Mesin putar: prinsip operasi, fitur

2024 Pengarang: Erin Ralphs | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-02-19 17:02

Mesin adalah fondasi dari setiap kendaraan. Tanpa itu, pergerakan mobil tidak mungkin. Saat ini, yang paling umum adalah mesin pembakaran internal piston. Jika kita berbicara tentang kebanyakan mobil lintas alam, ini adalah mesin pembakaran internal empat silinder segaris. Namun, ada mobil dengan mesin seperti itu, di mana piston klasik pada prinsipnya tidak ada. Motor ini memiliki perangkat dan prinsip operasi yang sama sekali berbeda. Mereka disebut mesin pembakaran internal putar. Apa unit ini, apa fitur, pro dan kontra mereka? Pertimbangkan dalam artikel kami hari ini.

Karakteristik

Mesin putar adalah salah satu jenis mesin pembakaran dalam termal. Untuk pertama kalinya motor seperti itu dikembangkan kembali pada abad ke-19. Saat ini, mesin rotari digunakan pada Mazda RX-8 dan beberapa mobil sport lainnya. Motor seperti itu memiliki fitur utama - tidak memiliki gerakan bolak-balik, seperti pada mesin pembakaran internal konvensional.

Di sini dilakukan rotasirotor segitiga khusus. Dia berada di gedung khusus. Skema serupa dipraktikkan pada tahun 50-an abad terakhir oleh perusahaan Jerman NSU. Penulis mesin pembakaran internal semacam itu adalah Felix Wankel. Menurut skemanya, semua mesin rotari modern diproduksi (tidak terkecuali Mazda RX).

Perangkat

Desain unit daya meliputi:

• Kasus.
• Poros keluaran.
• Rotor.

Kasus itu sendiri adalah ruang kerja utama. Pada mesin putar memiliki bentuk oval. Desain ruang bakar yang tidak biasa seperti itu disebabkan oleh penggunaan rotor trihedral. Jadi, ketika bersentuhan dengan dinding, kontur tertutup yang terisolasi terbentuk. Di sanalah siklus kerja mesin pembakaran internal dilakukan. Ini adalah:

• Masuk.
• Kompresi.
• Pengapian dan langkah kerja.
• Rilis.

Di antara fitur-fitur mesin pembakaran internal putar, perlu dicatat tidak adanya katup masuk dan buang klasik. Sebagai gantinya, lubang khusus digunakan. Mereka terletak di sisi ruang bakar. Lubang-lubang ini terhubung langsung ke sistem pembuangan dan sistem tenaga.

Rotor

Dasar dari desain pembangkit listrik jenis ini adalah rotornya. Ini melakukan fungsi piston di mesin ini. Namun, rotor ada dalam satu salinan, sedangkan piston bisa dari tiga hingga dua belas atau lebih. Bentuk elemen ini menyerupai segitiga dengan ujung membulat.

Tepi seperti itu diperlukanuntuk penyegelan ruang bakar yang lebih kedap udara dan berkualitas tinggi. Ini memastikan pembakaran yang tepat dari campuran bahan bakar. Pelat khusus terletak di bagian atas wajah dan di sisinya. Mereka bertindak sebagai cincin kompresi. Rotor juga berisi gigi. Mereka berfungsi untuk memutar drive, yang juga menggerakkan poros keluaran. Kami akan berbicara tentang penunjukan yang terakhir di bawah ini.

Val

Dengan demikian, tidak ada poros engkol di mesin piston putar. Sebagai gantinya, elemen output digunakan. Relatif ke pusatnya ada tonjolan khusus (cams). Mereka terletak secara asimetris. Torsi dari rotor, yang ditransmisikan ke cam, menyebabkan poros berputar di sekitar porosnya. Ini menciptakan energi yang dibutuhkan untuk menggerakkan penggerak dan roda di dalam mobil.

