A forgódugattyús motor a belső égésű hőerőgépek egyik típusa. Az első forgódugattyús motor, amely gyökeresen különbözik a hagyományos belsőégésű motoroktól, a 19. században jelent meg.

Különlegessége az volt, hogy nem a klasszikus belsőégésű motoroknál megszokott oda-vissza mozgást alkalmazta, hanem egy háromszög alakú rotor forgását egy speciális ovális házban. Ezt az elrendezést alkalmazták az első dugattyús gőzgépekben, és ez adta az alapot a forgó gőzgépek aktív tervezéséhez és fejlesztéséhez. A rotációs gőzgéppel kezdődött a rotációs típusú belső égésű motorok története. A klasszikus forgódugattyús motort (Wankel-motor) először az 1950-es évek végén fejlesztette ki a német NSU cég, Felix Wankel és Walter Freude.

Tervezés

Nézzük meg az RPD főbb részeit:

  • Motorház;
  • A rotor;
  • Kimeneti tengely.

Mint minden más belsőégésű motornak, a Wankel-motornak is van egy háza, amely a fő munkakamrát tartalmazza, esetünkben egy ovális alakú ház.

Az égéstér alakja (ovális) egy háromszög alakú rotor alkalmazásának köszönhető, amelynek felületei az ovális alakú égéstér falával érintkezve szigetelt zárt köröket alkotnak. Ezekben az elszigetelt körökben zajlik az égéstér összes ciklusa:

  • Bevitel;
  • Tömörítés;
  • Gyújtás;
  • Kipufogó.
    A forgó motor konstrukciós jellemzői

Ez az elrendezés nélkülözi a szívó- és kipufogószelepeket. A szívó- és kipufogónyílások az égéstér oldalán találhatók, és közvetlenül a táp- és kipufogórendszerhez csatlakoznak.

A forgódugattyús motor következő része maga a rotor. A VFD-ben a rotor a hagyományos motor dugattyúinak funkcióját látja el. A rotor háromszög alakú, kifelé lekerekített élekkel és befelé nyúló élekkel. A rotor éleinek lekerekítése az égéstér jobb lezárásához szükséges. Az arcon belüli kiválasztás az égéstér térfogatának növeléséhez, a levegő-tüzelőanyag keverék megfelelő égésének biztosításához és a rotor fordulatszámának növeléséhez szükséges. Mindegyik felület tetején és oldalain fémlemezek vannak, amelyek feladata az égéstér lezárása, hasonlóan a hagyományos motorok dugattyúgyűrűihez. A rotor belsejében fogak vannak, amelyek forgatják a működtetőt, amely viszont forgatja a kimeneti tengelyt.

A klasszikus motornak van forgattyús tengelye, a VFD-ben a kimeneti tengely látja el a feladatát. A bütykös fülek a kimeneti tengely közepén félkör alakban helyezkednek el. A bütykök a középponthoz képest aszimmetrikusak, és a tengely középpontjától egyértelműen eltolva helyezkednek el. A kimeneti tengelyen lévő minden egyes bütykösnek saját forgórésze van. Az egyes forgórészek forgómozgása, amelyet a bütykös fülre továbbítanak, a kimeneti tengelyt tengelye körül forgásba hozza, ami viszont nyomatékot generál a kimeneti tengelyen.

A forgó motor konstrukciós jellemzői

RPD működési löket

Nézzük meg most közelebbről a forgódugattyús motor elvét és a benne zajló munkafolyamatokat. A klasszikus motorokhoz hasonlóan a Wankel-motornak is ugyanazok a szívó-, sűrítési, lökés- és kipufogógáz-ütemei vannak.

A szívóütem kezdete akkor következik be, amikor a rotor egyik csúcsa áthalad a motorház szívócsatornáján. Ezen a ponton az üzemanyag-levegő keverék vagy levegő kerül a fokozatosan táguló égéstérbe, az üzemanyagrendszer elrendezésétől függően. Ahogy a rotor tovább forog a pont felé, ahol a második csúcspont áthalad a szívónyíláson, megkezdődik az üzemanyag-levegő keverék sűrítési lökete. A keverék nyomása a forgórész mozgásával fokozatosan növekszik, és a gyújtógyertya zónájának áthaladásakor éri el a csúcspontját. A gyújtás pillanatában megkezdődik a rotor löketének üteme.

A karosszéria falán végighúzódó égéstér különleges alakja miatt célszerű két gyújtógyertyát használni. Két gyújtógyertya használatával az üzemanyag-levegő keverék gyorsan és egyenletesen gyullad meg, ami garantálja a lángfront gyors, egyenletes és egyenletes terjedését.

