Motor rotativo: princípio de funcionamento, características

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificação: 2024-02-19 18:18

O motor é a base de qualquer veículo. Sem ele, o movimento do carro é impossível. No momento, os mais comuns são os motores de combustão interna de pistão. Se falamos da maioria dos carros de cross-country, são motores de combustão interna de quatro cilindros em linha. No entanto, existem carros com esses motores, onde o pistão clássico está ausente em princípio. Esses motores possuem um dispositivo e um princípio de operação completamente diferentes. Eles são chamados de motores rotativos de combustão interna. Quais são essas unidades, quais são suas características, prós e contras? Considere em nosso artigo de hoje.

Característica

Um motor rotativo é um dos tipos de motores de combustão interna térmica. Pela primeira vez, um motor desse tipo foi desenvolvido no distante século 19. Hoje, um motor rotativo é usado no Mazda RX-8 e em alguns outros carros esportivos. Tal motor tem uma característica chave - não tem movimentos alternativos, como em um motor convencional de combustão interna.

Aqui é feita a rotaçãorotor triangular especial. Ele está em um prédio especial. Um esquema semelhante foi praticado nos anos 50 do século passado pela empresa alemã NSU. O autor de tal motor de combustão interna foi Felix Wankel. É de acordo com seu esquema que todos os motores rotativos modernos são produzidos (o Mazda RX não é exceção).

Dispositivo

O design da unidade de potência inclui:

• Caixa.
• Eixo de saída.
• Rotor.

O gabinete em si é a principal câmara de trabalho. Em um motor rotativo, tem uma forma oval. Um design tão incomum da câmara de combustão é devido ao uso de um rotor triédrico. Assim, ao entrar em contato com as paredes, formam-se contornos fechados isolados. É neles que são realizados os ciclos de trabalho do motor de combustão interna. Isto é:

• Entrada.
• Compressão.
• Ignição e curso de trabalho.
• Lançamento.

Entre as características de um motor rotativo de combustão interna, vale destacar a ausência de válvulas clássicas de admissão e escape. Em vez disso, são usados orifícios especiais. Eles estão localizados nas laterais da câmara de combustão. Esses orifícios são conectados diretamente ao sistema de exaustão e ao sistema de energia.

Rotor

A base do projeto da usina deste tipo é o rotor. Ele desempenha a função de pistões neste motor. No entanto, o rotor está em uma única cópia, enquanto os pistões podem ser de três a doze ou mais. A forma deste elemento se assemelha a um triângulo com bordas arredondadas.

Tais arestas são necessáriaspara uma vedação mais hermética e de alta qualidade da câmara de combustão. Isso garante a combustão adequada da mistura de combustível. Placas especiais estão localizadas na parte superior da face e nas laterais. Atuam como anéis de compressão. O rotor também contém dentes. Servem para girar o acionamento, que também aciona o eixo de saída. Falaremos sobre a nomeação deste último abaixo.

Val

Como tal, não há virabrequim em um motor de pistão rotativo. Em vez disso, um elemento de saída é usado. Em relação ao seu centro existem saliências especiais (cams). Eles estão localizados de forma assimétrica. O torque do rotor, que é transmitido ao came, faz com que o eixo gire em torno de seu eixo. Isso cria a energia necessária para mover as unidades e as rodas do carro.

Batidas

Qual é o princípio de funcionamento de um motor rotativo? O algoritmo de ação, apesar de ciclos semelhantes com um motor a pistão, é diferente. Assim, o início do ciclo ocorre quando uma das extremidades do rotor passa pelo canal de entrada da carcaça do motor de combustão interna. No momento, sob a ação do vácuo, uma mistura combustível é sugada para dentro da câmara. Com mais rotação do rotor, ocorre o curso de compressão da mistura. Isso acontece quando a outra extremidade passa pela entrada. A pressão da mistura aumenta gradualmente. Ele eventualmente acende. Mas não se inflama pela força de compressão, mas pela faísca de uma vela de ignição. Depois disso, o ciclo de trabalho do curso do rotor começa.

Como a câmara de combustão em tal motor tem uma forma oval, é aconselhável usar duas velas no projeto. Isso permite que você acenda rapidamente a mistura. Assim, a frente de chama se espalha de forma mais uniforme. A propósito, duas velas por câmara de combustão também podem ser usadas em um motor de combustão interna de pistão convencional (esse design é extremamente raro). No entanto, para um motor rotativo, isso é obrigatório.

Após a ignição, uma alta pressão de gases é formada na câmara. A força é tão grande que permite que o rotor gire no excêntrico. Isso contribui para a geração de torque no eixo de saída. À medida que o topo do rotor se aproxima da saída, a força e a pressão da energia dos gases são reduzidas. Eles correm espontaneamente para o canal de saída. Depois que a câmera estiver completamente livre deles, um novo processo será iniciado. O motor rotativo começa novamente com o curso de admissão, compressão, ignição e, em seguida, o curso de potência.

