Ротор расположен внутри закрытого элемента, состоящего из боковых и центрального корпусов. Это необходимо для создания процесса горения. Он проходит внутри статора, а боковые поверхности создают уплотнение.
Принцип работы роторного двигателя, плюсы и минусы системы
Как известно, принцип работы роторного двигателя основан на высокой скорости и отсутствии движения, что характерно для двигателя внутреннего сгорания. Именно это отличает агрегат от обычного поршневого двигателя. Двигатель ППД также называют двигателем Ванкеля, и сегодня мы рассмотрим его работу и очевидные преимущества.
Ротор этого двигателя расположен внутри цилиндра. Сам корпус не круглый, а овальный, поэтому в него нормально помещается ротор треугольной геометрии. VFD не имеет коленчатого вала, шатунов и других деталей, что значительно упрощает его конструкцию. Другими словами, в VFD отсутствует около тысячи деталей обычного двигателя внутреннего сгорания.
Работа классического VFD основана на простом движении ротора внутри овального корпуса. При движении ротора по периферии статора образуются свободные полости, в которых происходят процессы запуска агрегата.
Удивительно, но роторный узел представляет собой нечто вроде парадокса.これは何ですか? Он отличается продуманным простым дизайном, который по какой-то причине не получил широкого распространения. Но более сложный вариант с поршнями стал популярным и используется повсеместно.
Строение и принцип работы роторного двигателя
Рабочая система роторного двигателя представляет собой нечто совершенно иное, чем обычный двигатель внутреннего сгорания. Во-первых, конструкция двигателя внутреннего сгорания в том виде, в котором мы ее знаем, должна остаться позади. А во-вторых, постарайтесь усвоить новые знания и понятия.
Как и поршневой двигатель, роторный двигатель использует давление, создаваемое при сгорании смеси воздуха и топлива. В поршневых двигателях это давление создается в цилиндрах и перемещает поршни вперед и назад. Шатуны и коленчатый вал преобразуют возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение, которое может быть использовано для вращения колес автомобиля.
VFD назван так из-за ротора — части двигателя, которая движется. Это движение передает мощность на сцепление и трансмиссию. По сути, ротор выбрасывает энергию топлива, которая затем передается на колеса через трансмиссию. Сам ротор изготовлен из легированной стали и, как упоминалось выше, имеет треугольную форму.
Капсула, в которой находится ротор, является своего рода матрицей, центром вселенной, где происходят все процессы. Другими словами, именно в этом овальном корпусе все и происходит:
- сжатие смеси,
- СМЕСЬ, СМЕСЬ МОЛЕКУЛ.
- поток кислорода,
- воспламенение смеси,
- выброс сгоревших элементов в выхлопную трубу.
Короче говоря, шесть в одном, если хотите.
Сам ротор установлен на специальном механизме и не вращается вокруг вала, а бежит. В результате внутри овального тела образуются изолированные полости, в каждой из которых происходит один из процессов. Поскольку ротор имеет треугольную форму, всего имеется три полости.
Все начинается следующим образом: в первой образовавшейся полости происходит всасывание, т.е. камера заполняется воздушно-топливной смесью, которая здесь перемешивается. Затем ротор вращается и выталкивает перемешиваемую смесь в другую камеру. Здесь смесь сжимается и поджигается двумя свечами.
Затем смесь поступает в третью камеру, где части отработанного топлива вытесняются в выхлопную систему.
Это полный цикл ПМП. Однако не все так просто. Мы видели только одну сторону системы RAP. И эти действия происходят постоянно. Другими словами, процесс происходит одновременно на всех трех сторонах ротора. В результате за один оборот машины повторяются три движения.
Кроме того, японские инженеры смогли усовершенствовать роторный двигатель. Сегодня роторные двигатели Mazda имеют два или три ротора вместо одного, что значительно повышает производительность, особенно по сравнению с обычными двигателями внутреннего сгорания. Для сравнения, двухроторная РПГ эквивалентна шестицилиндровому двигателю внутреннего сгорания, а трехроторная — 12-цилиндровому. Получается, что японцы до сих пор были дальновидны и быстро признали преимущества роторных двигателей.
Опять же, производительность — не единственное преимущество RPM. Их очень много. Как упоминалось ранее, роторные двигатели очень компактны и используют на 1000 деталей меньше, чем двигатели внутреннего сгорания. Роторно-поршневые двигатели состоят всего из двух основных частей — ротора и статора, и нет ничего проще.
Принцип работы роторного двигателя
Появление роторно-поршневого двигателя заставило многих талантливых инженеров удивленно поднять брови. Сегодня талантливые инженеры Mazda заслуживают всяческих похвал и признания. Нет ничего странного в том, чтобы поверить в работоспособность, казалось бы, похороненного двигателя и дать ему вторую жизнь — и какую жизнь!
Роторно-моторный отдел
Крыльчатка роторного двигателя
Вращающаяся камера двигателя
Ротор имеет три выпуклые поверхности, каждая из которых действует как поршень. На каждой стороне ротора имеется углубление, которое увеличивает скорость вращения всего ротора и обеспечивает большее пространство для воздушной смеси. В верхней части каждой стороны находится металлическая пластина, образующая камеру, в которой бьется двигатель. Два металлических кольца по обе стороны от ротора образуют стенки этих камер. В центре ротора находится круг с множеством зубьев. Они соединены с приводом, который соединен с выходным валом. Это соединение определяет путь и направление движения ротора через камеру.
Форма камеры двигателя почти эллиптическая (если быть точным, то это панель. Это удлиненная или сокращенная эпициклоида — плоская кривая, образованная фиксированными точками окружности, которая переходит в другую окружность). Форма камеры разработана таким образом, что три вершины ротора всегда находятся в контакте со стенками камеры, образуя три замкнутых объема газа. Одна из четырех частей происходит в каждой секции камеры.
Входные и выходные отверстия находятся на стенке камеры, клапаны отсутствуют. Выхлопное отверстие соединяется непосредственно с выхлопной трубой, а впускное отверстие — непосредственно с газом.
Вращающийся выходной вал двигателя.
Выходной вал имеет полукруглые выступы, расположенные асимметрично относительно центра. Это означает, что они смещены относительно осевой линии вала. Каждый ротор прикреплен к одному из этих выступов. Выходной вал пропорционален коленчатому валу поршневого двигателя. Каждый ротор движется через камеру и толкает кулачок.
Поскольку распределительные валы расположены асимметрично, сила, толкающая роторы, создает крутящий момент на выходном валу, заставляя выходной вал вращаться.
Конструкция вращающегося двигателя.
Вращающиеся двигатели состоят из слоев. Двухроторный двигатель состоит из пяти основных слоев, удерживаемых длинными винтами, расположенными по кругу. Охлаждающая жидкость просачивается во все части конструкции.
Все начинается следующим образом: в первой образовавшейся полости происходит всасывание, т.е. камера заполняется воздушно-топливной смесью, которая здесь перемешивается. Затем ротор вращается и выталкивает перемешиваемую смесь в другую камеру. Здесь смесь сжимается и поджигается двумя свечами.
Принцип работы роторного двигателя
Как и поршневые, роторные двигатели используют давление газов, образующихся при сгорании смеси. Однако это давление возникает не в цилиндре, а в камере, образованной частью корпуса, окруженной внутренним треугольным ротором. Он используется вместо поршня.
Вращение ротора под этим давлением происходит по траектории, очень похожей на линию, нарисованную на спирографе. Это создает водонепроницаемую камеру сгорания, когда все три верхние части треугольного ротора соприкасаются с внутренней стенкой корпуса двигателя. При вращении ротора каждый из трех объемов попеременно расширяется и сжимается. Этот режим работы двигателя внутреннего сгорания предусматривает следующие действия
- Впуск смеси,.
- Компрессия,.
- Удобная работа, и
- выбросы.
Таким образом, роторный двигатель является четырехтактным двигателем, как и типичный поршневой двигатель современного автомобиля.
Устройство роторного двигателя
Системы зажигания и впрыска топлива роторных двигателей похожи на те, что используются в поршневых двигателях, но конструкция этих двигателей внутреннего сгорания совершенно иная. Основные компоненты роторного двигателя следующие
Как упоминалось выше, бегунки расположены внутри статора (корпуса), который имеет три выпуклые поверхности. Фактически, каждый из них действует как поршень и имеет необходимые углубления для увеличения скорости вращения. По обе стороны ротора расположены два металлических кольца, которые образуют камеры сгорания, необходимые для работы этого двигателя внутреннего сгорания.
Важной частью ротора является зубчатое колесо. Шестерня расположена в центре ротора и совмещена с зубчатым колесом, закрепленным на корпусе. Именно эта муфта определяет необходимую орбиту и направление вращения ротора в корпусе.
Корпус двигателя внутреннего сгорания имеет эллиптическую форму и сконструирован и подогнан таким образом, что все три кончика ротора всегда находятся в контакте с его внутренней стенкой. Это обеспечивает постоянное наличие трех полностью изолированных количеств газа в силовом агрегате. Кроме того, впускные и выпускные отверстия находятся в корпусе без клапанов. Впускной порт подключается непосредственно к дроссельной заслонке, а выпускной порт — непосредственно к выхлопной системе.
Выходной вал роторного двигателя не похож на коленчатый вал поршневого двигателя. Специальные выступы расположены эксцентрично. Это означает, что они имеют некоторую степень смещения относительно центральной оси. Каждый из них совмещен с отдельным ротором (кстати, у роторных двигателей их несколько, а не один). Во время вращения каждый ротор толкает «свой» кулачок и создает крутящий момент на валу.
Обратите внимание, что все вращающиеся двигатели собираются послойно. Чаще всего используется пять роторов, закрепленных винтами с круговым расположением. Вращающийся двигатель охлаждается охлаждающей жидкостью, вытекающей из всех частей конструкции. Подшипники выходного вала и уплотнения расположены на двух внешних слоях. Они также разделяют части корпуса, в которых находится сам ротор. Впускная дверца находится в центральной секции, а выпускная дверца — в каждой внешней секции.
Читайте также: Противоположный двигатель — что это такое и как он работает.
Преимущества и недостатки роторных двигателей
Основными преимуществами роторных двигателей перед поршневыми являются
- Меньше движущихся частей, и
- Более плавная работа, и
- более высокая надежность.
В двухроторном двигателе движутся только выходной вал и оба ротора, а даже самый простой поршневой двигатель имеет не менее 40 движущихся частей. Это означает, что роторные двигатели значительно более надежны.
В роторных двигателях все движущиеся части вращаются только в одном направлении, что значительно снижает вибрации. Для эффективного гашения возникающих вибраций используются противовесы. Следует также отметить, что вращение ротора вращающегося двигателя составляет только одну треть от скорости вращения оси. Это положительно сказывается на надежности силового агрегата.
Роторные двигатели также имеют ряд существенных недостатков. Пожалуй, главным недостатком является то, что они потребляют гораздо больше топлива, чем поршневые двигатели. В то же время, в настоящее время они не производятся в больших количествах из-за значительно более высоких производственных затрат.
