『Rotationsmotor』
2021-08-27
Im Motor sehen wir oft die Form einer hin- und hergehenden Kolbenbewegung, d Der Motor hat diesen Umwandlungsprozess nicht, er erfolgt durch den Kolben. Die Drehung im Zylinder treibt die Hauptwelle des Motors an (d. h. die Kurbelwelle eines gewöhnlichen Motors, da sie nicht gekrümmt ist, wird sie nicht mehr als Kurbelwelle bezeichnet). , Also Es gibt einen großen Unterschied zwischen den beiden.
A. Ansaughub: Der Vorgang der Kolbenbewegung vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt wird Ansaughub genannt (Kurbelwellendrehwinkel 0–180°). Bei diesem Hub öffnet sich das Einlassventil, das Auslassventil schließt und die Luftkammer kommuniziert mit der Atmosphäre. Der atmosphärische Druck sorgt dafür, dass das Öl- und Gasgemisch eindringt, und der Druck im Zylinder beträgt am Ende des Einlasses etwa 0,075 bis 0,09 MPa.
B. Kompressionshub: Der Vorgang der Kolbenbewegung vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt wird als Kompressionshub bezeichnet (der Kurbelwellendrehwinkel beträgt 180°~360°). In diesem Takt sind die Einlass- und Auslassventile vollständig geschlossen und der Druck des Öl- und Gasgemisches in der Luftkammer steigt allmählich an. Der Druck in der Luftkammer am Ende des Kompressionshubs beträgt etwa 0,6 bis 1,2 MPa.
C. Krafthub: Der Vorgang der Kolbenbewegung vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt wird Krafthub genannt (Kurbelwellendrehwinkel 360°~540°). Bei diesem Takt sind die Einlass- und Auslassventile vollständig geschlossen und die Zündkerze springt, wenn sich der Kolben im oberen Totpunkt befindet. Das Feuer entzündet das Öl- und Gasgemisch, wodurch der Druck im Zylinder stark ansteigt (bis zu 3 ~ 5 MPa), der Kolben wird in Richtung Kurbelwelle gedrückt, der Druck sinkt allmählich und der Druck in der Luftkammer beträgt etwa 0,3 ~ 0,5 MPa am Ende des Krafthubs.
D. Auslasshub: Der Vorgang der Kolbenbewegung vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt wird als Auslasshub bezeichnet (Kurbelwellendrehwinkel 540°~720°). In diesem Takt wird das Einlassventil geschlossen, das Auslassventil geöffnet und der Kolben bewegt sich nach oben, um die Verbrennung voranzutreiben. Das Abgas wird aus der Luftkammer abgelassen und der Luftdruck in der Luftkammer beträgt am Ende des Hubs etwa 0,105 bis 0,115 MPa. Das Hubende markiert auch das Ende eines Arbeitszyklus des Motors.
Die folgende Abbildung zeigt den Vergleich der einzelnen Takte eines Wankelmotors und eines Hubkolbenmotors (die linke Seite der beiden Luftlöcher in der Abbildung ist der Einlass und die rechte Seite ist der Auslass). Der Wankelmotor ist das Gleiche wie der Hubkolben-Viertaktmotor. Kompression, Arbeit und Auspuff bestehen aus vier Takten. Der zwischen einer gekrümmten Oberfläche BC des dreieckigen Rotors und dem Zylinderprofil gebildete Arbeitshohlraum (BC-Arbeitshohlraum) dient als Beispiel zur Veranschaulichung des Viertakt-Arbeitsprinzips eines Wankelmotors.
Ansaughub: Wenn sich die Ecke C des dreieckigen Rotors zur rechten Kante des Ansauglochs dreht, beginnt die BC-Arbeitskammer, Luft anzusaugen. An Position a sind die Einlass- und Auslasslöcher miteinander verbunden und die Einlass- und Auslassöffnungen überlappen sich. Dies ist das kleinste Volumen der BC-Arbeitskammer, das dem oberen Totpunkt des Hubkolbenmotors entspricht. Während sich der Rotor weiter dreht, vergrößert sich das Volumen der BC-Arbeitskammer allmählich und das brennbare Gemisch wird kontinuierlich in den Zylinder gesaugt. Wenn sich der Rotor um 90° dreht (die Hauptwelle dreht sich um 270°, das Verhältnis der Rotor- zur Hauptwellendrehzahl im Wankelmotor beträgt 1:3, was durch die ineinandergreifenden Zahnräder bestimmt wird), erreicht Position b, das Volumen des BC Der Arbeitsraum erreicht das Maximum, was dem unteren Teil des Hubkolbenmotors entspricht. Im Totpunkt endet der Ansaugtakt.
Kompressionshub: Während sich der dreieckige Rotor weiter dreht, kreuzt die Eckoberseite B den linken Rand des Einlasslochs und der Kompressionshub beginnt, das Volumen der BC-Arbeitskammer nimmt allmählich ab und der Druck wird immer größer. Bei Erreichen der Position c dreht sich der Rotor um 180° (die Hauptwelle dreht sich um 540°), das BC-Arbeitskammervolumen erreicht das Minimum, was dem oberen Totpunkt des Hubkolbenmotors entspricht, und der Kompressionshub endet.
Arbeitstakt: Am Ende des Kompressionstakts zündet die Zündkerze, das Gas mit hoher Temperatur und hohem Druck treibt den dreieckigen Kolben dazu, sich weiter zu drehen, und das Volumen der BC-Arbeitskammer nimmt allmählich zu. Wenn die Ecke C den rechten Rand des Auslasslochs erreicht, an Position d, dreht sich der Rotor um 270° (Spindeldrehung 810°), das Volumen der BC-Arbeitskammer erreicht das Maximum, was dem unteren Totpunkt von entspricht der Hubkolbenmotor, und der Arbeitstakt endet.
