『Roterende motor』
2021-08-27
Motoren som vi ofte ser i form av stemplet frem- og tilbakegående bevegelse, det vil si at stempelet gjør en frem- og tilbakegående lineær bevegelse i sylinderen, og den lineære bevegelsen til stempelet omdannes til rotasjon av veivakselen gjennom veivakselen, mens den roterende motoren har ikke denne konverteringsprosessen, den er gjennom stempelet. Rotasjonen i sylinderen driver hovedakselen til motoren (det vil si veivakselen til en vanlig motor, fordi den ikke er buet, kalles den ikke lenger veivaksel), så det er stor forskjell på de to.
A. Inntaksslag: Prosessen med stempelbevegelse fra øvre dødpunkt til nedre dødpunkt kalles inntaksslag (rotasjonsvinkel for veivaksel 0~180°). I dette slaget åpnes inntaksventilen, eksosventilen lukkes, og luftkammeret kommuniserer med atmosfæren. Atmosfærisk trykk gjør at olje- og gassblandingen kommer inn, og trykket i sylinderen er omtrent 0,075 ~ 0,09 MPa ved enden av inntaket.
B.Kompresjonsslag: Prosessen med stempelbevegelse fra nedre dødpunkt til øvre dødpunkt kalles kompresjonsslag (veivakselens rotasjonsvinkel er 180°~360°). I dette slaget er inntaks- og eksosventilene helt lukket, og olje- og gassblandingstrykket i luftkammeret øker gradvis. Trykket i luftkammeret ved slutten av kompresjonsslaget er ca. 0,6 til 1,2 MPa.
C. Kraftslag: Prosessen med stempelbevegelse fra øvre dødpunkt til nedre dødpunkt kalles kraftslag (rotasjonsvinkel for veivaksel 360°~540°). I dette slaget er inntaks- og eksosventilene helt lukket, og tennpluggen hopper når stempelet er i øvre dødpunktsposisjon. Brannen tenner olje- og gassblandingen for å få trykket i sylinderen til å stige kraftig (opptil 3~5MPa), skyv stempelet for å bevege seg mot veivakselen, trykket faller gradvis, og trykket i luftkammeret er ca. 0,3~ 0,5 MPa ved slutten av kraftslaget.
D. Eksosslag: Prosessen med stempelbevegelse fra nedre dødpunkt til øvre dødpunkt kalles eksosslag (rotasjonsvinkel for veivaksel 540°~720°). I dette slaget lukkes inntaksventilen, eksosventilen åpnes, og stempelet beveger seg oppover for å presse forbrenningen. Eksosgassen slippes ut fra luftkammeret, og lufttrykket i luftkammeret er omtrent 0,105~0,115 MPa ved slutten av slaget. Slutten av slaget markerer også slutten på en arbeidssyklus til motoren.
Figuren nedenfor viser sammenligningen av hvert slag av en roterende motor og en stempelmotor (venstre side av de to lufthullene i figuren er inntaket og høyre side er eksosen). Rotasjonsmotoren er den samme som den frem- og tilbakegående firetaktsmotoren. Kompresjon, arbeid og eksos består av fire slag. Arbeidshulrommet (BC arbeidshulrommet) dannet mellom en buet overflate BC på den trekantede rotoren og sylinderprofilen er tatt som et eksempel for å illustrere firetakts arbeidsprinsippet til en roterende motor.
Inntaksslag: Når hjørnet C på den trekantede rotoren svinger til høyre kant av inntakshullet, begynner BC-arbeidskammeret å trekke inn luft. I posisjon a er inntaks- og eksoshullene koblet sammen, og inntak og eksos overlapper hverandre. Dette er det minste volumet i BC-arbeidskammeret, som tilsvarer den øvre dødpunktposisjonen til stempelmotoren. Når rotoren fortsetter å rotere, øker volumet av BC-arbeidskammeret gradvis, og den brennbare blandingen blir kontinuerlig sugd inn i sylinderen. Når rotoren roterer 90° (hovedakselen roterer 270°, er forholdet mellom rotoren og hovedakselhastigheten i den roterende motoren 1:3, som bestemmes av de inngripende tannhjulene) når posisjon b, volumet til BC arbeidskammeret når maksimum, som tilsvarer den nedre delen av stempelmotoren I dødpunktsposisjonen slutter inntaksslaget.
Kompresjonsslag: Når den trekantede rotoren fortsetter å rotere, krysser hjørnetoppen B venstre kant av innløpshullet, og kompresjonsslaget begynner, volumet til BC-arbeidskammeret avtar gradvis, og trykket blir større og større. Når den når posisjon c, roterer rotoren 180° (hovedakselen roterer 540°), BC-arbeidskammervolumet når minimum, som tilsvarer den øvre dødpunktposisjonen til stempelmotoren, og kompresjonsslaget avsluttes.
