Двигатель ванкеля: What Is Wankel Engine? | How does a Rotary Engine work?

Ошибка

• Автомобиль — модели, марки
• Устройство автомобиля
• Ремонт и обслуживание
• Тюнинг

• Аксессуары и оборудование
• Компоненты
• Безопасность
• Физика процесса

• Новичкам в помощь
• Приглашение
• Официоз (компании)
• Пригородные маршруты

• Персоны
• Наши люди
• ТЮВ
• Эмблемы

•  
• А
• Б
• В
• Г
• Д
• Е
• Ё
• Ж
• З
• И
• Й
• К
• Л
• М
• Н
• О
• П
• Р
• С
• Т
• У
• Ф
• Х
• Ц
• Ч
• Ш
• Щ
• Ъ
• Ы
• Ь
• Э
• Ю
• Я

Навигация

• Заглавная страница
• Сообщество
• Текущие события
• Свежие правки
• Случайная статья
• Справка

Личные инструменты

• Представиться системе

Инструменты

• Спецстраницы

Пространства имён

• Служебная страница

Просмотры

Перейти к: навигация, поиск

Запрашиваемое название страницы неправильно, пусто, либо неправильно указано межъязыковое или интервики название. Возможно, в названии используются недопустимые символы.

Возврат к странице Заглавная страница.

Если Вы обнаружили ошибку или хотите дополнить статью, выделите ту часть текста статьи, которая нуждается в редакции, и нажмите Ctrl+Enter. Далее следуйте простой инструкции.

Ошибка

• Автомобиль — модели, марки
• Устройство автомобиля
• Ремонт и обслуживание
• Тюнинг
• Аксессуары и оборудование
• Компоненты
• Безопасность
• Физика процесса
• Новичкам в помощь
• Приглашение
• Официоз (компании)
• Пригородные маршруты
• Персоны
• Наши люди
• ТЮВ
• Эмблемы
•  
• А
• Б
• В
• Г
• Д
• Е
• Ё
• Ж
• З
• И
• Й
• К
• Л
• М
• Н
• О
• П
• Р
• С
• Т
• У
• Ф
• Х
• Ц
• Ч
• Ш
• Щ
• Ъ
• Ы
• Ь
• Э
• Ю
• Я

Навигация

• Заглавная страница
• Сообщество
• Текущие события
• Свежие правки
• Случайная статья
• Справка

Личные инструменты

• Представиться системе

Инструменты

• Спецстраницы

Пространства имён

• Служебная страница

Просмотры

Перейти к: навигация, поиск

Запрашиваемое название страницы неправильно, пусто, либо неправильно указано межъязыковое или интервики название. Возможно, в названии используются недопустимые символы.

Возврат к странице Заглавная страница.

Если Вы обнаружили ошибку или хотите дополнить статью, выделите ту часть текста статьи, которая нуждается в редакции, и нажмите Ctrl+Enter. Далее следуйте простой инструкции.

Что такое двигатель Ванкеля? | Как работает роторный двигатель?

Содержание

• 1 Что такое двигатель Ванкеля?
• 2 История двигателя Ванкеля
• 3 Конструкция роторного двигателя
• 4 Работа двигателя Ванкеля
• 5 Детали роторного двигателя Ванкеля
• 6 Экономия топлива и уровень выбросов роторного двигателя Ванкеля
• 7 Почему двигатель Ванкеля такой редкий?
• 8 Преимущества и недостатки роторного двигателя
  • 8.1 Преимущества двигателей Ванкеля
  • 8.2 Недостатки двигателей Ванкеля
• 9 Применение двигателя Ванкеля
• 10 В чем разница между поршневым двигателем и двигателем Ванкеля?
• 11 Часто задаваемые вопросы Раздел
  • 11. 1 Кто изобрел двигатель Ванкеля?
  • 11.2 Почему роторный двигатель известен как двигатель Ванкеля?
  • 11.3 Почему роторные двигатели такие мощные?
  • 11.4 Какие автомобили имеют двигатель Ванкеля?
  • 11.5 Почему вышел из строя двигатель Ванкеля?
  • 11.6 Из каких частей состоит двигатель Ванкеля?

Двигатели чаще всего используются во всем мире. Они стали важной частью всех транспортных средств. Существуют различные типы двигателей в соответствии с потребностями различных приложений. Двигатель Wankel   — один из самых известных типов двигателей внутреннего сгорания. В предыдущей статье мы обсуждали различные типы двигателей внутреннего сгорания (ДВС). В этой статье речь пойдет в основном о двигателе Ванкеля.

Как работает автомобильный двигатель

Пожалуйста, включите JavaScript

Как работает автомобильный двигатель

Что такое двигатель Ванкеля?

