U mutore Wankel - u dispusitivu รจ u principiu di funziunamentu di a vittura RPD
Cuntenuti
Durante a storia di l'industria automobilistica, ci sรฒ state parechje soluzioni avanzate, i disegni di cumpunenti รจ assemblei sรฒ cambiati. Piรน di 30 anni fร , i tentativi attivi anu cuminciatu ร spustร u mutore di pistoni ร u latu, dendu u vantaghju ร u mutore ร pistoni rotativi Wankel. Tuttavia, ร causa di parechje circustanze, i motori rotanti รนn anu micca ricevutu u so dirittu ร a vita. Leghjite nantu ร tuttu questu quรฌ sottu.
Come si travaglia
U rotore hร una forma triangulare, cรน una forma cunvexa da ogni latu, chรฌ face da pistone. Ogni latu di u rotore hร scanalature speciali chรฌ furniscenu piรน spaziu per u mischiu carburante-aria, aumentendu cusรฌ a velocitร di funziunamentu di u mutore. A cima di i bordi hรจ dotata di un picculu deflettore di tenuta chรฌ facilita l'esecuzione di ogni battutu. Da i dui lati u rotore hรจ dotatu di anelli di tenuta chรฌ formanu u muru di e camere. U mezu di u rotore hรจ dutatu di denti, cรน l'aiutu di u quale u meccanisimu gira.
U principiu di funziunamentu di u mutore Wankel hรจ cumpletamente differente da quellu classicu, tuttavia, sรฒ uniti da un unicu prucessu custituitu da 4 tempi (aspirazione-compressione-travagliu corsa-scarico). U carburante entra in a prima camera furmata, hรจ cumpressu in a seconda, dopu u rotore gira รจ u mischju cumpressu hรจ accendutu da a candela, dopu chรฌ u mischju di travagliu gira u rotore รจ sorte ร u collettore di scaricu. U principale principiu distintivu hรจ chรฌ in un mutore ร pistone rotativu, a camera di travagliu รนn hรจ micca statica, ma hรจ furmata da u muvimentu di u rotore.
Dispositiu
Prima di capisce u dispusitivu, duvete cunnosce i cumpunenti principali di un mutore ร pistone rotativu. U mutore Wankel si compone di:
- alloghju stator;
- rotore;
- un inseme di ingranaggi;
- arburu eccรจntricu;
- candele (accensione รจ afterburning).
Un mutore rotativu hรจ una unitร di combustione interna. In questu mutore, tutti i 4 colpi di travagliu accadenu in piena, tuttavia, per ogni fase ci hรจ a so propria camera, chรฌ hรจ furmata da u rotore da u muvimentu rotativu.
Quandu l'accensione hรจ accesa, u starter gira u volante รจ u mutore parte. Girendu, u rotore, attraversu a corona di ingranaggi, trasmette u torque ร l'arburu eccentricu (per un mutore ร pistoni, questu hรจ un albero a camme).
U risultatu di u travagliu di u mutore Wankel deve esse a furmazione di pressione di u mischju di travagliu, furzendu i muvimenti di rotazione di u rotore ร ripete sempre รจ torna, trasmettendu u torque ร a trasmissione.
In questu mutore, cilindri, pistoni, albero motore cun bielle rimpiazzanu l'intera carcassa stator cรน un rotore. Grazie ร questu, u voluminu di u mutore hรจ statu significativamente ridottu, mentre chรฌ a putenza hรจ parechje volte superiore ร quella di u mutore classicu cรน un meccanismu di manivella, cรน u stessu voluminu. Stu cuncepimentu hร una scatula di ingranaggi alta ancu per via di poche perdite di attritu.
A propositu, a velocitร di funziunamentu di u mutore pรฒ supera i 7000 giri / min, mentre i motori Mazda Wankel (per eventi sportivi) anu rivoluzioni superiori ร 10000 giri / min.
cuncezzione
Unu di i vantaghji principali di sta unitร hรจ a so compattezza รจ u pesu piรน liggeru cumparatu cรน i motori classici di uguali dimensione. U layout permette di riduce significativamente u centru di gravitร , รจ questu affetta favorevolmente a stabilitร รจ a nitidezza di u cuntrollu. I picculi aerei, e vitture sportive รจ i veiculi motori anu utilizatu รจ anu sempre aduprร stu vantaghju.
ะััะพัะธั
A storia di l'urigine รจ di a diffusione di u mutore Wankel vi permetterร di capisce megliu perchรจ era u megliu mutore in i so tempi, รจ perchรจ hรจ statu abbandunatu oghje.
Primi sviluppi
In u 1951, a cumpagnia tedesca NSU Motorenwerke hร sviluppatu dui mutori: u primu - da Felix Wankel, sottu u nome DKM, รจ u sicondu - KKM di Hans Paschke (basatu nantu ร u sviluppu di Wankel).
