Cum funcționează motoarele rotative

Motoarele rotative se găsesc în unele mașini sport puternice. Doriți să aflați mai multe? Vezi aceste imagini cu motorul mașinii. HSW

Un motor rotativ este un motor cu ardere internă, precum motorul din mașina dvs., dar funcționează într-un mod complet diferit de cel convențional cu piston.

Într-un motor cu piston, același volum de spațiu (cilindrul) face alternativ patru lucrări diferite - admisie, compresie, combustie și evacuare. Un motor rotativ face aceste sam-e patru slujbe, dar fiecare se întâmplă în propria parte a carcasei. Este ca și cum ai avea un cilindru dedicat pentru fiecare dintre cele patru lucrări, cu pistonul care se mișcă continuu de la una la alta.

Motorul rotativ (inițial conceput și dezvoltat de Dr. Felix Wankel) este uneori numit a Motor Wankel, sau Motor rotativ Wankel.

În acest articol, vom afla cum funcționează un motor rotativ. Să începem cu principiile de bază la locul de muncă.-

- -

cuprins

1. Principiile unui motor rotativ
2. Piesele unui motor rotativ
3. Ansamblu motor rotativ
4. Puterea motorului rotativ
5. Diferențe și provocări

Rotorul și carcasa unui motor rotativ de la un Mazda RX-7: Aceste piese înlocuiesc pistoanele, cilindrii, supapele, barele de legătură și arborele cu came găsite în motoarele cu piston.

Ca și un motor cu piston, motorul rotativ utilizează presiunea creată atunci când o combinație de aer și combustibil este arsă. Într-un motor cu piston, acea presiune este conținută în cilindri și obligă pistoanele să se deplaseze înainte și înapoi. Bielele de legătură și arborele cotit transformă mișcarea reciprocă a pistoanelor în mișcare de rotație care poate fi utilizată pentru a alimenta o mașină.

Într-un motor rotativ, presiunea de ardere este conținută într-o cameră formată dintr-o parte a carcasei și sigilată într-o față a rotorului triunghiular, ceea ce utilizează motorul în loc de pistoane.

Rotorul urmărește o cale care arată ca ceva pe care l-ați crea cu un Spirograf. Această cale menține fiecare dintre cele trei vârfuri ale rotorului în contact cu carcasa, creând trei volume separate de gaz. Pe măsură ce rotorul se mișcă în jurul camerei, fiecare dintre cele trei volume de gaz se extinde alternativ și se contractă. Această expansiune și contracție este cea care atrage aer și combustibil în motor, îl comprimă și creează putere utilă pe măsură ce gazele se extind, apoi expulzează evacuarea.

Ar trebui să aruncăm o privire în interiorul unui motor rotativ pentru a verifica piesele, dar mai întâi să aruncăm o privire la o mașină nouă model cu un motor cu totul nou.

-Mazda RX-8

-Mazda a fost un pionier în dezvoltarea de mașini de producție care folosesc motoare rotative. RX-7, care a ieșit la vânzare în 1978, a fost probabil cea mai de succes mașină cu motor rotativ. Dar a fost precedat de o serie de mașini cu motoare rotative, camioane și chiar autobuze, începând cu anul 1967 Cosmo Sport. În ultimul an, RX-7 a fost vândut în Statele Unite ale Americii, în 1995, dar motorul rotativ va avea o revenire în viitorul apropiat..

Mazda RX-8, o mașină nouă de la Mazda, are un nou motor rotativ câștigător și premiat numit RENESIS. Numit motor internațional al anului 2003, acest motor aspirat natural cu două rotori va produce aproximativ 250 de cai putere. Pentru mai multe informații, vizitați site-ul web Mazda RX-8.

-Un motor rotativ are un sistem de aprindere și un sistem de alimentare cu combustibil, care sunt similare cu cele de pe motoarele cu piston. Dacă nu ai văzut niciodată interiorul unui motor rotativ, fii pregătit pentru o surpriză, pentru că nu vei recunoaște mare lucru.

Rotor

Rotorul are trei fețe convexe, fiecare acționând ca un piston. Fiecare față a rotorului are un buzunar în ea, ceea ce crește deplasarea motorului, permițând mai mult spațiu pentru amestecul de aer / combustibil.

La vârful fiecărei fețe se află o lamă metalică care formează o etanșare la exteriorul camerei de ardere. Există, de asemenea, inele metalice pe fiecare parte a rotorului care se etanșează pe părțile laterale ale camerei de ardere.

Rotorul are un set de dinți de angrenaj intern tăiați în centrul unei părți. Acești dinți se împerechează cu un angrenaj fixat pe carcasă. Această împerechere determină calea și direcția pe care rotorul o ia prin carcasă.

carcasă

Carcasa are o formă aproximativ ovală (este de fapt un an epitrohoidă -- consultați această demonstrație Java despre modul în care este derivată forma). Forma camerei de ardere este concepută astfel încât cele trei vârfuri ale rotorului să rămână mereu în contact cu peretele camerei, formând trei volume de gaz sigilate.

