A forgómotor ( RD , RDVS , Wankel motor ) egy forgó belsőégésű motor , amelynek kialakítását Walter Freude , az NSU mérnöke fejlesztette ki 1957 -ben . Ennek a tervnek is ő adta az ötletet. A motort Felix Wankellel közösen fejlesztették ki , aki egy másfajta forgódugattyús motor kialakításán dolgozott [1] .
A motor jellemzője egy háromszögű forgórész (dugattyú) használata, amely Reuleaux-háromszög alakú , és egy speciális profilú henger belsejében forog, amelynek felülete epitrochoid mentén van kialakítva (a rotor egyéb formái és henger is lehetséges [2] ).
A tengelyre szerelt forgórész mereven csatlakozik a fogaskerékhez, amely a rögzített fogaskerékhez - az állórészhez - kapcsolódik. A forgórész átmérője jóval nagyobb, mint az állórész átmérője, ennek ellenére a forgórész fogaskerékkel a fogaskerék körül forog. A háromszögű rotor mindegyik csúcsa a henger epitrochoidális felülete mentén mozog, és három radiális tömítés segítségével levágja a hengerben lévő kamrák változó térfogatait.
Ez a kialakítás lehetővé teszi bármely 4 ütemű Diesel , Stirling vagy Otto ciklus végrehajtását speciális gázelosztó mechanizmus használata nélkül. A kamrák tömítését radiális és végtömítő lemezek biztosítják, amelyeket centrifugális erők, gáznyomás és szalagrugók nyomnak a hengerhez. A gázelosztó mechanizmus hiánya sokkal egyszerűbbé teszi a motort, mint egy négyütemű dugattyús motor, és az egyes munkakamrák közötti interfész (forgattyúháztér, főtengely és hajtókarok ) hiánya rendkívüli kompaktságot és nagy teljesítménysűrűséget biztosít. Az excentertengely egy fordulatára a motor egy munkaciklust hajt végre, ami egyenértékű egy kétütemű dugattyús motor működésével. A forgórész egy fordulatában az excentertengely 3 fordulatot és 3 erőlöketet hajt végre, ami hibás összehasonlításhoz vezet a forgómotor és a hathengeres dugattyús motor között.
A keverékképzés, gyújtás , kenés, hűtés, indítás alapvetően ugyanaz, mint a hagyományos dugattyús belső égésű motoroké.
Gyakorlati alkalmazást kaptak a háromszög alakú rotorral felszerelt motorok, amelyekben a fogaskerekek és a fogaskerekek sugarainak aránya: R: r = 2: 3, amelyeket autókra, hajókra stb.
Az RPD-vel szerelt autók 7-20 liter üzemanyagot fogyasztanak 100 km-enként, a vezetési módtól függően, olajat - 0,4 litertől 1 literig 1000 km-enként.
A Wankel motor négyütemű ciklust használ :
A ciklus hasonlósága ellenére az üzemanyag-levegő keverék égési dinamikája egy forgódugattyús motorban (RPD) nagyon különbözik a hagyományos dugattyús motoroktól.
Dugattyús motorban (PD) az üzemanyag - levegő töltés, amely a szívó szakaszban a szelepen keresztül a hengerbe jut, nagy turbulenciát kap, amely a főtengely fordulatszámának növekedésével nő , ami kedvezően befolyásolja a keverék égésének teljességét. Az RPD-ben a turbulencia kisebb, és a gyújtás pillanatában a keverék fő töltése a rotor forgása előtt gyorsan kiég, míg a munkaüreg hátsó része égetlen marad és a légkörbe kerül. Ez magyarázza, hogy a dugattyús motorokhoz képest 6-8-szor magasabb az égetetlen szénhidrogének légkörbe történő kibocsátása.
Egy másik különbség az RPD és a PD munkaciklus között az égéstérben a maximális hőleadás pillanatának eltolódása a tágulási vezeték felé a felső holtponton való áthaladás után . Ezért a maximális ciklushőmérséklet azonos kompressziós arány mellett alacsonyabb az RPD-knél, és a kipufogó fázisban a kipufogógázok hőmérséklete 200–250 °C-kal magasabb, mint a dugattyús motoroknál. Ez termodinamikailag kedvezőtlen, és a hatásfok további csökkenéséhez vezet , ugyanakkor emiatt az RPD nitrogén-oxid kibocsátása 20%-kal alacsonyabb, és azonos kompressziós arányok mellett az RPD képes anélkül is működni. robbanás a dugattyús motornál 15 egységgel kisebb oktánszámú üzemanyagon .
Az RPD hiányosságainak kiküszöbölése a befecskendező rendszerek bonyolításával, a tüzelőanyag-levegő keverék rétegződésének kialakításával az égéstérben stb. [3] érhető el.
