『Rotary Engine』
2021-08-27
Ang makina na madalas nating nakikita sa anyo ng piston reciprocating motion, iyon ay, ang piston ay gumagawa ng isang reciprocating linear motion sa cylinder, at ang linear na paggalaw ng piston ay na-convert sa pag-ikot ng crankshaft sa pamamagitan ng crankshaft, habang ang rotary engine ay walang ganitong proseso ng conversion, ito ay sa pamamagitan ng piston Ang pag-ikot sa silindro ay nagtutulak sa pangunahing baras ng makina (iyon ay, ang crankshaft ng isang ordinaryong makina, dahil hindi ito curved, hindi na ito tinatawag na crankshaft), kaya malaki ang pagkakaiba ng dalawa.
A. Intake stroke: Ang proseso ng paggalaw ng piston mula sa itaas na patay na sentro hanggang sa ibabang patay na sentro ay tinatawag na intake stroke (anggulo ng pag-ikot ng crankshaft 0~180°). Sa stroke na ito, bubukas ang intake valve, magsasara ang exhaust valve, at ang air chamber ay nakikipag-ugnayan sa atmospera. Pinapasok ng presyur sa atmospera ang pinaghalong langis at gas, at ang presyon sa silindro ay humigit-kumulang 0.075~0.09MPa sa dulo ng paggamit.
B. Compression stroke: Ang proseso ng paggalaw ng piston mula sa ibabang dead center hanggang sa itaas na dead center ay tinatawag na compression stroke (ang anggulo ng pag-ikot ng crankshaft ay 180°~360°). Sa stroke na ito, ang mga intake at exhaust valve ay ganap na sarado, at ang presyon ng pinaghalong langis at gas sa silid ng hangin ay unti-unting tumataas. Ang presyon sa silid ng hangin sa dulo ng compression stroke ay humigit-kumulang 0.6 hanggang 1.2 MPa.
C.Power stroke: Ang proseso ng paggalaw ng piston mula sa itaas na patay na sentro hanggang sa ibabang patay na sentro ay tinatawag na power stroke (anggulo ng pag-ikot ng crankshaft 360°~540°). Sa stroke na ito, ang mga intake at exhaust valve ay ganap na nakasara, at ang spark plug ay tumatalon kapag ang piston ay nasa itaas na patay na posisyon sa gitna. Ang apoy ay nag-aapoy sa pinaghalong langis at gas upang tumaas nang husto ang presyon sa silindro (hanggang sa 3~5MPa), itulak ang piston upang lumipat patungo sa crankshaft, unti-unting bumababa ang presyon, at ang presyon sa silid ng hangin ay humigit-kumulang 0.3~ 0.5MPa sa dulo ng power stroke.
D. Exhaust stroke: Ang proseso ng paggalaw ng piston mula sa ibabang dead center hanggang sa itaas na dead center ay tinatawag na exhaust stroke (anggulo ng pag-ikot ng crankshaft 540°~720°). Sa stroke na ito, ang intake valve ay sarado, ang exhaust valve ay bubukas, at ang piston ay gumagalaw pataas upang itulak ang combustion. Ang maubos na gas ay pinalabas mula sa silid ng hangin, at ang presyon ng hangin sa silid ng hangin ay humigit-kumulang 0.105~0.115 MPa sa pagtatapos ng stroke. Ang pagtatapos ng stroke ay minarkahan din ang pagtatapos ng isang gumaganang ikot ng makina.
Ang figure sa ibaba ay nagpapakita ng paghahambing ng bawat stroke ng isang rotary engine at isang reciprocating engine (ang kaliwang bahagi ng dalawang air hole sa figure ay ang intake at ang kanang bahagi ay ang tambutso). Ang rotary engine ay kapareho ng reciprocating four-stroke engine. Ang compression, trabaho, at tambutso ay binubuo ng apat na stroke. Ang working cavity (BC working cavity) na nabuo sa pagitan ng curved surface BC ng triangular rotor at cylinder profile ay kinuha bilang isang halimbawa upang ilarawan ang four-stroke working principle ng isang rotary engine.
Intake stroke: Kapag ang sulok C ng triangular rotor ay lumiko sa kanang gilid ng intake hole, ang BC working chamber ay magsisimulang kumuha ng hangin. Sa posisyon a, ang intake at exhaust hole ay konektado, at ang intake at exhaust ay magkakapatong. Ito ang pinakamaliit na volume ng BC working chamber, na katumbas ng top dead center position ng reciprocating engine. Habang ang rotor ay patuloy na umiikot, ang dami ng BC working chamber ay unti-unting tumataas, at ang nasusunog na timpla ay patuloy na sinisipsip sa silindro. Kapag umiikot ang rotor ng 90° (ang pangunahing baras ay umiikot ng 270°, ang ratio ng rotor sa pangunahing bilis ng baras sa rotary engine ay 1:3, na tinutukoy ng mga meshing gear) ay umabot sa posisyon b, ang dami ng BC ang working chamber ay umabot sa maximum, na katumbas ng ibabang bahagi ng reciprocating engine Sa dead center position, ang intake stroke ay nagtatapos.
Compression stroke: Habang ang triangular rotor ay patuloy na umiikot, ang sulok sa itaas na B ay tumatawid sa kaliwang gilid ng butas ng pumapasok, at ang compression stroke ay nagsisimula, ang volume ng BC working chamber ay unti-unting bumababa, at ang presyon ay nagiging mas malaki at mas malaki. Kapag umabot na ito sa posisyon c, ang rotor ay umiikot ng 180° (Ang pangunahing baras ay umiikot ng 540°), ang BC working chamber volume ay umabot sa minimum, na katumbas ng tuktok na patay na gitnang posisyon ng reciprocating engine, at ang compression stroke ay nagtatapos.