Двигатель Ванкеля представляет собой тип роторного двигателя внутреннего сгорания, в котором используется вращательное движение треугольного ротора , установленного в эллиптической камере, для преобразования тепловой энергии во вращательное движение без использования традиционного возвратно-поступательного движения. поршень. Двигатель Ванкеля также известен как роторный двигатель 9.0050, потому что у него есть все вращающиеся части.

По сравнению с поршневыми двигателями , роторные двигатели Ванкеля имеют малый вес, небольшие размеры и компактную конструкцию. Напротив, поршневой двигатель имеет возвратно-поступательный поршень, который движется вверх и вниз внутри цилиндра.

Роторный двигатель Ванкеля имеет меньшую вибрацию и более равномерный крутящий момент, чем поршневой двигатель.

История двигателя Ванкеля
• В 1924 ,  Феликс Генрих Ванкель построил небольшую лабораторию и начал разрабатывать и исследовать двигатель своей мечты, который мог вращаться, всасывать, сжимать, сжигать и выхлопывать.
• В 1951 , NSU Motorenwerke AG начала разработку двигателя Ванкеля.
• В 1957 инженер Феликс Генрих Ванкель сконструировал первый роторный двигатель Ванкеля вместо обычного поршневого двигателя.
• Инженер Ханнс Дитер Пашке был разработан второй двигатель ККМ путем внесения некоторых технологических изменений и усовершенствования технологии двигателя Ванкеля.
• Роторный двигатель Ванкеля впервые был представлен специалистам и прессе на конференции Немецкого инженерного союза 1960 года в Мюнхене.
• В 1960-х годах , благодаря простоте, отличному соотношению прочности и веса, плавной работе и очень высокой эффективности работы роторных двигателей, они были у всех на слуху в автомобильной и мотоциклетной промышленности.
• В августе 1967 NSU Motorenwerke AG получила широкую огласку благодаря совершенно новому NSU Ro 80, который имел 115-часовой двигатель Ванкеля с двумя роторами. Это был первый немецкий автомобиль, который в 1968 году был выбран «Автомобилем года».
• Благодаря превосходным характеристикам двигателя Ванкеля многие крупные производители автомобилей (Ford, Toyota, Mercedes-Benz, Porsche, Rolls-Royce и Mazda) подписали лицензионные соглашения на производство роторных двигателей Ванкеля в течение следующего десятилетия.

Конструкция роторного двигателя

Роторный двигатель работает по принципу отто-цикла . В отличие от возвратно-поступательного действия поршневого двигателя, 4 такта стандартного двигателя с циклом Отто организованы последовательно вокруг эллиптического ротора в двигателе Ванкеля.

Вращающийся двигатель имеет один ротор и одну эллиптическую коробчатую окружность с треугольным ротором (трехсторонняя форма Рело), ​​который вращается и перемещается в коробке. Боковое уплотнение ротора соединено с тремя камерами сгорания со стороны корпуса и углами уплотнения ротора по периметру основной коробки.

По мере вращения ротора вращение и форма корпуса подталкивают ротор ближе к стенке корпуса, а камеру сгорания двигателя ближе и дальше вниз по «ходам» возвратно-поступательного поршня. Но эти 4-тактные двигатели производят такт сгорания после двух оборотов поршня внутри цилиндра.

Камеры сгорания двигателя Ванкеля производят один « тактов сгорания » за каждый оборот. Поскольку приводной вал Ванкеля вращается со скоростью, в три раза превышающей скорость вращения ротора, он становится одним «тактом» сгорания на один оборот выходного вала ротора, что в два раза больше, чем у четырехтактного поршневого двигателя, и эквивалентно такту двухтактного двигателя. .

Эти двигатели имеют большую выходную мощность по сравнению с четырехтактными бензиновыми двигателями с сопоставимым ходом двигателя.

Двигатель Ванкеля Рабочий

A Роторный двигатель Ванкеля — известный тип двигателя внутреннего сгорания, работающий по основному принципу отто-цикла .

Двигатель Ванкеля четырехтактный и работает следующим образом:

1. Всасывание
2. Сжатие
3. Сгорание
4. Выхлоп
Wankel Engine Working

1) Включение или удар всасывания: —

• , когда наконечник ротора проходит через порт в внедорожник, свежий воздух начинает входить в столок. , как показано на приведенной выше схеме.
• Цилиндр 1 ^st продолжает подавать свежий воздух до тех пор, пока кончик ротора 2 ^nd не достигнет впускного отверстия и не закроет его.
• После этого впускной канал закрывается, а свежая топливно-воздушная смесь попадает в первый цилиндр для сжатия и сгорания.

2) Сжатие: –

• После завершения такта впуска начинается такт сжатия захваченной топливовоздушной смеси.
• По мере того, как ротор начинает вращаться, зазор между углом 1 и 2 углом первого цилиндра (как показано на схеме выше) уменьшается за счет того, что объем смеси уменьшается, и происходит сжатие смеси.
• По мере того, как топливовоздушная смесь сжимается в соответствии с требованиями, она направляется на процесс сжигания.

