Pöördmootorid: tööpõhimõte, ressurss ja omadused

Rootormootor (RPD ehk rotary kolbmootor) on erinevalt traditsioonilisest kolb-ICE-st disaini poolest lihtsam. Samuti on seda tüüpi elektrijaamadel suurem kasutegur. Sellest tulenevalt on isegi väikese töömahu korral sellise mootori “tagasitõuge” üsna suur. 

Samal ajal ei kasutata RPD-d autotööstuses laialdaselt. Kahjuks on seadmel isegi kõigi eeliste juures mitmeid puudusi. Järgmisena vaatleme, kuidas pöörlev mootor töötab ja kuidas see töötab, samuti selle tugevaid ja nõrku külgi.

Artikli sisu

• Rootormootor: RPD seade ja tööpõhimõte
• Pöörleva mootori disainifunktsioonid
• Rootormootori puudused
• Näpunäiteid ja nippe
• Summeerida

Rootormootor: RPD seade ja tööpõhimõte

Niisiis, rootormootor, mida selle looja auks kutsutakse ka Wankeli mootoriks, on üsna omaette sisepõlemismootori tüüp. Samal ajal paigaldati seda tüüpi mootor erinevatele autodele (näiteks VAZ-i pöörlev mootor, Mazda pöörlev mootor jne), kuid just Mazda populariseeris seadet tänu Mazda RX-ile suuremal määral. -8 13B-MSP pöörleva mootoriga sportauto.

Lühidalt, tavalises kolbmootoris muundatakse silindrites kütuse põlemisel tekkiv energia mahuka kolvirühma abil edasi-tagasi liikumiseks, misjärel muudetakse see edasi pöörlevaks liikumiseks (väntvõlli pöörlemine).

Pöördmootoris pole omakorda CPG-d, energia muundamine toimub tegelikult "otse", st praktiliselt ilma kadudeta. Muidugi on Mazda rootormootorist saanud üsna võimas "süda", millel on silmapaistvad jõudlused.

Tähelepanuväärne on see, et ainult 1,3-liitrise töömahuga (13B-MSP) bensiiniatmosfääri pöörlev mootor, millel oli 2 rootorit sektsioonide kujul, andis välja 192 hobujõudu. Samal ajal võimaldas selle sundversioon eemaldada juba 231 "hobust".

• Kui arvestada disaini, sai mootor 5 juhtumit, mille tulemusena moodustus 2 kambrit. Need kambrid, nagu silindrid, on ette nähtud kütuse-õhu segu põletamiseks. Kütuse põlemise energia paneb pöörlema ​​rootorid, mis on paigaldatud ekstsentrilisele võllile, mis meenutab tavapärase sisepõlemismootori väntvõlli.

Samal ajal on rootori liikumine keeruline, kuna rootor ei pöörle, vaid tegelikult "veereb" oma sisemise käiguga ümber statsionaarse käigu, mis on kinnitatud kambri ühe külgseina keskele. Ekstsentrivõll ise läbib kõik korpused ja statsionaarsed käigud. Rootori pöörlemine, täpsemalt selle pöörlev liikumine, toimub nii, et 1 pöörde jaoks on ekstsentrivõlli 3 pööret.

Tähelepanuväärne on ka see, et kuigi rootormootoril on ka sisse-, surve-, jõutakti- ja väljalasketsüklid, on ajastusmehhanism võimalikult lihtne. Puudub gaasijaotusmehhanismi ajam, nukkvõllid, samuti ventiilid ise.

Kõik vajalikud funktsioonid on teostatud läbi sisse- ja väljalaskeakende, mis on tehtud külgseintesse. Tegelikult avab ja sulgeb rootor need aknad, kui see pöörleb. Selguse huvides vaatame ühe sektsiooniga agregaadi näitel pöördmootori tööpõhimõtet.

• Niisiis moodustavad rootori küljed koos korpuse seintega tööõõnsuse. Kui mootori rootor on algasendis, on õõnsuse maht väike (see on sisselasketakti algus). Lisaks avab rootor pöörlemisel sisselaskeaknad, mille tulemusena siseneb töötav kütusesegu kambrisse. Kui õõnsus saavutab maksimaalse mahu, sulgeb rootor sisselaskeavad, mille järel algab survekäik (õõnsus hakkab vähenema).

