『Rotační motor』
2021-08-27
Motor, který často vidíme ve formě vratného pohybu pístu, to znamená, že píst vykonává vratný lineární pohyb ve válci a lineární pohyb pístu se převádí na otáčení klikového hřídele přes klikový hřídel, zatímco rotační motor tento proces přeměny nemá, je to přes píst Rotace ve válci pohání hlavní hřídel motoru (tedy klikový hřídel běžného motoru, protože není zakřivený, už není klikový hřídel), takže je mezi nimi velký rozdíl.
A. Sací zdvih: Proces pohybu pístu z horní úvrati do dolní úvrati se nazývá sací zdvih (úhel natočení klikového hřídele 0~180°). V tomto zdvihu se sací ventil otevře, výfukový ventil se uzavře a vzduchová komora komunikuje s atmosférou. Atmosférický tlak způsobuje vstup směsi oleje a plynu a tlak ve válci je asi 0,075 ~ 0,09 MPa na konci sání.
B. Kompresní zdvih: Proces pohybu pístu z dolní úvrati do horní úvrati se nazývá kompresní zdvih (úhel natočení klikového hřídele je 180°~360°). Při tomto zdvihu jsou sací a výfukové ventily plně uzavřeny a tlak směsi oleje a plynu ve vzduchové komoře se postupně zvyšuje. Tlak ve vzduchové komoře na konci kompresního zdvihu je asi 0,6 až 1,2 MPa.
C. Výkonový zdvih: Proces pohybu pístu z horní úvrati do dolní úvrati se nazývá silový zdvih (úhel natočení klikového hřídele 360°~540°). V tomto zdvihu jsou sací a výfukové ventily plně uzavřeny a zapalovací svíčka naskočí, když je píst v horní úvrati. Oheň zapálí směs oleje a plynu, čímž prudce stoupne tlak ve válci (až na 3~5MPa), zatlačí píst, aby se posunul směrem ke klikové hřídeli, tlak postupně klesá a tlak ve vzduchové komoře je asi 0,3~ 0,5 MPa na konci pracovního zdvihu.
D.Výfukový zdvih: Proces pohybu pístu ze spodní úvrati do horní úvrati se nazývá výfukový zdvih (úhel natočení klikového hřídele 540°~720°). V tomto zdvihu je sací ventil uzavřen, výfukový ventil je otevřen a píst se pohybuje nahoru, aby tlačil spalování. Výfukové plyny jsou vypouštěny ze vzduchové komory a tlak vzduchu ve vzduchové komoře je na konci zdvihu asi 0,105~0,115 MPa. Konec zdvihu zároveň znamená konec pracovního cyklu motoru.
Níže uvedený obrázek ukazuje srovnání každého zdvihu rotačního motoru a pístového motoru (levá strana dvou vzduchových otvorů na obrázku je sání a pravá strana je výfuk). Rotační motor je stejný jako u pístového čtyřdobého motoru. Komprese, práce a výfuk se skládají ze čtyř taktů. Pracovní dutina (BC pracovní dutina) vytvořená mezi zakřiveným povrchem BC trojúhelníkového rotoru a profilem válce je brána jako příklad pro ilustraci čtyřdobého pracovního principu rotačního motoru.
Sací zdvih: Když se roh C trojúhelníkového rotoru otočí k pravému okraji sacího otvoru, začne pracovní komora BC nasávat vzduch. V poloze a jsou sací a výfukové otvory propojeny a sací a výfukový otvor se překrývají. Jedná se o nejmenší objem pracovní komory BC, který odpovídá poloze v horní úvrati pístového motoru. Při dalším otáčení rotoru se postupně zvětšuje objem pracovní komory BC a hořlavá směs je plynule nasávána do válce. Při otočení rotoru o 90° (hlavní hřídel se otáčí o 270°, poměr otáček rotoru a hlavního hřídele u rotačního motoru je 1:3, což je určeno zabírajícími ozubenými koly) dosáhne polohy b, objem BC. pracovní komora dosahuje maxima, což je ekvivalentní spodní části pístového motoru V úvrati končí sací zdvih.
Kompresní zdvih: Jak se trojúhelníkový rotor dále otáčí, horní roh B protíná levou hranu vstupního otvoru a začíná kompresní zdvih, objem pracovní komory BC se postupně zmenšuje a tlak je stále větší. Když dosáhne polohy c, rotor se otočí o 180° (hlavní hřídel se otočí o 540°), objem pracovní komory BC dosáhne minima, které je ekvivalentní horní úvrati pístového motoru a kompresní zdvih skončí.
