Wankel motorra - RPD autoaren funtzionamenduaren gailua eta printzipioa

Automobilgintzaren historian zehar, konponbide aurreratu ugari egon dira, osagaien eta muntaien diseinuak aldatu egin dira. Duela 30 urte baino gehiago, saiakera aktiboak hasi ziren pistoi motorra alboetara aldatzen, eta abantaila eman zioten Wankel pistoi birakariari. Hala ere, egoera asko direla eta, motor birakariek ez zuten bizitzeko eskubidea jaso. Irakurri hau guztia azpian.

Eragiketa printzipioa

Errotoreak forma triangeluarra du, alde bakoitzean pistoi gisa jokatzen duen forma ganbila du. Errotorearen alde bakoitzak erregaien eta airearen arteko nahasketari leku gehiago eskaintzen dioten hutsune bereziak ditu eta, horrela, motorraren funtzionamendu-abiadura handitzen da. Ertzetako goialdea erremate zigilatzaile txiki batez hornituta dago, taupada bakoitzaren exekuzioa errazten duena. Bi aldeetatik errotorea ganberetako horma osatzen duten zigilatze-eraztunez hornituta dago. Errotorearen erdialdea hortzez hornituta dago, mekanismoak biratzen duen laguntzarekin.

Wankel motorraren funtzionamendu printzipioa klasikotik guztiz desberdina da, baina 4 kolpek (sarrerarekin-konpresioarekin lan egiten duen trazua-ihesarekin) osatutako prozesu bakar batek batzen ditu. Erregaia eratutako lehen ganberan sartzen da, bigarrenean konprimitzen da, gero errotorea biratzen da eta konprimitutako nahasketa pizten du bujiak, laneko nahasketak errotorea biratu eta ihes-kolektorera atera ondoren. Printzipio bereizgarri nagusia zera da: pistoizko motor birakarian lanerako ganbera ez dela estatikoa, errotorearen mugimenduak osatzen duela baizik.

gailu

Gailua ulertu aurretik, pistoi birakarien motor baten osagai nagusiak ezagutu behar dituzu. Wankel motorra honako hauek osatzen dute:

• estator etxebizitza;
• errotorea;
• engranaje multzoa;
• ardatz eszentrikoa;
• bujiak (piztu eta erre ondoren).

Motor birakaria barne errekuntzako unitatea da. Motor horretan, laneko 4 kolpe guztiak oso-osorik gertatzen dira, hala ere, fase bakoitzeko bere ganbera dago, birakariak mugimendu birakariaren bidez osatzen duena. 

Piztea piztean, motorrak bolantea pizten du eta motorra martxan jartzen da. Biraka, errotoreak, engranajeen koroaren bidez, momentua ardatz eszentrikora igortzen du (pistoi motor batentzat, espekako arbola da). 

Wankel motorraren lanaren emaitza lan nahasketaren presioa sortzea izan behar da, errotorearen biraketa mugimenduak behin eta berriro errepikatzera behartuz, momentua transmisioari transmitituz. 

Motor horretan, zilindroek, pistoiek, biela biela-arbelarekin estatorren etxebizitza osoa errotore batekin ordezkatzen dute. Horri esker, motorraren bolumena nabarmen murrizten da, potentzia biradera mekanismo bat duen motor klasiko batena baino askoz ere handiagoa da, bolumen berarekin. Diseinu honek abiadura-kaxa handia du marruskadura-galera txikiak direla eta.

Bide batez, motorraren abiadura 7000 bira / min izan daiteke, eta Mazda Wankel motorrek (kirol lehiaketetarako) 10000 bira / min gainditzen dute. 

Diseinua

Unitate honen abantaila nagusietako bat trinkotasuna eta pisu arinagoa da tamaina bereko motor klasikoekin alderatuta. Diseinuak grabitate-zentroa nabarmen murriztea ahalbidetzen du, eta honek kontrol-egonkortasuna eta zorroztasunari eragiten dio. Hegazkin txikiek, kirol-autoek eta motordun ibilgailuek abantaila hori erabili dute eta oraindik erabiltzen dute. 

Story

Wankel motorearen jatorriaren eta hedapenaren historiak hobeto ulertuko duzu zergatik zen bere garaiko motorrik onena eta gaur egun zergatik abandonatu zen.

Hasierako garapenak

1951n, Alemaniako NSU Motorenwerke konpainiak bi motor garatu zituen: lehenengoa - Felix Wankel-ena, DKM izenarekin, eta bigarrena - Hans Paschke-ren KKM (Wankel-en garapenean oinarrituta). 