Sobre o sistema de lubrificação e nutrição

Esta unidade não possui diferenças no sistema de abastecimento de combustível. Ele também usa uma bomba submersível que fornece gasolina sob pressão do tanque. Mas o sistema de lubrificação tem suas próprias características. Assim, o óleo para as partes de atrito do motor é alimentado diretamente na câmara de combustão. Um furo especial é fornecido para lubrificação. Mas surge a pergunta: para onde vai o óleo se entrar na câmara de combustão? Aqui, o princípio de operação é semelhante a um motor de dois tempos. A graxa entra na câmara e queima com gasolina. Este esquema de operação é usado em todos os motores de palhetas rotativas, incluindo motores a pistão. Devido ao design especial do sistema de lubrificação, esses motores não podem atenderregulamentos ambientais. Esta é uma das várias razões pelas quais os motores rotativos não são usados comercialmente no VAZ e em outros modelos de carros. No entanto, primeiro observamos as vantagens do RPD.

Pros

Há muitas vantagens neste tipo de motor. Em primeiro lugar, este motor tem um pequeno peso e tamanho. Isso permite economizar espaço no compartimento do motor e colocar o motor de combustão interna em qualquer carro. Além disso, o baixo peso contribui para uma distribuição de peso mais correta do carro. Afinal, a maior parte da massa dos carros com motores clássicos de combustão interna está concentrada na frente da carroceria.

Em segundo lugar, o motor de pistão rotativo tem uma alta densidade de potência. Comparado aos motores clássicos, esse número é uma vez e meia a duas vezes maior. Além disso, o motor rotativo possui uma prateleira de torque mais ampla. Ele está disponível quase em marcha lenta, enquanto os motores convencionais de combustão interna precisam ser girados até quatro a cinco mil. By the way, um motor rotativo é muito mais fácil de ganhar alta velocidade. Esta é outra vantagem.

Em terceiro lugar, tal motor tem um design mais simples. Não há válvulas, nem molas, nem mecanismo de manivela como um todo. Ao mesmo tempo, não existe um sistema usual de distribuição de gás com correia e árvore de cames. É a ausência de KShM que contribui para um conjunto mais fácil de revoluções por um motor de combustão interna rotativo. Esse motor gira de oito a dez mil em uma fração de segundo. Bem, outra vantagem é a menor propensão a detonar.

Contras

Agora vamos falar sobre as desvantagens devido ao uso de rotativasmotores tornaram-se limitados. O primeiro menos são os altos requisitos para a qualidade do óleo. Embora o motor funcione como dois tempos, você não pode preencher “água mineral” barata aqui. As peças e mecanismos da unidade de energia são submetidos a cargas significativas, portanto, para economizar o recurso, é necessário um filme de óleo denso entre os pares de atrito. A propósito, o cronograma de troca de óleo é de seis mil quilômetros.

A próxima desvantagem diz respeito ao rápido desgaste dos elementos de vedação do rotor. Isto é devido ao pequeno patch de contato. Devido ao desgaste dos elementos de vedação, uma alta pressão diferencial é formada. Isso tem um impacto negativo no desempenho do motor rotativo e no consumo de óleo (e consequentemente no desempenho ambiental).

Enumerando as deficiências, vale mencionar o consumo de combustível. Comparado a um motor cilindro-pistão, um motor rotativo não apresenta eficiência de combustível, principalmente em velocidades médias e baixas. Um exemplo marcante disso é o Mazda RX-8. Com um volume de 1,3 litros, este motor consome pelo menos 15 litros de gasolina por cem. Notavelmente, em altas velocidades do rotor, a maior eficiência de combustível é alcançada.

Além disso, os motores rotativos são propensos ao superaquecimento. Isto é devido à forma lenticular especial da câmara de combustão. Ele não remove bem o calor em comparação com um esférico (como nos motores convencionais de combustão interna), portanto, durante a operação, você deve sempre monitorar o sensor de temperatura. Em caso de superaquecimento, o rotor é deformado. Ao trabalhar, formará arranhões significativos. Como resultado, o recurso motor se aproximará do fim.