Mengalahkan

Apa prinsip kerja mesin putar? Algoritme tindakan, meskipun memiliki siklus serupa dengan mesin piston, berbeda. Jadi, awal siklus terjadi ketika salah satu ujung rotor melewati saluran masuk rumah mesin pembakaran internal. Saat ini, di bawah aksi vakum, campuran yang mudah terbakar tersedot ke dalam ruangan. Dengan rotasi lebih lanjut dari rotor, langkah kompresi campuran terjadi. Ini terjadi ketika ujung lainnya melewati saluran masuk. Tekanan campuran secara bertahap meningkat. Ini akhirnya menyala. Tapi itu tidak menyala dari gaya kompresi, tetapi dari percikan busi. Setelah itu, siklus kerja langkah rotor dimulai.

Karena ruang bakar di mesin seperti itu memiliki bentuk oval, disarankan untuk menggunakan dua lilin dalam desain. Ini memungkinkan Anda untuk menyalakan campuran dengan cepat. Dengan demikian, bagian depan api menyebar lebih merata. Omong-omong, dua lilin per ruang bakar juga dapat digunakan dalam mesin pembakaran internal piston konvensional (desain ini sangat jarang). Namun, untuk mesin rotary, ini adalah suatu keharusan.

Setelah penyalaan, gas bertekanan tinggi terbentuk di dalam ruangan. Gayanya begitu besar sehingga memungkinkan rotor berputar secara eksentrik. Ini berkontribusi pada pembangkitan torsi pada poros keluaran. Saat bagian atas rotor mendekati outlet, gaya dan tekanan energi gas berkurang. Mereka secara spontan bergegas ke saluran outlet. Setelah kamera benar-benar bebas dari mereka, proses baru dimulai. Mesin putar mulai lagi dengan langkah hisap, kompresi, pengapian, dan kemudian langkah daya.

Tentang sistem pelumasan dan nutrisi

Unit ini tidak memiliki perbedaan dalam sistem pasokan bahan bakar. Ia juga menggunakan pompa submersible yang mengalirkan bensin di bawah tekanan dari tangki. Tetapi sistem pelumasan memiliki karakteristiknya sendiri. Jadi, oli untuk bagian mesin yang bergesekan diumpankan langsung ke ruang bakar. Sebuah lubang khusus disediakan untuk pelumasan. Namun timbul pertanyaan: lalu kemana oli itu pergi jika masuk ke ruang bakar? Di sini prinsip operasinya mirip dengan mesin dua langkah. Gemuk memasuki ruangan dan terbakar dengan bensin. Skema operasi ini digunakan pada setiap mesin baling-baling putar, termasuk mesin piston. Karena desain khusus sistem pelumasan, motor semacam itu tidak dapat memenuhi modernperaturan lingkungan. Ini adalah salah satu dari beberapa alasan mengapa mesin rotari tidak digunakan secara komersial pada VAZ dan model mobil lainnya. Namun, pertama-tama kita perhatikan kelebihan RPD.

Pro

Ada banyak keuntungan dari jenis mesin ini. Pertama, motor ini memiliki bobot dan ukuran yang kecil. Ini memungkinkan Anda menghemat ruang di kompartemen mesin dan menempatkan mesin pembakaran internal di mobil mana pun. Selain itu, bobot yang rendah berkontribusi pada distribusi bobot mobil yang lebih tepat. Lagi pula, sebagian besar massa pada mobil dengan mesin pembakaran internal klasik terkonsentrasi di bagian depan bodi.

Kedua, mesin piston putar memiliki densitas daya yang tinggi. Dibandingkan dengan motor klasik, angka ini satu setengah hingga dua kali lebih tinggi. Selain itu, mesin rotari memiliki rak torsi yang lebih lebar. Ini tersedia hampir dari idle, sementara mesin pembakaran internal konvensional perlu berputar hingga empat hingga lima ribu. Omong-omong, motor putar jauh lebih mudah untuk mendapatkan kecepatan tinggi. Ini adalah nilai plus lainnya.