Work stroke: Sa pagtatapos ng compression stroke, ang spark plug ay kumikislap, ang mataas na temperatura at mataas na presyon ng gas ay nagtutulak sa tatsulok na piston upang patuloy na iikot, at ang volume ng BC working chamber ay unti-unting tumataas. Kapag ang sulok C ay umabot sa kanang gilid ng butas ng tambutso, sa posisyon d, ang rotor ay umiikot ng 270° (spindle rotation 810°), ang volume ng BC working chamber ay umabot sa maximum, na katumbas ng bottom dead center position ng ang reciprocating engine, at ang power stroke ay nagtatapos.
Exhaust stroke: kapag ang triangle rotor angle C ay lumiko sa kanang bahagi ng exhaust hole, ang exhaust stroke ay magsisimula, at sa wakas ang triangle rotor ay bumalik sa posisyon a, ang exhaust stroke ay nagtatapos, ang rotor ay umiikot ng 360° (ang pangunahing shaft ay umiikot ng tatlo beses), at isang gawain Nagtatapos ang cycle. Kasabay nito, ang CA working cavity at AB working cavity ay nakumpleto din ang isang working cycle ayon sa pagkakabanggit.
● Paghahambing ng komposisyon ng engine:
Rotary engine: body group, valve train, supply system, ignition system, cooling system, lubrication system, starting system
Reciprocating piston engine: body set, mekanismo ng crank connecting rod, valve train, supply system, ignition system, cooling system, lubrication system, starting system
● Ang mga pakinabang at disadvantage ng dalawang makina:
◆ Reciprocating engine:
kalamangan:
1. Mature na ang teknolohiya sa pagmamanupaktura. Ito ay ipinanganak nang higit sa 120 taon. Ang iba't ibang mga teknolohiya ay patuloy na napabuti. Ito ang pinakamalawak na ginagamit na internal combustion engine sa mundo at may mababang gastos sa pagpapanatili at pagkumpuni.
2. Maaasahang trabaho, magandang air tightness at power transmission reliability.
3. Magandang fuel economy.
pagkukulang:
1. Kumplikadong istraktura, malaking volume at mabigat na timbang.
2. Ang reciprocating inertial force at moment of inertia na dulot ng reciprocating motion ng piston sa crank connecting rod mechanism ay hindi maaaring ganap na balanse. Ang magnitude ng inertial force na ito ay proporsyonal sa parisukat ng bilis, na binabawasan ang kinis ng pagpapatakbo ng makina at pinipigilan ang pag-unlad ng mga high-speed na makina.
3. Dahil ang working mode ng four-stroke reciprocating piston engine ay ang tatlo sa apat na stroke ay ganap na umaasa sa flywheel inertia rotation, ang power at torque na output ng engine ay lubhang hindi pantay, bagaman ang mga modernong makina ay gumagamit ng multi-cylinder at V -mga hugis na kaayusan. Bawasan ang pagkukulang na ito, ngunit imposibleng ganap na maalis ito.
◆ Rotary engine:
kalamangan:
1. Maliit na sukat at magaan ang timbang, madaling ibaba ang sentro ng grabidad ng sasakyan. Dahil ang umiinog na makina ay walang mekanismo ng crank connecting rod, ang taas ng makina ay lubos na nabawasan, at ang sentro ng grabidad ng sasakyan ay sabay na ibinababa.
2. Simpleng istraktura. Kung ikukumpara sa reciprocating piston engine, binabawasan ng rotary engine ang mekanismo ng crank connecting rod, na humahantong sa isang napakasimpleng mekanismo ng engine at mas kaunting mga bahagi.
3. Mga pare-parehong katangian ng metalikang kuwintas. Dahil ang isang silindro ng isang rotary engine ay may tatlong working chamber sa parehong oras, ang torque output ay mas pare-pareho kaysa sa isang reciprocating piston engine.
4. Nakatutulong sa pagbuo ng mga high-speed engine, dahil ang piston rotor at main shaft speed ratio ay 1:3, hindi kinakailangan ang mataas na bilis ng piston upang makamit ang mataas na bilis ng engine.
pagkukulang:
1. Ang pagkonsumo ng gasolina ay mataas, at ang paglabas ng tambutso ay mahirap matugunan ang pamantayan. Dahil ang bawat silindro ay may tatlong working chamber, ang bawat rebolusyon ng piston rotor ay katumbas ng tatlong power stroke. Kung ikukumpara sa 3000rpm at reciprocating piston engine, ang reciprocating piston engine ay nag-spray ng 750 beses/min, at ang rotary engine ay katumbas ng bilis na 1000rpm, ngunit kailangan nito ng 3000 beses/min. Makikita na ang pagkonsumo ng gasolina ng rotary engine ay makabuluhang mas mataas kaysa sa reciprocating piston engine. Kasabay nito, ang hugis ng combustion chamber ng rotary engine ay hindi nakakatulong sa buong combustion ng combustible mixture, ang landas ng pagpapalaganap ng apoy ay mahaba, at ang fuel oil consumption ay malaki. Kasabay nito, mas mataas ang pollutant content sa exhaust gas.
2. Dahil sa istraktura ng makina, ang uri ng pag-aapoy lamang ang maaaring gamitin sa halip na ang uri ng pag-aapoy ng compression, iyon ay, ang gasolina lamang ang maaaring gamitin bilang gasolina sa halip na diesel.
3. Dahil ang rotary engine ay gumagamit ng sira-sira na baras, ang makina ay nagvibrate nang husto.
4. Ang mataas na posisyon ng power output shaft (spindle) ay hindi nakakatulong sa layout ng buong sasakyan.
5. Ang teknolohiya sa pagproseso at pagmamanupaktura ng rotary engine ay mataas, at ang gastos ay medyo mataas.