Sel hetkel, kui õõnsuse maht on küünlast tekkiva sädeme tõttu taas minimaalne, süttib segu ja algab töötsükkel. Lisaks pöörab kütuse põlemise energia rootorit, mille järel rootor liigub asendisse, kus väljalaskeaknad avanevad (heitgaasid eralduvad). Pärast vabastamist kordub kogu tsükkel.

Teised õõnsused töötavad täpselt samamoodi. Võttes arvesse asjaolu, et õõnsusi on 3, toimub ühe rootori pöördega 3 töötsüklit. Pealegi pöörleb ekstsentriline võll 3 korda kiiremini kui rootor. Tulemuseks on üks töötsükkel ühe sektsiooniga mootorivõlli pöörde kohta. On üsna ilmne, et ühe silindriga kolb-neljataktilise sisepõlemismootori suhe on 2 korda väiksem kui pöörleva mootoriga.

Selgub, et kui võrrelda löökide arvu võlli pöörde kohta, siis kahesektsiooniline 13B-MSP meenutab tavalist 4-silindrilist kolbmootorit, kuid 1,3-liitrise töömahuga on mootor sama võimas kui kolviüksus, mille maht on veidi üle 2,5 liitri. Lisame veel, et pöördmootoril on palju suurem löögikindlus, mis võimaldab muuta selle mootori vesinikmootoriks.

Pöörleva mootori disainifunktsioonid

Kuigi pöördmootoril on vähem konstruktsiooniosi, on selle tööpõhimõte mõnevõrra keerulisem. Samuti kasutatakse pöörleva mootori seadmes erinevatest materjalidest (malm, alumiinium) elemente. Samuti on olemas spetsiaalsed katted (näiteks kroom).

Staatoritel (rootori korpustel) on alumiiniumkorpusesse integreeritud spetsiaalsed terasest metallist sisestused. Tegelikult näeb staator välja rohkem nagu lihvitud hülsiga silinder. Külgkorpused on omakorda malmist, neil on sisse- ja väljalaskeaknad. Äärmuslike staatorite külge on kinnitatud hammasrattad.

Rootor ise on kergest malmist valmistatud kolb ja ühendusvarras. Rootori mõlemal küljel on tiheduse säilitamiseks põlemiskamber ja tihendid. Rootori siseosas on rootori laager, mis meenutab väntvõlli vooderdust.

• Traditsioonilise sisepõlemismootori tavapärasel kolvil on 3 rõngast – paar surverõngaid ja õlikaabitsa rõngas. Rootoril on omakorda tipud (rootori ülaosa tihendid). Tipud mängivad surverõngaste rolli. Need elemendid surutakse vedruga vastu staatori seina, samuti surutakse need tsentrifugaaljõu toimel.

Teise surverõngaste rihma funktsiooni täidavad külgmised ja nurgatihendid. Neid surutakse ka vedrudega. Need küljetihendid on valmistatud paagutatud metallist, nurgatihendid aga malmist. Lisaks on isolatsiooniks tihendid, et heitgaasid ei satuks sisselaskeakendesse läbi pilude, mis tekivad vastavalt rootori enda ja külgkorpuse vahele.

Rootori mõlemal küljel on spetsiaalsed õlitihendid (sarnaselt õlikaabitsrõngastele), mis hoiavad õli sisenemas rootori sisemisse õõnsusse jahutamiseks.

Muide, pöörleva sisepõlemismootori määrimissüsteem on keeruline, see sisaldab nii õlijahutusradiaatorit kui ka tervet rühma mitut tüüpi õliotsikuid. Düüsid on rootorite jahutamiseks integreeritud ekstsentrivõlli, samuti paigaldatakse need staatoritesse.

Tööõõnde juhitakse ka õli, mis seguneb põleva seguga ja põleb koos kütusepaagiga ära. Tegelikult on pöörlev mootor õli kvaliteedi suhtes väga nõudlik. Kui lisate vale määrdeaine, siis seade koksis, toimub detonatsioon jne.

