Wankel engine - ẹrọ ati ilana ti iṣẹ ti ọkọ ayọkẹlẹ RPD

Ni gbogbo itan-akọọlẹ ti ile-iṣẹ ọkọ ayọkẹlẹ, ọpọlọpọ awọn solusan ilọsiwaju ti wa, awọn apẹrẹ ti awọn paati ati awọn apejọ ti yipada. Die e sii ju ọdun 30 sẹyin, awọn igbiyanju ti nṣiṣe lọwọ bẹrẹ lati yi ọkọ ayọkẹlẹ piston si ẹgbẹ, fifun ni anfani si ẹrọ piston iyipo iyipo Wankel. Sibẹsibẹ, nitori ọpọlọpọ awọn ayidayida, awọn ọkọ iyipo ko gba ẹtọ si igbesi aye wọn. Ka nipa gbogbo eyi ni isalẹ.

Bi o ti ṣiṣẹ

Ẹrọ iyipo ni apẹrẹ onigun mẹta, ni ẹgbẹ kọọkan o ni apẹrẹ iwoye ti o ṣe bi piston. Ẹgbẹ kọọkan ti ẹrọ iyipo ni awọn isinmi pataki ti o pese aaye diẹ sii fun adalu epo-afẹfẹ, nitorinaa n mu iyara ẹrọ ṣiṣẹ. Oke ti awọn egbegbe ti ni ipese pẹlu baffle lilẹ kekere ti o ṣe iranlọwọ fun ipaniyan ti lu kọọkan. Ni ẹgbẹ mejeeji ẹrọ iyipo ti ni ipese pẹlu awọn oruka edidi ti o jẹ odi ti awọn iyẹwu naa. Aarin ẹrọ iyipo ti ni ipese pẹlu awọn eyin, pẹlu iranlọwọ eyiti sisẹ naa nyi.

Ilana ti išišẹ ti ẹrọ Wankel yatọ patapata si ọkan ti kilasika, ṣugbọn wọn ṣọkan nipasẹ ilana kan ti o ni awọn iṣọn-ara mẹrin 4 (fifun-fifun-pọ-ṣiṣẹ eefi-eefi). Epo naa wọ inu iyẹwu akọkọ ti a ṣẹda, ti wa ni fisinuirindigbindigbin ni ekeji, lẹhinna ẹrọ iyipo yipo ati ina ti a fi rọ pọ nipasẹ ina sipaki, lẹhin adalu iṣẹ yiyi ẹrọ iyipo ati ijade si ọpọlọpọ eefi. Opo iyatọ akọkọ ni pe ninu ọkọ ayọkẹlẹ piston iyipo, iyẹwu iṣẹ kii ṣe aimi, ṣugbọn o jẹ agbekalẹ nipasẹ iṣipopada ti ẹrọ iyipo.

Ẹrọ

Ṣaaju ki o to ye ẹrọ naa, o yẹ ki o mọ awọn paati akọkọ ti motor piston iyipo. Ẹrọ Wankel ni:

• ibugbe stator;
• ẹrọ iyipo;
• kan ti ṣeto ti murasilẹ;
• eccentric ọpa;
• awọn ohun itanna sipaki (titan ati sisun lẹhin).

Ẹrọ iyipo jẹ ẹya ijona inu. Ninu ọkọ ayọkẹlẹ yii, gbogbo awọn iṣọn mẹrin ti iṣẹ waye ni kikun, sibẹsibẹ, fun ipele kọọkan o wa iyẹwu tirẹ, eyiti o jẹ akoso nipasẹ ẹrọ iyipo nipasẹ yiyipo yiyi. 

Nigbati iginisonu ba wa ni titan, olubẹrẹ naa yoo yi oju-eefin naa pada ki ẹrọ naa yoo bẹrẹ. Yiyi, ẹrọ iyipo, nipasẹ ade jia, n gbe iyipo si ọpa eccentric (fun ẹrọ pisitini, eyi jẹ kamshaft kan). 

Abajade ti iṣẹ ti ẹrọ Wankel yẹ ki o jẹ iṣelọpọ ti titẹ ti adalu iṣẹ, muwon awọn iyipo iyipo ti ẹrọ iyipo lati tun tun leralera, gbigbe iyipo si gbigbe. 

Ninu ọkọ ayọkẹlẹ yii, awọn silinda, awọn pisitini, crankshaft pẹlu awọn ọpa asopọ pọ rọpo gbogbo ile stator pẹlu ẹrọ iyipo kan. Ṣeun si eyi, iwọn didun ti ẹrọ naa dinku dinku, lakoko ti agbara jẹ ọpọlọpọ awọn igba ti o ga ju ti ọkọ ayọkẹlẹ alailẹgbẹ pẹlu sisọ nkan ibẹrẹ, pẹlu iwọn kanna. Apẹrẹ yii ni apoti jia giga kan tun nitori awọn adanu ikọlu kekere.