Apesar do design simples e da f alta de um mecanismo de manivela, este motor é difícil de reparar. Esses motores são muito raros e poucos artesãos têm experiência com eles. Portanto, muitos serviços de automóveis se recusam a "capitalizar" esses motores. E aqueles que estão envolvidos em rotores pedem quantias fabulosas de dinheiro por isso. Você tem que pagar ou instalar um novo motor. Mas isso não é garantia de um alto recurso. Esses motores atendem no máximo 100 mil quilômetros (mesmo com operação moderada e manutenção oportuna). E os motores Mazda RX-8 não foram exceção.

motor rotativo VAZ

Todo mundo sabe que esses motores foram usados pelo fabricante japonês Mazda em seus anos. No entanto, poucas pessoas sabem que o RPD também foi usado na União Soviética no VAZ Classic. Tal motor foi desenvolvido por ordem do ministério para serviços especiais. O VAZ-21079, equipado com esse motor, era um análogo do famoso "Volga-catch-up" preto com um motor de oito cilindros.

O desenvolvimento de um motor de pistão rotativo para o VAZ começou em meados dos anos 70. A tarefa não foi fácil - criar um motor rotativo que superasse o tradicional motor de combustão interna de pistão em todos os aspectos. O desenvolvimento de uma nova unidade de energia foi realizado por especialistas das empresas de aviação Samara. O chefe do departamento de montagem e design era Boris Sidorovich Pospelov.

O desenvolvimento de unidades de potência ocorreu simultaneamente com o estudo de motores rotativos de modelos estrangeiros. As primeiras cópias não diferiram em alto desempenho e não entraram na série. Alguns anos depois, várias variantes do RPD para o VAZ clássico foram criadas. O motor VAZ-311 foi reconhecido como o melhor deles. Este motor tinha os mesmos parâmetros geométricos do motor 1ZV japonês. A potência máxima da unidade era de 70 cavalos de potência. Apesar da imperfeição do projeto, a administração decidiu liberar o primeiro lote industrial de RPDs, que foram instalados nos veículos oficiais VAZ-2101. No entanto, muitas deficiências foram logo descobertas: o motor gerou uma onda de reclamações, um escândalo eclodiu e o número de funcionários do escritório de design foi significativamente reduzido. Devido a avarias frequentes, o primeiro motor rotativo VAZ-311 foi descontinuado.

Mas a história do RPD soviético não terminou aí. Nos anos 80, os engenheiros ainda conseguiram criar um motor rotativo que superava significativamente as características de um motor de combustão interna de pistão. Então, era um motor rotativo VAZ-4132. A unidade desenvolveu uma potência de 120 cavalos de potência. Isso deu ao VAZ-2105 excelente desempenho dinâmico. Com este motor, o carro acelerou para centenas em 9 segundos. E a velocidade máxima do "catch-up" foi de 180 quilômetros por hora. Entre as principais vantagens, destacam-se o alto torque do motor, disponível em todas as faixas de rotação e a alta potência do litro, que foi alcançada sem nenhum impulso.

Na década de 90, a AvtoVAZ começou a desenvolver um novo motor rotativo, que deveria ser instalado no "nove". Assim, em 1994m ano, uma nova unidade de energia VAZ-415 nasceu. O motor tinha um volume de trabalho de 1300 centímetros cúbicos e duas câmaras de combustão. a taxa de compressão de cada um era de 9,4. Esta usina é capaz de girar até dez mil revoluções. Ao mesmo tempo, o motor foi distinguido pelo baixo consumo de combustível. Em média, a unidade consumiu 13-14 litros por cem no ciclo combinado (este é um bom indicador para um antigo motor de combustão interna rotativo para os padrões atuais). Ao mesmo tempo, o motor foi distinguido por um baixo peso em ordem de marcha. Sem anexos, ele pesava apenas 113 quilos.

O consumo de óleo do motor VAZ-415 é 0,6% do consumo específico de combustível. O recurso do motor de combustão interna antes da revisão é de 125 mil quilômetros. O motor, instalado no "nove", apresentou boas características dinâmicas. Assim, a aceleração para centenas levou apenas nove segundos. E a velocidade máxima é de 190 quilômetros por hora. Havia também amostras experimentais do VAZ-2108 com motor rotativo. Graças ao seu peso mais leve, o "oito" rotativo acelerou para centenas em apenas oito segundos. E a velocidade máxima durante os testes foi de 200 quilômetros por hora. No entanto, esses motores nunca entraram na série. Você também não pode encontrá-los no mercado secundário e nas desmontagens.

Resumindo

Então, descobrimos o que é um motor rotativo. Como você pode ver, este é um desenvolvimento muito interessante que visa obter a máxima eficiência e potência. No entanto, devido ao seu design, os mecanismos do rotor se desgastaram rapidamente. Isso afetou o recurso do mecanismo. AtéRPD japonês não é mais de cem mil quilômetros. Além disso, esses motores têm altos requisitos de lubrificantes e não podem atender aos padrões ambientais modernos. Portanto, os motores de combustão interna de pistão rotativo não se tornaram particularmente populares na indústria automotiva.