3) Сгорание: –

• Поскольку смесь первого цилиндра (между 1 и 2 углами) сжимается в соответствии с требованием, свеча зажигания создает искру внутри цилиндра, которая воспламеняет воздушно-топливную смесь. смесь.
• В результате воспламенения смесь превращается в газы с высокой температурой и давлением. Энергия сгоревшей смеси заставляет ротор двигаться вперед. Этот процесс продолжается до тех пор, пока угол 1 ^st не пройдет мимо выпускного отверстия.

4) Выхлоп: –

• Когда угол 1 касается выпускного или выпускного отверстия, из двигателя выбрасываются горючие газы под высоким давлением.
• После сброса выхлопных газов выпускное окно закрывается, и снова весь цикл повторяется.

Для лучшего понимания посмотрите следующее видео:

Читайте также: Работа двигателя Стирлинга

Детали роторного двигателя Ванкеля

Роторный двигатель может иметь сложную конструкцию, но у него не так много движущихся частей или компонентов, как у поршневого двигателя. Ниже мы рассмотрим основные компоненты роторного двигателя Ванкеля, чтобы дать вам лучшее представление о том, как все работает.

Роторный двигатель имеет следующие основные детали:

1. Ротор
2. Зажигание зажигания
3. Выходной вал
4. Корпус
5. По наборе и выхлопные порты
1) Ротор
1) Ротор
1)
1)
1)
1) 0002 Ротор представляет собой треугольную вогнутую деталь, обеспечивающую плотное прилегание при прижатии к корпусу двигателя. На каждой стороне ротора имеется воздушный карман или впускное отверстие для воздуха, чтобы в корпус поступало больше газа. Эти впускные отверстия или карманы эффективно увеличивают рабочий объем двигателя Ванкеля.

Ротор вращается на нескольких шестернях, соединенных с валом. Этот вал устанавливается в центре кожуха. Шестерни позволяют краям ротора вращаться таким образом, что они всегда соприкасаются с корпусом, поддерживая три отдельных камеры сгорания.

2) Корпус или кожух

Корпус является наиболее важной частью двигателя. Он также известен как корпус двигателя. Эллиптическая форма корпуса помогает увеличить рабочий объем двигателя при вращении ротора. При вращении ротора края ротора находятся в постоянном контакте с внутренней стенкой корпуса.

При вращении ротора в корпусе каждый воздушный карман проходит четыре этапа цикла сгорания:

1. От всасывания к сжатию
2. От сгорания к выхлопу.

Топливная форсунка и свеча зажигания вставляются непосредственно в камеру сгорания через стенку корпуса. Внешние каналы позволяют охлаждающей жидкости и маслам проходить через систему для поддержания температуры и целостности системы.

Корпус также защищает внутренние части двигателя. Он предохраняет внутренние детали от любого вида повреждений из-за падения любой внешней нагрузки на двигатель.

Читайте также: Типы поршневых двигателей

3) Выходной вал

Выходной вал передает энергию, полученную в результате сжатия и сгорания, в систему трансмиссии для привода колеса транспортного средства. Он оснащен круглым выступом, который касается ротора и вращает вал.

4) Впускные и выпускные отверстия

Впускное отверстие позволяет свежей смеси поступать в камеру сгорания, а выхлопные газы выбрасываются через выпускное или выпускное отверстие.

5) Свеча зажигания

Свеча зажигания — это часть двигателя, используемая для передачи электрического тока от системы зажигания в камеру сгорания двигателя SI для сжигания сжатой воздушно-топливной смеси с помощью электрической искры. Он имеет металлический корпус с резьбой, электрически изолированный от центрального электрода керамическим изолятором.

Этот штекер соединяется с катушкой зажигания , которая генерирует высокое напряжение. Когда ток проходит через катушку, между боковым электродом и центральным электродом возникает напряжение.

Когда напряжение превышает диэлектрическую прочность газа, газ ионизируется. Ионизированный газ работает как проводник, который позволяет току течь по комнате.

Экономия топлива и уровень выбросов роторного двигателя Ванкеля

Когда роторный двигатель работает на бензине, возникает много проблем с выбросами и эффективностью. По сравнению с водородом 0,6 мм бензин воспламеняется медленнее и имеет меньшую скорость распространения пламени, а также большую дистанцию ​​гашения с 2 мм цикл сжатия. Из-за этих факторов двигатель расходует больше топлива, а КПД двигателя снижается.

Когда роторный двигатель Ванкеля работает на бензине, зазор (в такте сжатия) между корпусом и ротором становится очень узким, в то время как этот зазор достаточно велик для водорода. Двигателю требуется этот узкий зазор для сжатия.