Lisame veel, et toitesüsteem on lihtne, otsikuid on mitu (paar düüsid sisselaskeakende ees, samuti sisselaskekollektoris). Süütamiseks kasutatakse rootori kohta kahte küünalt. Seda tehakse tänu sellele, et põlemiskambrid ise osutusid pikaks. Selle tulemusena kasutatakse segu ühtlase ja täieliku põlemise saavutamiseks kahte küünalt ja nende elektroodid on erinevad. Küünalde vahetamisel on oluline sellele tähelepanu pöörata.

Rootormootori puudused

Müügi alguses oli pöörlev Mazda aktiivne nõudlus, kuna auto meelitas autojuhte oma ebatavalise ja võimsa mootoriga (eriti sundversioonid võimsusega umbes 500 hj). Kuid veidi hiljem seisid omanikud juba suhteliselt lühikestel sõitudel silmitsi seda tüüpi sisepõlemismootorite esimeste probleemide ja puudustega.

Peamisteks puudusteks on 13B-MSP rootormootori suur kütusekulu ja suhteliselt väike ressurss. Ideaalsetes tingimustes on seda tüüpi elektrijaam võimeline jõudma umbes 100 tuhande kilomeetrini. Mis puutub tegelikku töösse, siis sageli lagunesid mootorid juba 50–60 tuhande km võrra. jooksma.

Rootori tihendid lähevad tavaliselt esimesena üles. Põhjus on üsna ilmne, kuna tihendid on suure koormuse all ja lähevad väga kuumaks. Tunda annab ka detonatsioon, ekstsentrivõlli laagrite, rootorite kulumine jne.

• Tähelepanuväärne on see, et esimesena loobuvad tipud (tihendid otstes), samas kui külgmised tihendid lähevad palju kauemaks. Tippude, aga ka nende kinnituspunktide rootorile kulumise tagajärjel langeb surve mootoris, tihendite nurgad võivad maha kukkuda, kahjustades staatori pindu.

Samuti tuleb märkida ekstsentrivõlli peamiste laagrite kiiret riket. Arvestades asjaolu, et võll pöörleb 3 korda kiiremini kui rootorid, on rootorid staatori seinte suhtes mõnevõrra nihkunud ja rootorite tipud tuleb alati eemaldada seintest samal kaugusel.

Samuti soovitame lugeda artiklit selle kohta, mis on hübriidauto mootor. Sellest artiklist saate teada, kuidas hübriidmootor on konstrueeritud ja töötab, ning ka seda, mida peate hübriidmootori kohta teadma enne seda tüüpi jõujaamaga auto ostmist.

Selle tulemusena tekib tipunurkade väljalangemisel staatori pinnale paratamatult hõõrdumine. Samal ajal on pöörleva mootori diagnostika väga keeruline, kuna erinevalt tavalisest mootorist ei koputa pöörlev mootor vooderdiste kulumise korral.

Paralleelselt märgime, et selle mootori ülelaadimisega versioonidel põhjustab seadme töötamine lahja seguga tipu ülekuumenemist. Lisaks painutab tippu vajutav vedru seda lihtsalt ja kokkusurumine väheneb oluliselt. Isegi sunnitud (pöörleva ülelaadimisega mootoreid) iseloomustab kere ebaühtlane kuumenemine.

Sisepõlemismootori ülemises osas, kus toimuvad sisselaske- ja survetaktid, on külmem. Samal ajal soojeneb alumine osa, kus toimub segu põlemisprotsess ja kuumade gaaside eraldumine, palju tugevamalt. Tulemuseks on sundversioonide kere deformatsioon.

• Samuti märgime, et määrimissüsteemi probleemid ilmnesid ka eraldi. Praktikas määrduvad staatori õlijoad sageli ja lakkavad töötamast. Samal ajal ei ole võimalik düüside klappe loputada, see tähendab, et on vaja välja vahetada. Kui probleemi ei tuvastatud õigeaegselt, põhjustab õlinälg pöördmootori mitmete elementide tõsist kulumist.

Samas on kõigil juhtudel ja põhjusest sõltumata staatori taastamine praktikas praktiliselt võimatu, samuti tuleb tähele panna, et remondivaruosi pole. See tähendab, et kui staator on kahjustatud, on mootori remontimine väga keeruline ja kulukas. Sama kehtib ka rootori kohta. Kui tippude sooned on kahjustatud, on detaili peaaegu võimatu parandada.

