Döner pistonlu motor veya Wankel motoru, ana çalışma elemanının gezegensel dairesel hareket olduğu bir motordur. Bu, içten yanmalı motor ailesindeki pistonlu benzerlerinden farklı, temelde farklı bir motor türüdür.

Böyle bir ünitenin tasarımında, özel profilli bir silindirde dairesel hareketler gerçekleştiren, harici olarak bir Reuleaux üçgeni oluşturan üç yüzlü bir rotor (piston) kullanılır. Çoğu zaman, silindirin yüzeyi bir epitrokoid (başka bir dairenin dış tarafı boyunca hareket eden bir daireye sıkı bir şekilde bağlanan bir nokta tarafından elde edilen düz bir eğri) boyunca yapılır. Pratikte başka şekillerde bir silindir ve rotor bulabilirsiniz.

Bileşenler ve çalışma prensibi

RPD tipi motorun tasarımı son derece basit ve kompakttır. Ünitenin eksenine, dişliye sıkı bir şekilde bağlanan bir rotor monte edilmiştir. İkincisi statorla birleşir. Üç tarafı olan rotor, epitrokoidal silindirik bir düzlem boyunca hareket eder. Sonuç olarak silindirin çalışma odalarının değişen hacimleri üç valf kullanılarak kesilir. Sızdırmazlık plakaları (uç ve radyal tip), gazın etkisi altında ve merkezcil kuvvetlerin ve bant yaylarının etkisi nedeniyle silindire bastırılır. Bu, farklı hacimsel boyutlarda 3 izole bölmeyle sonuçlanır. Burada, gelen yakıt ve hava karışımının sıkıştırılması, gazların genleşmesi, rotorun çalışma yüzeyine basınç uygulanması ve yanma odasının gazlardan arındırılması işlemleri gerçekleştirilir. Rotorun dairesel hareketi eksantrik eksene iletilir. Eksenin kendisi yatakların üzerinde bulunur ve dönme torkunu aktarma mekanizmalarına iletir. Bu motorlarda iki mekanik çift aynı anda çalışmaktadır. Dişlilerden oluşan biri rotorun hareketini kendisi düzenler. Diğeri ise pistonun dönme hareketini eksantrik eksenin dönme hareketine dönüştürür.

Döner pistonlu motor parçaları

Wankel motorunun çalışma prensibi

VAZ araçlarına takılan motor örneğini kullanarak aşağıdaki teknik özelliklerden bahsedilebilir:
— 1,308 cm3 – RPD odasının çalışma hacmi;
— 103 kW/6000 dak-1 – nominal güç;
- 130 kg motor ağırlığı;
— 125.000 km – ilk tam bakımdan önce motor ömrü.

Karışım oluşumu

Teorik olarak, RPD'de çeşitli karışım oluşumu türleri kullanılır: sıvı, katı ve gaz yakıtlara dayalı harici ve dahili.
Katı yakıtlarla ilgili olarak, silindirlerde kül oluşumunun artmasına neden oldukları için başlangıçta gaz jeneratörlerinde gazlaştırıldıklarını belirtmekte fayda var. Bu nedenle uygulamada gaz ve sıvı yakıtlar daha yaygın hale gelmiştir.
Wankel motorlarında karışım oluşum mekanizması kullanılan yakıtın türüne bağlı olacaktır.
Gaz yakıt kullanıldığında motor girişindeki özel bir bölmede hava ile karıştırılır. Yanıcı karışım silindirlere bitmiş halde girer.

Karışım sıvı yakıttan aşağıdaki şekilde hazırlanır:

1. Yanıcı karışımın girdiği silindirlere girmeden önce hava, sıvı yakıtla karıştırılır.
2. Sıvı yakıt ve hava, motor silindirlerine ayrı ayrı girer ve silindir içerisinde karışır. Çalışma karışımı artık gazlarla temas ettiğinde elde edilir.

Buna göre yakıt-hava karışımı silindirlerin dışında veya içinde hazırlanabilmektedir. Bu durum motorların iç veya dış karışım oluşumuyla ayrılmasına yol açmaktadır.

RPD'nin özellikleri

Avantajları

Döner pistonlu motorların standart benzinli motorlara göre avantajları:

— Düşük titreşim seviyeleri.
RPD tipi motorlarda ileri geri hareketin dönme hareketine dönüşümü yoktur, bu da ünitenin daha az titreşimle yüksek hızlara dayanabilmesini sağlar.

— İyi dinamik özellikler.
Bir araca takılan böyle bir motor, tasarımı sayesinde aşırı yük olmadan yüksek hızlarda 100 km/saatin üzerinde hızlanmaya olanak sağlar.

— Düşük ağırlıklı, iyi spesifik güç göstergeleri.
Motor tasarımında krank mili ve bağlantı çubuklarının bulunmaması nedeniyle, RPD'de küçük bir hareketli parça kütlesi elde edilir.

— Bu tip motorlarda neredeyse hiç yağlama sistemi yoktur.
Yağ doğrudan yakıta eklenir. Yakıt-hava karışımının kendisi sürtünme çiftlerini yağlar.

— Döner pistonlu tip motorun genel boyutları küçüktür.
Takılı döner pistonlu motor, aracın motor bölmesinin kullanılabilir alanından maksimum düzeyde yararlanmanıza, yükü aracın akslarına eşit şekilde dağıtmanıza ve vites kutusu elemanlarının ve bileşenlerinin konumunu daha iyi hesaplamanıza olanak tanır. Örneğin aynı güçteki dört zamanlı bir motor, döner bir motorun iki katı büyüklüğünde olacaktır.

Wankel motorunun dezavantajları

— Motor yağının kalitesi.
Bu tip motorları çalıştırırken Wankel motorlarında kullanılan yağın kaliteli bileşimine dikkat etmek gerekir. İçeride bulunan rotor ve motor odası geniş bir temas alanına sahiptir, buna göre motor aşınması daha hızlı gerçekleşir ve böyle bir motor sürekli olarak aşırı ısınır. Düzensiz yağ değişimleri motora çok büyük zararlar verir. Kullanılmış yağdaki aşındırıcı parçacıkların varlığı nedeniyle motor aşınması önemli ölçüde artar.

— Bujilerin kalitesi.
Bu tür motorların operatörlerinin bujilerin kalitesi konusunda özellikle titiz olmaları gerekir. Yanma odasında küçük hacmi, geniş şekli ve yüksek sıcaklığı nedeniyle karışımın tutuşma süreci zordur. Sonuç, artan çalışma sıcaklığı ve yanma odasının periyodik patlamasıdır.

— Sızdırmazlık elemanlarının malzemeleri.
RPD tipi motorun önemli bir dezavantajı, yakıtın yandığı hazne ile rotor arasındaki boşluklar arasındaki contaların güvenilmez organizasyonudur. Böyle bir motorun rotor yapısı oldukça karmaşıktır, bu nedenle hem rotorun kenarlarında hem de motor kapaklarıyla temas eden yan yüzeyde contalar gereklidir. Sürtünmeye maruz kalan yüzeylerin sürekli yağlanması gerekir, bu da yağ tüketiminin artmasına neden olur. Uygulama, RPD tipi bir motorun her 1000 km'de 400 gramdan 1 kg'a kadar yağ tüketebileceğini göstermektedir. Yakıtın yağla birlikte yanması nedeniyle motorun çevresel performansı düşmekte ve bunun sonucunda büyük miktarda zararlı madde çevreye salınmaktadır.

Bu tür motorlar, eksiklikleri nedeniyle otomotiv endüstrisinde ve motosiklet imalatında yaygın olarak kullanılmamaktadır. Ancak kompresör ve pompalar RPD esasına göre üretilmektedir. Uçak modelleyicileri, modellerini tasarlamak için sıklıkla bu tür motorları kullanırlar. Verimlilik ve güvenilirlik gereksinimlerinin düşük olması nedeniyle tasarımcılar bu tür motorlarda karmaşık bir sızdırmazlık sistemi kullanmazlar ve bu da maliyetini önemli ölçüde azaltır. Tasarımının sadeliği, bir uçak modeline kolayca entegre edilmesini sağlar.

Döner piston tasarımının verimliliği

Bir takım eksikliklere rağmen, çalışmalar Wankel motorunun genel verimliliğinin modern standartlara göre oldukça yüksek olduğunu göstermiştir. Değeri %40 – 45’tir. Karşılaştırma için, pistonlu içten yanmalı motorların verimliliği %25, modern turbodizellerin verimliliği ise yaklaşık %40'tır. Pistonlu dizel motorların en yüksek verimi %50'dir. Bilim insanları bugüne kadar motor verimliliğini artıracak rezervler bulmak için çalışmaya devam ediyor.

Motorun nihai verimliliği üç ana bölümden oluşur:

1. Yakıt verimliliği (motordaki yakıtın rasyonel kullanımını karakterize eden bir gösterge).

Bu alanda yapılan araştırmalar yakıtın yalnızca %75'inin tamamen yandığını göstermektedir. Gazların yanma ve genleşme süreçlerinin ayrılmasıyla bu sorunun çözülebileceğine inanılmaktadır. Optimum koşullar altında özel odaların düzenlenmesini sağlamak gereklidir. Yanma, sıcaklık ve basınç artışına bağlı olarak kapalı bir hacimde meydana gelmeli; genleşme işlemi ise düşük sıcaklıklarda gerçekleşmelidir.

1. Mekanik verimlilik (tüketiciye iletilen ana eksen torkunun oluşmasıyla sonuçlanan işi karakterize eder).

Motorun çalışmasının yaklaşık% 10'u yardımcı bileşenlerin ve mekanizmaların çalıştırılmasına harcanmaktadır. Bu kusur, motor tasarımında değişiklik yapılarak düzeltilebilir: ana hareketli çalışma elemanı sabit gövdeye temas etmediğinde. Ana çalışma elemanının tüm yolu boyunca sabit bir tork kolu bulunmalıdır.

1. Termal verimlilik (yakıtın yanmasından üretilen ve faydalı işe dönüştürülen termal enerji miktarını yansıtan bir gösterge).

Pratikte üretilen termal enerjinin %65'i egzoz gazlarıyla birlikte dış ortama kaçar. Bir dizi çalışma, motor tasarımının yakıtın termal olarak yalıtılmış bir odada yanmasına izin vermesi durumunda termal verimlilikte bir artış elde etmenin mümkün olduğunu, böylece maksimum sıcaklıkların en başından itibaren elde edilmesinin mümkün olduğunu göstermiştir. sonunda buhar fazı devreye alınarak bu sıcaklık minimum değerlere düşürüldü.