Когда двигатели используют бензин вместо дизельного топлива, оставшийся бензин выбрасывается в атмосферу через выпускной клапан. Но эта проблема не возникает, когда двигатель использует водород в качестве топлива. Это связано с тем, что вся топливная смесь сгорает внутри камеры сгорания, которая имеет очень низкий уровень выбросов, а эффективность использования топлива также повышается до 9. 0049 23% .

Конструкция камеры сгорания двигателя Ванкеля более устойчива к преждевременному воспламенению на бензине с более низким октановым числом, чем у аналогичного поршневого двигателя.

Конструкция камеры сгорания может привести к недостаточному сгоранию топливовоздушной смеси при использовании бензина. Из-за неполного сгорания в выхлопных газах выделяется большое количество несгоревших углеводородов.

Хотя температура сгорания роторного двигателя Ванкеля меньше, чем у других двигателей, ранние двигатели также имеют рециркуляцию отработавших газов (EGR). Поэтому выброс выхлопных газов двигателей Ванкеля относительно низок.

Роторный двигатель транспортного средства может работать на высокой скорости. Это связано с большим эксцентриситетом ротора, более длинными всасывающими каналами и ранним открытием всасывающего клапана, увеличивающим крутящий момент на малых оборотах — положение и конструкция выемки ротора влияют на расход топлива и выбросы.

Расход топлива и показатели выбросов зависят от конструкции камеры сгорания, которая через свечу зажигания определяет положение внутри камеры двигателя.

Читайте также: Различные типы двигателей EC

Почему двигатель Ванкеля так редок?

В настоящее время двигатели Ванкеля не очень распространены по следующим основным причинам:

1) Низкий тепловой КПД

Камера сгорания роторного двигателя Ванкеля имеет длинную и уникальную форму. Поэтому он имеет более низкий тепловой КПД, чем поршневые двигатели. Это часто приводит к выходу несгоревшего топлива из выхлопной трубы.

2) Burn Baby Burn

Благодаря своей конструкции эти двигатели потребляют масло. Впускной коллектор этого двигателя имеет распылители, а также форсунку, которая впрыскивает масло непосредственно в горелку. Поэтому водитель должен регулярно проверять уровень масла для надлежащей смазки ротора. Из-за этого из выхлопа выходит больше вредных веществ. Окружающая среда не любит плохих вещей.

3) Уплотнение ротора

Уплотнение ротора роторного двигателя является сложной задачей, когда температура вокруг ротора сильно колеблется. Эта проблема также увеличивает уровень выбросов двигателя.

Имейте в виду, что процессы всасывания и горения происходят одновременно, но в разных местах внутри корпуса двигателя. Это показывает, что верхняя часть кожуха двигателя имеет относительно более низкую температуру, чем нижняя часть кожуха.

4) Высокий уровень выбросов

Роторные двигатели Ванкеля не известны из-за их высокого уровня выбросов. Сочетание проблем с уплотнением, естественного сгорания масла и неэффективного сгорания приводит к тому, что двигатели неконкурентоспособны по текущим стандартам экономии топлива или выбросов.

5) Экономия топлива

Двигатели Ванкеля потребляют больше топлива, чем поршневые двигатели. Из-за высокого расхода топлива увеличивается стоимость топлива.

Преимущества и недостатки роторного двигателя

Роторный двигатель Ванкеля имеет следующие основные преимущества и недостатки:

Преимущества двигателей Ванкеля
• Эти типы двигателей имеют простую конструкцию.
• Роторный двигатель не имеет клапана для работы.
• Для этих двигателей не требуются коленчатые валы, шатуны и т. д. Удаление этих компонентов делает двигатель Ванкеля легче.
• Имеют широкий диапазон скоростей.
• Они также могут сжигать высокооктановое топливо без детонации.
• Эти двигатели обладают многочисленными преимуществами в плане безопасности, что делает их полезными в самолетах.
• На некоторых двигателях Ванкеля не появляется загрязнение картера топливом, что означает отсутствие необходимости замены топлива.
• Двигатель Ванкеля не имеет проблем с детонацией. Проблемы со стуком возникают из-за неполного сгорания топливовоздушной смеси.
• Эти двигатели имеют значительно более высокое отношение мощности к весу, чем двигатель колонны.
• Упаковывать в ограниченном пространстве двигателя проще, чем поршневой двигатель.
• Для этих двигателей не требуются возвратно-поступательные части.
• Роторный двигатель Ванкеля имеет более высокое передаточное число оборотов по сравнению с поршневым двигателем.
• Эти двигатели не издают большого шума при работе.
• Поскольку двигатель Ванкеля имеет очень низко движущиеся компоненты, поэтому его производственная цена является низкой.
• Эти двигатели не просто поршневые.
• Высокая скорость этих двигателей обеспечивает превосходную адаптивность.
• Они лучше всего подходят для использования водородного топлива.
Недостатки двигателей Ванкеля
• Высокая потеря герметичности: Это также незначительная проблема, поскольку корпус двигателя Ванкеля имеет немного разные температуры в каждом отдельном сегменте камеры. Различные коэффициенты расширения вещества способствуют несовершенству экранирования. Следовательно, эти двигатели имеют высокие потери уплотнения.
• Подъем уплотнения Apex: Центробежная сила прижимает уплотнение Apex к поверхности корпуса двигателя, создавая прочное уплотнение. При малой нагрузке зазоры между верхним уплотнением и корпусом могут образовываться в случае дисбаланса центробежной силы и давления газа.
• Высокий уровень выбросов: Поскольку несгоревшее топливо попадает в поток выхлопных газов по мере использования топлива, соблюдение стандартов выбросов затруднено. Непосредственный впрыск топлива в камеру сгорания двигателя решит эту проблему.
• Низкая топливная экономичность бензинового топлива: Образуется из-за подвижной камеры сгорания, что способствует плохому сгоранию и хорошему давлению при частичной нагрузке и низких оборотах. Это приводит к присоединению несгоревшего топлива к потоку выхлопных газов; топливо, не используемое для производства электроэнергии, теряется.
• Иногда у роторного двигателя Ванкеля возникают проблемы с расходом бензина и сжиганием масла.
• Топливно-воздушная смесь не может быть предварительно сохранена, так как этот двигатель не имеет впускного отверстия.
• Для этих двигателей требуется сложная технология впрыска топлива.
• Эти двигатели имеют низкую степень сжатия. По этой причине они имеют низкую топливную экономичность и тепловую эффективность.
• В потоке выхлопных газов двигателя Ванкеля могут быть высокие выбросы несгоревших углеводородов и угарного газа.
• Роторный двигатель очень подвержен пропускам зажигания, так как потеря хода приводит к тому, что двигатель теряет импульс, а затем снова начинает двигаться при следующем воспламенении камеры сгорания. Техническое обслуживание системы зажигания необходимо, чтобы избежать этой проблемы.
Применение двигателей Ванкеля
• Миниатюрные двигатели Ванкеля используются в таких устройствах, как картинги, водные суда и вспомогательные силовые установки самолетов.
• Некоторые люди использовали двигатели Ванкеля в моделях транспортных средств, которые в основном использовались с 1970 . Даже с большим глушителем весь комплект весит всего 13,4 унции (380 грамм).
• Универсальность двигателей Ванкеля делает их подходящими для небольших, микро- и микромини-приложений.
• Эти двигатели используются в самолетах.
• Эти двигатели используются в автомобилях Mazda.
• Небольшие двигатели Ванкеля также используются в мотоциклах.
• Эти типы двигателей также используются в лодках.
В чем разница между поршневым двигателем и двигателем Ванкеля?

Двигатель Ванкеля	Поршневой двигатель
Он имеет вращательный ротор, который используется для преобразования тепловой энергии во вращательное движение.	Он имеет возвратно-поступательный поршень, который перемещается вверх и вниз для преобразования тепловой энергии в механическую.
Роторный двигатель Ванкеля легче поршневого двигателя.	Поршневой двигатель тяжелее двигателя Ванкеля.
Эти двигатели имеют меньшие размеры.	Они имеют большой размер.
Они сжигают больше топлива.	Они потребляют меньше топлива, чем двигатели Ванкеля.
Они производят меньше энергии, чем поршневые двигатели при том же количестве топлива.	Они обладают высокой мощностью.
Двигатели Ванкеля производят больше выбросов.	Эти двигатели производят меньше выбросов.
В них меньше движущихся частей, чем в поршневых насосах.	У них много движущихся частей.
Работает плавно.	У него нет такой плавной работы, как у двигателя Ванкеля.

FAQ Раздел

Кто изобрел двигатель Ванкеля?

В 1957 году инженер Феликс Генрих Ванкель сконструировал первый двигатель Ванкеля.

Почему роторный двигатель известен как двигатель Ванкеля?

Ванкель был изобретен Феликсом Генрихом Ванкелем. Поэтому он известен как двигатель Ванкеля по имени его создателя.

Почему роторные двигатели такие мощные?

Благодаря революционному механизму роторные двигатели имеют меньшую рабочую вибрацию, чем поршневые двигатели. Это позволяет настроить двигатель Ванкеля так, чтобы он работал быстрее и мог генерировать большую мощность.

Какие автомобили имеют двигатель Ванкеля?

The Wankel engines can be found in the following cars mode:

• 1969 Citroen M3
• 1970 Mazda RX-500 concept
• 1973 Citroen GS Birotor
• 1970 Mercedes-Benz C111-II
• 1975 Mazda Roadpacer AP
• 1973 Chevrolet Corvette XP897 GT concept
• 1974 Mazda Parkway RE13 Rotary 26 Superdeluxe
• 2003 Mazda RX-8 Hydrogen RE

Почему двигатель Ванкеля вышел из строя?