A basa di u funziunamentu di l'unitร Wankel era a rotazione separata di u corpu รจ di u rotore, per via di ciรฒ chรฌ e rivoluzioni operative ghjunghjenu ร 17000 per minutu. L'inconveniente era chรฌ u mutore avia da esse smuntatu per rimpiazzร e candele. Ma u mutore KKM avia un corpu fissu รจ u so cuncepimentu era assai piรน simplice chรจ u prototipu principale.
Licenze emesse
In u 1960, NSU Motorenwerke hร firmatu un accordu cรน a sucietร manifatturera americana Curtiss-Wright Corporation. U cuntrattu era per ingegneri tedeschi per fucalizza nantu ร u sviluppu di picculi motori ร pistoni rotativi per veiculi leggeri, mentre l'Americanu Curtis-Wright era impegnatu in u sviluppu di i motori di aerei. L'ingegnere meccanicu tedescu Max Bentele hรจ statu ancu assuntu cum'รจ designer.
A grande magiuritร di i pruduttori mundiali di vitture, cumpresi Citroen, Porsche, Ford, Nissan, GM, Mazda รจ assai altri. In u 1959, a sucietร americana hร introduttu una versione migliurata di u mutore Wankel, รจ un annu dopu u britannicu Rolls Royce hร mustratu u so mutore ร pistoni rotanti diesel in duie tappe.
Intantu, certi pruduttori europei anu cuminciatu ร pruvร ร equipร e vitture cรน novi motori, ma micca tutti anu trovu a so applicazione: GM hร rifiutatu, Citroen hรจ statu fissatu ร sviluppร un mutore cรน contra-pistoni per aerei, รจ Mercedes-Benz hร stallatu un mutore ร pistoni rotanti. in u mudellu sperimentale C 111.
In u 1961, in l'Unione Soviรจtica, NAMI, cรน l'altri istituti di ricerca, anu iniziatu u sviluppu di u mutore Wankel. Parechje opzioni sรฒ state disignate, una di elle hร trovu a so applicazione in a vittura VAZ-2105 per u KGB. U numeru esattu di mutori assemblati hรจ scunnisciutu, ma รนn supera micca parechje decine.
In modu, anni dopu, solu a cumpagnia di l'automobile Mazda hร veramente truvatu l'usu di un mutore di pistoni rotanti. Un esempiu impressiunanti di questu hรจ u mudellu RX-8.
Sviluppi di moto
In Gran Bretagna, u fabricatore di motociclette Norton Motorcycles hร sviluppatu u mutore ร pistoni rotativi raffreddati ร aria Sachs per i veiculi ร motore. Pudete amparร di piรน nantu ร u sviluppu leggendu nantu ร a moto Hercules W-2000.
Suzuki รนn hรจ micca stata da parte, รจ hร ancu liberatu a so propria moto. Tuttavia, l'ingegneri anu elaboratu accuratamente a cuncezzione di u mutore, anu adupratu un ferro legatu, chรฌ hร aumentatu significativamente a fiducia รจ a vita di serviziu di l'unitร .
Sviluppi per e vitture
Dopu avรจ firmatu un cuntrattu di ricerca trร Mazda รจ NSU, e cumpagnie anu cuminciatu ร competere per u campiunatu in a produzzione di a prima vittura cรน una unitร Wankel. Di conseguenza, in 1964, NSU hร introduttu a so prima vittura, a NSU Spider, in risposta, Mazda hร presentatu un prototipu di motori 2 รจ 4 rotori. Dopu ร 3 anni, NSU Motorenwerke hร liberatu u mudellu Ro 80, ma hร ricevutu assai critichi negativi per via di numerosi fiaschi nant'ร u fondu di un cuncepimentu imperfettu. Stu prublema รนn hรจ statu risoltu finu ร u 1972 รจ a cumpagnia dopu ร 7 anni hรจ stata assorbita da Audi, รจ i mutori Wankel avianu dighjร guadagnatu un cattivu nome.
U fabbricante giapponese Mazda hร annunziatu chรฌ i so ingegneri anu risoltu u prublema di sigillร a cima (per a tenuta trร e camere), anu cuminciatu ร aduprร i mutori micca solu in e vitture sportive, ma ancu in i veiculi cummerciali. Par la via, i patroni di Cars Mazda cรน un mutore rotary nutari la risposta altu throttle รจ elasticity di u mutore.
Mazda hร dopu abbandunatu l'introduzione massiccia di u mutore avanzatu, installendulu solu nantu ร i mudelli RX-7 รจ RX-8. Per u RX-8, hรจ statu cuncipitu u mutore Renesis, chรฌ hรจ statu migliuratu in parechje manere, vale ร dรฌ:
- spurghi di scarichi spiazzati per migliurร a purga, chรฌ hร aumentatu significativamente a putenza;
- hร aghjuntu alcune parti ceramiche per prevene a distorsione termica;
- sistema di gestione di u mutore elettronicu ben pensatu;
- a prisenza di duie candele (principale รจ per afterburner);
- aghjuntu di una giacca d'acqua per eliminร i depositi di carbonu in l'usciu.
