Wankel кыймылдаткычы - RPD машинасынын түзүлүш жана иштөө принциби

Автомобиль өнөр жайынын тарыхында көптөгөн өнүккөн чечимдер болгон, тетиктердин жана тетиктердин конструкциялары өзгөргөн. 30 жылдан ашуун убакыт мурун, поршендик кыймылдаткычты капталына жылдыруу аракети башталды, бул Ванкелдин айланма поршендик кыймылдаткычына артыкчылык берди. Бирок, көптөгөн жагдайлардан улам, айланма кыймылдаткычтар жашоо укугун ала алышкан жок. Төмөндө мунун бардыгы жөнүндө окуңуз.

Иштөө принциби

Ротор үч бурчтуу формада, эки тарабы томпок формага ээ, ал поршендин ролун аткарат. Ротордун ар бир тарабында отун-аба аралашмасы үчүн көбүрөөк орун бөлүп берген атайын оюктар бар, ошону менен кыймылдаткычтын иштөө ылдамдыгын жогорулатат. Четтеринин үстү кичинекей пломба менен жабдылган, ал ар бир кагуунун аткарылышын жеңилдетет. Ротор эки жагында камералардын дубалын түзгөн тыгыздоочу шакектер менен жабдылган. Ротордун ортосу тиш менен жабдылган, анын жардамы менен механизм айланат.

Ванкел кыймылдаткычынын иштөө принциби классикалыктан таптакыр башкача, бирок аларды 4 соккудан турган бирдиктүү процесс бириктирип турат (алуу-кысуу-иштөө инсульт-соруу). Күйүүчү май биринчи пайда болгон камерага кирип, экинчисинде кысылат, андан кийин ротор айланып, сыгылган аралашма от алдырат, жумушчу аралашма роторду айландыргандан кийин жана чыгуучу коллекторго чыгат. Негизги айырмалоочу принцип - айланма поршендик кыймылдаткычта жумушчу камера туруктуу эмес, бирок ротордун кыймылынан пайда болот.

түзмөк

Аппаратты түшүнүүдөн мурун, айланма поршендик кыймылдаткычтын негизги компоненттерин билишиңиз керек. Wankel кыймылдаткычы төмөнкүлөрдөн турат:

• статор корпусу;
• ротор;
• тиштүү топтом;
• эксцентрикалык вал;
• от алдыргыч шамдар (от жагуу жана күйгүзүү).

Ротордук кыймылдаткыч - бул ички күйүү бирдиги. Бул кыймылдаткычта бардык 4 сокку толугу менен жүрөт, бирок ар бир фаза үчүн ротордун айлануу кыймылынан пайда болгон өз камерасы бар. 

От алдыргыч күйгүзүлгөндө, стартер маховикти айлантып, кыймылдаткыч иштей баштайт. Айланып, ротор тиштүү крон аркылуу моментти эксцентрикалык валга берет (поршендик кыймылдаткыч үчүн бул велиштелген вал). 

Ванкель кыймылдаткычынын ишинин натыйжасы ротордун айлануу кыймылын кайра-кайра кайталоого мажбурлап, моментти трансмиссияга өткөрүп, жумушчу аралашманын басымынын пайда болушу керек. 

Бул кыймылдаткычта цилиндрлер, поршендер, бириктирүүчү таякчалары бар кривошина бүт статор корпусун ротор менен алмаштырат. Мунун аркасында кыймылдаткычтын көлөмү бир топ кыскарган, ал эми кубаттуулугу бир эле көлөмдөгү, ийилген механизми бар классикалык кыймылдаткычка караганда бир нече эсе жогору. Бул конструкция жогорку сүрүлмө коробкасына ээ, анткени сүрүлүүдөгү жоготуулар аз.

Баса, кыймылдаткычтын иштөө ылдамдыгы 7000 об / мин ашышы мүмкүн, ал эми Mazda Wankel кыймылдаткычтары (спорттук мелдештер үчүн) 10000 об / мин ашат. 

