Айналмалы қозғалтқыш: жұмыс принципі, ерекшеліктері

2024 Автор: Erin Ralphs | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-02-19 17:09

Қозғалтқыш кез келген көліктің негізі болып табылады. Онсыз көліктің қозғалысы мүмкін емес. Қазіргі уақытта ең көп таралған поршенді іштен жанатын қозғалтқыштар. Егер біз көптеген көліктер туралы айтатын болсақ, бұл төрт цилиндрлі ішкі жану қозғалтқыштары. Дегенмен, мұндай қозғалтқыштары бар автомобильдер бар, онда классикалық поршень негізінен жоқ. Бұл қозғалтқыштар мүлдем басқа құрылғы мен жұмыс принципіне ие. Оларды айналмалы іштен жанатын қозғалтқыштар деп атайды. Бұл қандай бірліктер, олардың ерекшеліктері, артықшылықтары мен кемшіліктері қандай? Бүгінгі мақалада қарастырыңыз.

Сипаттамасы

Айналмалы қозғалтқыш – іштен жанатын жылу қозғалтқыштарының түрлерінің бірі. Алғаш рет мұндай қозғалтқыш сонау 19 ғасырда жасалды. Бүгінгі күні айналмалы қозғалтқыш Mazda RX-8 және кейбір басқа спорт машиналарында қолданылады. Мұндай қозғалтқыштың негізгі ерекшелігі бар - оның әдеттегі іштен жанатын қозғалтқыштағыдай кері қозғалыстары жоқ.

Мұнда айналдыру орындаладыарнайы үшбұрышты ротор. Ол арнайы ғимаратта. Ұқсас схема өткен ғасырдың 50-жылдарында неміс NSU компаниясында қолданылған. Мұндай іштен жанатын қозғалтқыштың авторы Феликс Ванкель болды. Оның схемасы бойынша барлық заманауи айналмалы қозғалтқыштар шығарылады (Mazda RX ерекшелік емес).

Құрылғы

Қуат блогының конструкциясына мыналар кіреді:

• Іс.
• Шығыс білігі.
• Ротор.

Корптың өзі негізгі жұмыс камерасы. Айналмалы қозғалтқышта оның сопақ пішіні бар. Жану камерасының мұндай ерекше дизайны үшбұрышты роторды пайдаланумен байланысты. Осылайша, қабырғалармен байланыста болған кезде оқшауланған жабық контурлар пайда болады. Дәл оларда іштен жану қозғалтқышының жұмыс циклдері жүзеге асырылады. Бұл:

• Кіру.
• Сығу.
• Жану және жұмыс инсульт.
• Шығарылым.

Айналмалы іштен жану қозғалтқышының ерекшеліктерінің арасында классикалық қабылдау және шығару клапандарының жоқтығын атап өткен жөн. Оның орнына арнайы тесіктер қолданылады. Олар жану камерасының бүйірлерінде орналасқан. Бұл саңылаулар шығару жүйесі мен қуат жүйесіне тікелей қосылған.

Ротор

Бұл типтегі электр станциясының конструкциясының негізі ротор болып табылады. Ол осы қозғалтқыштағы поршеньдердің қызметін атқарады. Дегенмен, ротор бір көшірмеде, ал поршеньдер үштен он екіге дейін немесе одан да көп болуы мүмкін. Бұл элементтің пішіні дөңгелек шеттері бар үшбұрышқа ұқсайды.

Мұндай жиектер қажетжану камерасының ауа өткізбейтін және сапалы тығыздалуы үшін. Бұл отын қоспасының дұрыс жануын қамтамасыз етеді. Арнайы тақталар беттің жоғарғы бөлігінде және оның бүйірлерінде орналасқан. Олар қысу сақиналары ретінде әрекет етеді. Роторда сонымен қатар тістер бар. Олар жетекті айналдыру үшін қызмет етеді, ол сонымен қатар шығыс білігін жүргізеді. Соңғысының тағайындалуы туралы төменде айтатын боламыз.

Val

Осылайша, айналмалы поршенді қозғалтқышта иінді білік жоқ. Оның орнына шығыс элементі пайдаланылады. Оның ортасына қатысты арнайы шығыңқылар (жұдырықшалар) болады. Олар асимметриялық орналасады. Ротордан жұдырықшаға берілетін айналу моменті біліктің өз осінің айналасында айналуына әкеледі. Бұл көліктегі жетектер мен дөңгелектерді жылжытуға қажетті энергияны жасайды.