Двигатель Ванкеля выходит из строя по следующим причинам:

• У двигателей Ванкеля проблемы с расходом бензина и расходом масла.
• Им нужна сложная технология впрыска топлива.
• Расход топлива: Двигатель Ванкеля имеет тонкую и длинную камеру сгорания, приводимую в движение ротором. Это замедляет сгорание топлива. В двигателе пытались решить эту проблему двойными свечами зажигания (начало и конец).
• Эмиссия: В случае роторного двигателя как несгоревшее топливо, так и сгоревшее масло вызывают ужасные выбросы.

Из каких частей состоит двигатель Ванкеля?

Двигатель Wankel состоит из следующих деталей:

1. Ротор
2. Получив и выхлопные отверстия
3. Зажигание зажигания
4. Выходной вал
5. . очень чисто и, как следствие, имеют высокий уровень выбросов. Роторные двигатели также имеют высокий износ по сравнению с поршневыми двигателями и не могут служить так же долго, как поршневые двигатели.

   Кроме того, они являются ужасными двигателями для людей, которые ездят на короткие расстояния.

   Двигатели Ванкеля также используются для транспортных средств/машин, которые вращаются с высокой скоростью в течение длительного времени, например, в самолетах. Это связано с тем, что пиковая мощность достигается при этих высоких оборотах, и всем им не хватает крутящего момента, что делает переход к этому высокому диапазону мощности очень затратным по топливу.

   Подробнее
   1. Различные типы двигателей
   2. Различные типы двигателей внутреннего сгорания (ВС)
   3. Типы двигателей внешнего сгорания
   4. Типы тепловых двигателей
   5. Работа по циклу Ренкина
   6. Работа по циклу Отто

   Двигатель Ванкеля | Инжиниринг | Fandom

   Двигатель Ванкеля в Немецком музее Мюнхена, Германия

   Роторный двигатель Ванкеля — тип двигателя внутреннего сгорания, изобретенный немецким инженером Феликсом Ванкелем, в котором вместо возвратно-поступательных поршней используется ротор. Эта конструкция обещает плавную работу на высоких оборотах компактного и легкого двигателя;

   Содержание

   • 1 Критика
   • 2 Наименование
   • 3 Как это работает
   • 4 Налогообложение
   • 5 Преимущества
   • 6 Недостатки
     • 6. 1 Авиационные двигатели
     • 6.2 Другое использование
   • 7 См. также
   • 8 Каталожные номера
   • 9 Внешние ссылки

   Критика[]

   Однако двигатели Ванкеля критикуют за низкую топливную экономичность и выбросы выхлопных газов.

   Именование[]

   С момента своего появления в автомобилях NSU Motorenwerke AG (NSU) и Mazda в 1960-х годах двигатель обычно назывался роторным двигателем , это имя также применялось к нескольким совершенно другим двигателям. конструкции.

   Хотя многие производители лицензировали дизайн, и Mercedes-Benz использовал его для своего концепт-кара C-111, только Mazda производила двигатели Ванкеля в больших количествах. С 2005 года двигатель доступен только в Mazda RX-8.

   Как это работает[]

   Цикл Ванкеля. Буква «А» отмечает одну из трех вершин ротора. Буква «B» обозначает эксцентриковый вал, который поворачивается три раза за каждый оборот ротора.

   В двигателе Ванкеля четыре такта типичного двигателя с циклом Отто расположены последовательно вокруг овала, в отличие от возвратно-поступательного движения поршневого двигателя.

   В базовом однороторном двигателе Ванкеля единственный овальный (технически эпитрохоидальный) корпус окружает трехсторонний ротор (треугольник Рело), ​​который вращается и перемещается внутри корпуса. Стороны ротора уплотняются по бокам корпуса, а углы ротора уплотняются по внутренней периферии корпуса, разделяя его на три камеры сгорания.

   Когда ротор вращается, его движение и форма корпуса заставляют каждую сторону ротора приближаться и отдаляться от стенки корпуса, сжимая и расширяя камеру сгорания подобно «ходам» в поршневом двигателе. Однако в то время как обычный четырехтактный двигатель производит один такт сгорания на цилиндр за каждые два оборота (то есть один такт половинной мощности на оборот на цилиндр), каждая камера сгорания каждого ротора в двигателе Ванкеля генерирует один «такт сгорания» за оборот. (то есть три рабочих такта на один оборот ротора). Поскольку выходной вал Ванкеля вращается со скоростью, в три раза превышающей скорость ротора, это становится одним «тактом сгорания» на оборот выходного вала на ротор, что вдвое больше, чем у четырехтактного поршневого двигателя, и аналогично мощности двухтактного двигателя.

