Döner motor: çalışma prensibi. Döner motorun artıları ve eksileri

İçindekiler:

Döner motor: çalışma prensibi. Döner motorun artıları ve eksileri
Döner motor: çalışma prensibi. Döner motorun artıları ve eksileri
Anonim

İçten yanmalı motorun icadı ile otomotiv endüstrisinin gelişimindeki ilerleme çok ileri adım attı. İçten yanmalı motorun genel yapısının aynı kalmasına rağmen, bu üniteler sürekli olarak geliştirildi. Bu motorlarla birlikte daha ilerici döner tip üniteler ortaya çıktı. Peki neden otomotiv dünyasında yaygınlaşmadılar? Bu sorunun cevabını yazıda ele alacağız.

Agreganın ortaya çıkış tarihi

Döner motor, 1957'de geliştiriciler Felix Wankel ve W alter Freude tarafından tasarlanmış ve test edilmiştir. Bu ünitenin kurulduğu ilk araba, NSU Spyder spor arabasıydı. Araştırmalar, 57 beygir gücündeki bu otomobilin saatte 150 kilometre gibi bir hıza ulaşabildiğini gösteriyor. 57 beygir gücünde döner motorla donatılmış "Örümcek" otomobillerin üretimi yaklaşık 3 yıl sürdü.

döner motor çalışma prensibi
döner motor çalışma prensibi

Bundan sonra, bu tip motor NSU Ro-80 arabasını donatmaya başladı. Ardından Citroens, Mercedes, VAZ'ler ve Chevrolet'lere döner motorlar kuruldu.

En yaygın döner motorlu arabalardan biri Japon spor arabası Mazda Cosmo Sport'tur. Ayrıca Japonlar, RX modelini bu motorla donatmaya başladı. Döner bir motorun (Mazda RX) çalışma prensibi, rotoru iş çevrimlerinde bir değişiklikle sürekli döndürmekti. Ama daha sonra.

Şu anda, Japon otomobil üreticisi döner motorlu otomobillerin seri üretimiyle uğraşmıyor. Böyle bir motorun monte edildiği son model, Spirit R modifikasyonunun Mazda RX8'iydi, ancak 2012'de arabanın bu versiyonunun üretimi durduruldu.

Tasarım ve çalışma prensibi

Döner motorun çalışma prensibi nedir? Bu motor türü, klasik bir içten yanmalı motorda olduğu gibi 4 zamanlı bir hareket döngüsü ile ayırt edilir. Ancak döner pistonlu motorun çalışma prensibi, geleneksel pistonlu motorlardan biraz farklıdır.

Bu motorun ana özelliği nedir? Stirling döner motorunun tasarımında 2 değil, 4 değil ve 8 değil, sadece bir tane piston bulunur. Rotor denir. Bu eleman, özel bir şekle sahip bir silindirde döner. Rotor, mile monte edilmiş ve dişli çarka bağlanmıştır. İkincisi, marşlı bir vites kavramasına sahiptir. Eleman bir epitrokoidal eğri boyunca döner. Yani rotor kanatları dönüşümlü olarak silindir odasını kaplar. İkincisinde, yakıt yanması meydana gelir. Döner bir motorun (Mazda Cosmo Sport dahil) çalışma prensibi, bir devirde mekanizmanın üç sert daire yaprağını itmesidir. Parça gövde içinde döndükçe içerideki üç bölmenin boyutları değişir. Boyutları değiştirilerek haznelerde belirli bir basınç oluşturulur.