Wankel unitatearen funtzionamenduaren oinarria gorputzaren eta errotorearen biraketa bereizia zen, eta ondorioz eragiketa birak 17000 minutukoak ziren. Eragozpena motorra desmuntatu behar izan zen bujiak ordezkatzeko. Baina KKM motorrak gorputz finkoa zuen eta bere diseinua prototipo nagusia baino askoz ere sinpleagoa zen.

Emandako lizentziak

1960an, NSU Motorenwerke-k akordioa sinatu zuen Curtiss-Wright Corporation fabrikazio enpresa estatubatuarrarekin. Kontratua alemaniar ingeniariek ibilgailu arinen pistoi birakarien motor txikien garapenean zentratzea zen, Curtis-Wright estatubatuarra hegazkinen motorren garapenean arduratzen zen bitartean. Max Bentele alemaniar ingeniari mekanikoa ere kontratatu zuten diseinatzaile gisa. 

Mundu mailako autoen fabrikatzaile gehienak, besteak beste, Citroen, Porsche, Ford, Nissan, GM, Mazda eta beste hainbat. 1959an, konpainia estatubatuarrak Wankel motorraren bertsio hobetua aurkeztu zuen eta urtebete geroago, Rolls Royce britainiarrak bi etapako diesel pistoi birakaria erakutsi zuen.

Bitartean, Europako auto-fabrikatzaile batzuk autoak motor berriekin hornitzen saiatu ziren, baina guztiek ez zuten beren aplikazioa aurkitu: GM ukatu egin zen, Citroenek hegazkinentzako kontra-pistoiak zituen motor bat garatzea erabaki zuen eta Mercedes-Benzek pistoi birakaria jarri zuen. C 111 eredu esperimentalean. 

1961ean, Sobietar Batasunean, NAMI-k, beste ikerketa institutu batzuekin batera, Wankel motorra garatzen hasi zen. Aukera asko diseinatu ziren, horietako batek KGBrako VAZ-2105 autoan aurkitu zuen bere aplikazioa. Muntatutako motor kopuru zehatza ezezaguna da, baina ez ditu hamarnaka baino gehiago. 

Bide batez, urteak geroago, Mazda automobilgintza enpresak bakarrik aurkitu du benetan erabilera bat pistoi birakariaren motorra. Horren adibide deigarri bat RX-8 modeloa da.

Motorren garapena

Britainia Handian, Norton Motorcycles motozikleta fabrikatzaileak Sachs airez hoztutako pistoi birakaria motorra garatu du ibilgailu motordunentzako. Garapenari buruzko informazio gehiago ikas dezakezu Hercules W-2000 motozikleta irakurriz.

Suzuki ez zen alde batera utzi, eta bere motozikleta ere askatu zuen. Hala ere, ingeniariek motorraren diseinua arretaz landu zuten, ferroaleazio bat erabili zuten, eta horrek nabarmen handitu zuen unitatearen fidagarritasuna eta iraupena.

Autoentzako garapenak

Mazda eta NSUren arteko ikerketa kontratua sinatu ondoren, enpresak txapelketarako lehian hasi ziren Wankel unitateko lehen autoaren ekoizpenean. Horren ondorioz, 1964an, NSUk bere lehen autoa aurkeztu zuen, NSU Spider, erantzun gisa, Mazdak 2 eta 4 errotoreko motorren prototipoa aurkeztu zuen. 3 urteren buruan, NSU Motorenwerke-k Ro 80 modeloa kaleratu zuen, baina kritika negatibo ugari jaso zituen diseinu inperfektuaren atzeko planoan huts egin zutelako. Arazo hau ez zen konpondu 1972 arte eta konpainia 7 urte igaro ondoren Audi-k xurgatu zuen, eta Wankel motorrak ezagunak ziren jada.

Mazda fabrikatzaile japoniarrak iragarri zuen beren ingeniariek goialdea zigilatzearen arazoa konpondu zutela (ganberen arteko estankotasuna lortzeko), motorrak erabiltzen hasi ziren kirol autoetan ez ezik, ibilgailu komertzialetan ere. Bide batez, motor birakaria duten Mazda autoen jabeek gasaren erantzun handia eta motorraren elastikotasuna nabarmendu zituzten.

Mazdak geroago utzi zuen motor aurreratuaren sarrera masiboa, RX-7 eta RX-8 modeloetan soilik instalatuz. RX-8rentzat Renesis motorra diseinatu zen, modu askotan hobetu dena, hau da:

• lekualdatutako ihes-aireztapenak putzua hobetzeko, potentzia nabarmen handitu baitzuten
• zenbait zeramikazko zati gehitu ditu distortsio termikoa ekiditeko;
• ondo pentsatutako motor elektronikoak kudeatzeko sistema;
• bi bujia egotea (nagusia eta erregailurako);
• ur-jaka bat gehituz irteeran karbonoaren pilaketa ezabatzeko.