Döner pistonlu motorun mevcut durumu

Motorun toplu olarak uygulanmasının önünde önemli teknik zorluklar vardı:
- uygun olmayan şekilde şekillendirilmiş bir odada yüksek kaliteli bir çalışma sürecinin geliştirilmesi;
- çalışma hacimlerinin sızdırmazlığının sağlanması;
- bu parçaların eşit olmayan şekilde ısınması durumunda motorun tüm yaşam döngüsü boyunca bükülmeden güvenilir bir şekilde hizmet edecek gövde parçaları yapısının tasarımı ve oluşturulması.
Yapılan muazzam araştırma ve geliştirme çalışmaları sonucunda bu şirketler, RPD oluşturma yolundaki en karmaşık teknik sorunların neredeyse tamamını çözmeyi başardılar ve endüstriyel üretim aşamasına geldiler.

İlk seri üretilen RPD'li NSU Spider arabası, NSU Motorenwerke tarafından üretilmeye başlandı. Wankel motor tasarımının erken gelişimi sırasında yukarıda belirtilen teknik sorunlar nedeniyle sık sık yapılan motor revizyonları nedeniyle, NSU'nun garanti yükümlülükleri mali çöküşe ve iflasa ve ardından 1969'da Audi ile birleşmeye yol açtı.
1964 ile 1967 yılları arasında 2.375 otomobil üretildi. 1967'de Spider'ın üretimi durduruldu ve yerini ikinci nesil döner motorla NSU Ro80 aldı; Ro80'in on yıllık üretimi boyunca 37.398 araç üretildi.

Mazda mühendisleri bu sorunlarla en başarılı şekilde başa çıktılar. Döner pistonlu motorlu otomobillerin tek seri üreticisi olmaya devam ediyor. Değiştirilen motor, 1978'den beri Mazda RX-7'ye seri olarak kuruldu. 2003 yılından bu yana, seri üretilen Mazda RX-8 modeli, şu anda otomobilin Wankel motorlu tek versiyonu olan Mazda RX-8 modeli tarafından devralındı.

Rus RPD'si

Sovyetler Birliği'nde döner motorun ilk sözü 60'lı yıllara kadar uzanıyor. Döner pistonlu motorlarla ilgili araştırma çalışmaları, Otomotiv Sanayii Bakanlığı ve SSCB Tarım Bakanlığı'nın ilgili kararnamesine göre 1961 yılında başladı. Bu tasarımın daha fazla üretilmesine yönelik endüstriyel araştırmalar 1974 yılında VAZ'da başladı. Döner Pistonlu Motorların Özel Tasarım Bürosu (SKB RPD) özellikle bu amaç için oluşturulmuştur. Lisans satın almak mümkün olmadığından NSU Ro80'in Wankel serisi sökülüp kopyalandı. Bu temelde VAZ-311 motoru geliştirildi ve monte edildi ve bu önemli olay 1976'da meydana geldi. VAZ, 40 ila 200 beygir gücünde bir dizi RPD motor geliştirdi. Tasarımın sonuçlandırılması neredeyse altı yıl sürdü. Gaz ve yağ keçelerinin, yatakların performansıyla ilgili bir takım teknik sorunları çözmek ve uygunsuz şekilli bir odada etkili bir çalışma sürecinde hata ayıklamak mümkündü. VAZ, kaputunun altında döner motorlu ilk üretim otomobilini 1982 yılında halka sundu, VAZ-21018'di. Araba, dıştan ve yapısal olarak bu serideki tüm modeller gibiydi, bir istisna dışında, kaputun altında 70 hp gücünde tek bölümlü bir döner motor vardı. Geliştirmenin uzunluğu, bir utanç oluşmasını engellemedi: 50 deney makinesinin tamamında, çalışma sırasında motor arızaları meydana geldi ve tesis, yerine geleneksel bir pistonlu motor takmaya zorlandı.

Döner pistonlu motorlu VAZ 21018

Sorunların nedeninin mekanizmaların titreşimi ve contaların güvenilmezliği olduğunu tespit eden tasarımcılar projeyi kurtarmaya çalıştı. Zaten 1983'te iki bölümlü VAZ-411 ve VAZ-413 ortaya çıktı (sırasıyla 120 ve 140 hp güçte). Düşük verime ve kısa hizmet ömrüne rağmen, döner motor hala bir uygulama alanı buldu - trafik polisi, KGB ve İçişleri Bakanlığı güçlü ve göze çarpmayan makinelere ihtiyaç duyuyordu. Döner motorlarla donatılmış Zhiguli ve Volga, yabancı arabalara kolayca yetişti.

20. yüzyılın 80'li yıllarından bu yana SKB, yeni bir konuya ilgi duyuyor - döner motorların ilgili bir endüstride - havacılıkta kullanılması. RPD'lerin ana uygulama endüstrisinden ayrılma, önden çekişli araçlar için VAZ-414 döner motorun yalnızca 1992 yılında yaratılmasına ve üç yıl daha sürmesine yol açtı. 1995 yılında VAZ-415 sertifikasyona sunuldu. Öncekilerden farklı olarak evrenseldir ve hem arkadan çekişli (klasik ve GAZ) hem de önden çekişli arabaların (VAZ, Moskvich) kaputunun altına monte edilebilir. İki bölümlü Wankel'in deplasmanı 1308 cm3'tür ve 135 hp güç geliştirir. 6000 rpm'de. “99”u 9 saniyede yüze çıkarır.

Döner pistonlu motor VAZ-414

Şu anda yerli bir RPD geliştirme ve uygulama projesi dondurulmuş durumda.

Aşağıda Wankel motorunun tasarımı ve çalışmasına ilişkin bir video bulunmaktadır.

Buharlı motorların ve içten yanmalı motorların ortak bir dezavantajı vardır; pistonun ileri geri hareketinin tekerleklerin dönme hareketine dönüştürülmesi gerekir. Bu nedenle mekanizma elemanlarının açıkça düşük verimliliği ve yüksek aşınması. Pek çok kişi, elektrik motorlarında olduğu gibi, içindeki tüm hareketli parçaların yalnızca dönmesini sağlayacak bir içten yanmalı motor yapmak istedi.

Bununla birlikte, görevin kolay olmadığı ortaya çıktı; yalnızca hayatı boyunca hiçbir zaman yüksek öğrenim görmemiş, hatta çalışma uzmanlığı almamış, kendi kendini yetiştirmiş bir tamirci bu görevi başarıyla çözebildi.

Felix Heinrich Wankel (1902–1988) 13 Ağustos 1902'de küçük Alman kasabası Lahr'da doğdu. Birinci Dünya Savaşı sırasında Felix'in babası öldü, bu yüzden gelecekteki mucit okulu bırakıp bir yayınevindeki kitapçıda çırak satıcı olarak çalışmaya gitmek zorunda kaldı. Bu çalışma sayesinde Wankel, bağımsız olarak teknik disiplinler, mekanik ve otomotiv mühendisliği çalıştığı kitap okumaya bağımlı hale geldi.

Sorunun çözümünün on yedi yaşındaki Felix'e bir rüyada geldiğine dair bir efsane var. Bunun doğru olup olmadığı bilinmiyor. Ancak Felix'in çok olağanüstü mekanik yeteneklere ve "düzensiz" bir görüş açısına sahip olduğu açık. Geleneksel bir içten yanmalı motorun dört döngüsünün (enjeksiyon, sıkıştırma, yanma, egzoz) dönerken nasıl gerçekleştirilebileceğini anladı.

Wankel oldukça hızlı bir şekilde ilk motor tasarımını ortaya çıkardı ve 1924'te aynı zamanda doğaçlama bir "laboratuar" olarak da hizmet veren küçük bir atölye düzenledi. Burada Felix, döner pistonlu içten yanmalı motorlar alanında ilk ciddi araştırmayı yapmaya başladı.

Wankel, 1921'den beri NSDAP'nin aktif bir üyesiydi. Parti ideallerini savundu, Tüm Alman Askeri Gençlik Derneği'nin kurucusu ve çeşitli kuruluşların Jungführer'iydi. 1932'de eski meslektaşlarından birini siyasi yolsuzlukla suçlayarak partiden istifa etti. Ancak karşı suçlama üzerine kendisi de altı ay hapis cezasına çarptırıldı. Wilhelm Keppler'in şefaati sayesinde hapisten kurtuldu ve motor üzerinde çalışmaya devam etti. 1934 yılında ilk prototipi yarattı ve patentini aldı. Motoru için yeni valfler ve yanma odaları tasarladı, bunun birkaç farklı versiyonunu yarattı ve çeşitli döner pistonlu makinelerin kinematik diyagramlarının bir sınıflandırmasını geliştirdi.

1936'da BMW, Wankel motor prototipiyle ilgilenmeye başladı - Felix, deneysel uçak motorları geliştirmek için Lindau'da kendi laboratuvarını ve parayı aldı.

Ancak Nazi Almanyası'nın yenilgisine kadar tek bir Wankel motoru üretime girmedi. Belki de tasarımı sonuçlandırmak ve seri üretime geçmek çok zaman aldı.

Savaştan sonra laboratuvar kapatıldı, ekipman Fransa'ya götürüldü ve Felix işsiz kaldı (Nasyonal Sosyalist Parti'ye eski üyeliğinin etkisi oldu). Ancak Wankel kısa süre sonra en eski motosiklet ve araba üreticilerinden biri olan NSU Motorenwerke AG'de tasarım mühendisi olarak görev aldı.

1957'de Felix Wankel ve NSU baş mühendisi Walter Froede'nin ortak çabaları sayesinde, döner pistonlu motor ilk kez bir NSU Prinz arabasına takıldı. İlk tasarımın mükemmel olmaktan uzak olduğu ortaya çıktı: bujileri değiştirmek için bile neredeyse tüm "motoru" sökmek gerekiyordu, güvenilirlik arzulanan çok şey bıraktı ve gelişimin bu aşamasında verimlilikten bahsetmek bile günahtı . Testler sonucunda geleneksel içten yanmalı motora sahip bir otomobil üretime girdi. Bununla birlikte, ilk döner pistonlu motor DKM-54 temel performansını kanıtladı, daha fazla gelişme için yön açtı ve "rotorların" muazzam potansiyelini gösterdi.

Böylece, yeni tip bir içten yanmalı motor nihayet hayata başladı. Gelecekte çok daha fazla iyileştirme ve iyileştirme olacak. Ancak döner pistonlu motorun beklentileri o kadar çekici ki hiçbir şey mühendislerin tasarımı operasyonel mükemmelliğe getirmesini engelleyemez.

Döner pistonlu içten yanmalı motorların avantajlarını ve dezavantajlarını incelemeden önce, tasarımlarını daha ayrıntılı olarak ele almakta fayda var.
Rotorun ortasına yuvarlak bir delik açılır, içi dişli gibi dişlerle kaplanır. Bu deliğe daha küçük çaplı, yine dişli, dönen bir şaft yerleştirilir ve bu, rotor ile kendisi arasında kayma olmamasını sağlar. Delik ve şaft çaplarının oranları, üçgenin köşeleri "epitrokoid" adı verilen aynı kapalı eğri boyunca hareket edecek şekilde seçilmiştir - Wankel'in bir mühendis olarak sanatı ilk önce bunun mümkün olduğunu anlamaktı ve sonra her şeyi doğru bir şekilde hesaplayın. Sonuç olarak, Reuleaux üçgeni şeklindeki bir piston, Wankel'in bulduğu eğrinin şeklini takip eden bir bölmede değişken hacim ve konumdaki üç bölmeyi keser.

