『Roterende motor』
2021-08-27
De motor die we vaak zien in de vorm van een heen en weer gaande beweging van de zuiger, dat wil zeggen dat de zuiger een heen en weer gaande lineaire beweging in de cilinder maakt, en de lineaire beweging van de zuiger wordt omgezet in de rotatie van de krukas door de krukas, terwijl de roterende beweging de motor heeft dit conversieproces niet, het gebeurt via de zuiger. De rotatie in de cilinder drijft de hoofdas van de motor aan (dat wil zeggen de krukas van een gewone motor, omdat deze niet gebogen is, wordt deze niet langer een krukas genoemd) , er zit dus een groot verschil tussen de twee.
A. Inlaatslag: Het proces van de zuigerbeweging van het bovenste dode punt naar het onderste dode punt wordt de inlaatslag genoemd (draaihoek van de krukas 0~180°). Tijdens deze slag gaat de inlaatklep open, sluit de uitlaatklep en communiceert de luchtkamer met de atmosfeer. Door de atmosferische druk komt het olie- en gasmengsel binnen en de druk in de cilinder is aan het einde van de inlaat ongeveer 0,075 ~ 0,09 MPa.
B.Compressieslag: Het proces van de zuigerbeweging van het onderste dode punt naar het bovenste dode punt wordt compressieslag genoemd (de rotatiehoek van de krukas is 180°~360°). Tijdens deze slag zijn de inlaat- en uitlaatkleppen volledig gesloten en neemt de druk van het olie- en gasmengsel in de luchtkamer geleidelijk toe. De druk in de luchtkamer aan het einde van de compressieslag bedraagt ongeveer 0,6 tot 1,2 MPa.
C. Krachtslag: Het proces van de zuigerbeweging van het bovenste dode punt naar het onderste dode punt wordt arbeidsslag genoemd (draaihoek van de krukas 360 ° ~ 540 °). Tijdens deze slag zijn de inlaat- en uitlaatkleppen volledig gesloten en springt de bougie wanneer de zuiger zich in het bovenste dode punt bevindt. Het vuur ontsteekt het olie- en gasmengsel om de druk in de cilinder scherp te laten stijgen (tot 3 ~ 5 MPa), duwt de zuiger in de richting van de krukas, de druk daalt geleidelijk en de druk in de luchtkamer is ongeveer 0,3 ~ 0,5 MPa aan het einde van de arbeidsslag.
D. Uitlaatslag: Het proces van de zuigerbeweging van het onderste dode punt naar het bovenste dode punt wordt de uitlaatslag genoemd (draaihoek van de krukas 540 ° ~ 720 °). Tijdens deze slag wordt de inlaatklep gesloten, de uitlaatklep geopend en beweegt de zuiger omhoog om de verbranding te duwen. Het uitlaatgas wordt uit de luchtkamer afgevoerd en de luchtdruk in de luchtkamer bedraagt aan het einde van de slag ongeveer 0,105 ~ 0,115 MPa. Het einde van de slag markeert ook het einde van een werkcyclus van de motor.
De onderstaande figuur toont de vergelijking van elke slag van een rotatiemotor en een zuigermotor (de linkerkant van de twee luchtgaten in de figuur is de inlaat en de rechterkant is de uitlaat). De rotatiemotor is hetzelfde als de zuigerviertaktmotor. Compressie, werk en uitlaat zijn samengesteld uit vier slagen. De werkholte (BC-werkholte) gevormd tussen een gebogen oppervlak BC van de driehoekige rotor en het cilinderprofiel wordt als voorbeeld genomen om het viertaktwerkprincipe van een rotatiemotor te illustreren.
Inlaatslag: Wanneer hoek C van de driehoekige rotor naar de rechterrand van het inlaatgat draait, begint de BC-werkkamer lucht aan te zuigen. Op positie a zijn de inlaat- en uitlaatgaten met elkaar verbonden en overlappen de inlaat- en uitlaatopeningen. Dit is het kleinste volume van de BC-werkkamer, wat overeenkomt met de bovenste dode puntpositie van de zuigermotor. Terwijl de rotor blijft draaien, neemt het volume van de BC-werkkamer geleidelijk toe en wordt het brandbare mengsel continu in de cilinder gezogen. Wanneer de rotor 90° draait (de hoofdas draait 270°, de verhouding tussen de rotor en de hoofdassnelheid in de rotatiemotor is 1:3, wat wordt bepaald door de in elkaar grijpende tandwielen) bereikt positie b, het volume van het BC werkkamer bereikt het maximum, wat overeenkomt met het onderste deel van de zuigermotor. In het dode punt eindigt de inlaatslag.
Compressieslag: Terwijl de driehoekige rotor blijft draaien, kruist de hoektop B de linkerrand van het inlaatgat en begint de compressieslag, het volume van de BC-werkkamer neemt geleidelijk af en de druk wordt steeds groter. Wanneer positie c wordt bereikt, draait de rotor 180° (de hoofdas draait 540°), het volume van de BC-werkkamer bereikt het minimum, wat overeenkomt met de bovenste dode puntpositie van de zuigermotor, en de compressieslag eindigt.