Ketiga, mesin seperti itu memiliki desain yang lebih sederhana. Tidak ada katup, tidak ada pegas, tidak ada mekanisme engkol secara keseluruhan. Pada saat yang sama, tidak ada sistem distribusi gas biasa dengan sabuk dan poros bubungan. Tidak adanya KShM yang berkontribusi pada pengaturan putaran yang lebih mudah oleh mesin pembakaran internal putar. Motor seperti itu berputar hingga delapan hingga sepuluh ribu dalam sepersekian detik. Nah, plus lainnya adalah kecenderungan untuk meledak.

Kontra

Sekarang mari kita bicara tentang kerugian karena penggunaan rotarymotor menjadi terbatas. Minus pertama adalah persyaratan tinggi untuk kualitas minyak. Meskipun motor bekerja seperti dua langkah, Anda tidak dapat mengisi "air mineral" murah di sini. Bagian-bagian dan mekanisme unit daya mengalami beban yang signifikan, oleh karena itu, untuk menghemat sumber daya, diperlukan lapisan oli yang padat di antara pasangan gosok. Omong-omong, jadwal ganti oli adalah enam ribu kilometer.

Kerugian berikutnya menyangkut keausan yang cepat dari elemen penyegelan rotor. Ini karena patch kontak yang kecil. Karena keausan elemen penyegelan, tekanan diferensial tinggi terbentuk. Hal ini berdampak negatif pada kinerja mesin putar dan konsumsi oli (dan akibatnya pada kinerja lingkungan).

Mendaftar kekurangannya, perlu disebutkan konsumsi bahan bakarnya. Dibandingkan dengan mesin silinder-piston, mesin putar tidak memiliki efisiensi bahan bakar, terutama pada kecepatan sedang dan rendah. Contoh mencolok dari ini adalah Mazda RX-8. Dengan volume 1,3 liter, mesin ini mengkonsumsi setidaknya 15 liter bensin per seratus. Hebatnya, pada kecepatan rotor tinggi, efisiensi bahan bakar terbesar dicapai.

Juga, mesin rotari rentan terhadap panas berlebih. Ini karena bentuk lenticular khusus dari ruang bakar. Itu tidak menghilangkan panas dengan baik dibandingkan dengan yang bulat (seperti pada mesin pembakaran internal konvensional), oleh karena itu, selama operasi, Anda harus selalu memantau sensor suhu. Dalam kasus overheating, rotor berubah bentuk. Saat bekerja, itu akan membentuk goresan yang signifikan. Akibatnya, sumber daya motor akan mendekati akhir.

Meskipun desainnya sederhana dan tidak adanya mekanisme engkol, motor ini sulit diperbaiki. Mesin seperti itu sangat langka dan hanya sedikit pengrajin yang memiliki pengalaman dengannya. Karena itu, banyak layanan mobil menolak untuk "bermodalkan" motor tersebut. Dan mereka yang terlibat dalam rotor meminta sejumlah besar uang untuk ini. Anda harus membayar atau memasang mesin baru. Tapi ini bukan jaminan sumber daya yang tinggi. Motor seperti itu merawat maksimum 100 ribu kilometer (bahkan dengan operasi sedang dan perawatan tepat waktu). Dan mesin Mazda RX-8 tidak terkecuali.

mesin putar VAZ

Semua orang tahu bahwa mesin seperti itu digunakan oleh pabrikan Jepang Mazda di tahun-tahun mereka. Namun, hanya sedikit orang yang tahu fakta bahwa RPD juga digunakan di Uni Soviet pada VAZ Classic. Motor semacam itu dikembangkan atas perintah kementerian untuk layanan khusus. VAZ-21079, dilengkapi dengan mesin seperti itu, adalah analog dari "Volga-catch-up" hitam yang terkenal dengan mesin delapan silinder.

Pengembangan mesin piston putar untuk VAZ dimulai pada pertengahan 70-an. Tugasnya tidak mudah - untuk membuat mesin putar yang akan melampaui mesin pembakaran internal piston tradisional dalam segala hal. Pengembangan unit daya baru dilakukan oleh spesialis dari perusahaan penerbangan Samara. Kepala biro perakitan dan desain adalah Boris Sidorovich Pospelov.