Döner pistonlu içten yanmalı motorun tasarımı, özel bir gaz dağıtım mekanizması kullanılmadan herhangi bir dört zamanlı çevrimin uygulanmasına izin verir. Bu gerçek sayesinde "rotor", ortalama olarak neredeyse bin parçadan daha fazlasına sahip olan geleneksel dört zamanlı pistonlu motordan çok daha basit hale geliyor.

Döner pistonlu içten yanmalı bir motorda çalışma odalarının sızdırmazlığı, bant yayları ile "silindire" bastırılan radyal ve uç sızdırmazlık plakalarının yanı sıra merkezkaç kuvvetleri ve gaz basıncı ile sağlanır.

Bir diğer teknik özellik ise yüksek “işgücü verimliliği”dir. Rotorun bir tam devri için (yani "enjeksiyon, sıkıştırma, ateşleme, egzoz" döngüsü sırasında), çıkış mili üç tam devir yapar. Geleneksel bir pistonlu motorda bu tür sonuçlar yalnızca altı silindirli içten yanmalı motor kullanılarak elde edilebilir.

1957'de döner içten yanmalı motorun ilk başarılı gösteriminin ardından, en büyük otomobil devleri bu geliştirmeye artan ilgi göstermeye başladı. İlk olarak, resmi olmayan adı "Wankel" olan motorun lisansı Curtiss-Wright şirketi ve bir yıl sonra Daimler-Benz, MAN, Friedrich Krupp ve Mazda tarafından satın alındı. Çok kısa bir süre içinde, yeni teknolojinin lisansları aralarında Rolls-Royce, Porsche, BMW ve Ford gibi canavarların da bulunduğu dünya çapında yüze yakın şirket tarafından satın alındı.
Otomotiv pazarındaki bu kadar büyük oyuncuların Wankel'e olan bu ilgisi, büyük potansiyeli ve önemli avantajlarıyla açıklanıyor - döner pistonlu motorda %40 daha az parça var, onarımı ve üretimi daha kolay.

Buna ek olarak Wankel, geleneksel pistonlu içten yanmalı motora göre neredeyse iki kat daha kompakt ve daha hafiftir; bu da aracın yol tutuşunu iyileştirir, şanzımanın optimum konumunu kolaylaştırır ve daha geniş ve konforlu bir iç mekana olanak tanır.

Döner pistonlu motor, oldukça mütevazı yakıt tüketimiyle yüksek güç üretir. Örneğin, yalnızca 1300 cm3 hacimli modern bir "Wankel", 220 hp'lik bir güç geliştirir ve bir turboşarjlı - tümü 350. Başka bir örnek, 335 g (çalışma hacmi 5 cm3) ağırlığındaki minyatür OSMG 1400 motordur. 1,27 litre. İle. Aslında bu küçük şey bir attan %27 daha güçlüdür.

Bir diğer önemli avantaj ise gürültü ve titreşimin düşük olmasıdır. Döner pistonlu motor mekanik olarak mükemmel bir şekilde dengelenmiştir, ayrıca içindeki hareketli parçaların kütlesi (ve sayıları) çok daha küçüktür, bu nedenle Wankel çok daha sessiz çalışır ve titremez.

Ve son olarak, döner pistonlu motor mükemmel dinamik özelliklere sahiptir. Düşük viteste, motora fazla yük bindirmeden, yüksek motor devirlerinde aracınızı 100 km/saat hıza kadar hızlandırabilirsiniz. Ek olarak, Wankel tasarımının kendisi, ileri geri hareketi dönme hareketine dönüştürecek bir mekanizmanın bulunmaması nedeniyle, geleneksel bir içten yanmalı motordan daha yüksek hızlara dayanma kapasitesine sahiptir.

1964 yılında piyasaya sürülen NSU Spyder'ı, efsanevi NSU Ro 80 (dünyada hala bu arabaların sahipleri için birçok kulüp var), Citroen M35 (1970), Mercedes C-111 (1969), Corvette XP (1973) takip etti. ). Ancak tek seri üretici, 1967'den beri bazen RPD'li 2-3 yeni model üreten Japon Mazda'ydı. Teknelere, kar motosikletlerine ve hafif uçaklara döner motorlar takıldı. Coşkunun sonu 1973'te, petrol krizinin doruğunda geldi. Döner motorların ana dezavantajının kendini gösterdiği yer burasıdır - verimsizlik. Mazda dışında tüm otomobil üreticileri rotasyon programlarını kısıtladı ve Japon şirketinin Amerika'daki satışları 1973'te satılan 104.960 arabadan 1974'te 61.192'ye düştü.
Wankel'in yadsınamaz avantajlarının yanı sıra çok ciddi dezavantajları da vardı. İlk olarak dayanıklılık. Testler sırasında döner pistonlu motorların ilk prototiplerinden biri, hizmet ömrünü yalnızca iki saat içinde tüketti. Bir sonraki, daha başarılı olan DKM-54 zaten yüz saate dayanmıştı, ancak bu yine de arabanın normal çalışması için yeterli değildi. Asıl sorun, çalışma odasının iç yüzeyinin eşit olmayan şekilde aşınmasından kaynaklanıyordu. Operasyon sırasında üzerinde "şeytanın işaretleri" adını alan enine oluklar belirdi.

Mazda'da, Wankel'in lisansını aldıktan sonra, döner pistonlu motoru geliştirmek için bütün bir departman kuruldu. Kısa süre sonra, üçgen rotor döndüğünde üstlerindeki tapaların titremeye başladığı ve bunun sonucunda "şeytanın işaretleri" oluştuğu anlaşıldı.

Şu anda, güvenilirlik ve dayanıklılık sorunu, seramik olanlar da dahil olmak üzere yüksek kaliteli aşınmaya dayanıklı kaplamalar kullanılarak nihayet çözülmüştür.

Bir diğer ciddi sorun ise Wankel egzozunun artan toksisitesidir. Geleneksel pistonlu içten yanmalı motorla karşılaştırıldığında, döner motor atmosfere daha az nitrojen oksit yayar, ancak yakıtın eksik yanması nedeniyle çok daha fazla hidrokarbon yayar. Wankel'in parlak geleceğine inanan Mazda mühendisleri, oldukça hızlı bir şekilde bu soruna basit ve etkili bir çözüm buldular. Egzoz gazlarında kalan hidrokarbonların basitçe "yakıldığı" termal reaktör adı verilen bir reaktör yarattılar. Böyle bir planı uygulayan ilk otomobil, 1968'de piyasaya sürülen Familia Presto Rotary olarak da adlandırılan Mazda R100'dü. Az sayıdaki arabadan biri olan bu araba, Amerika Birleşik Devletleri'nin 1970 yılında ithal otomobiller için ortaya koyduğu çok katı çevre gerekliliklerini hemen geçti.

Döner pistonlu motorlarla ilgili bir sonraki sorun kısmen öncekinden kaynaklanmaktadır. Bu ekonomiktir. Karışımın eksik yanması nedeniyle standart bir Wankel'in yakıt tüketimi, standart bir içten yanmalı motora göre önemli ölçüde daha yüksektir. Mazda mühendisleri bir kez daha işe koyuldu. Termoreaktör ve karbüratörün yeniden tasarlanması, egzoz sistemine ısı eşanjörünün eklenmesi, katalitik konvertörün geliştirilmesi ve yeni bir ateşleme sisteminin tanıtılması gibi bir dizi önlemi kullanan şirket, yakıt tüketiminde %40'lık bir azalma elde etti. Bu şüphesiz başarının bir sonucu olarak Mazda RX-7 spor otomobili 1978 yılında piyasaya sürüldü.

Şu anda tüm dünyada yalnızca Mazda ve... AvtoVAZ'ın döner pistonlu motorlu arabalar ürettiğini belirtmekte fayda var.
Sovyet hükümetinin Volzhsky Otomobil Fabrikası'nda özel bir tasarım bürosu RPD (SKB RPD) kurması felaketli 1974 yılındaydı - sosyalist ekonomi öngörülemez. Tolyatti'de Wankel'lerin seri üretimine yönelik atölyelerin inşası için çalışmalar başladı. VAZ başlangıçta Batı teknolojilerinin (özellikle Fiat) basit bir kopyası olarak planlandığından, fabrika uzmanları, yerli motor yapım enstitülerinin on yıllık gelişmelerini tamamen bir kenara bırakarak Mazda motorunu yeniden üretmeye karar verdiler.

Sovyet yetkilileri, lisansların satın alınması konusunda Felix Wankel ile uzun süre pazarlık yaptı ve bunların bir kısmı Moskova'da gerçekleşti. Ancak para bulunamadı ve bu nedenle bazı özel teknolojilerin kullanılması mümkün olmadı. 1976 yılında, 65 hp gücündeki ilk Volga tek bölümlü VAZ-311 motor çalışmaya başladı, tasarımın ince ayarı için beş yıl daha harcandı, ardından 50 VAZ-21018 döner "üniteden" oluşan bir pilot parti üretildi, VAZ çalışanları arasında anında tükendi. Motorun yalnızca yüzeysel olarak bir Japon motoruna benzediği hemen anlaşıldı - çok Sovyet bir şekilde parçalanmaya başladı. Fabrika yönetimi, altı ay içinde tüm motorları seri pistonlu motorlarla değiştirmek, SKB RPD'nin personelini yarıya indirmek ve atölye inşaatlarını askıya almak zorunda kaldı. Yerli döner motor endüstrisinin kurtuluşu özel hizmetlerden geldi: yakıt tüketimi ve motor ömrüyle pek ilgilenmiyorlardı, dinamik özelliklerle çok ilgileniyorlardı. Hemen iki VAZ-311 motorundan, "özel ünite" - VAZ-21019'a kurulmaya başlanan, 120 hp gücünde iki bölümlü bir RPD yapıldı. Resmi olmayan "Arkan" adını alan bu modele, polis "Kazaklarının" sofistike "Mercedes" i ve birçok kolluk kuvvetinin emir ve madalyalarını yakalamasıyla ilgili sayısız hikayeyi borçluyuz. 90'lı yıllara kadar görünüşte mütevazı olan Arkan, tüm arabalara gerçekten kolayca yetişiyordu. AvtoVAZ, VAZ-21019'a ek olarak küçük partiler halinde VAZ-2105, -2107, -2108, -2109, -21099 da üretiyor. Döner V8'in maksimum hızı yaklaşık 210 km/saattir ve sadece 8 saniyede yüzlerce hıza ulaşır.

