ვანკელის ძრავა - RPD მანქანის მოწყობილობა და მუშაობის პრინციპი

საავტომობილო ინდუსტრიის ისტორიაში მრავალი მოწინავე გადაწყვეტილება არსებობს, შეიცვალა კომპონენტების და ასამბლეათა კონსტრუქციები. 30 წელზე მეტი ხნის წინ, აქტიურმა მცდელობებმა დაიწყეს დგუშის ძრავის გადაწევა გვერდზე, რაც უპირატესობას ანიჭებს ვანკელის მბრუნავი დგუშის ძრავას. ამასთან, მრავალი გარემოების გამო, მბრუნავ ძრავებს სიცოცხლის უფლება არ მიუღიათ. წაიკითხეთ ამ ყველაფრის შესახებ ქვემოთ.

პრინციპი ოპერაციის

როტორს აქვს სამკუთხა ფორმა, თითოეულ მხარეს აქვს ამოზნექილი ფორმა, რომელიც დგუშის როლს ასრულებს. როტორის თითოეულ მხარეს აქვს სპეციალური ჩაღრმავებები, რომლებიც მეტ ადგილს უზრუნველყოფს საწვავისა და ჰაერის ნარევისთვის, რაც ზრდის ძრავის მუშაობის სიჩქარეს. კიდეების ზედა ნაწილში აღჭურვილია მცირე დალუქვის ბეფლეტი, რომელიც ხელს უწყობს თითოეული დარტყმის შესრულებას. ორივე მხარეს როტორი აღჭურვილია დალუქვის რგოლებით, რომლებიც ქმნიან პალატების კედელს. როტორის შუა ნაწილი აღჭურვილია კბილებით, რომელთა დახმარებით მოძრაობს მექანიზმი.

Wankel ძრავის მუშაობის პრინციპი სრულიად განსხვავდება კლასიკურიდან, თუმცა, მათ აერთიანებს ერთი პროცესი, რომელიც შედგება 4 პარალიზისგან (მიღება-შეკუმშვის სამუშაო ინსულტის გამონაბოლქვი). საწვავი შედის პირველ ფორმირებულ პალატაში, მეორეში იკუმშება, შემდეგ როტორი ბრუნავს და შეკუმშული ნარევი აალდება სანთლით, სამუშაო ნარევი როტორს ბრუნავს და გამოდის გამონაბოლქვის მრავალფეროვნებაში. მთავარი განმასხვავებელი პრინციპია ის, რომ მბრუნავი დგუშის ძრავაში, სამუშაო პალატა არ არის სტატიკური, მაგრამ იქმნება როტორის მოძრაობით.

მოწყობილობა

სანამ მოწყობილობას გაიგებთ, უნდა იცოდეთ მბრუნავი დგუშის ძრავის ძირითადი კომპონენტები. Wankel ძრავა შედგება:

• სტატორის კორპუსი;
• როტორი;
• გადაცემათა ნაკრები;
• ექსცენტრული ლილვი;
• სანთლები (ანთება და დაწვა).

მბრუნავი ძრავა არის შიდა წვის ერთეული. ამ ძრავაში, სამუშაოების ყველა 4 პარალიზი სრულად ხდება, ამასთან, თითოეული ფაზისთვის არსებობს საკუთარი პალატა, რომელსაც როტორი ქმნის მბრუნავი მოძრაობით. 

როდესაც ანთება ჩართულია, შემქმნელის გარდამტეხი ბრუნვა და ძრავა იწყება. მბრუნავი, როტორი, სიჩქარის გვირგვინის მეშვეობით, ბრუნვას გადასცემს ექსცენტრიულ ლილვს (დგუშის ძრავისთვის, ეს არის camshaft). 

ვანკელის ძრავის მუშაობის შედეგი უნდა იყოს სამუშაო ნარევის ზეწოლის ფორმირება, როტორული მბრუნავი მოძრაობების განმეორებით და კვლავ ბრუნვის გადაცემა გადაცემაზე. 

ამ ძრავაში, ცილინდრები, დგუშები, crankshaft დამაკავშირებელი წნელები შეცვლის stator მთელი საცხოვრებელი ერთად rotor. ამის წყალობით, ძრავის მოცულობა მნიშვნელოვნად შემცირდა, ხოლო სიმძლავრე მრავალჯერ მეტია, ვიდრე კლასიკური ძრავა, რომელსაც აქვს მაგარი მექანიზმი, იგივე მოცულობით. ამ დიზაინს აქვს მაღალი კოლოფი, ასევე ხახუნის დაბალი დანაკარგების გამო.

