『Rotacijski motor』
2021-08-27
Motor, ki ga pogosto vidimo v obliki izmeničnega gibanja bata, to je, da bat izvaja izmenično linearno gibanje v cilindru, linearno gibanje bata pa se skozi ročično gred pretvori v vrtenje ročične gredi, medtem ko se rotacijski motor nima tega procesa pretvorbe, poteka prek bata. Vrtenje v valju poganja glavno gred motorja (tj. ročična gred navadnega motorja, ker ni ukrivljena, se ji ne reče več ročična gred), zato je med obema velika razlika.
A. Sesalni takt: Proces gibanja bata od zgornje mrtve točke do spodnje mrtve točke se imenuje sesalni takt (kot vrtenja ročične gredi 0~180°). V tem taktu se sesalni ventil odpre, izpušni ventil zapre in zračna komora komunicira z atmosfero. Atmosferski tlak povzroči vstop mešanice olja in plina, tlak v jeklenki pa je na koncu sesanja približno 0,075 ~ 0,09 MPa.
B. Kompresijski hod: Proces premikanja bata od spodnje mrtve točke do zgornje mrtve točke se imenuje kompresijski hod (kot vrtenja ročične gredi je 180°~360°). Pri tem taktu sta sesalni in izpušni ventil popolnoma zaprta, tlak mešanice olja in plina v zračni komori pa postopoma narašča. Tlak v zračni komori na koncu kompresijskega giba je približno 0,6 do 1,2 MPa.
C. Močni takt: Proces premikanja bata od zgornje mrtve točke do spodnje mrtve točke se imenuje močni takt (kot vrtenja ročične gredi 360°~540°). Pri tem taktu sta sesalni in izpušni ventil popolnoma zaprta, vžigalna svečka pa poskoči, ko je bat v zgornjem mrtvem položaju. Ogenj vžge mešanico olja in plina, da se tlak v valju močno dvigne (do 3~5MPa), potisne bat, da se premakne proti ročični gredi, tlak postopoma pade in tlak v zračni komori je približno 0,3~ 0,5 MPa na koncu giba.
D. Izpušni hod: Proces gibanja bata od spodnje mrtve točke do zgornje mrtve točke se imenuje izpušni hod (rotacijski kot ročične gredi 540°~720°). V tem taktu je sesalni ventil zaprt, izpušni ventil odprt in bat se premakne navzgor, da potisne zgorevanje. Izpušni plin se odvaja iz zračne komore, zračni tlak v zračni komori pa je na koncu giba približno 0,105 ~ 0,115 MPa. Konec takta pomeni tudi konec delovnega cikla motorja.
Spodnja slika prikazuje primerjavo posameznega giba rotacijskega motorja in batnega motorja (leva stran dveh zračnih lukenj na sliki je dovod, desna stran pa izpuh). Rotacijski motor je enak kot batni štiritaktni motor. Kompresija, delo in izpuh so sestavljeni iz štirih taktov. Delovna votlina (BC delovna votlina), oblikovana med ukrivljeno površino BC trikotnega rotorja in profilom valja, je vzeta kot primer za ponazoritev štiritaktnega principa delovanja rotacijskega motorja.
Sesalni hod: Ko se vogal C trikotnega rotorja obrne proti desnemu robu sesalne odprtine, začne delovna komora BC sesati zrak. Na položaju a sta sesalna in izpušna odprtina povezani, sesalna in izpušna pa se prekrivata. To je najmanjša prostornina delovne komore BC, ki je enakovredna položaju zgornje mrtve točke batnega motorja. Ko se rotor še naprej vrti, se prostornina delovne komore BC postopoma povečuje, gorljiva mešanica pa se nenehno sesa v valj. Ko se rotor zavrti za 90° (glavna gred se zavrti za 270°, je razmerje med hitrostjo rotorja in glavno gredjo pri rotacijskem motorju 1:3, kar določajo zaskočni zobniki) doseže položaj b, prostornina BC delovna komora doseže maksimum, kar je enakovredno spodnjemu delu batnega motorja V mrtvi točki se sesalni takt konča.
Kompresijski hod: Ko se trikotni rotor še naprej vrti, vrh kota B prečka levi rob vstopne odprtine in začne se kompresijski hod, prostornina delovne komore BC se postopoma zmanjšuje in tlak postaja vedno večji. Ko doseže položaj c, se rotor zavrti za 180° (glavna gred se zavrti za 540°), prostornina delovne komore BC doseže minimum, kar je enako položaju zgornje mrtve točke batnega motorja, in kompresijski takt se konča.
