Injini ya Wankel - kifaa na kanuni ya uendeshaji wa gari la RPD

Katika historia ya tasnia ya magari, kumekuwa na suluhisho nyingi za hali ya juu, muundo wa vifaa na makanisa umebadilika. Zaidi ya miaka 30 iliyopita, majaribio ya kazi yalianza kuhamisha injini ya pistoni upande, ikipa faida kwa injini ya Wankel rotary piston. Walakini, kwa sababu ya hali nyingi, motors za rotary hazikupokea haki yao ya kuishi. Soma juu ya haya yote hapa chini.

Kanuni ya uendeshaji

Rotor ina umbo la pembetatu, kila upande ina sura ya mbonyeo ambayo hufanya kama pistoni. Kila upande wa rotor ina mapumziko maalum ambayo hutoa nafasi zaidi ya mchanganyiko wa mafuta-hewa, na hivyo kuongeza kasi ya uendeshaji wa injini. Sehemu ya juu ya kingo imewekwa na baffle ndogo ya kuziba ambayo inawezesha utekelezaji wa kila kipigo. Rotor imewekwa na pete za kuziba pande zote mbili, ambazo huunda ukuta wa vyumba. Katikati ya rotor ina vifaa vya meno, kwa msaada ambao utaratibu huzunguka.

Kanuni ya utendaji wa injini ya Wankel ni tofauti kabisa na ile ya kitabaka, hata hivyo, imeunganishwa na mchakato mmoja ulio na viharusi 4 (ulaji-compression-work-stroke-exhaust). Mafuta huingia kwenye chumba cha kwanza kilichoundwa, inasisitizwa kwa pili, kisha rotor huzunguka na mchanganyiko ulioshinikizwa huwashwa na kuziba kwa cheche, baada ya mchanganyiko wa kazi kuzunguka rotor na kutoka kwa kutolea nje mara nyingi. Kanuni kuu inayotofautisha ni kwamba katika gari ya rotary ya pistoni, chumba cha kufanya kazi sio tuli, lakini huundwa na harakati ya rotor.

Kifaa

Kabla ya kuelewa kifaa, unapaswa kujua vitu kuu vya motor ya rotary ya pistoni. Injini ya Wankel ina:

• makazi ya stator;
• rotor;
• seti ya gia;
• shimoni la eccentric;
• cheche plugs (kuwasha na kuwasha).

Magari ya kuzunguka ni kitengo cha mwako ndani. Katika gari hili, viboko vyote 4 vya kazi hufanyika kwa ukamilifu, hata hivyo, kwa kila awamu kuna chumba chake, ambacho huundwa na rotor kwa kuzunguka kwa harakati. 

Wakati moto umewashwa, starter inageuza flywheel na injini inaanza. Mzunguko, rotor, kupitia taji ya gia, hupitisha torque kwa shimoni ya eccentric (kwa injini ya pistoni, hii ni camshaft). 

Matokeo ya kazi ya injini ya Wankel inapaswa kuwa malezi ya shinikizo la mchanganyiko unaofanya kazi, na kulazimisha harakati za kuzunguka za rotor kurudia tena na tena, kupeleka torque kwa maambukizi. 

Katika motor hii, mitungi, pistoni, crankshaft na fimbo za kuunganisha hubadilisha nyumba nzima ya stator na rotor. Shukrani kwa hii, kiasi cha injini kimepunguzwa sana, wakati nguvu ni kubwa mara nyingi kuliko ile ya gari ya kawaida na utaratibu wa crank, na ujazo sawa. Ubunifu huu una sanduku kubwa la gia pia kwa sababu ya upotezaji mdogo wa msuguano.

Kwa njia, kasi ya uendeshaji wa injini inaweza kuzidi 7000 rpm, wakati injini za Mazda Wankel (kwa hafla za michezo) zina mapinduzi zaidi ya 10000 rpm. 

Design

Moja ya faida kuu za kitengo hiki ni kuunganishwa kwake na uzito nyepesi ikilinganishwa na injini za kawaida za ukubwa sawa. Mpangilio hukuruhusu kupunguza kwa kiasi kikubwa katikati ya mvuto, na hii inathiri vyema utulivu na ukali wa udhibiti. Ndege ndogo, magari ya michezo na magari yametumia na bado yanatumia faida hii. 

Hadithi

Historia ya asili na kuenea kwa injini ya Wankel itakuruhusu kuelewa vizuri ni kwanini ilikuwa injini bora katika siku yake, na kwanini iliachwa leo.

Maendeleo ya mapema

Mnamo 1951, kampuni ya Ujerumani NSU Motorenwerke ilitengeneza injini mbili: ya kwanza - na Felix Wankel, chini ya jina la DKM, na ya pili - KKM ya Hans Paschke (kulingana na maendeleo ya Wankel). 