   двигатель цикла. Таким образом, выходная мощность двигателя Ванкеля обычно выше, чем у четырехтактного поршневого двигателя с аналогичным объемом двигателя в аналогичном состоянии настройки, и выше, чем у четырехтактного поршневого двигателя с аналогичными физическими размерами и весом.

   Налогообложение[]

   Национальные агентства, которые облагают налогом автомобили в соответствии с объемом двигателя, и регулирующие органы в автомобильных гонках по-разному считают двигатель Ванкеля эквивалентным четырехтактному двигателю с рабочим объемом в 1,5–2 раза больше; некоторые агентства по регулированию гонок считают, что это дает настолько явное преимущество, что полностью запрещают его.

   Преимущества[]

   Двигатели Ванкеля имеют несколько основных преимуществ по сравнению с конструкциями с возвратно-поступательным движением поршня, помимо более высокой производительности при аналогичном рабочем объеме и физических размерах. Двигатели Ванкеля значительно проще и содержат гораздо меньше движущихся частей. Например, поскольку клапаны выполняются простыми портами, прорезанными в стенках корпуса ротора, у них нет клапанов или сложных клапанных механизмов; кроме того, поскольку ротор соединен непосредственно с выходным валом, нет необходимости в шатунах, обычном коленчатом вале, противовесах коленчатого вала и т. д. Отсутствие этих деталей не только делает двигатель Ванкеля намного легче (как правило, в два раза меньше, чем у двигателя Ванкеля). обычный двигатель с эквивалентной мощностью), но также полностью устраняет возвратно-поступательную массу поршневого двигателя с его внутренней деформацией и собственной вибрацией из-за повторяющихся ускорений и торможений, обеспечивая не только более плавный поток мощности, но и способность производить больше мощности. при работе на более высоких оборотах.

   В дополнение к повышенной надежности благодаря устранению этой возвратно-поступательной нагрузки на внутренние детали, конструкция двигателя с железным ротором внутри корпуса из алюминия, имеющего большее тепловое расширение, гарантирует, что даже при сильном перегреве двигатель Ванкеля двигатель не заклинит, как это может случиться с перегретым поршневым двигателем; это существенное преимущество с точки зрения безопасности при использовании самолетов.

   Простота конструкции и меньшие размеры двигателя Ванкеля также позволяют сократить расходы на строительство по сравнению с поршневыми двигателями сопоставимой мощности.

   Еще одним преимуществом является то, что форма камеры сгорания Ванкеля и турбулентность, создаваемая движущимся ротором, предотвращают образование локальных горячих точек, что позволяет использовать топливо с очень низким октановым числом без преждевременного зажигания или детонации, что является особым преимуществом для автомобилей, работающих на водороде. . Эта особенность также вызвала большой интерес в Советском Союзе, где высокооктановый бензин был редкостью.

   Недостатки[]

   Конструкция двигателя Ванкеля требует многочисленных скользящих уплотнений и корпуса, который обычно представляет собой сэндвич из чугунных и алюминиевых деталей, которые расширяются и сжимаются в разной степени при воздействии циклов нагрева и охлаждения в процессе эксплуатации. Эти элементы приводили к очень высокой частоте разгерметизации как между ротором и корпусом, так и между различными деталями, составляющими корпус. Дальнейшая инженерная работа Mazda позволила взять эти проблемы под контроль, но затем компания столкнулась с внезапной глобальной озабоченностью как выбросами углеводородов, так и ростом стоимости бензина, двумя наиболее серьезными недостатками двигателя Ванкеля.

   Подобно тому, как форма камеры сгорания Ванкеля предотвращает преждевременное зажигание, она также приводит к неполному сгоранию воздушно-топливного заряда с выходом оставшихся несгоревших углеводородов в выхлоп. Сначала, когда производители автомобилей с поршневыми двигателями обращались к дорогостоящим каталитическим нейтрализаторам для полного окисления несгоревших углеводородов, Mazda смогла избежать этих затрат, парадоксальным образом обогащая воздушно-топливную смесь настолько, чтобы производить поток выхлопных газов, достаточно богатый углеводородами. фактически поддерживать полное сгорание в «тепловом реакторе» (просто увеличенная открытая камера в выпускном коллекторе) без необходимости в каталитическом нейтрализаторе, тем самым производя чистый выхлоп за счет некоторого дополнительного расхода топлива.

   Связанная с этим причина неожиданно плохой экономии топлива связана с неотъемлемым недостатком конструкции ротора Ванкеля при использовании обычного топлива. Некоторые исследования показали, что при высоких скоростях скорость увеличения объема камеры сгорания в моменты после воспламенения фактически опережает расширение горящего топлива. В результате на высоких скоростях из того же объема топлива извлекается меньше полезной энергии, поскольку выхлопу приходится тратить время и энергию, чтобы «догнать» ротор, прежде чем он сможет выполнить какую-либо работу.