სხვათა შორის, ძრავის მუშაობის სიჩქარემ შეიძლება გადააჭარბოს 7000 rpm- ს, ხოლო Mazda Wankel- ის ძრავებს (სპორტული ღონისძიებებისთვის) აქვთ გადატრიალება 10000 rpm- ზე მეტი. 

დიზაინი

ამ განყოფილების ერთ-ერთი მთავარი უპირატესობაა მისი კომპაქტურობა და მსუბუქი წონა თანაბარი ზომის კლასიკურ ძრავებთან შედარებით. განლაგება საშუალებას გაძლევთ მნიშვნელოვნად შეამციროთ სიმძიმის ცენტრი და ეს დადებითად მოქმედებს კონტროლის სტაბილურობასა და სიმკვეთრეზე. მცირე ზომის თვითმფრინავებმა, სპორტულმა მანქანებმა და ავტომობილებმა გამოიყენეს და ახლაც იყენებენ ამ უპირატესობას. 

Story

ვანკელის ძრავის წარმოშობისა და გავრცელების ისტორია საშუალებას მოგცემთ უკეთ გაიგოთ, რატომ იყო ის საუკეთესო ძრავა თავის დროზე და რატომ იქნა მიტოვებული დღეს.

ადრეული მოვლენები

1951 წელს გერმანულმა კომპანიამ NSU Motorenwerke-მა შეიმუშავა ორი ძრავა: პირველი - ფელიქს ვანკელის მიერ, სახელწოდებით DKM და მეორე - ჰანს პასჩკეს KKM (ვანკელის განვითარების საფუძველზე). 

ვანკელის დანაყოფის მუშაობის საფუძველი იყო კორპუსის და როტორის ცალკეული როტაცია, რის გამოც საოპერაციო რევოლუციებმა წუთში 17000 XNUMX მიაღწია. უხერხულობა ის იყო, რომ ძრავა უნდა დაიშალა სანთლების გამოცვლისთვის. მაგრამ KKM ძრავს ჰქონდა ფიქსირებული კორპუსი და მისი დიზაინი გაცილებით მარტივი იყო, ვიდრე მთავარი პროტოტიპი.

გაიცა ლიცენზიები

1960 წელს NSU Motorenwerke– მა ხელი მოაწერა ხელშეკრულებას ამერიკულ მწარმოებელ კომპანიასთან Curtiss-Wright Corporation. ხელშეკრულება გერმანიის ინჟინრებისთვის უნდა ყოფილიყო, რომ ყურადღება გამახვილებულიყო მსუბუქი მანქანებისთვის მცირე მბრუნავი დგუშიანი ძრავების შექმნაზე, ხოლო ამერიკელი კურტის-რაიტი მონაწილეობდა თვითმფრინავების ძრავების განვითარებაში. დიზაინერად დაიქირავა გერმანელი მექანიკოსი მაქს ბენტელეც. 

გლობალური ავტომწარმოებლების აბსოლუტური უმრავლესობა, მათ შორის Citroen, Porsche, Ford, Nissan, GM, Mazda და მრავალი სხვა. 1959 წელს ამერიკულმა კომპანიამ წარმოადგინა ვანკელის ძრავის გაუმჯობესებული ვერსია, ხოლო ერთი წლის შემდეგ ბრიტანულმა Rolls Royce– მა აჩვენა თავისი ორსაფეხურიანი დიზელის მბრუნავი დგუშის ძრავა.

ამასობაში, ზოგიერთმა ევროპულმა ავტომწარმოებელმა დაიწყო ავტომობილების ახალი ძრავით აღჭურვა, მაგრამ ყველამ ვერ იპოვა მათი გამოყენება: GM– მ უარი თქვა, Citroen– მა დაადგინა თვითმფრინავების საწინააღმდეგო დგუშებით ძრავის შემუშავება და Mercedes-Benz– მა დაამონტაჟა მბრუნავი დგუშის ძრავა ექსპერიმენტულ C 111 მოდელში. 

1961 წელს, საბჭოთა კავშირში, NAMI– მ, სხვა კვლევით ინსტიტუტებთან ერთად, დაიწყო Wankel– ის ძრავის განვითარება. მრავალი ვარიანტი შეიქმნა, ერთ-ერთმა მათგანმა იპოვა თავისი გამოყენება VAZ-2105 მანქანაში KGB- სთვის. აწყობილი ძრავების ზუსტი რაოდენობა უცნობია, მაგრამ ის არ აღემატება რამდენიმე ათეულს. 

სხვათა შორის, წლების შემდეგ, მხოლოდ საავტომობილო კომპანია Mazda-მ იპოვა მბრუნავი დგუშის ძრავის გამოყენება. ამის ნათელი მაგალითია RX-8 მოდელი.