Msingi wa kazi ya kitengo cha Wankel ilikuwa mzunguko tofauti wa mwili na rotor, kwa sababu ambayo mapinduzi ya uendeshaji yalifikia 17000 kwa dakika. Usumbufu ni kwamba injini ililazimika kutenganishwa kuchukua nafasi ya plugs za cheche. Lakini injini ya KKM ilikuwa na mwili uliowekwa na muundo wake ulikuwa rahisi zaidi kuliko mfano kuu.

Leseni zilizotolewa

Mnamo 1960, NSU Motorenwerke alisaini makubaliano na kampuni ya utengenezaji ya Amerika ya Curtiss-Wright Corporation. Mkataba huo ulikuwa wa wahandisi wa Ujerumani kuzingatia maendeleo ya injini ndogo za bastola za magari nyepesi, wakati Amerika Curtis-Wright alikuwa akijishughulisha na utengenezaji wa injini za ndege. Mhandisi wa mitambo wa Ujerumani Max Bentele pia aliajiriwa kama mbuni. 

Idadi kubwa ya watengenezaji wa gari ulimwenguni, pamoja na Citroen, Porsche, Ford, Nissan, GM, Mazda na wengine wengi. Mnamo 1959, kampuni ya Amerika ilianzisha toleo lililoboreshwa la injini ya Wankel, na mwaka mmoja baadaye Briteni ya Rolls Royce ilionyesha injini yake ya bastola ya dizeli ya hatua mbili.

Wakati huo huo, watengenezaji wa magari kadhaa wa Uropa walianza kujaribu kuandaa magari na injini mpya, lakini sio wote walipata maombi yao: GM ilikataa, Citroen ilirekebishwa kutengeneza injini na bastola za ndege, na Mercedes-Benz imeweka injini ya bastola ya rotary katika mfano wa majaribio wa C 111. 

Mnamo 1961, katika Umoja wa Kisovyeti, NAMI, pamoja na taasisi zingine za utafiti, zilianza kukuza injini ya Wankel. Chaguzi nyingi zilibuniwa, mmoja wao alipata matumizi yake kwenye gari la VAZ-2105 kwa KGB. Idadi halisi ya motors zilizokusanyika haijulikani, lakini haizidi dazeni kadhaa. 

Kwa njia, miaka baadaye, kampuni ya magari tu ya Mazda imepata matumizi ya injini ya pistoni ya rotary. Mfano wa kushangaza wa hii ni mfano wa RX-8.

Maendeleo ya pikipiki

Nchini Uingereza, mtengenezaji wa pikipiki Norton Pikipiki ameunda injini ya bastola ya Sachs iliyopozwa hewa kwa magari. Unaweza kujifunza zaidi juu ya maendeleo kwa kusoma juu ya pikipiki ya Hercules W-2000.

Suzuki hakusimama kando, na pia akatoa pikipiki yake mwenyewe. Walakini, wahandisi walifanya kazi kwa uangalifu muundo wa gari, walitumia ferroalloy, ambayo iliongeza sana kuegemea na maisha ya huduma ya kitengo.

Maendeleo ya magari

Baada ya kusaini mkataba wa utafiti kati ya Mazda na NSU, kampuni hizo zilianza kushindana kwa ubingwa katika utengenezaji wa gari la kwanza na kitengo cha Wankel. Kama matokeo, mnamo 1964, NSU iliwasilisha gari lake la kwanza, NSU Buibui, kwa kujibu, Mazda iliwasilisha mfano wa injini za 2 na 4-rotor. Baada ya miaka 3, NSU Motorenwerke alitoa mfano wa Ro 80, lakini alipokea hakiki hasi nyingi kwa sababu ya kutofaulu kadhaa dhidi ya msingi wa muundo kamili. Shida hii haikutatuliwa hadi 1972, na kampuni hiyo ilichukuliwa na Audi miaka 7 baadaye, na injini za Wankel tayari zilikuwa zimejulikana.

Mtengenezaji wa Japani Mazda alitangaza kuwa wahandisi wao walitatua shida ya kufunga juu (kwa kukazwa kati ya vyumba), walianza kutumia motors sio tu kwenye magari ya michezo, bali pia katika magari ya kibiashara. Kwa njia, wamiliki wa gari za Mazda zilizo na injini ya kuzunguka walibaini mwitikio mkubwa wa kukaba na unyoofu wa injini.

Mazda baadaye iliacha utangulizi mkubwa wa injini ya hali ya juu, na kuiweka tu kwenye modeli za RX-7 na RX-8. Kwa RX-8, injini ya Renesis iliundwa, ambayo imeboreshwa kwa njia nyingi, ambazo ni:

• matundu ya kutolea nje ya makazi ili kuboresha upepo, ambayo iliongeza nguvu sana;
• iliongeza sehemu zingine za kauri ili kuzuia upotovu wa joto;
• mfumo mzuri wa usimamizi wa injini za elektroniki;
• uwepo wa plugs mbili za cheche (kuu na ya kuwasha moto);
• kuongeza koti ya maji ili kuondoa ujenzi wa kaboni kwenye duka.