Előnyök a dugattyús motorokhoz képest:
Az oda-vissza mozgás forgó mozgássá alakításának hiánya miatt a Wankel motor sokkal nagyobb fordulatszámot képes ellenállni a hagyományos motorokhoz képest. A forgódugattyús motorok nagyobb teljesítményűek kis égéstérrel, míg maga a motor kialakítása viszonylag kicsi és kevesebb alkatrészt tartalmaz. A kis méret javítja a kezelhetőséget, megkönnyíti a sebességváltó optimális elhelyezését (tömegelosztás), és lehetővé teszi, hogy az autó tágasabb legyen a vezető és az utasok számára.
Hátrányok :
A motort eredetileg kifejezetten járművekben való használatra fejlesztették ki. Az első forgómotoros sorozatgyártású autó a német NSU Spider sportautó volt .
Az első tömeg (37204 példány) a német üzleti osztályú NSU Ro 80 szedán . Az autó a motoron kívül elegendő újítást tartalmazott, különösen egy rekord alacsony aerodinamikai ellenállású karosszériát, egy nyomatékváltóval ellátott félautomata sebességváltót, blokkfényszórókat és így tovább. A Ro 80 nemcsak egyedi dizájnt jellemezte, hanem fejlett dizájnt is, amely a hatvanas évek közepén érthetetlennek bizonyult a közönség számára (lásd: NSU Ro 80 ); tíz évvel később ő volt az alapja az Audi 100 és 200 generációs C2 modellek stílusának .
A motor erőforrása nagyon kicsinek bizonyult (körülbelül 50 ezer km-es futás után javításra volt szükség), így az autó rossz hírnevet szerzett és hírhedtté vált. Sok fennmaradt autón az eredeti motort egy Ford L4 "Essex" dugattyús motorra cserélték .
A Citroën RPD-kkel is kísérletezett, a Citroën M35 projekttel .
Ezt követően a Wankel forgódugattyús motorok sorozat- és kisüzemi gyártását csak a Mazda (Japán) és a VAZ (Szovjetunió) végezte [4] .
A Mazda mérnökeinek, akik megalkották a Renesis forgódugattyús motort (a szavakból eredeztetve ( eng. Rotary Engine: rotary engine és Genesis: the formation process , a név egy új motorosztály megjelenéséről beszél), sikerült megoldani a fő problémát. az ilyen motorok problémái - a kipufogógáz mérgező és gazdaságtalan Az elődmotorokhoz képest az olajfogyasztás 50%-kal, a benziné 40%-kal csökkenthető, a káros oxidok kibocsátása pedig az Euro IV -es normákra hozható.A kétkamrás Renesis motor térfogata A mindössze 1,3 literes motor 250 LE-t ad le, és kevés helyet foglal el a motortérben. A Renesis 2 16X motor következő modelljének térfogata 1,6 liter, nagyobb teljesítmény mellett pedig kevésbé melegszik fel.
A névben RE betűket tartalmazó Mazda márkájú autók (a "Renesis" név első betűi) benzint és hidrogént is használhatnak üzemanyagként (mivel kevésbé érzékeny a detonációra , mint a hagyományos, dugattyús motor). Ez volt a második kör, amikor a fejlesztők fokozott figyelmet fordítottak az RPD-re.
Annak ellenére, hogy számos kísérletet tettek a Wankel-motor repülőgépre történő felszerelésére (a prototípusokat az 1950-es évek óta tesztelték különböző országokban), nem talált széles körű alkalmazást a repülésben. Jelenleg (2011) a Wankel motort a Schleicher motoros vitorlázórepülők egyes modelljeire telepítik .
Van egy brit 38 LE-s AR731 motor, amelyet kifejezetten kamikaze drónokhoz vagy más becsapódásos vagy rövid élettartamú drónokhoz terveztek. A motorban az MDR-208 kínai másolata található, amelyet viszont Iránban Shahed-783 néven másolnak. Ezt a motort a Shahed-131 drónban használják, amelyet Oroszországban "Geran-1" néven ismernek.
2019-ben orosz tudósok a Repülési Motorok Központi Intézetétől. P. I. Baranov és az Alapítvány for Advanced Research megoldotta a gyors motorkopás problémáját azáltal, hogy új generációs anyagokon – kerámiaközi mátrixon és fém- kerámia mátrix kompozitokon – alapuló RPD-ket hoztak létre . A vizsgálati eredmények szerint ezen elemek kopása elhanyagolható. Mindegyik megőrizte teljesítményét, megerősítve a kompozit anyagok felhasználásának lehetőségét és kilátásait a leginkább terhelt és problémás RPD elemek gyártásához. Az új hazai motor léghűtéses turbófeltöltőt és új, kifejezetten az RPD-hez kifejlesztett vezérlőrendszert is alkalmaz. [5]
RPD Szovjetunió/Oroszország
| Motorok | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| Lásd még örökmozgó Fogaskerék motor gumi motor | |||||||||||||||||