მოტოციკლეტის განვითარება

ბრიტანეთში, მოტოციკლეტების მწარმოებელმა Norton Motorcycles– მა შეიმუშავა Sachs– ის საჰაერო გაცივებული მბრუნავი დგუშიანი ძრავა ავტომობილებისთვის. განვითარების შესახებ შეგიძლიათ გაეცნოთ Hercules W-2000 მოტოციკლის შესახებ.

სუზუკი განზე არ დგას და ასევე გამოუშვა საკუთარი მოტოციკლი. თუმცა, ინჟინრებმა საგულდაგულოდ შეიმუშავეს ძრავის დიზაინი, გამოიყენეს ფეროშენადნობი, რამაც მნიშვნელოვნად გაზარდა განყოფილების საიმედოობა და მომსახურების ვადა.

მოვლენების განვითარება მანქანებისთვის

მაზდას და NSU– ს შორის კვლევითი კონტრაქტის გაფორმების შემდეგ, კომპანიებმა დაიწყეს კონკურენცია ჩემპიონატზე პირველი მანქანის წარმოებაში ვანკელის ერთეულით. შედეგად, 1964 წელს, NSU– მ წარმოადგინა თავისი პირველი მანქანა, NSU Spider, ამის საპასუხოდ, Mazda– მ წარმოადგინა 2 და 4 როტორიანი ძრავების პროტოტიპი. 3 წლის შემდეგ, NSU Motorenwerke– მ გამოუშვა Ro 80 მოდელი, მაგრამ მიიღო ბევრი უარყოფითი მიმოხილვა მრავალი წარუმატებლობის გამო არასრულყოფილი დიზაინის ფონზე. ეს პრობლემა არ მოგვარებულა 1972 წლამდე და კომპანია 7 წლის შემდეგ შეიწოვება Audi– ს მიერ, ხოლო ვანკელის ძრავები უკვე ცნობილი გახდა.

იაპონელმა მწარმოებელმა Mazda- მ განაცხადა, რომ მათმა ინჟინრებმა გადაჭრეს ზედა ნაწილში დალუქვის პრობლემა (პალატებს შორის მჭიდროობისთვის), მათ დაიწყეს ძრავების გამოყენება არა მხოლოდ სპორტულ მანქანებში, არამედ კომერციულ მანქანებშიც. სხვათა შორის, Mazda მანქანების მფლობელებმა მბრუნავი ძრავით აღნიშნეს ძრავის მაღალი რეაქცია და ელასტიურობა.

მოგვიანებით Mazda– მ უარი თქვა მოწინავე ძრავის მასიურ დანერგვაზე, ის მხოლოდ RX-7 და RX-8 მოდელებზე დააინსტალირა. RX-8– ისთვის შეიქმნა Renesis ძრავა, რომელიც მრავალმხრივ გაუმჯობესდა, კერძოდ:

• გადაადგილებული გამონაბოლქვი გამწოვები დარტყმის გასაუმჯობესებლად, რამაც მნიშვნელოვნად გაზარდა ენერგია;
• დაამატა რამდენიმე კერამიკული ნაწილი თერმული დამახინჯების თავიდან ასაცილებლად;
• კარგად გააზრებული ძრავის მართვის ელექტრონული სისტემა;
• ორი სანთლების არსებობა (ძირითადი და წვის შემდეგ);
• წყლის ქურთუკის დამატება გასასვლელში ნახშირბადის დაგროვების აღმოსაფხვრელად.

შედეგად, მიიღეს კომპაქტური ძრავა 1.3 ლიტრი მოცულობით და ენერგიის გამომუშავება დაახლოებით 231 ცხ.

უპირატესობები

მბრუნავი დგუშის ძრავის ძირითადი უპირატესობები:

1. მისი მცირე წონა და ზომები, რაც პირდაპირ გავლენას ახდენს მანქანის დიზაინის საფუძველზე. ეს ფაქტორი მნიშვნელოვანია სპორტული სიმძიმის დაბალი ცენტრის შემუშავებისას.
2. ნაკლები დეტალები. ეს არა მხოლოდ საშუალებას გაძლევთ შეამციროთ ძრავის შენარჩუნების ღირებულება, არამედ შეამციროთ ენერგიის დანაკარგები დაკავშირებული ნაწილების გადაადგილების ან როტაციისთვის. ამ ფაქტორმა პირდაპირ გავლენა მოახდინა მაღალ ეფექტურობაზე.
3. იგივე მოცულობით, როგორც კლასიკური დგუშის ძრავა, მბრუნავი დგუში ძრავის სიმძლავრე 2-3-ჯერ მეტია.
4. სამუშაოების სიგლუვეს და ელასტიურობას, მატერიალური ვიბრაციების არარსებობას იმის გამო, რომ არ არსებობს ძირითადი დანაყოფების საპასუხო მოძრაობები.
5. ძრავა შეიძლება მუშაობდეს დაბალი ოქტანური ბენზინით.
6. ფართო სამუშაო სიჩქარის დიაპაზონი საშუალებას იძლევა გამოიყენოთ გადაცემა მოკლე სიჩქარით, რაც ძალიან მოსახერხებელია ურბანული პირობებისთვის.
7. ბრუნვის ”თარო” გათვალისწინებულია cycle ციკლისთვის და არა მეოთხედი, როგორც ოტოს ძრავაში.
8. ძრავის ზეთი პრაქტიკულად არ არის დაბინძურებული, გადინების ინტერვალი მრავალჯერ უფრო ფართოა. აქ ზეთი არ ექვემდებარება წვას, ისევე როგორც დგუშის ძრავებში, ეს პროცესი ხდება რგოლების მეშვეობით.
9. არ არსებობს დეტონაცია.

