Injini ya mzunguko: kanuni ya uendeshaji, vipengele

2024 Mwandishi: Erin Ralphs | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-02-19 19:09

Injini ndio msingi wa gari lolote. Bila hivyo, harakati ya gari haiwezekani. Kwa sasa, ya kawaida ni injini za mwako wa ndani za pistoni. Ikiwa tunazungumza juu ya magari mengi ya kuvuka, haya ni injini za mwako za ndani za silinda nne. Walakini, kuna magari yaliyo na injini kama hizo, ambapo pistoni ya kawaida haipo kwa kanuni. Motors hizi zina kifaa tofauti kabisa na kanuni ya uendeshaji. Wanaitwa injini za mwako za ndani za rotary. Je, vitengo hivi ni nini, ni sifa gani, faida na hasara? Zingatia katika makala yetu ya leo.

Tabia

Injini ya mzunguko ni mojawapo ya aina za injini za mwako za ndani za mafuta. Kwa mara ya kwanza motor kama hiyo ilitengenezwa nyuma katika karne ya 19 ya mbali. Leo, injini ya kuzunguka hutumiwa kwenye Mazda RX-8 na kwenye magari mengine ya michezo. Injini kama hiyo ina sifa kuu - haina misogeo inayojirudia, kama ilivyo kwa injini ya kawaida ya mwako wa ndani.

Mzunguko hapa unafanywarotor maalum ya triangular. Yuko kwenye jengo maalum. Mpango kama huo ulifanyika nyuma katika miaka ya 50 ya karne iliyopita na kampuni ya Ujerumani NSU. Mwandishi wa injini kama hiyo ya mwako wa ndani alikuwa Felix Wankel. Ni kwa mujibu wa mpango wake kwamba injini zote za kisasa za rotary zinazalishwa (Mazda RX sio ubaguzi).

Kifaa

Muundo wa kitengo cha nishati ni pamoja na:

• Kesi.
• Mshipi wa pato.
• Rota.

Kesi yenyewe ndiyo chumba kikuu cha kazi. Kwenye injini ya rotary, ina sura ya mviringo. Muundo huo usio wa kawaida wa chumba cha mwako ni kutokana na matumizi ya rotor ya trihedral. Kwa hiyo, inapogusana na kuta, contours iliyofungwa pekee huundwa. Ni ndani yao kwamba mizunguko ya kazi ya injini ya mwako wa ndani hufanyika. Hii ni:

• Ingiza.
• Mfinyazo.
• Kuwasha na kiharusi cha kufanya kazi.
• Kutolewa.

Kati ya vipengele vya injini ya mwako ya ndani ya mzunguko, inafaa kuzingatia kukosekana kwa vali za kawaida za kuchukua na kutolea nje. Badala yake, mashimo maalum hutumiwa. Ziko kwenye pande za chumba cha mwako. Mashimo haya yameunganishwa moja kwa moja kwenye mfumo wa moshi na mfumo wa nishati.

Rota

Msingi wa muundo wa mtambo wa nguvu wa aina hii ni rota. Inafanya kazi ya pistoni katika injini hii. Hata hivyo, rotor iko katika nakala moja, wakati pistoni inaweza kuwa kutoka tatu hadi kumi na mbili au zaidi. Umbo la kipengele hiki linafanana na pembetatu yenye kingo za mviringo.

Mipaka kama hii inahitajikakwa kuziba hewa zaidi na ya hali ya juu ya chumba cha mwako. Hii inahakikisha mwako sahihi wa mchanganyiko wa mafuta. Sahani maalum ziko katika sehemu ya juu ya uso na pande zake. Wanafanya kama pete za compression. Rotor pia ina meno. Wanatumikia kuzunguka gari, ambayo pia huendesha shimoni la pato. Tutazungumza kuhusu uteuzi wa wa mwisho hapa chini.

Val

Kwa hivyo, hakuna crankshaft katika injini ya mzunguko wa pistoni. Badala yake, kipengele cha pato kinatumiwa. Kuhusiana na kituo chake kuna protrusions maalum (cams). Ziko asymmetrically. Torque kutoka kwa rotor, ambayo hupitishwa kwa cam, husababisha shimoni kuzunguka mhimili wake. Hii hutengeneza nishati inayohitajika ili kusogeza viendeshi na magurudumu kwenye gari.