Werkslag: aan het einde van de compressieslag knippert de bougie, het hoge temperatuur- en hogedrukgas duwt de driehoekige zuiger om verder te draaien en het volume van de BC-werkkamer neemt geleidelijk toe. Wanneer hoek C de rechterrand van het uitlaatgat bereikt, op positie d, draait de rotor 270° (spilrotatie 810°), het volume van de BC-werkkamer bereikt het maximum, wat overeenkomt met het onderste dode punt van de zuigermotor en de arbeidsslag eindigt.
Uitlaatslag: wanneer de driehoekige rotorhoek C naar de rechterkant van het uitlaatgat draait, begint de uitlaatslag en uiteindelijk keert de driehoekige rotor terug naar positie a, de uitlaatslag eindigt, de rotor draait 360 ° (de hoofdas draait drie tijden), en één werk. De cyclus eindigt. Tegelijkertijd voltooien CA-werkholte en AB-werkholte respectievelijk ook een werkcyclus.
● Vergelijking van motorsamenstelling:
Rotatiemotor: carrosseriegroep, kleppenmechanisme, toevoersysteem, ontstekingssysteem, koelsysteem, smeersysteem, startsysteem
Zuigermotor: carrosserieset, krukdrijfstangmechanisme, kleppenmechanisme, toevoersysteem, ontstekingssysteem, koelsysteem, smeersysteem, startsysteem
● De voor- en nadelen van de twee motoren:
◆ Zuigermotor:
voordeel:
1. De productietechnologie is volwassen. Het bestaat al meer dan 120 jaar. Verschillende technologieën zijn voortdurend verbeterd. Het is de meest gebruikte verbrandingsmotor ter wereld en heeft lage onderhouds- en reparatiekosten.
2. Betrouwbaar werk, goede luchtdichtheid en betrouwbaarheid van de krachtoverbrenging.
3. Goed brandstofverbruik.
tekortkoming:
1. Complexe structuur, groot volume en zwaar gewicht.
2. De heen en weer gaande traagheidskracht en het traagheidsmoment veroorzaakt door de heen en weer gaande beweging van de zuiger in het krukdrijfstangmechanisme kunnen niet volledig in evenwicht worden gebracht. De grootte van deze traagheidskracht is evenredig met het kwadraat van de snelheid, waardoor de soepelheid van de motor afneemt en de ontwikkeling van hogesnelheidsmotoren wordt beperkt.
3. Omdat de werkmodus van de viertakt-zuigermotor zo is dat drie van de vier slagen volledig afhankelijk zijn van de rotatie van de traagheid van het vliegwiel, zijn het vermogen en het koppel van de motor zeer ongelijk, hoewel moderne motoren meercilinder- en V-motoren gebruiken. -vormige arrangementen. Verminder deze tekortkoming, maar het is onmogelijk om deze volledig te elimineren.
◆ Rotatiemotor:
voordeel:
1. Klein formaat en licht van gewicht, gemakkelijk om het zwaartepunt van het voertuig te verlagen. Omdat de rotatiemotor geen krukdrijfstangmechanisme heeft, wordt de hoogte van de motor aanzienlijk verminderd en wordt tegelijkertijd het zwaartepunt van het voertuig verlaagd.
2. Eenvoudige structuur. Vergeleken met de zuigermotor verkleint de rotatiemotor het krukdrijfstangmechanisme, wat leidt tot een sterk vereenvoudigd motormechanisme en minder onderdelen.
3. Uniforme koppelkarakteristieken. Omdat één cilinder van een rotatiemotor tegelijkertijd drie werkkamers heeft, is het koppel gelijkmatiger dan dat van een zuigermotor.
4. Bevorderlijk voor de ontwikkeling van hogesnelheidsmotoren, omdat de snelheidsverhouding van de zuigerrotor en de hoofdas 1:3 bedraagt, zijn hoge zuigersnelheden niet vereist om hoge motortoerentallen te bereiken.
tekortkoming:
1. Het brandstofverbruik is hoog en de uitlaatemissie is moeilijk om aan de norm te voldoen. Omdat elke cilinder drie werkkamers heeft, komt elke omwenteling van de zuigerrotor overeen met drie krachtslagen. Vergeleken met de 3000 tpm en de zuigermotor spuit de zuigermotor 750 keer/min, en de rotatiemotor is gelijk aan de snelheid van 1000 tpm, maar heeft 3000 keer/min nodig. Te zien is dat het brandstofverbruik van de rotatiemotor aanzienlijk hoger is dan dat van de zuigermotor. Tegelijkertijd is de vorm van de verbrandingskamer van de rotatiemotor niet bevorderlijk voor de volledige verbranding van het brandbare mengsel, is het vlamvoortplantingspad lang en is het stookolieverbruik groot. Tegelijkertijd is het gehalte aan schadelijke stoffen in het uitlaatgas hoger.
2. Vanwege de structuur van de motor kan alleen het ontstekingstype worden gebruikt in plaats van het compressieontstekingstype, dat wil zeggen dat alleen benzine als brandstof kan worden gebruikt in plaats van diesel.
3. Omdat de rotatiemotor gebruik maakt van een excentrische as trilt de motor enorm.
4. De hoge positie van de uitgaande as (spindel) is niet bevorderlijk voor de indeling van het hele voertuig.
5. De verwerkings- en productietechnologie van de rotatiemotor is hoog en de kosten zijn relatief hoog.