Ni ọna, iyara ṣiṣiṣẹ ẹrọ le kọja 7000 rpm, lakoko ti awọn ẹrọ Mazda Wankel (fun awọn idije ere idaraya) kọja 10000 rpm. 

Oniru

Ọkan ninu awọn anfani akọkọ ti ẹyọ yii ni iwapọ rẹ ati iwuwo fẹẹrẹ ni akawe si awọn ẹrọ Ayebaye ti iwọn dogba. Ifilelẹ naa gba ọ laaye lati dinku aarin ti walẹ ni pataki, ati pe eyi ni ojurere ni ipa lori iduroṣinṣin ati didasilẹ iṣakoso. Awọn ọkọ ofurufu kekere, awọn ọkọ ayọkẹlẹ ere idaraya ati awọn ọkọ ayọkẹlẹ ti lo ati tun lo anfani yii. 

История

Itan-akọọlẹ ti ibẹrẹ ati itankale ẹrọ Wankel yoo gba ọ laaye lati ni oye daradara idi ti o fi jẹ ẹrọ to dara julọ ni ọjọ rẹ, ati idi ti a fi kọ ọ silẹ loni.

Awọn idagbasoke ni kutukutu

Ni ọdun 1951, ile-iṣẹ German NSU Motorenwerke ni idagbasoke awọn ẹrọ meji: akọkọ - nipasẹ Felix Wankel, labẹ orukọ DKM, ati keji - Hans Paschke's KKM (da lori idagbasoke Wankel). 

Ipilẹ ti iṣiṣẹ ti apakan Wankel ni iyipo lọtọ ti ara ati ẹrọ iyipo, nitori eyiti awọn iyipo iṣiṣẹ ti de 17000 fun iṣẹju kan. Aimanu naa ni pe ẹrọ naa ni lati wa ni tituka lati rọpo awọn ohun itanna sipaki. Ṣugbọn ẹrọ KKM ni ara ti o wa titi apẹrẹ rẹ rọrun pupọ ju apẹrẹ akọkọ lọ.

Awọn iwe-aṣẹ ti a fun ni

Ni ọdun 1960, NSU Motorenwerke fowo si adehun pẹlu ile-iṣẹ iṣelọpọ Amẹrika ti Curtiss-Wright Corporation. Adehun naa jẹ fun awọn onimọ-jinlẹ ara ilu Jamani lati dojukọ idagbasoke ti awọn ẹrọ pisitini iyipo kekere fun awọn ọkọ ina, lakoko ti Amẹrika Curtis-Wright n ṣiṣẹ ni idagbasoke awọn ẹrọ oko ofurufu. Onisẹ ẹrọ iṣe-iṣe ara Jamani Max Bentele tun bẹwẹ bi onise apẹẹrẹ. 

Pupọ julọ ti awọn aṣelọpọ ọkọ ayọkẹlẹ agbaye, pẹlu Citroen, Porsche, Ford, Nissan, GM, Mazda ati ọpọlọpọ awọn omiiran. Ni ọdun 1959, ile-iṣẹ Amẹrika ṣafihan ẹya ti ilọsiwaju ti ẹrọ Wankel, ati ni ọdun kan lẹhinna British Rolls Royce ṣe afihan ẹrọ pisitini iyipo iyipo diesel meji-ipele rẹ.

Nibayi, diẹ ninu awọn ọkọ ayọkẹlẹ ara ilu Yuroopu bẹrẹ lati gbiyanju lati fi awọn ọkọ ayọkẹlẹ pẹlu awọn ẹrọ tuntun, ṣugbọn kii ṣe gbogbo wọn ni ohun elo wọn: GM kọ, Citroen ti ni atunṣe lori idagbasoke ẹrọ kan pẹlu awọn pisitini-counter fun ọkọ ofurufu, ati Mercedes-Benz fi ẹrọ ẹrọ pisitini iyipo kan. ni esiperimenta C 111 awoṣe. 

Ni ọdun 1961, ni Soviet Union, NAMI, pẹlu awọn ile-iṣẹ iwadii miiran, bẹrẹ idagbasoke ẹrọ Wankel. Ọpọlọpọ awọn aṣayan ni a ṣe apẹrẹ, ọkan ninu wọn wa ohun elo rẹ ninu ọkọ ayọkẹlẹ VAZ-2105 fun KGB. Nọmba gangan ti awọn ọkọ ti kojọpọ jẹ aimọ, ṣugbọn ko kọja ọpọlọpọ awọn mejila. 