Beats

Kanuni ya kufanya kazi ya injini ya mzunguko ni ipi? Algorithm ya hatua, licha ya mizunguko sawa na injini ya pistoni, ni tofauti. Kwa hivyo, mwanzo wa mzunguko hutokea wakati moja ya mwisho wa rotor inapita kupitia njia ya kuingilia ya nyumba ya injini ya mwako ndani. Kwa sasa, chini ya hatua ya utupu, mchanganyiko unaowaka huingizwa ndani ya chumba. Kwa mzunguko zaidi wa rotor, kiharusi cha compression ya mchanganyiko hutokea. Hii hutokea wakati mwisho mwingine unapita pembejeo. Shinikizo la mchanganyiko huongezeka hatua kwa hatua. Hatimaye huwaka. Lakini haiwashi kutoka kwa nguvu ya ukandamizaji, lakini kutoka kwa cheche ya kuziba cheche. Baada ya hapo, mzunguko wa kufanya kazi wa kiharusi cha rotor huanza.

Kwa kuwa chumba cha mwako katika injini kama hiyo kina umbo la mviringo, inashauriwa kutumia mishumaa miwili katika muundo. Hii inakuwezesha kuwasha haraka mchanganyiko. Kwa hivyo, mbele ya moto huenea zaidi sawasawa. Kwa njia, mishumaa miwili kwa kila chumba cha mwako pia inaweza kutumika katika injini ya kawaida ya mwako wa ndani ya pistoni (muundo huu ni nadra sana). Hata hivyo, kwa injini ya mzunguko, hii ni lazima.

Baada ya kuwasha, shinikizo la juu la gesi huundwa kwenye chemba. Nguvu ni kubwa sana ambayo inaruhusu rotor kuzunguka kwenye eccentric. Hii inachangia uzalishaji wa torque kwenye shimoni la pato. Wakati sehemu ya juu ya rotor inakaribia plagi, nguvu na shinikizo la nishati ya gesi hupunguzwa. Wao hukimbilia kwa hiari kwenye chaneli ya duka. Baada ya kamera kuwa huru kabisa, mchakato mpya huanza. Injini ya mzunguko huanza tena kwa mpigo wa kuingiza, kubana, kuwasha, na kisha kiharusi cha nguvu.

Kuhusu mfumo wa kulainisha na lishe

Kitengo hiki hakina tofauti katika mfumo wa usambazaji wa mafuta. Pia hutumia pampu ya chini ya maji ambayo hutoa petroli chini ya shinikizo kutoka kwa tank. Lakini mfumo wa lubrication una sifa zake. Kwa hivyo, mafuta kwa sehemu za kusugua za injini hulishwa moja kwa moja kwenye chumba cha mwako. Shimo maalum hutolewa kwa lubrication. Lakini swali linatokea: mafuta huenda wapi ikiwa huingia kwenye chumba cha mwako? Hapa kanuni ya operesheni ni sawa na injini ya kiharusi mbili. Grisi huingia kwenye chumba na huwaka na petroli. Mpango huu wa operesheni hutumiwa kwenye kila injini ya mzunguko wa rotary, ikiwa ni pamoja na injini za pistoni. Kutokana na muundo maalum wa mfumo wa lubrication, motors vile haziwezi kukutana na kisasakanuni za mazingira. Hii ni moja ya sababu kadhaa kwa nini injini za rotary hazitumiwi kibiashara kwenye VAZ na mifano mingine ya gari. Hata hivyo, kwanza tunaona faida za RPD.

Faida

Kuna faida nyingi kwa aina hii ya injini. Kwanza, motor hii ina uzito mdogo na ukubwa. Hii inakuwezesha kuokoa nafasi katika compartment injini na kuweka injini ya mwako ndani katika gari lolote. Pia, uzito mdogo huchangia usambazaji sahihi zaidi wa uzito wa gari. Baada ya yote, misa nyingi kwenye magari yenye injini za mwako za ndani za kawaida hujilimbikizia mbele ya mwili.

Pili, injini ya pistoni ya mzunguko ina msongamano wa juu wa nishati. Ikilinganishwa na motors classic, takwimu hii ni moja na nusu hadi mara mbili ya juu. Pia, injini ya rotary ina rafu pana ya torque. Inapatikana karibu kutoka kwa uvivu, wakati injini za kawaida za mwako wa ndani zinahitaji kusokotwa hadi elfu nne hadi tano. Kwa njia, motor rotary ni rahisi zaidi kupata kasi ya juu. Hii ni nyongeza nyingine.

