『Rotacijski motor』
2021-08-27
Motor koji često viđamo u obliku klipnog povratnog gibanja, odnosno klip vrši povratno pravocrtno gibanje u cilindru, a pravocrtno gibanje klipa se preko koljenastog vratila pretvara u rotaciju koljenastog vratila, dok rotacijsko motor nema ovaj proces pretvorbe, on se odvija putem klipa. Rotacija u cilindru pokreće glavno vratilo motora (tj. radilica običnog motora, jer nije zakrivljena, više se ne zove radilica), pa je velika razlika između to dvoje.
A. Usisni takt: Proces kretanja klipa od gornje mrtve točke do donje mrtve točke naziva se usisni takt (kut rotacije radilice 0~180°). U ovom taktu otvara se usisni ventil, zatvara ispušni ventil, a zračna komora komunicira s atmosferom. Atmosferski tlak čini mješavinu ulja i plina da uđe, a tlak u cilindru je oko 0,075 ~ 0,09 MPa na kraju usisa.
B. Takt kompresije: Proces kretanja klipa od donje mrtve točke do gornje mrtve točke naziva se takt kompresije (kut rotacije radilice je 180°~360°). U tom su taktu usisni i ispušni ventili potpuno zatvoreni, a tlak mješavine ulja i plina u zračnoj komori postupno raste. Tlak u zračnoj komori na kraju takta kompresije je oko 0,6 do 1,2 MPa.
C. Pogonski takt: Proces kretanja klipa od gornje mrtve točke do donje mrtve točke naziva se pogonski takt (kut rotacije koljenastog vratila 360°~540°). U tom su taktu usisni i ispušni ventili potpuno zatvoreni, a svjećica iskače kada je klip u gornjoj mrtvoj točki. Vatra zapali smjesu ulja i plina kako bi tlak u cilindru naglo porastao (do 3~5MPa), gurnuo klip da se pomakne prema radilici, tlak postupno pada, a tlak u zračnoj komori je oko 0,3~ 0,5MPa na kraju takta snage.
D. Takt ispuha: Proces kretanja klipa od donje mrtve točke do gornje mrtve točke naziva se takt ispuha (kut rotacije radilice 540°~720°). U ovom taktu, usisni ventil je zatvoren, ispušni ventil je otvoren, a klip se pomiče prema gore kako bi potaknuo izgaranje. Ispušni plin se ispušta iz zračne komore, a tlak zraka u zračnoj komori je oko 0,105~0,115 MPa na kraju takta. Kraj takta također označava kraj radnog ciklusa motora.
Donja slika prikazuje usporedbu svakog takta rotacijskog motora i klipnog motora (lijeva strana dva otvora za zrak na slici je usis, a desna strana je ispuh). Rotacijski motor je isti kao klipni četverotaktni motor. Kompresija, rad i ispuh sastoje se od četiri takta. Radna šupljina (BC radna šupljina) formirana između zakrivljene površine BC trokutastog rotora i profila cilindra uzeta je kao primjer za ilustraciju četverotaktnog principa rada rotacijskog motora.
Usisni takt: Kada se kut C trokutastog rotora okrene prema desnom rubu usisnog otvora, radna komora BC počinje usisavati zrak. U položaju a spojeni su usisni i ispušni otvori, a usisni i ispušni se preklapaju. Ovo je najmanji volumen radne komore BC, što je ekvivalentno položaju gornje mrtve točke klipnog motora. Kako se rotor nastavlja okretati, volumen radne komore BC postupno se povećava, a zapaljiva smjesa se kontinuirano usisava u cilindar. Kada se rotor okrene za 90° (glavna osovina se okrene 270°, omjer brzine rotora i glavne osovine u rotacijskom motoru je 1:3, što je određeno zahvatom zupčanika) dođe u položaj b, volumen BC. radna komora dostiže maksimum, što je ekvivalentno donjem dijelu klipnog motora. U mrtvoj središnjoj poziciji završava usisni takt.
Takt kompresije: Kako se trokutasti rotor nastavlja okretati, vrh kuta B prelazi lijevi rub ulaznog otvora i počinje takt kompresije, volumen radne komore BC postupno se smanjuje, a tlak postaje sve veći i veći. Kada dosegne položaj c, rotor se okreće za 180° (glavna osovina se okreće za 540°), volumen radne komore BC dostiže minimum, što je ekvivalentno položaju gornje mrtve točke klipnog motora, i takt kompresije završava.