Özel siparişlerle yeniden canlanan SKB RPD, su sporları ve motor sporları için motorlar üretmeye başladı; burada döner motorlu otomobiller o kadar sık ​​​​ödül kazanmaya başladı ki, spor yetkilileri RPD'nin kullanımını yasaklamak zorunda kaldı.

1987 yılında SKB RPD başkanı Boris Pospelov öldü ve genel kurul toplantısında otomotiv endüstrisine havacılıktan gelen ve kara taşımacılığını sevmeyen Vladimir Shnyakin seçildi. SKB RPD'nin ana yönü havacılık için motorların oluşturulmasıdır. Bu ilk stratejik hataydı: orantısız olarak daha az uçak ve araba üretiyoruz ve fabrika sattığı motorlardan geçiniyor.

İkinci hata, 42 hp'lik düşük güçlü VAZ-1185 motorlarda hayatta kalan otomobil RPD'lerinin üretimine odaklanmaktı. Oka için, daha doymak bilmez ama daha dinamik döner motorlar, en hızlı yerli otomobillerde, örneğin G8'de kullanılmak üzere yalvarıyor. Aynı Japonlar Wankels'i yalnızca spor modellerine kuruyor. Sonuç olarak, Rus yollarında yalnızca birkaç Oka döner mini araba vardı. 1998 yılında, VAZ-2105, 2107, 2108 ve 2109'a kurulmaya başlayan iki silindirli döner 1.3 litrelik VAZ-415 motorun sivil bir versiyonu nihayet hazırlandı.

Mayıs 1998'de VAZ-110 "RPD-sport" halkası (190 hp, 8500 rpm, 960 kg, 240 km/s) homologe edildi. Ne yazık ki işler, yarışlardan ziyade sergilerde gösterilen tek bir numuneden öteye gitmedi. 110, pelotondaki en güçlü araçtı ancak açıkçası kaba tasarımı, onun her zaman tam potansiyelini göstermesini engelliyordu. Ancak en rahatsız edici şey, VAZ'ın hızla dönme yönüne soğuması ve benzersiz Lada'nın geleneksel içten yanmalı motora sahip bir ralli arabasına dönüştürülmesidir.

Peki neden önde gelen otomobil üreticilerinin tümü henüz Wankels'e geçmedi? Gerçek şu ki, döner pistonlu motorların üretimi, öncelikle birçok farklı nüansa sahip rafine bir teknoloji gerektiriyor ve her şirket, aynı anda çok sayıda "tırmığa" adım atarak aynı Mazda'nın yoluna gitmeye hazır değil. İkincisi, epitrokoid gibi zorlu bir eğriyle tanımlanan yüzeyleri döndürebilen yüksek hassasiyetli özel makinelere ihtiyacımız var.

Mazda RX-7, Wankel döner pistonlu motorla donatılan ilk otomobillerden biridir. Mazda RX-7'nin tarihi boyunca dört nesil var. 1978'den 1985'e kadar ilk nesil. İkinci nesil - 1985'ten 1991'e. Üçüncü nesil - 1992'den 1999'a. Son, dördüncü nesil - 1999'dan 2002'ye. İlk nesil RX-7 1978'de ortaya çıktı. Ortadan motor düzenine sahipti ve yalnızca 130 hp gücünde döner bir motorla donatılmıştı. İle.

Şu anda yalnızca Mazda, döner pistonlu motorlar alanında ciddi araştırmalar yapıyor, tasarımlarını yavaş yavaş geliştiriyor ve bu alandaki tuzakların çoğu zaten aşılmış durumda. Wankel'ler egzoz emisyonları, yakıt tüketimi ve güvenilirlik açısından uluslararası standartlara tamamen uygundur. Modern takım tezgahları için epitrokoid tarafından tanımlanan yüzeyler sorun değildir (tıpkı çok daha karmaşık eğrilerin sorun olmaması gibi), yeni yapı malzemeleri döner pistonlu motorun hizmet ömrünün uzatılmasını mümkün kılar ve maliyeti zaten daha düşüktür. Kullanılan detayların daha az olması nedeniyle standart içten yanmalı motora göre.

60'lardaki NSU ve Mazda gibi. sınırlı teknik ve mali kaynaklara sahip küçük bir şirketti. Model yelpazesinin temeli teslimat kamyonları ve aile araçlarıydı. Bu nedenle Mazda 110S Cosmo spor coupe'nin (982 cm3, 110 hp, 185 km/s) 6 yılda yaratılması ve çok kaprisli ve pahalı olması şaşırtıcı değil. Ve NSU Ro80'in bozulan itibarı heyecana katkıda bulunmadı (1967-1972'de yalnızca 1.175 "alan" sahiplerini buldu), ancak 110S'ye olan küresel ilgi, şirketin diğer tüm ürünlerinin satışlarındaki artışa katkıda bulundu!

Mazda, RPD'nin de aynı derecede güvenilir olduğunu kanıtlamak için (güçteki üstünlüğü zaten herkes için açık hale geldi), hayatında neredeyse ilk kez yarışmalara katıldı ve en zor ve en uzun yarışı seçti - 84 saatlik Maraton Nürburgring'de gerçekleşen De La Route. Belçikalı mürettebatın nasıl 4. sırayı almayı başardığı (ikinci araba, frenlerin sıkışması nedeniyle bitişten üç saat önce emekli oldu), sadece Nordschleife'de "yükseltilen" Porsche 911'e yenilerek nasıl yenildiği bir sır olarak kalmaya devam ediyor.

Lindau'daki Wankel atölyesi

Japon rotatif üreticileri o zamandan beri yarış pistlerinin müdavimleri haline gelmiş olsalar da, Avrupa'da büyük bir başarı elde etmek için 16 yıl beklemek zorunda kaldılar. 1984 yılında İngilizler Spa-Francochamps'taki prestijli günlük yarışı RX-7 ile kazandı. Ancak ABD'de, "yedi"nin ana pazarında, yarış kariyeri çok daha başarılıydı: 1978'de IMSA GT şampiyonasındaki ilk çıkışından 1992'ye kadar, kendi sınıfında yüzden fazla etap kazandı ve 1982'den itibaren 1992'ye. Serinin ana yarışı olan Daytona 24 Saat'te liderliği ele geçirdi.

Mazda için rallide işler pek de sorunsuz gitmedi. Japon takımlarında (Toyota, Datsun, Mitsubishi) sıklıkla olduğu gibi, Dünya Ralli Şampiyonası'nın (Yeni Zelanda, Büyük Britanya, Yunanistan, İsveç) yalnızca belirli aşamalarında performans sergilediler ve bunlar öncelikle endişelerin pazarlama departmanlarının ilgisini çekti. Yeterli ulusal unvan vardı: örneğin 1975–1980'de. Rod Millen Yeni Zelanda ve ABD'de beşe kadar kazandı. Ancak WRC'de başarılar tamamen yereldi: RX-7'nin gösterdiği en iyi şey 1985'te Yunan "Akropolü"nde 3. ve 6. sıralardı.

Genel olarak Mazda'nın ve özel olarak RPD'nin en büyük başarısı, spor prototipi 787B'nin (2612 cm3, 700 bg, 607 Nm, 377 km/saat) 1991 yılında Le Mans'ta kazandığı zaferdi. Üstelik sadece hızlı pilotlar ve rekabetçi ekipmanlar Porsche, Peugeot ve Jaguar fabrikasının üstesinden gelmeye yardımcı olmadı: Döner motorlara ilişkin düzenlemelerdeki her türlü gevşemeyi düzenli olarak "devre dışı bırakan" Japon yöneticilerin ısrarı da rol oynadı. Böylece, 787'nin zaferinin arifesinde yarış organizatörleri, rotorların oburluğunu 170 kilogramlık (830'a karşı 1000) ağırlık azaltımıyla telafi etmeye karar verdiler. Buradaki paradoks, benzinli motorlardan farklı olarak, daha fazla takviyeye sahip RPD'lerin "iştahının" geleneksel pistonlu motorlara göre çok daha mütevazı bir hızda artması ve 787'nin ana rakiplerinden daha ekonomik olduğu ortaya çıktı!

Bu bir şoktu. Stern dergisinin muhafazakarlığıyla "50 yaşındaki şapkalı beylere yönelik otomobil üreticisi" olarak nitelendirdiği Mercedes, 1969 yılında rengiyle bile hayal gücünü hayrete düşüren bir süper otomobili piyasaya sürdü. Meydan okuyan parlak turuncu renk, belirgin kama şeklindeki şekil, orta motor düzeni, martı kanadı kapılar ve süper güçlü üç bölümlü RPD (3600 cm3, 280 bg, 260 km/saat) – muhafazakar bir Mercedes için bu önemliydi. !

Ve şirket konsept oluşturmadığından herkes C111'in tek bir yolu olduğuna inanıyordu: küçük ölçekli (homologasyon) montaj ve harika bir yarış geleceği, çünkü 1966'dan beri FIA, RPD'nin resmi yarışmalara katılmasına izin veriyor. Ve Mercedes genel merkezine, C111'e sahip olma hakkı için gereken tutarı girmelerini isteyen çekler yağmaya başladı. Stuttgartlılar, 1970 yılında çok daha fantastik bir tasarıma, 4 bölümlü rotora ve akıllara durgunluk veren bir performansa (4800 cm3, 350 bg, 300 km/saat) sahip ikinci nesil coupe'yi piyasaya sürerek "esque"e olan ilgiyi daha da artırdı. İnce ayar yapmak için Mercedes, Hockenheimring ve Nürburgring'de günler ve geceler geçirerek bir dizi hız rekoru kırmaya hazırlanan beş model üretti. Basın, Dünya Dayanıklılık Şampiyonası'nda döner Mercedes, doğal emişli Ferrari ve süperşarjlı Porsche arasında yaklaşan "devlerin çatışmasından" keyif aldı. Ne yazık ki büyük spora dönüş gerçekleşmedi. Birincisi, C111 Mercedes için bile çok pahalıydı ve ikincisi, Almanlar bu kadar kaba bir tasarımı satışa çıkaramadı. Karayip petrol krizinden sonra ise dizel motorlara odaklanarak projeyi tamamen kapattılar. Birçok dünya rekoru kıran C111'in en son versiyonlarıyla donatılmışlardı.

Felix Wankel, tamamlanmış bir teknik eğitime sahip olmamasına rağmen, yaşamının sonlarına doğru motor yapımı ve sızdırmazlık teknolojisi alanında dünya çapında tanınmaya başladı ve birçok ödül ve unvan kazandı. Alman şehirlerinin sokakları ve meydanları onun adını taşıyor (Felix-Wankel-Strasse, Felix-Wankel-Ring). Wankel, motorlara ek olarak yüksek hızlı tekneler için yeni bir konsept geliştirdi ve kendisi de birkaç tekne inşa etti.