Çalışma aşamaları

Döner motor nasıl çalışır? Bu motorun çalışma prensibi -g.webp

  1. Yakıt beslemesi. Bu, motorun ilk aşamasıdır. Rotorun üst kısmının besleme deliği seviyesinde olduğu anda meydana gelir. Hazne ana bölmeye açıldığında hacmi minimuma yaklaşır. Rotor döner dönmez, yakıt-hava karışımı bölmeye girer. Bundan sonra oda tekrar kapanır.
  2. Sıkıştırma. Rotor hareketine devam ettikçe bölme içindeki boşluk azalır. Böylece hava ve yakıt karışımı sıkıştırılır. Mekanizma buji bölmesini geçer geçmez haznenin hacmi tekrar azalır. Bu noktada karışım tutuşur.
  3. Ateşlemeler. Çoğu zaman, bir döner motorda (VAZ-21018 dahil) birkaç buji bulunur. Bu, yanma odasının büyük uzunluğundan kaynaklanmaktadır. Mum yanıcı karışımı tutuşturur tutuşmaz içerideki basınç on kat artar. Böylece rotor tekrar tahrik edilir. Ayrıca, haznedeki basınç ve gazların miktarı artmaya devam eder. Bu anda rotor hareket eder ve tork oluşturulur. Bu, mekanizma egzoz odasından geçene kadar devam eder.
  4. Gaz emisyonu. Rotor bu bölmeyi geçtiğinde, yüksek basınçlı gaz egzoz borusuna serbestçe hareket etmeye başlar. Bu durumda mekanizmanın hareketi durmaz. Rotor, yanma odasının hacmi tekrar minimuma düşene kadar kararlı bir şekilde döner. Bu zamana kadar, kalan egzoz gazı miktarı motordan sıkılacaktır.
VAZ döner motor
VAZ döner motor

Bu tam olarak bir döner motorun çalışma prensibidir. Japon Mazda gibi RPD'nin de monte edildiği VAZ-2108, motorun sessiz çalışması ve yüksek dinamik performansı ile ayırt edildi. Ancak bu değişiklik hiçbir zaman seri üretime geçmedi. Böylece bir döner motorun çalışma prensibinin ne olduğunu öğrendik.

Dezavantajları ve avantajları

Bu motorun pek çok otomobil üreticisinin dikkatini çekmesine şaşmamalı. Özel çalışma prensibi ve tasarımı, diğer içten yanmalı motor türlerine göre bir takım avantajlara sahiptir.

Peki döner motorun artıları ve eksileri nelerdir? Bariz faydaları ile başlayalım. İlk olarak, döner motor en dengeli tasarıma sahiptir ve bu nedenle çalışma sırasında pratik olarak yüksek titreşimlere neden olmaz. İkincisi, bu motor daha hafif ve daha kompakttır ve bu nedenle kurulumu özellikle spor otomobil üreticileri için önemlidir. Ayrıca ünitenin düşük ağırlığı, tasarımcıların aks yüklerinin ideal ağırlık dağılımını elde etmelerini mümkün kıldı. Böylece bu motora sahip bir araba yolda daha dengeli ve manevra kabiliyeti kazandı.

mazda döner motor nasıl çalışır
mazda döner motor nasıl çalışır

Ve tabii ki tasarım alanı. Aynı sayıda çalışma döngüsüne rağmen, bu motorun cihazı, bir pistonlu muadilinden çok daha basittir. Döner bir motor oluşturmak için minimum sayıda bileşen ve mekanizma gerekliydi.

Ancak, bu motorun ana kozu ağırlığı ve düşük titreşimleri değil, yüksek verimliliğidir. Özel çalışma prensibi nedeniyle, döner motor daha fazla güce ve verimliliğe sahipti.

Şimdi dezavantajlar için. Avantajlardan çok daha fazlası olduğu ortaya çıktı. Üreticilerin bu tür motorları almayı reddetmelerinin ana nedeni, yüksek yakıt tüketimleriydi. Ortalama olarak, yüz kilometre boyunca, böyle bir birim 20 litreye kadar yakıt harcadı ve bu, gördüğünüz gibi, bugünün standartlarına göre önemli bir masraf.