Fiecare parte a carcasei este dedicată unei părți din procesul de ardere. Cele patru secțiuni sunt:

• Admisie
• Comprimare
• Combustie
• Epuiza

Porturile de admisie și evacuare sunt amplasate în carcasă. În aceste porturi nu există valve. Portul de evacuare se conectează direct la eșapament, iar portul de admisie se conectează direct la acceleratie.

Arborele de ieșire (Rețineți lobii excentrici.)

Axa de iesire

Arborele de ieșire are lobii rotunzi montați excentric, ceea ce înseamnă că sunt compensați de linia centrală a arborelui. Fiecare rotor se potrivește peste unul dintre acești lobi. Lobul acționează cam ca arborele cotit într-un motor cu piston. Pe măsură ce rotorul își urmează calea în jurul carcasei, se împinge pe lobi. Deoarece lobii sunt montați excentric pe arborele de ieșire, forța pe care rotorul o aplică lobilor creează cuplu în arbore, determinându-l să se rotească.

Acum să aruncăm o privire la modul în care aceste piese sunt asamblate și cum produce energie.

-Un motor rotativ este asamblat în straturi. Motorul cu două rotori pe care l-am luat separat are cinci straturi principale care sunt ținute împreună de un inel de șuruburi lungi. Lichidul de răcire curge prin pasajele care înconjoară toate piesele.

Acest conținut nu este compatibil pe acest dispozitiv.

Cele două straturi de capăt conțin garnituri și lagărele pentru arborele de ieșire. De asemenea, se închid în cele două secțiuni ale carcasei care conțin rotori. Suprafețele interioare ale acestor piese sunt foarte netede, ceea ce ajută garniturile de pe rotor să își facă treaba. Un port de admisie este situat pe fiecare dintre aceste piese finale.

Partea carcasei rotorului care ține rotori (Rețineți locația portului de evacuare.)

Următorul strat din exterior este carcasa rotorului în formă ovală, care conține orificiile de evacuare. Aceasta este partea carcasei care conține rotorul.

Piesa centrală conține două porturi de admisie, unul pentru fiecare rotor. De asemenea, separă cele două rotoare, astfel încât suprafețele sale exterioare sunt foarte netede.

Piesa centrală conține un alt port de admisie pentru fiecare rotor.

În centrul fiecărui rotor se află o angrenaj intern mare care se învârte în jurul unei viteze mai mici, care este fixată pe carcasa motorului. Aceasta este ceea ce determină orbita rotorului. Rotorul se plimbă și pe lobul circular mare de pe arborele de ieșire.

În continuare, vom vedea cum motorul face efectiv puterea.

Motoarele R-otary folosesc ciclul de ardere în patru timpi, care este același ciclu pe care îl folosesc motoarele cu piston în patru timpi. Dar într-un motor rotativ, acest lucru se realizează într-un mod complet diferit.

Acest conținut nu este compatibil pe acest dispozitiv.

Dacă urmăriți cu atenție, veți vedea lobul decalat pe arborele de ieșire care se învârte de trei ori pentru fiecare revoluție completă a rotorului.

Inima unui motor rotativ este rotorul. Acesta este aproximativ echivalentul pistoanelor dintr-un motor cu piston. Rotorul este montat pe un lob circular mare pe arborele de ieșire. Acest lob este decalat de la linia centrală a arborelui și acționează ca mânerul manivelei pe un troliu, oferind rotorului pârghia de care are nevoie pentru a transforma arborele de ieșire. Pe măsură ce rotorul orbitează în interiorul carcasei, împinge lobul în cercuri strânse, întorcându-se de trei ori pentru fiecare revoluție a rotorului.

Pe măsură ce rotorul se deplasează prin carcasă, cele trei camere create de rotor schimbă dimensiunea. Această modificare de mărime produce o acțiune de pompare. Haideți să parcurgem fiecare din cele patru timpi ale motorului, privind o față a rotorului.

Admisie

Faza de admisie a ciclului începe atunci când vârful rotorului trece prin portul de admisie. În momentul în care portul de admisie este expus camerei, volumul acelei camere este aproape de minimul său. Pe măsură ce rotorul trece prin portul de admisie, volumul camerei se extinde, atrăgând amestecul aer / combustibil în cameră.

Când vârful rotorului trece prin orificiul de admisie, camera respectivă este închisă și începe compresia.

Comprimare

Pe măsură ce rotorul își continuă mișcarea în jurul carcasei, volumul camerei devine mai mic și amestecul aer / combustibil se comprimă. Până când fața rotorului a făcut-o la bujii, volumul camerei este din nou aproape de minimul său. Acest lucru este atunci când începe arderea.