дизайн

Бул бирдиктин негизги артыкчылыктарынын бири бирдей өлчөмдөгү классикалык кыймылдаткычтарга салыштырмалуу анын компакттуулугу жана жеңил салмагы болуп саналат. Макет оордуктун борборун олуттуу кыскартууга мүмкүндүк берет жана бул башкаруунун туруктуулугуна жана курчтугуна оң таасирин тийгизет. Чакан учактар, спорттук машиналар жана автотранспорттор бул артыкчылыкты колдонуп келишкен жана азыр да колдонушат. 

История

Wankel кыймылдаткычынын келип чыгышы жана жайылуу тарыхы анын эмне үчүн өз убагында эң мыкты кыймылдаткыч болгонун, эмне үчүн бүгүнкү күндө аны таштап кеткенин жакшыраак түшүнүүгө мүмкүнчүлүк берет.

Алгачкы өнүгүүлөр

1951-жылы Германиянын NSU Motorenwerke компаниясы эки кыймылдаткычты иштеп чыккан: биринчиси - Феликс Ванкелдин DKM деген ат менен, экинчиси - Ханс Пасккенин ККМи (Ванкелдин иштеп чыгуусунун негизинде). 

Ванкель бирдигинин иштешинин негизи корпустун жана ротордун өзүнчө айлануусу болгон, ошонун аркасында жумушчу айлануулар мүнөтүнө 17000ге жеткен. Ыңгайсыздык - учкундарды алмаштыруу үчүн кыймылдаткычты бөлүп-бөлүп салыш керек болчу. Бирок KKM кыймылдаткычы туруктуу корпуска ээ жана анын дизайны негизги прототипке караганда бир кыйла жөнөкөй болгон.

Берилген лицензиялар

1960-жылы NSU Motorenwerke америкалык өндүрүш компаниясы Curtiss-Wright Corporation менен келишим түзгөн. Келишимде немис инженерлери жеңил автоунаалар үчүн чакан ротордук поршендик кыймылдаткычтарды иштеп чыгууга көңүл бурушу керек болчу, ал эми америкалык Кертис-Райт болсо авиациялык кыймылдаткычтарды иштеп чыгуу менен алектенген. Дизайнер катары немис инженер-механиги Макс Бентеле дагы алынган. 

Дүйнөлүк унаа өндүрүүчүлөрдүн басымдуу көпчүлүгү, анын ичинде Citroen, Porsche, Ford, Nissan, GM, Mazda жана башкалар. 1959-жылы америкалык компания Wankel кыймылдаткычынын жакшыртылган версиясын киргизген, бир жылдан кийин британиялык Rolls Royce өзүнүн эки баскычтуу дизелдик поршендүү кыймылдаткычын көрсөткөн.

Ошол эле учурда, кээ бир европалык автомобиль өндүрүүчүлөр машиналарды жаңы кыймылдаткычтар менен жабдууга аракет кыла башташты, бирок баары эле алардын өтүнмөсүн таба алышкан жок: GM баш тартты, Citroen учак үчүн каршы поршендүү моторду иштеп чыгууну чечти жана Mercedes-Benz айлануучу поршендүү кыймылдаткычты орнотту эксперименталдык C 111 моделинде. 

1961-жылы Советтер Союзунда НАМИ башка илим изилдөө институттары менен бирдикте Ванкель кыймылдаткычын иштеп чыгууга киришти. Көптөгөн варианттар иштелип чыккан, алардын бири КГБ үчүн ВАЗ-2105 автоунаасында колдонулган. Чогулган моторлордун так саны белгисиз, бирок ал бир нече ондон ашпайт. 

Айтмакчы, бир нече жыл өткөндөн кийин, бир гана Mazda автомобиль компаниясы чындап эле айлануучу поршень кыймылдаткычын колдонууну тапты. Мунун айкын мисалы RX-8 модели болуп саналат.

Мотоциклдерди иштеп чыгуу

Британияда мотоцикл өндүрүүчү Norton Motorcycles компаниясы Sachs автомобилдери үчүн аба менен муздатуучу роторлуу поршендик кыймылдаткыч иштеп чыкты. Өнүгүү жөнүндө Hercules W-2000 мотоцикли жөнүндө окуп, көбүрөөк биле аласыз.

