ùn hè micca più cumplicata di un mutore classicu, ma ci sò assai sfumature, chì a mancanza di osservanza cunducerà à un fallimentu precoce di u mutore. A questu aghjustemu u costu elevatu di e riparazioni.
4. Risorsa bassa. Per i pruprietarii di Mazda RX-8, un chilometraghju di 80 km significa chì hè ora di fà una revisione maiò. Sfurtunatamente, tale cumpatibilità è alta efficienza devenu esse pagate cù riparazioni costose è cumplesse ogni 000-80 mila chilometri.

Dumande è risposte:

Chì ci hè a diffarenza trà un mutore rotativu è un mutore à pistone? Ùn ci hè micca pistoni in un mutore rotativu, chì significa chì i movimenti reciprocanti ùn sò micca usati per rotà l'arburu di u mutore di combustione interna - u rotore gira immediatamente in questu.

Chì ghjè un mutore rotativu in una vittura? Questa hè una unità termale (travaglia per a combustione di una mistura aria-carburante), solu utilizeghja un rotore rotativu, nantu à quale hè stallatu un arbre, chì và à a scatula di trasmissione.

Perchè un mutore rotativu hè cusì male? U principale svantaghju di un mutore rotativu hè una risorsa di travagliu assai chjuca per via di l'usura rapida di i sigilli trà e camere di combustione di l'unità (l'angolo di travagliu hè in constantemente cambiante è a temperatura constantemente scende).