Tatu, injini kama hii ina muundo rahisi zaidi. Hakuna valves, hakuna chemchemi, hakuna utaratibu wa crank kwa ujumla. Wakati huo huo, hakuna mfumo wa kawaida wa usambazaji wa gesi na ukanda na camshaft. Ni ukosefu wa KShM ambao huchangia kwa seti rahisi ya mapinduzi na injini ya mwako ya ndani ya mzunguko. Gari kama hiyo inazunguka hadi elfu nane hadi kumi katika sehemu ya sekunde. Vizuri, nyongeza nyingine ni mwelekeo mdogo wa kulipuka.

Hasara

Sasa hebu tuzungumze juu ya ubaya unaosababishwa na matumizi ya rotary.motors kuwa mdogo. Minus ya kwanza ni mahitaji ya juu ya ubora wa mafuta. Ingawa injini inafanya kazi kama viboko viwili, huwezi kujaza "maji ya madini" ya bei nafuu hapa. Sehemu na taratibu za kitengo cha nguvu zinakabiliwa na mizigo muhimu, kwa hiyo, ili kuokoa rasilimali, filamu yenye mafuta inahitajika kati ya jozi za kusugua. Kwa njia, ratiba ya mabadiliko ya mafuta ni kilomita elfu sita.

Hasara inayofuata inahusu uchakavu wa haraka wa vipengele vya kuziba vya rota. Hii ni kutokana na kiraka kidogo cha mawasiliano. Kutokana na kuvaa kwa vipengele vya kuziba, shinikizo la juu la tofauti linaundwa. Hii ina athari mbaya kwa utendakazi wa injini ya mzunguko na matumizi ya mafuta (na hivyo basi katika utendakazi wa mazingira).

Kuorodhesha mapungufu, ni vyema kutaja matumizi ya mafuta. Ikilinganishwa na injini ya silinda-pistoni, injini ya rotary haina ufanisi wa mafuta, hasa kwa kasi ya kati na ya chini. Mfano wa kushangaza wa hii ni Mazda RX-8. Kwa kiasi cha lita 1.3, injini hii hutumia angalau lita 15 za petroli kwa mia moja. Ajabu, kwa kasi ya juu ya rota, ufanisi mkubwa zaidi wa mafuta hupatikana.

Pia, injini za mzunguko zinakabiliwa na joto kupita kiasi. Hii ni kutokana na sura maalum ya lenticular ya chumba cha mwako. Haiondoi joto vizuri ikilinganishwa na spherical (kama kwenye injini za kawaida za mwako wa ndani), kwa hiyo, wakati wa operesheni, lazima ufuatilie sensor ya joto daima. Katika kesi ya overheating, rotor ni deformed. Wakati wa kufanya kazi, itaunda scuffs muhimu. Kwa hivyo, rasilimali ya gari itakaribia mwisho.

Licha ya muundo rahisi na ukosefu wa mitambo ya kukwama, injini hii ni vigumu kutengeneza. Injini kama hizo ni nadra sana na mafundi wachache wana uzoefu nazo. Kwa hiyo, huduma nyingi za gari zinakataa "capitalize" motors vile. Na wale ambao wanajishughulisha na rotors huuliza pesa nyingi kwa hili. Lazima ulipe au usakinishe injini mpya. Lakini hii sio dhamana ya rasilimali kubwa. Motors vile hutunza upeo wa kilomita 100,000 (hata kwa uendeshaji wa wastani na matengenezo ya wakati). Na injini za Mazda RX-8 pia hazikuwa tofauti.

VAZ injini ya rotary

Kila mtu anajua kuwa injini kama hizo zilitumiwa na watengenezaji wa Mazda wa Japani katika miaka yao. Hata hivyo, watu wachache wanajua ukweli kwamba RPD pia ilitumiwa katika Umoja wa Kisovyeti kwenye VAZ Classic. Gari kama hiyo ilitengenezwa na agizo la wizara kwa huduma maalum. VAZ-21079, iliyo na injini kama hiyo, ilikuwa analog ya "Volga-catch-up" nyeusi maarufu na injini ya silinda nane.

Utengenezaji wa injini ya bastola inayozunguka kwa VAZ ulianza katikati ya miaka ya 70. Kazi haikuwa rahisi - kuunda injini ya kuzunguka ambayo ingepita injini ya mwako ya ndani ya pistoni kwa njia zote. Ukuzaji wa kitengo kipya cha nguvu ulifanywa na wataalam kutoka kwa makampuni ya biashara ya anga ya Samara. Mkuu wa ofisi ya kusanyiko na muundo alikuwa Boris Sidorovich Pospelov.