Сузуки четте калган жок, ошондой эле өзүнүн мотоциклин чыгарды. Бирок инженерлер мотордун конструкциясын кылдаттык менен иштеп чыгышкан, ферроқорытманы колдонушкан, бул агрегаттын ишенимдүүлүгүн жана иштөө мөөнөтүн кыйла жогорулаткан.

Унаалар үчүн иштеп чыгуулар

Mazda менен NSUнун ортосунда изилдөө келишимине кол койгондон кийин, компаниялар Ванкелдик агрегаты бар биринчи машинаны чыгаруу боюнча чемпиондук үчүн атаандашууга киришти. Натыйжада, 1964-жылы NSU биринчи машинасын, NSU Spider, жооп катары Mazda 2 жана 4 роторлуу кыймылдаткычтардын прототипин сунуштаган. 3 жылдан кийин, NSU Motorenwerke Ro 80 моделин чыгарды, бирок кемчиликсиз дизайндын фонунда көптөгөн катачылыктардан улам көптөгөн терс сын -пикирлерди алды. Бул көйгөй 1972 -жылга чейин чечилген эмес жана компания 7 жылдан кийин Audi тарабынан сиңип кеткен, ал эми Ванкелдин кыймылдаткычтары буга чейин атактуу болуп кеткен.

Жапониялык Мазда өндүрүүчүсү инженерлери чокуну тыгыздоо маселесин чечишкенин (камералардын тыгыздыгы үчүн), кыймылдаткычтарды спорттук унааларда гана эмес, коммерциялык унааларда да колдоно баштагандыгын жарыялады. Баса, айлануучу кыймылдаткычы бар Мазда автоунааларынын ээлери кыймылдаткычтын жогорку дроссель реакциясын жана ийкемдүүлүгүн белгилешкен.

Кийинчерээк Mazda өркүндөтүлгөн кыймылдаткычты массалык түрдө киргизүүдөн баш тартып, аны RX-7 жана RX-8 моделдерине гана орноткон. RX-8 үчүн Ренезис кыймылдаткычы иштелип чыккан, ал ар тараптан жакшыртылган, тактап айтканда:

• үрлөөнү өркүндөтүү үчүн сордурулган желдеткичтер жылдырылды, бул кубаттуулукту кыйла көбөйттү;
• термикалык бурмалоонун алдын алуу үчүн кээ бир керамикалык бөлүктөрдү кошту;
• ойлонулган электрондук кыймылдаткычты башкаруу тутуму;
• эки от алдыргычтын болушу (негизги жана күйгүзүү үчүн);
• суу чыгуучу күрмө кошулганда, анын чыккан жеринде көмүртек топтолушун жок кылат.

Натыйжада, көлөмү 1.3 литр болгон чакан кыймылдаткыч чыгып, болжол менен 231 л.с. кубаттуулукка ээ болду.

артыкчылыктары

Ротордук поршендик кыймылдаткычтын негизги артыкчылыктары:

1. Анын салмагы жана өлчөмдөрү, бул автомобилдин дизайнынын негизине түздөн-түз таасир этет. Бул фактор оордук борбору төмөн спорттук автоунааны иштеп чыгууда маанилүү.
2. Азыраак бөлүктөр. Бул кыймылдаткычты күтүүгө кеткен чыгымдарды кыскартууга гана эмес, ошондой эле тетиктердин кыймылдашы же айлануусу үчүн электр кубатын жоготууларды азайтууга мүмкүндүк берет. Бул фактор жогорку эффективдүүлүккө түздөн-түз таасир эткен.
3. Классикалык поршендик кыймылдаткыч менен бирдей көлөмдө, айланма поршендик кыймылдаткычтын күчү 2-3 эсе жогору.
4. Жумуштун тегиздиги жана ийкемдүүлүгү, негизги агрегаттардын өз ара кыймылдары болбогондуктан материалдык термелүүлөрдүн жоктугу.
5. Мотор аз октандык бензин менен иштей алат.
6. Иштөө ылдамдыгынын кең диапазону кыска тиштүү берүүнү колдонууга мүмкүндүк берет, бул шаардык шарттарга өтө ыңгайлуу.
7. Момент "текче" Отто кыймылдаткычындагыдай чейрек үчүн эмес, циклдин ⅔ мезгилинде берилет.
8. Мотор майы иш жүзүндө булганган эмес, агып кетүү аралыгы бир нече эсе кеңирээк. Бул жерде май күйүүгө дуушар болбойт, поршендик кыймылдаткычтардагыдай, бул процесс шакекчелер аркылуу болот.
9. Детонация жок.