Combustie

Majoritatea motoarelor rotative au două bujii. Camera de ardere este lungă, astfel încât flacăra s-ar răspândi prea încet dacă ar exista un singur dop. Când bujiile aprind amestecul aer / combustibil, presiunea se formează rapid, forțând rotorul să se miște.

Presiunea de ardere obligă rotorul să se deplaseze în direcția care face ca camera să crească în volum. Gazele de ardere continuă să se extindă, mișcând rotorul și creând putere, până când vârful rotorului trece prin portul de evacuare.

Epuiza

Odată ce vârful rotorului trece prin orificiul de evacuare, gazele de ardere de înaltă presiune sunt libere să iasă din evacuare. Pe măsură ce rotorul continuă să se miște, camera începe să se contracte, forțând evacuarea rămasă din port. Când volumul camerei se apropie de valoarea minimă, vârful rotorului trece prin orificiul de admisie și întregul ciclu începe din nou.

Lucrul clar despre motorul rotativ este că fiecare dintre cele trei fețe ale rotorului funcționează întotdeauna la o parte a ciclului - într-o revoluție completă a rotorului, vor exista trei lovituri de combustie. Dar amintiți-vă, arborele de ieșire se învârte de trei ori pentru fiecare revoluție completă a rotorului, ceea ce înseamnă că există o singură cursă de ardere pentru fiecare revoluție a arborelui de ieșire.

-Există mai multe caracteristici definitorii care diferențiază un motor rotativ de un motor cu piston tipic.

Mai puține piese în mișcare

Motorul rotativ are mult mai puține piese mobile decât un motor cu piston în patru timpi comparabil. Un motor rotativ cu doi rotori are trei părți mobile principale: cele două rotoare și arborele de ieșire. Chiar și cel mai simplu motor cu patru cilindri cu cel puțin patru cilindri are cel puțin 40 de piese în mișcare, inclusiv pistoane, tije de conectare, arbore cu came, supape, arcuri de supapă, balansoare, curea de distribuție, angrenaje de distribuție și arbore cotit.

Această minimizare a pieselor mobile se poate traduce într-o mai bună fiabilitate a unui motor rotativ. Acesta este motivul pentru care unii producători de aeronave (inclusiv producătorul de Skycar) preferă motoarele rotative decât motoarele cu piston.

Smoother

Toate părțile dintr-un motor rotativ se rotesc continuu într-o direcție, mai degrabă decât schimbarea violentă a direcțiilor, cum ar fi pistoanele dintr-un motor convențional. Motoarele rotative sunt echilibrate intern cu contragreutate de rotire care sunt treptate pentru a anula vibrațiile.

De asemenea, furnizarea de energie într-un motor rotativ este mai ușoară. Deoarece fiecare eveniment de ardere durează 90 de grade de rotație a rotorului, iar arborele de ieșire învârte trei rotații pentru fiecare revoluție a rotorului, fiecare eveniment de ardere durează cu 270 de grade de rotație a arborelui de ieșire. Aceasta înseamnă că un motor cu un singur rotor oferă putere pentru trei sferturi din fiecare revoluție a arborelui de ieșire. Comparați acest lucru cu un motor cu un piston cu un singur cilindru, în care se produce arderea la 180 de grade din fiecare Două rotatii sau doar un sfert din fiecare revolutie a arborelui cotit (axul de iesire al unui motor cu piston).

Mai lent

Deoarece rotorii rotesc la o treime viteza arborelui de ieșire, principalele părți mobile ale motorului se mișcă mai lent decât părțile dintr-un motor cu piston. Acest lucru ajută, de asemenea, la fiabilitate.

Provocări

Există câteva provocări în proiectarea unui motor rotativ:

• De obicei, este mai dificil (dar nu imposibil) să faci un motor rotativ să respecte normele privind emisiile din SUA.
• Costurile de fabricație pot fi mai mari, mai ales că numărul acestor motoare produse nu este la fel de mare decât numărul motoarelor cu piston.
• De obicei, consumă mai mult combustibil decât un motor cu piston, deoarece eficiența termodinamică a motorului este redusă de forma lungă a camerei de ardere și raportul scăzut de compresie.

Pentru mai multe informații despre motoare rotative și subiecte conexe, consultați linkurile de pe pagina următoare.

Articole similare

• Colțul Quizului: Testul motorului auto
• Cum funcționează motoarele auto
• Cum funcționează motoarele cu turbină pe gaz
• Cum funcționează motoarele în doi timpi
• Cum funcționează motoarele diesel
• Cum funcționează motoarele în doi timpi Diesel
• Cum funcționează angrenajele
• Cum funcționează mașinile de curse NASCAR
• Cum funcționează hibridul Aptera
• Ce este un motor cu rezervor, ca în „Thomas the Tank Engine”?

Mai multe legături grozave

• Motor Wankel cu combustie rotativă - Teorie, proiectare și principii de funcționare
• Date motorului cu combustie rotativă
• Bio - Dr. Felix Wankel
• Mini-motor rotativ
• RotaryNews.com