Di conseguenza, hรจ statu ottenutu un mutore compattu cun un vulume di 1.3 litri รจ una putenza di circa 231 CV.
vantaghji
I vantaghji principali di un mutore ร pistone rotativu:
- U so pocu pesu รจ dimensioni, chรฌ influenzanu direttamente a basa di u cuncepimentu di u veiculu. Stu fattore hรจ impurtante quandu cuncepisce una vittura sportiva cun un centru di gravitร bassu.
- Meno dettagli. Questu permette micca solu di riduce i costi di mantenimentu di u mutore, ma dinรฒ di riduce e perdite di putenza per u muvimentu o a rotazione di e parti cunnesse. Stu fattore hร influenzatu direttamente l'alta efficienza.
- Cรน u stessu vulume chรฌ un mutore ร pistoni classicu, a putenza di un mutore ร pistone rotativu hรจ 2-3 volte superiore.
- Lisciuitร รจ elasticitร di u travagliu, assenza di vibrazioni tangibili per via di u fattu chรฌ รนn ci sรฒ micca muvimenti reciprocanti di e unitร principali.
- U mutore pรฒ esse alimentatu da benzina ร bassu ottanu.
- A larga gamma di velocitร operativa permette l'usu di una trasmissione cรน ingranaggi piรน corti, chรฌ hรจ estremamente cunveniente per e condizioni urbane.
- U "scaffale" di coppia hรจ furnitu per โ di un ciclu, รจ micca per un quartu, cum'รจ in u mutore Otto.
- L'oliu di u mutore รนn hรจ praticamente micca contaminatu, l'intervallu di drenu hรจ assai piรน largu. Quรฌ, l'oliu รนn hรจ micca sottumessu ร a combustione, cum'รจ in i motori ร pistoni, stu prucessu si faci attraversu l'anelli.
- รn ci hรจ micca detunazione.
A propositu, hรจ statu dimustratu chรฌ ancu se stu mutore hรจ in traccia di risorsa, cunsuma assai oliu, funziona ร poca compressione, a so putenza diminuirร leggermente. Hรจ sta dignitร chรฌ m'hร subornatu ร l'installazione di un mutore ร pistone rotativu in aviรฒ.
Insemi cรน i vantaghji impressiunanti, ci sรฒ ancu svantaghji chรฌ impediscenu ร u mutore ร pistoni rotanti avanzati di ghjunghje ร e massi.
shortcomings
- U prucessu di combustione รนn hรจ micca abbastanza efficace, per via di ciรฒ u consumu di carburante aumenta รจ i standard di tossicitร si deterioranu. U prublema hรจ parzialmente risoltu da a presenza di una seconda scintilla, chรฌ brusta u mischju di travagliu.
- Alta cunsumazione d'oliu. U svantaghju hรจ dovutu ร u fattu chรฌ i motori Wankel sรฒ eccessivamente lubrificati, รจ in certi lochi, ร volte, l'oliu pรฒ brusgiร . Ci hรจ un eccessu di oliu in e zone di combustione, chรฌ porta ร a furmazione di carbonu. Anu pruvatu ร trattร stu prublema installendu tubi "calori" chรฌ migliuranu u trasferimentu di calore รจ uguale a temperatura di l'oliu in tuttu u mutore.
- Difficultร ร riparร . Micca tutti i spezialisti sรฒ pronti ร affruntร prufessionalmente a riparazione di un mutore Wankel. Strutturalmente, l'unitร รนn hรจ micca piรน cumplicata di un mutore classicu, ma ci sรฒ assai sfumature, chรฌ a mancanza di osservanza cunducerร ร un fallimentu precoce di u mutore. A questu aghjustemu u costu elevatu di e riparazioni.
- Risorsa bassa. Per i pruprietarii di Mazda RX-8, un chilometraghju di 80 km significa chรฌ hรจ ora di fร una revisione maiรฒ. Sfurtunatamente, tale cumpatibilitร รจ alta efficienza devenu esse pagate cรน riparazioni costose รจ cumplesse ogni 000-80 mila chilometri.
Dumande รจ risposte:
Chรฌ ci hรจ a diffarenza trร un mutore rotativu รจ un mutore ร pistone? รn ci hรจ micca pistoni in un mutore rotativu, chรฌ significa chรฌ i movimenti reciprocanti รนn sรฒ micca usati per rotร l'arburu di u mutore di combustione interna - u rotore gira immediatamente in questu.
Chรฌ ghjรจ un mutore rotativu in una vittura? Questa hรจ una unitร termale (travaglia per a combustione di una mistura aria-carburante), solu utilizeghja un rotore rotativu, nantu ร quale hรจ stallatu un arbre, chรฌ vร ร a scatula di trasmissione.
Perchรจ un mutore rotativu hรจ cusรฌ male? U principale svantaghju di un mutore rotativu hรจ una risorsa di travagliu assai chjuca per via di l'usura rapida di i sigilli trร e camere di combustione di l'unitร (l'angolo di travagliu hรจ in constantemente cambiante รจ a temperatura constantemente scende).