『Động cơ quay』
2021-08-27
Động cơ mà chúng ta thường thấy ở dạng chuyển động tịnh tiến của piston, tức là piston thực hiện chuyển động tịnh tiến tịnh tiến trong xi lanh, và chuyển động thẳng của piston được chuyển thành chuyển động quay của trục khuỷu qua trục khuỷu, còn động cơ quay Động cơ không có quá trình chuyển đổi này mà thông qua piston Chuyển động quay trong xi lanh dẫn động trục chính của động cơ (tức là trục khuỷu của động cơ thông thường, vì không cong nên không còn gọi là trục khuỷu) , vậy có một sự khác biệt lớn giữa hai.
A. Hành trình nạp: Quá trình piston chuyển động từ điểm chết trên đến điểm chết dưới gọi là hành trình nạp (góc quay trục khuỷu 0~180°). Trong hành trình này, van nạp mở ra, van xả đóng lại và buồng khí giao tiếp với khí quyển. Áp suất khí quyển làm cho hỗn hợp dầu khí đi vào và áp suất trong xi lanh ở cuối cửa nạp là khoảng 0,075 ~ 0,09MPa.
B. Hành trình nén: Quá trình piston chuyển động từ điểm chết dưới đến điểm chết trên gọi là hành trình nén (góc quay của trục khuỷu là 180°~360°). Ở hành trình này, van nạp và van xả đóng hoàn toàn, áp suất hỗn hợp dầu và khí trong buồng khí tăng dần. Áp suất trong buồng khí ở cuối hành trình nén khoảng 0,6 đến 1,2 MPa.
C. Hành trình công suất: Quá trình piston chuyển động từ điểm chết trên đến điểm chết dưới gọi là hành trình công suất (góc quay trục khuỷu 360°~540°). Ở hành trình này, van nạp và van xả đóng hoàn toàn, bugi nhảy lên khi piston ở vị trí điểm chết trên. Ngọn lửa đốt cháy hỗn hợp dầu khí làm cho áp suất trong xi lanh tăng mạnh (lên tới 3 ~ 5MPa), đẩy piston di chuyển về phía trục khuỷu, áp suất giảm dần và áp suất trong buồng khí khoảng 0,3 ~ 0,5MPa ở cuối hành trình công suất.
D. Hành trình xả: Quá trình piston chuyển động từ điểm chết dưới đến điểm chết trên gọi là hành trình xả (góc quay trục khuỷu 540°~720°). Ở hành trình này, van nạp đóng, van xả mở và piston di chuyển lên trên để đẩy quá trình đốt cháy. Khí thải được thải ra khỏi buồng khí và áp suất không khí trong buồng khí là khoảng 0,105 ~ 0,115 MPa ở cuối hành trình. Sự kết thúc của hành trình cũng đánh dấu sự kết thúc một chu trình làm việc của động cơ.
Hình dưới đây so sánh từng hành trình của động cơ quay và động cơ pittông (phía bên trái của 2 lỗ gió trên hình là cửa nạp và bên phải là cửa xả). Động cơ quay cũng giống như động cơ bốn thì pittông. Nén, công và xả bao gồm bốn kỳ. Khoang làm việc (buồng làm việc BC) được hình thành giữa bề mặt cong BC của rôto hình tam giác và hình trụ được lấy làm ví dụ minh họa nguyên lý làm việc bốn thì của động cơ quay.
Hành trình nạp: Khi góc C của rôto hình tam giác quay về mép phải của lỗ hút, buồng làm việc BC bắt đầu hút khí vào. Tại vị trí a, cửa nạp và cửa xả thông nhau, cửa nạp và cửa xả chồng lên nhau. Đây là thể tích nhỏ nhất của buồng công tác BC, tương đương với vị trí điểm chết trên của động cơ pittông. Khi rôto tiếp tục quay, thể tích của buồng làm việc BC tăng dần và hỗn hợp dễ cháy liên tục được hút vào xi lanh. Khi rôto quay 90° (trục chính quay 270°, tỉ số giữa rôto và tốc độ trục chính trong động cơ quay là 1:3 được xác định bởi các bánh răng ăn khớp) đạt tới vị trí b, thể tích của BC buồng công tác đạt giá trị cực đại tương đương với phần dưới của động cơ pittông. Ở vị trí chết tâm, hành trình nạp kết thúc.
Hành trình nén: Khi rôto hình tam giác tiếp tục quay, đỉnh góc B đi qua mép trái của lỗ đầu vào và hành trình nén bắt đầu, thể tích của buồng làm việc BC giảm dần và áp suất ngày càng lớn hơn. Khi đến vị trí c, rôto quay 180° (Trục chính quay 540°), thể tích buồng công tác BC đạt mức tối thiểu, tương đương với vị trí điểm chết trên của động cơ pittông và hành trình nén kết thúc.
Hành trình làm việc: Khi kết thúc hành trình nén, bugi đánh lửa, khí nhiệt độ cao và áp suất cao đẩy piston hình tam giác tiếp tục quay, thể tích buồng làm việc BC tăng dần. Khi góc C chạm tới mép phải lỗ thoát khí, tại vị trí d, rôto quay 270° (trục quay 810°), thể tích buồng làm việc BC đạt cực đại, tương đương với vị trí điểm chết dưới của động cơ pittông và hành trình trợ lực kết thúc.