Kõik see tähendab, et mootor on tegelikult "ühekordne" ja seda pole võimalik kvalitatiivselt parandada. Ainus väljapääs on uue mootori ostmine ja paigaldamine, kuna lepinguvõimalused on enamikul juhtudel ka kulunud ega kesta kaua. Muidugi saab osta ka ilma käiguta rootormootori, kuid rootormootori hind tuleb kõrge.

Näpunäiteid ja nippe

Esiteks tuleb rootormootorit "toita" ainult kvaliteetse kõrge oktaanarvuga bensiiniga (mitte madalam kui AI-98). Ainult kvaliteetne kütus väldib detonatsiooni ja aeglustab ka süsiniku kogunemist süüteküünla elektroodidele.

Samuti tuleb meeles pidada, et see mootor on äärmiselt tundlik mitte ainult kvaliteedi, vaid ka õli tüübi suhtes. Näiteks ei ole soovitatav valada sünteetikat, kuna tahm koguneb kiiresti tippudele, kokkusurumine langeb. Sellist mootorit tohib täita ainult tootja soovitatud õliga või kõikidele tolerantidele sobiva mineraalveega.

Samuti tuleb õli sageli vahetada, rootormootori õli vahetatakse iga 4-5 tuhande km järel. Samuti on oluline mootori õhufilter õigeaegselt vahetada, kuna selle saastumine võib põhjustada määrdesüsteemi õlipihustite koksimist. Mis puutub süüteküünaldesse, siis on parem neid vahetada iga 10-15 tuhande km järel.

• Reeglina on pöörleva mootoriga seotud probleemide peamiseks sümptomiks kompressiooni kadu, mis väljendub raskes külmkäivituses. Lisaks probleemid edenevad, mootor hakkab halvasti käivituma nii "külmal" kui ka "kuumal". Tavaliselt on sel juhul silmnähtav tippude kulumine, setete kogunemine süüteküünalde elektroodidele jne.

Sellises olukorras on kiireloomuline pöörduda seda tüüpi sisepõlemismootorite remondi spetsialistide poole diagnostikasse. Praktikas, kuigi remont on keeruline ja kulukas, on SRÜ-s viimasel ajal tekkinud mitu keskust, mis on spetsialiseerunud tõrkeotsingule ja garantiiga rootormootorite remondile.

Reeglina vahetatakse remondi raames staatorid, rootori tihendid, rootorid ise jne. Remont pole muidugi odav, aga võrreldes uue jõuallika ostmisega kindlasti soodsam.

Lõpuks märgime, et nagu kolbmootorit, tuleb ka pöördmootorit enne reisi soojendada. Samal ajal ei tohiks seadet laadida enne, kui mootor saavutab töötemperatuuri. Selle lähenemisviisi, aga ka koos kvaliteetse bensiini ja õliga ning õigeaegse hooldusega on kõik võimalused, et Mazda RX-8 pöörlev mootor läbib ilma remondita umbes 80 või isegi 100 tuhat km.

Summeerida

Ülaltoodud teavet arvesse võttes saab selgeks, miks rootormootorit laialdaselt ei kasutata, isegi kui võtta arvesse mitmeid eeliseid. Esiteks on seda tüüpi elektrijaamade tõsised puudused väike ressurss, vajadus sagedase ja kuluka hoolduse järele ning RPD remondi keerukus.

Soovitame lugeda ka artiklit selle kohta, mis on vesinikmootor. Sellest artiklist saate teada, millised omadused on vesinikmootoril ja millised on vesinikmootori väljavaated. Sel põhjusel peaksite eraldi uurima kõiki ülalkirjeldatud nüansse, eriti kui kaalutakse rootormootoriga auto ostmist. Näiteks Mazda RX-8 järelturul võib tunduda suurepärase võimalusena, kuna neid autosid müüakse atraktiivse hinnaga võrreldes sarnaste omadustega konkurentidega.

Kuid praktikas võib selline auto vajada jõuallika väljavahetamist või tõsist ja kulukat remonti. Veelgi enam, isegi kui mootoriga on kõik korras, ei tohiks loota pikale ressursile ning potentsiaalsed omanikud peaksid valmistuma ka suuremateks kuludeks pöördmootori plaanilise hoolduse jaoks, võrreldes sundkolbiga ICE-dega (nii atmosfääri- kui ka ülelaadimisega).