Баса, бул кыймылдаткыч ресурстун босогосунда турса дагы, майды көп сарптаса, аз кысылганда иштесе, анын кубаттуулугу бир аз төмөндөй турганы далилденген. Абага роторлуу поршендик кыймылдаткыч орнотууга мага ушул кадыр-барк пара берди.

Эң сонун артыкчылыктар менен катар, өркүндөтүлгөн айланма поршендик кыймылдаткычтын массага жетүүсүнө тоскоол болгон кемчиликтер дагы бар.

 кемчиликтер

1. Күйүү процесси жетиштүү деңгээлде натыйжалуу болбой жатат, анын кесепетинен күйүүчү майдын чыгымы көбөйүп, уулуулуктун стандарттары начарлайт. Маселе жумушчу аралашманы күйгүзүп жиберген экинчи учкундун болушу менен жарым-жартылай чечилет.
2. Мунайды көп керектөө. Кемчилиги Ванкелдин кыймылдаткычтарынын ашыкча майланышына жана кээ бир жерлерде майдын күйүп кетишине байланыштуу. Күйүү зоналарында ашыкча май бар, натыйжада көмүртек пайда болот. Алар жылуулук өткөрүүнү жакшырткан жана кыймылдаткычтын май температурасын теңдештирген "жылуулук" түтүктөрүн орнотуп, бул көйгөй менен күрөшүүгө аракет кылышты.
3. Оңдоо кыйынчылыгы. Бардык эле адистер Wankel кыймылдаткычынын ремонтун кесипкөйлүк менен чечүүгө даяр эмес. Түзүмү боюнча, агрегат классикалык кыймылдаткычтан татаал эмес, бирок нюанстар көп, аларды сактабаганда кыймылдаткычтын эрте иштен чыгуусуна алып келет. Буга ремонттун кымбат баасын кошобуз.
4. Төмөн ресурс. Mazda RX-8 ээлери үчүн 80 000 чакырым аралыкты басып өтүү капиталдык ремонттон өткөрүүгө мезгил келди дегенди билдирет. Тилекке каршы, мындай тыгыздык жана жогорку натыйжалуулук үчүн ар бир 80-100 миң километр аралыктагы кымбат жана татаал ремонттор төлөнүп турушу керек.

Суроолор жана жооптор:

Айлануучу кыймылдаткыч менен поршендик кыймылдаткычтын ортосунда кандай айырма бар? Айлануучу кыймылдаткычта поршеньдер жок, демек ичтен күйүүчү кыймылдаткычтын валын айландыруу үчүн поршеньдер колдонулбайт - ротор анда дароо айланат.

Машинада айлануучу кыймылдаткыч деген эмне? Бул жылуулук бирдиги (ал аба-отун аралашмасын күйгүзүү менен иштейт), бир гана ал редукторго бара турган вал бекитилген, айлануучу роторду колдонот.

Айлануучу кыймылдаткыч эмне үчүн мынчалык начар? Айлануучу кыймылдаткычтын негизги кемчилиги агрегаттын күйүү камераларынын ортосундагы пломбалардын тез эскиришинен улам өтө аз жумушчу ресурсу болуп саналат (жумуш бурчу жана температуранын туруктуу өзгөрүүсү тынымсыз өзгөрүп турат).