Auslasshub: Wenn sich der Dreiecksrotorwinkel C zur rechten Seite des Auslasslochs dreht, beginnt der Auslasshub, und schließlich kehrt der Dreiecksrotor in Position a zurück, der Auslasshub endet, der Rotor dreht sich um 360 ° (die Hauptwelle dreht sich um drei). mal) und ein Werk Der Zyklus endet. Gleichzeitig schließen auch der CA-Arbeitshohlraum und der AB-Arbeitshohlraum jeweils einen Arbeitszyklus ab.
● Vergleich der Motorzusammensetzung:
Rotationsmotor: Körpergruppe, Ventiltrieb, Versorgungssystem, Zündsystem, Kühlsystem, Schmiersystem, Startsystem
Hubkolbenmotor: Karosseriesatz, Kurbel-Pleuel-Mechanismus, Ventiltrieb, Versorgungssystem, Zündsystem, Kühlsystem, Schmiersystem, Startsystem
● Die Vor- und Nachteile der beiden Motoren:
◆ Hubkolbenmotor:
Vorteil:
1. Die Fertigungstechnologie ist ausgereift. Es ist seit mehr als 120 Jahren geboren. Verschiedene Technologien wurden kontinuierlich verbessert. Er ist der am weitesten verbreitete Verbrennungsmotor der Welt und weist geringe Wartungs- und Reparaturkosten auf.
2. Zuverlässiges Arbeiten, gute Luftdichtheit und Zuverlässigkeit der Kraftübertragung.
3. Guter Kraftstoffverbrauch.
Mangel:
1. Komplexe Struktur, großes Volumen und hohes Gewicht.
2. Die hin- und hergehende Trägheitskraft und das Trägheitsmoment, die durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens im Kurbel-Pleuel-Mechanismus verursacht werden, können nicht vollständig ausgeglichen werden. Die Größe dieser Trägheitskraft ist proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit, was die Laufruhe des Motors verringert und die Entwicklung von Hochgeschwindigkeitsmotoren einschränkt.
3. Da der Arbeitsmodus des Viertakt-Hubkolbenmotors darin besteht, dass drei der vier Takte vollständig auf der Trägheitsrotation des Schwungrads beruhen, sind die Leistung und das Drehmoment des Motors sehr ungleichmäßig, obwohl moderne Motoren Mehrzylinder- und V-Motoren verwenden -förmige Arrangements. Diesen Mangel zu reduzieren, aber vollständig zu beseitigen ist unmöglich.
◆ Wankelmotor:
Vorteil:
1. Kleine Größe und geringes Gewicht, einfache Absenkung des Schwerpunkts des Fahrzeugs. Da der Wankelmotor über keinen Kurbel-Pleuel-Mechanismus verfügt, wird die Höhe des Motors stark reduziert und gleichzeitig der Schwerpunkt des Fahrzeugs abgesenkt.
2. Einfache Struktur. Im Vergleich zum Hubkolbenmotor reduziert der Wankelmotor den Kurbel-Pleuel-Mechanismus, was zu einem stark vereinfachten Motormechanismus und weniger Teilen führt.
3. Gleichmäßige Drehmomenteigenschaften. Da ein Zylinder eines Wankelmotors gleichzeitig über drei Arbeitskammern verfügt, ist die Drehmomentabgabe gleichmäßiger als bei einem Hubkolbenmotor.
4. Förderlich für die Entwicklung von Hochgeschwindigkeitsmotoren, da das Drehzahlverhältnis von Kolbenrotor und Hauptwelle 1:3 beträgt, sind keine hohen Kolbengeschwindigkeiten erforderlich, um hohe Motordrehzahlen zu erreichen.
Mangel:
1. Der Kraftstoffverbrauch ist hoch und die Abgasemissionen können den Standard nur schwer einhalten. Da jeder Zylinder über drei Arbeitskammern verfügt, entspricht jede Umdrehung des Kolbenrotors drei Arbeitshüben. Im Vergleich zu 3000 U/min und einem Hubkolbenmotor sprüht der Hubkolbenmotor 750 Mal/min, und der Wankelmotor entspricht der Drehzahl von 1000 U/min, benötigt aber 3000 Mal/min. Es ist zu erkennen, dass der Kraftstoffverbrauch des Wankelmotors deutlich höher ist als der des Hubkolbenmotors. Gleichzeitig ist die Form der Brennkammer des Rotationsmotors nicht förderlich für die vollständige Verbrennung des brennbaren Gemisches, der Flammenausbreitungsweg ist lang und der Heizölverbrauch ist hoch. Gleichzeitig ist der Schadstoffgehalt im Abgas höher.
2. Aufgrund des Aufbaus des Motors kann anstelle des Selbstzündungstyps nur der Zündtyp verwendet werden, dh anstelle von Diesel kann nur Benzin als Kraftstoff verwendet werden.
3. Da der Wankelmotor eine Exzenterwelle verwendet, vibriert der Motor stark.
4. Die hohe Position der Abtriebswelle (Spindel) ist nicht förderlich für die Anordnung des gesamten Fahrzeugs.
5. Die Verarbeitungs- und Fertigungstechnologie des Wankelmotors ist hoch und die Kosten relativ hoch.