   Типичный серийный двухроторный двигатель Ванкеля не использует подшипник между двумя роторами, что позволяет использовать цельный эксцентриковый вал. Этот компромисс позволяет удешевить производство за счет пиковых оборотов двигателя из-за изгиба эксцентрикового вала. В двигателях с более чем двумя роторами или двигателях с двумя гоночными роторами, предназначенных для использования на высоких оборотах, необходимо использовать составной эксцентриковый вал, позволяющий устанавливать дополнительные подшипники между роторами. Хотя этот подход действительно увеличивает сложность конструкции эксцентрикового вала, он успешно использовался некоторыми производителями автомобилей при производстве трехроторных двигателей, а также во многих гоночных двигателях мелкосерийного производства.

   Многие недостатки двигателя Ванкеля были устранены другим производителем. Выпускные окна, которые в более ранних роторных двигателях располагались в корпусах роторов, были перемещены в стороны от камеры сгорания. Такой подход позволил более раннему производителю устранить перекрытие отверстий впускного и выпускного отверстий, одновременно увеличив площадь выпускного отверстия. Расход топлива теперь находится в пределах нормальных пределов требований некоторых штатов по выбросам.

   авиадвигатели[]

   Превосходное соотношение мощности и веса двигателя Ванкеля, надежность и малая лобовая площадь делают его особенно подходящим для использования в авиационных двигателях. К ним проявляли большой интерес в этой роли в 1950-х годах, когда конструкция впервые стала широко известна, но именно в это же время почти вся промышленность перешла на реактивный двигатель, который, как многие считали, будет единственным используемым двигателем. в течение десятилетия. Ванкель страдал от отсутствия интереса, и когда позже стало ясно, что реактивный двигатель был слишком дорогим для всех ролей, мир авиации общего назначения уже настолько сократился, что денег на новые конструкции двигателей было мало. Тем не менее интерес к ним для малой авиации сохраняется.

   Aircraft Ванкели вернулись в последующие годы. Ни одно из их преимуществ не было потеряно по сравнению с другими двигателями, а внедрение более качественных материалов помогло решить проблему уплотнения наконечника (уплотнение вершины). Они все чаще используются в тех ролях, где важен их компактный размер и тихая работа, особенно в беспилотных летательных аппаратах или БПЛА. Многие компании и любители адаптируют роторные двигатели Mazda для использования в самолетах; другие, в том числе сама Wankel GmbH, производили роторные двигатели Ванкеля, предназначенные для этой цели.

   Другое применение[]

   Небольшие двигатели Ванкеля все чаще используются в других целях, например, в картингах, личных плавсредствах и вспомогательных силовых установках для самолетов. Некоторые использовали двигатель Ванкеля для моделей самолетов, производство которых практически не изменилось с 1970 года; даже с большим глушителем вся упаковка весит всего 13,4 унции (380 грамм).

   Простота Ванкеля делает его идеальным для двигателей мини, микро и микромини.

   Самый большой двигатель Ванкеля был доступен в версиях мощностью 550 л.с. (410 кВт) с одним ротором и мощностью 1100 л.с. (820 кВт) с двумя роторами, рабочим объемом 41 литр на ротор при диаметре ротора примерно один метр. Благодаря ограничению скорости вращения двигателя до 1200 об/мин и использованию природного газа в качестве топлива был выбран правильный выбор двигателей для привода насосов на газопроводах.

   Также было произведено ограниченное количество мотоциклов с двигателями Ванкеля.

   Помимо использования в двигателях внутреннего сгорания, базовая конструкция Ванкеля также использовалась для воздушных компрессоров и нагнетателей для двигателей внутреннего сгорания, но в этих случаях, хотя конструкция по-прежнему обеспечивает преимущества в надежности, основные преимущества конструкции Ванкеля по габаритам и массе над четырехтактным двигателем внутреннего сгорания значения не имеют. В конструкции, использующей нагнетатель Ванкеля на двигателе Ванкеля, нагнетатель в два раза больше двигателя!

   Пожалуй, самое экзотическое использование конструкции Ванкеля — система преднатяжителей ремней безопасности Volkswagen New Beetle. В этом автомобиле, когда датчики замедления обнаруживают возможную аварию, небольшие взрывные патроны срабатывают электрически, и образующийся сжатый газ подается в крошечные двигатели Ванкеля, которые вращаются, компенсируя провисание в системах ремней безопасности, надежно закрепляя водителя и пассажиров на сиденье. перед любым столкновением.

   См. также[]

   • Квазитурбина

   Ссылки[]

   • цитировать книгу | автор = Ямагути, Джек К. | title=Новая Mazda RX-7 и спортивные автомобили Mazda с роторным двигателем | издатель = св. Пресса Мартина, Нью-Йорк | год=1985 | идентификатор = ISBN 0312694563
   • цитировать в Интернете | title=Сборник производственных и экспериментальных данных двигателя Ванкеля | работа = Monito.