Beats

Айналмалы қозғалтқыштың жұмыс принципі қандай? Поршеньді қозғалтқышпен ұқсас циклдарға қарамастан, әрекет алгоритмі әртүрлі. Сонымен, циклдің басталуы ротордың ұштарының бірі ішкі жану қозғалтқышының корпусының кіріс арнасынан өткен кезде орын алады. Қазіргі уақытта вакуумның әсерінен камераға жанғыш қоспа сорылады. Ротордың одан әрі айналуымен қоспаның қысу соққысы пайда болады. Бұл екінші ұшы кірістен өткенде орын алады. Қоспаның қысымы бірте-бірте артады. Ол ақырында жанады. Бірақ ол қысу күшінен емес, ұшқын шамының ұшқынынан тұтанады. Осыдан кейін ротор жүрісінің жұмыс циклі басталады.

Мұндай қозғалтқыштағы жану камерасы сопақ пішінді болғандықтан, дизайнда екі шамды қолданған жөн. Бұл қоспаны тез тұтандыруға мүмкіндік береді. Осылайша, жалын фронты біркелкі таралады. Айтпақшы, бір жану камерасына екі шамды кәдімгі поршенді ішкі жану қозғалтқышында да қолдануға болады (бұл дизайн өте сирек). Дегенмен, айналмалы қозғалтқыш үшін бұл міндетті болып табылады.

Жандырғаннан кейін камерада газдардың жоғары қысымы пайда болады. Күштің үлкендігі сонша, ол ротордың эксцентрикте айналуына мүмкіндік береді. Бұл шығыс білігіндегі моменттің пайда болуына ықпал етеді. Ротордың жоғарғы бөлігі шығысқа жақындаған сайын газдар энергиясының күші мен қысымы азаяды. Олар өздігінен шығатын арнаға асығады. Камера олардан толығымен босатылғаннан кейін жаңа процесс басталады. Айналмалы қозғалтқыш сору инсультімен, қысумен, тұтанумен, содан кейін қуат соққысымен қайтадан іске қосылады.

Майлау жүйесі және тамақтану туралы

Бұл құрылғының отын беру жүйесінде ешқандай айырмашылығы жоқ. Ол сондай-ақ резервуардан қысыммен бензинді жеткізетін суасты сорғысын пайдаланады. Бірақ майлау жүйесінің өзіндік сипаттамалары бар. Сонымен, қозғалтқыштың үйкеліс бөліктеріне арналған май тікелей жану камерасына беріледі. Майлау үшін арнайы тесік қарастырылған. Бірақ сұрақ туындайды: егер ол жану камерасына кірсе, мұнай қайда кетеді? Мұнда жұмыс принципі екі тактілі қозғалтқышқа ұқсас. Май камераға еніп, бензинмен жанады. Бұл жұмыс схемасы поршеньді қозғалтқыштарды қоса алғанда, барлық айналмалы қалақшалы қозғалтқыштарда қолданылады. Майлау жүйесінің арнайы дизайнына байланысты мұндай қозғалтқыштар заманауи талаптарға сай келмейдіқоршаған ортаны қорғау ережелері. Бұл айналмалы қозғалтқыштардың VAZ және басқа автомобиль модельдерінде коммерциялық мақсатта пайдаланылмауының бірнеше себептерінің бірі. Дегенмен, алдымен RPD артықшылықтарын атап өтеміз.

Просстар

Бұл қозғалтқыш түрінің көптеген артықшылықтары бар. Біріншіден, бұл қозғалтқыштың салмағы мен өлшемі аз. Бұл қозғалтқыш бөлігіндегі орынды үнемдеуге және ішкі жану қозғалтқышын кез келген автокөлікке орналастыруға мүмкіндік береді. Сондай-ақ, төмен салмақ автомобильдің салмағын дұрыс бөлуге ықпал етеді. Өйткені классикалық іштен жану қозғалтқыштары бар автомобильдердегі массаның көп бөлігі шанақтың алдыңғы бөлігінде шоғырланған.

Екіншіден, айналмалы поршеньді қозғалтқыш жоғары қуат тығыздығына ие. Классикалық қозғалтқыштармен салыстырғанда бұл көрсеткіш бір жарым-екі есе жоғары. Сондай-ақ, айналмалы қозғалтқыштың моментінің кең сөресі бар. Ол жұмыс істемей тұрған кезде қол жетімді, ал кәдімгі іштен жанатын қозғалтқыштарды төрт-бес мыңға дейін айналдыру қажет. Айтпақшы, айналмалы қозғалтқыш жоғары жылдамдықты алу үшін әлдеқайда оңай. Бұл тағы бір артықшылық.