Delovni takt: Na koncu kompresijskega takta vžigalna svečka utripa, visokotemperaturni in visokotlačni plin potisne trikotni bat, da se še naprej vrti, prostornina delovne komore BC pa se postopoma povečuje. Ko vogal C doseže desni rob izpušne odprtine, v položaju d, se rotor zavrti za 270° (vrtenje vretena 810°), prostornina delovne komore BC doseže maksimum, kar je enako položaju spodnje mrtve točke batnega motorja in močni takt se konča.
Izpušni hod: ko se trikotni rotor kot C obrne na desno stran izpušne odprtine, se začne izpušni hod in končno se trikotni rotor vrne v položaj a, izpušni hod se konča, rotor se zavrti za 360° (glavna gred se zavrti za tri krat) in eno delo Cikel se konča. Hkrati delovna votlina CA in delovna votlina AB prav tako zaključita delovni cikel.
● Primerjava sestave motorja:
Rotacijski motor: skupina telesa, sklop ventilov, napajalni sistem, sistem za vžig, hladilni sistem, sistem mazanja, sistem za zagon
Batni batni motor: komplet ohišja, ročični mehanizem ojnice, sklop ventilov, napajalni sistem, sistem za vžig, hladilni sistem, sistem za mazanje, sistem za zagon
● Prednosti in slabosti obeh motorjev:
◆ Batni motor:
prednost:
1. Tehnologija izdelave je zrela. Rojevala se je že več kot 120 let. Različne tehnologije so se nenehno izboljševale. Je najbolj razširjen motor z notranjim zgorevanjem na svetu in ima nizke stroške vzdrževanja in popravil.
2. Zanesljivo delo, dobra zrakotesnost in zanesljivost prenosa moči.
3. Dobra poraba goriva.
pomanjkljivost:
1. Kompleksna struktura, velik volumen in velika teža.
2. Vzajemna vztrajnostna sila in vztrajnostni moment, ki ju povzroča izmenično gibanje bata v mehanizmu ojnice, ni mogoče popolnoma uravnotežiti. Velikost te vztrajnostne sile je sorazmerna s kvadratom hitrosti, kar zmanjšuje gladkost teka motorja in omejuje razvoj visokohitrostnih motorjev.
3. Ker je način delovanja štiritaktnega batnega motorja, da so trije od štirih taktov popolnoma odvisni od vztrajnostnega vrtenja vztrajnika, sta moč in navor motorja zelo neenakomerna, čeprav sodobni motorji uporabljajo večvaljnik in V - oblikovani aranžmaji. Zmanjšajte to pomanjkljivost, vendar je ni mogoče popolnoma odpraviti.
◆ Rotacijski motor:
prednost:
1. Majhna velikost in majhna teža, enostavno znižanje težišča vozila. Ker rotacijski motor nima ročične ojnice, se višina motorja močno zmanjša, hkrati pa se zniža tudi težišče vozila.
2. Enostavna struktura. V primerjavi z batnim batnim motorjem je pri rotacijskem motorju zmanjšan mehanizem ojnice ročične gredi, kar vodi do močno poenostavljenega mehanizma motorja in manj delov.
3. Enotne karakteristike navora. Ker ima en valj rotacijskega motorja tri delovne komore hkrati, je izhodni navor bolj enakomeren kot pri batnem motorju.
4. Spodbuja razvoj visokohitrostnih motorjev, ker je razmerje hitrosti bata rotorja in glavne gredi 1:3, visoke hitrosti bata niso potrebne za doseganje visokih vrtljajev motorja.
pomanjkljivost:
1. Poraba goriva je visoka, emisije izpušnih plinov pa težko ustrezajo standardu. Ker ima vsak valj tri delovne komore, je vsak obrat batnega rotorja enakovreden trem gibom moči. V primerjavi s 3000 vrtljaji na minuto in batnim batnim motorjem, batni batni motor prši 750-krat/min, rotacijski motor pa je enakovreden hitrosti 1000 vrtljajev na minuto, vendar potrebuje 3000-krat/min. Vidimo lahko, da je poraba goriva pri rotacijskem motorju bistveno večja kot pri batnem motorju. Hkrati oblika zgorevalne komore rotacijskega motorja ne prispeva k popolnemu zgorevanju gorljive zmesi, pot širjenja plamena je dolga, poraba kurilnega olja pa velika. Hkrati je vsebnost onesnaževal v izpušnih plinih večja.
2. Zaradi zgradbe motorja se lahko namesto tipa kompresijskega vžiga uporablja le tip vžiga, kar pomeni, da se lahko kot gorivo namesto dizla uporablja le bencin.
3. Ker rotacijski motor uporablja ekscentrično gred, motor močno vibrira.
4. Visok položaj izhodne gredi (vretena) ni ugoden za postavitev celotnega vozila.
5. Tehnologija obdelave in izdelave rotacijskega motorja je visoka, stroški pa so relativno visoki.