Egy normál dugattyús motorba, például egyes sportmotorokba két gyújtógyertya is beszerelhető, de egy RPG-ben a két gyújtógyertya használata egyszerűen elengedhetetlen..

A keletkező gáznyomás megforgatja a forgórészt az excentrikus tengelyen, ami viszont nyomatékot generál a kimeneti tengelyen. Az égéstérben a nyomás finoman csökken, ahogy a rotorcsúcs közeledik a kipufogónyíláshoz. Ahogy a rotorcsúcs tehetetlenséggel forog, eléri a kipufogónyílást, és megkezdődik a kipufogógáz-ütés. A kipufogógázok a kipufogónyílásba áramlanak, és amint a forgórész csúcsa eléri a szívónyílást, a szívóütem újra kezdődik.

A forgó motor konstrukciós jellemzői

Teljesítményrendszer és kenés

A forgódugattyús motor a gyújtás, az üzemanyagellátás és a hűtőrendszer tekintetében nem különbözik alapvetően a klasszikus belső égésű motoroktól. A kenőrendszernek azonban megvannak a maga sajátosságai. A mozgó alkatrészek kenéséhez az olajat egy speciális nyíláson keresztül közvetlenül az égéstérbe vezetik, így az üzemanyag-levegő keverékkel együtt ég el, mint a kétütemű motorokban.
Mint minden műszaki konstrukciónak, a forgó motornak is megvannak az előnyei és hátrányai.

 A forgódugattyús motor előnyei

  1. Kis tömegével és méreteivel a forgódugattyús motornak nagyobb lehetősége van a helyes súlyelosztás és a jobb kezelhetőség elérésére, valamint tágasabbá teszi az autót az utastérben;
  2. Nagyobb teljesítménysűrűség a klasszikus motorokhoz képest;
  3. Laposabb és szélesebb nyomatéktartomány;
  4. Nincs forgattyús mechanizmus, szelepek, rugók, időzítés és ezzel együtt vezérműtengely, vezérműszíj vagy lánc;
  5. A VFD jó egyensúlya és egyenletes működése, egy soros hatoshoz hasonló;
  6. Kisebb robbanási hajlam;
  7. Nincs forgattyús mechanizmus, ezért nincs szükség a dugattyúk oda-vissza mozgásának a forgattyús tengely forgásává alakítására, így a VFD érzékenyebb, mint egy hagyományos motor;

Hátrányok

  1. A rotor és a tengely összekapcsolásához szükséges excentrikus mechanizmus növeli a nyomást az egymáshoz dörzsölődő alkatrészek között, ami a magas hőmérséklettel együtt növeli a motor kopását. Ezért az olajminőséggel és az olajcsere-intervallumokkal szemben magas követelmények vannak érvényben;
  2. A kis érintkezési felület és a nagy nyomáskülönbség miatt a rotor tömítései jobban elhasználódnak. A forgó motor így gyorsan veszít hatékonyságából, és a környezeti teljesítménye is romlik;
  3. Az égéstér lencse alakja kevesebb hőt bocsát ki, mint egy gömb alakú égéstér, ezért hajlamos a túlmelegedésre;
  4. Alacsony és közepes fordulatszámon gyenge gazdaságosság a hagyományos belső égésű motorokhoz képest;
  5. A forgódugattyús motorok megmunkálandó alkatrészek és az ilyen típusú motorok gyártásához szükséges személyzeti képesítés tekintetében igen magas követelményeket támasztanak.
  6. A teljesítményciklusok során szükséges olaj hozzáadása rossz környezeti teljesítményt okoz;

(43): A teljesítményciklusok során szükséges olaj hozzáadása rossz környezeti teljesítményt okoz; (44): A jelenlegi valóság

A Mazda Corporation mérnökei jelenleg a legsikeresebbek a rotációs motorok gyártásában. Wankel-motorjuk legújabb generációja, a Renesis igazi áttörést hozott. Nemcsak az ilyen típusú motorok fő problémáit sikerült megoldaniuk, mint például a megnövekedett üzemanyag-fogyasztás és a toxicitás, hanem 50%-kal csökkentették az olajfogyasztást is, és ezzel a környezetvédelmi teljesítményt az Euro 4-es normáknak megfelelően alakították. A Mazda új generációs RPG-je benzint és hidrogént is képes üzemanyagként használni, ami érdekessé és ígéretessé teszi ezt a motort a jövőre nézve.

Similar Posts