En ilginç olanı, Wankel'in kendisini milyoner yapan ve dünya çapında ün kazandıran döner motoru "çirkin ördek yavrusu" olarak görmemesiydi. Gerçek çalışan RPD'ler, rotorun gezegensel dönüşünü sağlayan ve harici karşı ağırlıkların kullanılmasını gerektiren "KKM konsepti" adı verilen konsepte göre yapıldı. Bu planın Wankel tarafından değil NSU mühendisi Walter Freude tarafından önerilmesi de önemli bir rol oynadı. Son günlerine kadar Wankel, kavramsal olarak çok daha güzel, ancak teknik olarak karmaşık olan ve özellikle dönen bir rotor üzerine bujilerin takılmasını gerektiren "düzensiz dönen parçaları olmayan dönen pistonlu" (Drehkolbenmasine - DKM) ideal motor tasarımını düşünüyordu. . Bununla birlikte, dünyanın her yerindeki döner motorlar tam olarak Wankel adıyla ilişkilendirilmektedir, çünkü mucidi yakından tanıyan herkes, Alman mühendisin yorulmak bilmez enerjisi olmasaydı dünyanın bu muhteşem cihazı asla göremeyeceği konusunda oybirliğiyle iddia ediyor. Felik Wankel 1988'de vefat etti.
Mercedes 350 SL'in hikayesi ilginç. Wankel gerçekten döner bir Mercedes C-111'e sahip olmak istiyordu. Ancak Mercedes onunla yarı yolda buluşmadı. Daha sonra mucit seri 350 SL'yi aldı, "yerli" motoru attı ve S-111'den önceki 8 silindirden 60 kg daha hafif olan ancak önemli ölçüde daha fazla güç geliştiren bir rotor kurdu (6500 rpm'de 320 hp) . 1972 yılında mühendislik dehası bir sonraki mucizesi üzerinde çalışmayı tamamladığında o zamanın en hızlı Mercedes SL-Serisi'ni kullanıyor olabilirdi. İşin ironik yanı, Wankel'in hayatının sonuna kadar ehliyet almamış olmasıydı.

RPD'ye olan ilginin yeniden canlanmasını yeni Mazda Renesis motoruna (RE - Rotary Engine - ve Genesis'ten) borçluyuz. Geçtiğimiz on yılda, Japon mühendisler RPD'nin tüm ana sorunlarını (egzoz toksisitesi ve verimsizlik) çözmeyi başardılar. Önceki modele kıyasla yağ tüketimini %50, benzin tüketimini %40 azaltmak ve zararlı oksit emisyonunu Euro IV standartlarına getirmek mümkün oldu. Yalnızca 1,3 litre hacme sahip iki silindirli motor 250 hp güç üretiyor. ve motor bölmesinde çok daha az yer kaplar.

Mazda RX-8, Mazda Motor Avrupa marka müdürü Martin Brink'e göre yeni bir konsepte göre yaratılan yeni motor için özel olarak geliştirildi - araba, motorun etrafında "inşa edildi". Sonuç olarak, RX-8'in eksenleri boyunca ağırlık dağılımı idealdir - 50 ila 50. Benzersiz şeklin ve küçük motor boyutunun kullanılması, ağırlık merkezinin çok aşağıya yerleştirilmesini mümkün kıldı. Martin Brink, Popular Mechanics'e coşkuyla şöyle konuştu: "RX-8 bir yarış canavarı değil ama şimdiye kadar kullandığım en iyi yol tutuşuna sahip araba."

Bir fıçı bal...

Şüphesiz, ilk bakışta döner pistonlu motorun geleneksel içten yanmalı motorlara göre birçok avantajı vardır:
- %30-40 daha az parça;
- güce karşılık gelen standart bir içten yanmalı motorla karşılaştırıldığında boyut ve ağırlık bakımından 2-3 kat daha küçük;
- Tüm hız aralığı boyunca düzgün tork karakteristiği;
- Krank mekanizmasının olmaması ve dolayısıyla çok daha düşük düzeyde titreşim ve gürültü;
- Yüksek hız seviyesi (15.000 rpm'ye kadar!).

Bir kaşık katran…

Görünüşe göre Wankel'in pistonlu motora göre bu kadar avantajları varsa, o zaman bu hantal, ağır, takırdayan ve titreyen pistonlu motorlara kimin ihtiyacı var? Ancak çoğu zaman olduğu gibi pratikte her şey o kadar da pürüzsüz değil. Laboratuvarın eşiğini terk eden tek bir dahiyane buluş bile "çöp" olarak işaretlenmiş sepete gönderilmedi. Seri üretim sadece bir taş değil, bütün bir granit saçılımını üretti:
- Uygun olmayan şekle sahip bir odada yanma işleminin test edilmesi;
- Contaların sızdırmazlığının sağlanması;
- Düzensiz ısınma koşullarında mahfazanın bükülmeden çalışmasının sağlanması;
- RPD yanma odasının geleneksel içten yanmalı motorlardan çok daha büyük olması nedeniyle düşük termal verimlilik;
- Yüksek yakıt tüketimi;
- Yanma gazlarının yüksek toksisitesi;
- RPD çalışması için dar sıcaklık bölgesi: düşük sıcaklıklarda motor gücü keskin bir şekilde düşer, yüksek sıcaklıklarda - rotor contalarının hızlı aşınması.

Ve başka? Artıları mı yoksa eksileri mi? Oyun muma değer mi? RPD'lerin seri üretimine hakim olmak mantıklı mı (daha fazlası değilse bile, fırsat)?

Günümüzde endüstriyel ölçekte üretilen tek döner motor modeli, ana çalışma elemanının gezegensel dairesel hareketine sahip döner motor tipine ait olan Wankel motorudur. Döner motorun bu tasarım düzenlemesi, şüphesiz, teknik tasarımı açısından en basit olanıdır, ancak iş süreçlerini düzenleme şekli açısından en uygun olanı değildir ve bu nedenle kendine özgü ve ciddi dezavantajları vardır.

Ana çalışma elemanının gezegensel hareketine sahip oldukça fazla sayıda döner motor çeşidi vardır, ancak esas olarak bunlar yalnızca rotor yüzlerinin sayısı ve mahfazanın iç yüzeyinin karşılık gelen şekli bakımından birbirlerinden farklıdır. Bu tür motorların çeşitli düzenlerinin verilen şemaları, 1967 tarihli “Deniz Döner Motorları” kitabından, yazarlar E. Akatov, V. Bologov ve diğerlerinden alınmış ve bu sitenin yazarı tarafından elektronik ortamda yayınlanmak üzere hazırlanmıştır.

Bu tip motorun tasarımını, görünüşünün geçmişini ve uygulama kapsamını kısaca ele alalım. Ana çalışma elemanının gezegensel dönüşüne sahip döner motorların yaratılma tarihi, mucit Mylar'ın bu tür ilk şemayı önerdiği 1943 yılında başlar. Daha sonra kısa bir süre içinde benzer tasarıma sahip motorlar için birkaç patent daha alındı. Alman NSU şirketinin geliştiricisi W. Frede de dahil. Ancak bu döner motor tasarımının ana zayıf noktası, dönen üçgen rotorun bitişik yüzlerinin ve sabit mahfazanın duvarlarının birleştiği yerde bulunan kaburgalar arasındaki sızdırmazlık sistemiydi. Bu karmaşık mühendislik sorununun çözümünde rol alan kişi, sızdırmazlık uzmanı R. Wankel'di. Enerjisi ve mühendislik düşüncesi sayesinde kısa sürede geliştirme ekibinin lideri oldu. 1957'de NSU laboratuvarında, üçgen rotorlu ve rotorun sabit olduğu ve mahfazanın onun etrafında döndüğü kapsül şeklinde bir çalışma odasına sahip "DKM" tipi bir döner motorun prototipi yapıldı. Normal devreli “KKM” tipi düzen çok daha pratikti - mahfazadaki çalışma odası sabitti ve rotor içinde dönüyordu. Bu motor bir yıl sonra 1958'de ortaya çıktı. Kasım 1959'da NSU, çalışan bir döner motorun yaratıldığını resmen duyurdu. Kısa sürede dünya çapında 100'e yakın şirket bu teknolojinin lisansını aldı, bunların 34'ü Japon'du.

Motorun çok küçük, güçlü olduğu ve az sayıda parçası olduğu ortaya çıktı. Avrupa'da döner motorlu otomobillerin satışı başladı, ancak kullanım ömürlerinin kısa olduğu, çok fazla yakıt tükettikleri ve egzozları çok zehirli olduğu ortaya çıktı. Benzin fiyatlarının birkaç kez arttığı bir başka Arap-İsrail savaşı nedeniyle 1973'teki petrol krizi, otomobil motorlarının verimliliği sorununu keskin bir şekilde gündeme getirdi. Bu nedenle Avrupa ve Amerika'da Wankel döner motorunu gerekli mükemmellik derecesine getirme girişimleri durduruldu. Ve sadece Japon Mazda şirketi ısrarla bu yönde çalışmaya devam etti. Ve ayrıca Sovyet VAZ fabrikası - o zamanlar SSCB'de benzin bir kuruşa mal olduğundan ve kısa bir kaynağa sahip olmasına rağmen güçlü bir motora kolluk kuvvetleri tarafından ihtiyaç duyuldu. Ancak 2004 yılında VAZ'daki küçük ölçekli üretim kapatıldı ve bugün Mazda, döner motorlu arabaları seri üreten tek otomobil üreticisidir. Şu anda dünyada Wankel döner motorlu yalnızca bir otomobil seri olarak üretiliyor - Mazda RX-8 spor kupası. Bu makine, toplam hacmi 1,3 litre olan iki rotor bölümüne sahip bir RENESIS motorla donatılmıştır. Motor, 200 ila 250 hp arası güce sahip çeşitli versiyonlarda mevcuttur.

.

Planet rotor hareketine sahip döner motorun tarihçesine kısa bir genel bakışın ardından avantaj ve dezavantajlarını ele alacağız. Wankel döner motorun geleneksel pistonlu motorlara göre AVANTAJLARI: 1) Arttırılmış özgül güç (hp/kg), pistonlu 4 zamanlı motorların neredeyse iki katıdır. Bir Wankel motorunda dengesiz hareket eden parçaların kütlesi, benzer güce sahip pistonlu motorlardan çok daha azdır ve bu tür dengesiz hareketlerin genliği gözle görülür derecede daha küçüktür. Bunun nedeni, "pistonlu motorda" ileri geri hareketlerin olması ve Wankel motorunda gezegensel bir devrenin dönme hareketlerinin bulunmasıdır. Ayrıca Wankel motorunda krank mili ve bağlantı çubukları bulunmuyor.