Arbeidsslag: På slutten av kompresjonsslaget blinker tennpluggen, høytemperatur- og høytrykksgassen skyver det trekantede stempelet for å fortsette å rotere, og volumet til BC-arbeidskammeret øker gradvis. Når hjørnet C når høyre kant av eksoshullet, ved posisjon d, roterer rotoren 270° (spindelrotasjon 810°), når volumet til BC-arbeidskammeret maksimum, som tilsvarer den nederste dødpunktsposisjonen til stempelmotoren, og kraftslaget slutter.
Eksosslag: når trekantens rotorvinkel C dreier til høyre side av eksoshullet, starter eksosslaget, og til slutt går trekantrotoren tilbake til posisjon a, eksosslaget slutter, rotoren roterer 360° (hovedakselen roterer tre ganger), og ett arbeid. Syklusen avsluttes. Samtidig fullfører CA arbeidshulrom og AB arbeidshulrom også en arbeidssyklus.
● Sammenligning av motorsammensetning:
Roterende motor: karosserigruppe, ventiltog, forsyningssystem, tenningssystem, kjølesystem, smøresystem, startsystem
Stempelmotor: karosserisett, sveivvevstangmekanisme, ventiltog, forsyningssystem, tenningssystem, kjølesystem, smøresystem, startsystem
● Fordelene og ulempene med de to motorene:
◆ Stempelmotor:
fordel:
1. Produksjonsteknologien er moden. Den har blitt født i mer enn 120 år. Ulike teknologier har blitt kontinuerlig forbedret. Det er den mest brukte forbrenningsmotoren i verden og har lave vedlikeholds- og reparasjonskostnader.
2. Pålitelig arbeid, god lufttetthet og pålitelig kraftoverføring.
3. God drivstofføkonomi.
mangel:
1. Kompleks struktur, stort volum og tung vekt.
2. Den frem- og tilbakegående treghetskraften og treghetsmomentet forårsaket av stemplets frem- og tilbakegående bevegelse i veivvevstangmekanismen kan ikke balanseres fullstendig. Størrelsen på denne treghetskraften er proporsjonal med kvadratet på hastigheten, noe som reduserer jevnheten til motoren som går og begrenser utviklingen av høyhastighetsmotorer.
3. Siden arbeidsmodusen til firetakts stempelmotoren er at tre av de fire slagene er helt avhengige av svinghjulets treghetrotasjon, er kraften og dreiemomentet til motoren svært ujevn, selv om moderne motorer bruker flersylindret og V -formede arrangementer. Reduser denne mangelen, men det er umulig å eliminere den helt.
◆ Roterende motor:
fordel:
1. Liten størrelse og lett vekt, lett å senke tyngdepunktet til kjøretøyet. Siden den roterende motoren ikke har en sveivvevstangmekanisme, reduseres motorens høyde kraftig, og kjøretøyets tyngdepunkt senkes samtidig.
2. Enkel struktur. Sammenlignet med frem- og tilbakegående stempelmotor, reduserer rotasjonsmotoren sveivvevstangmekanismen, noe som fører til en sterkt forenklet motormekanisme og færre deler.
3. Ensartede dreiemomentegenskaper. Siden en sylinder i en roterende motor har tre arbeidskamre samtidig, er dreiemomentutgangen mer jevn enn for en frem- og tilbakegående stempelmotor.
4. Bidrar til utviklingen av høyhastighetsmotorer, fordi hastighetsforholdet mellom stempelrotoren og hovedakselen er 1:3, er det ikke nødvendig med høye stempelhastigheter for å oppnå høye motorhastigheter.
mangel:
1. Drivstofforbruket er høyt, og eksosutslippet er vanskelig å holde standarden. Fordi hver sylinder har tre arbeidskamre, tilsvarer hver omdreining av stempelrotoren tre kraftslag. Sammenlignet med 3000 rpm og frem- og tilbakegående stempelmotor, sprayer den frem- og tilbakegående stempelmotoren 750 ganger/min, og rotasjonsmotoren tilsvarer hastigheten på 1000 rpm, men den trenger 3000 ganger/min. Det kan sees at drivstofforbruket til rotasjonsmotoren er betydelig høyere enn for stempelmotoren. Samtidig bidrar ikke formen til forbrenningskammeret til den roterende motoren for full forbrenning av den brennbare blandingen, flammeforplantningsveien er lang og brennoljeforbruket er stort. Samtidig er forurensningsinnholdet i avgassen høyere.
2. På grunn av motorens struktur kan bare tenningstypen brukes i stedet for kompresjonstenningstypen, det vil si at kun bensin kan brukes som drivstoff i stedet for diesel.
3. Fordi rotasjonsmotoren bruker en eksentrisk aksel, vibrerer motoren kraftig.
4. Den høye plasseringen av kraftutgangsakselen (spindelen) bidrar ikke til utformingen av hele kjøretøyet.
5. Behandlings- og produksjonsteknologien til rotasjonsmotoren er høy, og kostnadene er relativt høye.