Radni takt: Na kraju takta kompresije, svjećica treperi, plin visoke temperature i visokog tlaka gura trokutasti klip da se nastavi okretati, a volumen radne komore BC postupno se povećava. Kada kut C dosegne desni rub ispušnog otvora, na poziciji d, rotor se okrene 270° (rotacija vretena 810°), volumen radne komore BC dostiže maksimum, što je ekvivalentno položaju donje mrtve točke klipni motor, a radni takt završava.
Ispušni takt: kada se trokutasti rotor pod kutom C okrene na desnu stranu ispušnog otvora, započinje ispušni takt, i konačno se trokutasti rotor vraća u položaj a, ispušni hod završava, rotor se okreće za 360° (glavna osovina se okreće tri puta puta), te jedno djelo Ciklus završava. U isto vrijeme radna šupljina CA i radna šupljina AB također dovršavaju radni ciklus.
● Usporedba sastava motora:
Rotacijski motor: grupa tijela, sklop ventila, sustav opskrbe, sustav paljenja, sustav hlađenja, sustav podmazivanja, sustav pokretanja
Klipni motor: komplet karoserije, mehanizam klipnjače, ventilski sklop, sustav napajanja, sustav paljenja, sustav hlađenja, sustav podmazivanja, sustav pokretanja
● Prednosti i nedostaci ova dva motora:
◆ Klipni motor:
prednost:
1. Tehnologija proizvodnje je zrela. Rađa se više od 120 godina. Različite tehnologije se kontinuirano poboljšavaju. To je najrašireniji motor s unutarnjim izgaranjem na svijetu i ima niske troškove održavanja i popravaka.
2. Pouzdan rad, dobra zračna nepropusnost i pouzdanost prijenosa snage.
3. Dobra potrošnja goriva.
nedostatak:
1. Složena struktura, veliki volumen i velika težina.
2. Klipna inercijska sila i moment inercije uzrokovani recipročnim gibanjem klipa u mehanizmu klipnjače ne mogu se potpuno uravnotežiti. Veličina ove inercijske sile proporcionalna je kvadratu brzine, što smanjuje glatkoću rada motora i ograničava razvoj brzohodnih motora.
3. Budući da je način rada četverotaktnog klipnog motora s klipnim klipom takav da se tri od četiri takta potpuno oslanjaju na inercijsku rotaciju zamašnjaka, izlazna snaga i okretni moment motora vrlo su neujednačeni, iako moderni motori koriste višecilindrične i V -oblikovani aranžmani. Smanjite ovaj nedostatak, ali ga je nemoguće potpuno ukloniti.
◆ Rotacijski motor:
prednost:
1. Mala veličina i mala težina, lako spuštanje težišta vozila. Budući da rotacijski motor nema klipnjaču, visina motora je znatno smanjena, a težište vozila je ujedno niže.
2. Jednostavna struktura. U usporedbi s klipnim motorom, rotacijski motor smanjuje klipnjaču, što dovodi do znatno pojednostavljenog mehanizma motora i manjeg broja dijelova.
3. Ujednačene karakteristike zakretnog momenta. Budući da jedan cilindar rotacijskog motora ima tri radne komore u isto vrijeme, izlazni zakretni moment je ujednačeniji nego kod motora s klipnim klipom.
4. Povoljno za razvoj motora velike brzine, budući da je omjer brzine rotora klipa i glavne osovine 1:3, velike brzine klipa nisu potrebne za postizanje visokih brzina motora.
nedostatak:
1. Potrošnja goriva je velika, a emisija ispušnih plinova teško je zadovoljiti standard. Budući da svaki cilindar ima tri radne komore, svaki okretaj rotora klipa jednak je trima udarima snage. U usporedbi s 3000 o/min i klipnim motorom, klipni klipni motor prska 750 puta/min, a rotacijski motor je ekvivalentan brzini od 1000 o/min, ali treba 3000 puta/min. Vidljivo je da je potrošnja goriva kod rotacijskog motora značajno veća nego kod motora s klipnim klipom. Istodobno, oblik komore za izgaranje rotacijskog motora ne pogoduje potpunom izgaranju zapaljive smjese, put širenja plamena je dug, a potrošnja loživog ulja velika. Istovremeno, sadržaj onečišćujućih tvari u ispušnim plinovima je veći.
2. Zbog strukture motora, umjesto tipa kompresijskog paljenja može se koristiti samo tip paljenja, odnosno kao gorivo se može koristiti samo benzin umjesto dizela.
3. Budući da rotacijski motor koristi ekscentrično vratilo, motor jako vibrira.
4. Visok položaj izlazne osovine (vretena) ne pogoduje izgledu cijelog vozila.
5. Tehnologija obrade i proizvodnje rotacijskog motora je visoka, a trošak je relativno visok.