Ondorioz, 1.3 litroko bolumena eta 231 CV inguruko potentzia duen motor trinkoa lortu zen.

Abantailak

Pistoizko motor birakariaren abantaila nagusiak:

1. Pisu eta dimentsio txikiak, autoaren diseinuaren oinarriari zuzenean eragiten diotenak. Faktore hori garrantzitsua da grabitate zentro baxua duen kirol auto bat diseinatzerakoan.
2. Xehetasun gutxiago. Horrek motorra mantentzearen kostua murrizteaz gain, erlazionatutako piezen mugimendurako edo biraketarako potentzia-galerak murrizteko aukera ematen du. Faktore horrek eragin zuzena izan zuen eraginkortasun handian.
3. Pistoizko motor klasikoen bolumen berdinarekin, pistoizko motor birakariaren potentzia 2-3 aldiz handiagoa da.
4. Lanaren leuntasuna eta elastikotasuna, bibrazio ukigarririk ez egotea, unitate nagusien mugimendu alternatiborik ez dagoelako.
5. Motorra oktanoko baxuko gasolinaz elikatu daiteke.
6. Abiadura abiadura zabalak transmisioa engranaje laburragoekin erabiltzea ahalbidetzen du, oso erosoa hiriko baldintzetarako.
7. Momentuko "apala" zikloko ⅔-rako eskaintzen da, eta ez laurden baterako, Otto motorrean bezala.
8. Motor olioa ia ez dago kutsatuta, drainatze tartea askotan zabalagoa da. Hemen, olioa ez dago errekuntzaren eraginpean, pistoi motorretan bezala, prozesu hori eraztunen bidez gertatzen da.
9. Ez dago detonaziorik.

Bide batez, frogatu da motor hau baliabide baten atarian egon arren, olio asko kontsumitzen badu, konpresio txikian funtzionatzen duela, bere potentzia apur bat gutxituko dela. Abantaila hori izan zen hegazkinetan pistoi birakaria motorra instalatzeak errugabetu ninduen.

Abantaila ikusgarriekin batera, pistoi birakarien motor aurreratua masetara iristea eragotzi zuten desabantailak ere badaude.

 Mugak

1. Errekuntza prozesua ez da behar bezain eraginkorra, erregaiaren kontsumoa handitzen delako eta toxikotasun estandarrak okertzen direlako. Arazoa partzialki konpontzen da laneko nahasketa erretzen duen bigarren bujia bat egoteak.
2. Olio kontsumo handia. Desabantaila Wankel motorrak gehiegi lubrifikatuta daudelako da, eta zenbait lekutan, batzuetan, olioa erre daiteke. Errekuntza-guneetan olio gehiegi dago karbono-pilaketa eraginez. Arazo horri aurre egiten saiatu ziren bero transferentzia hobetzen duten eta olioaren tenperatura motor guztian berdintzen duten "bero" tutuak instalatuz.
3. Konponketa zailtasunak. Espezialista guztiak ez daude prest Wankel motor baten konponketari aurre egiteko. Egituraz, unitatea ez da motor klasikoa baino korapilatsuagoa, baina ñabardura ugari daude, eta horiek ez betetzeak motorra goiz matxuratzea eragingo du. Horri konponketen kostu handia gehitzen diogu.
4. Baliabide txikia. Mazda RX-8 jabeentzat 80 kilometroko kilometroak berrikuspen handia egiteko garaia dela esan nahi du. Zoritxarrez, trinkotasun hori eta eraginkortasun handia 000-80 mila kilometro bakoitzeko konponketa garestiekin eta konplexuekin ordaindu behar dira.

Galderak eta erantzunak:

Zein da motor birakaria eta pistoi motor baten arteko aldea? Motor birakarietan ez dago pistoirik, eta horrek esan nahi du elkarrekiko mugimenduak ez direla erabiltzen barne-errekuntzako motorraren ardatza biratzeko - errotoreak berehala biratzen du bertan.

Zer da motor birakaria auto batean? Unitate termiko bat da (aire-erregaiaren nahaste baten errekuntzaren ondorioz funtzionatzen du), errotore birakaria erabiltzen du, ardatza finkatuta dagoena, engranaje-kutxera doana.

Zergatik da hain txarra motor birakaria? Motor birakariaren desabantaila nagusia lan-baliabide oso txikia da, unitatearen errekuntza-ganberen arteko zigiluen higadura azkarra dela eta (eragiketa-angelua etengabe aldatzen da eta tenperatura etengabe jaisten da).