Wankel'in artan gücü, tek rotorlu böyle bir motorun, çıkış milinin her devrinin dörtte üçü için güç üretmesi gerçeğiyle de artırılıyor. Bu, çıkış milinin her bir devrinin yalnızca dörtte biri için güç üreten tek silindirli 4 zamanlı pistonlu motordan farklıdır. Bu nedenlerden ötürü, seri bir Wankel döner motorunda yanma odasının birim hacminden çok daha fazla güç çekilir. 1300 cm3 çalışma odası hacmine sahip Mazda RX-8, 200 hp - 250 hp güce sahipken, aynı hacimde bir motora sahip ancak turboşarjlı önceki Mazda RX-7 modeli 350 hp üretiyordu.

Bu nedenle Mazda RX'in özel bir özelliği mükemmel dinamik özellikleridir:

• Düşük viteste, motora aşırı yük bindirmeden aracı daha yüksek motor devirlerinde (8000 dev/dak veya daha fazla) 100 km/saatin üzerine çıkarmak mümkündür.
• Wankel motorunun mekanik olarak dengelenmesi ve titreşimden kurtulması çok daha kolaydır, bu da mikro otomobiller gibi hafif araçların konforunu arttırmayı mümkün kılar;
• Döner pistonlu bir motorun genel boyutları, karşılaştırılabilir güce sahip bir pistonlu motora göre 1,5-2 kat daha küçüktür.

Wankel motorunda %35 - 40 daha az parça bulunur.

Kusurlar:

1) Üçgen rotor yüzünün kısa strok uzunluğu.Bu göstergeleri doğrudan bir pistonlu motorla karşılaştırmak zor olsa da - piston ve rotorun hareket türleri çok farklıdır, ancak Wankel motorunun yaklaşık beşte bir daha az strok uzunluğu vardır. Wankel ile pistonlu motor arasında temel bir fark vardır - "pistonlu motor", güç strokunun yönüne denk gelen bir doğrusal yön yönünde hacim artışına sahiptir. Ancak Wankel'de bu hareket karmaşıktır ve üçgen rotorun gezegensel hareket yörüngesinin yalnızca bir kısmı çalışma strokunun gerçek çizgisi haline gelir. (ŞEKİL) Wankel motorunun pistonlu motorlardan daha kötü yakıt verimliliğine sahip olmasının nedeni budur. Bu nedenle, çalışma strokunun kısa olması nedeniyle, egzoz gazlarının sıcaklığı çok yüksektir - çalışma gazlarının, egzoz penceresi açılmadan önce ana basınçlarını rotora aktarmak için zamanları yoktur ve hacimsel olarak sıcak yüksek basınçlı gazlar vardır. çalışma karışımının yanmayı henüz durdurmamış parçaları egzoz borusuna çıkar. Bu nedenle Wankel motorunun egzoz gazı sıcaklığı çok yüksektir.

2) Yanma odasının karmaşık şekli “orak şeklindedir”. Böyle bir yanma odası, mahfazanın duvarları ve rotor ile gazların geniş bir temas yüzeyine sahiptir. Bu nedenle motor parçalarının ısıtılması için önemli miktarda ısı harcanır, bu da ısıl verimi azaltır ve motorun ısınmasını artırır. Ayrıca yanma odasının bu şekli, karışım oluşumunda bozulmaya ve çalışma karışımının yanma hızının yavaşlamasına neden olur. Bu nedenle Mazda RX-8 motorunun bir rotor bölümünde 2 buji bulunur. Bu özellikler aynı zamanda termodinamik verim düzeyini de olumsuz yönde etkilemektedir.

3) Döner motor için potansiyel olarak düşük tork. Dönme merkezi, çalışma odasının geometrik merkezi etrafında dairesel bir yol boyunca sürekli olarak gezegensel dönüş gerçekleştiren hareketli bir rotordan dönüşü ortadan kaldırmak için, bu motor, ana şaft üzerine eksantrik olarak yerleştirilmiş diskler kullanır. Aslında bunlar bir krank cihazının elemanlarıdır. Yani, Wankel motoru, klasik pistonlu içten yanmalı motorların ana dezavantajı olan krank ve biyel kolu mekanizmasından hiçbir zaman tamamen kurtulamadı. Wankel motorunda hafif versiyonunda (eksantrik mil şeklinde) sunulmasına rağmen, bu mekanizmanın en önemli kusurları: yırtık, titreşimli tork modu ve torku alan ana elemanın küçük omzu - kaldı " tedavi edilmemiş”. (ŞEKİL) Bu nedenle tek bölümlü Wankel etkisizdir ve normal performans özellikleri elde etmek için 2 veya 3 rotor bölümü yapılması gerekir; ayrıca mile ek olarak bir volan takılması da tavsiye edilir. Wankel motorunda bir krank mekanizmasının varlığına ek olarak, döner bir motor için küçük tork, böyle bir motorun kinematik diyagramının, rotor yüzeyi tarafından algılanma açısından çok mantıksız olmasından da etkilenir. çalışan genleşme gazlarının basıncı. Bu nedenle, basıncın yalnızca belirli bir kısmı (yaklaşık üçte biri) rotorun çalışma dönüşüne dönüştürülür ve tork oluşturulur. Sitenin özel bir bölümünde tork hakkında daha fazla konuşacağız.

Wankel döner motorunda tork üretme prensibi hakkında daha fazla ayrıntı için web sitesinin TORQUE sayfasına bakın.

4) Vücutta titreşimlerin varlığı. Gerçek şu ki, çalışma elemanının gezegensel hareketine sahip bir döner motor sistemi, bu organın dengesiz bir hareketini varsaymaktadır. Onlar. Dönerken, rotorun kütle merkezi, mahfazanın kütle merkezi etrafında sürekli bir dönme hareketi yapar ve bu dönmenin yarıçapı, motorun ana milinin eksantrik koluna eşittir. Bu nedenle, rotor üzerinde ortaya çıkan merkezkaç kuvvetine eşit, sürekli dönen bir kuvvet vektörü, motor gövdesine içeriden etki eder. Yani, rotor, sırayla dönen bir eksantrik mil üzerinde dönerken, hareketinin doğasında kaçınılmaz ve belirgin salınım hareketi unsurlarına sahiptir. Bu da titreşimlerin kaçınılmazlığına yol açar. (PİRİNÇ.)

5) Rotor üçgeninin köşelerindeki radyal uç contalarının hızlı aşınması, çünkü bunlar güçlü bir radyal yüke maruz kalır; bu, bir Wankel motorunda çalışma prensibi gereği kaçınılmazdır. (PİRİNÇ.)

6) Yüksek basınçlı gazların bir çalışma vuruşunun boşluğundan başka bir vuruşun boşluğuna sızmasının sürekli tehdidi. Bunun nedeni, rotor kanadının radyal contası ile yanma odası duvarının temasının tek bir ince çizgi boyunca meydana gelmesidir. Aynı zamanda, rotor kanadı bunların üzerinden geçtiğinde gazların buji yuvalarından çıkması sorunu da hala mevcuttur.

7) Dönen rotor için karmaşık yağlama sistemi. Mazda RX-8 motorunda özel nozüller, dönerken yanma odasının duvarlarına sürtünen rotor kanatçıklarını yağlamak için yanma odalarına yağ enjekte eder. Bu, egzozun toksisitesini arttırır ve aynı zamanda motorun, yağın kalitesi konusunda çok talepkar olmasına neden olur. Ek olarak, yüksek hızlarda, rotorun etrafında döndüğü ve ana kuvveti rotordan uzaklaştıran ve şaftın dönüşüne dönüşen ana şaftın eksantrik kısmının silindirik yüzeyinin yağlanması için artan gereksinimler ortaya çıkar. Böyle bir motorun en sürtünme yüklü parçalarının yüksek hızlarda yetersiz yağlanmasına yol açan, çözülmesi çok zor olan bu iki teknik zorluktu ve bu da buna bağlı olarak motorun hizmet ömrünü keskin bir şekilde kısalttı. Yerli AvtoVAZ tarafından üretilen Wankel motorlarının servis ömrünün çok kısa olmasına yol açan şey, bu tür teknik sorunların yetersiz çözümüydü. (ŞEKİL - iç rotor yuvasının silindirik temas yüzeyini ve mil diskinin eksantrikliğini gösterir)

8) Karmaşık şekilli parçaların hassasiyetine yönelik yüksek gereksinimler, böyle bir motorun üretimini zorlaştırır. Bu tür bir üretim, yüksek hassasiyetli ve pahalı ekipman gerektirir - kavisli bir epitrokoidal yüzeye sahip bir çalışma odasının karmaşık hacimlerini oluşturabilen makineler. Rotorun kendisi de dışbükey yüzeylere sahip karmaşık bir üçgen şekline sahiptir.

Sitenin bu bölümünün içeriğinden görülebileceği gibi, Wankel döner motor, bu tip bir motorun pistonlu motorları modern cephanelikten değiştirmesine izin vermeyen çok sayıda pratik olarak aşılmaz dezavantajların yanı sıra belirgin avantajlara sahiptir. teknoloji. Her ne kadar bu tür beklentiler geçen yüzyılın 60'lı yılların sonlarında ve 70'li yılların başlarında ciddi şekilde tartışılmış olsa da ve analitik incelemeler, 20. yüzyılın 80'li yıllarının sonuna gelindiğinde, gezegendeki arabaların yarısından fazlasının halihazırda çeşitli döner motorlara sahip olacağı görüşünü dile getirdi. türleri... Ve olumsuz özelliklerin ve teknik zorlukların varlığına rağmen, Wankel döner motoru teknik olarak ortaya çıkmayı başardı ve ticari olarak uygun bir ürün türü haline geldi, çünkü ana rakiplerinin - krank ve biyel kolu mekanizmalarına sahip pistonlu motorların - eksiklikleri ortaya çıktı. daha da ciddi ve çok sayıda olabilir ve bu, bir asırdan fazla süredir onları iyileştirmeye yönelik çabalara rağmen.

WANKEL DÖNER MOTOR HAKKINDA KONUŞMAYA DEVAM EDİYORUZ

Eylül 2016 Her tip döner motorun en zor sorunlarından biri, döner motorun çalışma odalarında kapalı bir hacim oluşturması gereken etkili bir sızdırmazlık sisteminin oluşturulmasıdır. Şu ana kadar Tverskaya gibi bir şemada ana zorluklardan biri bu. Orada etkili ve üretimi zor bir sızdırmazlık sistemi yapmaları gerekiyor ve bu konuda elimi eğitmek ve olumlu deneyim kazanmak için Wankel motorunun küçük, çalışan bir kopyasını doğrudan sıfırdan oluşturmaya karar verdim. İş zaten tamamlanmak üzere, böyle bir motorun fotoğrafını ekledim.

Mühürler

Böyle bir rotor bölümünün yaklaşık gücünün 35-40 hp civarında olması beklenirken, 2 rotor bölümünden oluşan bir motorun 70-80 hp güce sahip olması bekleniyor.