Parça üretme zorluğu

Ayrıca, rotoru üretmenin karmaşıklığı ile açıklanan bu motor için yüksek parça üretim maliyetini belirtmekte fayda var. Bu mekanizmanın epitrokoidal eğriyi doğru bir şekilde geçebilmesi için yüksek geometrik doğruluk gereklidir (silindir dahil). Bu nedenle, döner motorların imalatında, teknik alanda özel pahalı ekipman ve özel bilgi olmadan yapmak mümkün değildir. Buna göre tüm bu masraflar aracın fiyatına peşin olarak dahildir.

Aşırı ısınma ve yüksek yükler

Ayrıca, özel tasarımı nedeniyle bu ünite genellikle aşırı ısınmaya maruz kalıyordu. Bütün sorun, yanma odasının merceksi şekliydi.

döner stirling motoru
döner stirling motoru

Buna karşılık, klasik içten yanmalı motorlar küresel bir oda tasarımına sahiptir. Mercek mekanizmasında yanan yakıt, yalnızca çalışma stroku için değil, aynı zamanda silindirin kendisini ısıtmak için de tüketilen termal enerjiye dönüştürülür. Sonuç olarak, ünitenin sık sık "kaynaması" hızlı aşınmaya ve arızaya yol açar.

Kaynak

Yalnızca silindir ağır yüklere dayanmaz. Çalışmalar, rotorun çalışması sırasında yüklerin önemli bir kısmının mekanizmaların nozulları arasında bulunan contalara düştüğünü göstermiştir. Sabit bir basınç düşüşüne maruz kalırlar, bu nedenle maksimum motor ömrü 100-150 bin kilometreden fazla değildir.

bir vaz üzerinde döner motor çalışma prensibi
bir vaz üzerinde döner motor çalışma prensibi

Bundan sonra, motorun maliyeti bazen yeni bir ünite satın almaya eşdeğer olan büyük bir revizyona ihtiyaç duyar.

Yağ tüketimi

Ayrıca, döner motor bakım konusunda çok talepkardır.

döner pistonlu motorun çalışma prensibi
döner pistonlu motorun çalışma prensibi

1 bin kilometrede 500 mililitreden fazla yağ tüketimi vardır, bu da her 4-5 bin kilometrede bir sıvı doldurulmasını zorunlu kılar.kilometre koşusu. Zamanında değiştirmezseniz, motor basitçe arızalanır. Yani, bir döner motora servis verme konusuna daha sorumlu bir şekilde yaklaşılmalıdır, aksi takdirde en ufak bir hata, ünitede maliyetli onarımlarla doludur.

Çeşitler

Şu anda bu tür agregaların beş çeşidi vardır:

  1. Pistonlu mil hareketlerine sahip rotor motorları.
  2. Üniform mil dönüşü ile. Aynı zamanda tasarımında herhangi bir sızdırmazlık mekanizması kullanılmamaktadır. Yanma odalarının yeri spiral tiptedir.
  3. döner motor çalışma prensibi dezavantajları ve avantajları
    döner motor çalışma prensibi dezavantajları ve avantajları
  4. 1 yönde yönlendirilmiş titreşimli döner harekete sahip üniteler.
  5. Sızdırmazlık elemanları olmadan planet mil dönüşü ile. Bunun çarpıcı bir örneği Wankel motorudur.
  6. Çalışma elemanlarının düzgün çalışması ve yanma odalarının spiral tipi bir düzenlemesi ile RPD.

Döner motor (VAZ-21018-2108)

VAZ döner içten yanmalı motorların yaratılış tarihi 1974 yılına kadar uzanır. O zaman ilk RPD tasarım bürosu oluşturuldu. Ancak mühendislerimiz tarafından geliştirilen ilk motor, ithal NSU Ro80 sedanlarla donatılmış Wankel motoruna benzer bir tasarıma sahipti. Sovyet meslektaşı VAZ-311 olarak adlandırıldı. Bu, ilk Sovyet döner motorudur. Bu motorun VAZ arabalarında çalışma prensibi aynı Wankel RPD işlem algoritmasına sahiptir.