Hành trình xả: khi rôto tam giác góc C quay sang bên phải của lỗ xả, hành trình xả bắt đầu và cuối cùng rôto tam giác trở về vị trí a, hành trình xả kết thúc, rôto quay 360° (trục chính quay ba vòng). lần) và một công việc. Chu kỳ kết thúc. Đồng thời, khoang làm việc CA và khoang làm việc AB cũng lần lượt hoàn thành một chu trình làm việc.
● So sánh thành phần động cơ:
Động cơ quay: nhóm thân, bộ truyền động van, hệ thống cung cấp, hệ thống đánh lửa, hệ thống làm mát, hệ thống bôi trơn, hệ thống khởi động
Động cơ piston pittông: bộ thân xe, cơ cấu thanh truyền tay quay, bộ truyền động van, hệ thống cung cấp, hệ thống đánh lửa, hệ thống làm mát, hệ thống bôi trơn, hệ thống khởi động
● Ưu điểm và nhược điểm của 2 loại động cơ:
◆ Động cơ pittông:
lợi thế:
1. Công nghệ sản xuất đã trưởng thành. Nó đã được sinh ra hơn 120 năm. Nhiều công nghệ khác nhau đã được cải tiến liên tục. Đây là động cơ đốt trong được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới và có chi phí bảo trì và sửa chữa thấp.
2. Công việc đáng tin cậy, độ kín khí tốt và độ tin cậy truyền tải điện.
3. Tiết kiệm nhiên liệu tốt.
thiếu sót:
1. Cấu trúc phức tạp, khối lượng lớn và trọng lượng nặng.
2. Lực quán tính tịnh tiến và mô men quán tính gây ra bởi chuyển động tịnh tiến của piston trong cơ cấu thanh truyền trục khuỷu không thể cân bằng hoàn toàn. Độ lớn của lực quán tính này tỉ lệ với bình phương tốc độ, làm giảm độ êm ái khi động cơ hoạt động và hạn chế sự phát triển của động cơ tốc độ cao.
3. Vì chế độ làm việc của động cơ pittông bốn thì là ba trong bốn kỳ hoàn toàn dựa vào sự quay quán tính của bánh đà nên công suất và mô men xoắn của động cơ rất không đồng đều, mặc dù động cơ hiện đại sử dụng nhiều xi-lanh và V. các cách sắp xếp có hình dạng. Hạn chế được nhược điểm này nhưng không thể loại bỏ hoàn toàn được.
◆ Động cơ quay:
lợi thế:
1. Kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ, dễ dàng hạ thấp trọng tâm của xe. Do động cơ quay không có cơ cấu thanh nối tay quay nên chiều cao của động cơ giảm đi rất nhiều, đồng thời trọng tâm của xe được hạ xuống.
2. Cấu trúc đơn giản. So với động cơ piston chuyển động tịnh tiến, động cơ quay làm giảm cơ cấu thanh truyền trục khuỷu, dẫn đến cơ cấu động cơ được đơn giản hóa rất nhiều và ít bộ phận hơn.
3. Đặc tính mô-men xoắn đồng đều. Do một xi lanh của động cơ quay có ba buồng làm việc cùng lúc nên mô men xoắn tạo ra đồng đều hơn so với động cơ piston chuyển động tịnh tiến.
4. Có lợi cho sự phát triển của động cơ tốc độ cao, do tỷ lệ tốc độ của rôto piston và trục chính là 1:3 nên không cần tốc độ piston cao để đạt được tốc độ động cơ cao.
thiếu sót:
1. Mức tiêu hao nhiên liệu cao, khí thải khó đạt tiêu chuẩn. Bởi vì mỗi xi lanh có ba buồng làm việc nên mỗi vòng quay của rôto piston tương đương với ba hành trình công suất. So với động cơ piston chuyển động tịnh tiến 3000 vòng/phút, động cơ piston chuyển động tịnh tiến phun 750 lần/phút, động cơ quay tương đương tốc độ 1000 vòng/phút, nhưng cần 3000 lần/phút. Có thể thấy, mức tiêu hao nhiên liệu của động cơ quay cao hơn đáng kể so với động cơ piston chuyển động tịnh tiến. Đồng thời, hình dạng buồng đốt của động cơ quay không có lợi cho việc đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp dễ cháy, đường truyền ngọn lửa dài và mức tiêu hao dầu nhiên liệu lớn. Đồng thời, hàm lượng chất ô nhiễm trong khí thải cao hơn.
2. Do cấu tạo của động cơ, chỉ có thể sử dụng loại đánh lửa thay cho loại đánh lửa nén, tức là chỉ dùng xăng làm nhiên liệu thay cho dầu diesel.
3. Do động cơ quay sử dụng trục lệch tâm nên động cơ rung lắc rất lớn.
4. Vị trí cao của trục đầu ra công suất (trục chính) không có lợi cho việc bố trí toàn bộ xe.
5. Công nghệ xử lý và sản xuất động cơ quay cao, giá thành tương đối cao.