Үшіншіден, мұндай қозғалтқыш қарапайым дизайнға ие. Клапандар, серіппелер, тұтастай иінді механизм жоқ. Сонымен қатар, белдік пен таратқыш білігі бар әдеттегі газ тарату жүйесі жоқ. Айналмалы іштен жану қозғалтқышының революциялар жиынтығын жеңілдететін KShM болмауы. Мұндай қозғалтқыш секундтың бір бөлігінде сегізден он мыңға дейін айналады. Тағы бір артықшылығы - жарылуға бейімділік.

Жағымсыз жақтары

Енді роторлы қолданудың кемшіліктері туралы сөйлесейік.қозғалтқыштары шектелді. Бірінші минус - мұнай сапасына қойылатын жоғары талаптар. Мотор екі инсульт сияқты жұмыс істесе де, мұнда арзан «минералды суды» толтыра алмайсыз. Қуат блогының бөліктері мен механизмдері айтарлықтай жүктемелерге ұшырайды, сондықтан ресурсты үнемдеу үшін үйкеліс жұптары арасында тығыз майлы пленка қажет. Айтпақшы, май ауыстыру кестесі алты мың шақырымды құрайды.

Келесі кемшілік ротордың тығыздағыш элементтерінің тез тозуына қатысты. Бұл шағын контактілі патчқа байланысты. Тығыздағыш элементтердің тозуына байланысты жоғары дифференциалды қысым пайда болады. Бұл айналмалы қозғалтқыштың өнімділігіне және май тұтынуына (сондықтан қоршаған ортаның өнімділігіне) теріс әсер етеді.

Кемшіліктерді тізгенде отын шығынын айта кеткен жөн. Цилиндрлі-поршеньді қозғалтқышпен салыстырғанда, айналмалы қозғалтқыш отынның тиімділігіне ие емес, әсіресе орташа және төмен жылдамдықта. Мұның жарқын мысалы - Mazda RX-8. Көлемі 1,3 литр болатын бұл қозғалтқыш жүзге кемінде 15 литр бензин жұмсайды. Бір қызығы, жоғары ротор жылдамдығында отынның ең жоғары тиімділігіне қол жеткізіледі.

Сонымен қатар айналмалы қозғалтқыштар қызып кетуге бейім. Бұл жану камерасының арнайы линза тәрізді пішініне байланысты. Ол сфералық қозғалтқыштармен салыстырғанда жылуды жақсы кетірмейді (кәдімгі іштен жану қозғалтқыштарындағыдай), сондықтан жұмыс кезінде сіз әрқашан температура сенсорын бақылауыңыз керек. Қызып кету жағдайында ротор деформацияланады. Жұмыс кезінде ол айтарлықтай сызаттар пайда болады. Нәтижесінде мотор ресурсы соңына жақындайды.

Қарапайым дизайнға және иінді механизмнің жоқтығына қарамастан, бұл қозғалтқышты жөндеу қиын. Мұндай қозғалтқыштар өте сирек және олармен тәжірибелі шеберлердің аз бөлігі. Сондықтан көптеген автокөлік қызметтері мұндай қозғалтқыштарды «капиталдандырудан» бас тартады. Ал роторлармен айналысатындар бұл үшін керемет ақша сұрайды. Сізге төлеу керек немесе жаңа қозғалтқыш орнату керек. Бірақ бұл жоғары ресурстың кепілі емес. Мұндай қозғалтқыштар максимум 100 мың километрге (тіпті қалыпты жұмыс және уақтылы техникалық қызмет көрсету кезінде) қамқорлық жасайды. Ал Mazda RX-8 қозғалтқыштары да ерекшелік емес еді.

ВАЗ айналмалы қозғалтқышы

Мұндай қозғалтқыштарды жапондық Mazda өндірушісі өз жылдарында қолданғанын бәрі біледі. Дегенмен, RPD Кеңес Одағында VAZ Classic көлігінде де қолданылғанын аз адамдар біледі. Мұндай мотор министрліктің тапсырысы бойынша арнайы қызметтерге арналған. Осындай қозғалтқышпен жабдықталған ВАЗ-21079 сегіз цилиндрлі қозғалтқышы бар атақты қара «Волга қуып жетудің» аналогы болды.

ВАЗ үшін айналмалы поршеньді қозғалтқышты жасау 70-ші жылдардың ортасында басталды. Тапсырма оңай болған жоқ - дәстүрлі поршенді ішкі жану қозғалтқышынан барлық көрсеткіштер бойынша асып түсетін айналмалы қозғалтқышты жасау. Жаңа энергоблокты әзірлеуді Самара авиациялық кәсіпорындарының мамандары жүргізді. Құрастыру-конструкторлық бюроның басшысы Борис Сидорович Поспелов болды.