Kama matokeo, injini ya kompakt yenye ujazo wa lita 1.3 na pato la nguvu la karibu 231 hp ilipatikana.

Faida

Faida kuu za injini ya bastola ya rotary:

1. Uzito na vipimo vyake vya chini, ambavyo vinaathiri moja kwa moja msingi wa muundo wa gari. Sababu hii ni muhimu wakati wa kubuni gari la michezo na kituo cha chini cha mvuto.
2. Maelezo machache. Hii sio tu hukuruhusu kupunguza gharama ya kudumisha motor, lakini pia kupunguza upotezaji wa nguvu kwa harakati au kuzunguka kwa sehemu zinazohusiana. Sababu hii moja kwa moja iliathiri ufanisi mkubwa.
3. Kwa ujazo sawa na injini ya kawaida ya bastola, nguvu ya injini ya bastola ya kuzunguka ni mara 2-3 juu.
4. Utulivu na unyoofu wa kazi, kutokuwepo kwa mitetemo inayoonekana kwa sababu ya ukweli kwamba hakuna harakati za kurudisha vitengo kuu.
5. Injini inaweza kutumiwa na petroli ya chini ya octane.
6. Aina anuwai ya kasi ya utendaji inaruhusu utumiaji wa maambukizi na gia fupi, ambayo ni rahisi sana kwa hali ya mijini.
7. "Rafu" ya torati hutolewa kwa ⅔ ya mzunguko, na sio kwa robo, kama kwenye injini ya Otto.
8. Mafuta ya injini hayajachafuliwa, muda wa kukimbia ni mara nyingi zaidi. Hapa, mafuta hayako chini ya mwako, kama katika motors za pistoni, mchakato huu hufanyika kupitia pete.
9. Hakuna mpasuko.

Kwa njia, imethibitishwa kuwa hata ikiwa injini hii iko karibu na rasilimali, hutumia mafuta mengi, inafanya kazi kwa kukandamiza kwa chini, nguvu yake itapungua kidogo. Ilikuwa faida hii ambayo ilinihonga kwa usanikishaji wa injini ya bastola ya rotary kwenye ndege.

Pamoja na faida za kupendeza, kuna pia hasara ambazo zilizuia injini ya juu ya rotary kufikia raia.

 Mapungufu

1. Mchakato wa mwako hauna ufanisi wa kutosha, kwa sababu ambayo matumizi ya mafuta huongezeka na viwango vya sumu huharibika. Shida hutatuliwa kwa sehemu na uwepo wa kuziba ya pili ya cheche, ambayo inachoma mchanganyiko wa kazi.
2. Matumizi makubwa ya mafuta. Ubaya ni kwa sababu ya ukweli kwamba injini za Wankel zina lubrication nyingi, na katika sehemu zingine, wakati mwingine, mafuta yanaweza kuchoma. Kuna ziada ya mafuta katika maeneo ya mwako unaosababisha kujengwa kwa kaboni. Walijaribu kukabiliana na shida hii kwa kusanikisha mabomba ya "joto" ambayo yanaboresha uhamishaji wa joto na kusawazisha joto la mafuta kwenye injini.
3. Ugumu wa kutengeneza. Sio wataalamu wote ambao wako tayari kushughulikia ukarabati wa injini ya Wankel. Kimuundo, kitengo sio ngumu zaidi kuliko motor classic, lakini kuna mengi ya nuances, kutozingatia ambayo itasababisha kutofaulu kwa injini mapema. Kwa hili tunaongeza gharama kubwa za ukarabati.
4. Rasilimali ya chini. Kwa wamiliki wa Mazda RX-8, maili ya kilomita 80 inamaanisha kuwa ni wakati wa kufanya marekebisho makubwa. Kwa bahati mbaya, ukamilifu kama huo na ufanisi mkubwa lazima ulipwe kwa ukarabati wa gharama kubwa na ngumu kila kilomita 000-80.

Maswali na Majibu:

Ni tofauti gani kati ya injini ya rotary na injini ya pistoni? Hakuna pistoni katika motor ya rotary, ambayo ina maana kwamba harakati za kukubaliana hazitumiwi kuzunguka shimoni la injini ya mwako ndani - rotor mara moja huzunguka ndani yake.

Injini ya kuzunguka kwenye gari ni nini? Hii ni kitengo cha joto (hufanya kazi kutokana na mwako wa mchanganyiko wa hewa-mafuta), tu hutumia rotor inayozunguka, ambayo shimoni ni fasta, ambayo huenda kwenye sanduku la gear.

Kwa nini injini ya rotary ni mbaya sana? Hasara kuu ya motor ya rotary ni rasilimali ndogo sana ya kazi kutokana na kuvaa kwa haraka kwa mihuri kati ya vyumba vya mwako wa kitengo (angle ya uendeshaji inabadilika mara kwa mara na kushuka kwa joto mara kwa mara).