Pracovní zdvih: Na konci kompresního zdvihu zapalovací svíčka zabliká, plyn o vysoké teplotě a vysokém tlaku tlačí trojúhelníkový píst k dalšímu otáčení a objem pracovní komory BC se postupně zvětšuje. Když roh C dosáhne pravého okraje výfukového otvoru, v poloze d se rotor otočí o 270° (otočení vřetena 810°), objem pracovní komory BC dosáhne maxima, což je ekvivalentní dolní úvrati pístový motor a výkonový zdvih končí.
Výfukový zdvih: když se trojúhelníkový rotorový úhel C otočí na pravou stranu výfukového otvoru, výfukový zdvih začne a nakonec se trojúhelníkový rotor vrátí do polohy a, výfukový zdvih skončí, rotor se otočí o 360° (hlavní hřídel se otočí o tři krát) a jedna práce Cyklus končí. Současně pracovní dutina CA a pracovní dutina AB také dokončí pracovní cyklus.
● Porovnání složení motoru:
Rotační motor: skupina těles, ventilový rozvod, napájecí systém, zapalovací systém, chladicí systém, mazací systém, startovací systém
Motor s vratným pístem: karoserie, klikový ojniční mechanismus, ventilový rozvod, přívodní systém, zapalovací systém, chladicí systém, mazací systém, startovací systém
● Výhody a nevýhody těchto dvou motorů:
◆ Pístový motor:
výhoda:
1. Technologie výroby je vyzrálá. Rodí se již více než 120 let. Různé technologie byly neustále zdokonalovány. Je to nejrozšířenější spalovací motor na světě a má nízké náklady na údržbu a opravy.
2. Spolehlivá práce, dobrá vzduchotěsnost a spolehlivost přenosu výkonu.
3. Dobrá spotřeba paliva.
nedostatek:
1. Složitá struktura, velký objem a velká hmotnost.
2. Vratná setrvačná síla a moment setrvačnosti způsobené vratným pohybem pístu v mechanismu klikové ojnice nelze zcela vyvážit. Velikost této setrvačné síly je úměrná druhé mocnině otáček, což snižuje plynulost chodu motoru a omezuje vývoj vysokootáčkových motorů.
3. Vzhledem k tomu, že pracovní režim čtyřdobého motoru s vratným pístem je takový, že tři ze čtyř zdvihů zcela závisí na rotaci setrvačníku setrvačníku, výkon a točivý moment motoru jsou velmi nerovnoměrné, ačkoli moderní motory používají víceválce a V -tvarovaná aranžmá. Snížit tento nedostatek, ale nelze jej zcela odstranit.
◆ Rotační motor:
výhoda:
1. Malé rozměry a nízká hmotnost, snadné snížení těžiště vozidla. Vzhledem k tomu, že rotační motor nemá klikový ojniční mechanismus, je výrazně snížena výška motoru a zároveň je sníženo těžiště vozidla.
2. Jednoduchá struktura. Ve srovnání s motorem s vratným pístem, rotační motor snižuje mechanismus klikové ojnice, což vede k výrazně zjednodušenému mechanismu motoru a menšímu počtu dílů.
3. Stejnoměrné momentové charakteristiky. Protože jeden válec rotačního motoru má současně tři pracovní komory, je výstupní točivý moment rovnoměrnější než u motoru s vratným pístem.
4. Přispívá k vývoji vysokorychlostních motorů, protože poměr otáček pístového rotoru a hlavního hřídele je 1:3, nejsou k dosažení vysokých otáček motoru vyžadovány vysoké otáčky pístu.
nedostatek:
1. Spotřeba paliva je vysoká a emise výfukových plynů je obtížné splnit normu. Protože každý válec má tři pracovní komory, každá otáčka pístového rotoru odpovídá třem pracovním zdvihům. Ve srovnání s motorem s 3000 otáčkami za minutu a motorem s vratným pístem stříká motor s vratným pístem 750krát/min a rotační motor odpovídá rychlosti 1000 otáček za minutu, ale potřebuje 3000krát/min. Je vidět, že spotřeba paliva u rotačního motoru je výrazně vyšší než u motoru s vratným pístem. Zároveň tvar spalovacího prostoru rotačního motoru neprospívá plnému spalování hořlavé směsi, dráha šíření plamene je dlouhá a spotřeba topného oleje je velká. Zároveň je obsah škodlivin ve výfukových plynech vyšší.
2. Vzhledem ke konstrukci motoru lze místo vznětového typu použít pouze zážehový, to znamená, že místo nafty lze jako palivo použít pouze benzín.
3. Protože rotační motor používá excentrický hřídel, motor silně vibruje.
4. Vysoká poloha výstupního hřídele (vřetena) není vhodná pro uspořádání celého vozidla.
5. Technologie zpracování a výroby rotačního motoru je vysoká a náklady jsou relativně vysoké.