Bu motorların monte edildiği ilk araba, VAZ 21018 modifikasyonuydu. Araba, kullanılan içten yanmalı motor hariç, pratik olarak "atasından" - model 2101'den farklı değildi. Yeniliğin kaputunun altında, 70 beygir gücü kapasiteli tek bölümlü bir RPD vardı. Bununla birlikte, 50 model örneğinin tümü üzerinde yapılan araştırma sonucunda, Volzhsky tesisini önümüzdeki birkaç yıl boyunca arabalarında bu tür içten yanmalı motoru kullanmayı reddetmeye zorlayan çok sayıda motor arızası bulundu.

döner motor çalışma prensibi
döner motor çalışma prensibi

Ev içi RPD arızalarının ana nedeni güvenilmez contalardı. Ancak Sovyet tasarımcıları, dünyaya yeni bir 2 bölümlü döner motor VAZ-411'i sunarak bu projeyi kurtarmaya karar verdiler. Daha sonra, VAZ-413 markasının içten yanmalı motoru geliştirildi. Temel farklılıkları güçteydi. İlk kopya 120 beygir gücüne kadar geliştirildi, ikincisi - yaklaşık 140. Ancak, bu birimler tekrar seriye dahil edilmedi. Tesis bunları yalnızca trafik polisi ve KGB tarafından kullanılan resmi araçlara koymaya karar verdi.

Havacılık için motorlar, "sekizler" ve "dokuzlar"

Sonraki yıllarda, geliştiriciler yerli küçük uçaklar için bir döner motor yaratmaya çalıştılar, ancak tüm girişimler başarısız oldu. Sonuç olarak, tasarımcılar, VAZ 8 ve 9 serisi binek otomobiller (şimdi önden çekişli) için motorların geliştirilmesini tekrar ele aldı. Seleflerinden farklı olarak, yeni geliştirilen VAZ-414 ve 415 motorları evrenseldi ve Volga, Moskvich vb. gibi arkadan çekişli araçlarda kullanılabilirdi.

RPD VAZ-414'ün Özellikleri

döner motor çalışma prensibi dezavantajları ve avantajları
döner motor çalışma prensibi dezavantajları ve avantajları

İlk kez bu motor "dokuzlarda" sadece 1992'de göründü. "Ataları" ile karşılaştırıldığında, bu motorun şu avantajları vardı:

  • Arabanın sadece 8-9 saniyede "yüz"ü çevirmesini mümkün kılan yüksek özgül güç.
  • Mükemmel verimlilik. Bir litre yanmış yakıttan 110 beygir gücü elde etmek mümkündü (ve bu, silindir bloğunu zorlamadan ve ek sıkma olmadan).
  • Zorlama için yüksek potansiyel. Doğru ayarlarla motor gücünü onlarca beygir gücü kadar artırmak mümkün oldu.
  • Yüksek hızlı motor. Böyle bir motor 10.000 rpm'de bile çalışabildi. Bu tür yükler altında sadece bir döner motor çalışabilir. Klasik içten yanmalı motorların çalışma prensibi, yüksek hızlarda uzun süre çalışmasına izin vermez.
  • Nispeten düşük yakıt tüketimi. Önceki kopyalar "yüz" başına yaklaşık 18-20 litre yakıt "yiyorlardı", o zaman bu birim ortalama çalışma sırasında yalnızca 14-15 litre tüketiyordu.

Volga Otomobil Fabrikasındaki RPD'nin bugünkü durumu

Yukarıda açıklanan tüm motorlar fazla popülerlik kazanmadı ve kısa sürede üretimleri durduruldu. Gelecekte, Volga Otomobil Fabrikası'nın döner motorların gelişimini canlandırma planı yoktur. Böylece RPD VAZ-414, yerli mühendislik tarihinde buruşuk bir kağıt parçası olarak kalacak.

Yani hangi döner motorun çalışma prensibine ve cihaza sahip olduğunu öğrendik.

Önerilen: