المحرك الدوار: مبدأ التشغيل ، الميزات

2024 مؤلف: Erin Ralphs | [email protected]. آخر تعديل: 2024-02-19 11:59

المحرك هو أساس أي مركبة. بدونها ، تكون حركة السيارة مستحيلة. في الوقت الحالي ، الأكثر شيوعًا هي محركات الاحتراق الداخلي المكبس. إذا تحدثنا عن معظم السيارات عبر البلاد ، فهذه محركات احتراق داخلي بأربع أسطوانات. ومع ذلك ، هناك سيارات بها مثل هذه المحركات ، حيث يغيب المكبس الكلاسيكي من حيث المبدأ. هذه المحركات لها جهاز ومبدأ تشغيل مختلفان تمامًا. يطلق عليهم محركات الاحتراق الداخلي الدوارة. ما هي هذه الوحدات وما هي مميزاتها ومزاياها وعيوبها؟ ضع في اعتبارك في مقالنا اليوم.

مميزة

المحرك الدوار هو أحد أنواع محركات الاحتراق الداخلي الحراري. لأول مرة تم تطوير مثل هذا المحرك في القرن التاسع عشر البعيد. اليوم ، يتم استخدام محرك دوار في Mazda RX-8 وفي بعض السيارات الرياضية الأخرى. يتميز هذا المحرك بميزة رئيسية - فهو لا يحتوي على حركات ترددية ، كما هو الحال في محرك الاحتراق الداخلي التقليدي.

يتم هنا التناوبالدوار الثلاثي الخاص. إنه في مبنى خاص. تم تطبيق مخطط مماثل في الخمسينيات من القرن الماضي من قبل شركة NSU الألمانية. كان مؤلف محرك الاحتراق الداخلي هذا هو فيليكس وانكل. وفقًا لمخططه ، يتم إنتاج جميع المحركات الدوارة الحديثة (Mazda RX ليست استثناء).

الجهاز

تصميم وحدة الطاقة يشمل:

• حالة
• رمح الإخراج.
• الدوار.

القضية نفسها هي غرفة العمل الرئيسية. على محرك دوار ، لها شكل بيضاوي. يرجع هذا التصميم غير المعتاد لغرفة الاحتراق إلى استخدام دوار ثلاثي السطوح. لذلك ، عندما تتلامس مع الجدران ، تتشكل ملامح مغلقة معزولة. في نفوسهم يتم تنفيذ دورات عمل محرك الاحتراق الداخلي. هذا هو:

• مدخل
• ضغط.
• اشتعال وضربة عمل.
• الإصدار.

من بين ميزات محرك الاحتراق الداخلي الدوار ، تجدر الإشارة إلى عدم وجود صمامات سحب وعادم كلاسيكية. بدلا من ذلك ، يتم استخدام ثقوب خاصة. تقع على جانبي غرفة الاحتراق. هذه الثقوب متصلة مباشرة بنظام العادم ونظام الطاقة.

الدوار

أساس تصميم محطة توليد الكهرباء من هذا النوع هو الدوار. يقوم بوظيفة المكابس في هذا المحرك. ومع ذلك ، يكون الدوار في نسخة واحدة ، بينما يمكن أن تكون المكابس من ثلاثة إلى اثني عشر أو أكثر. شكل هذا العنصر يشبه المثلث ذو الحواف الدائرية

هناك حاجة إلى هذه الحوافلمزيد من الإغلاق المحكم وعالي الجودة لغرفة الاحتراق. هذا يضمن الاحتراق المناسب لمزيج الوقود. توجد لوحات خاصة في الجزء العلوي من الوجه وعلى جوانبه. تعمل بمثابة حلقات ضغط. يحتوي الدوار أيضًا على أسنان. إنها تعمل على تدوير محرك الأقراص ، والذي يحرك أيضًا عمود الإخراج. سنتحدث عن تعيين الأخير أدناه.

فال

على هذا النحو ، لا يوجد عمود مرفقي في محرك مكبس دوار. بدلا من ذلك ، يتم استخدام عنصر الإخراج. بالنسبة لمركزها توجد نتوءات خاصة (كاميرات). تقع بشكل غير متماثل. يؤدي عزم الدوران من الدوار ، والذي ينتقل إلى الكامة ، إلى تدوير العمود حول محوره. هذا يخلق الطاقة اللازمة لتحريك المحركات والعجلات في السيارة.

ضربات

ما هو مبدأ عمل المحرك الدوار؟ تختلف خوارزمية العمل ، على الرغم من الدورات المماثلة مع محرك المكبس. لذلك ، تحدث بداية الدورة عندما يمر أحد طرفي الدوار عبر قناة مدخل مبيت محرك الاحتراق الداخلي. في الوقت الحالي ، تحت تأثير الفراغ ، يتم امتصاص خليط قابل للاحتراق في الغرفة. مع مزيد من الدوران للدوار ، تحدث شوط الانضغاط للخليط. يحدث هذا عندما يمر الطرف الآخر من المدخل. يزداد ضغط الخليط تدريجياً. يشتعل في النهاية. لكنها لا تشتعل من قوة الانضغاط بل من شرارة شمعة الاحتراق. بعد ذلك تبدأ دورة عمل شوط الدوار.

بما أن غرفة الاحتراق في مثل هذا المحرك لها شكل بيضاوي ، فمن المستحسن استخدام شمعتين في التصميم. هذا يسمح لك بإشعال الخليط بسرعة.وبالتالي ، فإن مقدمة اللهب تنتشر بشكل متساوٍ. بالمناسبة ، يمكن أيضًا استخدام شمعتين لكل غرفة احتراق في محرك احتراق داخلي بمكبس تقليدي (هذا التصميم نادر للغاية). ومع ذلك ، بالنسبة للمحرك الدوار ، هذا أمر لا بد منه.

بعد الاشتعال ، يتكون ضغط مرتفع من الغازات في الغرفة. القوة كبيرة لدرجة أنها تسمح للدوار بالدوران على اللامتراكز. هذا يساهم في توليد عزم الدوران على عمود الخرج. عندما يقترب الجزء العلوي من الدوار من المخرج ، تقل قوة وضغط طاقة الغازات. يندفعون تلقائيًا إلى قناة المخرج. بعد خلو الكاميرا تمامًا منها ، تبدأ عملية جديدة. يبدأ المحرك الدوار مرة أخرى بضربة السحب ، والضغط ، والاشتعال ، ثم ضربة القوة.

حول نظام التشحيم والتغذية

هذه الوحدة لا يوجد بها اختلافات في نظام إمداد الوقود. كما تستخدم مضخة غاطسة تنقل البنزين تحت ضغط الخزان. لكن نظام التشحيم له خصائصه الخاصة. لذلك ، يتم تغذية زيت أجزاء الاحتكاك للمحرك مباشرة في غرفة الاحتراق. يتم توفير فتحة خاصة للتزييت. لكن السؤال الذي يطرح نفسه: أين يذهب الزيت إذا دخل غرفة الاحتراق؟ هنا يشبه مبدأ التشغيل محرك ثنائي الشوط. يدخل الشحوم الغرفة ويحترق بالبنزين. يتم استخدام مخطط التشغيل هذا في كل محرك ذي ريشة دوارة ، بما في ذلك المحركات المكبسية. نظرًا للتصميم الخاص لنظام التزييت ، فإن هذه المحركات لا يمكن أن تتوافق مع الطراز الحديثتنظيمات بيئية. هذا هو أحد الأسباب العديدة لعدم استخدام المحركات الدوارة تجاريًا في VAZ وطرازات السيارات الأخرى. ومع ذلك ، نلاحظ أولاً مزايا RPD.

الايجابيات

هناك العديد من المزايا لهذا النوع من المحركات. أولاً ، هذا المحرك له وزن وحجم صغير. يتيح لك ذلك توفير مساحة في حجرة المحرك ووضع محرك الاحتراق الداخلي في أي سيارة. كذلك ، يساهم الوزن الخفيف في توزيع وزن السيارة بشكل أكثر دقة. بعد كل شيء ، يتركز معظم الكتلة في السيارات ذات محركات الاحتراق الداخلي الكلاسيكية في مقدمة الجسم.

ثانيًا ، يتميز محرك المكبس الدوار بكثافة طاقة عالية. بالمقارنة مع المحركات الكلاسيكية ، فإن هذا الرقم أعلى بمقدار مرة ونصف إلى مرتين. أيضًا ، يحتوي المحرك الدوار على رف عزم دوران أوسع. إنه متوفر تقريبًا من وضع الخمول ، بينما تحتاج محركات الاحتراق الداخلي التقليدية إلى الدوران حتى أربعة إلى خمسة آلاف. بالمناسبة ، المحرك الدوار أسهل بكثير في الحصول على سرعة عالية. هذه إضافة أخرى.

ثالثًا ، يتميز هذا المحرك بتصميم أبسط. لا توجد صمامات ولا نوابض ولا آلية كرنك ككل. في الوقت نفسه ، لا يوجد نظام توزيع غاز عادي بحزام وعمود كامات. إن غياب KShM هو الذي يساهم في مجموعة أسهل من الثورات بواسطة محرك احتراق داخلي دوار. يدور مثل هذا المحرك ما يصل إلى ثمانية إلى عشرة آلاف في جزء من الثانية. حسنًا ، زائد آخر هو ميل أقل للانفجار.

سلبيات

الآن دعنا نتحدث عن العيوب الناتجة عن استخدام الروتاريأصبحت المحركات محدودة. أول ناقص هو المتطلبات العالية لجودة الزيت. على الرغم من أن المحرك يعمل كالشوطين ، إلا أنه لا يمكنك ملء "المياه المعدنية" الرخيصة هنا. تخضع أجزاء وآليات وحدة الطاقة لأحمال كبيرة ، وبالتالي ، لتوفير المورد ، يلزم وجود فيلم زيت كثيف بين أزواج الاحتكاك. بالمناسبة جدول تغيير الزيت ستة آلاف كيلومتر

العيب التالي يتعلق بالتآكل السريع لعناصر الختم الخاصة بالدوار. هذا بسبب رقعة الاتصال الصغيرة. بسبب تآكل عناصر الختم ، يتم تشكيل ضغط تفاضلي عالي. هذا له تأثير سلبي على أداء المحرك الدوار واستهلاك الزيت (وبالتالي على الأداء البيئي).

وضع قائمة بأوجه القصور ، وتجدر الإشارة إلى استهلاك الوقود. بالمقارنة مع المحرك ذي المكبس الأسطواني ، لا يتمتع المحرك الدوار بكفاءة في استهلاك الوقود ، خاصة عند السرعات المتوسطة والمنخفضة. وخير مثال على ذلك Mazda RX-8. بحجم 1.3 لتر ، يستهلك هذا المحرك ما لا يقل عن 15 لترًا من البنزين لكل مائة. بشكل ملحوظ ، عند السرعات العالية للدوار ، يتم تحقيق أكبر كفاءة في استهلاك الوقود.

أيضًا ، المحركات الدوارة عرضة لارتفاع درجة الحرارة. هذا بسبب الشكل العدسي الخاص لغرفة الاحتراق. إنه لا يزيل الحرارة جيدًا مقارنةً بالحرارة الكروية (كما هو الحال في محركات الاحتراق الداخلي التقليدية) ، لذلك ، أثناء التشغيل ، يجب عليك دائمًا مراقبة مستشعر درجة الحرارة. في حالة ارتفاع درجة الحرارة ، يكون الدوار مشوهًا. عند العمل ، سيشكل جرجرًا كبيرًا. نتيجة لذلك ، سيقترب مورد المحرك من النهاية.

على الرغم من التصميم البسيط وعدم وجود آلية كرنك ، يصعب إصلاح هذا المحرك. هذه المحركات نادرة جدًا وقليل من الحرفيين لديهم خبرة بها. لذلك ، ترفض العديد من خدمات السيارات "الاستفادة" من هذه المحركات. وأولئك الذين يعملون في الدوارات يطلبون مبالغ طائلة من أجل هذا. يجب عليك دفع أو تثبيت محرك جديد. لكن هذا ليس ضمانًا لمورد مرتفع. تهتم هذه المحركات بحد أقصى 100 ألف كيلومتر (حتى مع التشغيل المعتدل والصيانة في الوقت المناسب). ولم تكن محركات Mazda RX-8 استثناءً.

محرك دوار VAZ

يعلم الجميع أن مثل هذه المحركات تم استخدامها من قبل الشركة المصنعة اليابانية Mazda في سنواتها. ومع ذلك ، فإن قلة من الناس يعرفون حقيقة أن RPD تم استخدامه أيضًا في الاتحاد السوفيتي على VAZ Classic. تم تطوير هذا المحرك بأمر من الوزارة للخدمات الخاصة. كان VAZ-21079 ، المجهز بمثل هذا المحرك ، نظيرًا للساعة السوداء الشهيرة "Volga-catch-up" بمحرك ثماني أسطوانات.

بدأ تطوير محرك مكبس دوار لـ VAZ في منتصف السبعينيات. لم تكن المهمة سهلة - إنشاء محرك دوار يتفوق على محرك الاحتراق الداخلي ذي المكبس التقليدي من جميع النواحي. تم تنفيذ تطوير وحدة طاقة جديدة من قبل متخصصين من شركات الطيران في سامراء. كان رئيس مكتب التجميع والتصميم بوريس سيدوروفيتش بوسبيلوف.

تم تطوير وحدات الطاقة بالتزامن مع دراسة المحركات الدوارة للنماذج الأجنبية.النسخ الأولى لم تختلف في الأداء العالي ، ولم تدخل في المسلسل. بعد بضع سنوات ، تم إنشاء العديد من المتغيرات من RPD لـ VAZ الكلاسيكية. تم التعرف على محرك VAZ-311 باعتباره الأفضل منهم. كان لهذا المحرك نفس المعلمات الهندسية مثل محرك 1ZV الياباني. كانت القوة القصوى للوحدة 70 حصانا. على الرغم من عيوب التصميم ، قررت الإدارة إطلاق الدفعة الصناعية الأولى من RPDs ، والتي تم تثبيتها على مركبات VAZ-2101 الرسمية. ومع ذلك ، سرعان ما تم اكتشاف الكثير من أوجه القصور: تسبب المحرك في موجة من الشكاوى ، واندلعت فضيحة وانخفض عدد موظفي مكتب التصميم بشكل كبير. بسبب الأعطال المتكررة ، تم إيقاف أول محرك دوار VAZ-311.

لكن قصة RPD السوفياتي لم تنته عند هذا الحد. في الثمانينيات ، كان المهندسون لا يزالون قادرين على إنشاء محرك دوار تجاوز بشكل كبير خصائص محرك الاحتراق الداخلي للمكبس. لذلك ، كان محركًا دوارًا VAZ-4132. طورت الوحدة قوة 120 حصان. أعطى هذا أداء ديناميكي ممتاز VAZ-2105. مع هذا المحرك ، تسارعت السيارة إلى مئات في 9 ثوان. وكانت السرعة القصوى لـ "اللحاق بالركب" 180 كيلومترًا في الساعة. ومن بين المزايا الرئيسية ، تجدر الإشارة إلى عزم الدوران العالي للمحرك ، والمتوفر في جميع أنحاء مدى سرعة الدوران وقوة اللتر العالية ، والتي تم تحقيقها دون أي دفعة.

في التسعينيات ، بدأت AvtoVAZ في تطوير محرك دوار جديد ، والذي كان من المقرر تثبيته على "تسعة". لذلك ، في عام 1994م عام ، ولدت وحدة طاقة جديدة VAZ-415. كان حجم عمل المحرك 1300 سم مكعب وغرفتي احتراق. كانت نسبة الضغط لكل منها 9.4 محطة توليد الطاقة هذه قادرة على الدوران حتى عشرة آلاف دورة. في الوقت نفسه ، تميز المحرك باستهلاك منخفض للوقود. في المتوسط ، استهلكت الوحدة 13-14 لترًا لكل مائة في الدورة المركبة (وهذا مؤشر جيد لمحرك احتراق داخلي دوار قديم وفقًا لمعايير اليوم). في الوقت نفسه ، تميز المحرك بوزن منخفض. بدون مرفقات كان يزن 113 كيلو فقط.

استهلاك الزيت لمحرك VAZ-415 هو 0.6 بالمائة من استهلاك الوقود المحدد. مورد محرك الاحتراق الداخلي قبل الإصلاح 125 ألف كيلومتر. أظهر المحرك ، المثبت على "تسعة" ، خصائص ديناميكية جيدة. لذا ، فإن التسارع إلى المئات استغرق تسع ثوانٍ فقط. والسرعة القصوى 190 كيلو متر في الساعة. كانت هناك أيضًا عينات تجريبية من VAZ-2108 بمحرك دوار. بفضل وزنها الخفيف ، تسارعت سرعة الدوران "ثمانية" إلى مئات في ثماني ثوان فقط. وكانت السرعة القصوى خلال الاختبارات 200 كيلومتر في الساعة. ومع ذلك ، فإن هذه المحركات لم تدخل السلسلة مطلقًا. لا يمكنك العثور عليها في السوق الثانوية أو في التجميعات أيضًا.

تلخيص

إذن ، اكتشفنا ما هو المحرك الدوار. كما ترى ، يعد هذا تطورًا مثيرًا للاهتمام للغاية يهدف إلى الحصول على أقصى قدر من الكفاءة والقوة. ومع ذلك ، بسبب تصميمها ، فإن آليات الدوار تبلى بسرعة. هذا أثر على مورد المحرك. حتىRPD اليابانية لا تزيد عن مائة ألف كيلومتر. أيضًا ، هذه المحركات لها متطلبات عالية لزيوت التشحيم ولا يمكنها تلبية المعايير البيئية الحديثة. لذلك ، لم تحظى محركات الاحتراق الداخلي ذات المكبس الدوار بشعبية خاصة في صناعة السيارات.