WANKEL MOTOR - ARALIK
25 Aralık 2016 Küçük Wankel'in üretimi optimum hızda ilerliyor. Motorun %95'i tamamlandı, bazı küçük ayrıntılar kaldı.
İnternetteki bazı sitelerde bu fotoğraflarım zaten tartışıldığı ve etraflarında pek çok fantezinin döndüğü için sizi bilgilendiriyorum.
Motor SIFIR'dan yaratılmıştır, içinde yabancı modellerden tek bir parça yoktur. Yaklaşık 30 yıldır üretilmeyen Sachs Wankel'den veya modern küçük modern aixro'dan vb. parçalar içermez.
Motor gövdesi, termokimyasal sertleştirmeye tabi tutulmuş yapısal alaşımlı ısıya dayanıklı çelikten yapılmıştır.Yüzey katmanının sertliği 70 HRC'dir. Isıyla güçlendirilmiş katmanın derinliği ortalama 1,5 mm'dir.Radyal ve mekanik salmastralar tamamen aynı şekilde işlenir ve aynı sertlik ve aşınma direnci özelliklerine sahiptir.Motor hava soğutmalıdır, sıkıştırmaya yağlama yağı sağlanacaktır. 2 özel nozul aracılığıyla hazne. Onlar. 2 zamanlı motorlarda olduğu gibi yağı benzinle karıştırmaya gerek kalmayacak.

Motor bir torna tezgahına yerleştirildi ve birkaç saat boyunca soğuk çalışmaya tabi tutuldu. Bu, contaların çalışmasını ve motorda ortaya çıkan bölümlerin sıkılığını oldukça tatmin edici olarak değerlendirmeyi mümkün kıldı. Yakın gelecekte motorun sıkıştırma bölgesinde elde edilen basınç ölçülecektir.
Motorun lansmanının Ocak ayının sonunda yapılması planlanıyor.

BİR DURAKLAMADAN SONRA ÇALIŞMAYA DEVAM EDİN

Kısa bir aradan sonra aktif çalışmalara yeniden başlandı. Şimdi (18 Mart-Mayıs) küçük bir prototip motorun aktif test çalışmaları sürüyor. Elde edilen sonuçlara göre, döner motorlardaki en zor ve hassas unsur olan contalar iyileştiriliyor. Sonuçlar oldukça cesaret verici.

Döner motorun iç yapısı ve çalışma prensibi ile içten yanmalı motor arasındaki temel fark, motor aktivitesinin tamamen yokluğudur ve yüksek motor hızlarına ulaşmak mümkündür. Bir döner motorun veya Wankel motorunun daha ayrıntılı olarak ele alacağımız bir dizi başka avantajı vardır.

Döner motorun genel prensibi

RPD, üçgen şekilli rotorun optimum yerleşimi için oval bir muhafaza içine yerleştirilmiştir. Rotorun ayırt edici bir özelliği, tasarımı büyük ölçüde basitleştiren bağlantı çubuklarının ve millerin bulunmamasıdır. Temel olarak bir RD'nin temel parçaları rotor ve statordur. Bu tip motorlarda ana motor işlevi, gövdenin içinde yer alan oval biçimli rotorun hareketi sayesinde gerçekleştirilir.

Çalışma prensibi, rotorun bir daire içinde yüksek hızlı hareketine dayanır, bunun sonucunda cihazın çalıştırılması için boşluklar oluşturulur.

Döner motorlar neden talep edilmiyor?

Döner motorun paradoksu, tasarımının basitliğine rağmen, çok karmaşık tasarım özelliklerine ve onarım çalışmalarının yürütülmesinde zorluklara sahip olan içten yanmalı bir motor kadar talep görmemesidir.

Elbette döner motorun dezavantajları da yok değil, aksi takdirde modern otomotiv endüstrisinde geniş bir uygulama alanı bulurdu ve belki de içten yanmalı motorun varlığını bilemezdik çünkü döner motor çok daha önce tasarlandı. Peki tasarımı neden bu kadar karmaşık hale getiriyoruz, anlamaya çalışalım.

Döner motorun bariz eksiklikleri, yanma odasında güvenilir bir sızdırmazlık eksikliği olarak düşünülebilir. Bu durum motorun tasarım özellikleri ve çalışma koşulları ile kolaylıkla açıklanabilir. Rotorun silindir duvarları ile yoğun sürtünmesi sırasında, mahfazanın eşit olmayan bir şekilde ısınması meydana gelir ve bunun sonucunda mahfazanın metali ısınmadan yalnızca kısmen genleşir, bu da mahfazanın sızdırmazlığının belirgin şekilde ihlal edilmesine yol açar.

Sızdırmazlık özelliklerini geliştirmek için, özellikle hazne ile emme veya egzoz sistemi arasındaki sıcaklık koşullarında belirgin bir fark varsa, silindirin kendisi farklı metallerden yapılır ve sızdırmazlığı iyileştirmek için silindirin farklı kısımlarına yerleştirilir.

Motoru çalıştırmak için sadece iki buji kullanılır, bunun nedeni motorun aynı sürede içten yanmalı bir motora kıyasla %20 daha fazla verim üretmesine olanak tanıyan tasarım özelliklerinden kaynaklanmaktadır.

Zheltyshev döner motor - çalışma prensibi:

Döner motorun avantajları

Küçük boyutlarına rağmen yüksek hızlar geliştirebilmektedir ancak bu nüansın aynı zamanda büyük bir dezavantajı da vardır. Döner motor, küçük boyutlarına rağmen büyük miktarda yakıt tüketir ancak motorun hizmet ömrü yalnızca 65.000 km'dir. Yani sadece 1,3 litrelik bir motor 20 litreye kadar yakıt tüketiyor. 100 km'de yakıt. Belki de bu tür motorların kitlesel tüketim için popüler olmamasının ana nedeni buydu.

Dünya petrol rezervlerinin Orta Doğu'da, sürekli askeri çatışmaların olduğu bir bölgede yer alması, benzin fiyatlarının oldukça yüksek kalması ve petrol fiyatlarında azalma eğilimi görülmemesi nedeniyle benzin fiyatı her zaman insanlık için acil bir sorun olarak görülmüştür. yakın gelecek. Bu durum içten yanmalı motorların lehine temel argüman olan güçten ödün vermeden minimum kaynak tüketimine yönelik çözüm arayışlarına yol açmaktadır.

Bütün bunlar birlikte döner motorların spor otomobiller için uygun bir seçenek olarak konumunu belirledi. Ancak dünyaca ünlü otomobil üreticisi Mazda, mucit Wankel'in çalışmalarını sürdürdü. Japon mühendisler, modernizasyon ve yenilikçi teknolojilerin kullanımı yoluyla her zaman talep edilmemiş modellerden maksimum faydayı elde etmeye çalışıyorlar ve bu da onların küresel otomotiv pazarında lider konumunu korumasını sağlıyor.

Videodaki Akhriev döner motorun çalışma prensibi:

Döner motorla donatılmış yeni Mazda modeli, 350 beygir gücüne kadar güç üreten gelişmiş Alman modellerinden daha düşük güçte değil. Aynı zamanda yakıt tüketimi kıyaslanamayacak kadar yüksekti. Mazda tasarım mühendisleri, gücü 200 beygir gücüne düşürmek zorunda kaldı, bu da yakıt tüketimini normalleştirmeyi mümkün kıldı, ancak motorun kompakt boyutları araca ek avantajlar sağlamayı ve Avrupa otomobil modelleriyle rekabet etmeyi mümkün kıldı.

Ülkemizde döner motorlar kök salmamıştır. Bunları özel taşıma araçlarına kurma girişimleri oldu, ancak bu proje yeterince finanse edilmedi. Dolayısıyla bu yöndeki tüm başarılı gelişmeler, yakın gelecekte modernize edilmiş motora sahip yeni bir otomobil modeli göstermeyi amaçlayan Mazda firmasının Japon mühendislerine ait.

Wankel döner motor videoda nasıl çalışır?

Döner motorun çalışma prensibi

RPD, rotoru döndürerek çalışır, böylece güç, debriyaj aracılığıyla şanzımana aktarılır. Dönüştürme momenti, alaşımlı çelikten yapılmış bir rotorun dönmesi nedeniyle yakıt enerjisinin tekerleklere aktarılmasından oluşur.

Döner pistonlu motorun çalışma mekanizması:

• yakıt sıkıştırması;
• yakıt enjeksiyonu;
• oksijen zenginleştirmesi;
• karışımın yanması;
• yakıt yanma ürünlerinin salınımı.

Videoda döner motorun nasıl çalıştığı gösterilmiştir:

Rotor özel bir cihaz üzerine monte edilmiştir, dönerken birbirinden bağımsız boşluklar oluşturur. İlk oda bir hava-yakıt karışımı ile doldurulur. Daha sonra iyice karıştırılır.

Karışım daha sonra iki mumun varlığı sayesinde sıkıştırmanın ve tutuşmanın meydana geldiği başka bir odaya geçer. Daha sonra karışım bir sonraki odaya taşınır ve işlenmiş yakıtın bir kısmı buradan çıkarılarak sistemden çıkar.

Döner pistonlu bir motorun tam çalışma döngüsü, rotorun yalnızca bir devrinde üç çalışma döngüsüne dayalı olarak bu şekilde gerçekleşir. Döner motoru önemli ölçüde modernize etmeyi ve aynı anda üç rotoru yerleştirmeyi başaran Japon geliştiricilerdi, bu da onların gücü önemli ölçüde artırmasına olanak tanıyor.

Zuev döner motorun çalışma prensibi:

Bugün, geliştirilmiş iki rotorlu bir motor, altı silindirli bir içten yanmalı motorla karşılaştırılabilir ve üç rotorlu bir motor, güç açısından 12 silindirli bir içten yanmalı motordan daha düşük değildir.

Motorun kompakt boyutunu ve gerekirse motorun ana bileşenlerinin onarılmasına veya tamamen değiştirilmesine olanak tanıyan cihazın basitliğini unutmayın. Böylece Mazda mühendisleri bu basit ve üretken cihaza ikinci bir hayat vermeyi başardılar.

Geleneksel içten yanmalı motorlar gibi buhar motorlarının da ortak bir dezavantajı vardır: pistonun ileri geri hareketleri, tekerleklerin dönme hareketlerine dönüştürülmelidir. Ana elemanların düşük verimliliğinin ve yüksek aşınmasının nedeni budur.

Birçok mühendis, tüm parçaları yalnızca dönen bir içten yanmalı motor icat ederek bu sorunu çözmeye çalıştı. Bununla birlikte, daha yüksek ve hatta orta dereceli bir uzmanlık eğitim kurumundan mezun olmayan, kendi kendini yetiştirmiş bir tamirci böyle bir üniteyi icat edebildi.