Энергия блоктарының дамуы шетелдік үлгілердің айналмалы қозғалтқыштарын зерттеумен қатар жүрді. Алғашқы көшірмелер жоғары өнімділікпен ерекшеленбеді және олар серияға кірмеді. Бірнеше жылдан кейін классикалық VAZ үшін RPD бірнеше нұсқалары жасалды. Олардың ішіндегі ең жақсысы деп ВАЗ-311 қозғалтқышы танылды. Бұл қозғалтқыштың геометриялық параметрлері жапондық 1ZV қозғалтқышымен бірдей болды. Қондырғының максималды қуаты 70 ат күші болды. Дизайндың жетілмегендігіне қарамастан, басшылық ресми ВАЗ-2101 көліктеріне орнатылған RPD-дің бірінші өнеркәсіптік партиясын шығаруға шешім қабылдады. Алайда, көп ұзамай көптеген кемшіліктер анықталды: қозғалтқыш шағымдар толқынын тудырды, жанжал шығып, конструкторлық бюро қызметкерлерінің саны айтарлықтай қысқарды. Жиі бұзылуларға байланысты бірінші ВАЗ-311 айналмалы қозғалтқышы тоқтатылды.

Бірақ Кеңес Одағының оқиғасы мұнымен бітпеді. 80-ші жылдары инженерлер әлі де поршеньді іштен жану қозғалтқышының сипаттамаларынан айтарлықтай асатын айналмалы қозғалтқышты жасай алды. Сонымен, бұл ВАЗ-4132 айналмалы қозғалтқышы болды. Қондырғы 120 ат күшін шығарды. Бұл VAZ-2105-ке керемет динамикалық өнімділік берді. Бұл қозғалтқыштың көмегімен көлік 9 секундта жүздеген жылдамдыққа жетті. Ал «қуып жетудің» максималды жылдамдығы сағатына 180 шақырымды құрады. Негізгі артықшылықтардың ішінде қозғалтқыштың айналу диапазонында қол жетімді жоғары айналу моментін және ешқандай күшейтусіз қол жеткізілген жоғары литрлік қуатын атап өткен жөн.

90-жылдары АвтоВАЗ жаңа айналмалы қозғалтқышты жасай бастады, оны «тоғызға» орнату керек болды. Мәселен, 1994 жм жылы жаңа ВАЗ-415 қуат блогы дүниеге келді. Қозғалтқыштың жұмыс көлемі 1300 текше сантиметр және екі жану камерасы болды. әрқайсысының қысу коэффициенті 9,4. Бұл электр станциясы он мың айналымға дейін айналдыруға қабілетті. Бұл ретте қозғалтқыш отынның аз шығынымен ерекшеленді. Орташа алғанда, бірлік аралас циклде жүзге 13-14 литр тұтынылды (бұл бүгінгі стандарттар бойынша ескі айналмалы ішкі жану қозғалтқышы үшін жақсы көрсеткіш). Сонымен қатар, қозғалтқыш төмен салмақпен ерекшеленді. Қосымшасыз оның салмағы небәрі 113 келі болды.

ВАЗ-415 қозғалтқышының май шығыны меншікті отын шығынының 0,6 пайызын құрайды. Күрделі жөндеуге дейінгі іштен жанатын қозғалтқыштың ресурсы 125 мың шақырымды құрайды. «Тоғызға» орнатылған қозғалтқыш жақсы динамикалық сипаттамаларды көрсетті. Осылайша, жүздегенге дейін жеделдету небәрі тоғыз секундты алды. Ал максималды жылдамдығы сағатына 190 шақырым. Сондай-ақ айналмалы қозғалтқышы бар ВАЗ-2108-нің тәжірибелік үлгілері болды. Жеңіл салмағының арқасында айналмалы «сегіздік» сегіз секундта жүздегенге дейін жылдамдады. Ал сынақтар кезінде максималды жылдамдық сағатына 200 шақырымды құрады. Дегенмен, бұл қозғалтқыштар ешқашан серияға енген жоқ. Оларды қайталама нарықта да, бөлшектеуде де таба алмайсыз.

Қорытынды

Сонымен біз айналмалы қозғалтқыштың не екенін білдік. Көріп отырғаныңыздай, бұл максималды тиімділік пен қуатты алуға бағытталған өте қызықты даму. Бірақ олардың конструкциясына байланысты ротор механизмдері тез тозған. Бұл қозғалтқыштың ресурсына әсер етті. ТіптіЖапондық RPD ол жүз мың шақырымнан аспайды. Сондай-ақ, бұл қозғалтқыштар майлау материалдарына жоғары талаптар қояды және заманауи экологиялық стандарттарға сәйкес келмейді. Сондықтан айналмалы поршенді іштен жанатын қозғалтқыштар автомобиль өнеркәсібінде ерекше танымал бола қойған жоқ.