Utengenezaji wa vitengo vya nishati ulikwenda kwa wakati mmoja na utafiti wa injini za mzunguko za miundo ya kigeni. Nakala za kwanza hazikutofautiana katika utendaji wa juu, na hazikuingia kwenye safu. Miaka michache baadaye, anuwai kadhaa za RPD za VAZ ya kawaida ziliundwa. Injini ya VAZ-311 ilitambuliwa kama bora zaidi kati yao. Injini hii ilikuwa na vigezo vya kijiometri sawa na injini ya Kijapani 1ZV. Nguvu ya juu ya kitengo ilikuwa 70 farasi. Licha ya kutokamilika kwa muundo huo, wasimamizi waliamua kutolewa kundi la kwanza la viwanda la RPDs, ambalo liliwekwa kwenye magari rasmi ya VAZ-2101. Walakini, mapungufu mengi yaligunduliwa hivi karibuni: gari lilitoa wimbi la malalamiko, kashfa ilizuka na idadi ya wafanyikazi wa ofisi ya muundo ilipunguzwa sana. Kwa sababu ya kuharibika mara kwa mara, injini ya mzunguko ya kwanza ya VAZ-311 ilizimwa.

Lakini hadithi ya Soviet RPD haikuishia hapo. Katika miaka ya 80, wahandisi bado waliweza kuunda injini ya kuzunguka ambayo ilizidi sana sifa za injini ya mwako wa ndani ya pistoni. Kwa hivyo, ilikuwa injini ya kuzunguka ya VAZ-4132. Kitengo hicho kilitengeneza nguvu ya farasi 120. Hii ilitoa utendaji bora wa nguvu wa VAZ-2105. Na injini hii, gari iliongeza kasi hadi mamia katika sekunde 9. Na kasi ya juu ya "catch-up" ilikuwa kilomita 180 kwa saa. Miongoni mwa faida kuu, inafaa kuzingatia torati ya juu ya injini, inayopatikana katika safu nzima ya rev na nguvu ya lita ya juu, ambayo ilipatikana bila nyongeza yoyote.

Katika miaka ya 90, AvtoVAZ ilianza kutengeneza injini mpya ya kuzunguka, ambayo ingewekwa kwenye "tisa". Kwa hivyo, mnamo 1994m mwaka, kitengo kipya cha nguvu cha VAZ-415 kilizaliwa. Injini ilikuwa na kiasi cha kufanya kazi cha sentimita 1300 za ujazo na vyumba viwili vya mwako. uwiano wa ukandamizaji wa kila moja ulikuwa 9.4. Kiwanda hiki cha nguvu kinaweza kuzunguka hadi mapinduzi elfu kumi. Wakati huo huo, injini ilitofautishwa na matumizi ya chini ya mafuta. Kwa wastani, kitengo kilitumia lita 13-14 kwa mia moja katika mzunguko wa pamoja (hii ni kiashiria kizuri cha injini ya mwako ya ndani ya rotary kwa viwango vya leo). Wakati huo huo, injini ilitofautishwa na uzani wa chini wa kizuizi. Bila viambatisho, alikuwa na uzito wa kilo 113 pekee.

Matumizi ya mafuta ya injini ya VAZ-415 ni asilimia 0.6 ya matumizi mahususi ya mafuta. Rasilimali ya injini ya mwako wa ndani kabla ya ukarabati ni kilomita 125,000. Gari, iliyowekwa kwenye "tisa", ilionyesha sifa nzuri za nguvu. Kwa hivyo, kuongeza kasi kwa mamia kulichukua sekunde tisa tu. Na kasi ya juu ni kilomita 190 kwa saa. Pia kulikuwa na sampuli za majaribio za VAZ-2108 na injini ya rotary. Shukrani kwa uzito wake nyepesi, rotary "nane" iliharakisha hadi mamia kwa sekunde nane tu. Na kasi ya juu wakati wa majaribio ilikuwa kilomita 200 kwa saa. Walakini, motors hizi hazijaingia kwenye safu. Huwezi kuzipata kwenye soko la pili na kwenye disassemblies aidha.

Muhtasari

Kwa hivyo, tumegundua injini ya mzunguko ni nini. Kama unaweza kuona, hii ni maendeleo ya kuvutia sana yenye lengo la kupata ufanisi wa juu na nguvu. Walakini, kwa sababu ya muundo wao, mifumo ya rotor ilichoka haraka. Hii iliathiri rasilimali ya injini. HataRPD ya Kijapani sio zaidi ya kilomita laki moja. Pia, motors hizi zina mahitaji ya juu ya mafuta na haziwezi kufikia viwango vya kisasa vya mazingira. Kwa hivyo, injini za mwako za ndani za pistoni hazijapata umaarufu mkubwa katika tasnia ya magari.