Nipa ọna, awọn ọdun lẹhinna, nikan ni ile-iṣẹ adaṣe Mazda ti rii nitootọ lilo fun ẹrọ piston rotari. Apẹẹrẹ iyalẹnu ti eyi ni awoṣe RX-8.

Awọn idagbasoke alupupu

Ni Ilu Gẹẹsi, olupilẹṣẹ alupupu Norton Awọn alupupu ti ṣe agbekalẹ ẹrọ piston iyipo iyipo ti o tutu fun Sachs fun awọn ọkọ ayọkẹlẹ. O le kọ diẹ sii nipa idagbasoke nipasẹ kika nipa alupupu Hercules W-2000.

Suzuki ko duro lẹgbẹẹ, ati tun tu alupupu tirẹ silẹ. Sibẹsibẹ, awọn onimọ -ẹrọ farabalẹ ṣe agbekalẹ apẹrẹ ti ọkọ ayọkẹlẹ, lo ferroalloy kan, eyiti o pọ si igbẹkẹle ati igbesi aye iṣẹ ti ẹya naa ni pataki.

Awọn idagbasoke fun awọn ọkọ ayọkẹlẹ

Lẹhin ti o fowo si iwe adehun iwadii laarin Mazda ati NSU, awọn ile -iṣẹ bẹrẹ lati dije fun aṣaju ni iṣelọpọ ti ọkọ ayọkẹlẹ akọkọ pẹlu ẹyọkan Wankel. Bi abajade, ni ọdun 1964, NSU gbekalẹ ọkọ ayọkẹlẹ akọkọ rẹ, NSU Spider, ni idahun, Mazda gbekalẹ apẹrẹ ti awọn ẹrọ 2 ati 4-rotor. Lẹhin ọdun mẹta, NSU Motorenwerke ṣe agbekalẹ awoṣe Ro 3, ṣugbọn gba ọpọlọpọ awọn atunwo odi nitori ọpọlọpọ awọn ikuna lodi si ipilẹ ti apẹrẹ alaipe. A ko yanju iṣoro yii titi di ọdun 80, ati pe ile -iṣẹ naa gba Audi ni ọdun 1972 lẹhinna, ati awọn ẹrọ Wankel ti di olokiki tẹlẹ.

Olupilẹṣẹ ara ilu Japanese Mazda kede pe awọn onise-ẹrọ wọn yanju iṣoro ti lilẹ oke (fun wiwọ laarin awọn iyẹwu), wọn bẹrẹ lati lo awọn ọkọ ayọkẹlẹ kii ṣe ni awọn ọkọ ayọkẹlẹ idaraya nikan, ṣugbọn tun ni awọn ọkọ ayọkẹlẹ ti iṣowo. Ni ọna, awọn oniwun ti awọn ọkọ ayọkẹlẹ Mazda pẹlu ẹrọ iyipo kan ṣe akiyesi idapọ giga ati rirọ ti ẹrọ naa.

Nigbamii Mazda kọ ifihan nla ti ẹrọ ti ilọsiwaju, fifi sori ẹrọ nikan lori awọn awoṣe RX-7 ati RX-8. Fun RX-8, a ṣe apẹrẹ ẹrọ Renesis, eyiti o ti ni ilọsiwaju ni ọpọlọpọ awọn ọna, eyun:

• awọn eefin eefi ti a ti nipo kuro lati mu fifọ fifa soke, eyiti o mu agbara pọ si pataki;
• ṣafikun diẹ ninu awọn ẹya seramiki lati ṣe idiwọ iparun itanna;
• eto iṣakoso ẹrọ itanna ti a ronu daradara;
• niwaju awọn ifibọ sipaki meji (akọkọ ati fun afẹhinti);
• fifi jaketi omi kun lati mu imukuro imukuro erogba jade ni oju-iṣan.

Gẹgẹbi abajade, a gba ẹrọ iwapọ pẹlu iwọn didun ti 1.3 liters ati agbara agbara ti o to 231 hp.

Anfani

Awọn anfani akọkọ ti ẹrọ piston iyipo:

1. Iwọn ati iwuwo kekere rẹ, eyiti o ni ipa taara ni ipilẹ ti apẹrẹ ọkọ ayọkẹlẹ. Ifosiwewe yii ṣe pataki nigbati o ba n ṣe ọkọ ayọkẹlẹ ere idaraya pẹlu aarin kekere ti walẹ.
2. Awọn alaye diẹ. Eyi kii ṣe gba ọ laaye nikan lati dinku iye owo ti mimu ọkọ ayọkẹlẹ, ṣugbọn tun lati dinku awọn adanu agbara fun gbigbe tabi iyipo ti awọn ẹya ti o jọmọ. Ifosiwewe yii taara ni ipa ṣiṣe giga.
3. Pẹlu iwọn kanna bi ẹrọ pisitini Ayebaye, agbara ti pisitini iyipo iyipo jẹ awọn akoko 2-3 ga julọ.
4. Rirọ ati rirọ ti iṣẹ, isansa ti awọn gbigbọn ojulowo nitori otitọ pe ko si awọn iyipo atunṣe ti awọn ẹya akọkọ.
5. Ẹrọ naa le ni agbara nipasẹ epo petirolu octane kekere.
6. Ibiti iyara iyara jakejado ngbanilaaye lilo gbigbe pẹlu awọn jia kukuru, eyiti o rọrun julọ fun awọn ipo ilu.
7. Ti pese “selifu” iyipo fun ⅔ ti iyika, kii ṣe fun mẹẹdogun, bi ninu ẹrọ Otto.
8. Epo ẹrọ ko ni idoti, aarin igba iṣan ni ọpọlọpọ igba gbooro. Nibi, epo ko ni labẹ ijona, bii ninu awọn ọkọ ayọkẹlẹ piston, ilana yii waye nipasẹ awọn oruka.
9. Ko si iparun.

Ni ọna, o ti jẹri pe paapaa ti ẹrọ yii ba wa ni etibebe ti orisun kan, gba ọpọlọpọ epo, ṣiṣẹ ni titẹkuro kekere, agbara rẹ yoo dinku diẹ. O jẹ anfani yii ti o fun mi ni abẹtẹlẹ si fifi sori ẹrọ ẹrọ pisitini iyipo lori ọkọ ofurufu.

Pẹlú pẹlu awọn anfani iwunilori, awọn alailanfani tun wa ti o ṣe idiwọ engine piston iyipo to ti ni ilọsiwaju lati de ọdọ awọn ọpọ eniyan.

 shortcomings

1. Ilana ijona ko ṣiṣẹ daradara to, nitori eyiti idana agbara pọ si ati awọn ajohunše eewu ma n bajẹ. A ti yan iṣoro naa ni apakan nipasẹ iwaju ohun itanna sipaki keji, eyiti o jo adalu iṣẹ ṣiṣẹ.
2. Agbara epo nla. Aṣiṣe naa jẹ nitori otitọ pe awọn ẹrọ Wankel ti wa ni lubricaju apọju, ati ni awọn aaye kan, nigbamiran, epo le jo jade. Apo ti epo wa ni awọn agbegbe ijona ti o mu ki erogba dagba. Wọn gbiyanju lati koju iṣoro yii nipa fifi awọn paipu "ooru" sii ti o mu ilọsiwaju gbigbe ooru pọ si ati pe iwọn otutu epo ni gbogbo ẹrọ naa.
3. Iṣoro ni atunṣe. Kii ṣe gbogbo awọn ọjọgbọn ni o ṣetan lati gba iṣẹ amọdaju ti atunṣe ẹrọ Wankel kan. Ni ọna, ẹyọ naa ko ni idiju diẹ sii ju ọkọ ayọkẹlẹ alailẹgbẹ, ṣugbọn ọpọlọpọ awọn nuances wa, aiṣe akiyesi eyiti yoo ja si ikuna tete ti ẹrọ naa. Si eyi a ṣe afikun idiyele giga ti awọn atunṣe.
4. Kekere oro. Fun awọn oniwun Mazda RX-8, maileji ti 80 km tumọ si pe o to akoko lati ṣe atunṣe nla kan. Laanu, iru iwapọ ati ṣiṣe giga gbọdọ wa ni sanwo pẹlu awọn atunṣe gbowolori ati eka ni gbogbo 000-80 ẹgbẹrun ibuso.

Awọn ibeere ati idahun:

Kini iyato laarin ẹrọ iyipo ati ẹrọ piston kan? Ko si pistons ni a rotari motor, eyi ti o tumo si wipe reciprocating agbeka ti wa ni ko lo lati yi ti abẹnu ijona ọpa - rotor lẹsẹkẹsẹ yiyi ni o.

Kini ẹrọ iyipo ninu ọkọ ayọkẹlẹ kan? Eyi jẹ ẹya ti o gbona (o ṣiṣẹ nitori ijona ti adalu afẹfẹ-epo), nikan o nlo rotor yiyi, lori eyi ti ọpa ti wa ni ipilẹ, eyiti o lọ si apoti gear.

Kini idi ti ẹrọ iyipo jẹ buburu? Aila-nfani akọkọ ti moto rotari jẹ orisun iṣẹ ti o kere pupọ nitori iyara iyara ti awọn edidi laarin awọn iyẹwu ijona ti ẹyọ naa (igun iṣẹ naa n yipada nigbagbogbo ati iwọn otutu ti o lọ silẹ nigbagbogbo).