სხვათა შორის, დამტკიცებულია, რომ მაშინაც კი, თუ ეს ძრავა რესურსის პირას არის, მოიხმარს ბევრ ზეთს, მუშაობს დაბალი კომპრესიით, მისი სიმძლავრე ოდნავ შემცირდება. სწორედ ამ უპირატესობამ მომისყიდა თვითმფრინავში მბრუნავი დგუშის ძრავის დაყენება.

შთამბეჭდავ უპირატესობებთან ერთად არსებობს უარყოფითი მხარეებიც, რამაც ხელი შეუშალა მოწინავე მბრუნავი დგუშის ძრავას მასებში მიღწევაში.

 შეზღუდვები

1. წვის პროცესი არ არის საკმარისად ეფექტური, რის გამოც იზრდება საწვავის ხარჯი და უარესდება ტოქსიკურობის სტანდარტები. პრობლემა ნაწილობრივ წყდება მეორე სანთლის არსებობით, რომელიც წვავს სამუშაო ნარევს.
2. ნავთობის მაღალი მოხმარება. მინუსი გამოწვეულია იმით, რომ Wankel– ის ძრავები ზედმეტად არის საპოხი და გარკვეულ ადგილებში, ზოგჯერ, შეიძლება დაიწვას ზეთი. წვის ზონებში ნავთობის ჭარბი რაოდენობაა, რის შედეგადაც ნახშირბადის დაგროვება ხდება. ისინი ამ პრობლემის მოგვარებას შეეცადნენ "სითბოს" მილების დაყენებით, რომლებიც აუმჯობესებს სითბოს გადაცემას და ზეთის ტემპერატურას ათანაბრებს მთელ ძრავაში.
3. სარემონტო სირთულე. ყველა სპეციალისტი არ არის მზად პროფესიონალურად გაუმკლავდეს Wankel ძრავის შეკეთებას. სტრუქტურულად, ერთეული უფრო რთული არ არის, ვიდრე კლასიკური ძრავა, მაგრამ არსებობს უამრავი ნიუანსი, რომელთა დაუცველობა გამოიწვევს ძრავის ადრეულ უკმარისობას. ამას ჩვენ დავამატებთ რემონტის მაღალ ფასს.
4. დაბალი რესურსი. Mazda RX-8 მფლობელებისათვის გარბენი 80 კმ ნიშნავს, რომ დროა გავაკეთოთ კაპიტალური რემონტი. სამწუხაროდ, ასეთი კომპაქტურობა და მაღალი ეფექტურობა უნდა გადაიხადოს ძვირადღირებული და რთული რემონტით ყოველ 000-80 ათას კილომეტრზე.

კითხვები და პასუხები:

რა განსხვავებაა მბრუნავ ძრავასა და დგუშის ძრავას შორის? მბრუნავ ძრავში არ არის დგუშები, რაც ნიშნავს, რომ ორმხრივი მოძრაობები არ გამოიყენება შიდა წვის ძრავის ლილვის დასატრიალებლად - როტორი მაშინვე ბრუნავს მასში.

რა არის მბრუნავი ძრავა მანქანაში? ეს არის თერმული ერთეული (იგი მუშაობს ჰაერ-საწვავის ნარევის წვის გამო), მხოლოდ ის იყენებს მბრუნავ როტორს, რომელზედაც ფიქსირდება ლილვი, რომელიც მიდის გადაცემათა კოლოფში.

რატომ არის მბრუნავი ძრავა ასე ცუდი? მბრუნავი ძრავის მთავარი მინუსი არის ძალიან მცირე სამუშაო რესურსი, ბლოკის წვის კამერებს შორის ბეჭდების სწრაფი აცვიათ გამო (მუშაობის კუთხე მუდმივად იცვლება და მუდმივი ტემპერატურა ეცემა).