Biraz tarih

1957'de, az tanınan bir tamirci mucidi Felix Wankel ve önde gelen NSU mühendisi Walter Frede, bir arabaya döner pistonlu motor takmaya karar veren ilk kişiler oldu. “Test konusu” NSU Prinz'di. Orijinal tasarım mükemmel olmaktan uzaktı. Örneğin, ünitenin tamamen sökülmesinden hemen sonra bujilerin değiştirilmesi gerekiyordu. Ayrıca motorun güvenilirliği şüpheli kaldı ve verimliliğinden söz edilemedi.

Pek çok testin ardından şirket, geleneksel içten yanmalı motora sahip otomobiller üretmeye başladı. Ancak ilk döner pistonlu DKM-54 büyük bir potansiyel gösterebilir.

İçten yanmalı motorun orijinal versiyonunun otomobil üretimine girme şansı bu şekilde elde edildi. Daha sonra sürekli olarak geliştirildi, ancak döner pistonlu motorun beklentileri o zamanlar zaten açıktı. RPD, hattın 5 temsilcisinden biri olarak döner motorların sınıflandırılmasına dahil edilmiştir.

20. yüzyılın 80'li yıllarına gelindiğinde, Wankel döner motorları yalnızca Japon Mazda şirketi tarafından incelendi. VAZ da bu motora dikkat etti. SSCB'de benzin oldukça ucuzdu ve böyle bir birimin oldukça fazla gücü vardı. Ancak 2004 yılına gelindiğinde bu motora sahip otomobillerin üretimi durduruldu. Japonya, döner motorun gelişiminin devam ettiği tek ülke oldu.

Birçok döner ünite türü vardır. Tek farkları mahfazanın yüzeyi ve rotor üzerinde oluşturulan kenarların sayısıdır. Bu tür motorların çeşitli konfigürasyonları otomobil ve gemi yapımında kullanılmaktadır.

Avantajları

Wankel motorunun başlangıcından bu yana pistonlu motorlara göre birçok yararlı avantajı vardır. Ünite sürekli olarak geliştirildi, bu da verimliliğinin ve üretkenliğinin arttırılmasını mümkün kıldı.

Wankel'in avantajları arasında şunlar yer almaktadır:

1. Küçük boyutlar ve ağırlık. "Wankel", pistonlu içten yanmalı motordan neredeyse 2 kat daha küçüktür, bu da aracın yol tutuşu üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir, vites kutusunun optimum kurulumunu sağlar ve iç mekanı çok daha geniş hale getirir.
2. İki zamanlı motorla karşılaştırıldığında Wankel motorunda çok daha az parça bulunur. Bu onarım açısından daha karlı.
3. Standart içten yanmalı motorların gücünün iki katı.
4. Daha fazla düzgün çalışma - ileri geri hareketlerin olmaması sürüş konforu üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir.
5. Düşük oktanlı benzinle yakıt ikmali imkanı.

Tüm motor elemanları tek yönde döner. Bu, ünitenin iç dengesini iyileştirir ve titreşimleri azaltır. Wankel, gücü eşit ve sorunsuz bir şekilde iletir. Rotorun 1 kez döndüğü süre boyunca çıkış mili 3 devir yapar. Her yanma, rotor dönüşünün 90 aşamasında gerçekleştirilir.

Bu, 1 rotorlu bir döner motorun, çıkış milinin her dönüşünün ¾'ü kadar güç sağlama kapasitesine sahip olduğunu göstermektedir. 1 silindirli bir motor, çıkış milinin her devrinin yalnızca ¼'ü kadar güç üretebilir.

Kusurlar

Motorun dezavantajları arasında sahiplere ve tamircilere yabancılığı yer alıyor. Böyle bir birim birçok alışkanlığın değiştirilmesini gerektirir. Örneğin RPD'yi yavaşlatmak mümkün olmayacak ve "çekme" tırmanışlarına yönelik saldırı başarısızlığa mahkumdur. Kompakt motor, büyük pistonlu içten yanmalı motorlar için söylenemeyen düşük atalete sahiptir. Sık çalıştırma ve kapatmalarda bujiler "atılır." Bazı otomobil meraklıları motor sesinin de bir dezavantaj olduğunu düşünür.

Döner piston ünitesinin organik kusurları daha ciddidir. Öncelikle yakıt tüketimini artırdı. Bu, duvarlardan ısı kaybeden odanın optimal olmayan şekliyle kolayca açıklanabilir. Ayrıca motor oldukça fazla yağ "yiyor". Wankel'in hizmet ömrü standart bir içten yanmalı motora göre daha düşüktür; rotor contaları düzenli olarak aşınır.

Döner pistonlu motorun dış özelliklerinin sertliğine önemli bir rol verilmiştir. Böyle bir motora sahip bir arabayı sürmek için vites kolunu oldukça sık kullanmanız gerekir. Bu, kısa bir vites aralığının ve artan sayıda vitesin gerekli olduğu gerçeğiyle açıklanmaktadır.

İdeal seçenek bir değiştirici kurmaktır. Ancak spor arabalarda otomatik şanzıman kök salmıyor ve aile arabaları daha fazla verimlilik gerektiriyor.

RPD'lerin dezavantajları iki zamanlı piston ünitelerine benzer. İlginç bir şekilde bu durum aynı yöntemler kullanılarak tedavi edilebilir. Direkt enjeksiyon ile artan yakıt tüketimi azaltılır, değişken fazların takılmasıyla ise elastikiyet eksikliği azaltılır. Bu, verimliliği ve kontrol edilebilirliği artırır. Ayrıca esnekliği artırmak için boru hatlarının konfigürasyonu değişir. Mazda RX-8 motorunda bu tür değişiklikler yapıldı.

O nasıl çalışır

Wankel motoru, mekanikten habersiz bir kişiye bile açıklanması oldukça basit olan bir prensiple çalışır. Ünite minimum parçaya sahiptir, bu da belirli zaman dilimlerinde hangi sistemlerin etkinleştirildiğini hızlı bir şekilde anlamanızı sağlar.

RPD'deki motor pistonunun yerini, yanan gazların basınç kuvvetini eksantrik miline ileten 3 yüzlü bir rotor alır.

Statorun iç yüzeyleri epitrokoidal bir konfigürasyona sahiptir. Özel bir kaplamaya sahip olduğundan aşınmaya karşı oldukça dayanıklıdır. Rotorun üst kısmında contalar vardır ve statorun yüzeyinde girintiler vardır - bunlar yanmanın meydana geldiği bir tür odadır. Şaft özel yataklar üzerinde dönmektedir. Vücudun üzerine yerleştirilirler. Şaft ayrıca bir eksantrik ile donatılmıştır - rotor onun üzerinde döner.

Dişli mahfazaya monte edilmiştir. Rotor dişlisine bağlanır. Bu dişlilerin karşılıklı hareketi rotorun hareketini oluşturur. Bu, hacimlerini sürekli değiştiren 3 oda oluşturmanıza olanak sağlar.

Dişli oranı 2:3 olup, 120 derecelik rotor dönüşü başına bir şaft devri sağlar. Rotor tam dönüş yaptığında tüm odalar dört zamanlı bir döngü gerçekleştirir. Yanan gazlar rotor aracılığıyla eksantrik miline etki eder - tork bu şekilde üretilir.

Rotor ve stator arasında 3 odacık bulunmaktadır. Emme, rotor uçlarından biri yakıt enjeksiyon portundan geçmeye başladığında meydana gelir. Haznenin hacmi artar, bu da karışımı doldurmaya zorlar. Bir sonraki köşe pencereyi kapatır. Geleneksel bir motor pistonu gibi, rotor da çalışma karışımını ateşlemeden önce sıkıştırır.

Büzülüyor ve en büyük sıkıştırma durumunda haznede bir kıvılcım beliriyor. Sonuç olarak, bir çalışma vuruşu gerçekleştirilir. Daha sonra egzoz gazlarının basıncı altında egzoz penceresi açılır ve odadan ayrılırlar.

Rotorun bir dönüşüyle ​​motor 3 çevrimi tamamlar; bu da dengeleme cihazlarının kullanımını gereksiz kılar.

İş sürecinde zayıf bağlantılar var. Birincisi contalar üzerindeki yükün artması, ikincisi ise aşırı dinamik faz örtüşmesidir.Yanma odasının konfigürasyonu da optimal değildir. Ancak olumlu bir nokta da var - hızı artırırsanız, alevin yayılma hızı, yakıt karışımının akışından daha hızlı artar.

Bu, RPD için azaltılmış oktan sayısına sahip benzinin kullanılmasına olanak tanır. Wankel'in çalışma prensibi oldukça basittir ve bu, bir zamanlar birçok otomobil üreticisinin dikkatini buluşa çekmiştir.

Wankel'in döner motorların sınıflandırılmasındaki 5 alt tipten biri olduğunu her otomobil tutkunu bilmiyor.

Kompaktlık, hız, yüksek performans - neredeyse tüm motosiklet üreticilerinin çabaladığı şey bu değil mi? Bu kesinlikle doğrudur. Ancak döner motor motosiklet dünyasında kök salmadı. Tüm bahisler klasik pistonlu motorlar üzerinedir.

Ancak motosiklet üretim tarihinde birkaç istisna da olmuştur. Örneğin, 1974'te Hercules, KC-27 motoruyla donatılmış bir dizi Wankel'i piyasaya sürdü. Bunlar hava soğutmalı döner ünitelerdi. Motorun hacmi 294 cc idi. cm Birimlerin gücü 25 hp idi. Üniteyi yağlamak için yağın yakıt deposuna kendiniz dökülmesi gerekiyordu.

1980'lerin başında, Norton motosikletlerini donatmak için döner motor kullanıldı. Bu tür motorların deneysel prototiplerinin 1970'lerde ortaya çıkmasına rağmen, Norton mühendisleri RPD'yi spora başarıyla dahil etti. 80'lerin sonunda eşitleri kalmamıştı.

Bugün şirket, iki NRV588 rotorlu 588 cc'lik bir model üretiyor. Norton mühendisleri ayrıca NRV700 adı verilen 700cc'lik bir versiyon da geliştiriyor. Yakıt enjeksiyonlu 170 beygir gücünde Wankel motorla donatılmış güçlü bir spor motosiklettir.

Gördüğünüz gibi döner motorların çağı henüz gelmedi. Piston sistemleri otomobil ve motosiklet yapımı alanında liderliğini korudu. Döner motorlu bisiklet sahipleri yalnızca küçük bir Wankel hayran çevresi oluşturabilir. Norton'un Wankel'ine olan ilginin yeniden canlanması, bu alandaki gelişmelerin ve ilerlemelerin hızlı bir şekilde arttığına işaret ediyor.

Motorun otomobillere ve motosikletlere güç sağlamak için üretilmemesinin nedenlerinden biri de üretiminde hassas ekipmanlara duyulan ihtiyaçtır. En ufak bir arıza motorun arızalanmasına neden olur. Bu henüz dar endüstrilerde bile döner ünitenin pistonlu motorun yerini almasına izin vermiyor.