Pengembangan unit daya berjalan bersamaan dengan studi motor putar model asing. Salinan pertama tidak berbeda dalam kinerja tinggi, dan mereka tidak masuk ke seri. Beberapa tahun kemudian, beberapa varian RPD untuk VAZ klasik dibuat. Mesin VAZ-311 diakui sebagai yang terbaik dari mereka. Mesin ini memiliki parameter geometris yang sama dengan mesin 1ZV Jepang. Kekuatan maksimum unit adalah 70 tenaga kuda. Terlepas dari ketidaksempurnaan desain, manajemen memutuskan untuk merilis batch industri pertama RPD, yang dipasang pada kendaraan resmi VAZ-2101. Namun, banyak kekurangan segera ditemukan: motor menimbulkan gelombang keluhan, skandal pecah dan jumlah karyawan biro desain berkurang secara signifikan. Karena kerusakan yang sering terjadi, mesin putar VAZ-311 pertama dihentikan.

Tetapi kisah RPD Soviet tidak berakhir di situ. Pada tahun 80-an, para insinyur masih berhasil membuat mesin putar yang secara signifikan melebihi karakteristik mesin pembakaran internal piston. Jadi, itu adalah mesin putar VAZ-4132. Unit mengembangkan kekuatan 120 tenaga kuda. Ini memberi VAZ-2105 kinerja dinamis yang sangat baik. Dengan mesin ini, mobil berakselerasi hingga ratusan dalam 9 detik. Dan kecepatan maksimum "mengejar" adalah 180 kilometer per jam. Di antara keunggulan utama, perlu diperhatikan torsi mesin yang tinggi, tersedia di seluruh rentang putaran dan tenaga liter yang tinggi, yang dicapai tanpa dorongan apa pun.

Pada tahun 90-an, AvtoVAZ mulai mengembangkan mesin putar baru, yang akan dipasang pada "sembilan". Jadi, pada tahun 1994m tahun, unit daya baru VAZ-415 lahir. Motor memiliki volume kerja 1300 sentimeter kubik dan dua ruang bakar. rasio kompresi masing-masing adalah 9,4. Pembangkit listrik ini mampu berputar hingga sepuluh ribu putaran. Pada saat yang sama, mesin dibedakan oleh konsumsi bahan bakar yang rendah. Rata-rata, unit mengkonsumsi 13-14 liter per seratus dalam siklus gabungan (ini adalah indikator yang baik untuk mesin pembakaran internal putar tua menurut standar saat ini). Pada saat yang sama, mesin dibedakan oleh bobot trotoar yang rendah. Tanpa keterikatan, beratnya hanya 113 kilogram.

Konsumsi oli mesin VAZ-415 adalah 0,6 persen dari konsumsi bahan bakar spesifik. Sumber daya mesin pembakaran internal sebelum perbaikan adalah 125 ribu kilometer. Motor, dipasang pada "sembilan", menunjukkan karakteristik dinamis yang baik. Jadi, akselerasi ke ratusan hanya butuh sembilan detik. Dan kecepatan maksimumnya adalah 190 kilometer per jam. Ada juga sampel eksperimental VAZ-2108 dengan mesin putar. Berkat bobotnya yang lebih ringan, putaran "delapan" berakselerasi menjadi ratusan hanya dalam delapan detik. Dan kecepatan maksimum selama tes adalah 200 kilometer per jam. Namun, motor tersebut tidak pernah masuk seri. Anda tidak dapat menemukannya di pasar sekunder dan juga di disassembly.

Menyimpulkan

Jadi, kami menemukan apa itu mesin putar. Seperti yang Anda lihat, ini adalah perkembangan yang sangat menarik yang bertujuan untuk mendapatkan efisiensi dan daya maksimum. Namun, karena desainnya, mekanisme rotor cepat aus. Ini mempengaruhi sumber daya mesin. BahkanRPD Jepang itu tidak lebih dari seratus ribu kilometer. Selain itu, motor ini memiliki persyaratan pelumas yang tinggi dan tidak dapat memenuhi standar lingkungan modern. Oleh karena itu, mesin pembakaran internal piston putar belum menjadi sangat populer di industri otomotif.